JP2001136565A - 移動体通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の指向性アンテナ及び複数の周波数を必
要とすることなく、指向性アンテナを相手の移動体、即
ち通信相手の方向に指向させることができ、通信中に相
互の位置関係が相対的に変化したとしても通信の途絶が
生じ難い移動体通信装置を提供する。 【解決すべき手段】 自己の移動体における現在の位置
信号を検出する位置検出手段と、相手の移動体に上記現
在の位置信号を含む通信信号を送信し、指向方向を変更
可能な指向性アンテナと、相手の移動体における位置信
号を含む通信信号を受信する受信手段と、この受信手段
による相手の移動体における位置信号に基づいて上記指
向性アンテナを相手の移動体の方向に制御する方向制御
手段とを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、指向性アンテナ
を用いて相手の移動体と移動通信を行う移動体通信装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、情報化の進展に伴い人々の行動範
囲が多様化・拡大化し、移動体通信の果たす役割がます
ます重要となってきている。このような移動体通信、例
えば航空機間通信などにおいては、自己と通信相手との
相対的な位置関係が変化した場合にも通信状態が維持で
きること、また遠方の通信相手に対しても確実な通信が
実現できること等が要請されている。

【０００３】これらの要請を達成しうるものとして、例
えば、一般的には水平面内全方位にに通信信号を送信す
る無指向性アンテナを用いた移動通信システムが考えら
れるが、このようなシステムでは、端末局あるいは基地
局がどのような位置にあっても通信できる反面、あらゆ
る方向に対して通信信号を送信する必要があり多大な送
信電力を必要とする。また、通信相手以外の第三者に通
信内容を傍受されるという可能性もある。そして遠方の
通信相手との通信を確実に行うためにはさらに大きな送
信電力を要し、この傾向はより多大となる。

【０００４】これに対し、アンテナのビーム範囲が狭く
形成された高利得のアンテナ、いわゆる指向性アンテナ
により通信を行う移動通信システムでは、自己の指向性
アンテナを通信相手又は基地局の方向にのみ指向させ通
信信号を送受信することができるので、無駄な送信電力
の消費を大幅に低減することができると共に、通信相手
以外の第三者に通信相手との通信内容を傍受される可能
性も低減することができるが、自己のみならず通信相手
も移動するような移動体通信においては、相互の位置関
係が常に変化し、自己のアンテナを通信相手の方向に対
して常に指向させておくのは困難であり、通信相手との
通信状態を維持するためには複数のビームを形成するな
どの手段が必要となる。

【０００５】例えば、特開平５−１６７４８９号公報に
は、複数の指向性アンテナを設けレベル比較部にて受信
電界強度をそれぞれ比較することにより、移動局の追尾
が効率良くできる移動無線基地局用アンテナ装置が記載
されており、また、特開平７−２８３６４２号公報に
は、無指向性アンテナを用いた無指向性通信ユニットで
固定局又は移動局の３次元位置座標、即ち各々の位置デ
ータを通信相手（固定局は移動局、移動局は固定局）に
相互に送信することにより、自己の位置データと受信し
た通信相手の位置データとからミリ波通信ユニット、即
ち指向性通信ユニットの送受信アンテナを通信相手に対
して指向させることができる固定局と移動体のアンテナ
指向方向調整方法が記載されている。

【０００６】なお、自己の現在位置を検出する手段とし
ては、人工衛星を使った全世界測位システム（以下、Ｇ
ＰＳという。）があり、このような測位システムを利用
してアンテナの指向性を変更することが従来行われてい
る（例えば、特開昭６３−２６１９２８号公報に記載さ
れた車両用受信装置）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の移動体
通信装置は以上のように構成されていたので、受信電界
強度を比較する方式のものでは、複数の指向性アンテナ
を設けこれら複数の指向性アンテナを動作させて受信電
界強度の比較を行わなければならず、装置の構成・制御
が複雑となり（例えば、特開平５−１６７４８９号公報
の図１、図６又は図７）、さらに指向性アンテナと給電
部との接続を順次切換えた場合、その都度アンテナ利得
に変動が生じてその期間通信が途絶すると共に、正確な
受信電界を検出するまでには時間を要するという問題点
があり、また、無指向性通信ユニットを用いて自己の位
置データを相互に送受信する方式のものでは、無指向性
通信ユニットと指向性通信ユニットとの２種類以上の周
波数を必要とし、近年問題となっている周波数の有効活
用の観点から問題がある。

【０００８】また、航空機間あるいは航空機−船舶間な
どの通信の場合においては、一般の携帯無線システムに
比べて移動体間の通信エリアが広範となるため、上述し
たような送信電力の問題はより顕著となる。

【０００９】この発明は、上記のような課題を解消する
ためになされたものであり、複数の指向性アンテナ及び
複数の周波数を必要とすることなく、指向性アンテナを
相手の移動体、即ち通信相手の方向に指向させることが
でき、通信中に相互の位置関係が相対的に変化したとし
ても通信の途絶が生じ難い新規な移動体通信装置を得る
ことを目的とする。また、通信相手までの距離に応じて
送信機に供給される送信電力を最適なレベルにすること
ができる新規な移動体通信装置を得ることを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る移
動体通信装置は、自己の移動体における現在の位置信号
を検出する位置検出手段と、相手の移動体に通信信号を
送信し、指向方向を変更可能な指向性アンテナと、相手
の移動体における位置信号を含む通信信号を受信する受
信手段と、この受信手段による相手の移動体における位
置信号から自己の移動体に対する相手の移動体の方向を
算出する方向演算部と、この方向演算部による上記方向
に基づいて上記指向性アンテナを上記通信相手の移動体
の方向に制御する方向制御手段とを備えたものである。

