特許 7528354 無線装置

(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】2024-07-26

(45)【発行日】2024-08-05

(54)【発明の名称】無線装置

(51)【国際特許分類】

   H04B 17/309 20150101AFI20240729BHJP

【ＦＩ】

H04B17/309

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2023501706

(86)(22)【出願日】2021-02-24

(86)【国際出願番号】 JP2021006839

(87)【国際公開番号】W WO2022180676

(87)【国際公開日】2022-09-01

【審査請求日】2023-03-28

(73)【特許権者】

【識別番号】000001122

【氏名又は名称】株式会社日立国際電気

(74)【代理人】

【識別番号】100093104

【弁理士】

【氏名又は名称】船津 暢宏

(72)【発明者】

【氏名】西田 順一

【審査官】前田 典之

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１８／０９２５８１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－０４９７６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０６１２６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第６６４７４２４（ＪＰ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｂ １７／３０９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一つの無線通信エリアにおいて複数の無線機が同時に同一周波数で電波を送信することで受信側に発生する混信を検出する無線装置であって、
受信信号に対して後続の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理の結果を最適化するために窓処理を行う窓処理部と、
前記窓処理部から出力された信号を高い周波数にレート変換して、特定数のサンプルを含むＦＦＴフレームを、一定のサンプル数だけずらしながらオーバーラップさせて切り出し、前記ＦＦＴフレームを前記一定のサンプル数の時間毎に順次出力するレート変換部と、
前記レート変換部から出力されたＦＦＴフレーム毎に、当該ＦＦＴフレームの信号を周波数とレベルの関係に高速フーリエ変換するＦＦＴ部と、
前記ＦＦＴ部から出力されたキャリア周波数を含む帯域のピーク電力を検出し、検出したピークの数によって混信状態を前記一定のサンプル数の時間毎に判定して混信を検出する混信検出部と、を備える無線装置。

【請求項2】

ＮＴＰプロトコル又はＧＰＳによる時刻情報を取得するインタフェース部を有する請求項１記載の無線装置。

【請求項3】

混信検出部によって混信が検出された場合に混信状態のデータを記憶する記憶装置が接続されている請求項１記載の無線装置。

【請求項4】

前記記憶装置から混信状態のデータを読み出して表示するコンピュータ装置が接続されている請求項３記載の無線装置。

【請求項5】

前記コンピュータ装置が、混信状態であることを示すデータを受信すると、危険度が小さいことを示す警告を表示すると共に計時を開始し、混信状態が特定の時間より長く継続した場合は危険度が大きいことを示す警報を表示する請求項４記載の無線装置。

【請求項6】

ＦＦＴ処理の１フレームのサンプル数を増やすと共に、オーバーラップさせる回数を増やす請求項１記載の無線装置。

【請求項7】

複数の無線通信エリアに対応して、複数の周波数毎に窓処理部、ＦＦＴ部及び混信検出部を備える請求項１記載の無線装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば航空管制で用いられる無線装置に係り、特に混信の有無を迅速且つ高精度に検出することができる無線装置に関する。

【背景技術】

【0002】

［先行技術の説明］
無線通信では、複数の無線局が同時に同一周波数で送信を行うことで、受信局において混信が発生する。
例えば航空管制において、複数の航空機の無線局が同時送信することで混信が発生し、重大インシデントにつながりかねない事象が報告されている。

【0003】

航空管制の無線通信方式は、ＡＭ変調が採用されており、混信状態では受信側で音声のかぶりや異音が発生するため、航空管制官がそれらに基づいて混信の有無を判断している。
しかし、混信状態にある信号の相対レベル差が２０ｄＢ以上ある場合には、強い信号に弱い信号が抑圧されて異音を認識できないことがあり、混信の検出が困難となっている。
更に、従来は、人間の聴覚及び経験に基づく判定であるため、検出見逃しが発生する恐れがあった。

