特許 7476669 移動体通信装置、移動体通信方法及び移動体通信プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-22

(45)【発行日】2024-05-01

(54)【発明の名称】移動体通信装置、移動体通信方法及び移動体通信プログラム

(51)【国際特許分類】

   H04B 7/06 20060101AFI20240423BHJP

   H04W 16/28 20090101ALI20240423BHJP

【ＦＩ】

H04B7/06 952

H04W16/28

H04B7/06 956

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020092243

(22)【出願日】2020-05-27

(65)【公開番号】P2021190759

(43)【公開日】2021-12-13

【審査請求日】2023-04-07

(73)【特許権者】

【識別番号】000004237

【氏名又は名称】日本電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(72)【発明者】

【氏名】矢島 健一

【審査官】吉江 一明

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－０７２８６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－３２０３１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２３４１４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－０２６７９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１４４１９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０２２９３７６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｂ ７／０６

Ｈ０４Ｗ １６／２８

Ｈ０４Ｗ ７２／５４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

自機の位置情報を取得する自機位置情報取得部と、
前記自機と通信を行う受信機体の位置情報と、前記自機の周辺に存在する周辺機体の位置情報と、を取得する他機位置情報取得部と、
前記自機と前記受信機体と前記周辺機体とのフライトパターンを記憶するフライトパターン記憶部と、
前記自機が前記受信機体と通信を行う際に、前記自機のアンテナから送信される電波の方向を制御するビームフォーミング制御部と、を備え、
前記ビームフォーミング制御部は、
前記自機位置情報取得部で取得した第１の時刻における自機の位置情報と、前記他機位置情報取得部で取得した前記第１の時刻における前記受信機体および前記周辺機体の位置情報と、前記フライトパターン記憶部に記憶されている前記フライトパターンと、に基づいて、前記第１の時刻よりも後の第２の時刻における前記自機と前記受信機体と前記周辺機体との位置を推定し、
前記第２の時刻において前記自機から前記受信機体に電波を送信する際に、前記自機から送信される電波が前記周辺機体を回避するように前記電波の方向を制御する、
移動体通信装置。

【請求項2】

前記ビームフォーミング制御部は、前記自機と前記受信機体との位置に基づいて、前記アンテナの向きと前記アンテナが送信する電波の送信範囲を決定し、
前記決定された送信範囲に前記周辺機体が存在する場合、前記アンテナの向きと前記送信範囲を再計算する、請求項１に記載の移動体通信装置。

【請求項3】

前記ビームフォーミング制御部は、
前記自機と前記受信機体との位置に基づいて、前記アンテナの向きと前記アンテナが送信する電波の送信範囲を決定し、前記送信範囲に前記周辺機体が存在する場合、前記アンテナの向きと前記送信範囲を再計算し、
前記再計算した送信範囲に前記周辺機体が存在する場合、前記アンテナが電波を送信する時刻を前記第２の時刻より後の第３の時刻に変更する
請求項１に記載の移動体通信装置。

【請求項4】

前記自機が送信した電波に対する前記受信機体における受信状態を、前記受信機体から受信する受信部をさらに備え、
前記ビームフォーミング制御部は、前記受信機体における受信状態に基づいて、前記アンテナの電波の送信範囲を調節する
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の移動体通信装置。

【請求項5】

前記ビームフォーミング制御部は、前記受信機体における受信状態においてビット誤り率が所定の基準より高い状態である場合、前記アンテナの電波の送信範囲を狭くするように制御する
請求項４に記載の移動体通信装置。

【請求項6】

前記ビームフォーミング制御部は、前記受信機体における受信状態においてビット誤り率が所定の基準より低い状態、かつ無線強度が所定の基準より高い状態の場合、前記アンテナの電波の送信範囲を広くするように制御する
請求項４に記載の移動体通信装置。

【請求項7】

自機の位置情報を取得し、
前記自機と通信を行う受信機体の位置情報と、前記自機の周辺に存在する周辺機体の位置情報と、を取得し、
前記自機と前記受信機体と前記周辺機体とのフライトパターンを記憶し、
前記自機が前記受信機体と通信を行う際に、前記自機のアンテナから送信される電波の方向を制御し、
前記自機のアンテナから送信される電波の方向を制御する際に、
第１の時刻における自機位置情報と、前記第１の時刻における前記受信機体および前記周辺機体の位置情報と、前記フライトパターンと、に基づいて、前記第１の時刻よりも後の第２の時刻における前記自機と前記受信機体と前記周辺機体との位置を推定し、
前記第２の時刻において前記自機から前記受信機体に電波を送信する際に、前記自機から送信される電波が前記周辺機体を回避するように前記電波の方向を制御する、
移動体通信方法。

