JP2001094496A - 無線通信システム及び指向性制御データ生成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 移動局のアンテナの指向性を追従性よく高精
度に制御可能な無線通信システムを提供する。 【解決手段】 移動局の指向性を制御するための指向性
制御データのデータベースを、移動局の現在位置に基づ
いて検索し(S210)、対応する指向性制御データが登録さ
れておらずデータを取得できなかった場合(S220-N)に
は、基地局からの電波の到来方向を検出する(Ｓ270)。
そして、この検出結果と先の現在位置と対応付けた電波
伝搬特性データを作成し、これに基づいて現在位置に対
応する指向性制御データをデータベースに追加する(S28
0)。指向性制御データを用いることにより電波伝搬経路
の算出を行う必要がないため、アンテナの指向性を追従
性よく速やかに制御でき、また、電波の到来方向を検出
してデータベースを更新しているので、周囲の状況を反
映した高精度な制御が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移動局が指向性を
制御可能なアンテナを用いて基地局との無線通信を行う
無線通信システム、及びこの無線通信システムにおいて
移動局のアンテナの指向性を制御する際に用いる指向性
制御データを生成する指向性制御データ生成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、基地局と移動局との間で無線
通信を行うシステムとして、サービスエリアを複数のゾ
ーンに分割し、各ゾーン毎に基地局を配置するセルラー
システムが知られている。このセルラーシステムでは、
通信すべき基地局の存在する方向が、移動局の移動に伴
ってランダムに変化することになるため、電波の到来方
向がどのように変化しても対応できるように、通常、無
指向性のアンテナが用いられている。

【０００３】ところで、高層建造物の多い都市部では、
これら建造物等による電波の反射や回折の影響により、
基地局から送出された電波が異なった複数の経路を介し
て移動局に伝搬される、いわゆるマルチパスが生じる可
能性が高い。そして、無指向性のアンテナを用いている
場合、これら複数の電波をすべて受信してしまうことに
なるため、これら電波の受信信号が互いに干渉し合って
受信強度が変動する、いわゆるフェージング現象が発生
し、良好な通信品質を保つことが困難になることがあ
る。

【０００４】これに対して、例えば、特開平８−１３９
６５７号公報や特開平８−１３９６６１号公報には、移
動局において、自動車用ナピゲーションシステムを用い
て自局の位置を表す位置情報を取得すると共に、この取
得した位置情報に基づいて電波の到来方向を特定し、こ
の特定の方向から伝搬されてくる電波のみを受信するよ
うにアンテナの指向性を制御して、他の伝搬経路を介し
て伝搬されてくる不要な電波を除去するものが開示され
ている。

【０００５】特に前者（特開平８−１３９６５７号公
報）では、予め用意された建物のデータベースから自局
及び基地局周辺の建物情報を取得し、この建物情報に基
づいて基地局から自局に到る電波の伝搬経路を算出する
ことにより電波の到来方向を推定し、この推定結果に基
づいてアンテナの指向性を制御している。

【０００６】ところで、このようにアンテナの指向性を
制御する場合、安定した通信を行うためには、移動局の
移動に対するアンテナ指向性制御の追従性を確保する必
要がある。そして、特に、自動車に搭載された移動局を
考えると、移動局は１００ｋｍ／ｈを超える速度で移動
することも考えられ、このような高速移動時には、アン
テナの指向性を頻繁に切り換える必要がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、３次元空間を
伝搬する電波の伝搬経路を計算によって求めるには膨大
な計算量を必要とするため、アンテナ指向性の切換間隔
が短くなると、伝搬経路の計算が間に合わなくなり、ア
ンテナ指向性制御の追従性が低下して通信品質が劣化し
てしまうという問題があった。

【０００８】なお、処理能力の高い演算器を用いて装置
を構成すれば、制御の追従性を確保することが可能であ
るが、この場合、装置が極めて高価なものとなってしま
うという問題があった。これに対して、特開平７−８７
０１１号公報には、基地局の通信エリアの各地点毎に、
そこに位置する移動局にとって最適なビーム方向・強度
・ビーム幅等を予め実測により求めることにより作成し
たテーブルを用意し、ナビゲーション装置等を介して位
置情報を取得すると、このテーブルを参照してアンテナ
の指向性等を制御するものが開示されている。

【０００９】この場合、伝搬経路の計算を行う必要がな
く、テーブルを検索するという簡単な処理で電波の到来
方向を推定できるため、優れた追従性を確保できるので
ある。しかし、このようなテーブルを用いても、建物情
報を用いて電波の伝搬経路を算出する場合と同様に、実
際の建物の状況が変化すると、実際の電波の伝搬経路と
テーブルに記憶されたビーム方向とが一致しなくなり、
アンテナの指向性を正しく制御できなくなってしまうと
いう問題があった。

【００１０】しかも、建物の状況は日々変化しているた
め、上述の従来装置では、これらの変化の全てをリアル
タイムで建物情報やテーブルに反映させていくことが不
可能であり、全ての位置にてアンテナの指向性を精度よ
く制御できるようにすることが極めて困難であるという
問題もあった。

【００１１】本発明は、上記問題点を解決するため、移
動局の移動に対して追従性よく、しかも周囲の状況の変
化に対して簡易かつ速やかに対応して、常に高精度に移
動局のアンテナの指向性を制御可能な無線通信システ
ム、及びこの無線通信システムにて移動局のアンテナ指
向性の制御に用いる指向性制御データを、簡易かつ速や
かに生成可能な指向性制御データ生成装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】まず、上記目的を達成す
るためになされた第一発明の無線通信システムについて
説明する。即ち、請求項１に記載の無線通信システムに
おいて、指向性を制御可能なアンテナを用いて基地局と
の無線通信を行う移動局では、位置検出手段が自局の位
置を検出すると、制御データ抽出手段が、制御データ記
憶手段を検索することにより、位置検出手段での検出結
果に対応する指向性制御データを抽出し、この抽出され
た指向性制御データに従って、指向性制御手段がアンテ
ナの指向性を制御する。

【００１３】なお、基地局の共通データ記憶手段には、
移動局との通信が可能な通信エリア内の位置を特定する
位置情報毎に対応づけられた、移動局が基地局からの送
信電波を受信する際にアンテナの指向性を向けるべき方
向を制御するための指向性制御データが記憶されてお
り、一方、移動局では、更新手段が、基地局との無線通
信により、基地局の共通データ記憶手段に記憶された指
向性制御データを獲得し、この獲得した指向性制御デー
タにより、制御データ記憶手段の記憶内容を更新するよ
うにされている。

【００１４】このように本発明において、移動局は、検
出した自局の位置に従って、予め用意された指向性制御
データを参照し、電波の伝搬経路の算出を行うことな
く、アンテナの指向性を制御しているので、応答性よく
アンテナの指向性を切り換えることができる。

【００１５】その結果、移動局の高速移動に対しても、
アンテナ指向性制御を確実に追従させることができ、基
地局，移動局間の無線通信において安定した通信品質を
確保できると共に、移動局ではアンテナ指向性制御のた
めに高速な演算器を必要としないため、装置を安価に構
成できる。

【００１６】また、本発明の無線通信システムでは、基
地局が保有する指向性制御データを獲得して、これによ
り制御データ記憶手段の記憶内容を更新するようにされ
ているので、基地局の指向性制御データさえ適宜更新で
きれば、全ての移動局が、この最新の指向性制御データ
に基づいてアンテナの指向性を常に精度よく制御するこ
とができる。

【００１７】更に、本発明の無線通信システムにおい
て、使用される指向性制御データは、位置と指向性を向
けるべき方向とを記録した単純な構成であり、電波の伝
搬経路を算出する際に必要な建物情報等を記憶する必要
がないため、アンテナ指向性の制御のために必要なデー
タを記憶するための記憶容量（本発明では制御データ記
憶手段や共通データ記憶手段）を小さくできる。また、
制御データ記憶手段の内容を更新する際に、基地局から
移動局へ伝送すべきデータも少なくなるため、データの
更新を容易に行うことができる。

【００１８】ところで、指向性制御データを、すべての
地点にて均等に用意することは、装置の記憶容量の点か
らも現実的ではなく、周囲に電波を反射する障害物の多
い領域では密に、そのような障害物の少ない領域では粗
となるように用意することが実用的である。このため、
位置検出手段にて検出された位置に対応する指向性制御
データが制御データ記憶手段に存在しない場合が考えら
れる。このような場合、存在する直近の指向性制御デー
タからアンテナの指向性を向けるべき方位を推定しても
よいし、請求項２記載のように、指向性制御手段は、ア
ンテナの指向性を無指向に切り換えてもよい。

【００１９】このように、アンテナの指向性を無指向に
切り換えた場合、指向性を制御する場合と比較して通信
品質は低下するものの、全く異なった方向に指向性が制
御されて通信不能となってしまうことがなく、どのよう
な状況にあっても最低限の通信を確保できる。

【００２０】次に、請求項３記載の無線通信システムで
は、指向性制御データが、位置情報毎に方位情報が複数
対応づけられ、且つ、方位情報のそれぞれに制御時の優
先度を示す優先情報が付与されたものからなり、指向性
制御手段は、基地局との無線通信の通信品質を測定する
通信品質測定手段を備えている。そして、指向性制御手
段は、制御データ抽出手段にて抽出された指向性制御デ
ータの方位情報のうち、通信品質測定手段にて測定され
る通信品質が、予め設定された基準レベル以上となるも
のの中で、優先情報が最も高い優先度を示す方位情報に
従ってアンテナの指向性を設定する。

【００２１】つまり、同一の位置に対して複数の方向か
ら電波が到来する場合、一つに絞って指向性を制御する
のではなく、その時々で、最も優れた通信品質を実現で
きる方位情報に従ってアンテナの指向性を設定するので
ある。具体的には、例えば、まず、最も高い優先度を示
す優先情報が付与された方位情報に従って指向性を設定
し、その時の通信品質が基準レベルに達しているか否か
の判定を行う。その結果、基準レベルに達していなけれ
ば、次に高い優先度を示す優先情報が付与された方位情
報に従って指向性を設定し、同様に通信品質の判定を行
う。この処理を繰り返すことにより、通信品質が基準レ
ベル以上となった最初の方位情報に指向性を固定すれば
よい。

【００２２】このように構成された本発明の無線通信シ
ステムによれば、電波の伝搬経路が複数存在し、しかも
わずかな条件の違いによって相対的な伝搬強度が変動す
るような場合、このような伝搬状態の変化に柔軟に対応
して、高品質で安定した通信を実現できる。

【００２３】但し、抽出された指向性制御データの全て
の方位情報について通信品質を測定したが、通信品質が
予め設定された基準レベル以上となるものが一つも存在
しない場合には、請求項４記載のように、指向性制御手
段は、この抽出された指向性制御データを制御データ記
憶手段から削除すると共に、アンテナの指向性を無指向
に切り換えることが望ましい。

【００２４】即ち、いずれの方位情報を用いても基準レ
ベルの通信品質を確保できない場合には、その位置周辺
の建物の状況が変化し、電波の伝搬経路が変化してしま
ったものと考えられるため、不要となった指向性制御デ
ータを削除すると共に、アンテナの指向性を無指向に切
り換えることによって、上述の請求項２の場合と同様
に、最低限の通信を確保しているのである。

