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TECHNISCHES
GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Funk-Kommunikationssystem zur Angabe eines vorgegebenen Bezugsazimuts
und zum anschließenden
Ermitteln von Azimutinformationen auf Basis des angegebenen Bezugsazimuts,
und im Spezielleren ein Funk-Kommunikationssystem,
das geeignet ist zur Anwendung in einem Ad-hoc-Netzwerk.
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STAND DER TECHNIK
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In einem Funk-Kommunikationssystem,
das eine Vielzahl von mobilen Einheiten beinhaltet, werden den mobilen
Einheiten, die sich in einem Versorgungsbereich frei bewegen, zur
Angabe einer Bewegungs- oder einer Übertragungsrichtung von Funkwellen
Azimutinformationen bereit gestellt. Die Azimutinformationen können zusammen
mit Positionsinformationen bei der Auswahl eines Wegs zu einem Zielort
verwendet werden. Die Azimutinformationen werden benutzt, damit
mehrere Systeme nebeneinander existieren können. Mit anderen Worten kann
die Beeinflussung von und durch andere Systeme reduziert werden,
da die Übertragungsrichtung
von Funkwellen auf Basis der Azimutinformationen gesteuert wird,
so dass eine Vielzahl von Systemen leicht nebeneinander existieren
kann.
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Das GPS (Global Positioning System)
ist als eine der Techniken zur Bereitstellung der vorangegangenen
Azimutinformationen bekannt. Im GPS empfängt jede mobile Station mit
Hilfe eines GPS-Empfängers
von einem Satelliten ein Signal, um ihre eigene Position oder Zeit
zu messen. Die mobile Station kann aus den Ergebnissen der Messung
Azimutinformationen ermitteln.
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Die mobile Station kann Azimutinformationen
mit Hilfe eines Kreisels ermitteln. Eine feste Station kann Azimutinformationen
hingegen ermitteln, so lange bei der Installation der Station eine
Richtung festgelegt wird.
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In einem herkömmlichen, wie dem oben erwähnten Verfahren
zur Ermittlung von Azimutinformationen, benötigt die mobile Station einen
GPS-Empfänger
oder einen Kreisel. Daraus ergeben sich naturgemäß Nachteile, da die Abmessungen
einer Einheit groß sind
und die Herstellungskosten ebenfalls zunehmen.
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ENTHÜLLUNG DER
ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung wurde in
Anbetracht der oben beschriebenen, tatsächlichen Situation gemacht.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer
mobilen Endeinheit, die als mobile Stationseinheit dient, welche
mit einem einfachen Aufbau Azimutinformationen ermitteln kann, eines
Funk-Kommunikationssystems inklusive der mobilen Stationseinheit
und ein Azimutbestimmungsverfahren.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird ein Funk-Kommunikationssystem bereit gestellt, das eine Bezugsstation;
die ein Azimut-Vorgabesignal sendet, das auf ein zuvor festgesetztes
Bezugsazimut gerichtet ist, sowie eine Vielzahl von Endstationen
umfasst, wobei eine Zielendstation, die zu der Vielzahl von Endstationen gehört, eine
Empfangseinrichtung, die das Azimut-Vorgabesignal empfängt, das
von der Bezugsstation gesendet wird, eine Ankunftsrichtung-Ermittlungseinrichtung,
die eine Ankunftsrichtung des empfangenen Signals ermittelt, eine
Azimut-Vorgabesignal-Erzeugungseinrichtung, die ein Azimut-Vorgabesignal
erzeugt, das in der Richtung entgegengesetzt zu der Ankunftsrichtung
des Azimut-Vorgabesignals gerichtet ist, sowie eine Sendeeinrichtung
umfasst, die das von der Azimut-Vorgabesignal-Erzeugungseinrichtung
erzeugte Azimut-Vorgabesignal sendet.
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Gemäß dieses Aufbaus wird, da die
Bezugsstation, die zu dem Funk-Kommunikationssystem gehört, das
Azimut-Vorgabesignal in Richtung des Bezugsazimuts sendet, die Ankunftsrichtung
des in Richtung des Bezugsazimuts gesendeten Azimut-Vorgabesignals
ermittelt, um das Bezugsazimut anzugeben, so dass Azimutinformationen
ermittelt werden können.
Folglich kann das Funk-Kommunikationssystem ohne der Bereitstellung
eines GPS-Empfängers
oder etwas Ähnlichem
für die
Endstation konstruiert werden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
ist die Empfangseinrichtung in dem Funk-Kommunikationssystem derart ausgelegt,
dass sie die Azimut-Vorgabesignale empfängt, die von der Bezugsstation
und von einer anderen Endstation gesendet werden.
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Gemäß dieses Aufbaus senden die
Bezugsstation und die Endstationen die Azimut-Vorgabesignale, wodurch ein unabhängig verteiltes
System aufgebaut wird. Wie oben erwähnt kann die Endstation das
Bezugsazimut genau ermitteln, da die Endstation das Azimut-Vorgabesignal
sendet.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
umfasst die Zielendstation in dem Funk-Kommunikationssystem eine Bezugsazimut-Angabeeinrichtung,
die eine Richtung, in der das von der Azimut-Vorgabesignal-Erzeugungseinrichtung
erzeugte Azimut-Vorgabesignal
gerichtet ist, als Bezugsazimut erfasst.
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Gemäß dieses Aufbaus senden die
Bezugsstation und die Endstationen, die zu dem Funk-Kommunikationssystem
gehören,
die Azimut-Vorgabesignale in Richtung des Bezugsazimuts. Demnach
werden, um das Bezugsazimut anzugeben, die Ankunftsrichtungen der
in Richtung des Bezugsazimuts gesendeten Azimut-Vorgabesignale ermittelt,
so dass Azimutinformationen ermittelt werden können. Folglich können die
Azimutinformationen ohne die Bereitstellung eines GPS-Empfängers oder
etwas Ähnlichem
ermittelt werden. Die Bauweise einer Einheit, die als Endstation
dient, kann miniaturisiert und die Herstellungskosten der Einheit können reduziert
werden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird das Bezugsazimut in dem Funk-Kommunikationssystem in die Längsrichtung
eines Versorgungsbereichs des Funk-Kommunikationssystems gelegt.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird die Bezugsstation in dem Funk-Kommunikationssystem entlang einer Straße installiert,
und das Bezugsazimut wird in eine Richtung entlang der Straße gelegt.
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Gemäß dieses Aufbaus wird das Bezugsazimut
gemäß der Form
des Versorgungsbereichs passend festgelegt. Demgemäß kann die
Anzahl der Azimut-Vorgabesignale, die von der zu dem System gehörenden Endstation
empfangen werden sollen, größer sein als
die in dem Fall, in dem das Bezugsazimut in eine andere Richtung
gelegt wird. Daher kann das Bezugsazimut genau erfasst werden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
umfasst das Funk-Kommunikationssystem zudem eine Einrichtung, die
eine Bezugsebene ermittelt, auf die Bezug zu nehmen ist, wenn eine
Kommunikationsrichtung bestimmt wird.
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Gemäß dieses Aufbaus kann eine
Senderichtung des Azimut-Vorgabesignals in Anbetracht einer Senderichtung
auf der Bezugsebene bestimmt werden. Folglich können korrekte Azimutinformationen
ermittelt werden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
fügen die
Bezugsstation und die Vielzahl der Endstationen jeweils Prioritätsinformationen
zu dem Azimut-Vorgabesignal hinzu und senden das entstehende Signal
anschließend,
und die Azimut-Vorgabesignal-Erzeugungseinrichtung
gewichtet die Vielzahl der empfangenen Azimut-Vorgabesignale entsprechend
den Prioritätsinformationen,
um das Azimut-Vorgabesignal zu erzeugen.
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Gemäß dieses Aufbaus werden die
Ankunftsrichtungen zur Bestimmung des Azimut-Vorgabesignals entsprechend der Eigenschaften
der Azimut-Vorgabesignale gewichtet, so dass die Ankunftsrichtung
exakt bestimmt werden kann. Folglich nimmt die Genauigkeit der ermittelten
Azimut-Vorgabe ebenfalls zu, da das Bezugsazimut genau ermittelt
werden kann.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
umfasst das Funk-Kommunikationssystem zudem eine Prioritäts-Hinzufügeeinrichtung,
die Priorität
zu dem Azimut-Vorgabesignal hinzufügt, wobei die Priorität jedes
Mal dann abnimmt, wenn Senden durchgeführt wird.
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Gemäß dieses Aufbaus kann, da die
Priorität
jedesmal dann verringert wird, wenn das Azimut-Vorgabesignal gesendet
wird, eine Abweichung der Senderichtung von dem Bezugsazimut reduziert
werden, wobei diese Abweichung durch das wiederholte Senden des
Azimut-Vorgabesignals hervorgerufen wird.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
umfasst die Zielendstation in dem Funk-Kommunikationssystem eine Mittelungseinrichtung,
die die Ankunftsrichtungen mittelt, die von der Ankunftsrichtung-Ermittlungseinrichtung
ermittelt werden, und die Azimut-Vorgabesignal-Erzeugungseinrichtung
erzeugt ein Azimut-Vorgabesignal, das in der Richtung entgegengesetzt
zu der gemittelten Ankunftsrichtung gerichtet ist.
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Gemäß dieses Aufbaus kann die Ankunftsrichtung
genau ermittelt werden, da die Senderichtung auf Basis des Durchschnitts
der Ankunftsrichtungen bestimmt wird. Daher kann die Endstation
die Azimutinformationen genau erfassen und zudem Funkwellen, die
das Azimut-Vorgabesignal tragen, genau in Richtung des Bezugsazimuts
senden. Folglich steigt die Genauigkeit, mit der das Azimut ermittelt
wird, im ganzen System.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
umfasst die Endstation in dem Funk-Kommunikationssystem eine Einrichtung,
die eine elektrische Energie aus dem Azimut-Vorgabesignal extrahiert.
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Gemäß dieses Aufbaus kann die elektrische
Energie unter Verwendung des Azimut-Vorgabesignals zur Endstation gesendet
werden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
umfasst die Endstation in dem Funk-Kommunikationssystem eine Einrichtung,
die eine elektrische Energie aus dem Azimut-Vorgabesignal extrahiert. Gemäß der vorliegenden Erfindung
umfasst die Endstation in dem Funk-Kommunikationssystem eine Einrichtung,
die eine elektrische Energie auf das Azimut-Vorgabesignal auflegt.
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Gemäß dieser Aufbauarten kann elektrische
Energie unter Verwendung des Azimut-Vorgabesignals an die Endstation gesendet
werden. Folglich nimmt die durch einmaliges Laden ununterbrochen
verfügbare Zeit
zu, was das System für
den Benutzer praktischer macht.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
umfasst das Funk-Kommunikationssystem eine Ladeverwaltungseinheit,
die eine Verwaltungstabelle, welche Kommunikationssituationen der
Vielzahl der Endstationen enthält, sowie
einen Ladebestimmungsabschnitt umfasst, der für jede Endstation unter Bezugnahme
auf die Verwaltungstabelle einen Ladevorgang entsprechend der Kommunikationssituation
der entsprechenden Endstation bestimmt.
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Gemäß dieses Aufbaus kann das System
effizient betrieben werden, da der Ladevorgang entsprechend der
Kommunikationssituation jeder der Endstationen bestimmt werden kann.