【0004】

［関連技術］
尚、無線装置における混信の有無を検出する従来技術としては、特許第６６４７４２４号公報「無線機」（特許文献１）がある。
特許文献１には、ＡＤＣから出力された受信信号をベースバンド周波数に変換し、最適なサンプリングレートに変換し、窓処理を施してからＦＦＴ（Fast Fourier Transform:高速フーリエ変換）処理を行い、ＦＦＴ処理の出力のピーク電力を検出し、検出したピーク数によって混信状態を検出する無線機が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特許第６６４７４２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、従来の無線装置では、航空管制官が耳で聴き分けて混信の有無を判定していたため、検出精度が低く、見逃がしが発生する恐れがあるという問題点があった。
また、従来の無線装置では、混信の程度に応じた危険度を報知できるものとはなっていないという問題点があった。

【0007】

尚、特許文献１には、ＦＦＴをオーバーラップ処理で行って、混信の検出に要する時間を短縮し、検出精度を向上させることは記載されていない。

【0008】

本発明は上記実状に鑑みて為されたもので、迅速且つ高精度に混信の有無を検出でき、更に混信の程度に応じた危険度を報知して、安全性を高めることができる無線装置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】

【0009】

上記従来例の問題点を解決するための本発明は、一つの無線通信エリアにおいて複数の無線機が同時に同一周波数で電波を送信することで受信側に発生する混信を検出する無線装置であって、受信信号に対して後続の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理の結果を最適化するために窓処理を行う窓処理部と、窓処理部から出力された信号を高い周波数にレート変換して、特定数のサンプルを含むＦＦＴフレームを、一定のサンプル数だけずらしながらオーバーラップさせて切り出し、ＦＦＴフレームを一定のサンプル数の時間毎に順次出力するレート変換部と、レート変換部から出力されたＦＦＴフレーム毎に、当該ＦＦＴフレームの信号を周波数とレベルの関係に高速フーリエ変換するＦＦＴ部と、ＦＦＴ部から出力されたキャリア周波数を含む帯域のピーク電力を検出し、検出したピークの数によって混信状態を一定のサンプル数の時間毎に判定して混信を検出する混信検出部と、を備える。

【0010】

また、本発明は、上記無線装置において、ＮＴＰプロトコル又はＧＰＳによる時刻情報を取得するインタフェース部を有する。

【0011】

また、本発明は、上記無線装置において、混信検出部によって混信が検出された場合に混信状態のデータを記憶する記憶装置が接続されている。

【0012】

また、本発明は、上記無線装置において、記憶装置から混信状態のデータを読み出して表示するコンピュータ装置が接続されている。

【0013】

また、本発明は、上記無線装置において、コンピュータ装置が、混信状態であることを示すデータを受信すると、危険度が小さいことを示す警告を表示すると共に計時を開始し、混信状態が特定の時間より長く継続した場合は危険度が大きいことを示す警報を表示する。

【0014】

また、本発明は、ＦＦＴ処理の１フレームのサンプル数を増やすと共に、オーバーラップさせる回数を増やす上記無線装置としている。

【0015】

また、本発明は、上記無線装置において、複数の無線通信エリアに対応して、複数の周波数毎に窓処理部、ＦＦＴ部及び混信検出部を備える。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、一つの無線通信エリアにおいて複数の無線機が同時に同一周波数で電波を送信することで受信側に発生する混信を検出する無線装置であって、受信信号に対して後続の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理の結果を最適化するために窓処理を行う窓処理部と、窓処理部から出力された信号を高い周波数にレート変換して、特定数のサンプルを含むＦＦＴフレームを、一定のサンプル数だけずらしながらオーバーラップさせて切り出し、ＦＦＴフレームを一定のサンプル数の時間毎に順次出力するレート変換部と、レート変換部から出力されたＦＦＴフレーム毎に、当該ＦＦＴフレームの信号を周波数とレベルの関係に高速フーリエ変換するＦＦＴ部と、ＦＦＴ部から出力されたキャリア周波数を含む帯域のピーク電力を検出し、検出したピークの数によって混信状態を一定のサンプル数の時間毎に判定して混信を検出する混信検出部と、を備える無線装置としているので、混信有無の検出に要する時間を短縮すると共にＦＦＴポイント数を増やして検出精度を向上させることができ、迅速且つ高精度に混信の有無を判定することができる効果がある。