【００２５】次に、請求項５記載の無線通信システムで
は、移動局において、到来方向検出手段が、アンテナに
て受信された電波の到来方向を検出し、部分更新手段
が、この到来方向検出手段による検出と同時に得られた
位置検出手段での検出結果に基づき、この検出結果に対
応する指向性制御データについての制御データ記憶手段
の記憶内容を、到来方向検出手段での検出結果に基づい
て更新する。

【００２６】つまり、本発明の無線通信システムによれ
ば、移動局の移動に従って、その移動した位置における
電波の到来方向が実測され、その実測値に基づいて制御
データ記憶手段の記憶内容が更新されるため、移動局が
通過した地点についての指向性制御データの精度が向上
し、特に、移動局の使用者が頻繁に利用する場所（施設
や道路など）付近のデータが詳細かつ高精度なものとな
る。従って、使用を重ねるほど、移動局の使用者にとっ
ての使い勝手が向上することになる。

【００２７】また、周囲の状況が変化した場合には、そ
の変化による電波到来方向の変化を、指向性制御データ
にリアルタイムで反映させることができる。更に、請求
項６記載のように、移動局に、部分更新手段が制御デー
タ記憶手段の記憶内容の更新に用いた到来方向検出手段
及び位置検出手段での両検出結果を電波伝搬特性データ
とし、この電波伝搬特性データを基地局との無線通信に
より基地局に伝送する特性データ伝送手段を設け、基地
局に、移動局から無線通信により伝送されてきた電波伝
搬特性データに従って、共通データ記憶手段の記憶内容
を更新する共通データ更新手段を設けてもよい。

【００２８】この場合、不特定多数の移動局にて収集さ
れた全ての電波伝搬特性データが、基地局の保有する指
向性制御データに反映されるため、基地局の共通データ
記憶手段には、基地局の全通信エリアにわたって詳細か
つ周囲状況の変化がリアルタイムで反映された指向性制
御データが記憶されることになる。

【００２９】そして、各移動局は、このように随時更新
される詳細な指向性制御データを、上述の更新手段を介
して適宜獲得することができるため、どの移動局も、基
地局との間の無線通信を、常に良好な通信品質にて行う
ことができる。ここで、到来方向検出手段は、例えば、
請求項７記載のように、基地局との無線通信にてユーザ
データの伝送が行われていない待機時に、電波到来方向
の検出を行うよう構成すれば、到来方向の検出に複雑な
計算が必要な場合であっても、ユーザデータの通信に支
障を生じさせることがない。

【００３０】なお、一般に、セルラシステムにおける移
動局は、どの基地局と通信すべきかを認識するため、待
機時であっても一定期間毎に基地局との通信を行ってい
るため、この通信のやり取りで交わされる電波を用いて
電波の到来方向を検出すればよい。

【００３１】また、到来方向検出手段は、例えば請求項
８記載のように、位置検出手段での検出結果に対応する
指向性制御データが制御データ記憶手段に存在しない場
合に、電波到来方向の検出を行うようにしてもよい。こ
の場合、到来方向の検出には時間を要するため、直ちに
通信を開始することができないが、その検出結果は、上
述のように制御データ記憶手段の記憶内容に反映（追
加）されることになるため、次回からは、その位置にお
けるアンテナの指向性の制御を速やかに行うことができ
る。

【００３２】また、アンテナの指向性を無指向とするこ
となく通信できるため、通信品質が高い状態で常に通信
できるだけでなく、今までに記憶されていない位置につ
いての指向性制御データを生成することになるため、指
向性制御データの詳細化を図ることができる。

【００３３】次に第二発明の指向性制御データ生成装置
について説明する。即ち請求項９記載の指向性制御デー
タ生成装置は、基地局に配置された送信部が、移動局と
基地局との間で送受される周波数帯の電波を送信し、任
意に移動可能に構成された受信部が、送信部から送信さ
れた電波を受信し、その電波の受信位置及び到来方向を
検出して、該受信位置及び到来方向の検出結果である位
置検出情報と方位検出情報とからなる電波伝搬特性デー
タを収集する。

【００３４】そして、制御データ生成部が、受信部が収
集した電波伝搬特性データに基づき、移動局との通信が
可能な通信エリア内の位置を特定する位置情報と、この
位置情報にて特定される位置にて、移動局が基地局から
の送信電波を受信する際にアンテナの指向性を向けるべ
き方向を示す方位情報とを対応づけてなる指向性制御デ
ータを生成する。

【００３５】従って、本発明の指向性制御データ生成装
置によれば、例えば、受信部を車両に取り付け、受信部
により電波電波特性データを収集しながら、基地局の通
信エリア内を任意に移動することにより、通信エリア内
の各地点における電波伝搬特性データを簡単かつ大量に
収集することができ、更に、この収集した電波伝搬特性
データに基づいて、指向性制御データを作成することが
できる。

【００３６】なお、送信部は、基地局と別体に構成して
もよいし、基地局の持つ送信器やアンテナをそのまま用
いて構成してもよい。また、制御データ生成部は、受信
部或いは送信部と一体に形成してもよいし、いずれとも
別体に形成してもよい。但し、任意に移動可能な受信部
を小型に構成するため、請求項１０記載のように、受信
部と制御データ生成部とを別体に形成することが望まし
く、この場合、受信部は、収集した電波伝搬特性データ
を、有線通信或いは無線通信を用いて制御データ生成部
に伝送するように構成すればよい。

【００３７】そして、受信部が収集した電波伝搬特性デ
ータを、適宜、制御データ生成部に伝送すれば、収集し
た電波伝搬特性データを記憶しておくため受信部に設け
るべき記憶装置の記憶容量を小さくでき、ひいては受信
部を小型化できる。ところで、受信部は、複数あっても
よく、また単一の受信部が繰り返し電波伝搬特性データ
を収集してもよい。そして、同一地点について複数の電
波伝搬特性データが収集されている場合には、制御デー
タ生成部では、これらのデータを集計して指向性制御デ
ータを作成する必要がある。

【００３８】この場合、制御データ生成部は、例えば請
求項１１記載のように、受信部にて収集された電波伝搬
特性データを、同一の位置情報に対応する位置検出情報
毎に、同一の方位情報に対応する方位検出情報の値を各
々積算し、該積算値が大きいほど高い優先度となる優先
情報を方位情報に付与することにより、位置情報毎に優
先情報付き方位情報を複数対応づけてなる指向性制御デ
ータを生成すればよい。これにより実用的な指向性制御
データを簡単且つ速やかに生成できる。

【００３９】なお優先情報は、方位検出情報の値の積算
値をそのまま用いてもよいし、積算結果に基づいて番号
を付けなおしてもよい。但し、積算値をそのまま用いた
場合、後から追加して検出された電波伝搬特性データ
を、対応する優先情報を加算するだけの極めて簡単な処
理にて指向性制御データに反映させることができ、しか
も、同一地点についてのデータ収集回数の増加に従っ
て、優先情報の精度、即ちアンテナ指向性制御の信頼性
をより向上させることができる。

【００４０】次に、受信部にて電波の到来方向を検出す
るための構成について説明する。まず、例えば請求項１
２記載のように、送信部に、水平面における指向性が無
指向となる送信アンテナを設けると共に、受信部に、水
平面における指向性が互いに異なる方向を向くように配
置された複数の受信アンテナを設けた場合には、受信部
は、送信アンテナから送信された電波を、複数の受信ア
ンテナにより各々受信し、受信品質が最良となる受信ア
ンテナの指向方向を、電波の到来方向として特定すれば
よい。

【００４１】また、請求項１３記載のように、送信部
に、水平面における指向性が無指向となる送信アンテナ
を設けると共に、受信部に、水平面における指向性が互
いに重なり合うように配置された複数の受信アンテナを
設けた場合には、受信部は、送信アンテナから送信され
た電波を、各受信アンテナにて同時受信し、各受信信号
の強度及び位相の少なくともいずれか一方に基づき、電
波の到来方向を算出すればよい。

【００４２】なお、各受信アンテナの受信信号の強度及
び位相から到来方向を算出する方法としては、高速フー
リエ変換法や、ＭＵＳＩＣ法、ＥＳＰＲＩＴ法などの既
知の計算手法があり、これらを利用することにより到来
方向を高精度に求めることができる。

【００４３】更に、請求項１４記載のように、送信部
に、水平面における指向性が互いに異なる方向を向くよ
うに配置された複数の送信アンテナを設けると共に、受
信部に、水平面における指向性が無指向となる受信アン
テナを設けた場合には、送信部は、複数の送信アンテナ
を予め決められたタイミングで順次切り換えながら電波
を送信し、受信部は、受信アンテナでの受信品質が最良
となるタイミングに基づき、電波の到来方向を特定すれ
ばよい。

【００４４】また更に、請求項１５記載のように、送信
部に、水平面における指向性が互いに異なる方向を向く
ように配置された複数の送信アンテナを設けると共に、
受信部に、水平面における指向性が無指向となる受信ア
ンテナを設けた場合には、送信部は、複数の送信アンテ
ナを順次切り換えながら、使用した送信アンテナを特定
する識別情報が重畳された電波を送信し、受信部は、受
信アンテナでの受信品質が最良の時に抽出された識別情
報に基づいて電波の到来方向を特定すればよい。

【００４５】次に、請求項１６記載の指向性制御データ
生成装置では、任意に移動可能に構成された送信部が、
移動局と基地局との間で送受される周波数帯の電波を、
該電波の送信位置を示す位置検出情報を重畳して送信
し、基地局に配置された受信部が、送信部から送信され
た電波を受信し、この電波に重畳された位置検出情報を
抽出すると共に電波の到来方向を検出することにより、
抽出された位置検出情報と到来方向の検出結果である方
位検出情報とからなる電波伝搬特性データを収集する。

【００４６】そして、制御データ生成部が、受信部が収
集した電波伝搬特性データに基づき、移動局との通信が
可能な通信エリア内の位置を特定する位置情報と、この
位置情報にて特定される位置にて、移動局が基地局から
の送信電波を受信する際にアンテナの指向性を向けるべ
き方向を示す方位情報とを対応づけてなる指向性制御デ
ータを生成する。

【００４７】即ち、請求項９〜請求項１５では、送信部
を基地局に固定し、受信部を移動可能に構成している
が、ここでは逆に、受信部を基地局に固定し、送信部を
移動可能に構成している。なお、受信部は、請求項９に
おける送信部と同様に、基地局と別体に構成してもよい
し、基地局の持つ送信器やアンテナをそのまま用いて構
成してもよい。

【００４８】そして、２地点間の通信において送受信を
入れ替えた場合に、アンテナの指向性が同一であれば、
電波は同じ経路を逆向きに伝搬するだけであるため、受
信部における電波の到来方向と、送信部の位置とに基づ
いて伝搬経路を推定することができれば、この伝搬経路
を逆に辿ることにより、送信部にてアンテナの指向性を
向けるべき方位を求めることができる。

