JP2016144194A - Radio communication apparatus and radio communication system, and radio communication method - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、移動体との間で無線通信を行うための無線通信装置および無線通信システム、並びに無線通信方法に関する。 The present disclosure relates to a wireless communication device, a wireless communication system, and a wireless communication method for performing wireless communication with a mobile object.
一般に、移動体との間の無線通信技術においては、移動体と基地局（基地局も移動体である場合を含む）の間の通信距離の長距離化、及び、移動体と基地局の間の通信の信頼性向上が求められている。なお、ここでいう通信の信頼性とは、高速移動体に対しても追従性を確保し、通信を確立することである。 In general, in wireless communication technology between mobile units, the communication distance between mobile units and base stations (including cases where the base station is also a mobile unit) is increased, and between mobile units and base stations. There is a need for improved communication reliability. Note that the reliability of communication referred to here is to ensure the followability even for a high-speed moving body and establish communication.
なお、特許文献１には、無線通信技術に関する発明ではないが、飛翔目標の追従性向上を図るようにしたレーダ装置が記載されている。このレーダ装置では、タイムスケジュールに基づいて近距離用のビームと長距離用のビームとを切り替えるようになっており、近距離用のビームの厚みを長距離用のビームの厚みより大きくし、近距離の飛翔目標を確実に探知できるようにしている。 Patent Document 1 describes a radar device that is not an invention related to wireless communication technology, but is intended to improve follow-up performance of a flight target. In this radar device, a short-distance beam and a long-distance beam are switched based on a time schedule, and the thickness of the short-distance beam is made larger than the thickness of the long-distance beam. The flight target of the distance is surely detected.
従来の無線通信では、通信用ビームのビーム幅が固定されたアンテナが用いられるのが一般的である。この場合、通信距離の長距離化と通信の信頼性とはトレードオフの関係にあり、これらの両立を目指すことは困難であった。
例えば、無指向性のアンテナを用いた場合、高速移動体に対する追従性は上がるものの、通信距離が短くなる。なお、指向性のアンテナに移動体の自動追尾機能を付加したものが知られているが、この自動追尾機能は機械走査方式が主流であり、その追従性は例えば１deg/s程度と低く、高速移動中の対象を追尾することは難しい。一方、通信距離の長距離化には電波の指向性を高めることが有効であるが、そうした場合、近距離における通信可能な角度範囲が狭まるため、高速移動体の追従性は低下してしまう。そこで、長距離化を図るために送信出力を上げると、電波の多重反射による干渉によって信号が劣化してしまい、通信品質の低下に繋がる。
このように、無線通信技術においては、移動体との通信距離の長距離化及び通信の信頼性向上が要求されるが、従来の無線通信では、これらの要求を両立可能なシステムは提案されていなかった。
In conventional wireless communication, an antenna having a fixed beam width for communication is generally used. In this case, there is a trade-off relationship between increasing the communication distance and communication reliability, and it has been difficult to achieve both of them.
For example, when an omnidirectional antenna is used, although the followability to a high-speed moving body is improved, the communication distance is shortened. It is known that an automatic tracking function of a moving object is added to a directional antenna. However, this automatic tracking function is mainly performed by a mechanical scanning method, and its tracking capability is as low as about 1 deg / s, for example. It is difficult to track a moving object. On the other hand, increasing the directivity of radio waves is effective for increasing the communication distance. In such a case, however, the range of angles at which communication is possible at a short distance is narrowed, and the follow-up performance of a high-speed moving body is reduced. Therefore, if the transmission output is increased in order to increase the distance, the signal deteriorates due to interference due to multiple reflections of radio waves, leading to a decrease in communication quality.
As described above, in the wireless communication technology, it is required to increase the communication distance with the mobile body and improve the reliability of communication. However, in the conventional wireless communication, a system capable of satisfying these requirements has been proposed. There wasn't.
この点、特許文献１は、目標の探知のみを目的としたレーダ装置であるため、無線通信技術における上記課題を解決するための具体的な構成については記載されていない。 In this regard, since Patent Document 1 is a radar device for the purpose of detecting only a target, a specific configuration for solving the above-described problem in the wireless communication technology is not described.
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、移動体との通信距離の長距離化及び通信の信頼性向上を可能とした無線通信装置および無線通信システム、並びに無線通信方法を提供することを目的とする。 In view of the circumstances described above, at least one embodiment of the present invention provides a wireless communication device, a wireless communication system, and a wireless communication method capable of increasing the communication distance with a mobile object and improving the reliability of communication. The purpose is to do.