【請求項8】

自機の位置情報を取得する処理と、
前記自機と通信を行う受信機体の位置情報と、前記自機の周辺に存在する周辺機体の位置情報と、を取得する処理と、
前記自機と前記受信機体と前記周辺機体とのフライトパターンを記憶する処理と、
前記自機が前記受信機体と通信を行う際に、前記自機のアンテナから送信される電波の方向を制御する処理と、をコンピュータに実行させ、
前記自機のアンテナから送信される電波の方向を制御する処理において、
第１の時刻における自機位置情報と、前記第１の時刻における前記受信機体および前記周辺機体の位置情報と、前記フライトパターンと、に基づいて、前記第１の時刻よりも後の第２の時刻における前記自機と前記受信機体と前記周辺機体との位置を推定し、
前記第２の時刻において前記自機から前記受信機体に電波を送信する際に、前記自機から送信される電波が前記周辺機体を回避するように前記電波の方向を制御する、
移動体通信プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、移動体通信装置、移動体通信方法及び移動体通信プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

ビームフォーミングは、無線通信に使われる電波を特定の方向に集中的に照射することで通信品質を向上させる技術である。ビームフォーミング通信に関する技術は種々提案されている。
特許文献１では、航空機は、複数の地上局と自機との位置情報を記憶し、それらの位置情報に基づいて、アレイアンテナ部によって地上局にビームを形成して送信する技術が開示されている。そして、地上局もまた、アレイアンテナ部を有し、航空機と地上局の双方がビームフォーミングを行うことにより通信を継続する技術が開示されている。

【0003】

特許文献２では、移動体の位置情報と、衛星の位置情報と、予め記憶された衛星の周回情報とに基づいて、移動体が、衛星にビームを指向させる方向を検出して、ビームを制御する技術が開示されている。そうすることによって、移動体と衛星とがビームフォーミングを行うことにより通信を継続する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１４－２０７６２６号公報

【文献】特開２００５－２９５０９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１及び２に係る技術では、ビームフォーミングによる通信において、電波を送信する移動体（送信機体）が電波を受信する移動体（受信機体）に送信する電波の送信範囲に、受信機体以外の周辺の移動体（周辺機体）が存在する可能性を考慮していない。そのため、送信機体は、送信機体と受信機体との間に周辺機体が存在する場合でも電波を送信してしまう。送信機体と受信機体との間に周辺機体が存在する場合、受信機体が周辺機体の陰にかくれることによって、受信機体の受信の妨害及び周辺機体の通信の妨害が発生するという問題点があった。

【0006】

本開示では、そのような問題点を解決することによって、受信機体の受信の妨害及び周辺機体の通信の妨害を抑制したビームフォーミングによる通信ができる移動体通信装置、移動体通信方法及び移動体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】

本開示の移動体通信装置は、
自機の位置情報を取得する自機位置情報取得部と、
前記自機と通信を行う受信機体の位置情報と、前記自機の周辺に存在する周辺機体の位置情報と、を取得する他機位置情報取得部と、
前記自機と前記受信機体と前記周辺機体とのフライトパターンを記憶するフライトパターン記憶部と、
前記自機が前記受信機体と通信を行う際に、前記自機のアンテナから送信される電波の方向を制御するビームフォーミング制御部と、を備え、
前記ビームフォーミング制御部は、
前記自機位置情報取得部で取得した第１の時刻における自機の位置情報と、前記他機位置情報取得部で取得した前記第１の時刻における前記受信機体および前記周辺機体の位置情報と、前記フライトパターン記憶部に記憶されている前記フライトパターンと、に基づいて、前記第１の時刻よりも後の第２の時刻における前記自機と前記受信機体と前記周辺機体との位置を推定し、
前記第２の時刻において前記自機から前記受信機体に電波を送信する際に、前記自機から送信される電波が前記周辺機体を回避するように前記電波の方向を制御する。

【0008】

本開示の移動体通信方法は、
自機の位置情報を取得し、
前記自機と通信を行う受信機体の位置情報と、前記自機の周辺に存在する周辺機体の位置情報と、を取得し、
前記自機と前記受信機体と前記周辺機体とのフライトパターンを記憶し、
前記自機が前記受信機体と通信を行う際に、前記自機のアンテナから送信される電波の方向を制御し、
前記自機のアンテナから送信される電波の方向を制御する際に、
第１の時刻における自機位置情報と、前記第１の時刻における前記受信機体および前記周辺機体の位置情報と、前記フライトパターンと、に基づいて、前記第１の時刻よりも後の第２の時刻における前記自機と前記受信機体と前記周辺機体との位置を推定し、
前記第２の時刻において前記自機から前記受信機体に電波を送信する際に、前記自機から送信される電波が前記周辺機体を回避するように前記電波の方向を制御する。