【００４９】具体的には、請求項１７記載のように、制
御データ生成部は、基地局周辺に存在する建物の位置及
び大きさを少なくとも含んだ建物情報に基づき、受信部
にて収集された電波伝搬特性データから、送信部におけ
る電波の送信方向を表す第２方位情報を算出し、該第２
方位情報と前記位置情報とに基づいて指向性制御データ
を生成すればよい。この第２方位情報と位置情報とが、
送信部及び受信部を逆に配置した場合（請求項９〜１
５）における電波伝搬特性データと同等なデータとな
る。

【００５０】つまり、本発明では、送信部及び受信部を
逆に配置した場合と比較して、電波伝搬特性データから
指向性制御データを生成するための演算量は、第２の方
位情報を算出する分だけ増加するが、この演算は、基地
局に設けられた受信部側で処理すればよいため、制御デ
ータ生成部の構成が大規模化したとしても対応可能であ
り、また、指向性制御データが、はじめから一括して基
地局側に蓄積されることになるため、指向性制御データ
の管理を容易化できる。

【００５１】また、本発明では、従来装置と同様に建物
情報を用いているが、この建物情報でけでなく、送信部
から基地局に向けて送られてきた電波の到来方向も用い
て電波の伝搬経路の推定を行っているため、建物情報だ
けを用いる従来装置と比較して、電波の伝搬経路、ひい
ては送信部における電波の到来方向の計算精度を格段に
向上させることができる。

【００５２】なお、請求項１６，１７の構成において、
受信部にて電波の到来方向を検出する際に、先に説明し
た請求項１２〜１５の記載された構成を、同様に適用で
きることは言うまでもない。また、請求項９〜１５の構
成における受信部、及び請求項１６，１７の構成におけ
る送信部を、移動局と一体に構成してもよい。

【００５３】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を図面と共
に説明する。 ［第１実施形態］図１は、第１実施形態の無線通信シス
テムの全体構成を表すブロック図である。

【００５４】図１に示すように、本実施形態の無線通信
システムは、任意に移動可能な移動局Ｔ（ＴＣ，ＴＤ）
と、マイクロ波帯（数ＧＨｚ以上）の電波を用いて自局
の通信エリア内に存在する移動局Ｔとの無線通信を行う
基地局Ｂと、各基地局Ｂと通信回線Ｌを介して接続さ
れ、移動局Ｔが基地局Ｂとの通信を行う際にアンテナの
指向性を向けるべき方向を制御するために用いる指向性
制御データを生成，管理するデータベース管理装置１０
とを備えている。

【００５５】なお、移動局Ｔは、一般の利用者がユーザ
データの通信に用いる通信用移動局ＴＣと、指向性制御
データを生成するために必要な電波伝搬特性データの収
集に用いるデータ収集用移動局ＴＤとがあり、いずれも
車両に搭載されている。また、基地局Ｂは、通信用移動
局ＴＣとの無線通信を行う通信装置２０と、データ収集
用移動局ＴＤによる電波伝搬特性データ収集のために、
データ収集用移動局ＴＤ向けに電波Ｗｄの送信を行うデ
ータ収集用送信装置３０とを備え、このうち通信装置２
０が通信回線Ｌを介したデータベース管理装置１０との
通信が可能なように構成されている。

【００５６】ここで、本実施形態の無線通信システムの
うち、まず、電波伝搬特性データの収集機能、及び収集
した電波電波特性データに基づく指向性制御データの作
成機能（以下「データ収集作成機能」という）に関する
構成について説明する。図２は、このデータ収集作成機
能を実現するために必要な構成、即ち、データ収集用移
動局ＴＤ，基地局Ｂのデータ収集用送信装置３０，及び
データベース管理装置１０の構成を表すブロック図であ
り、これらが本発明の指向性制御データ生成装置におけ
る受信部，送信部，制御データ生成部にそれぞれ相当す
る。

【００５７】図２に示すように、基地局Ｂに設けられた
データ収集用送信装置３０は、同じ基地局Ｂに設けられ
た通信装置２０の通信エリアをすべて覆うように指向性
が設定された送信アンテナ３２と、通信装置２０及び通
信用移動局ＴＣの間の無線通信にて使用されるものと同
じ周波数帯の電波Ｗｄを、送信アンテナ３２を介して送
信する送信器３４とからなる。

【００５８】一方、データ収集用移動局ＴＤは、同一方
向を向き且つ一定間隔に配置され、いわゆるアレイアン
テナを形成する複数のアンテナからなる受信アンテナ部
４１と、受信アンテナ部４１を構成する各アンテナ（以
下「受信アンテナ」という）毎に、受信信号を予め設定
された周波数の中間周波信号に変換するダウンコンバー
タ及びダウンコンバータの出力をサンプリングするＡ／
Ｄ変換器をそれぞれ備えた受信器４２と、受信器４２か
ら供給される各受信アンテナ毎の中間周波信号のサンプ
リング値（以下、単に「受信サンプリング値」という）
に基づき、電波の到来方向を求める到来方向測定器４３
と、ＧＰＳ（Global Positioning System） 用の人工衛
星からの送信電波をＧＰＳアンテナを用いて受信し、位
置，方位，速度などを検出するＧＰＳ受信器を備えた位
置検出器４４と、周知のマイクロコンピュータを中心に
構成され、到来方向測定器４３にて測定された電波の到
来方向を表す方位検出情報、及びこれと同時に位置検出
器４４にて検出された位置を表す位置検出情報とを対応
づけて電波伝搬特性データとして記憶装置４５に記憶す
る処理や、記憶装置４５に記憶された電波電波特性デー
タを、インタフェース回路４６を介して外部に出力する
処理等を実行する制御回路４７とを備えている。

【００５９】なお、当該データ収集用移動局ＴＤを搭載
する車両が、ナビゲーション装置を備えている場合は、
これを位置検出器４４として用いてもよい。また、到来
方向測定器４３は、受信器４２から供給される受信サン
プリング値に基づき、各受信アンテナ毎に、ＩＦ信号
（即ち受信信号）の振幅及び位相を求め、これら各受信
信号の強度および位相から、ＦＦＴ（高速フーリエ変
換）法，ＭＵＳＩＣ法，ＥＳＰＲＩＴ法等の高分解能な
到来方向推定法を用い、これに位置検出器４４にて検出
される当該移動局ＴＤの進行方向等を考慮して到来方向
を求めるように構成されている。これらの到来方向推定
方法は、公知技術であるため、ここでは説明を省略す
る。

【００６０】次に、データベース管理装置１０は、着脱
自在なケーブルを介してデータ収集用移動局ＴＤのイン
タフェース回路４６に接続され、データ収集用移動局Ｔ
Ｄが収集した電波伝搬特性データを入力するための対移
動局インタフェース回路１２と、通信回線Ｌを介して各
基地局Ｂとの通信を行うための対基地局インタフェース
回路１４と、指向性制御データを格納する記憶装置１６
と、周知のマイクロコンピュータを中心に構成され、対
移動局インタフェース回路１２を介して獲得した電波伝
搬特性データに基づいて指向性制御データを生成し、記
憶装置１６に格納する制御データ生成処理や、対基地局
インタフェース回路１４を介して各基地局に、記憶装置
１６に格納された指向性制御データを供給するデータ供
給処理等を実行する制御回路１８とを備えている。

【００６１】ここで、以上のように構成されたデータ収
集用送信装置３０，データ収集用移動局ＴＤ，データベ
ース管理装置１０の動作について説明する。データ収集
用移動局ＴＤは、基地局Ｂの通信エリア内を移動しなが
ら、該基地局Ｂのデータ収集用送信装置３０からの送出
電波Ｗｄを受信アンテナ４１を介して受信し、その受信
時の位置を表す位置検出情報と、その位置での送信波Ｗ
ｄの到来方向を表す方位検出情報とからなる電波伝搬特
性データを繰り返し求め、これら求めた全ての電波伝搬
特性データを記憶装置４５に記憶する。

【００６２】つまり、データ収集用移動局ＴＤの記憶装
置４５には、当該移動局ＴＤが通過した各地点の電波伝
搬特性データが蓄積される。このようにして、電波伝搬
特性データを記憶装置４５に蓄積したデータ収集用移動
局ＴＤは、データベース管理装置１０の設置場所まで移
動し、そのインタフェース回路４６を、データベース管
理装置１０の対移動局インタフェース回路１２にケーブ
ルを介して接続して、このケーブルを介した有線通信を
行うことにより、記憶装置４５に蓄積された電波伝搬特
性データを、データベース管理装置１０に転送する。

【００６３】すると、データベース管理装置１０では、
この獲得した電波伝搬特性データを、同じ対移動局イン
タフェース回路１２を介して他のデータ収集用移動局Ｔ
Ｄから獲得した電波伝搬特性データと共に集計して、各
基地局Ｂの通信エリア内における位置を特定するための
位置情報と、その位置にてアンテナの指向性を向けるべ
き方向を示す方位情報とからなる指向性制御データを生
成し、これを記憶装置１６に格納する。

【００６４】ここで、データ収集用移動局ＴＤが収集す
る電波伝搬特性データ（位置検出情報，方位検出情
報）、及びこの電波伝搬特性データに基づいてデータベ
ース管理装置１０にて生成される指向性制御データ（位
置情報，方位情報）の内容について説明する。

【００６５】まず、電波伝搬特性データの位置検出情
報、及び指向性制御データの位置情報は、各基地局Ｂの
通信エリア毎に定義される相対的な座標インデックス値
を用いて表される。即ち、図３（ａ）に示すように、位
置検出情報及び位置情報は、各基地局の通信エリアをＸ
軸方向（例えば東西方向）にｍ等分してなる各領域に順
番に番号ｉ（ｉ＝１，２，…，ｍ）を付与すると共に、
Ｙ軸方向（例えば南北方向）にｎ等分してなる各領域に
順番に番号ｊ（ｊ＝１，２，…，ｎ）を付与する。この
ようにして設定されたｍ×ｎ個の各領域に付与された番
号（ｉ，ｊ）を、座標インデックス値としており、位置
検出器４４にて検出される絶対的な座標値をこの座標イ
ンデックス値に変換して用いる。

【００６６】但し、位置検出情報については、座標イン
デックス値の代わりに、位置検出器４４での検出結果で
ある絶対的な座標値を用い、データベース管理装置１０
にて指向性制御データを生成する際に、座標インデック
ス値に変換してもよい。一方、電波伝搬特性データの方
位検出情報，及び指向性制御データの方位情報は、いず
れも絶対的な方位を表す到来方向インデックス値を用い
て表される。

【００６７】即ち、図３（ｂ）に示すように、３６０°
をｒ（本実施形態ではｒ＝２４）等分し、例えば北向き
を１として左周りに順番に各方向に２，３，４…ｒと番
号を付与したものを到来方向インデックス値としてい
る。そして、図４（ａ）に示すように、各データ収集用
移動局ＴＤ（ＴＤａ〜ＴＤｃ）では、電波伝搬特性デー
タとして、座標インデックス値（方位検出情報）にて特
定される位置毎に、到来方向測定器４３にて測定した電
波の受信強度を数値化したものを、到来方向インデック
ス値で表される全ての到来方向（位置検出情報）につい
て記憶する。

