JP2015142289A - 無線通信システム及びアンテナ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明による無線通信システムは、送信信号処理部、送信信号伝達部、受信信号処理部、受信信号伝達部を備える。前記送信信号伝達部は、第1及び第2の端子と第3及び第4の端子とを有し、前記第1の端子と前記第3の端子との間の信号伝達経路と前記第1の端子と前記第4の端子との間の信号伝達経路とが相互に同相の位相特性を有し、前記第2の端子と前記第4の端子との間の信号伝達経路と前記第2の端子と前記第3の端子との間の信号伝達経路とが相互に逆相の位相特性を有している。前記受信信号伝達部は前記送信信号伝達部と対応した構成を有している。
【選択図】図1
Description
なお、全図面を通じて、同一要素には同一符号を付す。
<第1の実施形態>
図1は、本発明の第1の実施形態に係る無線通信システム1の構成例を示す図である。
無線通信システム1は、送信機100と受信機200とを備える。送信機100は携帯端末(以下、端末と称す。)に備えられ、受信機200は基地局に備えられる。なお、基地局は、端末に備えられた送信機100に対応する送信機(図示なし)を備え、端末は、基地局に備えられた受信機200に相当する受信機(図示なし)を備えている。即ち、端末と基地局は、何れも送信機と受信機の両方を備えている。なお、この例に限定されず、送信機100と受信機200は、任意の装置に備えることができる。
送信信号伝達部120は、第1の端子T11、第2の端子T12、第3の端子T13、第4の端子T14、ハイブリッド回路21、移相器22から構成される。第1の端子T11及び第2の端子T12は、送信信号処理部110の出力部に接続され、第3の端子T13及び第4の端子T14は、それぞれ、送信アンテナ130の単位アンテナ131及び単位アンテナ132に接続される。なお、「端子」なる用語は、物理的な端子のほか、概念的な信号ノード等を意味しており、例えば、「入力部」、「出力部」、「入出力部」等と言い換えることもできる。
本実施形態では、後述するように、送信アンテナ130と受信アンテナ230との間の相対位置を検出する位置検出モードにおいて、送信信号処理部110は、送信信号伝達部120の第1の端子T11に、信号S1として位置検出用の所定の信号を入力し、和パターンを発生させる。
図4は、本発明の第1の実施形態に係る無線通信システム1の動作を説明するための図であり、送信機100と受信機200との間の通信手順を示す図である。
まず、基地局側の受信機200において、スイッチ213により、受信信号アンテナ230が接続された受信信号伝達部220を位置検出処理部211と接続し(手順BS01)、受信機200は通信待機状態となる(手順BS02)。一方、端末側の送信機100において、スイッチ113により、送信アンテナ130が接続された送信信号伝達部120を位置検出処理部111と接続し(手順TM01)、送信機100は通信待機状態となる(手順TM02)。この通信待機状態から、例えば、端末側の送信機100と基地局側の受信機200とが接近し、送信アンテナ130と受信アンテナ230との間に伝送路が形成されると、送信機100が受信機200へ通信開始信号を送信する。
図5は、本発明の第1の実施形態に係る無線通信システム1の動作を説明するための図であり、振幅比較モノパルス法による位置検出を説明するための図である。図6は、本発明の第1の実施形態に係る無線通信システム1の動作を説明するための図であり、位相比較モノパルス法による位置検出を説明するための図である。ここで、図5(A)において、横軸は、前述の図3に示すアンテナのアレー面の垂直軸Jに対する傾き角θを表し、縦軸は、和パターン(実線)と差パターン(点線)の振幅を表している。また、図5(B)において、横軸は、上述の傾き角θを表し、縦軸は、位置ずれ量を表している。
また、第1の実施形態によれば、和パターンと差パターンとを用いて並列伝送を実施するので、2種類のデータを同時に伝送することができる。従って、通信路容量を向上させることができ、高速通信が可能になる。
更に、位置ずれ量に関する角度方向の情報を含む位置検出と並列伝送とによる高速化を、送信側と受信側とで共通のアンテナ構成で行うことができる。
なお、第1の実施形態では、同相信号(和パターン)と逆相信号(差パターン)の2種類の信号を用いたが、この例に限定されず、位相差が異なる任意の信号を用いることも可能である。例えば、上述の第1の実施形態では、同相信号は位相差がゼロの信号であり、逆相信号は位相差が180°の信号であり、これらの位相差は相互に異なるが、このほかに例えば位相差が60°の信号など、信号の分離が可能であることを限度として、任意の位相差を有する複数の信号を用いることができる。後述する他の実施形態においても同様である。
