JP2010219612A - 無線端末とそれを用いた無線通信方法及び無線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】 ＣＤＭＡ等の符号多重化した信号を用いる無線端末は、受信信号のレベル差が問題になる。これは遠近問題と呼ばれ、送信電力を調整する等の複雑な処理が行われていた。
【解決手段】 移動端末１（自端末）は、自端末の位置情報を検出する。更に、通信中の移動端末１（他端末）のタイムスロットＴＳ及び拡散符号Ｃと位置情報を検出して、端末管理テーブル３３に格納する。自端末が通信チャネルを取得する通信チャネル取得手段５４は、自端末の位置と他端末の位置とを比較し、他端末までの距離を計算し、最適なタイムスロットＴＳを選択して他端末と通信を行うようにした。これにより、各タイムスロットＴＳ内の移動端末間の距離を適切にできるため、受信電力の差を原因とするパケットロスを減少させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線端末（例えば、移動端末、自動車電話機、携帯電話機、無線ローカル・エリア・ネットワーク（以下「無線ＬＡＮ」という。）等に接続された端末機等）と、その無線端末を用いた複数の無線端末間で、タイムスロットと拡散符号とにより指定された通信チャネルを使用して無線通信を行う無線端末とそれを用いた無線通信方法及び無線通信システムに関するものである。

従来の移動体通信等に使われる無線通信は、時分割多元接続（Time Division Multiple Access、以下「ＴＤＭＡ」という。）、又は／及び符号分割多重方式（Code Division Multiple Access、以下「ＣＤＭＡ」という。）を用いた無線通信方法を用いて多元接続を行っている。

ＴＤＭＡを用いた無線通信方法は、フレーム内に割当てられた一対の時間位置（以下「タイムスロット」という。）を用いて行う無線通信方法である。

ＣＤＭＡを用いた無線通信方法は、伝送する信号に拡散符号系列を掛けることで、伝送する信号を拡散して送信する。受信側で、同じ拡散符号系列をかけて逆拡散することにより元のデータを復元することができる。又、ある通信装置による送信信号と他の通信装置による送信信号が衝突し場合は、拡散符号がそれぞれ異なっていれば、正しく受信することができる。ＣＤＭＡを用いた無線通信方法には、ｃｄｍａＯｎｅ及びＦＯＭＡなどの携帯電話、無線ＬＡＮ等がある。

更に、ＴＤＭＡとＣＤＭＡとを組み合わせた、時分割と符号分割によるアクセス制御を行う無線通信方法もある。

ところで、ＣＤＭＡには遠近問題と呼ばれる問題がある。これは、無線端末間の距離に差があると、所望波と干渉波の受信電力のレベル差が大きくなり、所望波を正しく受信できないという問題である。この問題を解決するために、受信電力のレベル差を小さくする方法として、受信電力の大きさが受信する移動端末において同程度になるように、パワーコントロールによる送信電力を調整する制御方法がある。

一方、移動体通信ネットワークには、移動局と基地局とから構成された通信方法の他に、基地局の介在なしに、電波の届く範囲の無線端末同士で、直接無線通信を行うアドホックネットワークがある。又、アドホックネットワークにおいて、ＴＤＭＡとＣＤＭＡとを組み合わせた通信方法が提案されている。

更に、アドホックネットワークおける、通信チャネルの割当方法も考えられている。

例えば、下記の特許文献１には、電波の届く範囲内にある移動局を形成する無線通信装置間で、アドホックネットワークを構築し、ＴＤＤ（Time Division Duplex）−ＣＤＭＡ方式を採用した通信チャネルの割当について記載されている。通信チャネルの割当は、無線通信装置の中でマスタを設定し、マスタによって行われる。マスタにおける通信チャネルの割当は、通信条件に関わる所定の評価基準に基づき、優先順位に従い通信チャネルを割当てるものである。所定の評価基準としては、各タイムスロットにおける干渉レベル用いている。干渉レベルは受信器に入力される受信信号から干渉レベルを検出している。

特開２００５−１０１７１６号公報

しかしながら、従来の無線通信方法では、次の課題があった。
従来の無線通信方法では、受信信号の干渉レベルを測定して、通信チャネルを割当ているため、受信信号の干渉レベルを測定のための特別な回路が必要になる。更に、無線通信装置の中からマスタを設定して通信チャネルの割当を行う必要があるため、通信チャネルを割当てる際に、無線通信装置間の手順が必要になる。又、移動端末間の地理的な距離を基にした遠近問題の解決策は考えられていいなかった。

本発明のうち、第１の発明の無線端末は、特定の電波を受信し、現在位置を検出して第１の位置情報を出力する位置検出手段と、タイムスロット及び拡散符号によりそれぞれ決まる複数の通信チャネルの第１の無線信号を受信し、第１の通信チャネルの受信チャネル情報を出力し、且つ、受信拡散選択信号に基づき、前記第１の通信チャネルの前記第１の無線信号を選択してチャネル受信信号を出力する受信信号選択部と、前記チャネル受信信号を入力し、前記第１の無線信号の送信元の位置を表す第２の位置情報を検出して出力する位置情報検出手段と前記受信チャネル情報に基づき、前記第１の通信チャネルを構成する前記タイムスロット及び前記拡散符号を生成すると共に、前記受信拡散選択信号を生成して前記受信信号選択部に与え、前記第１の位置情報及び前記受信チャネル情報に基づき、所定のタイミングで送信タイミング信号及び送信拡散選択信号を出力する端末管理部と、前記送信タイミング信号に基づいて、第２の無線信号に割当てるタイムスロットを決めると共に、前記送信拡散選択信号に基づいて前記第２の無線信号に割当てる拡散符号を決め、前記第２の無線信号を送信する送信部とを有することを特徴とする。