【００６８】一方、データベース管理装置１０では、図
４（ｂ）に示すように、各データ収集用移動局ＴＤａ〜
ＴＤｃから獲得した電波伝搬特性データに基づき、座標
インデックス値が同じであるもの（図では座標（１，
２）を参照）毎に、到来方向インデックス値で表される
到来方向毎の受信強度をそれぞれ積算し（場合によって
は更に平均化又は正規化し）たものを記憶し、これを指
向性制御データとする。

【００６９】この指向性制御データを用いれば、座標イ
ンデックス値（位置情報ともいう）にて特定される位置
毎に、受信強度を表す数値が最も大きくなる到来方向イ
ンデックス値（方位情報ともいう）を選択し、この到来
方向インデックス値にて特定される方位にアンテナの指
向性を向けることにより、基地局Ｂとの間の無線通信を
良好な通信品質で行うことが期待できるのである。つま
り、受信強度を表す数値が、そのまま方位情報の優先度
を表す優先情報となっており、数値が大きいほど優先度
が高いことを表している。

【００７０】なお、到来方向（ｒの数）は、到来方向測
定器の方位分解能に余裕がある場合、できるだけ細かく
分けておくことが望ましい。これは、将来的に、アンテ
ナの性能が向上して詳細な指向性制御が可能となった場
合に、新たにデータを取り直す必要がなく、過去に蓄積
したデータを有効利用できるからである。

【００７１】次に、本実施形態の無線通信システムのう
ち、通信用移動局ＴＣ基地局Ｂとの間で行われるユーザ
データの送受信機能に関する構成について説明する。図
５は、このユーザデータ送受信機能を実現するために必
要な構成、即ち、通信用移動局ＴＣ，基地局Ｂの通信装
置２０，及びデータベース管理装置１０の構成を表すブ
ロック図である。

【００７２】図５に示すように、基地局Ｂに設けられた
通信装置２０は、無指向性のアンテナ２１と、通信用移
動局ＴＣへの送信データにより搬送波を変調して送信信
号を生成する送信器２２と、受信信号を復調して通信用
移動局ＴＣからの受信データを生成する受信器２３と、
送信器２２からの送信信号をアンテナ２１に供給すると
共に、アンテナ２１からの受信信号を受信器２３に供給
する方向性結合器２４と、指向性制御データを格納する
共通データ記憶手段としての記憶装置２５と、通信回線
Ｌを介してデータベース管理装置１０との通信を行うイ
ンタフェース回路２６と、周知のマイクロコンピュータ
を中心に構成され、通信用移動局ＴＣとの間で送受され
るユーザデータに基づく各種処理の他、記憶装置２５の
内容をデータベース管理装置１０にて生成された最新の
指向性制御データに更新する等の処理を実行する制御回
路２７とを備えている。

【００７３】なお、本実施形態では、通信装置２０のア
ンテナ２１として無指向性のものを用いることにより、
この単一のアンテナ２１にて全方位角（３６０°）をカ
バーするように構成されているが、例えば基地局ＢをＮ
個の通信装置２０により構成し、各通信装置のアンテナ
の指向性を、それぞれが所定方位角３６０°／Ｎずつカ
バーするように設定してもよい。

【００７４】一方、通信用移動局ＴＣは、指向性が互い
に異なる方向を向くように配置された複数の指向性アン
テナ及び一つの無指向性アンテナからなるアンテナ部５
１と、基地局Ｂの通信装置２０への送信データにより搬
送波を変調して送信信号を生成する送信器５２と、アン
テナ部５１からの受信信号を復調して受信データを生成
する受信器５３と、送信器５２からの送信信号をアンテ
ナ部５１に供給すると共に、アンテナ部５１からの受信
信号を受信器５３に供給する方向性結合器５４と、選択
信号ＳＥＬに従ってアンテナ部５１を構成するいずれか
一つのアンテナを使用可能とすることにより、アンテナ
部５１の指向性を制御する指向性制御回路５５とを備え
ている。

【００７５】また、通信用移動局ＴＣは、受信器５３に
て復調された受信データを監視して通信品質を測定する
通信品質測定器５６と、ＧＰＳ受信器を備えた位置検出
器５７と、指向性制御データを格納するための記憶装置
５８と、周知のマイクロコンピュータを中心に構成さ
れ、送信器５２及び受信器５３を用いて基地局Ｂの通信
装置２０との間でユーザデータの送受を行う通信制御処
理の他、位置検出器５７，通信品質測定器５６，及び記
憶装置５８に記憶された指向性制御データ等に基づい
て、選択信号ＳＥＬの生成や電波伝搬特性データの収集
等を行う指向性制御処理（後述する）を実行する制御回
路５９とを備えている。

【００７６】更に、通信用移動局ＴＣは、図示しない
が、各種指令を入力するための操作キー等を備えた入力
装置や、当該通信用移動局ＴＣの操作手順や基地局Ｂと
の無線通信により獲得した各種データを表示するための
表示装置等も備えている。なお、データ収集用移動局Ｔ
Ｄの場合と同様に、当該通信用移動局ＴＣを搭載する車
両が、ナビゲーション装置を備えている場合は、これを
位置検出器５７として用いてもよい。

【００７７】また、通信品質測定器５６は、受信データ
中に含まれる既知のビットパタンからなるパイロット信
号のビット誤り率を測定し、その測定結果から通信品質
を推定するように構成されている。但し、通信品質測定
器５６は、これに限らず、受信信号のＳＮ比やＣＮ比を
測定し、その測定結果から通信品質を推定するものを用
いてもよい。

【００７８】ここで、通信用移動局ＴＣの制御回路５９
が実行する指向性制御処理を、図６〜８に示すフローチ
ャートに沿って説明する。なお、本処理は、制御回路５
９への電源投入後、繰り返し起動されるものとする。本
処理が起動されると、図６に示すように、まずＳ１１０
では、位置検出器５７から自局の現在位置を表す位置検
出情報を取得し、続くＳ１２０では、本処理とは別途実
行される通信制御処理の実行状態から、現在通信中であ
るか否かを判断し、通信中でなければＳ１３０に移行す
る。

【００７９】Ｓ１３０では、図示しない入力装置を介し
て入力される指令により、又は後述するＳ２４０，Ｓ２
６０等の処理により、基地局Ｂとの通信開始を要求する
通信開始要求が設定されているか否かを判断し、設定さ
れていなければＳ１４０に移行して、後述するデータベ
ース更新処理を実行後、本処理を終了する。

【００８０】一方、通信開始要求が設定されている場合
には、Ｓ１５０に移行して後述するアンテナ指向性設定
処理を行い、続くＳ１６０にて、通信制御処理を起動し
て本処理を終了する。先のＳ１２０にて、現在通信中で
あると判定された場合には、Ｓ１７０に移行して、Ｓ１
１０にて取得した位置検出情報に基づき、当該通信用移
動局ＴＣが先にアンテナ指向性の設定或いは切換を行っ
た後、単位距離以上移動したか否かを判断し、単位距離
以上移動していなければそのまま本処理を終了する。一
方、単位距離以上移動している場合には、Ｓ１８０に移
行して後述するアンテナ指向性切換処理を行った後、本
処理を終了する。

【００８１】つまり、ユーザデータの通信が行われてい
ない時には、データベース更新処理を行い、通信開始の
要求がある時には、アンテナ指向性設定処理を行った
後、通信を開始し、以後、通信中である間、単位距離を
移動する毎に、アンテナ指向性切換処理を行うようにさ
れている。

【００８２】ここで先のＳ１４０にて実行されるデータ
ベース更新処理について、図７に示すフローチャートに
沿って詳細に説明する。本処理が起動されると、図７に
示すように、まずＳ２１０では、先のＳ１１０にて取得
した位置検出情報に基づいて記憶装置５８に記憶された
指向性制御データのデータベース（以下、単に「データ
ベース」とよぶ）を検索し、この位置検出情報に対応す
る位置情報を有した指向性制御データを取得する。

【００８３】続くＳ２２０では、検索の結果、目的の指
向性制御データを取得できたか否かを判断し、目的の指
向性制御データがデータベースに登録されておらず、こ
れを取得できなかった場合には、Ｓ２７０に移行する。
Ｓ２７０では、指向性制御回路５５にて選択されるアン
テナ（但し指向性アンテナのみ）が順次切り換わるよう
に選択信号ＳＥＬを出力して、各アンテナ毎の通信品質
を通信品質測定器５６にて測定し、その測定結果に基づ
き、最も通信品質の優れた（即ち、ビット誤り率の低
い）受信データが得られたアンテナの指向方向を電波到
来方向として検出する。

【００８４】続くＳ２８０では、検出した電波到来方向
を方位検出情報とし、先のＳ１１０にて取得した位置検
出情報と関連づけて両情報を電波伝搬特性データとして
記憶装置５８の所定エリアに記憶すると共に、この電波
伝搬特性データに基づく新たな指向性制御データをデー
タベースに登録した後、本処理を終了する。

【００８５】一方、先のＳ２２０にて、目的の指向性制
御データがデータベースに登録されており、これを取得
できた場合には、Ｓ２３０に移行する。Ｓ２３０では、
データベースの更新要求があるか否かを判断し、更新要
求がなければそのままＳ２５０に移行し、一方、更新要
求があれば、データベース更新情報受信要求を基地局Ｂ
に送信するために、通信開始要求の設定を行った後、Ｓ
２５０に進む。

【００８６】なお、データベースの更新要求は、当該通
信用移動局ＴＣの使用者が、入力装置を介して、その旨
を表す指令を入力することで設定される他、定期的又は
決められたタイミング（例えば電源投入時）で設定され
るように構成してもよい。Ｓ２５０では、Ｓ２８０にて
収集され未だ基地局Ｂに転送されていない電波伝搬特性
データの有無を判断し、そのような電波伝搬特性データ
がない場合には、本処理を終了し、一方、そのような電
波伝搬特性データがある場合には、Ｓ２６０に移行し
て、この収集された電波伝搬特性データの基地局Ｂに送
信するために、通信開始要求の設定を行った後、本処理
を終了する。

【００８７】つまり、データベース更新処理では、現在
位置に対応する指向性制御データがデータベースに登録
されていない場合、電波伝搬特性データの収集を行い、
この収集した電波伝搬特性データを、自身の持つデータ
ベースに反映するようにされている。また、電波伝搬特
性データの収集を行う必要がない場合には、その空き時
間を利用して、収集した電波伝搬特性データの基地局Ｂ
への転送や、必要に応じて基地局Ｂからデータベース更
新情報の獲得を行うようにされている。

【００８８】そして、データベース更新情報受信要求を
受信した基地局Ｂの通信装置２０は、その記憶装置２５
に記憶されている最新の指向性制御データを、通信用移
動局ＴＣに対して返送し、これを受信した通信用移動局
ＴＣは、その記憶装置５８のデータベースの内容を、基
地局Ｂから獲得した指向性制御データによって更新す
る。