【0017】

また、本発明によれば、混信検出部によって混信が検出された場合に混信状態のデータを記憶する記憶装置が接続されている上記無線装置としているので、混信状態のデータを解析に利用することができる効果がある。

【0018】

また、本発明によれば、記憶装置から混信状態のデータを読み出して表示するコンピュータ装置が接続されている上記無線装置としているので、混信の状態を表示によって報知することができる効果がある。

【0019】

また、本発明によれば、コンピュータ装置が、混信状態であることを示すデータを受信すると、危険度が小さいことを示す警告を表示すると共に計時を開始し、混信状態が特定の時間より長く継続した場合は危険度が大きいことを示す警報を表示する上記無線装置としているので、混信の程度に応じた危険度を報知して、安全性を高めることができる効果がある。

【0020】

また、本発明によれば、ＦＦＴ処理の１フレームのサンプル数を増やすと共に、オーバーラップさせる回数を増やす無線装置としているので、ノイズフロアを低減して更に検出精度を向上させることができる効果がある。

【0021】

また、本発明によれば、複数の無線通信エリアに対応して、複数の周波数毎に窓処理部、ＦＦＴ部及び混信検出部を備える上記無線装置としているので、複数の無線通信エリアにおける混信の有無を検出することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本無線装置の構成例を示す説明図である。

【図2】受信装置４の構成ブロック図である。

【図3】混信検出装置における処理を示すフローチャートである。

【図4】混信検出装置におけるオーバーラップ処理の概要を示す説明図である。

【図5】混信検出時の波形例（１）を示す説明図である。

【図6】混信検出時の波形例（２）を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係る無線装置（本無線装置）は、複数の無線機が同一の周波数を用いて送信した際に受信側で発生する混信の有無を検出する混信検出装置を備え、混信検出装置において、窓処理部が、キャリア周波数を中心周波数とする受信信号に対して後続のＦＦＴ処理を最適に行うための窓処理を行い、レート変換部が、窓処理部からの出力信号を高い周波数でレート変換して、特定数のサンプルを含むフレームをオーバーラップさせつつ出力し、ＦＦＴ部が、レート変換部から出力された信号をフレーム単位でＦＦＴ処理して周波数とレベルの関係を出力し、混信検出部が、ＦＦＴ部から出力されたキャリアのピークを検出し、複数のピークが検出された場合に混信状態と判定するものであり、フレームをオーバーラップさせてＦＦＴ処理することにより、混信有無の検出に要する時間を短縮すると共にＦＦＴポイント数を増やして検出精度を向上させることができ、迅速且つ高精度に混信の有無を判定することができるものである。

【0024】

また、本無線装置は、混信を検出すると、混信があることを示す警告を出力すると共に継続時間の計測を開始し、継続時間が一定時間以上になると危険度が大きいことを示す警報を出力するものであり、危険度をリアルタイムで報知することができ、注意を促すことができるものである。

【0025】

また、本無線装置は、複数の無線通信エリアに対応する周波数毎に上述した混信検出装置を備えたものとしており、複数の無線通信エリアにおける混信の有無を検出することができるものである。

【0026】

［本無線装置の構成例：図１］
本無線装置の構成例について図１を用いて説明する。図１は、本無線装置の構成例を示す説明図である。
図１に示すように、本無線装置は、アンテナ１と、ＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム）アンテナ２と、高周波部３と、受信装置４と、ネットワーク装置５と、パソコン（パーソナルコンピュータ）６と、外部記憶装置７とを備えている。

【0027】

アンテナ１は、航空機に搭載された無線機（無線局）と無線信号の送受信を行う。
ＧＰＳアンテナ２は、複数のＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信して、ＧＰＳ受信信号を受信装置４に出力する。受信装置４では、ＧＰＳ受信信号に基づいて位置情報及び時刻情報を取得する。