第２の発明の無線通信方法は、第１の発明の無線端末を複数有し、第１の前記無線端末と、第２の前記無線端末との間で無線通信を行う無線通信方法であって、前記第１の無線端末の前記送信部により、前記第１の無線端末の前記第１の位置情報に基づき、前記第１の無線端末の前記第２の無線信号を送信する第１の無線送信処理と、前記第２の無線信号の受信可能な範囲に位置する前記第２の無線端末における前記位置検出手段により、前記第１の位置情報を検出する第１の位置検出処理と、前記第２の無線端末の前記位置情報検出手段により、前記第１の無線端末の前記第１の位置情報を検出する第２の位置検出処理と、前記第２の無線端末の前記端末管理部により、前記第１の無線端末の前記第１の位置情報と前記第２の無線端末の前記第１の位置情報とに基づき、前記第２の無線端末の前記第２の無線信号に割当てる第２の通信チャネルを決定するチャネル取得処理と、前記第２の無線端末の前記送信部により、前記第２の通信チャネルを用いて前記第２の無線端末の前記第２の無線信号を送信する第２の無線送信処理と、前記第１の無線端末の前記受信信号選択部により、前記第２の無線端末の前記第２の無線信号を受信する無線受信処理とを有することを特徴とする。

第３の発明の無線通信システムは、第１の発明の無線端末を複数有し、第１の前記無線端末と、第２の前記無線端末との間で無線通信を行う無線通信システムであって、前記第１の無線端末の前記送信部は、前記第１の無線端末の前記第１の位置情報に基づき、前記第１の無線端末の前記第２の無線信号を送信し、前記第２の無線信号の受信可能な範囲に位置する前記第２の無線端末における前記位置検出手段は、前記第１の位置情報を検出し、前記第２の無線端末の前記位置情報検出手段は、前記第１の無線端末の前記第１の位置情報を検出し、前記第２の無線端末の前記端末管理部は、前記第１の無線端末の前記第１の位置情報と前記第２の無線端末の前記第１の位置情報とに基づき、前記第２の無線端末の前記第２の無線信号に割当てる第２の通信チャネルを決定し、前記第２の無線端末の前記送信部は、前記第２の通信チャネルを用いて前記第２の無線端末の前記第２の無線信号を送信し、前記第１の無線端末の前記受信信号選択部は、前記第２の無線端末の前記第２の無線信号を受信することを特徴とする。

第１の発明の無線端末によれば、位置検出手段により検出した現在位置と位置情報検出手段により検出した第１の無線信号を送信した無線端末の位置情報とから、無線端末自身が送信部の第２の通信チャネルを割当てている。このため、同一タイムスロット内の端末間距離の差が少なくなるので、通信チャネルを決めるために受信信号の干渉レベルを測定する必要がなくなる。更に、受信電力差を小さくできることから、パケットロスを減少させることが出来る。

第２の発明の無線通信方法及び第３の発明の無線通信システムによれば、第１の無線端末の現在位置と、第２の無線端末の現在位置を検出し、それぞれの無線端末の現在位置から、第２の通信チャネルを割当てている。このため、第２の通信チャネルの取得は、無線端末自身が行う。これにより、無線端末の中からマスタを選択する必要がなくなり、このために生じる通信手順が不要になる。更に、同じタイムスロットを利用する無線端末は接近した状態になるため、遠近問題による受信レベル差が少なくなる。このことにより、受信電力差を原因とするパケットロスを減少させることが出来る。

図１は実施例１の移動端末１を示す構成図である。 図２は実施例１の無線通信システム及び移動端末１と通信チャネルの割当を説明するための図である。 図３は図１中の端末管理テーブル５５の内容を示す図である。 図４は図２中の移動端末１−５とタイムスロットの取得を説明するための図である。 図５は図１中の端末管理部５０における、タイムスロットを選択する処理を示すフローチャートである。 図６は図５中のスロット内最大距離の算出を行う処理を示すフローチャートである。 図７は図５中の空きチャネルと最適タイムスロットの選択を行う処理を示すフローチャートである。

本発明を実施するための形態は、以下の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、明らかになるであろう。但し、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。

（実施例１の無線通信システム）
図２（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施例１における無線通信システム及び移動端末と通信チャネルの割当を説明する図であり、同図（ａ）は移動端末の配置とタイムスロットの割当を示す図、及び、同図（ｂ）は同図（ａ）のタイムスロットと拡散符号との割当を示す図である。

図２（ａ）に示す無線通信システムは、複数の無線端末（例えば、無線電話機等の移動端末）１（＝１−１〜１−ｈ、例えば、ｈ＝５）によりアドホックネットワークを構成している。通信エリアＡＲは、各移動端末１から相互に電波の届く範囲であり、移動端末１の数ｈは、通信エリアＡＲ内の移動端末１の数より決まる。この無線通信システムでは、通信エリアＡＲ内の移動端末１が通信チャネルを取得することで、通信中のアドホックネットワーク加入する構成になっている。

この無線通信システムで使用する通信チャネルは、タイムスロットＴＳ（＝ＴＳ１〜ＴＳｍ、例えば、ｍ＝３）及び拡散符号Ｃ（＝Ｃ１〜Ｃｎ、例えばｎ＝５）により多重化している。タイムスロットＴＳは、時間を一定時間間隔で区切って、この一定時間間隔を１つのタイムスロットＴＳとしたものであり、タイムスロットＴＳの数だけ信号を多重化できる。又、各タイムスロット期間内は、拡散符号Ｃにより更に信号帯域を多重化している。この拡散符号Ｃにより分割された帯域の単位も、スロットとして扱われる。通信チャネルは、タイムスロットＴＳと、拡散符号Ｃによるスロットとにより割当てられたチャネルである。

図２（ｂ）に示すように、移動端末１（例えば、１−５）が送信を始める前の周期Ｃｙ１〜Ｃｙ２において、移動端末１−１，１−２，１−３，１−４は、タイムスロットＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３及び拡散符号Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４をそれぞれ割当てられた通信チャネルを使用してそれぞれ通信している。

（実施例１の移動端末）
図１は、本発明の実施例１における移動端末１（＝１−１〜１−５）を示す構成図である。

この移動端末１（例えば、１−５）は、受信信号Ｓ２６を受信する受信部１０と、送信信号Ｓ２９を送信する送信部３０とを有し、これらの受信部１０及び送信部３０を制御部４０により制御して、移動端末１の送受信を制御する構成となっている。

