１．VDL モード 3 の音声・データ通信性能評価実験 - ENRI

VDL3 機 上 局RFRFVDL3 地 上 局MODEMMODEMVOICE TDMATDMA VOICECOMCOM地 上 センター 局ATNルータ凡 例RF : 高 周 波 部MODEM : 変 復 調 部ATNルータTDMA : TDMA 制 御 部COM : 通 信 処 理 部VOICE : 音 声 処 理 部図 2 実 験 システム 構 成表 1 実 験 システム 仕 様項 目 仕 様基 本 機 能ICAO SARPs 及 び VDL3 Manual(Doc9805) 準 拠送 信 出 力15 W (42dBm)BER が 悪 化 していくとある 点 から 急 激 に 伝 送 遅 延 時 間が 増 大 した。これは BER の 悪 化 に 伴 い、 受 信 データの 誤 りが 訂 正 不 能 となり 再 送 を 繰 り 返 すことに 起 因 し、データ 長 が 長 い 15seg の 場 合 が 1seg に 比 べてより 大きな 影 響 を 受 けている。図 5は 伝 送 遅 延 時 間 の 定 義 を 示 す。 本 稿 で 言 う 伝 送遅 延 時 間 は、1 送 信 データ 要 求 から4データ 受 信 までの 時 間 とし、ACK の 伝 送 に 要 する 時 間 4-5を 含まない。アップリンク送 信 データデータ 長 : 15seg送 達 確 認 : なし優 先 度 : 0データ 数 : 100送 信 待 機 : 1.5secATTVDL3地 上 局VAR ATTATTVDL3機 上 局図 3 BER 特 性 実 験 構 成ダウンリンク送 信 データデータ 長 : 1 or 15seg送 達 確 認 : 有 り優 先 度 : 0データ 数 : 100送 信 待 機 : なし送 受 信 周 波 数 118~136.975 MHz(25 kHz 間 隔 ・ 室 内 実 験 時 )システムコンフィグレーション136.900 及 び 136.925 MHz( 飛 行 実 験 時 )2V2D 及 び 3V1D最 小 受 信 感 度 -103.2 dBm( 誤 り 訂 正 前 BER=10 -3 時 の 実 測 値 )4. データ 通 信 性 能 基 礎 評 価 ( 室 内 実 験 )VDL3 のデータ 通 信 性 能 に 関 する 基 礎 評 価 を 室 内実 験 で 実 施 した。 評 価 項 目 は、1 受 信 レベル 対 ビットエラーレート(BER)2BER 対 伝 送 遅 延 3BER 対 スループット4データ 優 先 度 別 伝 送 遅 延 ――である。 以 下 、2 及 び4について 結 果 を 説 明 する。なお、VDL3 で 定義 する BER はすべて 誤 り 訂 正 前 の 値 である。4.1 BER 対 伝 送 遅 延ケーブル 接 続 した VDL3 地 上 局 及 び 機 上 局 の 双 方から 繰 り 返 しデータ 送 信 を 行 い、 可 変 減 衰 器 で 受 信 入力 レベルを 段 階 的 に 変 化 させ、BER 対 伝 送 遅 延 時 間を 測 定 した。 地 上 局 からは 15seg 1 のデータを 送 達 確 認(ACK)なしで 送 信 し、 機 上 局 からは 1seg または 15segのデータを ACK ありで 繰 り 返 し 送 信 した。このときの 通信 負 荷 率 は 94% 以 上 であった。実 験 構 成 及 びパラメータを 図 3 に、 測 定 結 果 を 図 4に 示 す。 図 4 のグラフの 緑 の 線 は 15seg のデータ 送 信の 場 合 の、 赤 の 線 は 1seg データ 送 信 の 場 合 の BER に対 する 伝 送 遅 延 時 間 を 示 す。BER が 1x10 -3 よりも 良 好な 状 態 の 伝 送 遅 延 時 間 ( 累 積 95% 値 )は、15seg で 約3.7 秒 、1seg の 場 合 は 約 2 秒 でほぼ 一 定 しているが、1 1seg(segment)はTDMAスロット1 個 分 の 長 さのデータ(62byte)を 示 す。15seg は 62byte×15 個 で 930byte である。Delay (Cumulative95% time) [s]30252015105機 上 局地 上 局15segデータ 送 信 遅 延( 累 積 95% 値 )BER vs Delay (Sleep=1.5 MSG=100)00 1.00E-3 1.00E-2 1.00E-1送 信 データランダムアクセスMバースト 送 信予 約 要 求Mバースト 受 信予 約 割 当BER図 4 BER 対 伝 送 遅 延 グラフ予 約 応 答 受 信Mバースト 受 信予 約 応 答Mバースト 送 信▲1seg 95%15seg 95%1segデータ 送 信 遅 延( 累 積 95% 値 )( 注 意 )1ダウンリンクデータ 送信 の 遅 延 時 間 を 示 す2 通 信 路 上 の 通 信 負荷 率 は94% 以 上3 遅 延 時 間 は 予 約 要求 から 地 上 局 受 信 までの 時 間 ( 送 達 確 認 の 時間 を 含 まない )V/Dバースト 送 信V/Dバースト 送 信総 遅 延 時 間15segデータの 場※ 印合 は15 回 繰 り 返 しデータ 送 信 ※V/Dバースト 受 信V/Dバースト 受 信データ 受 信▲送 達 確 認 受 信V/Dバースト 受 信送 達 確 認V/Dバースト 送 信V/Dバースト 送 信12 34 5遅 延 時 間 ( 送 達 確 認 に 要 する 時 間 を 除 く )図 5 ダウンリンク 伝 送 遅 延 の 定 義4.2 データ 優 先 度 別 伝 送 遅 延次 に 3 種 類 の 優 先 度 を 割 り 当 てたデータを 混 在 させ