【0028】

高周波部３は、無線信号の送受信に伴う周波数変換や増幅を行う。具体的には、高周波部３は、アンテナ１からの無線信号を増幅してＩＦ信号にダウンコンバートし、受信装置４に出力する。また、受信装置４からのＩＦ信号を高周波信号に変換し、無線アンテナ１に出力する。

【0029】

受信装置４は、復調部を備え、受信した信号を復調して受信音声をスピーカに出力する。
また、本無線装置の受信装置４は、受信信号における混信の有無を検出する混信検出装置を備えており、入力された受信信号について混信の有無を検出して、その結果をパソコン６に出力する。混信検出装置については後述する。

【0030】

更に、受信装置４は、ＧＰＳアンテナ２からのＧＰＳ受信信号に基づいて時刻情報を取得するＧＰＳインタフェース部を備えている。
そして、混信検出装置における検出結果に時刻情報を付して、後述するパソコン６や外部記憶装置７に出力する。
ここでは、ＧＰＳ受信信号から時刻情報を取得するものとしているが、ネットワーク信号からＮＴＰ（Network Time Protocol）の時刻情報を取得するネットワークインタフェース部を備えたものとしてもよい。

【0031】

尚、本無線装置には、入力された送信音声を変調して高周波部３に出力する送信装置も設けられているが、ここでは図示を省略する。また、受信装置４を送受信装置として、送信及び受信に伴う変復調を行うように構成してもよい。

【0032】

ネットワーク装置５は、受信装置４をネットワークに接続するものであり、ここでは、ネットワーク装置５を介してパソコン６及び外部記憶装置７が接続されているが、更にインターネット等外部のネットワークに接続してもよい。

【0033】

パソコン６は、管制官等の操作者が操作する端末であり、受信装置４からの混信に関する情報（混信状態のデータ）に基づいて、混信の有無や、混信の程度を示す警告や警報を表示する。また、受信した音声を出力するスピーカや、送信音声を入力するマイクが設けられている。

【0034】

外部記憶装置７は、受信装置４から出力された混信に関する情報を記憶し、パソコン６からの要求があれば、記憶している情報を出力する。外部記憶装置７にデータを蓄積することにより、混信の状況を解析可能としている。

【0035】

［受信装置の構成：図２］
次に、受信装置４の構成について図２を用いて説明する。図２は、受信装置４の構成ブロック図である。
受信装置４は、受信信号を復調して受信音声を出力すると共に、所定のキャリア周波数を中心とする狭い帯域の信号について混信の有無を検出するものである。
図２に示すように、受信装置４は、ＡＤＣ（Analog Digital Converter）１１と、周波数変換部１２と、第１のレート変換部（レート変換部（１））１３と、第２のレート変換部（レート変換部（２））１４と、窓処理部１５と、第３のレート変換部（レート変換部（３））１６と、ＦＦＴ部１７と、混信検出部１８と、電力検出部１９と、復調部２１と、ＤＡＣ（Digital Analog Converter）２２とを備えている。
これらの内、第２のレート変換部１４と、窓処理部１５と、第３のレート変換部１６と、ＦＦＴ部１７と、混信検出部１８と、電力検出部１９とを含む部分が混信検出装置となる。
尚、ここでは、ＡＤＣ１１の前段に、所定のキャリア周波数を中心とする狭い帯域を通過させるバンドパスフィルタが設けられている。

【0036】

ＡＤＣ１１は、ＩＦ周波数のアナログ信号又は直交化されたベースバンド周波数のアナログ信号をデジタル信号に変換する。
周波数変換部１２は、ＩＦ周波数のデジタル信号をベースバンド周波数に変換する。但し、直交化されたベースバンド周波数のデジタル信号が入力される場合には、周波数変換部１２は省略可能である。
第１のレート変換部１３は、ベースバンド周波数の信号を復調処理に最適なサンプリングレート（例えば１ＭＨｚ）に変換する。

