図-1 流星バースト通信
地球に向って大気圏に侵入する流星の経路に沿って、せいぜい数秒間という短い時間ですが、電離気体が発生し、電波の反射体となります。この反射体(流星バースト)を利用することによって図-1のように通信距離が1,600km程度以内の離れた2点間の無線通信を行うことができます。これを「流星バースト通信」(Meteor Burst Communication, MBC)と呼んでおり、必ずしもリアルタイムの通信を必要としない自然環境データの収集、遠隔地への連絡通報などに利用できます。流星バーストは、高度80～120kmに発生するため、このような通信距離の制限がありますが、連続して利用することで2,000km以上に延長することも可能です。また、流星バーストによる反射効率の良い40～50MHzの電波が選ばれます。
図-1においてリモート局は自然環境データの観測地に設置され、無線送信機で観測データを発信します。リモート局より発信された電波は流星バーストによって反射され、マスター局の無線受信機で受信されます。マスター局は各地のリモート局からの観測データの収集地に設置されます。
なお、通信距離が200km程度以内ですと、流星バーストを経由せず、直接電波を送受信する見通し距離(Line Of Sight, LOS)通信に自動的になります。これはリアルタイムの通信です。
図-1 流星バースト通信
遠隔地の通信には、短波通信、人工衛星通信もありますが、流星バースト通信には表-1aのような特徴及び表-1bの留意事項があります。
| 1.通信システムが比較的安価に構築でき、運用も安上がりです。 |
| 2.システムが専用、或いは共用者が少ないので運用調整の必要がありません。 |
| 3.デジタル通信による伝送データの信頼性については実証されています。 |
| 4.流星バーストの反射体は永久に発生、消滅を繰返しています。 |
| 5.傍受が殆ど不可能で通信内容の秘守性が確実です |
| 6.多地点からのデータ、通報を収集するテレメトリに適切です。 |
| 7.数秒から数十分の情報伝送の遅れを容認する必要があります。 |
| 8.大量、高速のリアルタイム情報伝送には不向きです。 |
| 9.瞬間的(0.1秒以内)ですが比較的大きい送信パワー(約100W)を必要とします。 |
流星バースト通信システムを構成するマスター局及びリモート局の主な仕様は表-2の通りです。
| マスター局 | リモート局 | ||
|---|---|---|---|
| 項 目 | 仕 様 | 項 目 | 仕 様 |
| 周波数: 変調方式: 送信出力: 受信感度: 電源: 寸法: 重量: アンテナ: |
40～50MHz BPSK 250W～300W -123dBM 100/200VAC 56W×81D×147cmH 180kg 5素子八木型･7素子八木型 |
周波数: 変調方式: 送信出力: 受信感度: 電源: 寸法: 重量: アンテナ: |
40～50MHz BPSK 100W -123dBM 12VDC 25W×4D×38cmH 3kg 単一型、ダイポール型、八木型 |
流星バースト通信は、その特徴を生かして環境観測などに適用することができますが、環境データの収集システム、船舶等の運航管理に次のような事例があります。
(海外)
米国MCC社が実施したプロジェクトに次の事例があります。
(国内)
ハイテクリサーチ株式会社が実施したプロジェクトに次の事例があります。
沖ノ鳥島に設置のリモート局から日射量、紫外線放射量、気温、湿度、雨量、風向・風速等の気象観測データを送信、茨城県常総市のマスター局で受信、千葉県松戸市のモニター局で観測データを収集しています。通信経路として北大東島経路で、前者ではほぼ100%のデータ収集を達成の実績（暴露試験フェーズⅡ）があります。