【００１１】請求項２の発明に係る移動体通信装置は、
自己の移動体における現在の位置信号を検出する位置検
出手段と、相手の移動体における位置信号を検出する目
標検出手段と、相手の移動体に通信信号を送信し、指向
方向を変更可能な指向性アンテナと、上記目標検出手段
による相手の移動体における位置信号から自己の移動体
に対する相手の移動体の方向を算出する方向演算部と、
この方向演算部による上記方向に基づいて上記指向性ア
ンテナを上記通信相手の移動体の方向に制御する方向制
御手段とを備えたものである。

【００１２】請求項３の発明に係る移動体通信装置は、
自己の移動体における現在の位置信号を検出する位置検
出手段と、相手の移動体に上記現在の位置信号を含む通
信信号を送信し、指向方向を変更可能な指向性アンテナ
と、相手の移動体における位置信号を含む通信信号を受
信する受信手段と、この受信手段による相手の移動体に
おける位置信号に基づいて上記指向性アンテナを相手の
移動体の方向に制御する方向制御手段とを備えたもので
ある。

【００１３】請求項４の発明に係る移動体通信装置は、
無指向性アンテナとアンテナ切換器とを設け、相手の移
動体における現在位置が確認されるまで上記指向性アン
テナを上記無指向性アンテナに切り換えるものである。

【００１４】請求項５の発明に係る移動体通信装置は、
自己の移動体における現在の位置信号を検出する位置検
出手段と、相手の移動体に通信信号を送信し、指向方向
を変更可能な指向性アンテナと、相手の移動体における
位置信号を含む通信信号を受信する受信手段と、この受
信手段による相手の移動体における上記位置信号により
上記指向性アンテナを相手の移動体の方向に制御する方
向制御手段と、上記受信手段による相手の移動体におけ
る上記位置信号と上記位置検出手段による上記現在の位
置信号とから相手の移動体との距離を算出する距離演算
部と、この距離演算部による上記距離により上記指向性
アンテナへの送信電力を制御する電力制御部とを備えた
ものである。

【００１５】請求項６の発明に係る移動体通信装置は、
基地局を介して相手の移動体との通信を行う移動体通信
装置において、自己の移動体における現在の位置信号を
検出する位置検出手段と、上記基地局の位置情報を記憶
した記憶手段と、上記基地局に通信信号を送信し、指向
可能な指向性アンテナと、上記位置検出手段による上記
現在の位置信号と上記記憶手段に記憶された上記基地局
の位置情報とから上記基地局の方向を算出する方向演算
部と、この方向演算部による上記方向に基づいて上記指
向性アンテナを上記基地局の方向に制御する方向制御手
段とを備えたものである。

【００１６】請求項７の発明に係る移動体通信装置は、
周回衛星を介して通信相手との通信を行う移動体通信装
置において、自己の移動体における現在の位置信号を検
出する位置検出手段と、上記周回衛星の周回軌道及び周
回時刻を記憶した記憶手段と、上記周回衛星に通信信号
を送信し、指向方向を変更可能な指向性アンテナと、上
記位置検出手段による上記現在の位置信号と上記記憶手
段に記憶された上記周回衛星の周回軌道及び周回時刻と
から上記周回衛星の方向を算出する方向演算部と、この
方向演算部による上記方向に基づいて上記指向性アンテ
ナを上記周回衛星の方向に制御する方向制御手段とを備
えたものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】発明の実施の形態１．以下、この
発明の一実施形態について図１ないし図４を用いて説明
する。本発明に係る移動体通信装置は、近年普及してい
る自動車電話システムのような無線通信システムへの適
用も可能であるが、複数ビームの受信レベル等を比較す
る方式のものではないことから、例えば通信相手との間
に建築物やトンネルなどの遮蔽物が存在するような自動
車電話システムなどよりも航空機間あるいは航空機−船
舶間のような通信に適用される移動通信システムに適し
たものである。図１はこの発明の一実施形態による移動
体通信装置が適用された移動体通信システムのシステム
概略図であり、図１において、１は自己の移動体である
本実施形態による移動体通信装置、２は移動体通信装置
１と同様に構成され、通信信号３により移動体通信装置
１との音声通信あるいはデータ通信等を行う相手の移動
体、即ち通信相手である。

【００１８】また、４は無指向性アンテナ、５は電子的
又は機械的な駆動機構によってその指向方向が変更され
る指向性アンテナ、６は送信信号を出力する送信手段で
ある送信機７、相手の移動体２から送信された通信信号
３を受信処理する受信手段である受信機８及びこれらの
送受信動作を切り換える送受信切換手段９を有した送受
信手段、１０は各アンテナ４，５と送受信手段６との接
続を切換えるアンテナ切換手段、１１は人工衛星等から
付与される自己の移動体における位置信号を検出するＧ
ＰＳ受信機等からなる位置検出手段、１２は送信機７及
び受信機８の切り換えや使用するアンテナ４，５の切り
換えなど各種動作を制御する送受信制御手段、１３は送
受信制御手段１３からの指示により指向性アンテナ５の
指向方向を制御する方向制御手段である。

【００１９】そして、１４は送受信制御手段１２から送
受信手段６に与えられる送受信制御信号、１５はアンテ
ナ切換器１０に与えられるアンテナ切換信号、１６は後
述する方向演算部の算出結果である方向制御手段１３へ
の方向制御信号、１７は方向演算部の算出結果に基づい
て指向性アンテナ５の指向方向を設定する方向指示信
号、１８は位置検出手段１１にて検出された自己の移動
体における現在の位置信号を含む通信データ（以下、送
信データという。）、１９は受信機８にて受信処理され
た相手の移動体２における現在の位置信号を含む通信デ
ータ（以下、受信データという。）、２０は位置検出手
段１１にて検出された自己の移動体における現在位置を
示す位置信号である。なお、相手の移動体２は移動体通
信装置１と同様に構成されており、相手の移動体２につ
いての詳細な説明については省略する。