【0009】

本開示の移動体通信プログラムは、
自機の位置情報を取得する処理と、
前記自機と通信を行う受信機体の位置情報と、前記自機の周辺に存在する周辺機体の位置情報と、を取得する処理と、
前記自機と前記受信機体と前記周辺機体とのフライトパターンを記憶する処理と、
前記自機が前記受信機体と通信を行う際に、前記自機のアンテナから送信される電波の方向を制御する処理と、をコンピュータに実行させ、
前記自機のアンテナから送信される電波の方向を制御する処理において、
第１の時刻における自機位置情報と、前記第１の時刻における前記受信機体および前記周辺機体の位置情報と、前記フライトパターンと、に基づいて、前記第１の時刻よりも後の第２の時刻における前記自機と前記受信機体と前記周辺機体との位置を推定し、
前記第２の時刻において前記自機から前記受信機体に電波を送信する際に、前記自機から送信される電波が前記周辺機体を回避するように前記電波の方向を制御する。

【発明の効果】

【0010】

本開示により、受信機体の受信の妨害及び周辺機体の通信の妨害を抑制したビームフォーミングによる通信ができる移動体通信装置、移動体通信方法及び移動体通信プログラムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】第１の実施形態に係る移動体通信装置の構成を示すブロック図である。

【図2】第２の実施形態に係る移動体通信装置の構成を示すブロック図である。

【図3】第２の実施形態に係る移動体通信装置の動作を示すフローチャートである。

【図4】第２の実施形態に係る移動体通信装置の動作を示すフローチャートである。

【図5】第２の実施形態に係る送信機体が、時刻ｔ＋１において、受信機体にメッセージを送信する例を示す模式図である。

【図6】第２の実施形態に係る送信機体が、時刻ｔ＋１において、受信機体にメッセージを送信する際、周辺機体が送信機体の電波の送信範囲に存在する例を示す模式図である。

【図7】第３の実施形態に係る移動体通信装置の構成を示すブロック図である。

【図8】第３の実施形態に係る受信機体が送信機体との受信機体における受信状態を取得する動作を示すフローチャートである。

【図9】第３の実施形態に係る送信機体が受信機体における受信状態を取得し、受信機体と通信を行う動作を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下では、本開示を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略する。

【0013】

（第１の実施形態）

【0014】

まず、図１を用いて、本開示の第１の実施形態に係る移動体通信装置１の構成を説明する。図１は、第１の実施形態に係る移動体通信装置１の構成を示すブロック図である。移動体通信装置１は、自機位置情報取得部１０５、他機位置情報取得部１０７、フライトパターン記憶部１０６及びビームフォーミング制御部１０３を備える。

【0015】

移動体通信装置１は、例えば航空機などの移動体に搭載され、他の航空機とビームフォーミングによる通信を行う。以下、ビームフォーミングによる通信によって、電波を送信する側の航空機を送信機体Ｓ（不図示）、電波を受信する側の航空機を受信機体Ｄ（不図示）、自機の周辺に存在する航空機を周辺機体Ｘ（不図示）とする。

【0016】

自機位置情報取得部１０５は、自機の位置情報を取得する。他機位置情報取得部１０７は、自機と通信を行う受信機体Ｄの位置情報と、自機の周辺に存在する周辺機体Ｘの位置情報と、を取得する。フライトパターン記憶部１０６は、自機と受信機体Ｄと周辺機体とのフライトパターンを記憶する。ビームフォーミング制御部１０３は、自機が受信機体Ｄと通信を行う際に、自機のアンテナから送信される電波の方向を制御する。

【0017】

続いて、第１の実施形態に係る移動体通信装置１の動作を説明する。まず、自機位置情報取得部１０５は、自機の位置情報を取得する。次に、他機位置情報取得部１０７は、自機と通信を行う受信機体Ｄの位置情報と、自機の周辺に存在する周辺機体Ｘ（不図示）の位置情報と、を取得する。次に、ビームフォーミング制御部１０３は、第１の時刻における自機の位置情報と、第１の時刻における受信機体Ｄおよび周辺機体Ｘの位置情報と、フライトパターンと、に基づいて、第１の時刻よりも後の第２の時刻における自機と受信機体Ｄと周辺機体Ｘとの位置を推定する。そして、ビームフォーミング制御部１０３は、第２の時刻において自機から受信機体Ｄに電波を送信する際に、自機から送信される電波が周辺機体Ｘを回避するように電波の方向を制御する。

【0018】

このように、第１の実施形態に係る移動体通信装置１では、電波の送信範囲に周辺機体Ｘが存在する場合、周辺機体Ｘを回避、すなわち周辺機体Ｘに電波を送信することなく受信機体Ｄとビームフォーミングによる通信を行うことができる。よって、第１の実施形態に係る移動体通信装置１では、受信機体Ｄが周辺機体Ｘの陰にかくれることによって発生する受信機体Ｄの受信の妨害及び周辺機体Ｘの通信の妨害を防ぐことができる。

