WO2019049390A1 - 通信装置、通信システム、及び通信方法 - Google Patents

通信装置、通信システム、及び通信方法 Download PDF

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WO2019049390A1
WO2019049390A1 PCT/JP2018/004827 JP2018004827W WO2019049390A1 WO 2019049390 A1 WO2019049390 A1 WO 2019049390A1 JP 2018004827 W JP2018004827 W JP 2018004827W WO 2019049390 A1 WO2019049390 A1 WO 2019049390A1
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communication
aircraft
base station
communication device
information
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PCT/JP2018/004827
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山口　高弘
亮太 宮中
周太 岡村
畠山　武士
上野山　努
東田　真明
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • H04W88/08—Access point devices

Definitions

  • the present disclosure relates to air-to-ground communication in mobiles such as aircraft.
  • a short distance wireless communication system such as Wi-Fi or Bluetooth (registered trademark) is mounted as a means for performing wireless communication for the inside of the mobile body. For this reason, communication environment maintenance for a wider range of uses, such as personal use for passengers of mobile units and business use for business operators (airlines etc.), is being promoted.
  • the air-to-ground communication system is a system in which a base station installed on the ground directly communicates with a communication device mounted on a mobile.
  • the ground-to-ground air communication system is smaller in size and weight of the antenna and the communication device than satellite communication, and is suitable for movement of short distance and short boarding time like domestic routes. Furthermore, it is easy to install additionally on the mobile unit already in operation. Therefore, maintenance of the ground air communication system is required.
  • a communication device is a communication device that is disposed in an aircraft and capable of wireless communication with a ground base station, and includes a transmission unit, a reception unit, and a control unit.
  • the control unit acquires position information of the aircraft at a predetermined time, and communicates with the base station using an allocation pattern of communication resources according to the position information of the aircraft.
  • Another communication apparatus is a communication apparatus which is disposed at a base station on the ground and can wirelessly communicate with a plurality of aircrafts, and includes a transmitting unit, a receiving unit, and a control unit.
  • the control unit acquires communication amount determination information for determining use of wireless communication in each aircraft, determines an allocation pattern of communication resources of a plurality of aircraft according to the communication amount determination information, and uses the allocation pattern. Communicate with multiple aircraft.
  • FIG. 1 schematically shows an aircraft performing wireless communication and a ground base station.
  • FIG. 2 shows an example of a resource block.
  • FIG. 3 shows the configuration of the communication system according to the first embodiment.
  • FIG. 4 schematically shows the communication method in the first embodiment.
  • FIG. 5 shows a table including location information and communication resource assignment patterns in the first embodiment.
  • FIG. 6 shows an operation flowchart of the communication system according to the first embodiment.
  • FIG. 7 schematically shows a plurality of aircraft performing wireless communication and a ground base station.
  • FIG. 8 shows the configuration of the communication system according to the second embodiment.
  • FIG. 9 schematically shows an example of the communication method in the second embodiment.
  • FIG. 10 schematically shows another example of the communication method in the second embodiment.
  • FIG. 11 shows an operation flowchart of the communication system according to the second embodiment.
  • the mobile is a commercial aircraft.
  • the aircraft may be any other aircraft, for example, a helicopter, an airship, etc., as long as it can fly in the air.
  • a plurality of base stations 200 (200a to 200c) are operated at the same frequency. Therefore, as shown in FIG. 1, when the aircraft 100 is in communication with the base station 200a, the signals from the adjacent base station 200b and the base station 200c have the same frequency interference (CCI: Co-Channel Interference). Become. As a result, there is a problem that the communication quality of the aircraft 100 and the base station 200b is degraded.
  • CCI Co-Channel Interference
  • the aircraft 100 and the base station 200a in the first embodiment perform communication using a frequency hopping scheme in which the information is transmitted while switching the frequency for transmitting information.
  • a frequency hopping scheme in which the information is transmitted while switching the frequency for transmitting information.
  • one resource block is configured by 12 subcarriers (180 kHz: 15 kHz ⁇ 12) and a time slot of 0.5 ms.
  • resources are divided by subcarriers in OFDMA (Orthogonal Frequency-Division Multiple Access).
  • wireless communication is performed between communication devices using a VHF (Very High Frequency) band.
  • VHF Very High Frequency
  • a band other than the VHF band may be used.
  • each communication apparatus has a converter for converting the frequency to the frequency band of LTE, and performs modulation and demodulation using the elemental technology of LTE as in the above-described OFDMA.
  • the frequency modulation may not be performed, and the frequency processed in the communication device may be the same as the frequency used for communication between the communication devices.
  • FIG. 3 shows the configuration of the communication system 1 according to the present embodiment.
  • the communication system 1 includes a communication device 300 included in the aircraft 100 and a communication device 400 included in the base station 200.
  • the aircraft communication apparatus 300 includes an antenna 311, a transmitter 312, a receiver 314, and a processor 310.
  • the processor 310 is a processor or circuit such as a DSP or CPU, and executes a predetermined program to thereby execute the encoding unit 313, the decoding unit 315, the communication control unit 316, the switching pattern acquisition unit 317, and the position information acquisition unit 318.
  • the communication device 300 also includes a switching pattern storage unit 331 and a position information storage unit 332 provided in the memory.
  • the antenna 311 transmits and receives data.
  • the transmission unit 312 converts the encoded data into an analog signal and transmits it from the antenna 311.
  • Encoding section 313 encodes data to be transmitted to base station communication apparatus 400.
  • the receiving unit 314 receives data received from the base station communication device 400 from the antenna 311 and converts the data into a digital signal.
  • the decryption unit 315 decrypts the data.
  • the communication control unit 316 controls the communication of the entire communication apparatus 300, and is connected to the encoding unit 313 and the decoding unit 315.
  • the switching pattern acquisition unit 317 acquires, from the switching pattern storage unit 331, a switching pattern which is an example of a communication resource assignment pattern.
  • the switching pattern is a hopping pattern switched by frequency hopping as described later.
  • the position information acquisition unit 318 acquires position information indicating the current position of the aircraft 100 from the position information storage unit 332.
  • the switching pattern storage unit 331 stores the switching pattern.
  • the position information storage unit 332 stores the position information.
  • the switching pattern and the position information may not be stored in the communication device 300. These pieces of information may be received from other devices and acquired. Also, the position information may be acquired from the operation schedule of the aircraft, or may be position information acquired dynamically by the aircraft using GPS communication.
  • the base station communication device 400 includes an antenna 421, a transmitter 422, a receiver 424, and a processor 420.
  • the processor 420 is a processor or circuit such as a DSP or a CPU, and implements the functions of the encoding unit 423, the decoding unit 425, the communication control unit 426, and the switching pattern acquisition unit 427 by executing a predetermined program.
  • the antenna 421 transmits and receives data.
  • the transmitting unit 422 converts the encoded data into an analog signal and transmits it from the antenna 421.
  • the encoding unit 423 encodes data to be transmitted to the aircraft communication device 300.
  • the receiving unit 424 receives data received from the aircraft communication device 300 from the antenna 421 and converts the data into a digital signal.
