JP2007312280A - 無線通信端末および無線通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】無線通信端末からの電波の放射方向を、通信相手の基地局の方向へ瞬時に向けさせる。
【解決手段】無線通信端末１１は、指向性を有する基準アンテナ１２および補助アンテナ１５と、補助アンテナ１５の給電点に流す電流の位相と振幅との組み合わせごとに、その電流を流した場合の基準アンテナ１２および補助アンテナ１５からの合成ビームの放射方向データを格納するアンテナ特性データ部２３と、複数の基地局の各々の基地局位置データを格納する基地局データ部２０と、無線通信端末１１の現在の端末位置データを取得するＧＰＳ部２１と、通信相手の基地局の基地局位置データと無線通信端末１１の現在の端末位置データとに基づいて通信相手の基地局の方向を特定し、放射方向データに基づいて合成ビームを通信相手の基地局の方向に放射させるために補助アンテナ１５の給電点に流す電流の位相と振幅とを決定するアンテナ制御部２２とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の基地局のいずれかを通信相手として無線通信を行う携帯電話、ＰＨＳ（Personal Handy-phone System）などの無線通信端末および無線通信方法に関する。

近年、無線通信端末において、通信相手の基地局との間で行う無線通信の通信品質を維持するための技術が多数開示されている。

例えば、特許文献１には、通信相手の基地局から受信する受信信号の受信感度レベルが劣化した場合に、アンテナを通信相手の基地局の方向へ機械的に動かすことによって、無線通信端末から放射される電波の放射方向を制御し、通信品質を維持する技術が開示されている。
特開２００５−３２８２６１号公報

しかしながら、特許文献１で開示された技術では、アンテナを通信相手の基地局の方向へ機械的に動かしているため、次のような課題がある。

第１の課題は、無線通信端末が高速に移動する場合、アンテナの方向調整が遅れるため、一定の受信感度レベルを維持するのが困難であるということである。

第２の課題は、アンテナを機械的に動かす動力が必要となるため、消費電流が増大するということである。

そこで、本発明の目的は、無線通信端末から放射される電波の放射方向を、アンテナを動かすことなく、通信相手の基地局の方向へ瞬時に向けさせることにより、通信品質を維持することができる無線通信端末および無線通信方法を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、
複数の基地局のいずれかを通信相手として無線通信を行う無線通信端末であって、
指向性を有する複数のアンテナと、
前記複数のアンテナのうち特定のアンテナの給電点に流す電流の位相と振幅との組み合わせごとに、当該電流を流した場合に前記複数のアンテナから放射される電波を合成した合成ビームが放射される方向を表す放射方向データを格納するアンテナ特性データ部と、
前記複数の基地局の各々の位置を表す基地局位置データを格納する基地局データ部と、
前記無線通信端末の現在の位置を表す端末位置データを取得するＧＰＳ部と、
前記基地局データ部に格納された通信相手の基地局の基地局位置データと、前記ＧＰＳ部により取得された前記無線通信端末の現在の端末位置データとに基づいて、通信相手の基地局の方向を特定し、さらに、前記アンテナ特性データ部に格納された放射方向データに基づいて、前記合成ビームを通信相手の基地局の方向に放射させるために前記特定のアンテナの給電点に流す電流の位相と振幅とを決定し、決定した電流を前記特定のアンテナの給電点に流すアンテナ制御部とを有することを特徴とする。

この構成によれば、複数のアンテナのうち特定のアンテナの給電点に流す電流の位相と振幅を変化させることにより、複数のアンテナから放射される電波を合成した合成ビームの放射方向を電子的に制御しているため、合成ビームの放射方向を通信相手の基地局の方向へ瞬時に向けさせることができ、それにより、通信品質を維持することができる。

また、通信相手の基地局から受信する受信信号の受信感度レベルを検出する感度レベル検出部と、
前記感度レベル検出部により検出された受信感度レベルが所定のレベル以下となった場合にのみ、前記アンテナ制御部を起動する通信制御部とをさらに有することとしても良い。