【0019】

（第２の実施形態）
続いて、図２を用いて、本開示の第２の実施形態に係る移動体通信装置１０、２０の構成を説明する。図２は、第２の実施形態に係る移動体通信装置１０、２０の構成を示すブロック図である。移動体通信装置１０、２０は、例えば航空機などの移動体に搭載される。移動体通信装置１０は、送信部１０１、受信部１０２、ビームフォーミング制御部１０３、メッセージ生成部１０４、自機位置情報取得部１０５、フライトパターン記憶部１０６、他機位置情報取得部１０７及びメッセージ処理部１０８を備える。また、移動体通信装置２０は、移動体通信装置１０と同じ構成を有する通信装置であり、移動体通信装置１０とビームフォーミングによる通信を行う。移動体通信装置２０は、送信部２０１、受信部２０２、ビームフォーミング制御部２０３、メッセージ生成部２０４、自機位置情報取得部２０５、フライトパターン記憶部２０６、他機位置情報取得部２０７及びメッセージ処理部２０８を備える。本実施形態では、移動体通信装置１０は送信機体Ｓに、移動体通信装置２０は受信機体Ｄに搭載されている。なお、移動体通信装置２０の構成要素は２００番台の符号で示しており、これらの構成要素は移動体通信装置１０が備える各構成要素（１００番台の符号で示す）と同一であるので詳細な説明は省略する。

【0020】

送信部１０１は、送信アンテナを有し、移動体通信装置２０の受信部２０２にメッセージを送信する。ここで、送信部１０１は、メッセージを含んだ信号を変調し、移動体通信装置２０の受信部２０２に向けて電波を送信する。

【0021】

受信部１０２は、受信アンテナを有し、移動体通信装置２０の送信部２０１が送信したメッセージの受信を行う。ここで、受信部１０２は、移動体通信装置２０の送信部２０１が送信した電波を受信し、復調してメッセージを含んだ信号を取得する。

【0022】

ビームフォーミング制御部１０３は、自機位置情報取得部１０５、フライトパターン記憶部１０６、他機位置情報取得部１０７から取得したデータに基づいて、送信部１０１の送信アンテナにおける電波の送信方向及び送信範囲を制御する。また、ビームフォーミング制御部１０３は、メッセージ生成部１０４から供給されたメッセージを送信部１０１に送信する。

【0023】

メッセージ生成部１０４は、移動体通信装置２０に送信するメッセージを生成し、生成したメッセージをビームフォーミング制御部１０３に供給する。
自機位置情報取得部１０５は、移動体通信装置１０を搭載した航空機の航法システム等から定期的に自機の緯度、経度、高度、針路、加速度等の位置情報を取得し、取得した位置情報をビームフォーミング制御部１０３に供給する。ただし、取得する位置情報は、情報が更新されるまでにタイムラグがあるため、通知する時刻よりも所定の時間前の時刻に計測されたものである。

【0024】

フライトパターン記憶部１０６は、航空機のとる典型的な飛行経路のパターンとその時の針路、加速度等の情報をまとめたフライトパターンを記憶している。また、フライトパターン記憶部１０６は、ビームフォーミング制御部１０３からの問い合わせにより、各機体の位置情報に基づいて、格納されているフライトパターンの中から一番適切なフライトパターンを選択してビームフォーミング制御部１０３に送信する。

【0025】

他機位置情報取得部１０７は、受信機体Ｄの位置情報を取得し、取得した受信機体Ｄの位置情報をビームフォーミング制御部１０３に供給する。また、他機位置情報取得部１０７は、航空機に搭載されたレーダー等から自機の周辺に存在する航空機などの周辺機体Ｘの位置情報を取得し、取得した周辺機体Ｘの位置情報をビームフォーミング制御部１０３に供給する。ただし、取得された位置情報は、情報が更新されるまでにタイムラグがあるため、通知する時刻よりも所定の時間前の時刻に計測されたものである。

【0026】

メッセージ処理部１０８は、受信部１０２で受信したメッセージの受信処理を行う。メッセージ処理部１０８は、受信処理結果に従って、航空機のミッションコンピュータ等に受信したメッセージを通知する。

【0027】

続いて、図３、図４、図５及び図６を用いて、第２の実施形態に係る移動体通信装置１０の動作を説明する。本実施形態では、一例として、時刻ｔ＋１において、移動体通信装置１０を搭載した送信機体Ｓが移動体通信装置２０を搭載した受信機体Ｄにメッセージを送信する場合について説明する。図３及び図４は、第２の実施形態に係る移動体通信装置１０の動作を示すフローチャートである。図５は、時刻ｔ＋１において、送信機体Ｓが受信機体Ｄにメッセージを送信する例を示す模式図である。図５において、送信機体はＳ、受信機体はＤ、周辺機体はＸで示される。送信機体Ｓの針路、飛行経路は、それぞれＬｓ、Ｐｓで示される。受信機体Ｄの針路、飛行経路は、それぞれＬｄ、Ｐｄで示される。周辺機体Ｘの針路、飛行経路は、それぞれＬｘ、Ｐｘで示される。また、送信アンテナの送信範囲はＲで示される。