【００８９】また、通信用移動局ＴＣから電波伝搬特性
データを受信した基地局Ｂの通信装置２０では、この受
信した電波伝搬特性データを、インタフェース回路２６
を介してデータベース管理装置１０に転送する。更に、
各基地局Ｂから電波伝搬特性データの転送を受けるデー
タベース管理装置１０では、これら新たに収集された電
波伝搬特性データに基づいて、自身の持つ記憶装置１６
に記憶された指向性制御データのデータベースを更新す
る、共通データ更新手段としての処理を実行するように
構成されている。

【００９０】次に、先のＳ１５０にて実行されるアンテ
ナ指向性設定処理について、図８に示すフローチャート
に沿って詳細に説明する。本処理が起動されると、図８
に示すように、まずＳ３１０では、先のＳ１１０にて取
得した位置検出情報に基づいてデータベースを検索し、
この位置検出情報に対応する位置情報を有した指向性制
御データを取得する。

【００９１】続くＳ３２０では、検索の結果、目的の指
向性制御データを取得できたか否かを判断し、これを取
得できなかった場合にはＳ３８０に移行して、指向性制
御回路５５にて無指向性アンテナが選択され、アンテナ
部５１の指向性が無指向となるように選択信号ＳＥＬを
設定して本処理を終了する。

【００９２】一方、目的の指向性制御データを取得でき
た場合には、Ｓ３３０に移行し、取得した指向性制御デ
ータに基づき、最も重み付け値（受信強度）の大きい到
来方向を第１候補とし、これに最も近い方向に指向性が
向いている指向性アンテナが指向性制御回路５５にて選
択されるように選択信号ＳＥＬを設定することにより、
アンテナ部５１の指向性を設定する。以下、重み付け値
の大きい順に第２候補，第３候補，…とする。

【００９３】続くＳ３４０では、通信品質測定器５６で
の測定結果に基づき、現在使用中のアンテナを用いた通
信の通信品質が良好（ビット誤り率が所定値以下）であ
るか否かを判断し、良好であればそのまま、つまりアン
テナの設定を現設定に保持したまま本処理を終了する。

【００９４】一方、通信品質が良好でない場合には、Ｓ
３５０に移行し、先のＳ３１０にて取得した指向性制御
データに基づき、次候補があるか否かを判断し、次候補
があればＳ３６０に移行して、この候補に基づいて先の
Ｓ３３０の場合と同様に、指向性アンテナを選択するこ
とにより、アンテナ部５１の指向性を設定して、Ｓ３４
０に戻る。

【００９５】また、Ｓ３５０にて次候補がなければ、Ｓ
３７０に移行し、制御に用いた指向性制御データを削除
した後、Ｓ３９０に移行して、アンテナ部５１の指向性
を無指向に設定後、本処理を終了する。次に、先のＳ１
８０にて実行されるアンテナ指向性切換処理は、上述の
アンテナ指向性設定処理から、Ｓ３４０〜Ｓ３７０の処
理を省略しただけで、それ以外は全く同様である。即
ち、本処理は、通信中におけるアンテナ指向性の切換を
行うものであり、切換によって通信が中断されることの
ないようにする必要があるため、指向性制御データを取
得できた場合には、短時間で切換が終了するように、第
２候補以下を用いることなく第１候補のみを用いてアン
テナ部５１の指向性を設定しているのである。

【００９６】なお、本実施形態において、記憶装置５８
が制御データ記憶手段、位置検出器５７が位置検出手
段、通信品質測定器５６が通信品質測定手段、Ｓ２１
０，Ｓ３１０が制御データ抽出手段、Ｓ１５０，Ｓ１８
０が指向性制御手段、Ｓ２３０，Ｓ２４０が更新手段、
Ｓ２７０が到来方向検出手段、Ｓ２８０が部分更新手
段、Ｓ２５０，Ｓ２６０が特性データ伝送手段に相当す
る。

【００９７】以上説明したように本実施形態の無線通信
システムにおいては、通信用移動局ＴＣは、検出した自
局の位置に基づいてデータベースを検索することによ
り、指向性制御データを抽出し、この指向性制御データ
の内容に従ってアンテナの指向性を向けるべき方向を制
御するようにされている。

【００９８】従って、本実施形態の無線通信システムに
よれば、通信用移動局ＴＣは、位置を検出する毎に、複
雑な電波の伝搬経路の計算を行うことなく、簡単に電波
の到来方向についての情報を得ることができるため、自
身の移動に対して追従性よくアンテナの指向性を制御す
ることができる。その結果、基地局Ｂとの間で安定した
無線通信を行うことができる。

【００９９】しかも、本実施形態において、通信用移動
局ＴＣは、アンテナ部５１の指向性を向けるべき方向の
候補が複数ある場合には、その中から、所望の通信品質
を確保できるものを実測により選択しているため、より
高品質な通信を行うことができる。しかも、所望の通信
品質を確保できない場合には、アンテナ部５１の指向性
を無指向として最低限の通信品質を確保するようにされ
ているので、通信不能となる可能性が低く、信頼性の高
い通信を実現できる。

【０１００】また、本実施形態の無線通信システムにお
いて、通信用移動局ＴＣは、基地局Ｂの通信装置２０の
記憶装置２５に蓄積されている指向性制御データを、基
地局Ｂとの無線通信によって任意に獲得できるようにさ
れているので、自局ＴＣの記憶装置５８に記憶されたデ
ータベースの内容を最新のものに簡単に更新することが
できる。

【０１０１】更に、本実施形態の無線通信システムにお
いて、通信用移動局ＴＣは、電波伝搬特性データを収集
し、これを自身の記憶装置５８に記憶されたデータベー
スに反映させることができるようにされているので、当
該通信用移動局ＴＣの使用者がよく立ち寄る場所等で
は、詳細且つ現状を反映した正確な指向性制御データが
得られることになり、使い込むほど使用者にとっての使
い勝手を向上させることができる。

【０１０２】また更に、本実施形態の無線通信システム
では、この通信用移動局ＴＣが収集した電波伝搬特性デ
ータを、無線通信を介して基地局Ｂの通信装置２０、ひ
いてはデータベース管理装置１０に転送できるようにさ
れているので、通信装置２０やデータベース管理装置１
０では、この不特定多数の通信用移動局ＴＣから供給さ
れる現在の建物等の状況を反映した電波伝搬特性データ
に基づいて、指向性制御データのデータベースを、正確
で詳細なものに、速やか且つ簡単に更新することができ
る。

【０１０３】また、本実施形態の無線通信システムで
は、データ収集用移動局ＴＤに基地局Ｂの通信エリア内
を移動させることにより、通信エリア内における各地点
の電波伝搬特性データを簡単且つ大量に収集することが
できるため、例えば、新たに高層建造物が建造された場
合には、その周辺にてデータ収集用移動局ＴＤに電波伝
搬特性データを収集させることにより、この建造物によ
る電波到来方向の変化を指向性制御データのデータベー
スに速やかに反映させることができる。また例えば、無
線通信システムのサービスを新たに開始する場合には、
サービス開始前にデータ収集用移動局ＴＤを用いること
で、サービス開始時に必要なデータベースを簡単に作成
できる。

【０１０４】なお、本実施形態において、データ収集用
移動局ＴＤは、通信装置２０とは別途設けたデータ収集
用送信装置３０から送信された電波を用いて電波伝搬特
性データを収集しているが、通信装置２０がデータ収集
用送信装置３０を兼ねるように構成してもよい。この場
合、基地局Ｂの構成を簡易化できる。

【０１０５】また、本実施形態では、複数の基地局Ｂが
同じデータベース管理装置１０を共用するように構成さ
れているが、基地局Ｂとデータベース管理装置１０とを
一体に設け、各基地局Ｂがそれぞれ個別のデータベース
管理装置１０を持つように構成してもよい。

【０１０６】更に、本実施形態では、データ収集用移動
局ＴＤからデータベース管理装置１０への電波伝搬特性
データの転送を、ケーブルを介した有線通信によって行
っているが、これに限らず、光通信や近接電磁界を用い
た非接触の方法で行ってもよい。

【０１０７】また、データ収集用移動局ＴＤのインタフ
ェース回路４６及びデータベース管理装置１０の対移動
局インタフェース回路１２を、基地局Ｂとの通信に用い
る周波数帯とは異なる周波数帯を用いて無線通信を行う
通信器にて構成し、データ収集用移動局ＴＤがデータベ
ース管理装置１０の設置場所まで移動しなくても、収集
したデータを適宜転送できるようにしてもよい。この場
合、データ収集用移動局ＴＤでは、収集データ記憶用の
記憶容量を削減できる。

【０１０８】また更に、本実施形態では、通信用移動局
ＴＣのアンテナ部５１が、指向性が互いに異なる方向を
向くように配置された複数の指向性アンテナと一つの無
指向性アンテナとにより構成されているが、複数の指向
性アンテナの代わりに、データ収集用移動局ＴＤの受信
アンテナ部４１と同様のアレイアンテナを用いて構成し
てもよい。

【０１０９】逆に、データ収集用移動局ＴＤの受信アン
テナ部４１を、指向性が互いに異なる方向を向くように
配置された複数の指向性アンテナにより構成してもよ
い。このように複数の指向性アンテナを用いて電波の到
来方向を測定する場合、各アンテナでの受信強度に基づ
いて、電波の到来方向をアンテナ数以上の方向に分解し
て求めることができる。即ち、例えば、図１７（ａ）に
示すように、隣接する二つのアンテナｄ，ｅの間から電
波が到来する場合、予め求められた両アンテナｄ，ｅの
指向特性（図１７（ｂ））を参照し、両アンテナｄ，ｅ
での受信強度の関係と一致する部分を見つけることによ
り、電波の到来方向が細かく求められることになる。 ［第２実施形態］次に、第２実施形態について説明す
る。

【０１１０】本実施形態では、通信用移動局ＴＣにて行
う指向性制御処理が一部異なるだけであるため、この処
理についてのみ説明する。但し、本実施形態において、
基地局Ｂの通信装置２０と通信用移動局ＴＣとの間の無
線通信にて送受されるデータは十分に短く、通信中にア
ンテナ部５１の指向性を変更する必要がないものとす
る。

【０１１１】図９は、本実施形態における指向性制御処
理を表すフローチャートである。図９に示すように、本
実施形態の指向性制御処理は、第１実施形態における指
向性制御処理（図６参照）から、Ｓ１２０，Ｓ１７０，
Ｓ１８０が省略されている以外は、全く同様である。

【０１１２】即ち、本処理が起動されると、まずＳ４１
０にて、位置検出器５７から位置検出情報を取得し、続
くＳ４２０では、基地局Ｂとの通信開始を要求する通信
開始要求が設定されているか否かを判断し、設定されて
いなければＳ４３０に移行して、データベース更新処理
を実行後、本処理を終了する。

【０１１３】一方、通信開始要求が設定されている場合
には、Ｓ４４０に移行してアンテナ指向性設定処理を行
い、続くＳ４５０にて、通信制御処理を起動して本処理
を終了する。ここで、Ｓ４３０にて実行されるデータベ
ース更新処理は、第１実施形態のＳ１４０における処理
（図７参照）と全く同様であるため、ここでは説明を省
略する。