受信部１０は、近隣の移動端末１（例えば、１−２）からの受信電波信号Ｓ１１を受信するアンテナ１１を有している。このアンテナ１１には、受信部高周波部（以下「受信ＲＦ部」という。）１２が接続されている。受信ＲＦ部１２は、アンテナ１１からの受信電波信号Ｓ１１をチップ列に変換して第１の無線信号Ｓ１２を出力するものであり、この出力側に、受信信号選択部２０が接続されている。受信信号選択部２０は、複数の逆拡散処理部２１（＝２１−１〜２１−ｎ）と、複数の相関値計算部２２（＝２２−１〜２２−ｎ）と、スイッチ回路２３とから構成されている。各逆拡散処理部２１は、予め設定されたｎ個の拡散符号を用いて逆拡散処理を行いシンボル信号Ｓ２１（＝Ｓ２１−１〜Ｓ２１−ｎ）にそれぞれ変換するものであり、この出力側に、それぞれに対応した相関値計算部２２に接続されている。

相関値計算部２２は、各逆拡散処理部２１よりそれぞれのシンボル信号Ｓ２１を受けてそのまま出力し、更に、各シンボル信号Ｓ２１がそれぞれの閾値を超えているかどうかを判断し、各受信チャネル情報Ｓ２２をそれぞれ出力するものであり、この各出力側に、スイッチ回路２３が接続されている。スイッチ回路２３は、各シンボル信号Ｓ２１をそれぞれ入力する複数の入力端子２３ａ（＝２３ａ−１〜２３ａ−ｎ）と、受信拡散選択信号Ｓ５１に基づき、その複数の入力端子２３ａに対して切替え接続され、チャネル受信信号Ｓ２３を出力する出力端子２３ｂとにより構成されている。このスイッチ回路２３の出力端子２３ｂには、復調部２４が接続されている。

復調部２４は、チャネル受信信号Ｓ２３を入力して復調し、受信パケット信号Ｓ２４を生成するものであり、この出力側に、受信バッファ部２５が接続されている。受信バッファ部２５は、受信パケット信号Ｓ２４を入力して一時保持して出力するものであり、この出力側に、パケット解析部２６が接続されている。パケット解析部２６は、受信情報Ｓ２６を出力するものであり、これは位置情報検出手段２６ａが備えられている。位置情報検出手段２６ａは、解析されたパケットに含まれる他の移動端末１（例えば、１−２）の第２の位置情報Ｓ２６ａを検出するものである。

送信部３０は、パケット生成部３１を有し、これには、送信バッファ部３２、変調部３３、拡散処理部３４、送信部高周波部（以下「送信ＲＦ部」という。）３５、及びアンテナ３６が縦列接続されている。

パケット生成部３１は、上位層の送信要求から生成された送信情報Ｓ２９、及び／又は第１の位置情報Ｓ４１ａを入力してパケット生成し、送信信号Ｓ３２を出力するものであり、この出力側に、送信バッファ部３２が接続されている。送信バッファ部３２は、送信タイミング信号Ｓ５４ａに基づき、パケットＳ３２をタイムスロットＴＳに同期して出力するものであり、この出力側に、変調部３３が接続されている。変調部３３は、入力されたパケットＳ３２を変調してシンボル列Ｓ３３を出力するものであり、この出力側に、拡散処理部３４が接続されている。拡散処理部３４は、送信拡散選択信号Ｓ５４ｂに基づき、このシンボル列Ｓ３３に拡散処理を施して第２の無線信号Ｓ３４を出力するものであり、この出力側に、送信ＲＦ部３５が接続されている。送信ＲＦ部３５は、入力された第２の無線信号Ｓ３４を変換して送信電波信号Ｓ３５を出力するものであり、この出力側に、アンテナ３６が接続されている。

制御部４０は、位置情報管理部４１と、端末管理部５０と、端末管理テーブル５５とから構成されている。位置情報管理部４１は、位置検出手段４１ａを有するものである。この位置検出手段４１ａは、受信信号Ｓ３９の信号に基づき、自身の移動端末１の位置を示す第１の位置情報Ｓ４１ａを検出するものであり、この出力側には、パケット生成部３１と端末管理部５０が接続されている。

端末管理部５０は、近隣端末管理手段５１を有し、これには、端末間距離算出手段５２、スロット内最大距離算出手段５３、及び通信チャネル取得手段５４が縦列接続されている。この端末管理部５０は、例えば、中央処理装置（以下「ＣＰＵ」という。）等により構成されている。近隣端末管理手段５１及び端末間距離算出手段５２には、記憶装置（例えば、端末管理テーブル）５５が接続されている。

近隣端末管理手段５１は、各相関値計算部２２から出力された受信チャネル情報Ｓ２２と、位置情報検出手段２６ａから出力された第２の位置情報Ｓ２６ａとを入力し、受信チャネル情報Ｓ２２を基に、タイムスロットＴＳと拡散符号Ｃとを検出して、このタイムスロットＴＳ、拡散符号Ｃ及び第２の位置情報Ｓ２６ａを端末管理テーブル５５に格納し、更に、その拡散符号Ｃに基づき受信拡散選択信号Ｓ５１を生成して、その受信拡散選択信号Ｓ５１をスイッチ回路２３に与えるものである。

端末間距離算出手段５２は、端末管理テーブルに格納された第２の位置情報Ｓ２６ａと、位置検出部４１から出力された第１の位置情報Ｓ４１ａとに基づき、自身と他の移動端末１までの端末間距離を算出して、スロット内最大距離算出手段５３に出力するものである。スロット内最大距離算出手段５３は、入力された端末間距離を基に、スロット内最大距離を算出し、通信チャネル取得部５４に出力するものである。通信チャネル取得部５４は、入力したスロット内最大距離を基に、送信するタイムスロットＴＳを選択し、このタイムスロットＴＳの送信時刻を指定する送信タイミング信号Ｓ５４ａを生成して、送信バッファ部３２に出力し、更に、空いている拡散符号Ｃを選択して、この拡散符号Ｃによる拡散処理を指示する送信拡散選択信号Ｓ５４ｂを拡散処理部３４に出力するものである。

図３は、図中１の端末テーブル５５の内容を示す図である。
この端末管理テーブル５５は、各移動端末１−１〜１−４における、タイムスロットＴＳ１〜ＴＳ３及び拡散符号Ｃ１〜Ｃ４と第２の位置情報Ｓ２６ａ（１０，１０）〜（３５、２０）とを格納するものであり、半導体メモリ等で構成されている。