【0028】

メッセージ生成部１０４は、送信部１０１が移動体通信装置２０に送信するメッセージを生成する（Ｓ１０１）。そして、メッセージ生成部１０４は、生成したメッセージをビームフォーミング制御部１０３に供給する。

【0029】

送信の先送り時刻が時刻ｔ＋１から所定の時間内に指定されていない場合（Ｓ１０２ ＮＯ）、ビームフォーミング制御部１０３は、メッセージを破棄する（Ｓ１０３）。すなわち、移動体通信装置１０は、受信機体Ｄにメッセージを送信しない。送信の先送り時刻とは、時刻ｔ＋１以前の動作において、メッセージの送信を先送りした場合、設定される時刻である。具体的には、Ｓ１１４で後述する。
一方、送信時刻の先送りが時刻ｔ＋１から所定の時間内に指定されている場合（Ｓ１０２ ＹＥＳ）、移動体通信装置１０は、Ｓ１０４の処理に進む。

【0030】

自機位置情報取得部１０５は、時刻ｔまで（・・・、時刻ｔ－１、時刻ｔ）の送信機体Ｓの位置情報を取得する（Ｓ１０４）。そして、自機位置情報取得部１０５は、取得した送信機体Ｓの位置情報をビームフォーミング制御部１０３に供給する。

【0031】

他機位置情報取得部１０７は、時刻ｔまで（・・・、時刻ｔ－１、時刻ｔ）の受信機体Ｄの位置情報を取得する（Ｓ１０５）。そして、他機位置情報取得部１０７は、取得した受信機体Ｄの位置情報をビームフォーミング制御部１０３に供給する。

【0032】

他機位置情報取得部１０７は、時刻ｔまで（・・・、時刻ｔ－１、時刻ｔ）の周辺機体Ｘの位置情報を取得する（Ｓ１０６）。そして、他機位置情報取得部１０７は、取得した周辺機体Ｘの位置情報をビームフォーミング制御部１０３に供給する。ここで、他機位置情報取得部１０７は、複数の周辺機体Ｘにおける位置情報を取得できる。

【0033】

なお、自機位置情報取得部１０５及び他機位置情報取得部１０７は、時刻ｔまでの所定の時間における位置情報を取得してもよい。例えば、自機位置情報取得部１０５は、時刻ｔ、時刻ｔ－１、時刻ｔ－２における自機の複数の位置情報を取得する。

【0034】

ビームフォーミング制御部１０３は、送信機体Ｓ、受信機体Ｄ及び周辺機体Ｘのフライトパターンを取得する（Ｓ１０７）。具体的には、ビームフォーミング制御部１０３は、自機位置情報取得部１０５及び他機位置情報取得部１０７が取得した位置情報を基に、フライトパターン記憶部１０６に問い合わせを行い、送信機体Ｓ、受信機体Ｄ及び周辺機体Ｘのフライトパターンを取得する。なお、ビームフォーミング制御部１０３は、受信機体Ｄの位置情報を他機位置情報取得部１０７から取得せずに受信機体Ｄが送信するメッセージから取得し、フライトパターン記憶部１０６に問い合わせを行ってもよい。

【0035】

ビームフォーミング制御部１０３は、位置情報とフライトパターンとを基に、時刻ｔ＋１における送信機体Ｓ、受信機体Ｄ及び周辺機体Ｘの位置を推定する（Ｓ１０８）。具体的には、図５に示すように、ビームフォーミング制御部１０３は、時刻ｔ－１及び時刻ｔにおける送信機体Ｓの位置情報（緯度、経度、高度、針路、加速度等）と、送信機体Ｓのフライトパターン（飛行経路等）を用いて、時刻ｔ＋１における送信機体Ｓの位置を推定する。ビームフォーミング制御部１０３は、受信機体Ｄ及び周辺機体Ｘに関しても同様に時刻ｔ＋１における位置を推定する。

【0036】

そして、ビームフォーミング制御部１０３は、送信機体Ｓ及び受信機体Ｄの時刻ｔ＋１における位置情報に基づいて、送信部１０１における送信アンテナにおける電波の送信方向及び送信範囲を決定する（Ｓ１０９）。具体的には、図５に示すように、時刻ｔ＋１において、送信機体Ｓが送信アンテナにおける電波の送信方向及び送信範囲Ｒを決定する。

【0037】

次に、ビームフォーミング制御部１０３は、時刻ｔ＋１における周辺機体Ｘの位置情報に基づいて、送信部１０１の送信アンテナにおける電波の送信範囲に周辺機体Ｘが存在するか否かを判定する。