この構成によれば、通信環境が良好な場合は、特定のアンテナを使用せず、通信環境が劣化した場合は、特定のアンテナを使用するなど、通信環境に合わせて電波を放射するアンテナを変更することにより消費電流を抑えることができる。

また、前記アンテナ制御部は、現在無線通信中であれば、無線通信中の基地局を通信相手として特定することとしても良い。

また、前記アンテナ制御部は、現在無線通信が不可であれば、前記基地局データ部に格納された複数の基地局の基地局位置データと、前記ＧＰＳ部により取得された前記無線通信端末の現在の端末位置データとに基づいて、前記無線通信端末の現在の位置から一定範囲内にある基地局を通信相手として特定することとしても良い。

また、前記通信制御部は、現在無線通信が不可であれば、前記基地局データ部に格納された通信相手の基地局の基地局位置データと、前記ＧＰＳ部により取得された前記無線通信端末の現在の端末位置データとに基づいて、無線通信が可能となる位置を特定し、該特定した位置を表す画面を表示することとしても良い。

この構成によれば、ユーザは、画面に表示された方向へ移動することにより、無線通信が可能な位置（場所）を見付けることができる。

また、前記基地局データ部は、基地局位置データの更新が可能であっても良い。

この構成によれば、基地局が追加された等により通信環境が変化した場合も、その通信環境の変化に追従して合成ビームの制御を行うことができる。

以上のように本発明の無線通信端末によれば、複数のアンテナのうち特定のアンテナの給電点に流す電流の位相と振幅を変化させることにより、複数のアンテナから放射される電波を合成した合成ビームの放射方向を電子的に制御しているため、合成ビームの放射方向を通信相手の基地局の方向へ瞬時に向けさせることができ、それにより、通信品質を維持することができるという効果が得られる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態の無線通信端末の回路構成の要部を示す図である。

図１を参照すると、本実施形態の無線通信端末１１は、指向性を有する基準アンテナ１２および補助アンテナ１５を有しており、通常は、基準アンテナ１２のみを使用して無線通信を行うが、通信相手の基地局から受信した受信信号の受信感度レベルが所定レベル以下になると、基準アンテナ１２に加えて補助アンテナ１５も使用して無線通信を行う。

その他、無線通信端末１１は、アンプ部１３と、デジタル変復調部１４と、アンプ部１６と、デジタル変復調部１７と、通信制御部１８と、感度レベル検出部１９と、基地局データ部２０と、ＧＰＳ（Global Positioning System）部２１と、補助アンテナ制御部２２と、アンテナ特性データ部２３とを有している。

基準アンテナ１２は、アンプ部１３およびデジタル変復調部１４を介して通信制御部１８と接続されている。また、補助アンテナ１５は、アンプ部１６およびデジタル変復調部１７を介して通信制御部１８と接続されている。

アンプ部１３は、基準アンテナ１２を介して通信相手の基地局へ送信される送信信号および通信相手の基地局から受信する受信信号を増幅する。また、アンプ部１６は、補助アンテナ１５を介して通信相手の基地局へ送信される送信信号および通信相手の基地局から受信する受信信号を増幅する。

デジタル変復調部１４は、基準アンテナ１２を介して通信相手の基地局へ送信される送信信号を変調するとともに通信相手の基地局から受信する受信信号を復調する。また、デジタル変復調部１７は、補助アンテナ１５を介して通信相手の基地局へ送信される送信信号を変調するとともに通信相手の基地局から受信する受信信号を復調する。

通信制御部１８は、感度レベル検出部１９、基地局データ部２０、ＧＰＳ部２１、および補助アンテナ制御部２２と接続され、無線通信の全体制御を行う。

感度レベル検出部１９は、通信相手の基地局から受信した受信信号の受信感度レベルを検出する。

基地局データ部２０は、複数の基地局ごとに、その基地局の位置を表す基地局位置データと、その基地局の周囲の通信環境を表す通信環境データとを格納する。なお、基地局データ部２０は、データを更新すること可能であり、例えば、基地局が新たに設置された場合に更新される。また、基地局データ部２０は、無線通信端末１１内のメモリ（不図示）によって実現することが可能である。