Die Endstation, die das Azimut-Vorgabesignal sendet, wird beispielsweise
von dem Ladevorgang entbunden. Das oben erwähnte Entbinden von dem Ladevorgang
führt für die Endstation
zu einem Anreiz, das Azimut-Vorgabesignal zu senden. Folglich können, da
in dem System viele Sendequellen des Azimut-Vorgabesignals enthalten
sein können,
in einem weiten Gebiet des Versorgungsbereichs des Systems Azimutinformationen
unter Verwendung des Azimut-Vorgabesignals ermittelt werden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird ein Azimut-Bestimmungsverfahren zur Bestimmung eines Azimuts
in der Endstation bereit gestellt, das die Schritte umfasst: in
einer Bezugsstation: Senden eines Azimut-Vorgabesignals, so dass
es auf ein vorgegebenes Bezugsazimut gerichtet ist; und in der Endstation:
Empfangen des Azimut-Vorgabesignals
in der Endstation, Ermitteln einer Ankunftsrichtung des Azimut-Vorgabesignals, Erzeugen
eines Azimut-Vorgabesignals, das in der Richtung entgegengesetzt
zu der ermittelten Ankunftsrichtung gerichtet ist, Senden des erzeugten
Azimut-Vorgabesignals,
Angeben eines Bezugsazimuts auf der Basis der Ankunftsrichtungen
der Azimut-Vorgabesignale, die von der Bezugsstation und der Endstation gesendet
werden, und Bestimmen eines Azimuts auf der Basis des angegebenen
Bezugsazimuts.
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Um das Bezugsazimut anzugeben, werden
gemäß dieses
Verfahrens, da die Bezugsstation und die Endstation, die zu dem
Funk-Kommunikationssystem gehören,
die Azimut-Vorgabesignale in Richtung des Bezugsazimuts senden,
die Ankunftsrichtungen der in Richtung des Bezugsazimuts gesendeten
Azimut-Vorgabesignale ermittelt, so dass Azimutinformationen ermittelt
werden können.
Folglich kann, da die Azimutinformationen ohne Bereitstellung eines
GPS-Empfängers
oder etwas Ähnlichem
ermittelt werden können,
die Bauausführung
einer Einheit, die als Endstation dient, miniaturisiert und die
Herstellungskosten können
reduziert werden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird eine mobile Endeinheit bereit gestellt, die umfasst: eine Empfangseinrichtung,
die ein Azimut-Vorgabesignal empfängt, das von einer Bezugsstation
so gesendet wird, dass es auf ein zuvor eingestelltes Bezugsazimut
gerichtet ist; eine Ankunftsrichtung-Ermittlungseinrichtung, die eine
Ankunftsrichtung des empfangenen Signals ermittelt; eine Azimut-Vorgabesignal-Erzeugungseinrichtung, die
ein Azimut-Vorgabesignal erzeugt, das in der Richtung entgegengesetzt
zu der Ankunftsrichtung des Azimut-Vorgabesignals gerichtet ist;
eine Bezugsazimut-Angabeeinrichtung,
die die Richtung, in der das von der Azimut-Vorgabesignal-Erzeugungseinrichtung
erzeugte Azimut-Vorgabesignal gerichtet ist, als ein Bezugsazimut
erfasst; und eine Sendeeinrichtung, die das von der Azimut-Vorgabesignal-Erzeugungseinrichtung
erzeugte Azimut-Vorgabesignal sendet.
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Die Empfangseinrichtung empfängt ein
Azimut-Vorgabesignal, das von einer anderen mobilen Kommunikations-Endeinheit
gesendet wird, und die Ankunftsrichtung-Ermittlungseinrichtung ermittelt eine
Ankunftsrichtung des Azimut-Vorgabesignals, das von der anderen
mobilen Endeinheit gesendet wird.
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Gemäß dieses Aufbaus wird, um das
Bezugsazimut anzugeben, die Ankunftsrichtung des in Richtung des
Bezugsazimuts gesendeten Azimut-Vorgabesignals ermittelt, so dass
Azimutinformationen ermittelt werden können. Folglich kann die Bauausführung der
Einheit miniaturisiert und die Herstellungskosten der Einheit können reduziert
werden, da die Azimutinformationen ohne Bereitstellung eines GPS-Empfängers oder
etwas Ähnlichem
ermittelt werden können.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1A ist
ein Blockdiagramm, das einen Aufbau einer Bezugsstation gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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1B ist
ein Blockdiagramm, das ein Beispiel eines Aufbaus eines Sendeabschnitts
in den 1 und 2 zeigt;
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2 ist
ein Blockdiagramm, das einen Aufbau einer Endstation gemäß der ersten
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt;
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3 ist
ein Diagramm, das ein Funk-Kommunikationssystem gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt;
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4 ist
ein Diagramm, das einen Umriss des Funk-Kommunikationssystems gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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5 ist
ein Blockdiagramm, das einen Aufbau einer Endstation gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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6 ist
ein Diagramm, das eine Senderichtung der Übertragungswellen in der zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erklärt;
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7 ist
ein Blockdiagramm, das einen Aufbau einer Endstation gemäß einer
dritten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt;
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8 ist
ein Blockdiagramm, das einen Aufbau einer Endstation gemäß einer
vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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9 ist
ein Diagramm, das eine entsprechend der Priorität bestimmte Ankunftsrichtung
erklärt;
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10 ist
ein Blockdiagramm, das einen Aufbau einer Endstation gemäß einer
fünften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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11 ist
ein Diagramm, das einen schematischen Aufbau eines Ad-hoc-Netzwerks
gemäß einer
achten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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12 ist
ein Diagramm, das ein Azimutinforrnation-Ermittlungsverfahren erklärt;
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1–3 ist ein Blockdiagramm,
das einen Aufbau einer Endstation gemäß einer neunten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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14 ist
ein Blockdiagramm, das einen schematischen Aufbau eines Ladesystems
gemäß einer zehnten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
15 ist
ein Diagramm, das ein Beispiel eines Aufbaus einer Verwaltungstabelle
zeigt;
-
16 ist
ein Diagramm, das ein Beispiel des Aufbau der Verwaltungstabelle
zeigt;
-
17 ist
ein Diagramm, das ein Beispiel des Festlegens eines Bezugsazimuts
zeigt; und
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18 ist
ein Blockdiagramm, das den Aufbau der Endstation gemäß der fünften Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt.
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BESTE AUSFÜHRUNGSART
DER ERFINDUNG
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Laut des Hauptmerkmals der vorliegenden
Erfindung empfängt
eine Endstation in einem System Funkwellen, die. von einer Bezugsstation
oder einer anderen Endstation in einem vorher vom System festgelegten
Azimut abgestrahlt werden, und ermittelt anschließend Azimutinformationen.
Die Endstation strahlt Funkwellen in der Richtung entgegengesetzt
zu einer Ankunftsrichtung der empfangenen Wellen ab und ermittelt
dann ein Azimut in dem System, um die Azimuts der entsprechenden
Endgeräte
zu bestimmen.
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Nun werden Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen detailliert
beschrieben.
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(Erste Ausführungsform)
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Laut der vorliegenden Erfindung umfasst
ein Funk-Kommunikationssystem eine Vielzahl von Bezugsstationen,
die jeweils Funkwellen in einem vorher vom System festgelegten Bezugsazimut
abstrahlen, sowie Endstationen, die jeweils die Funkwellen von der
Bezugsstation oder einer anderen Endstation empfangen und dann Funkwellen
in der Richtung entgegengesetzt zur Empfangsrichtung abstrahlen.
Die Bezugsstation und die Endstation werden hierin nun beschrieben.
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Zuerst wird mit Verweis auf die 1A und 1B die
Bezugsstation beschrieben. 1A ist
ein Blockdiagramm, das einen Aufbau der Bezugsstation gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. 1B ist
ein Blockdiagramm, das ein Beispiel eines Aufbaus eines Sendeabschnitts
in 1A zeigt. Grundsätzlich ist
die Be zugsstation fest installiert. Ein Lokalinformation-Speicherabschnitt 101 enthält Positionsinformationen,
eine Position betreffend, an der die entsprechende Bezugsstation
installiert ist, Informationen, die eine horizontale Ebene betreffen,
sowie Informationen, die das Bezugsazimut betreffen, das zuvor gemäß der vorliegenden
Erfindung von dem System festgelegt wurde.
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Ein Azimut-Vorgabesignal-Erzeugungsabschnitt 102 richtet
ein Sendesignal unter Bezug auf die Informationen, die in dem Lokalinformation-Speicherabschnitt 101 enthalten
sind, in Richtung des Bezugsazimuts aus. Die Ausrichtung wird beispielsweise
mit Hilfe einer adaptiven Gruppenantenne („adaptive array antenna" – „AAA") bewerkstelligt. Mit anderen Worten
multipliziert der Azimut-Vorgabesignal-Erzeugungsabschnitt 102, um
Funkwellen abzustrahlen, die in Richtung des Bezugsazimut ausgerichtet
sind, das Sendesignal mit einem Gewichtungsfaktor, der unter Verwendung
eines geeigneten Algorithmus wie etwa des LMS-Algorithmus oder des
RLS-Algorithmus berechnet wurde, wodurch ein Azimut-Vorgabesignal
erzeugt wird. Ein Sendeabschnitt 103 beinhaltet, wie in 1B gezeigt, einen Modulations-/Hochfrequenzabschnitt 106,
einen Azimutdaten-Decodierabschnitt 107 sowie
einen Azimutsteuerabschnitt 108. Der Azimutsteuerabschnitt 108 ist
mit einem richtungssteuerbaren Antennenabschnitt 104 verbunden,
um Funkwellen abzustrahlen, die in einer vorgegebenen Richtung ausgerichtet
sind. Mit anderen Worten decodiert der Azimutdaten-Decodierabschnitt 107 Codes,
die ein vorgegebenes Azimut angeben und im Azimut-Vorgabesignal
enthalten ist, um ein Steuersignal zu erzeugen, mit dem der Azimutsteuerabschnitt 108 so
gesteuert wird, dass die Funkwellen in das decodierte Azimut abgestrahlt
werden. Der Modulations-/Hochfrequenzabschnitt 106 wandelt
das vom Azimut-Vorgabesignal-Erzeugungsabschnitt 102 erzeugte
Azimut-Vorgabesignal in seiner Frequenz in ein Funkfrequenzband
um und gibt das umgewandelte Signal dann durch den Azimutsteuerabschnitt 108 an
den Antennenabschnitt 104 weiter. Das abgegebene Azimut-Vorgabesignal
ist ein Signal, das anzeigt, dass das Signal in einem vorgegebenen
Azimut abgegeben werden sollte. Um das Azimut-Vorgabesignal beispielsweise
von einem Datensignal zu unterscheiden, kann das Signal einen vorgegebenen
Code erhalten oder auf eine vorgegebene Frequenz gesetzt werden.
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Nachfolgend wird nun mit Verweis
auf 2 die Endstation
beschrieben. 2 ist ein
Blockdiagramm, das einen Aufbau der Endstation gemäß der ersten
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt. Die Endstation empfängt die
Azimut-Vorgabesignale, die von den Bezugsstationen oder den anderen
Endstationen gesendet werden. Ein Empfangsabschnitt 202 wandelt
das von einer Antenne 201 empfangene Azimut-Vorgabesignal in
der Frequenz um und gibt das frequenz-umgewandelte Signal an einen
Ankunftsrichtung-Ermittlungsabschnitt 203 aus. Der Ankunftsrichtung-Ermittlungsabschnitt 203 ermittelt
die Ankunftsrichtung des Azimut-Vorgabesignals.