また、第1の実施形態では、送信アンテナ130および受信アンテナ230のそれぞれは、2つの単位アンテナを備えるものとしたが、この例に限定されず、単位アンテナの個数は任意である。後述する他の実施形態においても同様である。
次に、本発明の第2の実施形態を説明する。
第2の実施形態では、データ伝送モード時に、基地局側の受信機200は同相信号を用いてデータ伝送を行い、端末側の送信機100も同相信号を用いてデータ伝送を行う。即ち、送信アンテナ130と受信アンテナ230との間でデータを伝送する動作モード(データ伝送モード)において、送信機100の送信信号処理部110は、送信信号として第1の信号を送信信号伝達部120の第1の端子T11に入力する。受信機200の受信信号処理部210は、受信信号伝達部220の第1の端子T21から出力される信号から上記第1の信号を抽出する。その他は第1の実施形態と同様である。
第2の実施形態でも、第1の実施形態と同様に、端末の位置ずれ量θRが通信可能領域を示す閾値θL以内となる場合にデータ伝送モードへ移行する(BS01〜BS04;YES,BS05、TM01〜TM04)。このとき、位置ずれ量θRが閾値θL以内である場合にLED光、映像、音声、又は振動等により通信可能であることを通知する。
第2の実施形態によれば、位置合わせとデータ伝送とで同一のアンテナ構成を併用することが出来る。また指向性利得により通信路容量を向上させることが出来る。さらに、和パターンの指向性利得による通信路容量を向上させることができる。
次に、本発明の第3の実施形態を説明する。
第3の実施形態では、データ伝送モード時に、基地局側の受信機200は、同相信号と逆相信号とを用いてデータ伝送を行い、端末側の送信機100も同相信号と逆相信号とを用いてデータ伝送を行う。即ち、送信アンテナ130と受信アンテナ230との間でデータを伝送する動作モードにおいて、送信機100の送信信号処理部110は、送信信号として第1の信号を送信信号伝達部120の第1の端子T11及び第2の端子T12に共通に入力し、受信機200の受信信号処理部210は、受信信号伝達部220の第1の端子T21及び第2の端子T22からそれぞれ出力される信号から上記第1の信号を抽出する。このように、第3の実施形態では、送信信号伝達部120の第1の端子T11及び第2の端子T12に同一の信号を入力してデータ伝送を行う。その他は第1の実施形態等と同様である。
第3の実施形態でも、第1の実施形態と同様に、端末の位置ずれ量θRが通信可能領域を示す閾値θL以内となる場合にデータ伝送モードへ移行する(BS01〜BS04;YES,BS05、TM01〜TM04)。このとき、位置ずれ量θRが閾値θL以内である場合にLED光、映像、音声、又は振動等により通信可能であることを通知する。
次に、本発明の第4の実施形態を説明する。
第4の実施形態では、送信アンテナ130と受信アンテナ230との間でデータを伝送する動作モードにおいて、受信信号処理部210は、送信アンテナ130と受信アンテナ230との間の相対位置のずれ量θRと、受信信号伝達部220の第1の端子T11の電力と第2の端子T12の電力とが等しくなるときのずれ量によって与えられる後述の2つの閾値θB1,θB2(図11)とを比較し、その比較の結果に応じて、第1の端子T11と第2の端子T12の中から、データ伝送モード時に用いる端子を選択し、これによりアンテナの指向性パターンを選択する。その他は第1実施形態等と同様である。
なお、第4の実施形態では、基地局側の受信アンテナ230の指向性を選択するものとしたが、基地局側に代えて、端末側の送信アンテナ130の指向性を選択してもよい。
次に、本発明の第5の実施形態を説明する。
第5の実施形態では、送信機100と受信機200の双方において、上述した第4の実施形態と同様にアンテナの指向性を選択する。即ち、第5の実施形態では、送信アンテナ130と受信アンテナ230との間でデータを伝送する動作モードにおいて、送信信号処理部110は、送信アンテナ130と受信アンテナ230との間の相対位置のずれ量θRと、送信信号伝達部120の第1の端子T11の電力と第2の端子T12の電力とが等しくなるときのずれ量の限界を与える閾値θB1,θB2(図11参照)とを比較し、その比較の結果に応じて、第1の端子T11と第2の端子T12の中から、データ伝送モード時に用いる端子を選択し、選択した端子に送信信号として第1の信号を入力する。その他は第4実施形態等と同様である。