ＧＰＳ部２１は、ＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ信号に基づいて無線通信端末１１の現在の位置を表す端末位置データを取得する。

アンテナ特性データ部２３は、補助アンテナ１５の給電点に流す電流の位相と振幅との組み合わせごとに、その電流を流した場合に基準アンテナ１２および補助アンテナ１５から放射される電波を合成した合成ビームが放射される放射方向（方位角方向および仰角方向）を表す放射方向データを格納する。なお、アンテナ特性データ部２３は、データを更新することが可能であり、無線通信端末１１内のメモリ（不図示）によって実現することが可能である。

補助アンテナ制御部２２は、基地局データ部２０に格納された通信相手の基地局の基地局位置データと、ＧＰＳ部２１で取得された端末位置データとに基づいて、無線通信端末１１から見たときの通信相手の基地局の方向を特定する。

さらに、補助アンテナ制御部２２は、アンテナ特性データ部２３に格納された放射方向データに基づいて、合成ビームを通信相手の基地局の方向に放射させるために補助アンテナ１５の給電点に流す電流の位相と振幅とを決定し、決定した電流を補助アンテナ１５の給電点に流す。

このように、補助アンテナ制御部２２は、補助アンテナ１５の給電点に流す電流の位相と振幅を変化させることにより、基準アンテナ１２および補助アンテナ１５から放射される電波を合成した合成ビームの放射方向を電子的に制御しているため、図２に示すように、合成ビームの放射方向を通信相手の基地局の方向へ瞬時に向けさせることが可能になる。

なお、本実施形態では、補助アンテナ１５の給電点に流す電流のみを制御して合成ビームの放射方向を制御する構成であるため、補助アンテナ１５の給電点に流す電流を制御する際には、基準アンテナ１２の給電点に流す電流を固定することを想定しているが、基準アンテナ１２および補助アンテナ１５の双方の給電点に流す電流を制御して合成ビームの放射方向を制御しても良い。なお、基準アンテナ１２の給電点に流す電流を制御する構成要素は図１からは省略されている。

ところで、補助アンテナ１５（または、基準アンテナ１２および補助アンテナ１５の双方）の給電点に流す電流を変化させて、基準アンテナ１２および補助アンテナ１５から放射される合成ビームの放射方向を制御する技術として、例えば、下記の非特許文献に開示された技術を利用することができる。

非特許文献：広瀬数秀、岡崎聡、中野久松、“円偏波チルトビーム用二重ループアンテナ”、電子情報通信学会論文誌、２００２年１１月、Ｖｏｌ．Ｊ８５−Ｂ Ｎｏ．１１、ｐｐ．１９３４−１９４３
上記の非特許文献に開示された技術によれば、二重ループアンテナを構成している２つのループアンテナのうち、外側のループアンテナの給電点に流す電流の位相を変化させることにより、合成ビームの方位角を線形的に制御することが可能になる。これに加えて、外側のループアンテナの給電点に流す電流の振幅を変化させることにより、合成ビームの仰角を線形的に制御することが可能になる。

本発明では、上記の非特許文献に開示された技術を利用することにより、複数のアンテナ素子／移相器を必要とするフェーズドアレーアンテナを使用しなくても、合成ビームの放射方向を線形的に制御することが可能になる。

すなわち、本発明では、フェーズドアレーアンテナを設ける必要はなく、指向性を有する複数のアンテナ（本実施形態では、基準アンテナ１２および補助アンテナ１５）を設け、これら複数のアンテナから同時に放射される電波を合成した合成ビームが指向性を有していれば良い。

したがって、基準アンテナ１２および補助アンテナ１５は、指向性を有し、さらに合成ビームが指向性を有していれば、上記のループ形状に限定されず、その他の形状にすることができる。例えば、基準アンテナ１２および補助アンテナ１５は、無線通信端末１１の形状に合わせて、パッチアンテナ、線状アンテナ、またはマイクロストリップアンテナ等により実現することができる。