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Ein Senderichtung-Ausrichtungsabschnitt 204 bestimmt
als Senderichtung die Richtung, die entgegengesetzt ist zur von
der Ankunftsrichtung-Ermittlungsabschnitt 203 ermittelten
Richtung, nämlich
die Richtung, die sich ergibt, wenn die ermittelte Ankunftsrichtung
um 180° gedreht
wird. Ein Bezugsazimut-Erkennungsabschnitt 207 erkennt
die von der Senderichtung-Ausrichtungsabschnitt 204 bestimmte
Senderichtung als das Bezugsazimut. Ein Azimut-Vorgabesignal-Erzeugungsabschnitt 205 multipliziert,
um Funkwellen abzustrahlen, die in Richtung der vom Senderichtung-Ausrichtungsabschnitt 204 bestimmten
Senderichtung gerichtet sind, ein Sendesignal mit einem Gewichtungsfaktor,
der unter Verwendung eines geeigneten Algorithmus, wie etwa des
LMS-Algorithmus oder des RLS-Algorithmus, berechnet wurde, um ein
Azimut-Vorgabesignal zu erzeugen. Der Sendeabschnitt 206 hat
einen Aufbau gleich dem des vorhergehenden, in 1B gezeigten Sendeabschnitts 103.
Der Sendeabschnitt 206 wandelt das Azimut-Vorgabesignal in
der Frequenz in ein Funkfrequenzband um, verstärkt eine elektrische Leistung
des umgewandelten Signals auf eine vorgegebene elektrische Übertragungsleistung
derart, dass es in Richtung der vorgegebenen Richtung gerichtet
ist, und sendet das entstehende Signal anschließend von Antenne 201 ab.
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Für
diesen besonderen Fall wird das Funk-Kommunikationssystem gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung nun mit Verweis auf 3 beschrieben. 3 ist ein Diagramm, das das Funk-Kommunikationssystem
gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt.
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Die in 1 gezeigten
Bezugsstationen sind so angeordnet, dass sie in einem Versorgungsbereich des
Funk-Kommunikationssystems gemäß der vorliegenden
Erfindung verteilt liegen und den gesamten Bereich überdecken. 3 zeigt unter all den Bezugsstationen,
die im Versorgungsbereich des Systems liegen, die Bezugsstationen 301 bis 306.
Jede der Bezugsstationen 301 bis 306 ist ins Bezugsazimut
ausgerichtet und sen det ein Azimut-Vorgabesignal. In der vorliegenden
Beschreibung wird das von der Bezugsstation gesendete Azimut-Vorgabesignal
als „Bezugsstationssignal" bezeichnet. Die
Bezugsstationen 301 bis 306 haben im Übrigen,
da die Genauigkeit der AAA-Technik begrenzt ist, jeweils eine Strahlungskeule
mit einem gewissen Öffnungswinkel,
in dessen Mitte das Bezugsazimut gelegt wird. In 3 wird die Richtung von unten nach oben
im Diagramm als Bezugsazimut festgelegt. Das Bezugsazimut wird zuvor
vom System festgelegt. Jedes Azimut kann als Bezugsazimut festgesetzt
werden. Um die Beschreibung zu vereinfachen, wird die betrachtete Ausführungsform
in Bezug auf einen Fall beschrieben, in dem das Bezugsazimut als „in nördlicher
Richtung" festgelegt
wird. Alle anderen im System enthaltenen Bezugsstationen und die
Endstationen kennen das Azimut, das als Bezugsazimut festgelegt
wurde.
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Die in 2 gezeigte
Endstation ist eine mobile Endeinheit, die sich im Versorgungsbereich
des Systems frei bewegt oder eine feste Endeinheit, die im Versorgungsbereich
fest installiert ist. In 3 ermittelt
jede der Endstationen 307 bis 316 die Ankunftsrichtung
des Azimut-Vorgabesignals, das von der Bezugsstation (oder ein anderen
Endstation) gesendet wurde, richtet sich in die Richtung entgegengesetzt
zur Ankunftsrichtung aus und sendet anschließend ein Azimut-Vorgabesignal.
In der vorliegenden Beschreibung wird das von der Endstation gesendete
Azimut-Vorgabesignal als „Endstationssignal" bezeichnet. Obwohl
das Azimut-Vorgabesignal eigentlich in Richtung des Bezugsazimuts
gesendet wird, senden die Endstationen 307 bis 316 das Azimut-Vorgabesignal in
Richtung eines Bereichs um das Bezugsazimuts, der sich aufgrund
von Fehlern in der Genauigkeit der Ermittlung der Ankunftsrichtung
und der Genauigkeit der Ausbildung der Senderichtung ergibt. Wenn
die Antenne 104 eine adaptive Gruppenantenne ist, kann
die Ankunftsrichtung des vorangehenden Azimut-Vorgabesignals mit
Hilfe einer Rechenoperation ermittelt werden, bei der Vektoren,
die von Elementen empfangene, elektrische Energien anzeigen, kombiniert
werden.
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Schließlich senden alle in dem Funk-Kommunikationssystem
gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
enthaltenen Bezugsstationen 301 bis 306 und Endstationen 307 bis 316 das
Azimut-Vorgabesignal in Richtung des Bezugsazimuts. Die Azimut-Vorgabesignale werden
nämlich
von allen Punkten des Überdeckungsbereichs
des Funk-Kommunikationssystems gemäß der vorliegenden Erfindung
in Richtung des Bezugsazimut gesendet. Mit anderen Worten senden
in dem Funk-Kommunikationssystem gemäß der vorliegenden Erfindung
die im System enthaltenen Stationen (nämlich die Bezugsstationen und
die Endstationen) die Azimut-Vorgabesignale in Richtung des Bezugsazimuts,
wodurch ein einheitliches Feld (hierin des weiteren als „Richtungsfeld" bezeichnet) ausgebildet
wird, um die Senderichtung des Azimut-Vorgabesignals in dem System
anzugeben. In dem Richtungsfeld können die Endstationen 307 bis 316 das
Bezugsazimut in einer Art und Weise erkennen, ähnlich dem Fall, in dem eine
Kompassnadel aufgrund des Magnetfelds der Erde auf ein Azimut zeigt.
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Für
diesen Fall werden nun, unter der Annahme, dass die Endstation 307 eine
mobile Endeinheit und die Endstation 308 eine feste Endeinheit
ist, die Verfahren zur Ermittlung der Azimutinformationen in diesen Endstationen
beschrieben. Zuerst wird das Verfahren in der mobilen Endeinheit 307 beschrieben.
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Wenn sich die mobile Endeinheit 307 in
den Versorgungsbereich des Funk-Kommunikationssystems gemäß der vorliegenden
Erfindung begibt, empfängt
sie ein Azimut-Vorgabesignal und ermittelt eine Ankunftsrichtung
des empfangenen Azimut-Vorgabesignals.
Die mobile Endeinheit 307 bestimmt die Richtung als Bezugsazimut,
die entgegengesetzt liegt zur Richtung der ermittelten Ankunftsrichtung,
nämlich
die Richtung, die sich ergibt, wenn die Ankunftsrichtung um 180° gedreht
wird. Die mobile Endeinheit 307 ermittelt die Azimutinformation
immer auf die oben erwähnte
Art. Demgemäß kann die
mobile Endeinheit 307 die Azimutinformation selbst dann
ermitteln, wenn die Einheit 307 ihre eigene Ausrichtung ändert.
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Das Verfahren zur Ermittlung der
Azimutinformation wird nun im Speziellen unter Verweis auf 12 beschrieben. Als erstes
gibt der Bezugsazimut-Erkennungsabschnitt 207 in der mobilen
Endeinheit 307 wie oben erwähnt das Bezugsazimut (in diesem
Fall „den
Norden") auf Basis
des Azimut-Vorgabesignals an. In einem Zustand, in dem das Bezugsazimut
angegeben ist (in einem Zustand also, in dem das Bezugsazimut auf
Basis des Ergebnisses der Ermittlung der Ankunftsrichtung des Azimut-Vorgabesignals
angegeben ist), ermittelt der Ankunftsrichtung-Ermittlungsabschnitt 203 – wenn ein
anderes Signal (hierin des weiteren als „Datensignal" bezeichnet) als
das Azimut-Vorgabesignalempfangen
wurde – eine
Ankunftsrichtung des empfangenen Datensignals. Es wird ein Unterschied
in der Ankunftsrichtung des Datensignals und der Ankunftsrichtung
des Azimut-Vorgabesignals erkannt, so dass ein „Azimut" angegeben werden kann, in dem das empfangene
Signal angekommen ist. Informationen, die sich auf das auf diese
Weise angegebene „Azimut" beziehen, werden „Azimutinformationen" genannt.
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In 12 wird
als Ankunftsrichtung eines Datensignals 1201 zum Beispiel
ein Wert ermittelt, der vom Ergebnis der Ermittlung der Ankunftsrichtung
des Azimut-Vorgabesignals
um 45° in
Richtung „Osten" abweicht.
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Folglich kann die mobile Endeinheit 307 ein
Azimut, in dem das Datensignal angekommen ist, auf Basis der Ankunftsrichtung
(in diesem Fall „der
Süden") des bekannten Azimut-Vorgabesignals
als „den
Südosten" angeben, der vom „Süden" um 45° in östlicher
Richtung abweicht.
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Die feste Endeinheit 308 empfängt hingegen
ein Azimut-Vorgabesignal und ermittelt dann eine Ankunftsrichtung
des empfangenen Azimut-Vorgabesignals. Die feste Endeinheit 308 kann
die Richtung, die entgegengesetzt liegt zur ermittelten Ankunftsrichtung,
als Bezugsazimut bestimmen, also die Richtung, die sich ergibt,
wenn die Ankunftsrichtung um 180° gedreht
wird. Normalerweise ändert
sich die Ausrichtung der festen Einheit 308 nicht von der
des Installationszustands. Demnach kann die feste Einheit 308 verschiedene
Verfahren, bei denen Azimutinformationen auf die oben erwähnte Art
ermittelt werden, durchführen.
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Nun wird unter Verweis auf 4 die Richtung beschrieben,
in die das Bezugsazimut gelegt wird. 4 ist
ein Diagramm, das eine Skizze des Funk-Kommunikationssystems gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. In 4 sind
die Bezugsstationen 402 bis 411 in einem elliptischen
Versorgungsbereich 401 angeordnet. In einem derartigen Funk-Kommunikationssystem
wird das Bezugsazimut möglichst
in eine Richtung gelegt, in der die in dem System enthaltenen Endstationen
so viele Azimut-Vorgabesignale wie möglich empfangen können, also
in die Längsrichtung
des Versorgungsbereichs. Da der Versorgungsbereich 401 eine
Ellipse ist, sollte das Bezugsazimut in die Längsrichtung der Ellipse gelegt
werden. Folglich kann die Anzahl der Azimut-Vorgabesignale, die
von den im System enthaltenen Endstationen empfangen werden sollen,
höher sein
als in den Fällen,
in denen das Bezugsazimut in eine andere Richtung gelegt wird.
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Wie oben erwähnt wird, sollte das Bezugsazimut
möglichst
in die Längsrichtung
des Versorgungsbereichs gelegt werden, den das Funk-Kommunikationssystem
gemäß der vorliegenden
Ausführungsform überdecken
kann. In Situationen, in denen der Versorgungsbereich das ganze
Land Japan überdeckt,
sollte das Bezugsazimut – unter
Anbetracht der Tatsache, dass sich das Land Japan vom Süd-Südwesten
bis in den Nord-Nordosten
erstreckt – möglichst
in den Nord-Nordosten oder den Süd-Südwesten
gelegt werden.