本実施形態では、位置ずれ量θRと閾値θB1,θB2との比較がなされると(BS44)、その比較の結果に応じて基地局側の受信機200において選択された端子に関する情報が、選択指向性情報として受信機200が備えられた基地局側から送信機100が備えられた端末側に送信される。そして、送信機100において、選択指向性情報に基づいて受信機200と同様に送信信号伝達部120の端子が選択される。送信機100の送信信号処理部110は、送信信号伝達部120の第1の端子T11及び第2の端子T12のうち、上記選択された一方の端子を用いてデータ伝送を行う。
次に、本発明の第6の実施形態を説明する。
上述した第1から第5の実施形態において、基地局側及び端末側のアンテナは2次元化することが可能である。第6の実施形態では、送信アンテナ及び前記受信アンテナのそれぞれは、2次元状に配列された複数の単位アンテナを備え、送信信号伝達部及び受信信号伝達部のそれぞれは、2次元状に配列された複数の単位アンテナに対応して、少なくとも2系統のハイブリッド回路又は方向性結合器を備える。その他は第1から第5の実施形態と同様である。
図13の例では、信号伝達部として、位置検出を2軸で行うため、2つの信号伝達部120A,120Bを備えている。これら信号伝達部120A,120Bは、例えば、上述の第1の実施形態等の送信信号伝達部120又は受信信号伝達部220に相当する。信号伝達部120A,120Bは、例えば、ブランチライン形ハイブリッド回路、ラットレース形ハイブリッド回路、3dB方向性結合器、ウィルキンソン形電力2分配器などである。
21…ハイブリッド回路
22…移相器
100…送信機
110…送信信号処理部
111…位置検出処理部
112…データ伝送処理部
113…スイッチ
120…送信信号伝達部
120A,120B,120C…信号伝達部
130…送信アンテナ
131,132…単位アンテナ
200…受信機
210…受信信号処理部
211…位置検出処理部
212…データ伝送処理部
213…スイッチ
220…受信信号伝達部
230…受信アンテナ
231,232…単位アンテナ
Claims (8)
- 相互に対向するように配置された送信アンテナと受信アンテナとを備えた無線通信システムにおいて、
前記送信アンテナから送信される送信信号に関する処理を実施する送信信号処理部と、
前記送信アンテナと前記送信信号処理部との間に接続され、前記送信信号を前記送信アンテナに伝達する送信信号伝達部と、
前記受信アンテナで受信された受信信号に関する処理を実施する受信信号処理部と、
前記受信アンテナと前記受信信号処理部との間に接続され、前記受信信号を前記受信信号処理部に伝達する受信信号伝達部と、
を備え、
前記送信信号伝達部は、前記送信信号処理部に接続される第1及び第2の端子と、前記送信アンテナに接続される第3及び第4の端子とを有し、前記第1の端子と前記第3の端子との間の信号伝達経路と前記第1の端子と前記第4の端子との間の信号伝達経路とが相互に同相の位相特性を有し、前記第2の端子と前記第4の端子との間の信号伝達経路と前記第2の端子と前記第3の端子との間の信号伝達経路とが相互に逆相の位相特性を有し、
前記受信信号伝達部は、前記送信信号伝達部の前記第1から第4の端子に対応した端子を有すると共に、前記送信信号伝達部の信号伝達経路に対応した伝達特性を有する信号伝達経路を有し、
前記送信信号処理部は、前記送信アンテナと前記受信アンテナとの間の相対位置を検出する動作モードにおいて、前記送信信号伝達部の第1の端子に所定の信号を入力し、
前記受信信号処理部は、前記動作モードにおいて、前記送信信号伝達部の前記第3及び第4の端子に対応する前記受信信号伝達部の端子から出力される信号に基づき前記送信アンテナと前記受信アンテナとの間の相対位置を検出するための処理を実施する、無線通信システム。 - 前記送信アンテナと前記受信アンテナとの間でデータを伝送する動作モードにおいて、前記送信信号処理部は、前記送信信号として第1及び第2の信号を前記送信信号伝達部の第1及び第2の端子にそれぞれ入力し、前記受信信号処理部は、前記送信信号伝達部の第1及び第2の端子に対応する前記受信信号伝達部の端子から出力される信号から前記第1及び第2の信号を抽出する、請求項1に記載の無線通信システム。
- 前記送信アンテナと前記受信アンテナとの間でデータを伝送する動作モードにおいて、前記送信信号処理部は、前記送信信号として第1の信号を前記送信信号伝達部の第1の端子に入力し、前記受信信号処理部は、前記送信信号伝達部の第1の端子に対応する前記受信信号伝達部の端子から出力される信号から前記第1の信号を抽出する、請求項1に記載の無線通信システム。
- 前記送信アンテナと前記受信アンテナとの間でデータを伝送する動作モードにおいて、前記送信信号処理部は、前記送信信号として第1の信号を前記送信信号伝達部の第1及び第2の端子に入力し、前記受信信号処理部は、前記送信信号伝達部の第1及び第2の端子に対応する前記受信信号伝達部の端子から出力される信号から前記第1の信号を抽出する、請求項1に記載の無線通信システム。