以下、図１に示した無線通信端末１１の動作について説明する。

図３は、図１に示した無線通信端末１１において、基準アンテナ１２のみを使用した無線通信中に受信感度レベルが低下した場合の動作の概要を説明するフローチャートである。

図３を参照すると、最初は、無線通信端末１１からは基準アンテナ１２のみを使用して電波が放射されている（ステップ３０１）。

感度レベル検出部１９は、基準アンテナ１２のみを使用して通信相手の基地局から受信した受信信号の受信感度レベルを検出する（ステップ３０２）。

このとき、感度レベル検出部１９は、受信感度レベルが、予め決められた単独受信不可レベル（基準アンテナ１２のみを使用して無線通信を行っている場合に、基準アンテナ１２単独では一定の受信感度レベルを維持することができないレベル）以下であるか否かを判定している（ステップ３０３）。当初は、受信感度レベルが、単独受信不可レベルよりも大きいレベルであったとする（ステップ３０３：Ｎ）。

ここで、通信環境が劣化し、受信感度レベルが単独受信不可レベル以下になると（ステップ３０３：Ｙ）、感度レベル検出部１９は、単独受信不可レベル検出信号を通信制御部１８に対して送信する（ステップ３０４）。

通信制御部１８は、感度レベル検出部１９から単独受信不可レベル検出信号を受信すると、補助アンテナ制御部２２に対して起動信号を送信する。これにより、補助アンテナ制御部２２が起動される（ステップ３０５）。また、通信制御部１８は、ステップ４２で受信感度レベルが単独受信不可以下になった直前まで無線通信中であった通信相手の基地局を補助アンテナ制御部２２に通知する。

補助アンテナ制御部２２は、まず、基地局データ部２０に格納された通信相手の基地局の基地局位置データと、ＧＰＳ部２１で取得された無線通信端末１１の現在の端末位置データとに基づいて、通信相手の基地局の方向を特定する（ステップ３０６）。

続いて、補助アンテナ制御部２２は、アンテナ特性データ部２３に格納された放射方向データに基づいて、基準アンテナ１２および補助アンテナ１５から放射される合成ビームを通信相手の基地局の方向に向けさせるために補助アンテナ１５の給電点に流す電流の位相と振幅とを決定する（ステップ３０７）。

続いて、補助アンテナ制御部２２は、ステップ３０７で決定した電流を補助アンテナ１５の給電点に流し、通信制御部１８は、デジタル変復調部１７およびアンプ部１６を介して、補助アンテナ１５からの放射を開始させる。これにより、基準アンテナ１２および補助アンテナ１５から放射される電波を合成した合成ビームの放射が開始される（ステップ３０８）。なお、補助アンテナ１５が放射を開始するまでの間、基準アンテナ１２のみの放射によって通信は継続されている。

合成ビームの放射が開始されると、感度レベル検出部１９は、通信相手の基地局から受信した受信信号の受信感度レベルを検出する。その結果、受信感度レベルが向上したことが確認される（ステップ３０９）。

上記の動作により、無線通信端末１１は、通信環境が劣化した場合、基準アンテナ１２に加えて補助アンテナ１５からも放射を開始することにより、一定の受信感度レベルを維持することが可能となる。以降は、図４に示す動作に移行する。

図４は、図１に示した無線通信端末１１において、図３の動作後に、通信環境が改善されて受信感度レベルが向上した場合の動作の概要を説明するフローチャートである。

図４を参照すると、通信環境の劣化に起因して図３の動作が行われたことにより、無線通信端末１１からは基準アンテナ１２および補助アンテナ１５を使用して合成ビームが放射されている（ステップ４０１）。

感度レベル検出部１９は、基準アンテナ１２および補助アンテナ１５を使用して通信相手の基地局から受信した受信信号の受信感度レベルの検出を繰り返している（ステップ４０２）。