【００２０】次に具体的構成について説明する。図２は
移動体通信装置１の具体的構成を示す部分構成図であ
り、図２において、２１は音声データ等のデータ信号を
入出力するデータ入出力手段、２２はデータ入出力手段
２１から入力されたデータ信号、例えば音声データや画
像データ等からなるデータ信号に位置検出手段１１から
出力された位置信号２０を挿入して相手の移動体２に送
信する送信データ１８を生成し、また受信機８により受
信処理された受信データ１９から相手の移動体２におけ
る位置信号を検出し位置信号が除かれたデータ信号をデ
ータ入出力手段２１に出力する送受信信号処理部、２３
は送受信信号処理部２２で検出された相手の移動体２に
おける位置信号と位置検出手段１１にて検出された自己
の移動体における現在の位置信号２０とから自己の移動
体に対する相手の移動体２の方向を算出する方向演算
部、２４は送受信信号処理部２２で検出された相手の移
動体２における位置信号と位置検出手段１１にて検出さ
れた自己の移動体における現在の位置信号２０とから相
手の移動体２までの距離を算出する距離演算部、２５は
これら送受信制御手段１２における一連の処理動作を予
め設定されたプログラム等に基づいて制御する主制御部
（以下、単にＣＰＵという。）である。

【００２１】方向演算部２３の算出結果は方向制御手段
１３に入力されており、方向制御手段１３はこの方向制
御信号１６に基づいて指向性アンテナ５の指向方向を制
御している。また、距離演算部２４の算出結果はＣＰＵ
２５に入力されており、ＣＰＵ２５はこの距離演算部２
４の算出結果に基づいて送信機７に供給される送信電力
を最適なレベルに制御している。なお、本実施形態によ
る移動体通信装置では、ＣＰＵ２５が距離演算部２４の
算出結果に基づいて送信機７に供給される送信電力を制
御する電力制御部を有する構成となっているが（図示省
略）、この電力制御部はＣＰＵ２５と別に設けて構成す
るようにしてもよい。

【００２２】次に、本実施形態による移動体通信装置の
動作について説明する。上述したとおり、本実施形態に
よる移動体通信装置は、それぞれが互いに移動しながら
相手の移動体との通信を行うものであり、相互の位置関
係は各移動体の移動に伴って相対的に変化する。図３は
本実施形態による移動体通信装置１及び相手の移動体２
の位置関係を模式的に示す位置説明図であり、図３にお
いて、１’，２’は移動前の移動体通信装置及び相手の
移動体、１，２は移動後の移動体通信装置及び相手の移
動体をそれぞれ示している。図３に示すように、移動体
通信装置１及び相手の移動体２の位置関係はそれぞれの
移動体の移動によって相対的に変化しており、各移動体
においては相手の移動体との通信状態を維持するために
指向性アンテナ５の指向方向を移動後の相手の移動体の
方向に変更しなければならない。

【００２３】本実施形態による移動体通信装置において
は、それぞれ位置検出手段１１によって自己の移動体に
おける現在位置が検出されており、このようにして検出
された位置信号を例えば通信信号に挿入して相互に送受
信することにより、自己の移動体における現在位置だけ
でなく相手の移動体の移動体における現在位置について
も常に確認することができるよう構成されている。例え
ば、ＧＰＳ受信機では、１秒間に２回程度の位置検出が
可能であるから、０．５秒間隔で自己の現在位置を確認
することができ、またこのような位置信号を相手の移動
体との間で相互に送受信するので相手の移動体における
現在位置についても常に確認することができる。０．５
秒で移動できる距離はそれほど長い距離ではなく、これ
らにより図１に示す移動体通信装置１及び相手の移動体
２においては自己の移動体における現在位置と相手の移
動体の移動体における現在位置とを十分に確認すること
ができ、また指向性アンテナの指向範囲外となることも
考えられない。

【００２４】なお、本実施形態では、無指向性アンテナ
４と指向性アンテナ５とが併用される構成となってお
り、通信開始の当初は相手の移動体２の現在位置が確認
できないので、まずアンテナ切換手段１０により無指向
性アンテナ４が選択され、この無指向性アンテナ４によ
って移動体通信装置１の位置信号が相手の移動体２に送
信されている。そして、相手の移動体２の現在位置が相
互に確認されると、アンテナ切換手段１０は指向性アン
テナ５を選択し、この指向性アンテナ５によって相手の
移動体２との通信開始及び通信状態が維持される。この
アンテナ切換手段１０による無指向性アンテナ４と指向
性アンテナ５との切換えは送受信制御手段１２から出力
されるアンテナ切換信号１４により制御されている。

【００２５】次に送信動作について説明する。データ入
出力手段２１から送受信信号処理部２２に音声データ等
のデータ信号が入力されると、送受信信号処理部２２は
このデータ信号と位置検出手段１１にて検出された自己
の移動体における現在の位置信号２０とから相手の移動
体２に送信する送信データ１８を生成する。図４は移動
体通信装置１と相手の移動体２との間で送受信される通
信信号のデータ構成を示すデータ構成図であり、送受信
信号処理部２２では、例えば図４に示すようなデータ構
成の送信データが生成されている。なお、相手の移動体
２においても同様なデータ構成の送信信号が生成されて
おり、本実施形態による移動通信システムでは図４に示
すようなデータ構成の通信信号３が移動体通信装置１と
相手の移動体２との間で相互に送受信されるものであ
る。