（実施例１の無線通信方法）
本実施例１の無線通信方法における、（１）無線通信システム全体の通信方法と、（２）端末管理部の処理と、（３）移動端末の最大距離算出処理と、（４）最適タイムスロット選択処理とを、以下説明する。

（１） 無線通信システム全体の通信方法
図４は、図２中の移動端末１−５とタイムスロットの取得を説明する図である。

図２及び図４に示す本実施例１の無線通信システムの動作を、移動端末１−５が通信チャネルを取得して通信中のアドホックネットワークに加入する例によって説明する。

図２において、移動端末１−５は、移動端末１−２の近くにあって、このネットワークに加入して無線通信を行うため、送信を予定している。この移動端末１−５は、移動端末１−５から移動端末１（例えば、１−２）までの距離が最も適正なタイムスロットを選択する。タイムスロットＴＳ２は、移動端末１−５が選択した最も適切なタイムスロットの候補である。又、タイムスロットＴＳ２には、拡散符号Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３及び拡散符号Ｃ５が空いている。そこで、移動端末１−５は、拡散符号Ｃ３選択して、タイムスロットＴＳ２と拡散符号Ｃ３が割当てられた通信チャネルを候補として選択する。この通信チャネルを用いて送信し、この通信チャネルは取得される。この通信チャネルの取得により、図２（ｂ）に示す周期Ｃｙ３で、移動端末１−５は、移動端末１−１〜１−４によって構成されている無線通信システムに加入して移動端末１−１〜１−４と無線通信を行うことができる。

このように、移動端末１−１〜１−４により構成されているネットワークに移動端末１−５加入する前と、移動端末１−５が加入した後での、移動端末＝１−１〜１−５と、タイムスロットＴＳ１〜ＴＳ３の割当の変化が、図４に示されている。移動端末１−５は、移動端末１−１〜１−５間の距離が適切なタイムスロットＴＳを選択しているのが分かる。このように、複数の移動端末１を配置してアドホックネットワークを形成する上述の無線通信システムは、他に特別な装置を必要としないで、無線通信を行うことができる。

次に、図１の移動端末１の詳細な処理内容を説明する。
受信部１０において、受信部ＲＦ部１２は、アンテナ１１で受信した移動端末１−１〜１−４からの受信電波信号Ｓ１１を入力する。更に、入力した受信電波信号Ｓ１１から受信帯域の信号を取り出してチップ列に変換した第１の無線信号Ｓ１２を生成する。

受信信号選択部２０は、第１の無線信号Ｓ１２を入力し、逆拡散処理部２１、相関値計算部２２、及びスイッチ回路２３により無線受信処理を行い、チャネル受信信号Ｓ２３を生成する。逆拡散処理部２１は、予め設定されたｎ個の拡散符号を用いて、並列して逆拡散処理を行い、それぞれのシンボルＳ２１に変換する。ここで、ｎは拡散率に相当する数で、例えば、拡散率５の場合にはｎ＝５である。相関値計算部２２は、逆拡散処理部２２より入力したシンボル信号Ｓ２１を評価する。この評価は、シンボル信号Ｓ２１の電力値が閾値を越えるかどうかにより行う。評価結果は、受信チャネル情報Ｓ２２として、端末管理部５０に出力される。

逆拡散処理部２１で生成したシンボル信号Ｓ２１は、そのまま、スイッチ回路２３に出力され、閾値を超える電力値のシンボル信号Ｓ２１が選択される。このシンボル信号Ｓ２１は、端末管理部５０において受信チャネル情報Ｓ２２に基づいて生成された受信拡散選択信号Ｓ５１により選択される。選択されたシンボル信号Ｓ２１は、チャネル受信信号Ｓ２３として出力される。又、選択されなかったシンボル信号Ｓ２１は破棄される。尚、受信信号選択部２０は、高速処理を要求されるため、ｎ個の回路を並列に設置している。しかし、信号速度が遅い場合は、この回路を並列に設置する必要はなくなる。

各逆拡散処理部２１から出力されるシンボル信号Ｓ２１の内からあるシンボル信号Ｓ２１の電力値が閾値を超えると、このシンボル信号Ｓ２１は、相関の高い拡散符号により逆拡散処理を行っていると判断される。即ち、送信側での拡散符号と逆拡散処理部２１での拡散符号とが一致していると判断される。
例えば、図２において、タイムスロットＴＳ２を用いている移動端末１は、移動端末１−２だけであり、移動端末１−２は、拡散符号Ｃ４を使用している。このタイムスロットＴＳ２の時間帯では、複数の逆拡散処理部２１の中で１つの逆拡散処理部２１−４だけが正しく逆拡散処理できる。従って、この逆拡散処理部２１−４で生成したシンボル信号Ｓ２１のみが閾値の電力値を超え、相関値計算部２２−４の出力する受信チャネル情報Ｓ２２のみが閾値の電力値を越えたことを示す。

このチャネル受信信号Ｓ２３は、復調部２４において復調を行い、受信パケット信号Ｓ２４に生成される。パケット解析部２６は、この受信パケット信号Ｓ２４を、受信バッファ部２５により同期させて取込む。更に、取込んだ受信パケット信号Ｓ２４を解析して受信情報Ｓ２６を生成し、通信端末１の上位層に出力する。尚、第１の無線信号Ｓ１２の中に複数の通信チャネルの信号が存在する場合、受信信号選択部２０は、複数の拡散信号によるシンボル信号Ｓ２１を選ぶ。この場合の復調部２４における復調処理は、複数の並列処理により行われる。

又、パケット解析部２６が有する位置情報検出手段２６ａは、受信パケット信号Ｓ２４を解析し、送信した移動端末１（例えば１−２）の位置を示す第２の位置情報Ｓ２６ａを検出する第２の位置検出処理を行う。

送信部３０は、移動端末１の上位層で生成された送信情報Ｓ２９、又は、第１の位置情報Ｓ４１ａを送信する処理を行う。尚、移動端末１−５自身の位置を示す第２の位置情報Ｓ４１ａは、周期的（例えば、数ｍｓ）に、移動端末１−１〜１−４へ通知する必要がある。そのため、位置検出手段４１ａは、送信部３０に対し、第１の位置情報Ｓ４１を送信する第１の無線送信処理の要求を行う。