このとき、感度レベル検出部１９は、受信感度レベルが、予め決められた単独受信可能レベル（基準アンテナ１２および補助アンテナ１５を使用して無線通信を行っている場合に、基準アンテナ１２単独でも一定の受信感度レベルを維持することができるレベル）以上であるか否かを判定している（ステップ４０３）。

ここで、無線通信端末１１の移動等により通信環境が改善し、受信感度レベルが単独受信可能レベル以上になると（ステップ４０３：Ｙ）、感度レベル検出部１９は、単独受信可能レベル検出信号を通信制御部１８に対して送信する（ステップ４０４）。

通信制御部１８は、感度レベル検出部１９から単独受信可能レベル検出信号を受信すると、補助アンテナ制御部２２に対して放射停止信号を送信する。これを受けて、補助アンテナ制御部２２は、補助アンテナ１５の給電点への電流を遮断し、補助アンテナ１５からの放射を停止させる（ステップ４０５）。これにより、基準アンテナ１２のみからの電波の放射が開始される（ステップ４０６）。

基準アンテナ１２のみからの電波の放射が開始されると、感度レベル検出部１９は、通信相手の基地局から受信した受信信号の受信感度レベルを検出する。その結果、基準アンテナ１２のみを単独で使用しても一定の受信感度レベルを維持していることが確認される（ステップ４０7）。

上記の動作により、無線通信端末１１は、通信環境が改善した場合は、補助アンテナ１５からの放射を停止し、基準アンテナ１２からのみの放射だけで、一定の受信感度レベルを維持することが可能となる。このように、通信環境に合わせて、電波を放射するアンテナを変更することにより、消費電流を抑えることも可能となる。

図５は、図１に示した無線通信端末１１において、起動直後に無線通信が不可である場合の動作の概要を説明するフローチャートである。この場合、基地局からの受信信号が受信できないため、通信相手の基地局の位置を特定して合成ビームの放射方向を決定することができない。そこで、図５に示す動作を行う。

図５を参照すると、感度レベル検出部１９は、無線通信端末１１の起動直後に、通信相手の基地局からの受信信号の検出を試行する（ステップ５０１）。この時点では、無線通信端末１１からは基準アンテナ１２のみを使用して電波が放射されている。もし、受信信号が検出された場合（ステップ５０２：Ｙ）、図３のステップ３０１の処理へ移行する。

一方、受信信号が検出されなかった場合（ステップ５０２：Ｎ）、感度レベル検出部１９は、検出不可信号を通信制御部１８に対して送信する（ステップ５０３）。

通信制御部１８は、感度レベル検出部１９から検出不可信号を受信すると、補助アンテナ制御部２２に対して起動信号を送信する。これにより、補助アンテナ制御部２２が起動される（ステップ５０４）。

補助アンテナ制御部２２は、まず、ＧＰＳ部２１で取得された無線通信端末１１の現在の端末位置データに基づいて、無線通信端末１１の現在の位置を特定する（ステップ５０５）。次に、基地局データ部２０に格納された複数の基地局の基地局位置データに基づいて、無線通信端末１１の現在の位置付近の基地局（例えば、無線通信端末１１の現在の位置から一定範囲内にある基地局）を特定し、その基地局の基地局位置データを取得する（ステップ５０６）。そして、ステップ５０５，５０６で得られた端末位置データと基地局位置データとに基づいて、付近の基地局の方向を特定する（ステップ５０７）。

続いて、補助アンテナ制御部２２は、アンテナ特性データ部２３に格納された放射方向データに基づいて、基準アンテナ１２および補助アンテナ１５から放射される合成ビームを付近の基地局の方向に向けさせるために補助アンテナ１５の給電点に流す電流の位相と振幅とを決定する（ステップ５０８）。

続いて、補助アンテナ制御部２２は、ステップ５０８で決定した電流を補助アンテナ１５の給電点に流し、通信制御部１８は、デジタル変復調部１７およびアンプ部１６を介して、補助アンテナ１５からの放射を開始させる。これにより、基準アンテナ１２および補助アンテナ１５から放射される電波を合成した合成ビームの放射が開始される（ステップ５０９）。