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Wenn sich der Versorgungsbereich
entlang einer Straße
erstreckt, sollte das Bezugsazimut möglichst in die Richtung entlang
der Straße
gelegt werden. Mit Verweis auf 17 wird
nun die Festlegung des Bezugsazimuts für den Fall erklärt, dass
sich der Versorgungsbereich entlang einer Straße erstreckt. Wie in 17 gezeigt, wird das Bezugsazimut – in Situationen,
in denen sich ein Versorgungsbereich 1705 entlang einer
Straße 1701 erstreckt – in die
Richtung entlang der Straße
gelegt. Folglich wird das Bezugsazimut entlang des Versorgungsbereichs
gelegt.
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Um das Bezugsazimut entlang der Straße auszurichten,
werden Bezugsstationen entlang der Straße angebracht, und jede angebrachte
Bezugsstation legt eine Senderichtung (nämlich das Bezugsazimut) des Azimut-Vorgabesignals
entlang der Straße
fest. Die Senderichtung des Azimut-Vorgabesignals in der Bezugsstation
wird festgelegt, wenn die Bezugsstation installiert wird. Mit Verweis
auf 17 werden die Bezugsstationen 1702 bis 1704 entlang
der Straße
in vorgegebenen Intervallen angebracht. Jede Bezugsstation legt
das Bezugsazimut in eine Richtung entlang der Straße. Die
Bezugsstation 1702 legt das Bezugsazimut beispielsweise
in die Richtung entlang der Straße, nämlich in Richtung von unten
links nach oben rechts des Diagramms.
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Wie oben erwähnt sendet in dem Funk-Kommunikationssystem
gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
jede der im System enthaltenen Bezugsstationen 301 bis 306 das
Azimut-Vorgabesignal in Richtung des Bezugsazimuts, und jede der
im System enthaltenen Endstationen 307 bis 316 ermittelt
die Ankunftsrichtung des Azimut-Vorgabesignals
und sendet dann das Azimut-Vorgabesignal in die Richtung, die entgegengesetzt
ist zur ermittelten Ankunftsrichtung. In diesem Fall empfängt die
Endstation – da
das von der Bezugsstation gesendete Azimut-Vorgabesignal in Richtung
des Be zugsazimuts gesendet wird – das Azimut-Vorgabesignal
aus der Richtung, die entgegengesetzt liegt zum Bezugsazimut und
sendet das Azimut-Vorgabesignal dann in die Richtung, die entgegengesetzt
liegt zur Empfangsrichtung, also in die Richtung, die gleich dem
Bezugsazimut ist. Auf diese Art senden die Bezugsstationen und die
Endstationen, die in dem Funk-Kommunikationssystem gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
enthalten sind, die Azimut-Vorgabesignale in Richtung des Bezugsazimuts.
Demnach ermittelt jede der Endstationen 307 bis 316 (und,
falls nötig,
die Bezugsstationen 301 bis 306) die Ankunftsrichtung
des in Richtung des Bezugsazimut gesendeten Azimut-Vorgabesignals,
um das Bezugsazimut anzugeben. Folglich kann jede Station Azimutinformationen
ermitteln. Mit anderen Worten sendet in dem Funk-Kommunikationssystem gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
jede Endstation das Azimut-Vorgabesignal in Richtung des Bezugsazimuts,
wodurch ein System zur Ermittlung der Azimutinformation unabhängig und
verteilt aufgebaut wird.
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Wie oben erwähnt kann – da die Endstationen 307 bis 316 gemäß der vorliegenden
Ausführungsform Azimutinformationen
ohne GPS-Empfänger
oder jeglichen Kreisel ermitteln können – die Bauausführung der Einheiten
miniaturisiert und die Herstellungskosten der Einheit können reduziert
werden.
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Die Bezugsstationen 301 bis 306 werden
bewusst so angebracht, dass sie das Funk-Kommunikationssystem gemäß der vorliegenden
Ausführungsform überdecken.
Demnach empfängt
die als mobile Endeinheit dienende Endstation 307 das Azimut-Vorgabesignal, das
in die Richtung des Bezugsazimuts zeigt, im gesamten Überdeckungsbereich
und ermittelt anschließend
die Azimutinformation. Die Endstation 307 kann somit auf
Basis der ermittelten Azimutinformation kommunizieren. Das Funk-Kommunikationssystem
kann dem Anspruch für
mobile Kommunikation – Kommunikation „überall" und „jederzeit" zu realisieren – gerecht
werden.
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(Zweite Ausführungsform)
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Gemäß der betrachteten Ausführungsform
wird eine Senderichtung eines Azimut-Vorgabesignals dreidimensional gesteuert.
Im Besonderen wird eine vorgegebene Bezugsebene dreidimensional
betrachtet. Die Senderichtung des Azimut-Vorgabesignals wird unter
Bezug auf die betrachtete Bezugsebene gesteuert. In einem Funk- Kommunikationssystem
gemäß der betrachteten
Ausführungsform
wird der Aufbau der Endstation in der ersten Ausführungsform
teilweise modifiziert. 5 ist
ein Blockdiagramm, das einen Aufbau einer Endstation gemäß der zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. In 5 bezeichnen
die selben Bezugsnummern die selben Komponenten wie in 2 gemäß der ersten Ausführungsform
und deren Beschreibung wurde weggelassen.
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Ein Horizontalebene-Ermittlungsabschnitt 501 ermittelt
eine horizontale Ebene. Der Senderichtung-Ausrichtungsabschnitt 204 bestimmt
eine Senderichtung in einer vertikalen Ebene entsprechend der vom Horizontalebene-Ermittlungsabschnitt 501 ermittelten
horizontalen Ebene. Wenn beispielsweise ein Azimut-Vorgabesignal
in einer Richtung mit einem Höhenwinkel
von 30° in
Bezug auf die horizontale Ebene ankommt, wird die Senderichtung
ebenso auf einen Höhenwinkel
von 30° gesetzt.
Der Horizontalebene-Ermittlungsabschnitt 501 kann die horizontale
Ebene ebenso auf Basis von Informationen ermitteln, die im Lokalinformation-Speicherabschnitt 101 liegen,
der für
die in 1 gezeigte Bezugsstation bereit
gestellt wird. In diesem Fall erhält der Horizontalebene-Ermittlungsabschnitt 501 aus
der Bezugsstation Informationen, die eine horizontale Ebene betreffen,
um die horizontale Ebene zu ermitteln.
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Die vom Senderichtung-Ausrichtungsabschnitt 204 bestimmte
Senderichtung wird nun mit Verweis auf 6 beschrieben. 6 ist ein Diagramm, das die Senderichtung
des Azimut-Vorgabesignals in der zweiten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung erklärt. 6 veranschaulicht einen
Fall, wo Wellen (ein Azimut-Vorgabesignal), die gesendet werden
sollen, auf Basis der empfangenen Wellen (ein Azimut-Vorgabesignal),
die aus dem „Süden" kamen, in „nördlicher" Richtung gesendet
werden. Der Senderichtung-Ausrichtungsabschnitt 204 legt
die Senderichtung in der horizontalen Ebene auf Basis der Ankunftsrichtung
der empfangenen Wellen auf eine Weise fest, die gleich der in der
ersten Ausführungsform
ist, und er legt zudem die Senderichtung in der vertikalen Ebene
auf Basis einer ebenen Richtung auf der vom Horizontalebene-Ermittlungsabschnitt 501 ermittelten
horizontalen Ebene fest. Zum Beispiel wird die Senderichtung so
bestimmt, dass der Höhenwinkel
auf der horizontalen Ebene der empfangenen Wellen äquivalent
ist zum Höhenwinkel
auf der horizontalen Ebene der gesendeten Wellen. Im Besonderen
wird – wenn
der Höhenwinkel
der empfangenen Wellen 30° beträgt – die Senderichtung
auf der horizontalen Ebene in die Richtung ge legt, die 180° entgegengesetzt
liegt zur Ankunftsrichtung auf der horizontalen Ebene der empfangenen
Wellen, und die Senderichtung auf der vertikalen Ebene wird in eine
Richtung gelegt, bei der der Höhenwinkel
30° beträgt. Der
Senderichtung-Ausrichtungsabschnitt 204 kann
als Senderichtung auf der vertikalen Ebene eine Richtung bestimmen, die
parallel ist zur ermittelten horizontalen Ebene.
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Wie oben erwähnt ermittelt der Horizontalebene-Ermittlungsabschnitt 501 gemäß der betrachteten Ausführungsform
die horizontale Ebene, so dass die Senderichtung des Azimut-Vorgabesignals
entsprechend der vertikalen Richtung bestimmt werden kann. Folglich
kann das Azimut genauer ermittelt werden.
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(Dritte Ausführungsform)
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Nun wird gemäß der betrachteten Ausführungsform
die Arbeitsweise einer Endstation beschrieben, die eine Vielzahl
von Azimut-Vorgabesignalen empfängt.
In einem Funk-Kommunikationssystern
gemäß der betrachteten
Ausführungsform
wird der Aufbau einer Endstation nach der ersten Ausführungsform
teilweise modifiziert. 7 ist
ein Blockdiagramm, das einen Aufbau der Endstation gemäß der dritten
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt. Zusätzlich zu den Komponenten der
in 2 gezeigten Endstation
besitzt die in 7 gezeigte
Endstation zur Bestimmung einer Senderichtung des Azimut-Vorgabesignals
einen Aufteilungsabschnitt 701 zum Aufteilen eines empfangenen
Signals in ein Azimut-Vorgabesignal und in Prioritätsinformationen
sowie einen Prioritätsbestimmungsabschnitt 702 zum
Gewichten entsprechend der Prioritätsinformationen. In 7 sind die selben Komponenten
wie in 2 mit den selben
Bezugsziffern wie jenen aus 2 bezeichnet
und eine Beschreibung wurde weggelassen.
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Die Bezugsstationen und die Endstationen
gemäß der betrachteten
Ausführungsform
fügen dem
Azimut-Vorgabesignal jeweils die Prioritätsinformationen hinzu und senden
anschließend
das daraus entstehende Signal. Genauer gesagt fügt jede Bezugsstation dem entsprechenden
Signal ein bekanntes Bit hinzu, das anzeigt, dass das Azimut-Vorgabesignal von
der Bezugsstation gesendet wurde, und sendet dann das daraus entstehende
Signal. Jede Endstation fügt
dem entsprechenden Signal eine anderes be kanntes Bit hinzu das anzeigt,
dass das Azimut-Vorgabesignal von der Endstation gesendet wurde,
und sendet dann das daraus entstehende Signal.
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Die Antenne 201 empfängt die
Azimut-Vorgabesignale mit den Prioritätsinformationen, die wie oben erwähnt von
der Bezugsstation und der Endstation gesendet wurden. Der Empfangsabschnitt 202 wandelt
die empfangenen Signale in ihrer Frequenz um und gibt die umgewandelten
Signale dann an den Aufteilungsabschnitt 701 aus. Der Aufteilungsabschnitt 701 teilt
jedes empfangene Signal in das Azimut-Vorgabesignal und die Prioritätsinformationen
auf, die als das bekannte Bit dienen. Danach gibt der Aufteilungsabschnitt 701 zwei Arten
von aufgeteilten Azimut-Vorgabesignalen an den Ankunftsrichtung-Ermittlungsabschnitt 203 und
zwei Arten von aufgeteilten Prioritätsinformationen an den Prioritätsbestimmungsabschnitt 702 aus.