【0037】

復調部２１は、第１のレート変換部１３から出力された信号を適切なレベルに増幅又は減衰してから、ＡＭ復調する。
ＤＡＣ２２は、復調されたデジタル信号をアナログ信号に変換して、音声を出力する。

【0038】

第２のレート変換部１４は、入力された信号を、更に、後段の窓処理に適したサンプリングレート（例えば２４ｋＨｚ）に変換する。
窓処理部１５は、第２のレート変換部１４から出力された信号について、後段のＦＦＴ結果を最適化するよう窓関数による処理を行う。

【0039】

第３のレート変換部１６は、窓処理部１５から出力された信号について、ＦＦＴの処理単位となるサンプル数を含むＦＦＴフレームを、ＦＦＴ処理に最適なサンプリングレート（例えば２００ＭＨｚ）に変換して出力する。
その際、第３のレート変換部１６は、予め設定されたサンプル数をオーバーラップさせつつフレームを出力する。第３のレート変換部１６は、請求項に記載したレート変換部に相当する。

【0040】

ＦＦＴフレームのサイズを固定とした場合、受信信号のサンプリング周波数を復調に必要な帯域よりも更に狭めることで、ＦＦＴの周波数分解能を向上させることが可能である。これは、送信機の周波数偏差により決定する。ＦＦＴの周波数分解能を無線機の送信周波数の揺らぎが識別できる程度にサンプリング周波数を調整し、ＦＦＴ処理することで、周波数と受信レベルの関係を算出する。

【0041】

ＦＦＴ部１７は、入力されたＦＦＴフレームを単位としてＦＦＴ処理を行って、周波数とレベルの関係に変換する。これにより、キャリア周波数における電力レベルのピークが検出される。
本無線装置のＦＦＴ部１７は、オーバーラップされたＦＦＴフレームについてそれぞれＦＦＴ処理結果を出力する。オーバーラップにより、同一のサンプルを含む複数のＦＦＴフレームがＦＦＴ処理されることで、検出精度を向上させ、混信の見逃しを防ぐことができるものである。

【0042】

混信検出部１８は、ＦＦＴ部１７からの周波数とレベルの関係に基づいて、電力のピークの数を検出して、混信の有無を検出する。具体的には、ピークが１つであれば混信なし、２つ以上であれば混信ありとして判定し、判定結果をパソコン６に出力する。

【0043】

その際、混信検出部１８は、後述する電力検出部１９からＦＦＴ処理結果におけるピーク電力の電力値（ピーク電力値）を入力し、ピーク電力値が予め設定されているしきい値未満の場合には、ピークとして検出しない。

【0044】

これは、ノイズフロアの微小なレベル増減をピークとして検出しないためであり、ある一定レベル以上のピーク電力のみをピークとして検出する。
ピークを検出するためのピーク電力値のしきい値は、電波の受信状況（電波状況）に応じて設定され、パソコン６等からの外部信号によって設定変更が可能である。

【0045】

電力検出部１９は、ＦＦＴ部１７からの信号について電力を検出し、ピーク電力値を混信検出部１８に出力する。
また、混信が発生すると、それぞれの変調波の電力差にもよるが、ビート（波形の揺れ）が発生するため、電力検出部１９が、それに基づいて混信レベルを検出して出力するように構成してもよい。
具体的には、電力検出部１９は、第１のレート変換部１３から出力される信号を入力し、その電力値を検出して、ビートの変動量から、２つの変調波の電力差を検出し、混信レベルとしてパソコン６等に出力する。
そして、パソコン６の操作者が、混信検出部１８からの混信有無判定結果と合わせて、混信の有無を最終判定してもよい。