合成ビームの放射が開始されると、感度レベル検出部１９は、付近の基地局から受信した受信信号の受信感度レベルを検出する（ステップ５１０）。

このとき、感度レベル検出部１９は、受信感度レベルが、予め決められた通信不可レベル（基準アンテナ１２および補助アンテナ１５を使用して無線通信を行っている場合に、現在の位置では一定の受信感度レベルを維持した通信ができないレベル）以下であるか否かを判定している（ステップ５１１）。

ここで、感度レベル検出部１９は、受信感度レベルが通信不可レベルよりも大きいことを検出すると（ステップ５１１：Ｙ）、以降、通信が開始される。

一方、受信感度レベルが通信不可レベル以下であると（ステップ５１１：Ｎ）、感度レベル検出部１９は、通信不可レベル検出信号を通信制御部１８に対して送信する（ステップ５１２）。

通信制御部１８は、感度レベル検出部１９から通信不可レベル検出信号を受信すると、基地局データ部２０に格納された付近の基地局の基地局位置データと、ＧＰＳ部２１により取得された現在の端末位置データとに基づいて、無線通信が可能となる位置を特定し、特定した位置を表す画面を、無線通信端末１１内の表示部（不図示）に表示する（ステップ５１３）。

無線通信端末１１が移動すると（ステップ５１４）、ステップ５１０の処理に戻り、再度、受信信号の受信感度レベルが検出される。

上記の動作により、無線通信端末１１は、起動直後に基地局からの受信信号が検出できない場合は、合成ビームの放射方向を付近の基地局の方向に瞬時に向けさせることが可能となる。また、合成ビームの放射方向を付近の基地局の方向に向けても、現在位置では一定の受信感度レベルを維持することが不可能な場合は、無線通信が可能となる位置を表す画面を表示するため、ユーザは表示された方向へ移動することで、無線通信が可能な位置（場所）を見付けることができる。

上述したように本実施形態においては、補助アンテナ１５の給電点に流す電流の位相と振幅を変化させることにより、基準アンテナ１２および補助アンテナ１５から放射される電波を合成した合成ビームの放射方向を電子的に制御しているため、合成ビームの放射方向を通信相手の基地局の方向へ瞬時に向けさせることができ、それにより、通信品質を維持することができるという効果が得られる。

また、本実施形態においては、合成ビームの放射方向を電子的に制御しているため、通信環境が良好な場合は、基準アンテナ１２のみ使用し、通信環境が劣化した場合は、基準アンテナ１２に加えて補助アンテナ１５も使用して合成ビームを放射するなど、通信環境に合わせて電波を放射するアンテナを変更することにより消費電流を抑えることができるという効果が得られる。

また、本実施形態においては、合成ビームの放射方向を電子的に制御しているため、複数のアンテナ素子／移相器を必要とするフェーズドアレーアンテナを使用することなく、無線通信端末１１を簡易な構造で実現することができるという効果が得られる。

（第２の実施形態）
図６は、本発明の第２の実施形態の無線通信端末の回路構成の要部を示す図である。

図６を参照すると、本実施形態の無線通信端末３１は、基準アンテナ３２による通信システムと、合成ビームの放射に必要な補助アンテナ３９による補助アンテナシステムとを、それぞれ独立のシステム構造とした構成となっている。すなわち、補助アンテナシステムを、付加サービスとして、無線通信端末３１に取り付け可能な構成となっている。

無線通信端末３１には、当初から、無線通信に最低限必要な基準アンテナ３２、アンプ部３３、デジタル変復調部３４、通信制御部３５、感度レベル検出部３６、およびＧＰＳ部３７を具備させる。

補助アンテナシステムは、補助アンテナ３９、アンプ部４０、デジタル変復調部４１、補助通信制御部４２、補助アンテナ制御部４３、アンテナ特性データ部４４、および基地局データ部４５で構成し、通信制御部３５と補助通信制御部４２は信号ライン３８のみで接続可能とする。