Der Ankunftsrichtung-Ermittlungsabschnitt 203 berechnet
die Ankunftsrichtungen einer Mehrzahl von Azimut-Vorgabesignalen,
nämlich
des Azimut-Vorgabesignals von der Bezugsstation sowie des Azimut-Vorgabesignals von
der Endstation, und gibt das Rechenergebnis dann in den Prioritätsbestimmungsabschnitt 702 ein.
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Der Prioritätsbestimmungsabschnitt 702 bestimmt
für die
empfangenen Azimut-Vorgabesignale
jeweils unter Bezug auf die Prioritätsinformationen die Priorität und gewichtet
die Ankunftsrichtungen, die durch den Ankunftsrichtung-Ermittlungsabschnitt 203 aus
jedem der Azimut-Vorgabesignale ermittelt wurden, unter Anbetracht
der bestimmten Priorität.
Wenn die Azimut-Vorgabesignale von der Bezugsstation und der Endstation
gesendet werden, ist die Priorität
des von der Bezugsstation gesendeten Azimut-Vorgabesignals höher als die des von der Endstation
gesendeten Azimut-Vorgabesignals.
Der Senderichtung-Ausrichtungsabschnitt 204 richtet die
Senderichtung des Azimut-Vorgabesignals auf Basis der Ankunftsrichtung
aus, die von dem Prioritätsbestimmungsabschnitt 702 gemäß der Priorität gewichtet
wurde. Wie oben erwähnt
gewichtet der Prioritätsbestimmungsabschnitt 702 die
Ankunftsrichtung gemäß der Prioritätsinformationen,
um die Senderichtung des Azimut-Vorgabesignals zu bestimmen.
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Für
diesen Fall wird nun unter Verweis auf 9 ein Beispiel eines Verfahrens zur Bestimmung
der Ankunftsrichtung in dem Prioritätsbestimmungsabschnitt 702 beschrieben. 9 ist ein Diagramm, das
die unter Anbetracht der Priorität
bestimmte Ankunftsrichtung erklärt.
Für diese
Situation wird nun ein Fall als Beispiel erklärt, bei dem die End station
zwei Arten von Azimut-Vorgabesignalen empfängt, nämlich das von der Bezugsstation
gesendete Azimut-Vorgabesignal und das von einer anderen Endstation
gesendete Azimut-Vorgabesignal.
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In 9 ist
der Bezugsstation-Signalvektor 901 ein Vektor, der das
von der Bezugsstation gesendete Azimut-Vorgabesignal darstellt.
Die Größe des Bezugsstation-Signalvektors 901 drückt Priorität A aus,
die auf Basis der von der Bezugsstation gesendeten Prioritätsinformationen
ermittelt wurde, und ein Winkel gegen die X-Achse drückt eine
Ankunftsrichtung θ1 des von der Bezugsstation gesendeten Azimut-Vorgabesignals aus, wobei
die Ankunftsrichtung vom Ankunftsrichtung-Ermittlungsabschnitt 203 ermittelt
wird. Der Endstation-Signalvektor 902 ist ein Vektor, der
das von der Endstation gesendete Azimut-Vorgabesignal darstellt.
Die Größe des Endstation-Signalvektors 902 drückt Priorität B aus,
die auf Basis der von der Endstation gesendeten Prioritätsinformationen
ermittelt wurde, und ein Winkel gegen die X-Achse drückt eine
Ankunftsrichtung θ2 des von der Endstation gesendeten Azimut-Vorgabesignals aus,
wobei die Ankunftsrichtung von dem Ankunftsrichtung-Ermittlungsabschnitt 203 ermittelt
wird. Der Prioritätsbestimmungsabschnitt 702 bestimmt
die Priorität
so, dass die Priorität
des von der Bezugsstation gesendeten Azimut-Vorgabesignals höher ist als die des von der Endstation
gesendeten Azimut-Vorgabesignals.
Somit gilt: A > B.
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Der Prioritätsbestimmungsabschnitt 702 fügt der Ankunftsrichtungsinformation,
die vom Ankunftsrichtung-Ermittlungsabschnitt 203 ausgegeben
wird und die einen Winkel darstellt, Informationen hinzu, die eine Größe darstellen,
die unter Anbetracht der vom Aufteilungsabschnitt 701 ausgegebenen
Prioritätsinformationen
ermittelt wurde, wodurch jedes empfangene Azimut-Vorgabesignal durch
einen Vektor ausgedrückt
wird. Unter Anbetracht einer Tatsache wie der, dass die Genauigkeit
der Ankunftsrichtung, die auf Basis des von der Bezugsstation gesendeten
Azimut-Vorgabesignals ermittelt wurde, höher ist als die jener Ankunftsrichtung,
die auf Basis des Azimut-Vorgabesignals von der Endstation ermittelt
wurde, setzt der Prioritätsbestimmungsabschnitt 702 den
Bezugsstation-Signalvektor 901 auf eine größeren Wert
fest als den Endstation-Signalvektor 902.
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Der Prioritätsbestimmungsabschnitt 702 kombiniert
den Bezugsstation-Signalvektor 901 und den Endstation-Signalvektor 902,
die wie oben erwähnt
gebildet wurden, um einen Kombinationsvektor 903 zu bilden. Der
Senderichtung-Ausrichtungsabschnitt 204 erkennt einen Winkel θ3, der zwischen dem Kombinationsvektor 903 und
der X-Achse liegt, als eine Ankunftsrichtung und bildet dann ein
Azimut-Vorgabesignal aus, das in die Richtung entgegengesetzt zur
Ankunftsrichtung gerichtet ist.
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Wie oben erwähnt legt der Prioritätsbestimmungsabschnitt 702 gemäß der betrachteten
Ausführungsform
die Priorität
(nämlich „A") der Ankunftsrichtungsinformation,
die auf Basis des Azimut-Vorgabesignals gebildet wurde, das von
der Bezugsstation exakt in Richtung des Bezugsazimuts gesendet wird,
auf einen höheren
Wert fest als die Priorität
(nämlich „B") der Ankunftsrichtungsinformation,
die auf Basis des von der Endstation gesendeten Azimut-Vorgabesignals
unter der Vielzahl der empfangenen Azimut-Vorgabesignale gebildet wurden, wodurch
die Ankunftsrichtung des Azimut-Vorgabesignals
mit der hohen Genauigkeit von der Bezugsstation stärker gewichtet
wird. Der Prioritätsbestimmungsabschnitt 702 kann
somit die Senderichtung des Azimut-Vorgabesignals bestimmen. Auf diese
Weise wird zur Bestimmung der Ankunftsrichtung des Azimut-Vorgabesignals
die Ankunftsrichtung abhängig
von einer Sendequelle des Azimut-Vorgabesignals gewichtet, so dass
die Ankunftsrichtung mit hoher Genauigkeit bestimmt werden kann.
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(Vierte Ausführungsform)
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Gemäß der betrachteten Ausführungsform
wird ein Verfahren zur Bestimmung einer Ankunftsrichtung eines Azimut-Vorgabesignals
beim Empfang einer Vielzahl von Azimut-Vorgabesignalen weiter beschrieben. In
einem Funk-Kommunikationssystem nach der betrachteten Ausführungsform
wird der Aufbau einer Endstation gemäß der ersten Ausführungsform
teilweise modifiziert. 8 ist
ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer Endstation gemäß der vierten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. Zusätzlich zu den Komponenten der
in 2 gezeigten Endstation
umfasst die in 8 gezeigte
Endstation einen Mittelungsabschnitt 801 zur Mittelung
der Ankunftsrichtungen von empfangenen Wellen, die von dem Ankunftsrichtung-Ermittlungsabschnitt 203 ermittelt
werden. In 8 werden
die selben Komponenten wie die in 2 mit den selben
Bezugsziffern wie denen in 2 bezeichnet
und deren Beschreibung wurde weggelassen.
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Der Ankunftsrichtung-Ermittlungsabschnitt 203 ermittelt
für eine
Vielzahl von Azimut-Vorgabesignalen, die
von der Antenne 201 gesendet und von dem Empfangsteil 202 empfangen
wurden, die Ankunftsrichtungen der entsprechenden Signale. Der Mittelungsabschnitt 801 mittelt
die vom Ankunftsrichtung-Ermittlungsabschnitt 203 ermittelten
Ankunftsrichtungen der Azimut-Vorgabesignale, um das Mittel der
Ankunftsrichtungen zu erhalten. Der Senderichtung-Ausrichtungsabschnitt 204 bestimmt
als Senderichtung eine Richtung, die sich durch Drehen einer Richtung,
die den Durchschnitt der Ankunftsrichtungen darstellt, um 180° ergibt.
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Wie oben erwähnt kann gemäß der betrachteten
Ausführungsform
die Ankunftsrichtung exakt bestimmt werden, da die Ankunftsrichtung
auf Basis des durch den Mittelungsabschnitt 801 berechneten
Durchschnitts der Ankunftsrichtungen ermittelt wird. Daher kann
die Endstation ein Azimut genau ermitteln und zudem das Azimut-Vorgabesignal
korrekt in Richtung des Bezugsazimuts senden. Demnach kann die Genauigkeit
bei der Ermittlung des Azimuts im gesamten System erhöht werden.
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(Fünfte Ausführungsform)
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Gemäß des in den oben erwähnten Ausführungsformen
beschriebenen Bezugsazimut-Ermittlungsverfahrens
werden Arbeitsfehler bei der Ermittlung der Ankunftsrichtungen so
betrachtet, als ob diese sich jedesmal, wenn die Übertragung
wiederholt wird, anhäufen
und die Senderichtung des Azimut-Vorgabesignals aufgrund der Anhäufung der
Fehler vom Bezugsazimut abweicht. Gemäß der betrachteten Ausführungsform
wird einem Azimut-Vorgabesignal eine Priorität gemäß der Anzahl der Sendedurchgänge zugewiesen
und das Azimut-Vorgabesignal, das eine geringe Anzahl von Sendedurchgängen durchlaufen
hat, wird letztlich zur Ermittlung der Ankunftsrichtung verwendet.
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Es werden nun zwei Beispiele beschrieben,
die einen Fall betreffen, in dem Priorität gemäß einer Anzahl von Sendedurchgängen zugewiesen
wird und anschließend
ein Azimut-Vorgabesignal gesendet wird. In einem ersten Beispiel
wird jedesmal dann, wenn Senden durchgeführt wird, eine elektrische
Energie um einen vorgegebenen Be trag verringert. In einem zweiten
Beispiel wird die Priorität,
die durch die in der dritten Ausführungsform beschriebene Prioritätsinformation
angezeigt wird, jedesmal dann verringert, wenn Senden durchgeführt wird.
Nun wird das erste Beispiel beschrieben.
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In einem Funk-Kommunikationssystem
nach der betrachteten Ausführungsform
wird der Aufbau der Endstation gemäß der ersten Ausführungsform
teilweise modifiziert. Nun wird ein Aufbau einer Endstation gemäß der betrachteten
Ausführungsform
unter Verweis auf 10 beschrieben. 10 ist ein Blockdiagramm, das
den Aufbau der Endstation gemäß der fünften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. In 10 werden
die selben Komponenten wie die in 2 mit
den selben Bezugsziffern wie jenen aus 2 bezeichnet und eine Beschreibung wurde
weggelassen. In der betrachteten Ausführungsform wird ein Fall als Beispiel
beschrieben, in dem die Endstation m (m ist eine natürliche Zahl,
die gleich oder größer ist
als zwei) Azimut-Vorgabesignale empfängt.