パケット生成部３１は、送信情報Ｓ２９又は第１の位置情報Ｓ４１ａをパケットに組立てることにより、送信信号Ｓ３１を生成する。ここから、第２の無線送信処理が始まる。送信バッファ部３２は、端末管理部５０から入力した送信タイミング信号Ｓ５４ａの指示により、送信するタイムスロットＴＳに同期してパケットＳ３２を変調部３３に出力する。変調部３３は、入力したパケットＳ３２を変調してシンボル列Ｓ３３を生成する。拡散処理部３４において、送信拡散選択信号Ｓ５４ｂの指示する拡散符号Ｃを用いて、入力したシンボル列Ｓ３３に拡散処理を施してチップ列を生成する。生成されたチップ列は、第２の無線信号Ｓ３４として送信ＲＦ部３５に出力する。これにより、第２の無線送信処理が終わる。送信ＲＦ部３５は、第２の無線信号Ｓ３４を搬送波に乗せた送信電波信号Ｓ３５を作成し、この送信電波信号Ｓ３５をアンテナ３６に出力する。

制御部４０は、第１の無線信号Ｓ１２に割当てられているタイムスロットＴＳと拡散符号Ｃとを検出する処理と、移動端末１−５自身の位置を示す第１の位置情報Ｓ４１ａを検出する処理と、送信する通信チャネルのタイムスロットＴＳ及び拡散符号Ｃとを生成する処理を行う。

制御部４０において、位置検出手段４１ａは、受信信号Ｓ３９の信号を受け、自身の移動端末１―５の位置を示す第１の位置情報Ｓ４１ａを生成する第１の位置検出処理を行う。受信信号Ｓ３９は、（全地球測位システム（以下「ＧＰＳ」という。）等の電波からの受信信号である。移動端末１−５自身の位置は、受信信号Ｓ３９を解析して検出される。検出した位置情報は、地理的な座標で表される。例えば、世界測地系(WGS-84)の例に従えば、「緯度35度13分22.45秒、経度139度40分29.26秒、高度95m」であり、独自の座標を使う場合は、（１０，２０）であってもよい。

端末管理部５０において、近隣端末管理手段５１は、受信チャネル情報Ｓ２２の情報を基に、受信した第１の無線信号Ｓ１２が使用しているタイムスロットＴＳ及び拡散符号Ｃを検出する処理を行う。更に、近隣端末管理手段５１は、閾値を越えたシンボル信号Ｓ２１を選択する受信拡散選択信号Ｓ５１を生成する処理を行う。

検出したタイムスロットＴＳ及び拡散符号Ｃは、第１の通信チャネルを構成する。この第１の通信チャネルを構成するタイムスロットＴＳ及び拡散符号Ｃと、第２の位置情報Ｓ２６ａとは、送信した移動端末１−１〜１−４に対応して端末管理テーブル５５に格納される。

端末間距離算出手段５２は、端末管理テーブル５５と移動端末１−５自身の位置を示す第１の位置情報Ｓ４１ａとから、移動端末１−５から移動端末１（例えば、１−２）との端末間距離を算出する。この算出結果を用い、スロット内最大距離算出手段５３は、同一タイムスロット内で無線通信を行っている移動端末１（例えば、１−２）の中から、最大の端末間距離を示すスロット内最大距離を算出する。通信チャネル取得部５４は、このスロット内最大距離に基づき、チャネル取得処理を行い、スロット内最大距離が最小になるタイムスロットＴＳを選択し、更に、選択したタイムスロットＴＳから空いている拡散符号Ｃを選択する。この選択したタイムスロットＴＳと拡散符号Ｃとは、第２の通信チャネルを構成する。第２の通信チャネルを構成するタイムスロットＴＳ及び拡散符号Ｃが選択されると、通信チャネル取得部５４は、第２の通信チャネルにおけるタイムスロットＴＳの送信時刻に合わせて、送信タイミング信号Ｓ５４ａを出力して、選択したタイムスロットＴＳの期間にパケット信号Ｓ３２を送出する。更に、通信チャネル取得部５４は、送信拡散選択信号Ｓ５４ｂを拡散処理部３４に出力して、割当てた拡散符号Ｃによる拡散処理を指示する。

（２） 端末管理部の処理
図５は、図１中の端末管理部５０における、タイムスロットを選択する処理を示すフローチャートである。

図５を用いて、端末管理部５０の処理と候補チャネル決定処理とを説明する。
本実施例１の移動端末１は、上位層より送信要求が発生すると、タイムスロットＴＳ及び拡散符号Ｃを選択し、送信を開始する。通信チャネル取得手段５４は、タイムスロットＴＳ及び拡散符号Ｃを選択して通信チャネルを取得する処理を行う。通信チャネルを取得する処理は、端末間距離算出手段５２及びスロット内最大距離算出手段５３の結果に基づき行われる。

図５の処理が開始され、ステップＳＰ１において、タイムスロット番号を“ｇ”として、ｇ＝１を設定してステップＳＰ２に進む。ステップＳＰ２において、スロット内最大距離算出手段５３により、スロット内最大距離を算出する最大距離算出処理を行う。この処理は、自身の移動端末１―５からタイムスロットＴＳｇ内に存在する移動端末１（例えば、１−２）の距離を求め、自身の移動端末１―５からタイムスロットＴＳｇ内の最遠の移動端末１までの最大距離ｄｉｓｔ＿ｍａｘｇを算出する処理である。この処理が終わると、ステップＳＰ３に進む。ステップＳＰ３において、ｇ＝ｇ＋１を設定して、ステップＳＧ４に進む。ステップＳＰ４において、タイムスロット番号“ｇ”とタイムスロット番号の最大数である最大番号ｇｍａｘとの比較が行われる。ｇ＞最大番号ｇｍａｘであれば（ｙｅｓ）、タイムスロットすべてで最大距離ｄｉｓｔ＿ｍａｘｇが求められたため、次の処理であるステップＳＰ５に進む。一方、ｇ＞最大番号ｇｍａｘを満足しなければ（ｎｏ）、ステップＳＰ２に戻り、次のタイムスロットＴＳでの最大距離ｄｉｓｔ＿ｍａｘｇを求める。