なお、合成ビームの放射方向の制御に必要なアプリケーションソフトは、アンテナ特性データ部４４に格納する。アンテナ特性データ部４４および基地局データ部４５は、ダウンロード等によってデータを取得し、更新することが可能であり、無線通信端末１１内のメモリ（不図示）によって実現することが可能である。

上述したように本実施形態においては、第１の実施形態と同様の効果が得られる他、ユーザは、現在の通信環境に不満を感じた場合、受信感度レベルの向上を図るために、補助アンテナシステムを追加で取り付けることができるという効果が得られる。

本発明は、受信感度レベルが向上する方向をリアルタイムにユーザに通知し、通信品質を向上させる感度向上通知サービスに適用することもできる。これにより、ユーザは、無線通信端末を持って移動しても、合成ビームの放射方向をリアルタイムに最適な方向へ変えることができ、一定以上の受信感度を常に維持することができる。

また、本発明は、高速移動を行う無線通信端末が基地局からの受信信号を受信しなくても、予め基地局の方向を予測し、その方向へ合成ビームを向けさせる無線通信サービスに適用することもできる。例えば、電車（新幹線等）に乗って高速移動する場合、線路沿いにある基地局の基地局位置データと電車の速度データ等を無線通信端末に入力しておくことで、予め基地局の方向を予測することができる。さらに、電車に乗った時点から高速移動用の無線通信サービスを提供することもできる。また、電車での高速移動に限らず、自動車高速道路等での高速移動用の無線通信サービスを提供することもできる。

本発明の第１の実施形態の無線通信端末の回路構成の要部を示す図である。 本発明の無線通信端末の放射方向と従来の無線通信端末の放射方向との差異を説明する図である。 図１に示した無線通信端末において、基準アンテナのみを使用した無線通信中に受信感度レベルが低下した場合の動作の概要を説明するフローチャートである。 図１に示した無線通信端末において、図３の動作後に、通信環境が改善されて受信感度レベルが向上した場合の動作の概要を説明するフローチャートである。 図１に示した無線通信端末において、起動直後に無線通信が不可である場合の動作の概要を説明するフローチャートである。 本発明の第２の実施形態の無線通信端末の回路構成の要部を示す図である。

符号の説明

１１ 無線通信端末
１２ 基準アンテナ
１３ アンプ部
１４ デジタル変復調部
１５ 補助アンテナ
１６ アンプ部
１７ デジタル変復調部
１８ 通信制御部
１９ 感度レベル検出部
２０ 基地局データ部
２１ ＧＰＳ部
２２ 補助アンテナ制御部
２３ アンテナ特性データ部
３１ 無線通信端末
３２ 基準アンテナ
３３ アンプ部
３４ デジタル変復調部
３５ 通信制御部
３６ 感度レベル検出部
３７ ＧＰＳ
３８ 信号ライン３８
３９ 補助アンテナ
４０ アンプ部
４１ デジタル変復調部
４２ 補助通信制御部
４３ 補助アンテナ制御部
４４ アンテナ特性データ部
４５ 基地局データ部

Claims (12)