【0046】

［混信検出の処理：図３］
次に、図２に示した混信検出装置における処理について図３を用いて説明する。図３は、混信検出装置における処理を示すフローチャートである。尚、図３における処理番号（「Ｓ」に続く番号）は、図２における構成要素の符号と対応している。
図３に示すように、混信検出装置においては、キャリア周波数を中心として帯域制限された受信信号が入力されると、入力信号は、ＡＤＣ１１でデジタル信号に変換され（Ｓ１１）、周波数変換部１２でベースバンド周波数に変換される（Ｓ１２）。

【0047】

そして、ベースバンド周波数の信号は第１のレート変換部１３で復調に適したレートにレート変換（レート変換（１））され（Ｓ１３）、第２のレート変換部１４で窓処理に適したレートにレート変換（レート変換（２））され（Ｓ１４）、窓処理部１５で窓処理が施される（Ｓ１５）。

【0048】

更に、窓処理が施された信号は、第３のレート変換部１６においてＦＦＴに適したレートにレート変換（レート変換（３））され（Ｓ１６）、ＦＦＴ部１７においてフレーム単位でＦＦＴ処理されて、周波数とレベルの関係が出力される（Ｓ１７）。

【0049】

そして、混信検出部１８において、混信検出処理が行われる（Ｓ１８）。
処理Ｓ１８の混信検出処理では、混信検出部１８は、ＦＦＴ部１７から出力されたＦＦＴ結果に基づいて所定のしきい値以上の電力値を有するピークの数を検出して、ピークの数が２つ以上であるか否かを判断する（Ｓ１８１）。

【0050】

処理Ｓ１８１において、ピークの数が２つ以上であれば、混信検出部１８は、混信ありと判定して「混信あり」の結果をパソコン６及び外部記憶装置７に出力する（Ｓ１８２）。その際、混信検出部１８は、ＧＰＳ受信信号から取得した時刻情報を混信ありの検出結果に付して出力する。
また、処理１８１において、ピークの数が１つであれば、混信検出部１８は、混信なしと判定して「混信なし」の結果に時刻情報を付してパソコン６及び外部記憶装置７に出力する（Ｓ１８３）。
このようにして、本無線装置の混信検出装置における処理が行われるものである。

【0051】

［オーバーラップ処理の概要：図４］
次に、本無線装置の混信検出装置におけるＦＦＴのオーバーラップ処理の概要について図４を用いて説明する。図４は、混信検出装置におけるオーバーラップ処理の概要を示す説明図である。
図４では、上段に示した受信信号をオーバーラップＦＦＴ処理する場合を示している。横軸は時間である。
上述したように、本無線装置では、第３のレート変換部１６が、２００ＭＨｚにレート変換して、所定のサンプル数を含むフレームを、特定サンプル数（ここでは１サンプル）だけずらして切り出して、オーバーラップさせながらＦＦＴ部１７に出力し、ＦＦＴ部１７では入力されたフレームから順次ＦＦＴ処理して結果を出力する。
図４では、フレーム（１）、フレーム（２）、フレーム（３）…を１サンプルずつずらしてオーバーラップさせているため、フレーム（１）についてＦＦＴ処理を行った結果の出力後、１サンプル時間ずつ遅れてフレーム（２）、フレーム（３）…のＦＦＴ処理結果が出力される。

【0052】

このように、本無線装置では、オーバーラップによって１サンプル時間毎にＦＦＴ処理を行うため、混信の有無の検出結果を従来よりも迅速に通知できるものである。
同様に、混信ありの状態から混信なしの状態に変化した場合にも、従来よりも迅速に通知することができるものである。

【0053】

また、同一サンプルについてオーバーラップされた回数分のＦＦＴ処理が行われるため、検出精度を大幅に向上させることができる。本無線装置では、信号間の相対レベル差が４０ｄＢ以上ある場合でも混信を検出することができ、混信の見逃しを防ぐことができるものである。

【0054】

更に、ＦＦＴ処理を行う１フレームのサンプル数を増やして、オーバーラップさせる回数を増やすことも可能であり、これにより、ノイズフロアを低減して更に検出精度を向上させることができるものである。