【0038】

図５に示すように、電波の送信範囲Ｒに周辺機体Ｘが存在しない場合（Ｓ１１０ ＮＯ）、ビームフォーミング制御部１０３は、送信部１０１を制御し、送信部１０１は、受信機体Ｄが搭載する移動体通信装置２０の受信部２０２にメッセージを送信する（Ｓ１１１）。

【0039】

一方、図６に示すように、電波の送信範囲に周辺機体Ｘが存在する場合（Ｓ１１０ ＹＥＳ）、ビームフォーミング制御部１０３は、時刻ｔ＋１における送信機体Ｓ、受信機体Ｄ及び周辺機体Ｘの位置情報に基づき、送信アンテナにおける電波の送信方向及び送信範囲Ｒを再計算する（Ｓ１１２）。この際、ビームフォーミング制御部１０３は、送信部１０１の送信アンテナにおける電波の送信範囲Ｒに周辺機体Ｘが入らないように、つまり、電波が周辺機体Ｘを回避するように送信アンテナの電波の送信方向及び送信範囲Ｒを再計算する。

【0040】

なお、電波の送信範囲に周辺機体Ｘが存在する場合（Ｓ１１０ ＹＥＳ）とは、図６に示すように、時刻ｔ＋１における送信アンテナにおける送信範囲Ｒに、周辺機体Ｘが存在する場合である。つまり、図６は、時刻ｔ＋１において、送信機体Ｓが受信機体Ｄにメッセージを送信する際、周辺機体Ｘが送信機体Ｓの電波の送信範囲Ｒに存在する例を示している。電波の送信範囲Ｒに周辺機体Ｘが存在すると、送信機体Ｓが送信した電波を周辺機体Ｘが受けることとなり、受信機体Ｄの電波の受信の妨害及び周辺機体Ｘの通信の妨害が発生する。

【0041】

次に、ビームフォーミング制御部１０３は、送信部１０１の送信アンテナにおける電波の送信範囲Ｒに周辺機体Ｘが存在するか否かを再度判定する。
電波の送信範囲Ｒに周辺機体Ｘが存在しない場合（Ｓ１１３ ＮＯ）、ビームフォーミング制御部１０３は、送信部１０１を制御し、送信部１０１は、受信機体Ｄが搭載する移動体通信装置２０の受信部２０２にメッセージを送信する（Ｓ１１１）。

【0042】

一方、電波の送信範囲Ｒに継続して周辺機体Ｘが存在する場合（Ｓ１１３ ＹＥＳ）、ビームフォーミング制御部１０３は、電波の送信時刻の先送りをする（Ｓ１１４）。つまり、ビームフォーミング制御部１０３は、時刻ｔ＋１に電波を受信機体Ｄに送信するのではなく、時刻ｔ＋１よりも後の時刻に電波を送信するように送信部１０１を制御する。ここで、ビームフォーミング制御部１０３は、送信の先送り時刻を、次の時刻の時刻ｔ＋２など任意に設定してもよい。そして、移動体通信装置１０は、処理を終了する。

【0043】

その後、先送りした時刻（例えば時刻ｔ＋２）になると、移動体通信装置１０は、再度、Ｓ１０２以降の処理を行う。なお、時刻ｔ＋１において作成したメッセージは、記憶手段（不図示）に記憶しておいてもよい。また、時刻ｔ＋１において作成したメッセージを破棄し、再度、Ｓ１０１以降の処理を行ってもよい。

【0044】

受信機体Ｄが搭載する移動体通信装置２０の受信部２０２は、移動体通信装置１０の送信部１０１が送信した電波を受信する。受信部２０２は、受信した電波を復調し、復調した信号からメッセージを構成する。その後、受信部２０２は、構成したメッセージをメッセージ処理部２０８に送信する。メッセージ処理部２０８は、受信したメッセージに従って、航空機のミッションコンピュータ等に通知する。

【0045】

したがって、第２の実施形態に係る移動体通信装置１０では、電波の送信範囲に周辺機体Ｘが存在する場合、周辺機体Ｘを回避、すなわち周辺機体Ｘに電波を送信することなく受信機体Ｄとビームフォーミングによる通信を行うことができる。よって、移動体通信装置１０では、受信機体Ｄが周辺機体Ｘの陰にかくれることによって発生する受信機体Ｄの受信の妨害及び周辺機体Ｘの通信の妨害を防ぐことができる。

【0046】

また、ビームフォーミングでの通信では、電波の送信機体Ｓは、受信機体Ｄの方向を特定させるために、試験用の電波を受信機体Ｄに送信する。受信機体Ｄは、受信した電波の受信状況に関する情報を送信機体Ｓに送信する。送信機体Ｓは、受信機体Ｄから受信した受信状況に関する情報を用いて、受信機体Ｄの位置を推定する。しかしながら、通信を行う航空機は、ともに高速で移動しており相対的な位置が短時間に大きく変わるため、通信可能なタイミングが限られる。このため、この手法を用いて航空機間でビームフォーミングでの通信を行うことは困難である。具体的には、受信機体Ｄからの受信状況の通知が送信機体Ｓに通知される前に、受信機体Ｄの位置が他の位置に移動してしまうため、受信機体Ｄの方向を特定することが困難となり、ビームフォーミングでの通信が困難となる。