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る無線通信装置は、
移動体との間で通信を行うための無線通信装置であって、
通信に用いられるビームの照射方向及びビーム幅を調節するためのビーム調節部と、
前記移動体に前記ビームが追従可能に前記照射方向を調節するよう前記ビーム調節部を制御するための照射方向制御部と、
少なくとも前記無線通信装置と前記移動体との間の距離を示す距離情報に基づいて前記ビーム幅を調節するよう前記ビーム調節部を制御するためのビーム幅制御部と、を備えることを特徴とする。
(1) A wireless communication device according to at least one embodiment of the present invention includes:
A wireless communication device for communicating with a mobile object,
A beam adjusting unit for adjusting the irradiation direction and beam width of the beam used for communication;
An irradiation direction control unit for controlling the beam adjusting unit to adjust the irradiation direction so that the beam can follow the moving body;
A beam width control unit for controlling the beam adjustment unit so as to adjust the beam width based on distance information indicating a distance between at least the wireless communication device and the mobile body. .
上記（１）の無線通信装置によれば、少なくとも無線通信装置と移動体との間の距離を示す距離情報に基づいて、移動体との通信用のビームのビーム幅を調節するようになっている。そのため、距離に応じてビーム幅を適切に設定すれば、移動体との通信距離の長距離化と、通信の信頼性向上とを両立させることができる。 According to the wireless communication device of (1) above, the beam width of the beam for communication with the mobile body is adjusted based on at least distance information indicating the distance between the wireless communication device and the mobile body. Yes. Therefore, if the beam width is appropriately set according to the distance, it is possible to achieve both a longer communication distance with the moving body and an improvement in communication reliability.
（２）幾つかの実施形態では、（１）の構成において、
前記ビーム幅制御部は、前記距離が第１距離のときの前記ビーム幅をＷ１とし、前記距離が前記第１距離よりも大きい第２距離であるときの前記ビーム幅をＷ２としたとき、Ｗ１＞Ｗ２の関係を満たすよう前記ビーム調節部を制御するように構成されている。
上記（２）の構成によれば、移動体との距離が第１距離よりも大きい第２距離におけるビーム幅を、第１距離におけるビーム幅よりも小さくしている。そのため、移動体との距離が比較的大きい第２距離においてビームの指向性を高めて、通信の信頼性を向上させることができる。一方、移動体との距離が比較的小さい第１距離においては、ビーム幅を広げて高速追従性を向上させることができる。
(2) In some embodiments, in the configuration of (1),
The beam width controller, when the distance is the beam width when the first distance and W 1, the beam width when the distance is greater second distance greater than the first distance and W 2 , W 1 > W 2 is configured to control the beam adjusting unit.
According to the configuration of (2) above, the beam width at the second distance where the distance to the moving body is larger than the first distance is made smaller than the beam width at the first distance. Therefore, it is possible to improve the beam directivity at the second distance where the distance to the moving body is relatively large, and improve the reliability of communication. On the other hand, at the first distance where the distance to the moving body is relatively small, the beam width can be widened to improve the high-speed followability.
（３）幾つかの実施形態では、（１）又は（２）の構成において、
前記ビーム幅制御部は、前回制御時における前記距離情報と今回制御時における前記距離情報との比較結果に基づいて今回制御時の前記ビーム幅が決定されるように、前記距離情報に基づく前記ビーム調節部の制御を繰り返すように構成されている。
上記（３）の構成によれば、移動体との距離に応じた適切なビーム幅（移動体との通信距離の長距離化及び通信の信頼性向上の両立を可能とするようなビーム幅）にて該移動体との通信可能な状態を維持できる。
(3) In some embodiments, in the configuration of (1) or (2),
The beam width control unit is configured to determine the beam width based on the distance information so that the beam width at the current control is determined based on a comparison result between the distance information at the previous control and the distance information at the current control. It is comprised so that control of an adjustment part may be repeated.
According to the configuration of (3) above, an appropriate beam width according to the distance to the moving body (a beam width that enables both a longer communication distance with the moving body and improved communication reliability). It is possible to maintain a communicable state with the mobile body.