  • the decoding unit 425 decodes the data.
  • the communication control unit 426 controls the communication of the entire communication apparatus 300, and is connected to the encoding unit 423 and the decoding unit 425.
  • the switching pattern acquisition unit 427 acquires a switching pattern from the switching pattern storage unit 431.
  • the switching pattern is a hopping pattern switched by frequency hopping, as described later, and is common to those held by the aircraft communication device 300.
  • the aircraft side communication device 300 and the base station side communication device 400 communicate using the common switching pattern held by each.
  • FIG. 4 represents a resource block.
  • the black squares represent resource blocks used by the aircraft 100 (100a to 100c) and the base stations 200a to 200c shown in FIG.
  • interference between communication links is randomized because communication is performed using different switching patterns between other aircraft and the base station.
  • the effect of this interference can be reduced by applying an error correction code that spans multiple resource blocks.
  • the error correction code may be applied in the physical layer or in a higher layer, for example, in the application layer, as long as the error correction code is applied with a length that spans multiple resource blocks.
  • a frequency hopping scheme can reduce the effects of co-frequency interference (CCI), but limits the number of resource blocks that can be used in one time slot. Therefore, there is no aircraft and base station communicating in the surrounding area, and if frequency hopping is performed in the absence of CCI, the bandwidth utilization efficiency decreases.
  • CCI co-frequency interference
  • the navigation route of the aircraft is determined in advance by the operation schedule, when the aircraft is flying at a certain position, the number of aircraft communicating in the surrounding area, and the number of base stations communicating. It can be predicted in advance.
  • FIG. 4 shows that the aircraft 100a moves from the position A11-1 to the position A11-2, and the aircraft 100b moves from the position A12-1 to the position A12-2.
  • Positions A 11-2 and A 12-2 indicate that the aircraft 100 a and the aircraft 100 b are on a nearby route at a predetermined time.
  • the distance between the position A11-2 and the position A12-2 is short, and CCI occurs between the aircraft 100a at the position A11-2 and the aircraft 100b at the position A12-2.
  • the distance between A11-1 and A12-2 and the distance between A12-1 and A11-2 are sufficiently far, for example, aircraft 100a at position A11-2 and aircraft 100b at position A12-1. CCI does not occur between
  • R1-1, R1-2, R2-1, and R2-2 indicate resource blocks used by the aircraft and the base station at each position, and allocation patterns (switching patterns) of resource blocks not used.
  • One square represents a resource block, and a black square is a resource block to be used.
  • White squares are resource blocks that are not used.
  • the arrow direction indicates the height of the frequency.
  • CCI occurs due to the proximity of the aircraft 100a and the aircraft 100b.
  • the aircraft 100a employs the resource block switching pattern R1-2
  • the aircraft 100b employs the switching pattern R2-2, thereby avoiding CCI.
  • the locations A11-1, 11-2, A12-1, and A12-2 may be included in the communication areas of a plurality of base stations.
  • FIG. 5 shows a relationship table T1 between position information of the aircraft 100 and a switching pattern of resource blocks. For example, when the aircraft 100 is at the position A11-1, the switching pattern R1-1 of the resource block is designated.
  • a relationship table T1 of the position of the aircraft and the switching pattern of the resource block is created in advance, and the aircraft communication device 300 and the base station communication device 400 are held in advance as a common switching pattern. Keep it.
  • the aircraft 100 transmits its flight position to the base station 200, refers to the relationship table T1, selects the switching pattern to be used, and starts communication based on the switching pattern.
  • the encoding unit 313 of the aircraft side communication device 300 encodes the position information acquired from the position information acquisition unit 318 of the aircraft 100.
  • the transmitting unit 312 transmits the encoded position information from the antenna 311.
  • the antenna 421 of the base station communication device 400 receives the encoded position information, and the decoding unit 425 decodes the received position information.
  • the communication control unit 426 selects a switching pattern based on the relationship table T1 shown in FIG.
  • the communication devices 300 and 400 start processing (S11, S21).
  • the aircraft-side communication device 300 acquires position information of the aircraft from the position information acquisition unit 318 (S12).
  • the position information may be obtained from the operation schedule, or may be position information dynamically obtained by the aircraft using GPS communication.
  • the switching pattern acquisition unit 317 refers to the information in the switching pattern storage unit 331.
  • the communication control unit 316 selects a switching pattern corresponding to the position information (S13). The selected switching pattern is encoded together with the position information and transmitted (S14).
  • the base station communication device 400 receives the switching pattern and the position information encoded via the reception unit 424 (S22).
  • the decoding unit 425 decodes the encoded switching pattern and the position information.
  • the switching pattern acquisition unit 427 refers to the information in the switching pattern storage unit 331, and selects the corresponding switching pattern (S23).
  • the communication device 400 encodes and transmits data according to the selected switching pattern (S24).
  • the aircraft side communication device 300 receives the encoded data and decodes it based on the selected switching pattern (S15). Similarly, the communication apparatus 300 encodes transmission data according to the selected switching pattern, and transmits the transmission data (S16).
  • the base station communication device 400 receives the encoded data and decodes it based on the selected switching pattern (S25).
  • the aircraft-side communication device 300 acquires position information while data transmission / reception is performed in steps S15, S16, S24, and S25 (S17).
  • the communication control unit 316 determines whether or not there is a change in the position information (S18). If there is a change, the process returns to step S13, and selects a switching pattern according to the change.
  • the communication apparatuses 300 and 400 execute end processing (S20 and S27) when communication is ended (Yes in S19 and S26). While the communication is not completed, the processes of steps S15 to S19 and steps S24 to S26 are repeated.
  • the aircraft side communication device 300 may transmit only the position information to the base station side communication device 400, and may determine the switching pattern according to the relationship table T1 held or acquired by the communication device 400. In this case, the determined switching pattern is transmitted from the base station communication device 400 to the aircraft communication device 300.
  • the aircraft communication device 300 may not transmit in advance only the information on the position information and the switching pattern to the base station communication device 400.
  • the aircraft communication device 300 may transmit the switching pattern to the base station communication device 400 together with the predetermined data when transmission of predetermined data using the switching pattern selected by itself based on the position information is started.
  • each piece of information may be determined in advance, and the code information may be transmitted and received between the communication devices 300 and 400.
  • each of the communication devices 300 and 400 acquires or holds a relation table of code information, position information and / or switching pattern information.
  • the relationship table T1 information itself shown in FIG. 5 may be transmitted and received between the aircraft side communication device 300 and the base station side communication device 400.
  • the communication system according to the present embodiment allocates appropriate communication resources according to traffic demands that differ from one aircraft to another in Air-To Ground-Communication.
  • a plurality of aircraft 100 a, 100 b and 100 c perform wireless communication with the base station 200.
  • the aircrafts 100a, 100b and 100c are connected to the base station 200 and perform data communication with each other.
  • FIG. 8 shows the configuration of the communication system 2 according to the present embodiment.
  • the communication system 2 includes a communication device 2300 included in the aircraft 100 and a communication device 2400 included in the base station 200.
  • the aircraft side communication device 2300 includes an antenna 311, a transmission unit 312 that transmits data to the base station side, a reception unit 314 that receives data from the base station side, and a processor 310.