【００２６】図４において、２６は符号化されたｎ局分
の情報ビット、２７は各移動体１，２間で同期をとるた
めの同期ビット、２８は自己の移動体における現在位置
を示すステータス用ビットであり、これら各ビット２
６，２７及び２８にて送信データ１８の１フレームが構
成されている。例えば、情報ビット２６の加入者数ｎが
１０局の場合、８ｋＨｚサンプリング／８ビットとする
と８０ビット／フレーム必要となり、このようなフレー
ム構成の送信データ１８が通信信号３として１秒間に数
千フレーム単位で相手の移動体２に送信されるものであ
る。そして、上記のような条件で、例えば８０００フレ
ーム／秒の送信データ１８が相手の移動体２に送信され
た場合、８０００ビット／秒のステータス２８を送信す
ることができ、１局あたり８００ビット／秒の位置信号
を相手の移動体２に対して送信することができる。また
ＧＰＳ受信機等では２回／秒の位置検出が行われてお
り、これにより位置検出手段１１にて検出された現在の
位置信号２０は十分に相手の移動体２に送信することが
できる。なお、上記サンプリング周波数、ビット数等は
一例であり、これらに限られるものではない。

【００２７】このようにして送受信信号処理部２２から
出力された送信データ１８は、送信機７に出力され、所
定の送信出力の通信信号３として送受信切換器９、アン
テナ切換器手段１０、指向性アンテナ５を介して相手の
移動体２に送信される。なお、指向性アンテナ５は、後
述するように方向制御手段１３によって指向方向が制御
されており、たとえ通信中に相互の位置関係が相対的に
変化したとしても、通信信号３は正確に相手の移動体２
に送信される。

【００２８】次に受信動作について説明する。相手の移
動体２から送信された通信信号３は指向性アンテナ５に
より受信され、受信手段である受信機８により所要の受
信処理がなされた後、受信データ１９として送受信制御
手段１２の送受信信号処理部２２に入力される。受信デ
ータ１９は例えば図４に示すようにデータ構成されてお
り、送受信信号処理部２２では、受信信データ１９から
ステータス用ビット２８の検出を行うことにより相手の
移動体２における位置信号を検出することができる。そ
して、ステータス用ビット２８の検出が行われた後のデ
ータ信号はデータ入出力手段２１に出力されて元の信号
（音声データ、画像データ等）に再生され、検出された
相手の移動体２における位置信号は方向演算部２３及び
距離演算部２４にそれぞれ入力される。

【００２９】方向演算部２３では、位置検出手段１１の
位置信号により自己の移動体における現在位置が認識さ
れており、送受信信号処理部２２から相手の移動体２に
おける位置信号が入力されると、この相手の移動体２に
おける位置信号に基づいて自己の移動体に対する相手の
移動体２の方向が算出される。そしてこの方向演算部２
３の算出結果は方向制御手段１３に入力されており、方
向制御手段１３は方向演算部２３にて算出された方向に
指向性アンテナ５を制御する。このように、通信中に自
己の移動体における位置信号を含んだ通信信号３を相手
の移動体２と相互に送受信することにより、例えば移動
体通信装置１においては自己の移動体のみならず相手の
移動体２における現在位置を確認することができ、通信
中、各移動体１，２の移動によって位置関係が相対的に
変化する場合においても相手の移動体２における現在の
位置を見失うことなく常に自己の指向性アンテナ５を相
手の移動体２に対して指向させることができ、指向性ア
ンテナ５により相手の移動体２との良好な通信状態を継
続することができる。

【００３０】また、距離演算部２４においても位置検出
手段１１の位置信号により自己の移動体における現在位
置が認識されており、送受信信号処理部２２から相手の
移動体２における位置信号が入力されると、この相手の
移動体２における位置信号と自己の移動体における位置
信号とに基づいて自己の移動体から相手の移動体２まで
の距離が算出される。この距離演算部２４の算出結果は
ＣＰＵ２５に入力されており、ＣＰＵ２５は距離演算部
２４にて算出された距離に基づいて送信機７に供給され
る送信電力を無駄のない最適なレベルに制御する。この
ように、通信中に自己の移動体における位置信号を含ん
だ通信信号３を相手の移動体２と相互に送受信すること
により、例えば移動体通信装置１においては自己の移動
体のみならず相手の移動体２における現在位置を確認す
ることができ、通信中、各移動体１，２の移動によって
位置関係が相対的に変化する場合においても相手の移動
体２までの距離を常に確認することができ、送信機７の
送信電力を最適なレベルに制御することができる。

【００３１】以上のように、本実施形態による移動体通
信装置では、複数の指向性アンテナ及び複数の周波数を
必要とすることなく、指向性アンテナ５を相手の移動体
に対して指向させることができ、通信中、相互の位置関
係が相対的に変化したとしても、最良の状態で相手の移
動体との通信を維持することができる。例えば、航空機
間の通信の場合、その通信エリアが広範で、かつ、自動
車電話システムのように建築物などによるフェージング
の影響を受ける環境ではないことから、本実施形態によ
る移動体通信装置１のように構成することにより、簡単
に最適な通信状態を維持することができ、その技術的メ
リットは大きい。また、自己の移動体における位置信号
と相手の移動体における位置信号とから相手の移動体の
移動体までの距離をも算出することができるので、算出
された相手の移動体までの距離に応じて送信機の送信出
力を制御することができ、送信機の送信出力を最適な出
力レベルに制御することもできる。