1. 複数の基地局のいずれかを通信相手として無線通信を行う無線通信端末であって、
   指向性を有する複数のアンテナと、
   前記複数のアンテナのうち特定のアンテナの給電点に流す電流の位相と振幅との組み合わせごとに、当該電流を流した場合に前記複数のアンテナから放射される電波を合成した合成ビームが放射される方向を表す放射方向データを格納するアンテナ特性データ部と、
   前記複数の基地局の各々の位置を表す基地局位置データを格納する基地局データ部と、
   前記無線通信端末の現在の位置を表す端末位置データを取得するＧＰＳ部と、
   前記基地局データ部に格納された通信相手の基地局の基地局位置データと、前記ＧＰＳ部により取得された前記無線通信端末の現在の端末位置データとに基づいて、通信相手の基地局の方向を特定し、さらに、前記アンテナ特性データ部に格納された放射方向データに基づいて、前記合成ビームを通信相手の基地局の方向に放射させるために前記特定のアンテナの給電点に流す電流の位相と振幅とを決定し、決定した電流を前記特定のアンテナの給電点に流すアンテナ制御部とを有する無線通信端末。
2. 通信相手の基地局から受信する受信信号の受信感度レベルを検出する感度レベル検出部と、
   前記感度レベル検出部により検出された受信感度レベルが所定のレベル以下となった場合にのみ、前記アンテナ制御部を起動する通信制御部とをさらに有する、請求項１に記載の無線通信端末。
3. 前記アンテナ制御部は、現在無線通信中であれば、無線通信中の基地局を通信相手として特定する、請求項２に記載の無線通信端末。
4. 前記アンテナ制御部は、現在無線通信が不可であれば、前記基地局データ部に格納された複数の基地局の基地局位置データと、前記ＧＰＳ部により取得された前記無線通信端末の現在の端末位置データとに基づいて、前記無線通信端末の現在の位置から一定範囲内にある基地局を通信相手として特定する、請求項２に記載の無線通信端末。
5. 前記通信制御部は、現在無線通信が不可であれば、前記基地局データ部に格納された通信相手の基地局の基地局位置データと、前記ＧＰＳ部により取得された前記無線通信端末の現在の端末位置データとに基づいて、無線通信が可能となる位置を特定し、該特定した位置を表す画面を表示する、請求項４に記載の無線通信端末。
6. 前記基地局データ部は、基地局位置データの更新が可能である、請求項１から５のいずれか１項に記載の無線通信端末。
7. 指向性を有する複数のアンテナを用いて、複数の基地局のいずれかを通信相手として無線通信を行う無線通信端末による無線通信方法であって、
   前記複数のアンテナのうち特定のアンテナの給電点に流す電流の位相と振幅との組み合わせごとに、当該電流を流した場合に前記複数のアンテナから放射される電波を合成した合成ビームが放射される方向を表す放射方向データを格納する放射方向データ格納ステップと、
   前記複数の基地局の各々の位置を表す基地局位置データを格納する基地局位置データ格納ステップと、
   前記無線通信端末の現在の位置を表す端末位置データを取得する端末位置データ取得ステップと、
   前記基地局位置データ格納ステップで格納された通信相手の基地局の基地局位置データと、前記端末位置データ取得ステップで取得された前記無線通信端末の現在の端末位置データとに基づいて、通信相手の基地局の方向を特定し、さらに、放射方向データ格納ステップで格納された放射方向データに基づいて、前記合成ビームを通信相手の基地局の方向に放射させるために前記特定のアンテナの給電点に流す電流の位相と振幅とを決定し、決定した電流を前記特定のアンテナの給電点に流す制御ステップとを有する無線通信方法。
8. 通信相手の基地局から受信する受信信号の受信感度レベルを検出する感度レベル検出ステップをさらに有し、
   前記制御ステップは、前記感度レベル検出ステップで検出された受信感度レベルが所定のレベル以下となった場合にのみ実行する、請求項７に記載の無線通信方法。
9. 前記制御ステップでは、現在無線通信中であれば、無線通信中の基地局を通信相手として特定する、請求項８に記載の無線通信方法。
10. 前記制御ステップでは、現在無線通信が不可であれば、前記基地局位置データ格納ステップで格納された複数の基地局の基地局位置データと、前記端末位置データ取得ステップで取得された前記無線通信端末の現在の端末位置データとに基づいて、前記無線通信端末の現在の位置から一定範囲内にある基地局を通信相手として特定する、請求項８に記載の無線通信方法。
11. 前記制御ステップでは、現在無線通信が不可であれば、前記基地局データ部に格納された通信相手の基地局の基地局位置データと、前記ＧＰＳ部により取得された前記無線通信端末の現在の端末位置データとに基づいて、無線通信が可能となる位置を特定し、該特定した位置を表す画面を表示することも行う、請求項１０に記載の無線通信方法。
12. 前記基地局位置データ格納ステップでは、基地局位置データの更新が可能である、請求項７から１１のいずれか１項に記載の無線通信方法。

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