- 前記送信アンテナと前記受信アンテナとの間の相対位置のずれ量が所定の許容範囲内である場合、データ伝送が可能である旨の通知を発する、請求項2から4の何れか1項に記載の無線通信システム。
- 前記送信アンテナと前記受信アンテナとの間でデータを伝送する動作モードにおいて、前記受信信号処理部は、前記送信アンテナと前記受信アンテナとの間の相対位置のずれ量と、前記第1の端子の電力と前記第2の端子の電力とが等しくなるときのずれ量の限界を与える閾値とを比較し、その比較の結果に応じて、前記送信信号伝達部の第1及び第2の端子に対応する端子の中から、データ伝送に用いる端子を選択する、請求項1から5の何れか1項に記載の無線通信システム。
- 前記送信アンテナ及び前記受信アンテナのそれぞれは、2次元状に配列された複数の単位アンテナを備え、
前記送信信号伝達部及び前記受信信号伝達部のそれぞれは、前記2次元状に配列された複数の単位アンテナに対応して、少なくとも2系統のハイブリッド回路又は方向性結合器を備えた、請求項1から6の何れか1項に記載の無線通信システム。 - アレー面に配列された第1及び第2の単位アンテナと、
信号処理部に接続される第1及び第2の端子と、前記第1及び第2の単位アンテナにそれぞれ接続される第3及び第4の端子とを有し、前記第1の端子と前記第3の端子との間の信号伝達経路と前記第1の端子と前記第4の端子との間の信号伝達経路とが相互に同相の位相特性を有し、前記第2の端子と前記第4の端子との間の信号伝達経路と前記第2の端子と前記第3の端子との間の信号伝達経路とが相互に逆相の位相特性を有する信号伝達部と、
を備えたアンテナ装置。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021076401A (ja) * | 2019-11-06 | 2021-05-20 | 大学共同利用機関法人情報・システム研究機構 | 測位システム、測位方法、信号発信装置、信号受信装置及び制御プログラム |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003298500A (ja) * | 2002-04-03 | 2003-10-17 | Toshiba Corp | 加入者無線装置及びその加入者無線装置のアンテナ方向位置ずれ検出通知方法 |
JP2005257595A (ja) * | 2004-03-15 | 2005-09-22 | Mitsubishi Electric Corp | 追尾システム |
JP2012044298A (ja) * | 2010-08-16 | 2012-03-01 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 無線通信システム |
JP2013034136A (ja) * | 2011-08-03 | 2013-02-14 | Nec Corp | 移動体通信システムおよび移動体ならびにそのビームの方向制御方法 |
-
2014
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003298500A (ja) * | 2002-04-03 | 2003-10-17 | Toshiba Corp | 加入者無線装置及びその加入者無線装置のアンテナ方向位置ずれ検出通知方法 |
JP2005257595A (ja) * | 2004-03-15 | 2005-09-22 | Mitsubishi Electric Corp | 追尾システム |
JP2012044298A (ja) * | 2010-08-16 | 2012-03-01 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 無線通信システム |
JP2013034136A (ja) * | 2011-08-03 | 2013-02-14 | Nec Corp | 移動体通信システムおよび移動体ならびにそのビームの方向制御方法 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021076401A (ja) * | 2019-11-06 | 2021-05-20 | 大学共同利用機関法人情報・システム研究機構 | 測位システム、測位方法、信号発信装置、信号受信装置及び制御プログラム |
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