  • the processor 310 is a processor or circuit such as a DSP or CPU, and executes a predetermined program by executing a predetermined program to obtain an encoding unit 313, a decoding unit 315, a communication control unit 316, and a switching pattern acquisition.
  • the functions of the unit 317 and the boarding number information acquisition unit 319 are realized.
  • the boarding number information acquisition unit 319 acquires boarding number information indicating the maximum boarding number of the aircraft.
  • the base station communication device 2400 has the same configuration as the communication device 400 of the first embodiment.
  • the communication device 2400 includes an antenna 421, a transmission unit 422 that transmits data to the aircraft side, a reception unit 424 that receives data from the aircraft side, and a processor 420.
  • the processor 420 is a processor or circuit such as a DSP or CPU, and realizes functions of the encoding unit 423, the decoding unit 425, the communication control unit 426, and the communication resource assignment determination unit 429 by executing a predetermined program. .
  • communication resources are allocated in proportion to the maximum loading number of aircraft.
  • the maximum number of passengers of the aircraft 100a, 100b, and 100c is 100a: 470, 100b: 320, and 100c: 200.
  • the base station 200 side acquires information on the maximum number of passengers on the aircraft 100 (100a to 100c) side, and allocates proportional communication resources (resource blocks).
  • the encoding unit 313 of the aircraft communication apparatus 2300 encodes the boarding number information acquired by the boarding number information acquisition unit 319.
  • the transmission unit 312 converts the encoded boarding number information into an analog signal, and transmits it from the antenna 311.
  • the antenna 421 and the reception unit 424 of the base station communication device 2400 receive the encoded boarding number information and convert it into a digital signal.
  • the decryption unit 425 decrypts the boarding number information.
  • the communication control unit 426 receives the boarding number information from the plurality of aircrafts 100a to 100c
  • the communication resource allocation determination unit 429 determines the communication resource allocation pattern.
  • the maximum loading number of the aircraft may be transmitted in real time from the aircraft to the base station 200, or may be managed in advance by a table or the like in which the terminal ID for the aircraft and the maximum number of passengers are linked.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram of communication resource allocation in the second embodiment.
  • the number of blocks in the frequency axis direction is 10 for simplification.
  • allocation of communication resources is performed along the frequency axis. That is, a subcarrier which is a communication resource on the frequency axis based on the maximum number of passengers of aircraft 100a: 470, aircraft 100b: 320, and aircraft 100c: 200, aircraft 100a: 5, aircraft 100b: 3, aircraft Allocate in the ratio of 100c: 2.
  • efficient communication resources can be allocated according to traffic.
  • FIG. 10 shows another example of allocation of communication resources in the second embodiment.
  • the number of blocks in the frequency axis direction is set to 10 for simplification.
  • the resources are also allocated on the time axis. That is, based on the maximum boarding number of the aircraft 100a: 470, the aircraft 100b: 320, and the aircraft 100c: 200, first, in the first time slot, the subcarrier which is the communication resource on the frequency axis is the aircraft 100a: 5. Assign with the ratio of aircraft 100b: 3, aircraft 100c: 2.
  • subcarriers which are communication resources on the frequency axis, are allocated at a ratio of aircraft 100a: 4, aircraft 100b: 4, and aircraft 100c: 2, and allocation of the first time slot and the second time slot are performed. Repeat the time slot assignment alternately.
  • the allocation of communication resources which was 5: 3: 2 in the allocation of communication resources in FIG. 9, becomes 4.5: 3.5: 2 in FIG. 10, which is more efficient in proportion to the communication traffic (the maximum number of people on board). Communication resources can be allocated.
  • communication resources are assumed to be resources on the frequency axis and time axis, allocation of other communication resources can be similarly performed in proportion to the maximum number of carriers of the aircraft.
  • allocation of other communication resources can be similarly performed in proportion to the maximum number of carriers of the aircraft.
  • code resource assignment in CDMA Code Division Multiple Access
  • CDMA Code Division Multiple Access
  • data serving as a basis for determination of allocation of communication resources that is, as communication amount determination information for determining use of wireless communication in an aircraft
  • the following may be considered other than the maximum number of people on which the aircraft is mounted.
  • aircraft size information length, weight
  • (2) actual number of passengers on the aircraft 3 actual number of users of wireless communication in the aircraft, and the like.
  • (1) if it is not possible to know the maximum number of passengers of the aircraft, it is conceivable to use the size information such as the length and weight of the aircraft instead.
  • (2) when the actual number of passengers on the aircraft is known from data etc. from the airline, more efficient communication resource allocation can be performed based on the actual number of passengers.
  • the aircraft communication device 2300 transmits information on the number of connections to the base station communication device 2400 every predetermined time, and the communication device 2400 changes the number of connections.
  • the determination may be made and the allocation of communication resources may be updated.
  • allocation of resources may be preferentially given to the aircraft according to the information.
  • the communication devices 2300 and 2400 start processing (S31, S41).
  • the aircraft side communication device 2300 acquires the boarding number information indicating the maximum boarding number by the boarding number information acquisition unit 319 (S32).
  • the encoding unit 313 encodes the boarding number information, and the transmitting unit 312 transmits the information (S33).
  • the base station communication device 2400 receives the boarding number information encoded via the reception unit 424.
  • the decoding unit 425 decodes the encoded boarding number information (S42).
  • the communication resource allocation determination unit 429 determines the allocation of communication resources according to the number of the boarding number information (S43). The allocation of communication resources is determined, for example, by the methods shown in FIG. 9 and FIG.
  • the decoding unit 425 encodes the determined communication resource assignment information, and transmits it via the transmission unit 422 (S44).
  • the aircraft side communication device 2300 receives, decodes and stores the coded communication resource assignment information in the memory.
  • the aircraft side communication device 2300 receives the encoded data and decodes it based on the acquired communication resource assignment information (S34). Similarly, the communication apparatus 2300 encodes transmission data based on the acquired communication resource assignment information, and transmits (S35).
  • the base station communication device 2400 receives the encoded data and decodes it based on the determined communication resource assignment information (S45). Similarly, the communication apparatus 2300 encodes transmission data based on the acquired communication resource assignment information, and transmits (S46).
  • Data transmission / reception is performed in steps S35, S36, S45, and S46.
  • the communication apparatuses 2300 and 2400 execute the end process (S38 and S48) when the communication is ended (Yes in S37 and S47). While the communication is not completed, the processes of steps S35 to S37 and steps S45 to S47 are repeated.
  • the communication amount determination information is information that changes with time, for example, when it is the number of passengers of each aircraft and the number of wireless connections in each aircraft
  • the communication amount determination information The change pattern of communication resources may be changed according to the change.
  • the base station side communication device 2400 has communication amount determination information, for example, the maximum number of passengers of each aircraft, the size of each aircraft, the number of passengers of each aircraft, the number of prospective wireless communication users in each aircraft, in each aircraft
  • the number of wireless connections, contract information with the owner of each aircraft, charging information, and the like may be held in advance.