【０１１４】次に、Ｓ４４０にて実行されるアンテナ指
向性設定処理を、図１０に示すフローチャートに沿って
説明する。なお、本処理は、第１実施形態のＳ１５０に
おける処理（図８参照）とは、処理の一部が異なってい
るだけであるため、この相違する部分を中心に説明す
る。

【０１１５】図１０に示すように、本処理において、Ｓ
５１０〜Ｓ５７０は、それぞれＳ３１０〜Ｓ３７０に対
応しており、Ｓ５２０（Ｓ３２０）にて否定判定された
場合、及び、Ｓ５７０（Ｓ３７０）の後の処理のみが異
なっている。即ち、本処理では、Ｓ５１０でのデータベ
ース検索の結果、目的の指向性制御データを取得できな
かった場合（Ｓ５２０−ＮＯ）、又は、通信品質が良好
となるアンテナ指向性の候補がなく（Ｓ５７０−Ｎ
Ｏ）、制御に用いた指向性制御データを削除（Ｓ５７
０）後に、Ｓ５８０に進む。

【０１１６】そして、Ｓ５８０及び続くＳ５９０では、
先のＳ２７０及びＳ２８０での処理と全く同様に、電波
到来方向を検出（Ｓ５８０）し、その検出結果に基づい
て電波伝搬特性データを生成すると共に、この電波電波
特性データに基づいてデータベースに新たな指向性制御
データを登録（Ｓ５９０）した後、Ｓ５３０に進む。

【０１１７】以上説明したように、本実施形態の無線通
信システムにおいて、通信用移動局ＴＣは、位置検出情
報に対応する指向性制御データがデータベースに登録さ
れていない場合、まず電波の到来方向の測定（電波伝搬
特性データの生成）を行って、その測定結果に基づい
て、現在位置についての指向性制御データをデータベー
スに登録してから通信を開始するようにされている。従
って、本実施形態によれば、通信用移動局ＴＣは、指向
性制御データを自律的に蓄積できるため、インテリジェ
ントな通信システムを実現することができる。

【０１１８】また、本実施形態の無線通信システムにお
いては、アンテナ部５１の指向性を無指向に制御する必
要がないため、アンテナ部５１から無指向性アンテナを
省略することができ、装置構成の簡易化を図ることがで
きると共に、基地局Ｂとの無線通信時には、アンテナ部
５１の指向性が必ず電波の到来方向に向いた状態となる
ため、常に優れた通信品質を実現できる。 ［第３実施形態］次に、第３実施形態について説明す
る。

【０１１９】本実施形態の無線通信システムは、第１実
施形態のものとは、通信用移動局ＴＣの構成、及び制御
回路５９にて実行される指向性制御処理の内容が一部異
なっているだけであるため、この相違する部分を中心に
説明する。図１１は、本実施形態における通信用移動局
ＴＣｘの全体構成を表すブロック図である。

【０１２０】図１１に示すように、本実施形態におい
て、通信用移動局ＴＣｘは、第１実施形態のもの（図５
参照）から通信品質測定器５６を省略した以外は、全く
同様に構成されている。つまり、本実施形態では、通信
用移動局ＴＣｘは、通信品質測定器５６を備えていない
ため、電波の到来方向を検出することができず、従っ
て、指向性制御処理では、この到来方向の検出に関する
処理が省略されることになる。

【０１２１】具体的には、Ｓ１４０のデータベース更新
処理（図７参照）を、Ｓ２１０，Ｓ２２０，Ｓ２５０〜
Ｓ２８０が削除された、Ｓ２３０，Ｓ２４０のみを行う
処理となるように、即ち、更新要求があればその旨を表
す送信開始要求の設定のみを行うように変更すればよ
い。

【０１２２】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、通信用移動局ＴＣｘは、電波伝搬特性データの収集
を行うことができず、自身の持つデータベースを自律的
に更新したり、収集した伝搬伝搬特性データを基地局Ｂ
に転送できない以外は、第１実施形態の場合と全く同様
の作用効果を得ることができる。

【０１２３】また、電波の到来方向を検出するための構
成が不要なため、装置構成の簡易化を図ることができ
る。なお、第１実施形態における通信用移動局ＴＣと、
本実施形態における通信用移動局ＴＣｘとを、同じ通信
システム内に混在させてもよいことは言うまでもない。 ［第４実施形態］次に、第４実施形態について説明す
る。

【０１２４】本実施形態の無線通信システムでは、第１
実施形態とはデータ収集作成機能に関する構成が異なっ
ているだけであるため、この構成の相違する部分を中心
に説明する。図１２は、本実施形態の無線通信システム
の全体構成を表すブロック図である。 図１２に示すよ
うに、本実施形態の無線通信システムは、第１実施形態
と同様に、任意に移動可能な移動局Ｔ（ＴＣ，ＴＳ）
と、マイクロ波帯の電波を用いて自局の通信エリア内に
存在する移動局Ｔとの無線通信を行う基地局Ｂと、各基
地局Ｂと通信回線Ｌを介して接続され、移動局Ｔが基地
局Ｂとの通信を行う際にアンテナの指向性を向けるべき
方向を制御するために用いる指向性制御データを生成，
管理するデータベース管理装置１０ａとを備えている。

【０１２５】なお、移動局Ｔは、一般の利用者がユーザ
データの通信に用いる通信用移動局ＴＣの他に、電波伝
搬特性データの収集のために、基地局Ｂ向けに電波Ｗｓ
の送信を行うデータ収集用移動局ＴＳがあり、いずれも
車両に搭載されている。そして、基地局Ｂは、通信用移
動局ＴＣとの無線通信を行う通信装置２０と、データ収
集用移動局ＴＳからの送信電波Ｗｓを受信することによ
り電波伝搬特性データを生成するデータ収集用受信装置
６０とを備え、通信装置２０及びデータ収集用受信装置
６０のいずれもが、通信回線Ｌを介したデータベース管
理装置１０ａとの通信が可能なように構成されている。

【０１２６】以下、第１実施形態とは異なるデータ収集
作成機能に関する構成について説明する。図１３は、こ
のデータ収集作成機能を実現するために必要な構成、即
ち、データ収集用移動局ＴＳ，基地局Ｂのデータ収集用
受信装置６０，及びデータベース管理装置１０ａの構成
を表すブロック図であり、これらが本発明の指向性制御
データ生成装置における送信部，受信部，制御データ生
成部にそれぞれ相当する。

【０１２７】図１３に示すように、データ収集用移動局
ＴＳは、無指向性の送信アンテナ７１と、通信装置２０
及び通信用移動局ＴＣ間の無線通信にて使用されるもの
と同じ周波数帯の電波Ｗｄを送信アンテナ７１を介して
送信する送信器７２と、ＧＰＳ受信器を備えた位置検出
器７３と、周知のマイクロコンピュータを中心に構成さ
れ、位置検出器７３から取得した位置検出情報を送信デ
ータとして、送信器７２に供給する制御回路７４とを備
えている。なお、当該データ収集用移動局ＴＳを搭載す
る車両が、ナビゲーション装置を備えている場合は、こ
れを位置検出器７３として用いてもよい。

【０１２８】一方、基地局Ｂのデータ収集用受信装置６
０は、受信アンテナ部６１，受信器６２，到来方向測定
器６３，記憶装置６４，制御回路６６を備えており、こ
れらは、第１実施形態のデータ収集用移動局ＴＤを構成
する受信アンテナ部４１，受信器４２，到来方向測定器
４３，記憶装置４５，制御回路４７と全く同様に構成さ
れている。

【０１２９】また、データ収集用受信装置６０は、これ
らの構成に加えて、通信回線Ｌを介してデータベース管
理装置１０ａとの通信を行うためのインタフェース回路
６５を備えている。このように構成されたデータ収集用
受信装置６０では、基地局Ｂの通信エリア内を移動する
データ収集用移動局ＴＳからの電波Ｗｓを受信すると、
制御回路６６が、受信器６２が受信信号を復調すること
で受信データ、即ちデータ収集用移動局ＴＳの現在位置
を表す位置検出情報を抽出し、この位置検出情報を、到
来方向測定器６３が検出した電波の到来方向を表す方位
検出情報と共に電波伝搬特性データとして記憶装置６４
に格納する処理を実行する。

【０１３０】また、制御回路６６は、記憶装置６４に格
納された電波伝搬特性データを、適宜、インタフェース
回路６５を介してデータベース管理装置１０ａに転送す
る処理等も実行する。次に、データベース管理装置１０
ａは、第１実施形態のデータベース管理装置１０とは、
構成が一部異なっているだけであり、即ち、対移動局イ
ンタフェース回路１２が削除され、代わりに基地局Ｂ周
辺の建物の位置や大きさ等が記録された建物情報のデー
タベースを記憶する記憶装置１７が設けられている。

【０１３１】そして、制御回路１８では、対基地局イン
タフェース回路１４を介してデータ収集用受信装置６０
から電波伝搬特性データが転送されてくると、この電波
伝搬特性データと記憶装置１７に記憶された建物情報と
に基づき、電波伝搬特性データの位置検出情報により特
定される地点にて、基地局Ｂから送信された電波を受信
した場合の電波の到来方向を推定し、更に、この推定さ
れた電波の到来方向と位置検出情報とに基づいて、指向
性制御データを作成する処理を実行する。

【０１３２】なお、この推定された電波の到来方向が、
第１実施形態における方位検出情報と同等なものとなる
ため、この推定された電波の到来方向と位置検出情報と
に基づいて、第１実施形態の場合と同様に指向性制御デ
ータを作成することが可能となるのである。

【０１３３】ここで、電波Ｗｓを送信した移動局ＴＳの
位置を表す位置検出情報と、電波Ｗｓを受信した基地局
Ｂでの電波Ｗｓの到来方向を表す方位検出情報とからな
る電波伝搬特性データを用いて、位置検出情報で特定さ
れる地点での電波到来方向を求める方法について説明す
る。

【０１３４】図１４は、この算出方法を説明するための
模式図であり、基地局Ｂと移動局Ｔとの間の電波の伝搬
経路を表している。本実施形態の無線通信システムにお
いて、データベース管理装置１０ａの制御回路１８は、
移動局Ｔの位置検出情報Ｐと、移動局Ｔから送信された
電波の到来方向を表す方位検出情報θとに加えて、建物
Ｋの位置や大きさを表す建物情報を得ることができる。

【０１３５】そして、制御回路１８では、方位検出情報
αに従って、基地局Ｂの位置から電波の到来方向に向か
った経路Ｒ１上に移動局Ｔ（位置Ｐ）が存在するか否か
を調べ、存在しなければ、建物情報のデータベースを検
索することにより、経路Ｒ１上に位置する建物Ｋ１を抽
出する。次に、この抽出された建物Ｋ１での電波の反射
方向を求め、その反射方向に向かった経路Ｒ２に対して
上述の処理を施す。これを繰り返すことにより、移動局
Ｔの位置Ｐに至る経路を見い出すことができれば、位置
Ｐにおける基地局Ｂが送信した電波の到来方向βを特定
できるのである。