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In der in 10 gezeigten Endstation empfängt die
Antenne 201 Azimut-Vorgabesignale,
die von den Bezugsstationen oder anderen Endstationen gesendet werden,
der Empfangsabschnitt 202 wandelt die empfangenen Signale
in ihrer Frequenz um und gibt die umgewandelten Signale anschließend an
den Ankunftsrichtung-Ermittlungsabschnitt 203 und
einen Messabschnitt für
die empfangene elektrische Energie 1002 aus. Der Messabschnitt
für die
empfangene elektrische Energie 1002 misst die empfangenen
elektrischen Energien der entsprechenden empfangenen Azimut-Vorgabesignale und
gibt anschließend
das Ergebnis der Messung an den Ankunftsrichtung-Ermittlungsabschnitt 203 aus.
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Der Ankunftsrichtung-Ermittlungsabschnitt 203 ermittelt
die Ankunftsrichtungen der entsprechenden Azimut-Vorgabesignale
und gibt anschließend
das Ergebnis der Ermittlung an den Senderichtung-Ausrichtungsabschnitt 204 aus.
Der Ankunftsrichtung-Ermittlungsabschnitt 203 bildet
einen Vektor, dessen Größe jede elektrische
Empfangsenergie und dessen Winkel jede ermittelte Ankunftsrichtung
darstellt, und kombiniert anschließend die gebildeten Vektoren.
Der Senderichtung-Ausrichtungsabschnitt 204 bestimmt als
Ankunftsrichtung des Azimut-Vorgabesignals einen Winkel, der von
dem kombinierten Vektor eingenommen wird, und ermittelt dann Azimutinformationen
auf Basis der Ankunftsrichtung.
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Der Senderichtung-Ausrichtungsabschnitt 204 gibt
an den Azimut-Vorgabesignal-Erzeugungsabschnitt 205 den
Winkel des gebildeten, kombinierten Vektors als die Ankunftsrichtung
aus, und er gibt zudem an einen Priorität-Hinzufügeabschnitt 1001 die
Größe des gebildeten,
kombinierten Vektors als Information über die elektrische Energie
aus.
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Der Senderichtung-Ausrichtungsabschnitt 204 legt
die Senderichtungen der entsprechenden Azimut-Vorgabesignale auf
Basis der ermittelten Ankunftsrichtungen fest. Der Azimut-Vorgabesignal-Erzeugungsabschnitt 205 erzeugt
Azimut-Vorgabesignale, die in die entsprechenden, vom Senderichtung-Ausrichtungsabschnitt 204 festgelegten
Senderichtungen gerichtet sind, und gibt anschließend die
erzeugten Signale an den Priorität-Hinzufügeabschnitt 1001 aus.
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Der Priorität-Hinzufügeabschnitt 1001 fügt zu jedem
der vom Azimut-Vorgabesignal-Erzeugungsabschnitt 205 erzeugten
Azimut-Vorgabesignale als Priorität einen durch eine Vektorrechenoperation
ermittelten Wert hinzu. Genauer gesagt wird das von dem Azimut-Vorgabesignal-Erzeugungsabschnitt 205 erzeugte
Azimut-Vorgabesignal durch einen Azimut-Vorgabesignal-Vektor Vn ausgedrückt,
dessen Größe den elektrischen Energieempfang
gemäß der vom
Senderichtung-Ausrichtungsabschnitt 204 ausgegebenen elektrischen
Energieinformation anzeigt und dessen Winkel die vom Senderichtung-Ausrichtungsabschnitt 204 festgelegte
Senderichtung ausdrückt.
Ein Koeffizient der Prioritätsabnahme,
die jedesmal dann auftritt, wenn Senden einmal wiederholt wird,
wird durch das Bezugssymbol α dargestellt
und die Anzahl der Funkwellen wird durch das Bezugssymbol m ausgedrückt. Daraufhin
wird eine Vektorrechenoperation, die als Ausdruck (1) bezeichnet
wird, durchgeführt.
Die Größe eines
Vektors, der sich durch die Durchführung der von Ausdruck 1 dargestellten
Rechenoperation ergibt, wird durch eine Größe des Azimut-Vorgabesignals
bestimmt und der Winkel, der durch den Vektor angegeben wird, ist
bestimmt durch die Senderichtung des Azimut-Vorgabesignals.
-
-
Der Priorität-Hinzufügeabschnitt 1001 erzeugt
ein Azimut-Vorgabesignal derart, dass es in die vorgegebene Richtung
gerichtet ist, und gibt das erzeugte Azimut-Vorgabesignal anschließend an
den Sendeabschnitt 206 aus. Der Priorität-Hinzufügeabschnitt 1001 steuert
den Sendeteil 206 so, dass die Stärke des wie oben erwähnt bestimmten
Azimut-Vorgabesignals die elektrische Sendeleistung anzeigt. Der
Sendeabschnitt 206 sendet das Azimut-Vorgabesignal mit
der elektrischen Sendeleistung gemäß der Steuerung des Priorität-Hinzufügeabschnitfs 1001.
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Der kombinierte Vektor, der durch
die Durchführung
der durch Ausdruck 1 dargestellten Rechenoperation ermittelt
wurde, wird jedesmal dann, wenn das Azimut-Vorgabesignal gesendet
wird, mit einer Rate α verringert.
Dadurch wird, da die Anzahl der Sendedurchgänge größer ist, die elektrische Sendeleistung
des Azimut-Vorgabesignals kleiner.
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Anschließend wird nun das zweite Beispiel
beschrieben. Wie oben erwähnt
wird gemäß des zweiten Beispiels
die Priorität,
die durch die in der dritten Ausführungsform beschriebene Prioritätsinformation
angezeigt wird, jedesmal dann verringert, wenn Senden durchgeführt wird.
Wie in der dritten Ausführungsform
beschrieben wird die Prioritätsinformation,
die die Priorität
A anzeigt, zu dem von der Bezugsstation gesendeten Azimut-Vorgabesignal und
die Priorität
B zu dem von der Endstation gesendeten Azimut-Vorgabesignal hinzugefügt (A > B, wie oben erwähnt). 18 zeigt einen Aufbau einer
Endstation, die das zweite Beispiel verwirklicht. Die in 18 gezeigte Endstation besitzt
zusätzlich
zu den Komponenten der in 7 gezeigten
Endstation den Priorität-Hinzufügeabschnitt 1001.
In 18 sind die selben
Komponenten wie die in den 7 und 10 mit den selben Bezugsnummern bezeichnet
und die detaillierte Beschreibung wurde weggelassen.
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In der Endstation in 18 verringert der Priorität-Hinzufügeabschnitt 1001 die
Priorität,
die durch die an das empfangene Azimut-Vorgabesignal hinzugefügte Prioritätsinformation
angegeben wird, um einen vorgegebenen Betrag und fügt anschließend die
neue Prioritätsinformation,
die die verringerte Priorität
angibt, dem Azimut-Vorgabesignal hinzu.
-
Beispielsweise bestimmt der Senderichtung-Ausrichtungsabschnitt 204,
wenn ein Azimut-Vorgabesignal mit Prioritätsinformationen empfangen wird,
die eine Priorität
B anzeigen, eine Senderichtung auf Basis des empfangenen Azimut-Vorgabesignals.
Der Azimut-Vorgabesignal-Erzeugungsabschnitt 205 erzeugt
zudem ein Azimut-Vorgabesignal,
das in die von dem Senderichtung-Ausrichtungsabschnitt 204 bestimmte
Senderichtung gerichtet ist. Der Priorität-Hinzufügeabschnitt 1001 fügt dem vom
Azimut-Vorgabesignal-Erzeugungsabschnitt 205 erzeugten
Azimut-Vorgabesignal Prioritätsinformationen
hinzu, die Priorität
B' angeben, welche
sich durch die Verringerung der Priorität B um einen vorgegeben Betrag
beim Empfang ergibt, und gibt anschließend das entstehende Signal
an den Sendeabschnitt 206 aus.
-
Folglich wird die Priorität jedesmal
dann um einen vorgegebenen Betrag verringert, wenn das Azimut-Vorgabesignal
gesendet wird. In der Endstation, die dieses Azimut-Vorgabesignalempfängt, gewichtet
der Prioritätsbestimmungsabschnitt 702 das
empfangene Signal gemäß der von
der Prioritätsinformation
angegebenen Priorität.
Das Bezugsazimut kann somit durch die tatsächliche Verwendung des Azimut-Vorgabesignals mit
der kleinen Anzahl von Sendedurchgängen angegeben werden.
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Wie oben erwähnt wird die Sendeleistung
gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
jedesmal dann verringert, wenn das Azimut-Vorgabesignal gesendet
wird. Demnach wird für
das Azimut-Vorgabesignal, das von der Endstation empfangen werden
soll, eine höhere
elektrische Energie erzielt, da die Anzahl der Sendedurchgänge geringer
ist. Wenn die Endstation eine Mehrzahl von Azimut-Vorgabesignalen
mit unterschiedlichen elektrischen Energien gemäß der Anzahl der Sendedurchgänge empfängt, gewichtet
der der Endstation bereit gestellte Ankunftsrichtung-Ermittlungsabschnitt 203 die
empfangenen Azimut-Vorgabesignale gemäß der entsprechenden elektrischen
Empfangsenergien. Der Ankunftsrichtung-Ermittlungsabschnitt 203 bildet nämlich Vektoren,
deren Größe jeweils
die elektrische Empfangsenergie und deren Winkel jeweils die ermittelte
Ankunftsrichtung bezüglich
jedes Azimut-Vorgabesignals angibt, und kombiniert die gebildeten
Vektoren. Folglich wird die Ankunftsrichtung ermittelt. Daher kann
gemäß der betrachteten
Ausführungsform
eine Abweichung der Senderichtung vom Bezugsazimut verringert werden,
wobei diese Abweichung durch das Wiederholen des Sendens des Azimut-Vorgabesignals
verursacht wird.
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Nach der betrachteten Ausführungsform
wird die elektrische Sendeleistung gemäß der Anzahl der Sendedurchgänge des
Azimut-Vorgabesignals gesteuert, um die Priorität gemäß der Anzahl der Sendedurchgänge festzulegen.
Ein Verfahren zur Festlegung der Priorität ist jedoch nicht auf die
Steuerung der elektrischen Sendeleistung begrenzt. Mit anderen Worten:
die Priorität
kann gemäß der Qualität der Kommunikation festgelegt
werden. Weil angenommen wird, dass, wenn die Kommunikationsqualität höher ist,
die Abweichung der Senderichtung vom Bezugsazimut geringer ist als
in dem Fall, in dem die Anzahl der Sendedurchgänge kleiner ist, ist die Abweichung
der Senderichtung vom Bezugsazimut geringer.
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(Sechste Ausführungsform)
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Ein Fall, bei dem die Anzahl der
Sendedurchgänge
eines Azimut-Vorgabesignals als Prioritätsinformation hinzugefügt wird,
wird nun gemäß der betrachteten
Ausführungsform
beschrieben. Als erstes ermittelt eine Endstation für ein von
einer Bezugsstation gesendetes Azimut-Vorgabesignal eine Ankunftsrichtung
und legt anschließend
eine Senderichtung auf Basis der ermittelten Ankunftsrichtung fest
und sendet daraufhin das entstehende Signal erneut. Das von der
Endstation gesendete Azimut-Vorgabesignal wird von einer anderen
Endstation empfangen. Die andere Endstation sendet das Signal auf
die gleiche Art. Wie oben erwähnt
wird das Azimut-Vorgabesignal zuerst von der Bezugsstation und daraufhin
erneut von der Endstation gesendet.