【００３２】なお、図１に示す移動通信システムでは、
相手の移動体２が１局だけの状況を示したが通信信号を
図４に示すようなデータ構成とすることにより複数の移
動体（ｎ局分）との通信を行うことができる。この場
合、指向性アンテナ５はマルチビーム型の指向性アンテ
ナとし、方向制御手段１３によって各ビームの指向方向
を制御することにより複数の移動体、即ち通信相手との
通信が実現できる。この場合、いわゆるマルチビームを
形成することにより送信機７の送信出力がビームの数だ
け増大するものの、無指向性アンテナを用いた通信シス
テムの場合と比較して大幅に送信機７の送信電力を低減
することができる。

【００３３】発明の実施の形態２．次にこの発明の他の
実施形態について図５及び図６を用いて説明する。上記
実施形態による移動体通信装置では、通信信号３を相手
の移動体と直接に送受信するものであったが、例えば基
地局のような固定局を介して通信信号３を送受信するよ
うにしてもよい。この場合、基地局の位置は予め決まっ
ているので、通信開始の当初から指向性アンテナを基地
局の方向に指向させることができ、上記実施形態による
移動体通信装置のように指向性アンテナと無指向性アン
テナとを併用する必要がない。なお、本実施の形態によ
る移動通信システムにおいても図４に示すようなデータ
構成の通信信号が送受信されるものであり、複数の移動
体（ｎ局）との通信が可能である。

【００３４】図５はこの発明の他の実施形態による移動
通信システムを示すシステム概略図であり、図５におい
て、１ｂは本実施形態による自己の移動体である移動体
通信装置、２ｂは相手の移動体、１２ｂは移動体通信装
置１ｂにおける送受信制御手段、２９は複数の移動体間
の通信をそれぞれ制御する基地局、３０は基地局に設け
られた指向性アンテナである。また、図６は移動体通信
装置１ｂの具体的構成を示す部分構成図であり、図６に
おいて、２２ｂは送受信信号処理部、２３ｂは方向演算
部、２４ｂは距離演算部、２５ｂはＣＰＵ、３１は基地
局３０の位置情報が予め記憶された記憶手段である。な
お、図中、同一符号は同一又は相当部分を示し、これら
についての詳細な説明については省略する。

【００３５】次に本実施形態による移動体通信装置の動
作について説明する。本実施形態による移動体通信装置
１ｂ及び相手の移動体２ｂは基地局２９を介して通信信
号３を相互に送受信するものであり、指向性アンテナ５
は相手の移動体２ではなく基地局２９の方向に制御され
る（相手の移動体２も基地局２９の方向に指向性アンテ
ナが制御される）。即ち、移動体通信装置１ｂは記憶手
段３１に基地局２９の位置情報を予め記憶しており、方
向演算部２３ｂにおいて記憶手段３１に記憶された位置
情報と位置検出手段１１により検出された位置信号とか
ら自己の移動体に対する基地局２９の方向を算出する。
基地局２９は固定局であり、相手の移動体２ｂのように
現在位置が変化するものではなく、予め基地局２９の位
置情報を記憶手段３１に記憶しておくことにより自己の
移動体が移動しても指向性アンテナ５を常に基地局２９
の方向に指向させることができる。

【００３６】また、基地局２９には移動体通信装置１ｂ
及び相手の移動体２ｂから各移動体における位置信号が
それぞれ送信されており、基地局２９はこれら位置信号
に基づいて基地局２９に対する移動体通信装置１ｂ及び
相手の移動体２ｂの方向をそれぞれ認識している。そし
て移動体通信装置１ｂと同様な手法によって指向性アン
テナ３０の指向方向を制御することにより移動体通信装
置１ｂ及び相手の移動体２ｂのそれぞれに対して通信信
号３を送信している。

【００３７】以上のように、本実施形態による移動体通
信装置においては、複数の指向性アンテナ及び複数の周
波数を必要とすることなく、指向性アンテナ５を基地局
２９の方向に指向させることができ、通信中、移動体通
信装置１ｂと相手の移動体２ｂとの位置関係が相対的に
変化したとしても、上記実施形態１．による移動体通信
装置と同様に相手の移動体２との良好な通信状態を維持
することができる。また、距離演算部２４ｂにおいて自
己の移動体から基地局２９までの距離を算出することが
でき、この算出された距離に基づいて送信機７に供給さ
れる送信電力を最適なレベルに制御することができる。
例えば、複数設けられた基地局のうち、移動体通信装置
１ｂと相手の移動体２ｂとの間にある基地局２９が選択
された場合、相手の移動体２ｂまでの距離ではなく、基
地局２９までの距離に応じて送信機７の送信電力が設定
されるので、上記実施形態１．の場合よりも少ない送信
電力で相手の移動体２との通信が実現できる。

【００３８】発明の実施の形態３．次にこの発明の他の
実施形態について図７を用いて説明する。上記実施形態
２．による移動体通信装置は、地上に設置された基地局
を介して通信信号３を送受信するものであったが、例え
ば地球上の周回軌道を周回する周回衛星を介して通信信
号３を送受信するものであってもよい。この場合におい
ても通信開始の当初から指向性アンテナを周回衛星の方
向に指向させることができ、上記実施形態２．による移
動体通信装置と同様に指向性アンテナと無指向性アンテ
ナとを併用する必要がない。なお、この場合には、位置
検出手段１１にて検出された自己の移動体における位置
信号は周回衛星に対して送信され、周回衛星はこの位置
信号に基づいて相手の移動体から送信された通信信号３
を自己の移動体に対して送信する。

【００３９】図７はこの発明の他の実施形態による移動
通信システムを示すシステム概略図であり、図７におい
て、１ｃは本実施形態による自己の移動体である移動体
通信装置、２ｃは相手の移動体、１２ｃは移動体通信装
置１ｃにおける送受信制御手段、３２は地球上の周回軌
道上を周回する周回衛星である。なお、移動体通信装置
１ｃの具体的構成は図６に示すものと同様であり、また
図中、同一符号は同一又は相当部分を示し、これらにつ
いての詳細な説明については省略する。