ステップＳＰ５〜ＳＰ８は候補チャネル決定処理である。ステップＳＰ５において、選択を予定するタイムスロット番号を“ｍ”とする。最初に、該当タイムスロットなしを示すｍ＝０を設定して、ステップＳＰ６に進む。ステップＳＰ６において、空きチャネルのチェックと最適タイムスロットＴＳを選択する処理を行う。この処理は、空きチャネルのあるタイムスロットＴＳの中から最大距離ｄｉｓｔ＿ｍａｘｇが最小となるタイムスロットＴＳを選択する処理である。ステップＳＰ６の処理が終わると，ステップＳＰ７に進む。ステップＳＰ７において、ｍ＞０のチェックが行われる。ｍ＞０であれば（ｙｅｓ）、該当するタイムスロットが存在するとして、ステップＳＰ８に進む。ｍ＞０でなければ（ｎｏ）、該当するタイムスロットが存在しないため、この処理を終わる。ステップＳＰ８において、タイムスロットＴＳｍを選択して処理を終了する。その後、選択したタイムスロットＴＳｍがある場合は、選択したタイムスロットＴＳｍの中から空いている拡散符号Ｃを選択して、送信する通信チャネルの候補が確定する。

（３） 移動端末の最大距離算出処理
図６は、図５中のスロット内最大距離の算出を行う処理を示すフローチャートである。

図６の処理が開始され、スロット内最大距離算出手段５３は、図５のステップＳＰ２で示すスロット内最大距離の算出を行う。このスロット内最大距離を算出する最大距離算出処理を、図６のフローチャートを用いて説明する。

ステップＳＰ２１において、タイムスロット番号“ｇ”で示されるタイムスロットＴＳｇにおける、スロット内最大距離を格納する最大距離ｄｉｓｔ＿ｍａｘｇの初期設定を行う。初期設定の値は、タイムスロットＴＳｇ内に空き通信チャネルが存在しないことを示す最大距離ｄｉｓｔ＿ｍａｘｇ＝０である。初期設定が終わると、ステップＳＰ２２に進む。ステップＳＰ２２において、拡散符号の番号を示す“ｊ”をｊ＝１と設定して、ステップＳＰ２３ａに進む。

ステップＳＰ２３ａにおいて、タイムスロットＴＳｇ及び拡散符号Ｃｊを割当てられた当該通信チャネルが空であるか使用中であるかをチェックする。使用中である場合は、ステップＳＰ２３ｂに進む。空の場合は、ステップＳＰ２３ｃに進む。ステップＳＰ２３ｂは、端末間距離算出手段５２が行う端末間距離を算出する距離算出処理である。ステップＳＰ２３ｂにおいて、端末管理テーブル５５を参照することで、タイムスロットＴＳｇ及び拡散符号Ｃｊが割当てられた通信チャネルを検索する。検索により得られた通信チャネルから、該当する移動端末１（例えば、１−２）の第２の位置情報Ｓ２６ａを読出す。次に、読み出した第２の位置情報Ｓ２６ａと自身の移動端末１―５の第１の位置情報Ｓ４１ａとの差分を取り、自身の移動端末１―５と移動端末１（例えば、１―２）との距離を求め、端末間距離ｄｉｓｔを設定する。ステップＳＰ２３ｂの処理が終わると、ステップＳＰ２４ａに進む。ステップＳＰ２３ｃにおいて、当該通信チャネルが使用されていないことを示す端末間距離ｄｉｓｔ＝０を設定して、ステップＳＰ２４ａに進む。

ステップＳＰ２４ａにおいて、端末間距離ｄｉｓｔと最大距離ｄｉｓｔ＿ｍａｘｇとの比較が行われる。端末間距離ｄｉｓｔ ＜＝ 最大距離ｄｉｓｔ＿ｍａｘｇであれば、ステップＳＰ２５に進み、端末間距離ｄｉｓｔ ＞ 最大距離ｄｉｓｔ＿ｍａｘｇであれば、ステップＳＰ２４ｂに進む。ステップＳＰ２４ｂにおいて、最大距離ｄｉｓｔ＿ｍａｘｇ ＝ 端末間距離ｄｉｓｔを設定してステップＳＰ２５に進む。ステップＳＰ２４ａとステップＳＰ２４ｂの処理により、最大距離ｄｉｓｔ＿ｍａｘｇが更新される。ステップＳＰ２５において、拡散符号の番号を示す“ｊ”を１だけ増加させてステップＳＰ２６に進む。ステップＳＰ２６では、“ｊ”と拡散符号の番号の最大値である最大番号ｊｍａｘとの比較が行われる。ｊ＞最大番号ｊｍａｘでなければ（ｎｏ）、タイムスロットＴＳｇ内にチェックしていない通信チャネルが残ってため、ステップＳＰ２３ａに戻る。ｊ＞最大番号ｊｍａｘであれば（ｙｅｓ）、タイムスロットＴＳｇ内の通信チャネルをすべてチェックしたことになり、スロット内最大距離の算出処理が終了する。

（４） 最適タイムスロット選択処理
図７は、図５中の空きチャネルと最適タイムスロットの選択を行う処理を示すフローチャートである。

通信チャネル取得手段５４は、図５のステップＳＰ６で示す空きチャネルと最適スロットタイムを選択するチャネル取得処理を行う。この処理を、図７を用いて説明する。

図の処理が開始され、ステップＳＰ６１において、ｇ＝１を設定すると共に、最大距離ｄｉｓｔ＿ｍａｘｇの最小値を示す最小距離ｄｉｓｔ＿ｍｉｎの初期値を設定して、ステップＳＰ６２に進む。最小距離ｄｉｓｔ＿ｍｉｎの初期値は、最小距離ｄｉｓｔ＿ｍｉｎ＝０である。この最小距離ｄｉｓｔ＿ｍｉｎ＝０を、最小距離ｄｉｓｔ＿ｍｉｎを算出する対象がないという意味に使用している。ステップＳＰ６２において、タイムスロットＴＳｇに空き通信チャネルがあるかどうかをチェックする。このタイムスロットＴＳｇに空き通信チャネルがある場合は、ステップＳＰ６３ａに進む。タイムスロットＴＳｇに空き通信チャネルがない場合は、ステップＳＰ６４に進む。