  • the allocation pattern of communication resources is determined for each aircraft according to the communication amount determination information to be held, and communication with the aircraft is executed.
  • each functional block in each of the above embodiments may be realized by a program.
  • the processor or circuit may be single or plural.
  • the present disclosure also includes the communication method executed by the communication device or the communication system of each of the above embodiments.
  • the order of execution of the communication method in the above embodiment is not necessarily limited to the description of the above embodiment, and the order of execution can be changed or parallel execution is possible without departing from the scope of the invention. is there.
  • communication system 2 communication system 100: aircraft 100a: aircraft 100b: aircraft 100c: aircraft 200: base station 200a: base station 200b: base station 200b: base station 300: aircraft side communication device 310: processor 311: antenna 312: Transmission unit 313: Encoding unit 314: Reception unit 315: Decoding unit 316: Communication control unit 317: Switching pattern acquisition unit 318: Position information acquisition unit 319: Boarding number information acquisition unit 331: Switching pattern storage unit 332: Position information storage Unit 400: Base station side communication device 420: Processor 421: Antenna 422: Transmission unit 423: Encoding unit 424: Reception unit 425: Decoding unit 426: Communication control unit 427: Switching pattern acquisition unit 429: Communication resource allocation determination unit 431 Switching pattern storage section 2300: Aircraft communication device 2400: a base station side communication device

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Abstract

通信装置（３００）は、航空機内に配され、地上の基地局と無線通信可能である。通信装置（３００）は、送信部（３１２）と受信部（３１４）と制御部（３１０）とを備える。制御部（３１０）は、航空機の所定の時間における位置情報を取得し、航空機の位置情報に応じた通信リソースの割当てパターンを用いて基地局との通信を行う。

Description

通信装置、通信システム、及び通信方法
　本開示は、航空機等の移動体における対地空通信システム（Air-to-ground communication）に関する。
　近年、航空機等の移動体は、通信装置を備え通信衛星と通信を行う。移動体の内部向けの無線通信を行う手段として、Ｗｉ－ＦｉやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の近距離無線通信システムを搭載する。このため、移動体の搭乗客向けの個人利用の用途や、事業者（航空会社等）向けの業務利用等、より広い用途の通信環境整備が進められている。
　通信衛星との通信には、大サイズ、大重量のアンテナ及び通信装置を移動体に搭載する必要があり、サイズ、重量、コスト面で事業者の負担になる。例えば、国際路線のように長距離で搭乗時間が長いケースでは衛星通信システムが採用されやすい。しかし、国内路線のように短距離で搭乗時間が短い場合、衛星通信システムは、コストが合わず採用されにくい。
　対地空通信システムは、地上に設置された基地局と、移動体に搭載された通信装置とが直接通信するシステムである。対地空通信システムは、衛星通信に比べて、アンテナ及び通信装置のサイズ・重量が小さく、国内路線のように短距離、短い搭乗時間の移動に適している。さらに、既に運用中の移動体に追加で設置しやすい。よって、対地空通信システムの整備が求められている。
　本開示は、航空機等の移動体が対地空通信システムを利用する場合、移動体側が備える通信装置、又は、基地局側が備える通信装置が、対地空通信における各種課題を解決するための構成及び動作について説明する。
　本開示に係る通信装置は、航空機内に配され、地上の基地局と無線通信可能な通信装置であって、送信部と、受信部と、制御部とを備える。制御部は、航空機の所定の時間における位置情報を取得し、航空機の位置情報に応じた通信リソースの割当てパターンを用いて基地局との通信を行う。
　本開示に係る他の通信装置は、地上の基地局に配され、複数の航空機と無線通信可能な通信装置であって、送信部と、受信部と、制御部とを備える。制御部は、各航空機内における無線通信の利用を判定するための通信量判定情報を取得し、通信量判定情報に応じて複数の航空機の通信リソースの割当てパターンを決定し、割当てパターンを用いて複数の航空機との通信を行う。
図１は、無線通信を行う航空機と地上の基地局とを模式的に示す。 図２は、リソースブロックの例を示す。 図３は、実施形態１に係る通信システムの構成を示す。 図４は、実施形態１における通信方法を模式的に示す。 図５は、実施形態１における位置情報と通信リソースの割当てパターンを含むテーブルを示す。 図６は、実施形態１に係る通信システムの動作フローチャートを示す。 図７は、無線通信を行う複数の航空機と地上の基地局とを模式的に示す。 図８は、実施形態２に係る通信システムの構成を示す。 図９は、実施形態２における通信方法の一例を模式的に示す。 図１０は、実施形態２における通信方法の他の例を模式的に示す。 図１１は、実施形態２に係る通信システムの動作フローチャートを示す。