【００４０】次に本実施形態による移動体通信装置など
の動作について説明する。本実施形態による移動体通信
装置１ｃの送受信制御手段１２ｃには、例えば図６に示
すような記憶手段３１ｃ（図示省略。）が設けられてお
り、この記憶手段３１ｃには基地局の位置情報ではな
く、周回衛星３２の周回軌道及び周回時刻が記憶されて
いる。すなわち、移動体通信装置１ｃは、記憶手段に記
憶された周回衛星３２の周回軌道及び周回時刻と位置検
出手段１１により検出された位置信号とから自己の移動
体に対する周回衛星３２の方向を算出することができ、
このようにして算出された方向に指向性アンテナ５の指
向方向を制御するものである。通常、周回衛星３２は地
球上の周回軌道上に複数機打ち上げられ、これら複数の
周回衛星が軌道上を周回することによって地球上の全て
の通信エリアをカバーしており、周回衛星３２の現在位
置はその移動に伴い変化するものであるが、これら周回
衛星の３２の周回軌道及び周回時刻を予め記憶手段３１
ｃに記憶しておくことにより自己の移動体に対する周回
衛星３２の方向を算出することができ、自己の移動体が
移動しても指向性アンテナ５を常に周回衛星３２の方向
に指向させることができる。

【００４１】また、周回衛星３２には移動体通信装置１
ｃ及び相手の移動体２ｃからそれぞれの移動体における
位置信号がそれぞれ送信されており、周回衛星３２はこ
のような位置信号に基づいて周回衛星３２に対する移動
体通信装置１ｃ又は相手の移動体２ｃの方向をそれぞれ
認識することができる。そして、移動体通信装置１ｃと
同様な手法によって通信信号の送信方向を制御すること
により移動体通信装置１ｃ及び相手の移動体２ｃのそれ
ぞれに対して通信信号３を送信することができる。

【００４２】以上のように、本実施形態による移動体通
信装置においては、複数の指向性アンテナ及び複数の周
波数を必要とすることなく、指向性アンテナ５を周回衛
星３２に対して指向させることができ、通信中、移動体
通信装置１ｃと相手の移動体２ｃとの位置関係が相対的
に変化したとしても、上記実施形態２．による移動体通
信装置と同様の効果を得ることができる。

【００４３】発明の実施の形態４．次にこの発明の他の
実施形態について図８を用いて説明する。上記実施形態
１．では、自己の移動体１及び相手の移動体２はそれぞ
れ互いの通信相手から送信された位置情報を受信するこ
とにより、自己の移動体における指向性アンテナを相手
の移動体の方向に制御するというものであったが、例え
ば、自己の移動体１に相手の移動体２の位置を検出する
ことのできるレーダ装置などの目標検出手段を設け、こ
の目標検出手段にて検出された相手の移動体２における
位置信号を自己の移動体１から相手の移動体２に対して
送信するようにしてもよい。この場合、相手の移動体２
においては、自己の移動体における位置信号を検出する
ＧＰＳ受信機等の位置検出手段を省略することができ
る。

【００４４】図８はこの発明の他の実施形態による移動
通信システムを示すシステム概略図であり、図８におい
て、１ｄは本実施形態による移動体通信装置、２ｄは相
手の移動体、３ｄは移動体通信装置１ｄから相手の移動
体２ｄに送信される通信信号、３ｄ’は相手の移動体２
ｄから移動体通信装置１ｄに送信される通信信号、１２
ｄは移動体通信装置１ｄにおける送受信制御手段、３３
は相手の移動体の現在位置を検出するレーダ装置のよう
な目標検出手段、３４は目標検出手段３３において送受
信される目標検出信号、３５は目標検出手段３３にて検
出された相手の移動体２ｄにおける位置信号である。本
実施形態による移動体通信装置１ｄでは相手の移動体２
から送信された通信信号３から相手の移動体における位
置信号を検出するのではなく、目標検出手段３３により
相手の位置信号を検出するものである。なお、図中、同
一符号は同一又は相当部分を示し、これらについての詳
細な説明については省略する。

【００４５】本実施形態による移動体通信装置１ｄで
は、目標検出手段３３にて相手の移動体２ｄにおける現
在位置が検出されており、この目標検出手段３３からの
位置信号３５に基づいて自己の移動体に対する相手の移
動体２ｄの方向及び相手の移動体２ｄまでの距離がそれ
ぞれ算出されている。また、本実施形態による移動体通
信装置１ｄは図９に示すようなデータ構成の通信信号３
ｄを指向性アンテナ５から相手の移動体２ｄに対して送
信している。図９は移動体通信装置１ｄから相手の移動
体２ｄに送信される通信信号のデータ構成図であり、本
実施形態においては、自己の移動体１ｄの現在位置を示
すステータス用ビット２８だけでなく、相手の移動体２
ｄにおける現在位置を示すステータス用ビット３６が設
けられている。相手の移動体２はこのようなデータ構成
の通信信号３ｄを受信することにより、移動体通信装置
１ｄ及び相手の移動体２ｄにおける位置信号を検出する
ものであり、このようにして検出された位置信号から移
動体通信装置１ｄの方向及び移動体通信装置１ｄまでの
距離をそれぞれ認識するものである。

【００４６】以上のように、本実施形態では、自己の移
動体１に相手の移動体２の位置を検出することのできる
レーダ装置などの目標検出手段を設け、この目標検出手
段にて検出された相手の移動体２における位置信号を自
己の移動体１から相手の移動体２に対して送信するよう
に構成することにより、上記実施形態１．と同様の効果
を得ることができると共に、相手の移動体２において
は、自己の移動体における位置信号を検出するＧＰＳ受
信機等の位置検出手段を省略することができる。