（４）一実施形態では、（３）の構成において、
前記ビーム幅制御部は、
前記前回制御時に比べて前記今回制御時の方が前記距離が大きいとき、前記前回制御時よりも前記今回制御時における前記ビーム幅を小さくし、
前記前回制御時に比べて前記今回制御時の方が前記距離が小さいとき、前記前回制御時よりも前記今回制御時における前記ビーム幅を大きくする
ように構成されている。
上記（４）の構成によれば、移動体との距離が比較的小さい場合には、ビーム幅を大きくして、高速で移動中の移動体に対しても通信可能状態を維持できる。また、移動体との距離が比較的大きい場合には、ビーム幅を小さくしてビームの指向性を高めることで、高い信頼性での通信が即座に開始できるように移動体との通信可能状態を維持できる。
(4) In one embodiment, in the configuration of (3),
The beam width controller is
When the distance is larger during the current control than during the previous control, the beam width during the current control is smaller than during the previous control,
When the distance is smaller in the current control than in the previous control, the beam width in the current control is made larger than in the previous control.
According to the configuration of (4) above, when the distance to the moving body is relatively small, the beam width can be increased to maintain a communicable state even for a moving body moving at high speed. In addition, when the distance to the mobile unit is relatively large, the beam width is reduced and the beam directivity is increased so that communication with a mobile unit can be started immediately so that highly reliable communication can be started. Can be maintained.
（５）幾つかの実施形態では、（１）乃至（４）の何れかの構成において、
前記移動体から戻ってくる電波の受信電力を測定するための受信電力測定部をさらに備え、
前記ビーム幅制御部は、前記受信電力の大きさに基づき、前記ビーム調節部を制御して前記ビーム幅を調節するように構成されている。
上記（５）の構成によれば、通信用の電波の受信電力の大きさ（信号強度）は、移動体との距離に応じて変化するので、前記距離情報として受信電力の大きさを用いてビーム幅を調節するようにしている。そのため、距離情報をリアルタイムで且つ容易に取得することができ、ビーム幅を適正に調節可能である。
(5) In some embodiments, in any configuration of (1) to (4),
A reception power measurement unit for measuring reception power of radio waves returned from the mobile body;
The beam width control unit is configured to adjust the beam width by controlling the beam adjustment unit based on the magnitude of the received power.
According to the configuration of (5) above, since the magnitude (signal strength) of the received power of the radio wave for communication changes according to the distance from the moving body, the magnitude of the received power is used as the distance information. The beam width is adjusted. Therefore, distance information can be easily acquired in real time, and the beam width can be adjusted appropriately.
（６）幾つかの実施形態では、（１）乃至（５）の何れかの構成において、
前記ビーム幅制御部は、通信によって前記移動体から取得した前記移動体の位置情報に基づき、前記ビーム調節部を制御して前記ビーム幅を調節するように構成されている。
上記（６）の構成によれば、前記距離情報として、移動体との通信によって取得した移動体の位置情報を用いることにより、精度の高い距離情報を取得できることからビーム幅のより適正な調節が可能となる。
(6) In some embodiments, in any configuration of (1) to (5),
The beam width control unit is configured to control the beam adjusting unit to adjust the beam width based on position information of the moving body acquired from the moving body through communication.
According to the configuration of (6) above, since the distance information with high accuracy can be acquired by using the position information of the moving body acquired by communication with the moving body as the distance information, the beam width can be adjusted more appropriately. It becomes possible.
（７）幾つかの実施形態では、（６）の構成において、
前記ビーム幅制御部は、前記移動体の加速度情報に基づいて算出された前記位置情報に基づいて前記ビーム幅を調節するように構成されている。
上記（７）の構成によれば、移動体の加速度情報に基づいて算出された移動体の位置情報に基づいてビーム幅を調節することで、移動体との通信距離の長距離化と、通信の信頼性向上とを両立させることができる。
(7) In some embodiments, in the configuration of (6),
The beam width control unit is configured to adjust the beam width based on the position information calculated based on acceleration information of the moving body.
According to the configuration of (7) above, by adjusting the beam width based on the position information of the moving body calculated based on the acceleration information of the moving body, the communication distance with the moving body can be increased, and the communication It is possible to achieve both improved reliability.