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Gemäß der betrachteten Ausführungsform
wird die Anzahl der Sendedurchgänge
dem Azimut-Vorgabesignal als Prioritätsinformation hinzugefügt. Das
bedeutet, die Bezugsstation fügt
dem Azimut-Vorgabesignal Prioritätsinformation
hinzu, die einen Fall anzeigt, dass es sich hierbei um einen ersten
Sendedurchgang handelt, und sendet anschließend das entstehende Signal.
Die Endstation, die das Azimut-Vorgabesignal empfängt, zu
dem die Prioritätsinformation
hinzugefügt
wurde, die den Fall anzeigt, dass es sich hierbei um einen ersten
Sendedurchgang handelt, legt eine Senderichtung fest, fügt dem Signal
eine Prioritätsinformation hinzu,
die einen Fall anzeigt, dass es sich hierbei um einen zweiten Sendedurchgang
handelt, und sendet anschließend
das entstehende Azimut-Vorgabesignal. Auf die gleiche Art fügt die Endstation,
die ein Azimut-Vorgabesignalempfängt, zu
dem eine Prioritätsinformation
hinzugefügt
wurde, die den Fall anzeigt, dass es sich hierbei um den K-ten Sendedurchgang
handelt, dem Azimut- Vorgabesignal
eine Prioritätsinformation
hinzu, die einen Fall anzeigt, dass es sich hierbei um den (K +
1)-ten Sendedurchgang handelt, und sendet anschließend das
entstehende Signal. Wenn eine Vielzahl von Azimut-Vorgabesignalen
verwendet wird, wird als vorübergehende
Anzahl der Sendedurchgänge
ein Wert berechnet, der sich aus der Mittelung der Anzahl der Sendedurchgänge der
Vielzahl von Azimut-Vorgabesignalen ergibt, und die berechnete vorübergehende
Anzahl von Sendedurchgängen
wird als Prioritätsinformation
hinzugefügt.
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Für
diesen Fall wird nun ein Verfahren zur Bestimmung der Ankunftsrichtung
in der Endstation gemäß der betrachteten
Ausführungsform
beschrieben. In der betrachteten Ausführungsform sind alle Vorgänge außer der
Bestimmung der Ankunftsrichtung die selben wie die in der dritten
Ausführungsform.
Die betrachtete Ausführungsform
wird nun unter Verweis auf 7 in gleicher
Art wie die dritte Ausführungsform
beschrieben.
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Die Antenne 201 empfängt Azimut-Vorgabesignale,
die von der Bezugsstation und der Endstation gesendet wurden und
denen jeweils Prioritätsinformation
hinzugefügt
wurde. Der Empfangsabschnitt 202 wandelt die Signale in
ihrer Frequenz um und gibt die entstehenden Signale an den Aufteilungsabschnitt 701 aus. Der
Aufteilungsabschnitt 701 teilt jedes empfangene Signal
in das Azimut-Vorgabesignal und in die Prioritätsinformation auf, gibt das
getrennte Azimut-Vorgabesignal an den Ankunftsrichtung-Ermittlungsabschnitt 203 und
die getrennte Prioritätsinformation
an den Prioritätsbestimmungsabschnitt 702 aus.
Der Ankunftsrichtung-Ermittlungsabschnitt 203 berechnet
die Ankunftsrichtungen der Mehrzahl von Azimut-Vorgabesignalen, nämlich des
Azimut-Vorgabesignals
von der Bezugsstation und des Azimut-Vorgabesignals von der Endstation,
und gibt das Ergebnis der Berechnung in den Prioritätsbestimmungsabschnitt 702 ein.
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Der Prioritätsbestimmungsabschnitt 702 gewichtet
die Ankunftsrichtung des Azimut-Vorgabesignals von
der Bezugsstation und die Ankunftsrichtung des Azimut-Vorgabesignals von
der Endstation, die vom Ankunftsrichtung-Ermittlungsabschnitt 203 ausgegeben
wurden, jeweils gemäß der Prioritäten unter
Bezug auf die vom Aufteilungsabschnitt ausgegebenen Prioritätsinformationen,
wodurch die Ankunftsrichtung bestimmt wird. Genauer gesagt stellt
der Prioritätsbestimmungsabschnitt 702 die
von der Bezugsstation und der Endstation gesendeten Azimut-Vorgabesignale
als Vektoren dar, deren Größe jeweils
die Priorität
und deren Winkel jeweils die ermittelte Ankunftsrichtung anzeigt,
und führt
unter Bezug auf die durch die Vektoren ausgedrückten Azimut-Vorgabesignale eine
Vektoraddition durch. Wird angenommen, dass das durch den Vektor ausgedrückte Azimut-Vorgabesignal
mit Vn, die Anzahl der empfangenen Azimut-Vorgabesignale Vn mit m und die Prioritäts-Abnahmerate im Falle einer
Kn-fachen Übertragung mit β(Kn) bezeichnet wird, so wird in dem Prioritätsbestimmungsabschnitt 702 die
in Ausdruck (2) dargestellte Vektoraddition durchgeführt.
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-
Der Prioritätsbestimmungsabschnitt 702 gibt
an den Senderichtung-Ermittlungsabschnitt 204 als Ankunftsrichtung
eine negative Richtung des addierten Vektors an, der durch die in
Ausdruck (2) dargestellte Rechenoperation ermittelt wurde.
Der Senderichtung-Ermittlungsabschnitt 204 legt
als eine Senderichtung eine Richtung fest, die sich ergibt, wenn
die vom Prioritätsbestimmungsabschnitt 702 bestimmte
Ankunftsrichtung um 180° gedreht
wird. Der Prioritätsbestimmungsabschnitt 702 ermittelt
K' durch die Mittelung
der Anzahl der Sendedurchgänge
Kn und fügt
dieses K' dem Azimut-Vorgabesignal
als Prioritätsinformation
hinzu.
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Wie oben erwähnt wird die Ankunftsrichtung
gemäß dieser
Ausführungsform
durch ein Gewichten gemäß der Anzahl
der Sendedurchgänge
des Azimut-Vorgabesignals ermittelt, so dass ein Bezugsazimut genauer
angegeben werden kann.
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(Siebte Ausführungsform)
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Ein Fall, in dem eine Funk-Kommunikationsendeinheit,
wie etwa ein Mobiltelefon, ein PHS („Personal Handy-phone System"), oder ein kabelloses,
lokales Netz („Local
Area Network") als
Endstation gemäß der entsprechenden
vorangegangenen Ausführungsformen
benutzt wird, wird gemäß der betrachteten
Ausführungsform
beschrieben. Gemäß der betrachteten
Ausführungsform
wird die Verhinderung von Interferenzen zwischen einem Kanal, der
von Azimut-Vorgabesignalen benutzt wird, (hierin des weiteren als „Azimut-Vorgabekanal" bezeichnet) und
einem anderen Kommunikationskanal realisiert.
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Gemäß der betrachteten Ausführungsform
wird die Interferenz von einer einzelnen oder einer Mehrzahl der
folgenden Vorkehrungen verhindert.
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- (1) Für
den Azimut-Vorgabekanal und den anderen Kommunikationskanal wird
eine Frequenzteilung durchgeführt.
Mit anderen Worten werden das Azimut-Vorgabesignal und ein anderes, über den
anderen Kommunikationskanal übertragenes
Signal auf Trägerfrequenzen
mit unterschiedlichen Frequenzbändern
gelegt und anschließend
gesendet.
- (2) Für
den Azimut-Vorgabekanal und den anderen Kommunikationskanal wird
Codeteilung durchgeführt. Mit
anderen Worten wird an dem Azimut-Vorgabesignal und an dem anderen
Signal ein Aufteilungsprozess mit unterschiedlichen Aufteilungscodes
durchgeführt.
- (3) Für
den Azimut-Vorgabekanal und den anderen Kommunikationskanal wird
Zeitteilung durchgeführt.
Mit anderen Worten werden das Azimut-Vorgabesignal und das andere
Signal zeitliche gesehen hintereinander übertragen.
- (4) Das Azimut-Vorgabesignal wird einem der Subträger im OFDM
(„Orthogonal
Frequency Division Multiplexing")
zugewiesen.
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Wie oben erwähnt kann gemäß der betrachteten
Ausführungsform
eine Funk-Kommunikationsendeinheit,
welche Azimutinformationen mit Hilfe eines einfachen Aufbaus ermitteln
kann, bereit gestellt werden. Im Besonderen kann, wenn die in (2)
bis (4) beschriebenen Vorkehrungen benutzt werden, ein Empfänger, wie
er in einer herkömmlichen
Funk-Kommunikationsendeinheit gebraucht wird, auch als Empfänger für das Azimut-Vorgabesignal
verwendet werden. Folglich kann der Aufbau der Einheit miniaturisiert
werden.
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(Achte Ausführungsform)
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Das in irgend einer der vorangegangenen
Ausführungsformen
eins bis sieben beschriebene Funk-Kommunikationssystem wird mit
einem Ad-hoc-Netzwerk verwendet. Das Ad-hoc-Netzwerk ist ein Netzwerk,
in dem Endstationen miteinander durch einen Funkkanal verbunden
sind. In dem Ad-hoc-Netzwerk, das eine mobile Endeinheit beinhaltet,
ist eine Lage einer festen Endeinheit – von der mobilen Endeinheit
aus gesehen – (oder
eine Lage einer anderen mobilen Endeinheit von der betrachteten
mobilen Endeinheit aus gesehen) unklar, da sich die Position der
mobilen Endeinheit verändert.
Es gilt als grundsätzlich
bewiesen, dass sich Kommunikation so nicht geeignet durchführen lässt. Gemäß der betrachteten
Ausführungsform
wird die in irgend einer der obigen Ausführungsformen eins bis sieben
erklärte
mobile Endeinheit (also die Endstation) an einer Endeinheit in dem
Ad-hoc-Netzwerk angebracht, um die Lage eines Kommunikationspartners
angeben zu können.
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11 ist
ein Diagramm, das einen schematischen Aufbau des Ad-hoc-Netzwerks
gemäß der achten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erklärt.
Das Ad-hoc-Netzwerk
kann Kommunikation innerhalb eines Versorgungsbereichs 1100 ermöglichen.
Das Ad-hoc-Netzwerk umfasst eine mobile Endeinheit 1101,
die sich frei bewegen kann, und feste Endeinheiten 1102 bis 1104,
die an festgelegten Positionen angebracht sind.
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Die mobile Endeinheit 1101 und
die festen Endeinheiten 1102 bis 1104 sind Kommunikationseinheiten, die
jeweils wie die Endeinheit gemäß der ersten
Ausführungsform
arbeiten.
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Jede der in dem Ad-hoc-Netzwerk enthaltenen
Kommunikationseinheiten (inklusive der mobilen Endeinheit 1101 und
der festen Endeinheiten 1102 bis 1104) sendet
jeweils ein Azimut-Vorgabesignal in Richtung eines vorgegebenen
Bezugsazimuts (in diesem Fall in Richtung „Norden").
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Die mobile Endeinheit 1101 ermittelt
eine Ankunftsrichtung eines empfangenen Azimut-Vorgabesignals und Azimutinformationen
auf der Basis der ermittelten Ankunftsrichtung. Mit anderen Worten
ermittelt die mobile Endeinheit 1101 als das Bezugsazimut
eine Richtung, die sich ergibt, wenn die Ankunftsrichtung des Azimut-Vorgabesignals
auf einer horizontalen Ebene um 180° gedreht wird.