【００４７】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、自己の移動体における現在の位置信号を検出する位
置検出手段と、相手の移動体に通信信号を送信し、指向
方向を変更可能な指向性アンテナと、相手の移動体にお
ける位置信号を含む通信信号を受信する受信手段と、こ
の受信手段による相手の移動体における位置信号から自
己の移動体に対する相手の移動体の方向を算出する方向
演算部と、この方向演算部による上記方向に基づいて上
記指向性アンテナを上記相手の移動体の移動体の方向に
制御する方向制御手段とを設けたので、複数の指向性ア
ンテナ及び複数の周波数を必要とすることなく自己の移
動体における指向性アンテナを相手の移動体である相手
の移動体の方向に指向させることができ、通信中、相手
の移動体との位置関係が相対的に変化したとしても、相
手の移動体との通信状態を維持することができる。ま
た、指向性アンテナを用いているので送信電力の消費を
低減することができ、通信相手以外の第三者に通信内容
を傍受される可能性も低減することができる。

【００４８】また、請求項２の発明によれば、自己の移
動体における現在の位置信号を検出する位置検出手段
と、相手の移動体における位置信号を検出する目標検出
手段と、相手の移動体に通信信号を送信し、指向方向を
変更可能な指向性アンテナと、上記目標検出手段による
相手の移動体における位置信号から自己の移動体に対す
る相手の移動体の方向を算出する方向演算部と、この方
向演算部による上記方向に基づいて上記指向性アンテナ
を上記通信相手の移動体の方向に制御する方向制御手段
とを設けたので、上記のような位置検出手段を設けてい
ない通信相手との通信において、請求項１の発明と同様
の効果を奏することができる。

【００４９】また、請求項３の発明によれば、自己の移
動体における現在の位置信号を検出する位置検出手段
と、相手の移動体に上記現在の位置信号を含む通信信号
を送信し、指向方向を変更可能な指向性アンテナと、相
手の移動体における位置信号を含む通信信号を受信する
受信手段と、この受信手段による相手の移動体における
位置信号に基づいて上記指向性アンテナを相手の移動体
の方向に制御する方向制御手段とを設けたので、複数の
指向性アンテナ及び複数の周波数を用いることなく、指
向性アンテナを互いに通信相手の方向に指向させること
ができ、通信中、相手の移動体との位置関係が相対的に
変化したとしても、相手の移動体との通信状態を維持す
ることができる。また、指向性アンテナを用いているの
で送信電力の消費を低減することができ、通信相手以外
の第三者に通信内容を傍受される可能性も低減すること
ができる。

【００５０】また、請求項４の発明によれば、無指向性
アンテナとアンテナ切換器とを設け、相手の移動体にお
ける現在位置が確認されるまで上記指向性アンテナを上
記無指向性アンテナに切り換えるので、通信開始当初、
相互の位置信号を正確に相手の移動体に知らせることが
でき、さらに相手の移動体との通信回線の接続をより確
実に行うことができる。

【００５１】また、請求項５の発明によれば、自己の移
動体における現在の位置信号を検出する位置検出手段
と、相手の移動体に通信信号を送信し、指向方向を変更
可能な指向性アンテナと、相手の移動体における位置信
号を含む通信信号を受信する受信手段と、この受信手段
による相手の移動体における上記位置信号により上記指
向性アンテナを相手の移動体の方向に制御する方向制御
手段と、上記受信手段による相手の移動体における上記
位置信号と上記位置検出手段による上記現在の位置信号
とから相手の移動体との距離を算出する距離演算部と、
この距離演算部による上記距離により上記指向性アンテ
ナへの送信電力を制御する電力制御部とを設けたので、
さらに送信機に供給される送信電力を最適なレベルに制
御することができ、送信電力に無駄ないより効率的な通
信相手との通信を実現することができる。

【００５２】また、請求項６の発明によれば、基地局を
介して相手の移動体との通信を行う移動体通信装置にお
いて、自己の移動体における現在の位置信号を検出する
位置検出手段と、上記基地局の位置情報を記憶した記憶
手段と、上記基地局に通信信号を送信し、指向可能な指
向性アンテナと、上記位置検出手段による上記現在の位
置信号と上記記憶手段に記憶された上記基地局の位置情
報とから上記基地局の方向を算出する方向演算部と、こ
の方向演算部による上記方向に基づいて上記指向性アン
テナを上記基地局の方向に制御する方向制御手段とを設
けたので、相手の移動体における位置信号の検出を必要
とすることなく、請求項１の発明と同様の効果を奏する
ことができる。

【００５３】また、請求項７の発明によれば、周回衛星
を介して通信相手との通信を行う移動体通信装置におい
て、自己の移動体における現在の位置信号を検出する位
置検出手段と、上記周回衛星の周回軌道及び周回時刻を
記憶した記憶手段と、上記周回衛星に通信信号を送信
し、指向方向を変更可能な指向性アンテナと、上記位置
検出手段による上記現在の位置信号と上記記憶手段に記
憶された上記周回衛星の周回軌道及び周回時刻とから上
記周回衛星の方向を算出する方向演算部と、この方向演
算部による上記方向に基づいて上記指向性アンテナを上
記周回衛星の方向に制御する方向制御手段とを設けたの
で、請求項６の発明と同様に相手の移動体における位置
信号の検出を必要とすることなく、請求項１の発明と同
様の効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施形態による移動体通信装置
が適用された移動通信システムを示すシステム概略図で
ある。