ステップＳＰ６３ａにおいて、選択するタイムスロットＴＳの候補の番号を示す“ｍ”をチェックする。ｍ＞０であれば（ｙｅｓ）、既にタイムスロットＴＳの候補があるため、ステップＳＰ６３ｂに進む。ｍ＞０でなければ（ｎｏ）、最初のタイムスロットＴＳの候補であるため、ステップＳＰ６３ｃに進む。ステップＳＰ６３ｂにおいて、最大距離ｄｉｓｔ＿ｍａｘｇと最小距離ｄｉｓｔ＿ｍｉｎの値が比較される。最大距離ｄｉｓｔ＿ｍａｘｇ＞＝最小距離ｄｉｓｔ＿ｍｉｎであれば、ステップＳＰ６４に進む。最大距離ｄｉｓｔ＿ｍａｘｇ＜最小距離ｄｉｓｔ＿ｍｉｎであればステップＳＰ６３ｃに進む。ステップＳＰ６３ｃにおいて、最小距離ｄｉｓｔ＿ｍｉｎ＝最大距離ｄｉｓｔ＿ｍａｘｇを設定し、最小距離ｄｉｓｔ＿ｍｉｎを更新する。更に、タイムスロットＴＳｇがタイムスロットＴＳの候補であることを示すｍ＝ｇを設定して、ステップＳＰ６４に進む。ステップＳＰ６４において、ｇ＝ｇ＋１を設定してステップＳＰ６５に進む。ステップＳＰ６５において、タイムスロット番号“ｇ”とタイムスロット番号の最大数“最大番号ｇｍａｘ”の比較が行われる。ｇ＞最大番号ｇｍａｘでなければ（ｎｏ）、チェックしていないタイムスロットＴＳｇがあるため、ステップＳＰ６２に戻る。ｇ＞最大番号ｇｍａｘであれば（ｙｅｓ）、すべてのタイムスロットをチェックしたことになるため、図５中のステップＳＰ６の処理を終了する。

以上の処理により求められたタイムスロットＴＳと拡散符号Ｃとにより、通信チャネルの候補が決定される。通信チャネル取得手段５４は、候補としたタイムスロットＴＳに同期させる送信タイミング信号Ｓ５４ａを送信バッファ３２に送り、パケットＳ３２を候補したタイムスロットＴＳに送り出す。更に、通信チャネル取得手段５４は、候補とした拡散符号Ｃによる符号拡散を指示する送信拡散選択信号Ｓ５４ｂを拡散処理部３４に送る。これにより、候補とした通信チャネルによる送信が始まり、移動端末１−１〜１−４により構成されているネットワークに参加することができる。

（実施例１の効果）
本実施例１の移動端末１とそれを用いた無線通信方法及び無線通信システムによれば、次の（ａ）〜（ｄ）のような効果がある。

（ａ）位置検出手段４１ａにより、自身の移動端末１―５の位置である第１の位置情報Ｓ４１ａを検出している。位置情報検出手段Ｓ４１ａは、移動端末１（例えば、１−２）の位置である第２の位置情報Ｓ２６ａを検出している。近隣端末管理手段５１は、受信信号選択部２０からの受信チャネル情報Ｓ１２に基づき、移動端末１（例えば、１−２）が使用しているタイムスロットＴＳ及び拡散符号Ｃを検出する。これらの情報を基に、自身の移動端末１―５が取得するタイムスロットＴＳを選択しているため、移動端末間の距離が極端に大きいタイムスロットを無くすことができる。これにより、同一タイムスロットＴＳ内の移動端末間の距離を小さくでき、受信電力差を小さくできる。

（ｂ）干渉レベルによりタイムスロットＴＳを選択していないため、干渉レベル測定のための特別な回路が不要になる。

（ｃ）移動端末１―５自身によりタイムスロットＴＳを選択できるため、マスタの移動端末１を設置する必要がなくなり、そのための手順も不要になる。

（ｄ）移動端末間の距離を用いて、通信チャネルを取得することにより、遠近問題を解決することができる。

（変形例）
本発明は、上記実施例に限定されず、種々の利用形態や変形が可能である。この利用形態や変形例としては、例えば、次の（Ａ）〜（Ｄ）のようなものがある。

（Ａ） 図２の移動端末１は、図示以外の構成ブロックや機能ブロックに変更してもよい。又、図１の端末管理テーブル５５は、移動端末に対応してタイムスロットＴＳ、拡散符号Ｃ、及び位置情報が格納されていればよく、格納する場所を変更してもよい。更に、図５〜図７のフローチャートは、図示以外の処理手順に変更してもよい。

（Ｂ） 移動端末１の現在位置の検出は、ＧＰＳの電波を利用しているが、これに限らない。例えば、ＦＭ放送等の電波や、携帯電話の基地局の電波等を利用してもよい。又、他の装置により検出した位置を受信して利用してもよい。

（Ｃ） 実施例１では、受信信号選択部１０ａで選択される拡散符号Ｃが１種類である例について説明したが、複数の拡散符号Ｃを選択してもよい。この場合の復調部２４は、選択した各拡散符号Ｃに対して時分割処理により復号化して構成する場合と、複数の復調回路を並列設置して構成する場合とがある。

（Ｄ） 移動端末は携帯電話機等の機器であるが、データ処理用の端末であってもよい。又、実施例１では、アプリケーション等を実行する上位層の装置と、受信部１０、送信部３０及び制御部４０を一体に形成した装置と、ユニバーサルシリアルバス（Universal Serial Bus）等により接続した構成にして利用してもよい。この場合、上位層の装置は、パーソナルコンピュータ、プリンタ等の機器が考えられる。

１，１−１〜１−５ 移動端末
１０ 受信部
２０ 受信信号選択部
２１，２１−１〜２１−ｎ 逆拡散処理部
２６ａ 位置情報検出手段
３０ 送信部
４０ 制御部
４１ａ 位置検出手段
５０ 端末管理部
５２ 端末間距離算出手段
５３ スロット内最大距離算出手段
５４ 通信チャネル取得手段
５５ 端末管理テーブル
Ｓ１２ 第１の無線信号
Ｓ２２ 受信チャネル情報
Ｓ２６ａ 第２の位置情報
Ｓ４１ａ 第１の位置情報
Ｓ５１ 受信拡散選択信号
Ｓ５４ａ 送信タイミング信号
Ｓ５４ｂ 送信拡散選択信号
ＴＳ１〜ＴＳ３ タイムスロット
Ｃ１〜Ｃ５ 拡散符号