【０１３６】なお、実線は一つの建物Ｋ１に反射する場
合、点線は二つの建物Ｋ１’，Ｋ２’に反射する場合の
電波の伝搬経路を示す。以上、説明したように、本実施
形態の無線通信システムにおいては、データ収集用移動
局ＴＳ側から位置検出情報を重畳した電波Ｗｓを送信
し、基地局Ｂに設けたデータ収集用受信装置６０にて、
電波Ｗｓに重畳された位置検出情報を抽出すると共に、
その電波Ｗｓの到来方向を表す方位検出情報を求めるこ
とにより、電波伝搬特性データを生成するようにされて
いる。

【０１３７】従って、本実施形態の無線通信システムに
よれば、データ収集用移動局ＴＳに、電波伝搬特性デー
タを記憶する記憶装置や、記憶した電波伝搬特性データ
をデータベース管理装置に転送するための構成を設ける
必要がないため、データ収集用移動局ＴＳの装置構成を
簡略化できる。

【０１３８】また、本実施形態において、データベース
管理装置１０ａの制御回路１８では、建物情報だけでな
く、基地局Ｂにおける電波の到来方向αも用いて伝搬経
路を求めているため、単に建物情報だけから伝搬経路を
求める場合と比較して、予想され得る伝搬経路を大幅に
絞り込むことができ、その結果、必要な計算量を大幅に
減少させることができるため、短時間で伝搬経路を求め
ることができ、また、伝搬経路の計算を行うための演算
装置も、比較的低速な用いることができるため、装置を
安価に構成できる。

【０１３９】なお、本実施形態では、複数の基地局Ｂに
てデータベース管理装置１０ａを共用するように構成さ
れているが、各基地局Ｂ毎にデータベース管理装置１０
ａを設けてもよい。この場合、制御回路６６，１８や記
憶装置６４，１６等を共通化してもよい。

【０１４０】また、本実施形態では、基地局Ｂを構成す
る通信装置２０とデータ収集用受信装置６０とが、それ
ぞれ独自に制御回路，記憶装置，インタフェース回路を
備えているが、これらを共通化してもよい。更に、本実
施形態では、建物情報をデータベース管理装置１０ａに
設けたが、各データ収集用受信装置６０に設け、データ
収集用受信装置６０の制御回路にて、電波の伝搬経路の
計算を行うようにしてもよい。 ［第５実施形態］次に、第５実施形態について説明す
る。

【０１４１】本実施形態の通信システムは、第４実施形
態と同様に、データ収集作成機能に関する構成のみが、
第１実施形態とは異なっており、第４実施形態と同様
に、データ収集用移動局が電波を送信し、基地局Ｂのデ
ータ収集用受信装置が、この電波を受信して電波伝搬特
性データを生成する構成となっている。

【０１４２】なお、全体構成は図１２に示されたものと
同様であるので説明を省略する。ここで、図１５は、本
実施形態に特徴的なデータ収集作成機能のための構成、
即ち、データ収集用移動局ＴＳａ，基地局Ｂのデータ収
集用受信装置８０，及びデータベース管理装置１０ｂの
構成を表すブロック図である。

【０１４３】図１５に示すように、データ収集用移動局
ＴＳａは、第４実施形態のデータ収集用移動局ＴＳと同
様に構成された送信器７２，位置検出器７３，制御回路
７４に加えて、指向性が互いに異なる方向を向くように
配置された複数のアンテナ（ａ〜ｅ）からなるアンテナ
部７５と、アンテナ部７５を構成するアンテナのいずれ
か一つを、選択信号ＳＥＬに従って送信器７２に接続す
る切換スイッチ７６とを備えている。

【０１４４】一方、基地局Ｂのデータ収集用受信装置８
０は、無指向性又は指向性の広いアンテナ８１と、アン
テナ８１での受信信号を復調して受信データを生成する
受信器８２と、受信器８２にて復調された受信データを
監視して通信品質を測定する通信品質測定器８３と、電
波伝搬特性データを記憶するための記憶装置８４と、通
信回線Ｌを介してデータベース管理装置１０ｂとの通信
を行うためのインタフェース回路８５と、周知のマイク
ロコンピュータを中心に構成され、受信器８２にて復調
された受信データ、及び通信品質測定器８３での測定結
果に基づいて、電波伝搬特性データを生成する制御回路
８６とを備えている。

【０１４５】また、データベース管理装置１０ｂは、第
１実施形態のデータベース管理装置１０から、対移動局
インタフェース回路１２を削除した構成となっている。
そして、データ収集用移動局ＴＳａの制御回路７４で
は、電波を送信するアンテナが周期的且つ順番に切り替
わるように、選択信号ＳＥＬを生成すると共に、位置検
出器７３から取得した位置検出情報，進行方向を表す進
行方向情報、及び現在使用中のアンテナを識別するため
のアンテナ識別情報を送信データとして送信器７２に供
給する処理を実行する。

【０１４６】これによりデータ収集用移動局ＴＳａから
送出された電波を受信したデータ収集用受信装置８０で
は、制御回路８６が、受信器８２にて復調された受信デ
ータからデータ収集用移動局ＴＳａによるアンテナの切
換タイミングを検出し、切換タイミングにより区切られ
た期間毎に、通信品質測定器８３にて測定された通信品
質を比較する。そして、この通信品質が最良となる期間
に復調された受信データから、位置検出情報，進行方向
情報，アンテナ識別情報を抽出し、更に、抽出したアン
テナ識別情報及び進行方向情報に基づき、データ収集用
移動局ＴＳａでの電波の送出方向を求めたものを方位検
出情報とし、この方位検出情報と位置検出情報とを電波
伝搬特性データとして記憶装置８４に格納する処理を実
行する。

【０１４７】即ち、電波の伝搬経路は伝搬方向によって
変化することがないため、移動局ＴＳａから送出され基
地局Ｂに到達した電波の送出方向を、基地局Ｂから送出
された電波の到来方向とすることができるのである。ま
た、データ収集用受信装置８０の制御回路８６は、記憶
装置８４に格納された電波伝搬特性データを、適宜、イ
ンタフェース回路８５を介してデータベース管理装置１
０ｂに転送する処理を実行する。

【０１４８】これにより、対基地局インタフェース回路
１４を介してデータ収集用受信装置８０から電波伝搬特
性データの転送を受けたデータベース管理装置１０ｂの
制御回路１８では、第１実施形態の場合と全く同様に、
この電波伝搬特性データに基づいて指向性制御データを
作成して記憶装置１６に格納する処理を実行する。

【０１４９】以上説明したように、本実施形態の無線通
信システムにおいては、データ収集用移動局ＴＳａから
送出方向を変化させながら電波を送信し、基地局Ｂ（デ
ータ収集用受信装置８０）側にて電波が良好に受信され
た時の送出方向を特定することにより、その地点にて、
逆に基地局Ｂ側から電波が送出された時の電波の到来方
向を特定するようにされている。

【０１５０】従って、本実施形態によれば、建物情報に
基づく電波の伝搬経路の算出を行うことなく、電波の到
来方向を求めることができ、電波伝搬特性データを生成
するデータ収集用移動局ＴＳａの制御回路８６が行う処
理を簡素化することができる。

【０１５１】ところで、本実施形態では、搬送波を変調
する送信データにアンテナ識別情報を含めることによ
り、アンテナ識別情報を電波に重畳しているが、例え
ば、他の送信データによる変調信号を送出する前に、ア
ンテナ識別情報に応じたパターンにて、電波を断続送信
することで、アンテナ識別信号を電波に重畳してもよ
い。なお、図１６には、アンテナａ〜ｅに、それぞれ２
進数の１〜５に相当するパターンを対応させた例を示
す。

【０１５２】以上本発明のいくつかの実施形態について
説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるもので
はなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々
な態様にて実施することが可能である。例えば、上記実
施形態では、データ収集用移動局ＴＤやデータ収集用受
信装置６０，８０によって収集，作成される電波伝搬特
性データにおいて、到来方向インデックス毎に受信強度
（ビット誤り率）をそのまま記録するようにされている
が、図１８（ａ）に示す電波強度に対するスコアの対応
表を用い、この対応表によって得られたスコアを、図１
８（ｂ）に示すように、電波強度の代わりに記録するよ
うにしてもよい。

【０１５３】なお、ここでは、対応表として、電波強度
が強い順に上位５番目までに対して、上位５番目までに
対して、順に１０，５，３，１のスコアを対応させ、そ
れ以外は全て０を対応させたものを示している。これ
は、電波伝搬特性データを生成する装置の方位解像度
（近接した二つの異なる方向を見分ける能力）が低い場
合、信号強度をそのまま記録すると、複数の到来方向に
ついて、同様な値が並んでしまい、どの方位情報を優先
的に選択してよいか特定できない場合が考えられる。そ
のため、受信強度に大きな差がない場合では、スコアに
差をつけることにより、優先順位を明確化しているので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施形態の無線通信システムの全体構成
を表すブロック図である。

【図２】 データ収集作成機能に関する構成を表すブロ
ック図である。

【図３】 電波伝搬特性データ及び指向性制御データに
用いる座標インデックス及び方位インデックスについて
の説明図である。

【図４】 電波伝搬特性データ及び指向性制御データの
内容を表す説明図である。

【図５】 通信機能に関する構成を表すブロック図であ
る。

【図６】 指向性制御処理の内容を表すフローチャート
である。

【図７】 データベース更新処理の内容を表すフローチ
ャートである。

【図８】 アンテナ指向性設定処理の内容を表すフロー
チャートである。

【図９】 第２実施形態における指向性制御処理の内容
を表すフローチャートである。

【図１０】 第２実施形態におけるアンテナ指向性設定
処理の内容を表すフローチャートである。

【図１１】 第３実施形態における通信用移動局の構成
を表すブロック図である。

【図１２】 第４実施形態の無線通信システムの全体構
成を表すブロック図である。

【図１３】 第４実施形態におけるデータ収集作成機能
に関する構成を表すブロック図である。

【図１４】 第４実施形態における電波到来方向の算出
方法を表す説明図である。

【図１５】 第５実施形態におけるデータ収集作成機能
に関する構成を表すブロック図である。

【図１６】 電波にアンテナ識別情報を重畳する方法の
一例を表す説明図である。

【図１７】 複数の指向性アンテナを用いた電波到来方
向の算出方法を表す説明図である。

【図１８】 電波伝搬特性データの作成例を表す説明図
である。

【符号の説明】

１０，１０ａ，１０ｂ…データベース管理装置 １２…対移動局インタフェース回路 １４…対基地局
インタフェース回路 １６，１７，２５，４５，５８，６４，８４…記憶装置 １８，２７，４７，５９，６６，７４，８６…制御回路 ２０…通信装置 ２１，８１…アンテナ ２２，３４，
５２，７２…送信器 ２３，４２，５３，６２，８２…受信器 ２４，５４…
方向性結合器 ２６，４６，６５，８５…インタフェース回路 ３０…データ収集用送信装置 ３２，７１…送信ア
ンテナ ４１，６１…受信アンテナ部 ４３，６３…到来方
向測定器 ４４，５７，７３…位置検出器 ５１，７５…アンテ
ナ部 ５５…指向性制御回路 ５６，８３…通信品
質測定器 ６０，８０…データ収集用受信装置 ７６…切換ス
イッチ Ｂ…基地局 Ｌ…通信回線 Ｔ…移動局 ＴＣ，ＴＣｘ…通信用移動局 ＴＤ，ＴＳ，ＴＳａ…
データ収集用移動局