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Nun wird die Arbeitsweise beschrieben
für den
Fall, dass die mobile Endeinheit 1101 mit der festen Endeinheit 1102 kommuniziert.
Wenn die mobile Endeinheit 1101 ein anderes Signal (hierin
des weiteren als „Datensignal" bezeichnet) empfängt als
das von der festen Endeinheit 1102 gesendete Azimut-Vorgabesignal, ermittelt
sie eine Ankunftsrichtung des empfangenen Signals, so dass die mobile
Endeinheit 1101 – allein durch
Beobachtungen der Einheit selbst – die Lage der festen Endeinheit 1102 auf
Basis eines Unterschieds zwischen der ermittelten Ankunftsrichtung
und dem festgestellten Bezugsazimut ermitteln kann. In dem in 11 gezeigten Fall kann – da die
Einheit 1101 das Signal von der festen Endeinheit aus einer
Richtung empfängt,
die vom Azimut-Vorgabesignal
um etwa 90° abweicht – die Position
der festen Einheit 1102 in Bezug auf die Einheit selbst
als in östlicher
Richtung liegend angegeben werden.
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Folglich kann die mobile Endeinheit 1101 die
Lage der festen Endeinheit 1102 angeben und dann mit ihr
eine Funkkommunikation durchführen.
Ist die feste Endeinheit 1102 beispielsweise ein Kommunikationspartner,
so wird ein zu übermittelndes
Signal in Richtung „Osten" ausgerichtet und
anschließend
gesendet. Folglich kann die Interferenz mit anderen Einheiten als
der festen Endeinheit 1102 reduziert werden. Ist die feste
Endeinheit 1102 kein Kommunikationspartner, so wird die
Ausrichtung des Sendesignals adaptiv so gesteuert, dass es in Richtung
der festen Endeinheit 1102 Null wird. Folglich kann Interferenz
mit der festen Endeinheit 1102 vermieden werden.
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Wie oben erwähnt kann, da die mobile Endeinheit
die Lage des Kommunikationspartners mit einem einfachen Aufbau angeben
kann, die Größe der in
dem Ad-hoc-Netzwerk verwendeten mobilen Kommunikationseinheit gemäß der betrachteten
Ausführungsform
verringert und die Herstellungskosten können reduziert werden.
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(Neunte Ausführungsform)
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Gemäß der betrachteten Ausführungsform
wird in dem Funk-Kommunikationssystem gemäß der ersten Ausführungsform
eine elektrische Energie unter Verwendung eines Azimut-Vorgabesignals übertragen. Das
Azimut-Vorgabesignal wird zur Ermittlung einer Ankunftsrichtung
benutzt. Normalerweise wird das Signal nicht zur Übertragung
von Daten verwendet. Demnach ist das Signal zur Übertragung von elektrischer
Energie ge eignet. In dem Funk-Kommunikationssystem gemäß der betrachteten
Ausführungsform
wird der Aufbau der Endstation gemäß der ersten Ausführungsform
teilweise verändert.
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13 ist
ein Blockdiagramm, das einen Aufbau einer Endstation gemäß der neunten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. Zusätzlich zu den Komponenten der
in 2 gezeigten Endstation
umfasst die in 13 gezeigte
Endstation einen Elektrische-Energie-Extrahierabschnitt 1301 zum
Extrahieren einer elektrischen Energie aus einem empfangenen Signal
und einen Elektrische-Energie-Auflegeabschnitt 1302 zum
Auflegen einer elektrischen Energie auf ein zu sendendes Signal.
In 13 sind die selben
Komponenten wie die in 2 mit
den selben Bezugsziffern wie die aus 2 bezeichnet
und deren Beschreibung wurde weggelassen.
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In der in 13 gezeigten Endstation wird ein von
der Antenne 201 empfangenes Azimut-Vorgabesignal im Empfangsabschnitt 202 einer
Frequenz-Umwandlung unterzogen und anschließend an den Elektrische-Energie-Extrahierabschnitt 1301 ausgegeben.
Der Elektrische-Energie-Extrahierabschnitt 1301 extrahiert
ein aufgrund des von Empfangsabschnitt 202 ausgegebenen
Azimut-Vorgabesignals schwingendes, elektrisches sowie ein entsprechendes
magnetisches Feld als elektrische Energie.
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Der Energie-Auflegeabschnitt 1302 lässt das
elektrische und das magnetische Feld schwingen und legt die Schwingungen
anschließend
auf das Azimut-Vorgabesignal auf, das von dem Azimut-Vorgabesignal-Erzeugungsabschnitt 205 ausgegeben
werden soll.
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Wie oben erwähnt kann die elektrische Energie
gemäß der betrachteten
Ausführungsform
unter Verwendung des Azimut-Vorgabesignals zur Endstation übertragen
werden. Demnach verlängert
sich die ununterbrochen verfügbare
Zeit, die nach einem Ladevorgang zur Verfügung steht. Das System wird
für den
Benutzer praktischer.
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(Zehnte Ausführungsform)
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Es wird nun in Anbetracht des Inhalts
eines Dienstes, der der Endstation erbracht werden soll, ein Ladesystem
zum Laden einer Endstation beschrieben, die in dem in einer der
vorhergehenden Ausführungsformen
beschriebenen Funk-Kommunikationssystem enthalten ist. 14 ist ein Diagramm, das
einen schematischen Aufbau des Ladesystems gemäß der zehnten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Eine in 14 gezeigte Ladeverwaltungseinheit 1401 überwacht
Kommunikationssituationen der Endstationen 1404-1 bis 1404-N und
lädt die
Stationen abhängig
von den Kommunikationssituationen. Die Ladeverwaltungseinheit 1401 besitzt
eine Verwaltungstabelle 1402, die die Kommunikationssituationen
der entsprechenden Endstationen zeigt. Ein Ladebestimmungsabschnitt 1403 bestimmt
unter Bezug auf die Verwaltungstabelle 1402 einen Ladevorgang.
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15 zeigt
ein Beispiel eines Aufbaus der Verwaltungstabelle 1402.
Wie in 15 gezeigt verknüpft die
Verwaltungstabelle 1402 ein Faktum, das angibt, ob ein
Azimut-Vorgabesignal
gesendet wurde, mit jeder der Endstationen. Wenn die Endstation
das Azimut-Vorgabesignal sendet, entbindet der Ladebestimmungsabschnitt 1403 die
Endstation vom Ladevorgang. Wenn die Endstation das Signal nicht
sendet, lädt
der Ladebestimmungsabschnitt 1403 die Endstation. Anstelle
der Entbindung aus dem Ladevorgang kann der Endstation, die das
Azimut-Vorgabesignal nicht sendet, auch eine Rückgabe oder ein Abzug von einem
anderen Kommunikationsladevorgang zugewiesen werden.
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Gemäß des oben erwähnten Ladesystems
werden die Endstationen 1404-1 bis 1404-N vom
Ladevorgang entbunden; wenn sie die Azimut-Vorgabesignale senden.
Wenn die Stationen die Signale nicht senden, kann eine zu verbrauchende
elektrische Energie eingespart werden. Mit anderen Worten können die
Endstationen 1404-1 bis 1404-N einen Profit aus
dem „Entbinden
aus dem Ladevorgang" oder
dem „Sparen
von zu verbrauchender elektrischer Energie" ziehen.
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Wenn die Station das Azimut-Vorgabesignal
sendet, wird die Station vom Ladevorgang entbunden. Demnach arbeitet
das Ladesystem gemäß der betrachteten
Ausführungsform
als Anreiz für
die Endstation, das Azimut-Vorgabesignal zu senden. Das System kann
also viele Übertragungsquellen
der Azimut-Vorgabesignale beinhalten, was zu einem Beitrag zum reibungsloseren
Funktionieren des Systems führt.
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Ein Verfahren zur Bestimmung eines
Ladevorgangs in dem Ladebestimmungsabschnitt 1403 ist nicht auf
das in 15 gezeigte Beispiel
beschränkt.
Es ist beispielsweise möglich,
wie in 16 gezeigt, die
Endstationen 1404-1 bis 1404-N durch eine detailliertere Überwachung
ihrer Kommunikationssituationen zu laden. In 16 wird die Station in dem Fall geladen,
in dem die Station ein Azimut-Vorgabesignal zur Erhöhung der Azimutgenauigkeit
empfängt.
Für den
Fall, dass die Station ein Azimut-Vorgabesignal sendet, um Azimutinformationen
zu liefern, wird eine Rückgabe
durchgeführt.
Zusätzlich
zu den obigen Fällen
wird die Station geladen („+20") für den Fall,
dass die Station mit elektrischer Energie versorgt wird. Im Gegensatz
dazu wird eine Rückgabe
durchgeführt,
wenn die Station elektrische Energie bereit stellt („–10").
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Gemäß jeder der vorangegangenen
Ausführungsformen
wird ein Funk-Kommunikationssystem
bereit gestellt, in dem jede Station ein Azimut-Vorgabesignal in
Richtung des Bezugsazimut sendet, so dass das Bezugsazimut unabhängig und
verteilt ermittelt werden kann. Selbst wenn das System kein unabhängig verteiltes System
ist, kann die vorliegende Erfindung an es angepasst werden. Das
heißt,
selbst wenn die einzelnen Endstationen das Azimut-Vorgabesignal
nicht senden, wird das Bezugsazimut auf Basis des von der Bezugsstation
gesendeten Azimuts ermittelt, so dass ein absolutes Azimut festgestellt
werden kann.
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In den vorangegangenen Ausführungsformen
strahlen die Bezugsstation und die Endstationen das Azimut-Vorgabesignal
in eine vorgegebene Richtung wie den Norden ab, und andere Stationen
sowie die Endstationen empfangen das Signal und strahlen daraufhin
das Azimut-Vorgabesignal ab. Es wird angenommen, dass, wenn sich
Fehler in Bezug auf die Richtung ansammeln, das Azimut nicht korrekt
erfasst werden kann. In einer der bevorzugten Ausführungsformen
ist die Abstrahlrichtung des Azimut-Vorgabesignals nicht nur der vorgegebene
Richtung, und es wird ein zweites Azimut-Vorgabesignal verwendet, das in eine
Richtung abgestrahlt werden soll, die sich von der obigen Richtung
unterscheidet. Mit anderen Worten wird, wenn ein erstes Azimut-Vorgabesignal nordwärts abgestrahlt
wird, ein zweites Azimut-Vorgabesignal ostwärts abgestrahlt, es weicht
also vom Norden um 90° ab,
jede Endstation empfängt
die beiden Arten von Azimut-Vorgabesignalen und eine Verarbeitung
gleich der in allen vorangegangenen Ausführungsformen wird durchgeführt. Folglich werden
die akkumulierten Fehler, die sich auf das Azimut beziehen, korrigiert,
so dass ein korrektes Azimut ermittelt werden kann.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht
auf die obigen Ausführungsformen
beschränkt.
Die vorangegangenen Ausführungsformen
können
geeignet kombiniert und angewandt werden. Zum Beispiel kann das
in der zehnten Ausführungsform
beschriebene Ladesystem an das Funk-Kommunikationssystem gemäß der zweiten
Ausführungsform
angepasst werden.
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INDUSTRIELLE
ANWENDBARKEIT
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Wie oben erwähnt senden die Endstationen
gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Azimut-Vorgabesignal in die Richtung, die entgegengesetzt
zu einer Ankunftsrichtung eines empfangenen Azimut-Vorgabesignals
einer anderen Station gerichtet ist, so dass die Endstation Azimutinformationen
mit einem einfachen Aufbau ermitteln kann.