【0055】

［警告・警報の表示］
本無線装置では、混信を検出した場合に、パソコン６が警告や警報を出力して、操作者に報知する。
例えば、パソコン６の制御部は、受信装置の混信検出部１８から「混信あり」が入力されると、表示部に「警告」のアラーム表示を出力する。警告は、危険度の比較的小さい混信状態を示す。
それと共に、パソコン６の制御部は、計時を開始し、計測時間が予め設定された特定時間を超えた場合には、「警報」のアラーム表示を出力する。警報は、危険度の大きい混信状態であることを示す。
パソコン６の制御部は、「混信なし」が入力されると、計測時間をリセットする。

【0056】

これにより、管制官等は、混信状態になっていることや、混信の程度がどの程度なのかをリアルタイムで知ることができ、航空機に対しても注意を喚起して重大インシデントを未然に防ぐことができるものである。
特に、混信状態にあることが一目で分かるため、耳で聴き分けるのに比べて見逃しを低減でき、更に、管制官の負荷も軽減できるものである。

【0057】

また、ここでは、リアルタイムで警告や警報を表示する例について説明したが、本無線装置では、受信装置４からの混信に関する情報（日時、受信状態、混信の有無、電力値のデータ、波形データ等）を外部記憶装置７に記憶しているため、パソコン６又は解析用の端末が外部記憶装置７からデータを読み出して、詳細な解析を行うことが可能である。
混信に関する情報は、請求項に記載した混信状態のデータに相当する。また、混信に関する情報として、混信していない状態における各種データを含んでもよい。

【0058】

例えば、混信検出結果が、「混信なし」から「混信あり」に変わったタイミングを混信開始日時とし、「混信あり」から「混信なし」に変わったタイミングを混信終了日時として、混信継続時間を算出することが可能である。
同様に、波形データに基づいて、ピークが２つ検出され始めたタイミングを混信開始とし、ピークが１本に戻ったタイミングを混信終了として、混信継続時間を求めることも可能である。
更に、パソコン６において、外部記憶装置７から読み出したデータに基づいて、混信の履歴を一覧表示し、混信発生の状況を一目で分かるようにしてもよい。

【0059】

［混信検出時の波形例：図５，図６］
次に、混信検出時の波形例について図５，図６を用いて説明する。図５は、混信検出時の波形例（１）を示す説明図であり、図６は、混信検出時の波形例（２）を示す説明図である。図５（１）～図６（６）は一連の混信状態において検出された波形を時系列に表したものである。

【0060】

図５，６において、上段の図はＦＦＴ出力結果であり、横軸は周波数である。下段の図は観測周波数帯域であり、上段の図で受信信号が観測された帯域を示している。また、図５，６の各図における横軸のスケールは一致していない。

【0061】

図５（１）に示すように、航空機Ａが送信中の場合、ＦＦＴ結果は特定の周波数において電力のピーク（第１のピーク）が現れる。この状態はピークが１本であり、混信なしである。

【0062】

そして、図５（２）に示すように、航空機Ｂが同一周波数で送信を開始すると、航空機Ｂによる電力のピークが現れる。航空機Ｂの受信信号はまだそれほど強くなく、航空機Ａの受信信号とはレベル差が大きいが、本無線装置では、ＦＦＴ結果から第２のピークが検出され、波形にも第２のピークが現れるため、混信検出部１８では、混信開始を迅速に検出でき、パソコン６に波形を表示すれば、波形からも容易に認識できるものである。

【0063】

混信がある場合には、送信側が同一周波数で送信していても、原振の揺れとドップラーシフトにより、受信側ではＡＭ変調波のキャリア信号が複数確認できる。本無線装置では、このことを利用してキャリア信号のピーク電力を検出し、電力値がしきい値以上のピークが２つ以上あれば混信ありと判断する。
上述したように、リアルタイムの処理では、パソコン６の制御部は、この状態で混信時間の計時を開始すると共に、「混信あり」を示す警告を表示する。