【0047】

第２の実施形態に係る移動体通信装置１０では、送信機体Ｓは、受信機体Ｄの位置情報を受信機体Ｄから電波を受信することによって取得するのではなく、他機位置情報取得部１０７から取得する。そして、移動体通信装置１０では、位置情報のタイムラグを考慮し、位置情報とフライトパターンとに基づいて、送信機体Ｓが受信機体Ｄにメッセージを送信する時刻における送信機体Ｓと受信機体Ｄとの位置を推定する。したがって、機体が高速で移動する場合でも、送信機体Ｓは、受信機体Ｄと通信することができる。

【0048】

（第３の実施形態）
続いて、図７を用いて、本開示の第３の実施形態に係る移動体通信装置３０、４０の構成を説明する。図７は、第３の実施形態に係る移動体通信装置３０、４０の構成を示すブロック図である。第３の実施形態に係る移動体通信装置３０は、第２の実施形態に係る移動体通信装置１０に、受信結果通知部１０９と受信結果処理部１１０を追加した構成を備える。移動体通信装置４０は、移動体通信装置３０と同様の構成を備える。つまり、第３の実施形態に係る移動体通信装置４０は、第２の実施形態に係る移動体通信装置２０に、受信結果通知部２０９と受信結果処理部２１０を追加した構成を備える。なお、第２の実施形態に係る移動体通信装置１０、２０と同一の構成要素には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。

【0049】

受信結果通知部１０９は、受信部１０２が受信した電波の受信状態を記憶する。受信状態とは、例えば電波を復調した際の信号の強度及び信号のビット誤り率である。また、受信結果通知部１０９は、移動体通信装置３０における受信状態を含むメッセージを生成し、生成したメッセージをビームフォーミング制御部１０３に供給する。ビームフォーミング制御部１０３は、信号の受信状態を含むメッセージを送信部１０１に供給し、送信部１０１から移動体通信装置４０の受信部２０２に信号の受信状態を含むメッセージを送信させる。

【0050】

受信結果処理部１１０は、移動体通信装置４０の送信部２０１から受信したメッセージをメッセージ処理部１０８から取得すると、メッセージに含まれる信号の受信状態を記憶手段（不図示）に記憶する。また、受信結果処理部１１０は、受信状態をビームフォーミング制御部１０３に供給する。ビームフォーミング制御部１０３は、信号の受信状態を基に、送信部１０１における電波の送信範囲を変更する。

【0051】

移動体通信装置４０が備える受信結果通知部２０９、受信結果処理部２１０についても、上述した受信結果通知部１０９、受信結果処理部１１０と同様である。

【0052】

続いて、第３の実施形態に係る移動体通信装置３０、４０の動作を説明する。
まず、図８に示すフローチャートを用いて、受信機体Ｄが受信機体Ｄにおける受信状態に関する情報を生成する場合の動作について説明する。この場合は、移動体通信装置３０が送信機体Ｓに搭載され、移動体通信装置４０が受信機体Ｄに搭載されているものとする。

【0053】

まず、受信機体Ｄが搭載する移動体通信装置４０の受信結果通知部２０９は、受信機体Ｄにおける受信状態を記憶手段（不図示）から取得し、受信状態を含むメッセージを生成する（Ｓ２０１）。なお、記憶手段（不図示）に格納されている受信状態は、過去に送信機体Ｓ（移動体通信装置３０）から受信した電波の受信状態に基づいて生成された情報である。受信結果通知部２０９は、生成したメッセージをビームフォーミング制御部２０３に供給する。ビームフォーミング制御部２０３は、送信部２０１を制御し、送信部２０１は、受信機体Ｄ（移動体通信装置４０）における受信状態を含むメッセージを、送信機体Ｓが搭載する移動体通信装置３０の受信部１０２に送信する（Ｓ２０２）。

【0054】

続いて、図９に示すフローチャートを用いて、送信機体Ｓが受信機体Ｄにおける受信状態を取得し、受信機体Ｄと通信を行う動作を説明する。この場合も、移動体通信装置３０が送信機体Ｓに搭載され、移動体通信装置４０が受信機体Ｄに搭載されているものとする。