　以下、適宜図面を参照しながら、実施形態を説明する。特に、以下の説明は、移動体が商用航空機である場合を例として説明する。なお、航空機はその他の航空機でもよく、例えば、ヘリコプター、飛行船等、空中で飛行可能な機体であればよい。
　（実施形態１）
　ＶＨＦ帯等の減衰の少ない周波数帯を使って対地空通信を行う場合、航空機に複数の基地局からの無線信号が届く。
　例えば、ＬＴＥ（Long Term Evolution）では、複数の基地局２００（２００ａ～２００ｃ）が同一周波数で運用されている。このため、図１に示すように、航空機１００が、基地局２００ａと通信している際に、隣接する基地局２００ｂ及び基地局２００ｃからの信号が同一周波数干渉（ＣＣＩ：Co-Channel Interference）となる。その結果、航空機１００と基地局２００ｂの通信品質が劣化するという課題がある。
　［１－１．構成］
　＜全体構成＞
　実施形態１における航空機１００と基地局２００ａとは、ＣＣＩの影響を低減するため、情報を伝送する周波数を切り替えながら伝送する周波数ホッピング方式を用いて通信を行う。ホッピングパターンを、航空機１００と基地局２００の組み合わせごとに変えることで、ある時間と周波数で発生するＣＣＩをランダマイズすることができる。さらに、周波数を切り替える最小時間・周波数単位より広い長さの誤り訂正符号を適用することで、誤り訂正符号の利得で、ランダマイズされたＣＣＩの影響を低減することができる。
　図２に示すように、ＬＴＥでは、情報は、所定の周波数幅、タイムスロットのリソースブロックを単位として送受信される。図２に示す例では、１リソースブロックは、１２サブキャリア（１８０ｋＨｚ：１５ｋＨｚ×１２）と、０．５ｍｓのタイムスロットとで構成される。周波数軸ではＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency-Division Multiple Access）におけるサブキャリアによりリソースが分割される。
　本実施形態においては、通信装置間では、ＶＨＦ（Very High Frequency）帯を利用して無線通信を行う。なお、ＶＨＦ帯以外の帯域であってもよい。一方、各通信装置はＬＴＥの周波数帯に周波数を変換するための変換器を有し、上述したＯＦＤＭＡのようにＬＴＥの要素技術を用いて変調や復調を行う。なお、周波数変調を行わず、通信装置内で処理する周波数と通信装置間の通信に利用する周波数が同じであってもよい。
　＜システムの構成＞
　図３は、本実施形態に係る通信システム１の構成を示す。通信システム１は、航空機１００が備える通信装置３００と、基地局２００が備える通信装置４００とを備える。
　航空機側通信装置３００は、アンテナ３１１、送信部３１２、受信部３１４、及びプロセッサ３１０を備える。プロセッサ３１０は、ＤＳＰやＣＰＵ等のプロセッサ又は回路であり、所定のプログラムを実行することにより、符号化部３１３、復号部３１５、通信制御部３１６、切り替えパターン取得部３１７、及び位置情報取得部３１８の機能を実現する。通信装置３００はまた、メモリに設けられる切り替えパターン記憶部３３１と、位置情報記憶部３３２とを備える。
　アンテナ３１１は、データの送受信を行う。
　送信部３１２は、符号化されたデータをアナログ信号に変換し、アンテナ３１１から送信する。
　符号化部３１３は、基地局側通信装置４００へ送信するデータに対して符号化を行う。
　受信部３１４は、基地局側通信装置４００から受信したデータをアンテナ３１１から受信し、デジタル信号に変換する。
　復号部３１５は、データに対して復号を行う。
　通信制御部３１６は、通信装置３００全体の通信制御を行い、符号化部３１３及び復号部３１５に接続されている。
　切り替えパターン取得部３１７は、通信リソースの割当てパターンの例である切り替えパターンを切り替えパターン記憶部３３１より取得する。切り替えパターンは、後述するように、周波数ホッピングで切り替えられるホッピングパターンである。
　位置情報取得部３１８は、航空機１００の現在の位置を示す位置情報を位置情報記憶部３３２より取得する。
　切り替えパターン記憶部３３１は、上記切り替えパターンを記憶する。位置情報記憶部３３２は、上記位置情報を記憶する。
　なお、切り替えパターンや位置情報は、通信装置３００に記憶されていなくてもよい。これらの情報は、他の装置から受信し、取得するようにしてもよい。また、位置情報は、航空機の運航スケジュールから取得されるものであってもよいし、ＧＰＳ通信を使って航空機が動的に取得する位置情報を利用してもよい。
　基地局側通信装置４００は、アンテナ４２１、送信部４２２、受信部４２４、及びプロセッサ４２０を備える。プロセッサ４２０は、ＤＳＰやＣＰＵ等のプロセッサ又は回路であり、所定のプログラムを実行することにより符号化部４２３、復号部４２５、通信制御部４２６、及び、切り替えパターン取得部４２７の機能を実現する。
　アンテナ４２１は、データの送受信を行う。
　送信部４２２は、符号化されたデータをアナログ信号に変換し、アンテナ４２１から送信する。
　符号化部４２３は、航空機側通信装置３００へ送信するデータに対して符号化を行う。
　受信部４２４は、航空機側通信装置３００から受信したデータをアンテナ４２１から受信し、デジタル信号に変換する。
　復号部４２５は、データに対して復号を行う。
　通信制御部４２６は、通信装置３００全体の通信制御を行い、符号化部４２３及び復号部４２５に接続されている。
　切り替えパターン取得部４２７は、切り替えパターンを切り替えパターン記憶部４３１より取得する。切り替えパターンは、後述するように、周波数ホッピングで切り替えられるホッピングパターンであり、航空機側通信装置３００が保持するものと共通のものである。
　航空機側通信装置３００と基地局側通信装置４００とは、それぞれが保持する共通の切り替えパターンを使用して通信を行う。
　＜周波数ホッピングの概要説明＞
　以下、航空機１００と基地局２００が利用するＬＴＥの無線アクセス方式である、リソースブロックを最小単位とする周波数ホッピングする方式について説明する。
　図４における一つの四角はリソースブロックを表す。黒色の四角は、航空機１００（１００ａ～１００ｃ）と図１に示す基地局２００ａ～２００ｃとが使用するリソースブロックを表す。
　各リソースブロックをタイムスロットごとにホッピングさせることで、あるリソースブロックに干渉信号が定在していても、その影響は通信期間中の一部に限定することができる。また、他の航空機と基地局間においては、異なる切り替えパターンを用いて通信を行うため、通信リンク間の干渉がランダマイズされる。
　ここで、複数のリソースブロックをまたいだ誤り訂正符号を適用することで、この干渉の影響を低減することができる。なお、誤り訂正符号は、複数のリソースブロックをまたいだ長さで適用されていれば、物理層で適用してもよいし、より上位、例えばアプリケーション層で適用してもよい。
　周波数ホッピング方式を使用すると、同一周波数干渉（ＣＣＩ）の影響を低減することができるが、１つのタイムスロット中で使用できるリソースブロックの数が制限される。そのため、周囲に通信をしている航空機及び基地局が存在せず、ＣＣＩが存在しない場合に周波数ホッピングを行うと帯域の利用効率が低下する。
　航空機の航行ルートは運航スケジュールにより事前に決まっていることを考慮すると、航空機がある位置において飛行しているとき、その周囲で通信を行っている航空機の台数や、通信を行っている基地局を事前に予測することができる。
　＜リソースブロックの動的割当て＞
　図４を用いて、リソースブロックの動的な割当てについて説明する。
　図４は、航空機１００ａが、位置Ａ１１－１から位置Ａ１１－２に移動し、航空機１００ｂが位置Ａ１２－１から位置Ａ１２－２に移動する様子を示す。位置Ａ１１－２と位置Ａ１２－２は、所定の時間において、航空機１００ａと航空機１００ｂとが近くの航路上であることを示す。