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 邦彦 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 5J021 AA05 DB05 EA04 FA30 FA31 GA02 HA06 HA10 5K067 AA02 AA23 AA33 AA34 AA41 AA42 BB03 BB04 BB36 CC24 DD44 DD45 DD46 EE02 EE10 EE16 EE37 EE39 FF03 FF16 HH22 HH23 JJ52 JJ56 JJ66 KK02 KK03 KK15

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動局が指向性を制御可能なアンテナを
   用いて基地局との無線通信を行う無線通信システムにお
   いて、 前記基地局は、 前記移動局との通信が可能な通信エリア内の位置を特定
   する位置情報と、該位置情報にて特定される位置にて、
   前記移動局が前記基地局からの送信電波を受信する際に
   前記アンテナの指向性を向けるべき方向を示す方位情報
   とを対応づけてなる指向性制御データを記憶する共通デ
   ータ記憶手段を備え、 前記移動局は、 前記指向性制御データを記憶する制御データ記憶手段
   と、 当該移動局の位置を検出する位置検出手段と、 該位置検出手段の検出結果に基づき、該検出結果に対応
   する指向性制御データを前記制御データ記憶手段から抽
   出する制御データ抽出手段と、 該制御データ抽出手段にて抽出された指向性制御データ
   に従って、前記アンテナの指向性を制御する指向性制御
   手段と、 前記基地局との無線通信により、該基地局の共通データ
   記憶手段に記憶された指向性制御データを獲得し、該獲
   得した指向性制御データにより、前記制御データ記憶手
   段の記憶内容を更新する更新手段と、 を備えることを特徴とする無線通信システム。
2. 【請求項２】 前記指向性制御手段は、 前記位置検出手段での検出結果に対応する指向性制御デ
   ータが前記制御データ記憶手段に存在せず、前記制御デ
   ータ抽出手段が指向性制御データを抽出できない場合、
   前記アンテナの指向性を無指向に切り換えることを特徴
   とする請求項１記載の無線通信システム。
3. 【請求項３】 前記指向性制御データは、前記位置情報
   毎に前記方位情報が複数対応づけられ、且つ、該方位情
   報のそれぞれに制御時の優先度を示す優先情報が付与さ
   れたものからなり、 前記指向性制御手段は、 前記基地局との無線通信の通信品質を測定する通信品質
   測定手段を備え、前記制御データ抽出手段にて抽出され
   た指向性制御データの方位情報のうち、前記通信品質測
   定手段にて測定される通信品質が、予め設定された基準
   レベル以上となるものの中で、前記優先情報が最も高い
   優先度を示す方位情報に従って前記アンテナの指向性を
   設定することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の
   無線通信システム。
4. 【請求項４】 請求項３記載の無線通信システムにおい
   て、 前記指向性制御手段は、 前記制御データ抽出手段にて抽出された指向性制御デー
   タの方位情報のうち、前記通信品質測定手段にて測定さ
   れる通信品質が、予め設定された基準レベル以上となる
   ものが一つも存在しない場合、該抽出された指向性制御
   データを前記制御データ記憶手段から削除すると共に、
   前記アンテナの指向性を無指向に切り換えることを特徴
   とする無線通信システム。
5. 【請求項５】 請求項１ないし請求項４いずれか記載の
   無線通信システムにおいて、 前記移動局は、 前記アンテナが受信した電波の到来方向を検出する到来
   方向検出手段と、 該到来方向検出手段による検出と同時に得られた前記位
   置検出手段での検出結果に基づき、該検出結果に対応す
   る指向性制御データについての前記制御データ記憶手段
   の記憶内容を、前記到来方向検出手段での検出結果に基
   づいて更新する部分更新手段と、 を備えることを特徴とする無線通信システム。
6. 【請求項６】 請求項５記載の無線通信システムにおい
   て、 前記移動局は、 前記部分更新手段が前記制御データ記憶手段の記憶内容
   の更新に用いた前記到来方向検出手段及び前記位置検出
   手段での両検出結果を電波伝搬特性データとし、該電波
   伝搬特性データを前記基地局との無線通信により該基地
   局に伝送する特性データ伝送手段を備え、 前記基地局は、 前記移動局から無線通信により伝送されてきた前記電波
   伝搬特性データに従って、前記共通データ記憶手段の記
   憶内容を更新する共通データ更新手段を備えることを特
   徴とする無線通信システム。
7. 【請求項７】 請求項５又は請求項６記載の無線通信シ
   ステムにおいて、 前記到来方向検出手段は、前記基地局との無線通信にて
   ユーザデータの伝送が行われていない待機時に、電波到
   来方向の検出を行うことを特徴とする無線通信システ
   ム。
8. 【請求項８】 請求項５ないし請求項７いずれか記載の
   無線通信システムにおいて、 前記到来方向検出手段は、前記位置検出手段での検出結
   果に対応する指向性制御データが前記制御データ記憶手
   段に存在しない場合に、電波到来方向の検出を行うこと
   を特徴とする無線通信システム。
9. 【請求項９】 基地局からの電波を受信する際に、移動
   局がアンテナの指向性を向けるべき方向を制御するため
   に用いられる指向性制御データを生成する指向性制御デ
   ータ生成装置であって、 前記基地局に配置され、前記移動局と基地局との間で送
   受される周波数帯の電波を送信する送信部と、 任意に移動可能に構成され、前記送信部から送信された
   電波を受信し、該電波の受信位置及び到来方向を検出し
   て、該受信位置及び到来方向の検出結果である位置検出
   情報と方位検出情報とからなる電波伝搬特性データを収
   集する受信部と、 該受信部が収集した電波伝搬特性データに基づき、前記
   移動局との通信が可能な通信エリア内の位置を特定する
   位置情報と、該位置情報にて特定される位置にて、前記
   移動局が前記基地局からの送信電波を受信する際に前記
   アンテナの指向性を向けるべき方向を示す方位情報とを
   対応づけてなる指向性制御データを生成する制御データ
   生成部と、 を備えることを特徴とする指向性制御データ生成装置。
10. 【請求項１０】 前記受信部と前記制御データ生成部と
    は別体に形成され、 前記受信部は、収集した前記電波伝搬特性データを、有
    線通信或いは無線通信を用いて前記制御データ生成部に
    伝送することを特徴とする請求項９記載の指向性制御デ
    ータ生成装置。
11. 【請求項１１】 前記制御データ生成部は、 前記受信部にて収集された前記電波伝搬特性データを、
    同一の位置情報に対応する前記位置検出情報毎に、同一
    の方位情報に対応する前記方位検出情報の値を各々積算
    し、該積算値が大きいほど高い優先度となる優先情報を
    前記方位情報に付与することにより、前記位置情報毎に
    優先情報付き方位情報を複数対応づけてなる指向性制御
    データを生成することを特徴とする請求項９又は請求項
    １０記載の指向性制御データ生成装置。
12. 【請求項１２】 前記送信部に、水平面における指向性
    が無指向となる送信アンテナを設けると共に、前記受信
    部に、水平面における指向性が互いに異なる方向を向く
    ように配置された複数の受信アンテナを設け、 前記受信部は、前記送信アンテナから送信された電波
    を、前記複数の受信アンテナにより各々受信し、受信品
    質が最良となる前記受信アンテナの指向方向を、電波の
    到来方向として特定することを特徴とする請求項９ない
    し請求項１１いずれか記載の指向性制御データ生成装
    置。
13. 【請求項１３】 前記送信部に、水平面における指向性
    が無指向となる送信アンテナを設けると共に、前記受信
    部に、水平面における指向性が互いに重なり合うように
    配置された複数の受信アンテナを設け、 前記受信部は、前記送信アンテナから送信された電波
    を、各受信アンテナにて同時受信し、各受信信号の強度
    及び位相の少なくともいずれか一方に基づき、電波の到
    来方向を算出することを特徴とする請求項９ないし請求
    項１１いずれか記載の指向性制御データ生成装置。
14. 【請求項１４】 前記送信部に、水平面における指向性
    が互いに異なる方向を向くように配置された複数の送信
    アンテナを設けると共に、前記受信部に、水平面におけ
    る指向性が無指向となる受信アンテナを設け、 前記送信部は、前記複数の送信アンテナを予め決められ
    たタイミングで順次切り換えながら電波を送信し、前記
    受信部は、前記受信アンテナでの受信品質が最良となる
    タイミングに基づき、電波の到来方向を特定することを
    特徴とする請求項９ないし請求項１１いずれか記載の指
    向性制御データ生成装置。
15. 【請求項１５】 前記送信部に、水平面における指向性
    が互いに異なる方向を向くように配置された複数の送信
    アンテナを設けると共に、前記受信部に、水平面におけ
    る指向性が無指向となる受信アンテナを設け、 前記送信部は、前記複数の送信アンテナを順次切り換え
    ながら、使用した送信アンテナを特定する識別情報が重
    畳された電波を送信し、前記受信部は、前記受信アンテ
    ナでの受信品質が最良の時に抽出される識別情報に基づ
    いて、電波の到来方向を特定することを特徴とする請求
    項９ないし請求項１１いずれか記載の指向性制御データ
    生成装置。
16. 【請求項１６】 基地局からの電波を受信するため移動
    局がアンテナの指向性を向けるべき方向を示す指向性制
    御データを生成する指向性制御データ生成装置であっ
    て、 任意に移動可能に構成され、前記移動局と基地局との間
    で送受される周波数帯の電波を、該電波の送信位置を示
    す位置検出情報を重畳して送信する送信部と、 前記基地局に配置され、前記送信部から送信された電波
    を受信し、該電波に重畳された前記位置検出情報を抽出
    すると共に該電波の到来方向を検出し、抽出された前記
    位置検出情報と前記到来方向の検出結果である方位検出
    情報とからなる電波伝搬特性データを収集する受信部
    と、 該受信部が収集した電波伝搬特性データに基づき、前記
    移動局との通信が可能な通信エリア内の位置を特定する
    位置情報と、該位置情報にて特定される位置にて、前記
    移動局が前記基地局からの送信電波を受信する際に前記
    アンテナの指向性を向けるべき方向を示す方位情報とを
    対応づけてなる指向性制御データを生成する制御データ
    生成部と、 を備えることを特徴とする指向性制御データ生成装置。
17. 【請求項１７】 前記制御データ生成部は、前記基地局
    周辺に存在する建物についての位置及び大きさを少なく
    とも含んだ建物情報に基づき、前記受信部にて収集され
    た前記電波伝搬特性データから、前記送信部における電
    波の送信方向を表す第２方位検出情報を算出し、該第２
    方位検出情報と前記位置検出情報とに基づいて前記指向
    性制御データを生成することを特徴とする請求項１６記
    載の指向性制御データ生成装置。