Claims (8)

1. 特定の電波を受信し、現在位置を検出して第１の位置情報を出力する位置検出手段と、
   タイムスロット及び拡散符号によりそれぞれ決まる複数の通信チャネルの第１の無線信号を受信し、第１の通信チャネルの受信チャネル情報を出力し、且つ、受信拡散選択信号に基づき、前記第１の通信チャネルの前記第１の無線信号を選択してチャネル受信信号を出力する受信信号選択部と、
   前記チャネル受信信号を入力し、前記第１の無線信号の送信元の位置を表す第２の位置情報を検出して出力する位置情報検出手段と
   前記受信チャネル情報に基づき、前記第１の通信チャネルを構成する前記タイムスロット及び前記拡散符号を生成すると共に、前記受信拡散選択信号を生成して前記受信信号選択部に与え、前記第１の位置情報及び前記受信チャネル情報に基づき、所定のタイミングで送信タイミング信号及び送信拡散選択信号を出力する端末管理部と、
   前記送信タイミング信号に基づいて、第２の無線信号に割当てるタイムスロットを決めると共に、前記送信拡散選択信号に基づいて前記第２の無線信号に割当てる拡散符号を決め、前記第２の無線信号を送信する送信部と、
   を有することを特徴とする無線端末。
2. 前記受信チャネル情報は、前記第1の無線信号を前記拡散信号により逆拡散して得られたシンボル信号の評価を示す情報であり、
   更に、請求項１記載の無線端末には、
   前記第1の通信チャネル毎に、前記第1の通信チャネルを構成する前記タイムスロット及び前記拡散符号と、前記第２の位置情報とを格納する記憶手段を、
   有することを特徴とする請求項１記載の無線端末。
3. 前記端末管理部は、
   前記第１の位置情報及び前記第２の位置情報に基づき、前記第１の受信チャネルを使用する前記無線端末までの端末間距離を算出する端末間距離算出手段と、
   前記タイムスロット毎に前記端末間距離が最大となるスロット内最大距離を算出するスロット内最大距離算出手段と、
   空いている前記通信チャネルが存在する前記タイムスロットから、前記スロット内最大距離が最小である前記タイムスロットをタイムスロット候補として決定し、前記タイムスロット候補に属する前記通信チャネルを取得する通信チャネル取得手段と、
   を有することを特徴とする請求項１又は２記載の無線端末。
4. 前記送信部は、更に、
   前記第１の位置情報と送信要求から生成された送信情報に基づき、パケットからなる送信信号を生成する機能を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の無線端末。
5. 前記無線端末は、移動端末であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の無線端末。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の無線端末を複数有し、第１の前記無線端末と、第２の前記無線端末との間で無線通信を行う無線通信方法であって、
   前記第１の無線端末の前記送信部により、前記第１の無線端末の前記第１の位置情報に基づき、前記第１の無線端末の前記第２の無線信号を送信する第１の無線送信処理と、
   前記第２の無線信号の受信可能な範囲に位置する前記第２の無線端末における前記位置検出手段により、前記第１の位置情報を検出する第１の位置検出処理と、
   前記第２の無線端末の前記位置情報検出手段により、前記第１の無線端末の前記第１の位置情報を検出する第２の位置検出処理と、
   前記第２の無線端末の前記端末管理部により、前記第１の無線端末の前記第１の位置情報と前記第２の無線端末の前記第１の位置情報とに基づき、前記第２の無線端末の前記第２の無線信号に割当てる第２の通信チャネルを決定するチャネル取得処理と、
   前記第２の無線端末の前記送信部により、前記第２の通信チャネルを用いて前記第２の無線端末の前記第２の無線信号を送信する第２の無線送信処理と、
   前記第１の無線端末の前記受信信号選択部により、前記第２の無線端末の前記第２の無線信号を受信する無線受信処理と、
   を有することを特徴とする無線通信方法。
7. 前記チャネル取得処理は、
   前記第２の無線端末の前記端末間距離算出手段により、前記第１の無線端末の前記第１の位置情報と前記第２の無線端末の前記第１の位置情報とに基づき、前記第１の無線端末と前記第２の無線端末との端末間距離を算出する距離算出処理と、
   前記第２の無線端末の前記スロット内最大距離算出手段により、前記タイムスロット毎に前記端末間距離が最大となる前記スロット内最大距離を算出する最大距離算出処理と、
   前記第２の無線端末の前記通信チャネル取得手段により、空いている前記通信チャネルが存在する前記タイムスロットから、前記スロット内最大距離が最小である前記タイムスロットを前記タイムスロット候補として決定し、前記タイムスロット候補に属する前記第２の無線端末の前記第２の通信チャネルを決定する候補チャネル決定処理と、
   を有することを特徴とする請求項６記載の無線通信方法。
8. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の無線端末を複数有し、第１の前記無線端末と、第２の前記無線端末との間で無線通信を行う無線通信システムであって、
   前記第１の無線端末の前記送信部は、前記第１の無線端末の前記第１の位置情報に基づき、前記第１の無線端末の前記第２の無線信号を送信し、
   前記第２の無線信号の受信可能な範囲に位置する前記第２の無線端末における前記位置検出手段は、前記第１の位置情報を検出し、
   前記第２の無線端末の前記位置情報検出手段は、前記第１の無線端末の前記第１の位置情報を検出し、
   前記第２の無線端末の前記端末管理部は、前記第１の無線端末の前記第１の位置情報と前記第２の無線端末の前記第１の位置情報とに基づき、前記第２の無線端末の前記第２の無線信号に割当てる第２の通信チャネルを決定し、
   前記第２の無線端末の前記送信部は、前記第２の通信チャネルを用いて前記第２の無線端末の前記第２の無線信号を送信し、
   前記第１の無線端末の前記受信信号選択部は、前記第２の無線端末の前記第２の無線信号を受信することを特徴とする無線通信システム。

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