　位置Ａ１１－２と位置Ａ１２－２との距離が近く、位置Ａ１１－２にいる航空機１００ａと位置Ａ１２－２にいる航空機１００ｂの間でＣＣＩが発生する。一方で、Ａ１１－１とＡ１２－２間の距離、及び、Ａ１２－１とＡ１１－２間の距離は十分に遠く、例えば、位置Ａ１１－２にいる航空機１００ａと位置Ａ１２－１にいる航空機１００ｂの間でＣＣＩが発生しない。
　Ｒ１－１、Ｒ１－２、Ｒ２－１、Ｒ２－２は各位置にいる航空機及び基地局が使用するリソースブロック、及び、使用しないリソースブロックの割当てパターン（切り替えパターン）を示している。一つの四角はリソースブロックを表し、黒色の四角は使用するリソースブロックである。白抜きの四角は使用しないリソースブロックである。矢印方向は、周波数の高さを示す。
　航空機１００ａが位置Ａ１１－２におり、航空機１００ｂが位置Ａ１２－２にいる場合、航空機１００ａと航空機１００ｂとが近接していることにより、ＣＣＩが発生する。この場合、航空機１００ａはリソースブロックの切り替えパターンＲ１－２を採用し、航空機１００ｂは切り替えパターンＲ２－２を採用することで、ＣＣＩを回避することができる。
　なお、図４においては、一つの基地局２００しか示していないが、位置Ａ１１－１、１１－２、Ａ１２－１，Ａ１２－２は複数の基地局の通信エリアに含まれていてもよい。
　図５は、航空機１００の位置情報とリソースブロックの切り替えパターンとの関係テーブルＴ１を示す。例えば、航空機１００が位置Ａ１１－１にある場合、リソースブロックの切り替えパターンＲ１－１が指定される。
　図５に示すように、航空機の位置とリソースブロックの切り替えパターンの関係テーブルＴ１を事前に作成しておき、航空機側通信装置３００及び基地局側通信装置４００は、共通の切り替えパターンとしてあらかじめ保持しておく。
　航空機１００は、自機の飛行位置を基地局２００に伝え、関係テーブルＴ１を参照して、使用する切り替えパターンを選択し、同切り替えパターンに基づいて通信を開始する。例えば、航空機側通信装置３００の符号化部３１３は、航空機１００の位置情報取得部３１８から取得した位置情報の符号化を行う。送信部３１２は、符号化された位置情報をアンテナ３１１から送信する。さらに、基地局側通信装置４００のアンテナ４２１が符号化された位置情報を受信し、受信した位置情報を元に復号部４２５が復号する。通信制御部４２６は、位置情報を受け取ると、図５に示す関係テーブルＴ１に基づき切り替えパターンを選択する。
　このようにすることで、位置情報を取得することにより、周囲に基地局と通信を行っている航空機が存在しないことを事前に把握できるため、通常の無線通信よりも多くのリソースブロックを使用したホッピングパターンを使用することができ、帯域利用効率を改善できる。また、周囲に基地局と通信を行っている航空機が多く存在する場合は、１タイムスロット中で使用するリソースブロックの数を減らし、且つ、時間軸方向に長いホッピングパターンを使用することができるため、ＣＣＩの影響を低減することができる。
　［１－２．動作］
　図６を参照して、航空機側通信装置３００と基地局側通信装置４００間の無線通信について説明する。
　通信装置３００、４００は処理を開始する（Ｓ１１，Ｓ２１）。航空機側通信装置３００は、位置情報取得部３１８により自機の位置情報を取得する（Ｓ１２）。この場合、位置情報は、運航スケジュールから取得されてもよいし、ＧＰＳ通信を使って航空機が動的に取得する位置情報を利用してもよい。切り替えパターン取得部３１７は、切り替えパターン記憶部３３１の情報を参照する。通信制御部３１６は、位置情報に対応する切り替えパターンを選択する（Ｓ１３）。選択された切り替えパターンが位置情報と共に符号化され、送信される（Ｓ１４）。
　基地局側通信装置４００は、受信部４２４を介して符号化された切り替えパターンと位置情報とを受信する（Ｓ２２）。復号部４２５は符号化された切り替えパターンと位置情報とを復号する。切り替えパターン取得部４２７は、切り替えパターン記憶部３３１の情報を参照し、対応する切り替えパターンを選択する（Ｓ２３）。通信装置４００は、選択された切り替えパターンで、データを符号化し、送信する（Ｓ２４）。
　航空機側通信装置３００は、符号化されたデータを受信し、選択した切り替えパターンに基づいて復号する（Ｓ１５）。同様に、通信装置３００は、選択された切り替えパターンで、送信データを符号化し、送信する（Ｓ１６）。
　基地局側通信装置４００は、符号化されたデータを受信し、選択した切り替えパターンに基づいて復号する（Ｓ２５）。
　航空機側通信装置３００は、上記ステップＳ１５、Ｓ１６，Ｓ２４，Ｓ２５によりデータの送受信が行われる間、位置情報を取得する（Ｓ１７）。通信制御部３１６は、位置情報に変更があるかどうかを判定し（Ｓ１８）、変更があった場合は、そのステップＳ１３の処理に戻り、同変更に応じた切り替えパターンを選択する。
　通信装置３００、４００は、通信の終了があった場合（Ｓ１９，Ｓ２６のＹｅｓ）、終了処理を実行する（Ｓ２０，Ｓ２７）。通信が終了しない間は、ステップＳ１５～Ｓ１９及びステップＳ２４～Ｓ２６の処理を繰り返す。
　［１－３．効果］
　航空機と基地局との無線通信において、複数の基地局からの電波が届き、同一周波数干渉が発生する環境下であっても、安定した無線通信を提供することができる。また、航空機の位置に応じて通信リソースの割当てを行うため、ＣＣＩが存在していない場合において周波数ホッピングを行うことによる帯域の利用効率低下を抑制することができる。
　［１－４．変形例］
　航空機側通信装置３００は、位置情報のみを基地局側通信装置４００に送信し、通信装置４００が保持又は取得する関係テーブルＴ１に応じて切り替えパターンを決定してもよい。この場合、決定された切り替えパターンは、基地局側通信装置４００から航空機側通信装置３００に送信される。
　航空機側通信装置３００は、図６のステップＳ１３～Ｓ１４にあるように、位置情報や切り替えパターンに関する情報のみを予め基地局側通信装置４００に送信しなくてもよい。航空機側通信装置３００は、位置情報に基づいて自ら選択した切り替えパターンを用いた所定のデータの送信開始時に、同所定のデータと共に切り替えパターンを基地局側通信装置４００に送信してもよい。
　航空機側通信装置３００と基地局側通信装置４００間で、位置情報及び／又は切り替えパターンの情報を送受信する場合、位置情報及び／又は切り替えパターンの情報自体を送受信することに限定されない。各情報に対応するコードを予め決めておき、コード情報を通信装置３００，４００間で送受信してもよい。この場合、通信装置３００，４００はそれぞれ、コード情報と、位置情報及び／又は切り替えパターン情報との関係テーブルを取得又は保持する。また、航空機側通信装置３００と基地局側通信装置４００間で、図５に示す関係テーブルＴ１情報そのものを送受信してもよい。
　（実施形態２）
　本実施形態に係る通信システムは、対地空通信（Air-To Ground-Communication）において、航空機毎に異なるトラヒック需要に応じた適切な通信リソースの割当てを行う。
　以下、実施形態１と異なる点を中心に、本実施形態に係る通信システムについて説明する。
　［２－１．構成］
　図７に示すとおり、実施形態２における対地空通信システムにおいては、複数の航空機１００ａ、１００ｂ及び１００ｃが、基地局２００と無線通信を行う。航空機１００ａ、１００ｂ及び１００ｃは、基地局２００と接続され、相互にデータ通信を行う。
　図８は、本実施形態に係る通信システム２の構成を示す。通信システム２は、航空機１００が備える通信装置２３００と、基地局２００が備える通信装置２４００とを備える。