【0064】

更に、図５（３）、図６（４）に示すように、航空機Ｂが近づくにつれて航空機Ｂによる第２のピークは大きくなり、混信状態が継続する。
そして、図６（５）に示すように、航空機Ａからの送信が終了すると、第１のピークは小さくなって、混信が終了する。混信検出部１８は、第１のピークの電力レベルが一定値未満となったら、混信終了を検出する。
パソコン６の制御部では、この時点で混信時間の計時を終了する。
図６（６）では、航空機Ｂが送信中であり、混信は発生していない。

【0065】

これらの波形データは、リアルタイムでパソコン６に表示可能であり、更に、外部記憶装置７にも記憶されるため、後日、データを読み出して解析に用いることができるものである。

【0066】

［複数周波数における混信を検出］
図２では、１つのキャリア周波数における混信の有無を検出する受信装置の例を示したが、ＲＦダイレクトサンプリングを用いて、複数の周波数について混信の有無を検出する構成とすることも可能である。複数の周波数には、例えば、隣接するセクタで用いられているキャリア周波数がある。

【0067】

具体的には、受信装置を、複数の異なる周波数を通過させるフィルタと、各フィルタに対応するＡＤＣと、各ＡＤＣに対応する混信検出装置とを備えた構成とする。
そして、各ＡＤＣが各フィルタを通過した周波数をデジタル信号に変換し、対応する混信検出装置が、それぞれ入力された周波数についての混信の有無を検出して、パソコン６に出力する。パソコン６では、検出元の混信検出装置に応じて周波数を特定し、周波数を付して検出結果や警告及び警報を表示する。
各混信検出装置における動作は、上述した例と同様である。
これにより、本無線装置によって複数のセクタにまたがって、同時に混信の有無を検出することができ、広いエリアにおける航空管制の信頼性を向上させることができるものである。

【0068】

［実施の形態の効果］
本無線装置によれば、複数の無線機が同一の周波数を用いて送信した際に受信側で発生する混信の有無を検出する混信検出装置を備え、混信検出装置において、窓処理部１５が、キャリア周波数を中心周波数とする受信信号に対して後続のＦＦＴ処理を最適に行うための窓処理を行い、レート変換部１６が、窓処理部１５からの出力信号を高い周波数でレート変換して、特定数のサンプルを含むフレームをオーバーラップさせつつ出力し、ＦＦＴ部１７が、レート変換部１６から出力された信号をフレーム単位でＦＦＴ処理して周波数とレベルの関係を出力し、混信検出部１８が、ＦＦＴ部１７から出力されたキャリアのピークを検出し、複数のピークが検出された場合に混信状態と判定するようにしているので、フレームをオーバーラップさせてＦＦＴ処理することにより、混信有無の検出に要する時間を短縮すると共にＦＦＴポイント数を増やして検出精度を向上させることができ、迅速且つ高精度に混信の有無を判定することができる効果がある。

【0069】

また、本無線装置によれば、パソコン６の制御部が、混信検出部１８から混信ありを示すデータが入力されると、混信状態であることを示す警告を出力すると共に継続時間の計測を開始し、継続時間が一定時間以上になると、危険度が大きいことを示す警報を出力するようにしており、危険度をリアルタイムで報知して、管制官等に注意を促すことができる効果がある。

【産業上の利用可能性】

【0070】

本発明は、航空管制において迅速且つ高精度に混信の有無を検出でき、更に混信の程度に応じた危険度を報知して、安全性を高めることができる無線装置に適している。

【符号の説明】

【0071】

１…アンテナ、 ２…ＧＰＳアンテナ、 ３…高周波部、 ４…受信装置、 ５…ネットワーク装置、 ６…パソコン、 ７…外部記憶装置、 １１…ＡＤＣ、 １２…周波数変換部、 １３…第１のレート変換部、 １４…第２のレート変換部、 １５…窓処理部、 １６…第３のレート変換部、 １７…ＦＦＴ部、 １８…混信検出部、 １９…電力検出部、 ２１…復調部、 ２２…ＤＡＣ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】