【図２】 図１に示す送受信制御手段を具体的に示す部
分構成図である。

【図３】 図１に示す移動体通信装置と相手の移動体と
の位置関係を示す位置説明図である。

【図４】 図１に示す移動体通信装置と相手の移動体と
の間で送受信される通信信号のデータ構成図である。

【図５】 この発明の他の実施形態による移動体通信装
置が適用された移動通信システムを示すシステム概略図
である。

【図６】 図５に示す送受信制御手段を具体的に示す部
分構成図である。

【図７】 この発明の他の実施形態による移動体通信装
置が適用された移動通信システムを示すシステム概略図
である。

【図８】 この発明の他の実施形態による移動体通信装
置が適用された移動通信システムを示すシステム概略図
である。

【図９】 図８に示す移動体通信装置から相手の移動体
に対して送信される通信信号のデータ構成図である。

【符号の説明】

１、１ｂ、１ｃ、１ｄ 移動体通信装置 ２、２ｂ、２ｃ、２ｄ 通信相手 ３、３ｄ、３ｄ’ 通信信号 ４ 無指向性アンテナ ５ 指向性アンテナ ７ 送信機 ８ 受信機 １１ 位置検出手段 １２、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ 送受信制御手段 ２２、２２ｂ、２２ｃ 方向演算部 ２３、２３ｂ、２３ｃ 距離演算部 ２９ 基地局 ３１ 記憶手段 ３２ 周回衛星 ３３ 目標検出手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5J021 AA02 AA13 CA06 DA02 DB01 EA03 EA04 FA13 FA30 FA31 GA07 HA02 HA05 HA10 5K067 AA22 BB02 DD20 DD27 DD51 EE02 EE07 EE10 EE25 FF03 GG08 JJ52 JJ54 KK01 KK02 5K072 AA22 AA29 BB03 BB12 BB13 BB22 BB25 DD03 EE19 FF11 GG06 GG12 GG13

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自己の移動体における現在の位置信号を
   検出する位置検出手段と、相手の移動体に通信信号を送
   信し、指向方向を変更可能な指向性アンテナと、相手の
   移動体における位置信号を含む通信信号を受信する受信
   手段と、この受信手段による相手の移動体における位置
   信号から自己の移動体に対する相手の移動体の方向を算
   出する方向演算部と、この方向演算部による上記方向に
   基づいて上記指向性アンテナを上記通信相手の移動体の
   方向に制御する方向制御手段とを備えたことを特徴とす
   る移動体通信装置。
2. 【請求項２】 自己の移動体における現在の位置信号を
   検出する位置検出手段と、相手の移動体における位置信
   号を検出する目標検出手段と、相手の移動体に通信信号
   を送信し、指向方向を変更可能な指向性アンテナと、上
   記目標検出手段による相手の移動体における位置信号か
   ら自己の移動体に対する相手の移動体の方向を算出する
   方向演算部と、この方向演算部による上記方向に基づい
   て上記指向性アンテナを上記通信相手の移動体の方向に
   制御する方向制御手段とを備えたことを特徴とする移動
   体通信装置。
3. 【請求項３】 自己の移動体における現在の位置信号を
   検出する位置検出手段と、相手の移動体に上記現在の位
   置信号を含む通信信号を送信し、指向方向を変更可能な
   指向性アンテナと、相手の移動体における位置信号を含
   む通信信号を受信する受信手段と、この受信手段による
   相手の移動体における位置信号に基づいて上記指向性ア
   ンテナを相手の移動体の方向に制御する方向制御手段と
   を備えたことを特徴とする移動体通信装置。
4. 【請求項４】 無指向性アンテナとアンテナ切換器とを
   設け、相手の移動体における現在位置が確認されるまで
   上記指向性アンテナを上記無指向性アンテナに切り換え
   ることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の移動体
   通信装置。
5. 【請求項５】 自己の移動体における現在の位置信号を
   検出する位置検出手段と、相手の移動体に通信信号を送
   信し、指向方向を変更可能な指向性アンテナと、相手の
   移動体における位置信号を含む通信信号を受信する受信
   手段と、この受信手段による相手の移動体における上記
   位置信号により上記指向性アンテナを相手の移動体の方
   向に制御する方向制御手段と、上記受信手段による相手
   の移動体における上記位置信号と上記位置検出手段によ
   る上記現在の位置信号とから相手の移動体との距離を算
   出する距離演算部と、この距離演算部による上記距離に
   より上記指向性アンテナへの送信電力を制御する電力制
   御部とを備えたことを特徴とする移動体通信装置。
6. 【請求項６】 基地局を介して相手の移動体との通信を
   行う移動体通信装置において、自己の移動体における現
   在の位置信号を検出する位置検出手段と、上記基地局の
   位置情報を記憶した記憶手段と、上記基地局に通信信号
   を送信し、指向可能な指向性アンテナと、上記位置検出
   手段による上記現在の位置信号と上記記憶手段に記憶さ
   れた上記基地局の位置情報とから上記基地局の方向を算
   出する方向演算部と、この方向演算部による上記方向に
   基づいて上記指向性アンテナを上記基地局の方向に制御
   する方向制御手段とを備えたことを特徴とする移動体通
   信装置。
7. 【請求項７】 周回衛星を介して通信相手との通信を行
   う移動体通信装置において、自己の移動体における現在
   の位置信号を検出する位置検出手段と、上記周回衛星の
   周回軌道及び周回時刻を記憶した記憶手段と、上記周回
   衛星に通信信号を送信し、指向方向を変更可能な指向性
   アンテナと、上記位置検出手段による上記現在の位置信
   号と上記記憶手段に記憶された上記周回衛星の周回軌道
   及び周回時刻とから上記周回衛星の方向を算出する方向
   演算部と、この方向演算部による上記方向に基づいて上
   記指向性アンテナを上記周回衛星の方向に制御する方向
   制御手段とを備えたことを特徴とする移動体通信装置。