　航空機側通信装置２３００は、アンテナ３１１、基地局側へデータを送信する送信部３１２、基地局側からデータを受信する受信部３１４、及びプロセッサ３１０を備える。プロセッサ３１０は、ＤＳＰやＣＰＵ等のプロセッサ又は回路であり、所定のプログラムを実行することにより、所定のプログラムを実行することにより、符号化部３１３、復号部３１５、通信制御部３１６、切り替えパターン取得部３１７、及び搭乗人数情報取得部３１９の機能を実現する。
　搭乗人数情報取得部３１９は、航空機の最大搭乗人数を示す搭乗人数情報を取得する。
　基地局側通信装置２４００は、実施形態１の通信装置４００と同様の構成である。通信装置２４００は、アンテナ４２１、航空機側へデータを送信する送信部４２２、航空機側からデータを受信する受信部４２４、及びプロセッサ４２０を備える。プロセッサ４２０は、ＤＳＰやＣＰＵ等のプロセッサ又は回路であり、所定のプログラムを実行することにより、符号化部４２３、復号部４２５、通信制御部４２６、及び通信リソース割当て決定部４２９の機能を実現する。
　次に通信リソースの構成については、図２に示す実施形態１と同様である。
　実施形態２では、航空機の最大搭載人数に比例して、通信リソース（リソースブロック）を割り当てるものとする。図７に戻って、航空機１００ａ、１００ｂ、１００ｃの最大搭乗人数を１００ａ：４７０人、１００ｂ：３２０人、１００ｃ：２００人とする。この時、基地局２００側は航空機１００（１００ａ～１００ｃ）側の最大搭乗人数の情報を入手し、比例した通信リソース（リソースブロック）を割り当てるものとする。
　例えば、航空機側通信装置２３００の符号化部３１３が、搭乗人数情報取得部３１９が取得する搭乗人数情報を符号化する。送信部３１２は、符号化された搭乗人数情報をアナログ信号に変換し、アンテナ３１１から送信する。
　一方、基地局側通信装置２４００のアンテナ４２１及び受信部４２４は、符号化された搭乗人数情報を受信し、デジタル信号に変換する。復号部４２５は、搭乗人数情報を復号する。通信制御部４２６は、複数の航空機１００ａ～１００ｃから搭乗人数情報を受け取ると、通信リソース割当て決定部４２９により、通信リソースの割当てパターンを決定する。
　なお、航空機の最大搭載人数は航空機から基地局２００にリアルタイムで伝送してよいし、予め航空機用の端末ＩＤ等と最大搭乗人数を紐づけたテーブル等で管理してもよい。
　図９は、実施形態２における通信リソースの割当ての説明図である。簡易化のため、周波数軸方向のブロック数は１０とする。図９に示すとおり、通信リソースの割当ては、周波数軸に沿って行う。すなわち、航空機１００ａ：４７０人、航空機１００ｂ：３２０人、航空機１００ｃ：２００人という最大搭乗人数をもとに周波数軸上の通信リソースであるサブキャリアを、航空機１００ａ：５、航空機１００ｂ：３、航空機１００ｃ：２という比で割り当てる。本通信リソース割当によりトラヒックに応じた効率的な通信リソースの割当を行うことができる。
　図１０は、実施形態２における通信リソースの割当ての他の例を示す。図９と同様に簡易化のため、周波数軸方向のブロック数は１０とする。図１０の通信リソースの割当ては、周波数軸に加えて時間軸上においてもリソースの割当てを行う。すなわち、航空機１００ａ：４７０人、航空機１００ｂ：３２０人、航空機１００ｃ：２００人という最大搭乗人数をもとに、まず、第一のタイムスロットでは周波数軸上の通信リソースであるサブキャリアを航空機１００ａ：５、航空機１００ｂ：３、航空機１００ｃ：２の比で割り当てる。つぎに、第二のタイムスロットでは周波数軸上の通信リソースであるサブキャリアを航空機１００ａ：４、航空機１００ｂ：４、航空機１００ｃ：２という比で割り当て、第一のタイムスロットの割当てと第二のタイムスロットの割当てを交互に繰り返す。
　図９における通信リソースの割当てでは５：３：２であった通信リソースの割当てが、図１０においては４．５：３．５：２となり、より通信トラヒック（最大搭乗人数）に比例した効率的な通信リソース割当てが可能となる。
　なお、通信リソースとしては周波数軸、時間軸のリソースを想定しているが、その他の通信リソースの割当ても同様に航空機の最大搭載人数に比例して行うことができる。その他の通信リソースとしては、例えば、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ　Ｄｉｖｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ）における符号リソース割当て等が考えられる。
　また、通信リソースの割当ての判断のもととなるデータ、すなわち航空機内における無線通信の利用を判定するための通信量判定情報として、航空機の最大搭載人数以外に次のようなものが考えられる。例えば、（１）航空機の規模情報（長さ、重量）、（２）航空機の実際の搭乗人数、（３）航空機における無線通信の実際の使用者数等を使用することが想定される。（１）については、航空機の最大搭乗人数が分からない場合には、航空機の長さや重量等の規模情報を代替に使用することが考えられる。（２）については、航空会社からのデータ等により航空機の実際の搭乗人数が分かる場合には、実際の搭乗人数をもとに、より効率的な通信リソースの割当てを行うことができる。（３）については、航空機における無線通信の利用予定者数が明確な場合には、その予定者数に応じてリソースの割当てを行うことにより更に効率的な通信を行うことができる。その他に、無線通信の使用者数の情報は航空機内のＷｉＦｉ等の接続数から判定して基地局側に伝え、当該接続数の情報をもとに通信リソースを割り当てることも可能である。この場合、接続数は時間と共に変更されるため、航空機側通信装置２３００は基地局側通信装置２４００に対し、所定の時間毎に接続数の情報を送信し、通信装置２４００は接続数の変更を判定し、通信リソースの割当てを更新するようにしてもよい。その他、通信量判定情報として、航空会社による通信使用の課金情報や契約等がある。この場合、これらの情報に応じて、航空機に対しより優先的にリソースの配分を割当てるようにしてもよい。
　［２－２．動作］
　図１１を参照して、航空機側通信装置２３００と基地局側通信装置２４００間の通信について説明する。
　通信装置２３００、２４００は処理を開始する（Ｓ３１，Ｓ４１）。航空機側通信装置２３００は、搭乗人数情報取得部３１９により、最大搭乗人数を示す搭乗人数情報を取得する（Ｓ３２）。符号化部３１３は、搭乗人数情報を符号化し、送信部３１２により送信する（Ｓ３３）。
　基地局側通信装置２４００は、受信部４２４を介して符号化された搭乗人数情報を受信する。復号部４２５は符号化された搭乗人数情報を復号する（Ｓ４２）。通信リソース割当て決定部４２９は、搭乗人数情報の人数に応じて、通信リソースの割当てを決定する（Ｓ４３）。通信リソースの割当ては、例えば、図９や図１０で示した方法により決定される。復号部４２５は、決定した通信リソース割当て情報を符号化し、送信部４２２を介して送信する（Ｓ４４）。
　航空機側通信装置２３００は、符号化された通信リソース割当て情報を受信し、復号して、メモリに記憶する。
　航空機側通信装置２３００は、符号化されたデータを受信し、取得した通信リソース割当て情報に基づいて復号する（Ｓ３４）。同様に、通信装置２３００は、取得した通信リソース割当て情報に基づいて送信データを符号化し、送信する（Ｓ３５）。
　基地局側通信装置２４００は、符号化されたデータを受信し、決定した通信リソース割当て情報に基づいて復号する（Ｓ４５）。同様に、通信装置２３００は、取得した通信リソース割当て情報に基づいて送信データを符号化し、送信する（Ｓ４６）。
　ステップＳ３５，Ｓ３６，Ｓ４５，Ｓ４６によりデータの送受信が行われる。