【0055】

送信機体Ｓが搭載する移動体通信装置３０の受信部１０２は、受信機体Ｄが搭載する移動体通信装置４０の送信部２０１から、受信機体Ｄにおける受信状態を含むメッセージを受信する（Ｓ３０１）。受信部１０２は、受信されたメッセージをメッセージ処理部１０８に供給する。メッセージ処理部１０８は、供給されたメッセージを受信結果処理部１１０に供給する。受信結果処理部１１０は、供給されたメッセージから、受信機体Ｄ（移動体通信装置４０）における受信状態の情報を取得し、受信機体Ｄにおける受信状態の情報を記憶手段（不図示）に記憶する（Ｓ３０２）。

【0056】

そして、送信機体Ｓは、受信機体Ｄと通信を行う時刻ｔ＋１において、受信機体Ｄにおける受信状態を送信アンテナの送信方向及び送信範囲に反映する（Ｓ３０３）。この際、送信機体Ｓは、時刻ｔ＋１よりも前に取得した受信機体Ｄにおける受信状態の情報を用いる。

【0057】

具体的には、ビームフォーミング制御部１０３は、送信機体Ｓ、受信機体Ｄ及び周辺機体Ｘの時刻ｔ＋１における位置情報と受信機体Ｄにおける受信状態とに基づいて、送信部１０１の送信アンテナの送信方向及び送信範囲Ｒを制御する。

【0058】

また、図６に示したように、電波の送信範囲に周辺機体Ｘが存在する場合（Ｓ１１０ ＹＥＳ）、ビームフォーミング制御部１０３は、送信機体Ｓ、受信機体Ｄ及び周辺機体Ｘの時刻ｔ＋１における位置情報と受信機体Ｄにおける受信状態とに基づいて、送信アンテナの電波の送信方向及び送信範囲Ｒを再計算する。この際、ビームフォーミング制御部１０３は、送信部１０１の送信アンテナにおける電波の送信範囲Ｒに周辺機体Ｘが入らないように、つまり、電波が周辺機体Ｘを回避するように、送信アンテナの向き及び送信範囲Ｒを再計算する。

【0059】

このように、第３の実施形態では、移動体通信装置３０のビームフォーミング制御部１０３は、受信機体Ｄにおける受信状態を考慮した処理を行っている。具体的には、ビームフォーミングによる通信では、電波の送信範囲を狭め、電波の送信出力を上げることで、電波の送信出力が大きくなり、電波は遠くまで到達しやすくなる。そのため、受信機体Ｄにおける受信状態においてビット誤り率が所定の基準よりも高い場合には、ビームフォーミング制御部１０３は、送信部１０１の送信アンテナの送信範囲を狭くする。また、受信機体Ｄが近くにいる場合、つまり、ビット誤り率が所定の基準よりも低く、かつ無線強度が所定の基準よりも高くなっている場合、ビームフォーミング制御部１０３は、送信部１０１の送信アンテナの送信範囲を広げる。そうすることによって、送信機体Ｓは、受信機体Ｄが多少大きく移動しても、受信機体Ｄと通信できる。

【0060】

第３の実施形態に係る移動体通信装置３０では、送信機体Ｓと受信機体Ｄとの電波の受信状態に基づいて、送信機体Ｓが受信機体Ｄに送信する電波の送信範囲を調節することができる。したがって、移動体通信装置３０では、第２の実施形態に係る移動体通信装置１０で奏する効果に加え、電波の受信状態を改善し、電波の受信の効率を高めることができる。

【0061】

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

【0062】

上述の実施形態における各構成は、ハードウェア又はソフトウェア、もしくはその両方によって構成され、１つのハードウェア又はソフトウェアから構成してもよいし、複数のハードウェア又はソフトウェアから構成してもよい。各装置の機能（処理）を、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリ等を有するコンピュータにより実現してもよい。例えば、記憶装置に実施形態における方法を行うためのプログラムを格納し、各機能を、記憶装置に格納されたプログラムをＣＰＵで実行することにより実現してもよい。

【0063】

これらのプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（random Access memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

【符号の説明】

【0064】

１ 移動体通信装置
１０ 移動体通信装置
２０ 移動体通信装置
３０ 移動体通信装置
４０ 移動体通信装置
１０１ 送信部
１０２ 受信部
１０３ ビームフォーミング制御部
１０４ メッセージ生成部
１０５ 自機位置情報取得部
１０６ フライトパターン記憶部
１０７ 他機位置情報取得部
１０８ メッセージ処理部
１０９ 受信結果通知部
１１０ 受信結果処理部
２０１ 送信部
２０２ 受信部
２０３ ビームフォーミング制御部
２０４ メッセージ生成部
２０５ 自機位置情報取得部
２０６ フライトパターン記憶部
２０７ 他機位置情報取得部
２０８ メッセージ処理部
２０９ 受信結果通知部
２１０ 受信結果処理部
Ｄ 受信機体
Ｌｓ，Ｌｄ，Ｌｘ 針路
Ｐｓ，Ｐｄ，Ｐｘ 飛行経路
Ｒ 送信範囲
Ｓ 送信機体
Ｘ 周辺機体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】