　通信装置２３００、２４００は、通信の終了があった場合（Ｓ３７，Ｓ４７のＹｅｓ）、終了処理を実行する（Ｓ３８，Ｓ４８）。通信が終了しない間は、ステップＳ３５～Ｓ３７及びステップＳ４５～Ｓ４７の処理を繰り返す。
　なお、図１１の例において、通信量判定情報が時間と共に変更がある情報である場合、例えば、各航空機の搭乗者人数及び各航空機内における無線接続数等である場合は、当該通信量判定情報の変更を判定し、同変更に応じて、通信リソースの割当てパターンを変更するようにしてもよい。
　［２－３．効果］
　対地空通信において、航空機の実際のトラヒックに応じた通信リソースを割り当て、効率的な通信システムの運用が可能となる。
　［２－４．変形例］
　基地局側通信装置２４００は、通信量判定情報、例えば各航空機の最大搭乗者人数、各航空機の規模、各航空機の搭乗者人数、各航空機内における無線通信の利用予定者数、各航空機内における無線接続数、及び各航空機の保有者との契約情報や課金情報等を予め保持していてもよい。この場合、各航空機に対して、保持する通信量判定情報に応じて通信リソースの割当てパターンを決定し、航空機との通信を実行する。
　（その他実施形態）
　以上のように、本開示における技術の例示として、実施形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。
　したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
　上述の実施形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
　上記各実施形態の各機能ブロックの処理の一部または全部は、プログラムにより実現されるものであってもよい。また、プロセッサ又は回路は、単一又は複数のいずれであってもよい。
　本開示は、上記各実施形態の通信装置又通信システムが実行する通信方法も含むものである。上記実施形態における通信方法の実行順序は、必ずしも、上記実施形態の記載に制限されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で、実行順序を入れ替えたり、並行して実行することも可能である。
１　　　　：通信システム
２　　　　：通信システム
１００　　：航空機
１００ａ　：航空機
１００ｂ　：航空機
１００ｃ　：航空機
２００　　：基地局
２００ａ　：基地局
２００ｂ　：基地局
２００ｃ　：基地局
３００　　：航空機側通信装置
３１０　　：プロセッサ
３１１　　：アンテナ
３１２　　：送信部
３１３　　：符号化部
３１４　　：受信部
３１５　　：復号部
３１６　　：通信制御部
３１７　　：切り替えパターン取得部
３１８　　：位置情報取得部
３１９　　：搭乗人数情報取得部
３３１　　：切り替えパターン記憶部
３３２　　：位置情報記憶部
４００　　：基地局側通信装置
４２０　　：プロセッサ
４２１　　：アンテナ
４２２　　：送信部
４２３　　：符号化部
４２４　　：受信部
４２５　　：復号部
４２６　　：通信制御部
４２７　　：切り替えパターン取得部
４２９　　：通信リソース割当て決定部
４３１　　：切り替えパターン記憶部
２３００　：航空機側通信装置
２４００　：基地局側通信装置

Claims (15)

  1. 　航空機内に配され、地上の基地局と無線通信可能な通信装置であって、
    　送信部と、
    　受信部と、
    　前記航空機の所定の時間における位置情報を取得し、前記航空機の位置情報に応じた通信リソースの割当てパターンを用いて前記基地局との通信を行う制御部と、
    を備える、通信装置。
  2. 　前記制御部は、複数の前記通信リソースの割当てパターンを取得し、前記航空機の位置情報に応じて前記複数の前記通信リソースの割当てパターンのうちの一つを選択し、選択した割当てパターンを用いて前記基地局との通信を行う、
    請求項１に記載の通信装置。
  3. 　前記制御部は、前記基地局から取得する前記割当てパターンを用いて前記基地局との通信を行う、
    請求項１に記載の通信装置。
  4. 　前記制御部は、前記位置情報に変更があったことを判定し、前記変更に応じて、前記割当てパターンを変更する、
    請求項１から３のいずれかに記載の通信装置。
  5. 　前記割当てパターンは、前記位置情報において前記航空機と他の航空機の位置とが近い程通信リソースの割当てが少ない、
    請求項１から４のいずれかに記載の通信装置。
  6. 　前記通信リソースは、複数のリソースブロックを含み、各リソースブロックは、所定の周波数単位で隣接する複数のサブキャリアと所定のタイムスロットとにより構成される、
    請求項１から５のいずれかに記載の通信装置。
  7. 　請求項１から６のいずれかに記載の通信装置と、
    　前記基地局に配され、前記割当てパターンを用いて前記通信装置と通信を行う他の通信装置と、
    を備える、通信システム。
  8. 　地上の基地局に配され、複数の航空機と無線通信可能な通信装置であって、
    　送信部と、
    　受信部と、
    　各航空機内における無線通信の利用を判定するための通信量判定情報を取得し、前記通信量判定情報に応じて前記複数の航空機の通信リソースの割当てパターンを決定し、前記割当てパターンを用いて前記複数の航空機との通信を行う制御部と、
    を備える、通信装置。
  9. 　前記通信量判定情報は、各航空機の最大搭乗者人数、各航空機の規模、各航空機の搭乗者人数、各航空機内における無線通信の利用予定者数、各航空機内における無線通信の接続数、及び各航空機の保有者との契約情報や課金情報の少なくとも一つを含む、
    請求項８に記載の通信装置。
  10. 　前記通信量判定情報は、各航空機の最大搭乗者人数、各航空機の規模、各航空機の搭乗者人数、各航空機内における無線通信の利用予定者数、及び各航空機内における無線通信の接続数のいずれかであって、
    　前記制御部は、前記通信量判定情報の大きさの比に比例して各航空機に通信リソースを割当てるように前記割当てパターンを決定する、
    請求項８に記載の通信装置。
  11. 　前記制御部は、前記通信量判定情報の大きさに変更があったことを判定し、前記変更に応じて、前記割当てパターンを変更する、
    請求項８から１０のいずれかに記載の通信装置。
  12. 　前記通信リソースは、複数のリソースブロックを含み、各リソースブロックは、所定の周波数単位で隣接する複数のサブキャリアと所定のタイムスロットとにより構成される、
    請求項８から１１のいずれかに記載の通信装置。
  13. 　請求項８から１２のいずれかに記載の通信装置と、
    　前記各航空機内に配され、前記割当てパターンを用いて前記通信装置と通信を行う他の通信装置と、
    を備える、通信システム。
  14. 　航空機と地上の基地局との無線通信を制御する通信方法であって、
    　前記航空機の所定の時間における位置情報を取得し、
    　前記航空機の位置情報に応じた通信リソースの割当てパターンを取得し、
    　前記割当てパターンを用いて前記基地局との通信を行う、
    通信方法。
  15. 　地上の基地局と複数の航空機との無線通信を制御する通信方法であって、
    　各航空機内における無線通信の利用を判定するための通信量判定情報を取得し、
    　前記通信量判定情報に応じて前記複数の航空機の通信リソースの割当てパターンを決定し、
    　前記割当てパターンを用いて記複数の航空機との通信を行う、
    通信方法。
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