（８）幾つかの実施形態では、（７）の構成において、
前記ビーム幅制御部は、前記移動体の姿勢情報に基づいて前記移動体の前記位置を補正し、補正後の前記位置に基づいて前記ビーム幅を調節するように構成されている。
上記（８）の構成によれば、移動体の加速度情報に基づいて算出される移動体の位置情報を移動体の姿勢情報によって補正することで、移動体の高精度な位置情報を取得可能である。よって、ビーム幅の調節をより適切に行うことができ、移動体との通信距離の長距離化及び通信の信頼性向上を効果的に両立させることができる。
(8) In some embodiments, in the configuration of (7),
The beam width control unit is configured to correct the position of the moving body based on posture information of the moving body and adjust the beam width based on the corrected position.
According to the configuration of (8) above, by correcting the position information of the moving body calculated based on the acceleration information of the moving body with the posture information of the moving body, it is possible to acquire highly accurate position information of the moving body. is there. Therefore, the beam width can be adjusted more appropriately, and it is possible to effectively achieve both a long communication distance with the moving body and an improvement in communication reliability.
（９）幾つかの実施形態では、（１）乃至（８）の何れかの構成において、
前記ビーム幅制御部は、前記距離情報に加えて、前記移動体の移動速度を示す速度情報に基づいて前記ビーム幅を調節するよう前記ビーム調節部を制御するように構成されている。
上記（９）の構成によれば、移動体の移動速度を示す速度情報に基づいてビーム幅を調節するようにしたので、移動体への追従性及び通信の信頼性をより一層向上できる。
(9) In some embodiments, in any configuration of (1) to (8),
The beam width control unit is configured to control the beam adjusting unit to adjust the beam width based on speed information indicating a moving speed of the moving body in addition to the distance information.
According to the configuration of (9) above, since the beam width is adjusted based on the speed information indicating the moving speed of the moving body, the followability to the moving body and the reliability of communication can be further improved.
（１０）一実施形態では、（９）の構成において、
前記ビーム幅制御部は、前記移動速度が閾値を超えているとき、前記移動速度が前記閾値以下である場合に比べて前記ビーム幅を大きくするよう前記ビーム調節部を制御する。
上記（１０）の構成によれば、移動速度が閾値を超えているときに、ビーム幅を大きくすることによって、移動速度の速い移動体に対しても追従性を確保できる。なお、移動速度が閾値以下である場合はビーム幅を大きくせず、指向性を優先させる。
(10) In one embodiment, in the configuration of (9),
The beam width control unit controls the beam adjusting unit to increase the beam width when the moving speed exceeds a threshold value compared to a case where the moving speed is equal to or less than the threshold value.
According to the configuration of (10), when the moving speed exceeds the threshold value, followability can be secured even for a moving body having a high moving speed by increasing the beam width. When the moving speed is equal to or lower than the threshold value, the beam width is not increased and the directivity is prioritized.
（１１）本発明の少なくとも一実施形態に係る無線通信システムは、
上記（１）乃至（１０）に記載の無線通信システムと、
前記移動体に搭載され、前記無線通信装置との間で無線通信を行うように構成された移動体端末と、を備える。
上記（１０）の無線通信システムによれば、移動体との通信距離の長距離化及び通信の信頼性向上を両立可能なシステムを提供できる。
(11) A wireless communication system according to at least one embodiment of the present invention includes:
The wireless communication system according to (1) to (10) above;
A mobile terminal mounted on the mobile body and configured to perform wireless communication with the wireless communication device.
According to the radio communication system of (10) above, it is possible to provide a system that can achieve both a long communication distance with a mobile body and an improvement in communication reliability.
（１２）本発明の少なくとも一実施形態に係る無線通信方法は、
移動体との間で通信を行う無線通信方法であって、
通信に用いられるビームが前記移動体に追従するように前記ビームの照射方向を調節する照射方向制御ステップと、
少なくとも前記無線通信装置と前記移動体との間の距離を示す距離情報に基づいて前記ビーム幅を調節するビーム幅制御ステップと、を備えることを特徴とする。
(12) A wireless communication method according to at least one embodiment of the present invention includes:
A wireless communication method for communicating with a mobile object,
An irradiation direction control step of adjusting an irradiation direction of the beam so that a beam used for communication follows the moving body;
A beam width control step of adjusting the beam width based on distance information indicating at least a distance between the wireless communication device and the mobile body.
上記（１２）の方法によれば、少なくとも無線通信装置と移動体との間の距離を示す距離情報に基づいて、移動体との通信用のビームのビーム幅を調節するようになっている。そのため、距離に応じてビーム幅を適切に設定すれば、移動体との通信距離の長距離化と、通信の信頼性向上とを両立させることができる。 According to the above method (12), the beam width of the beam for communication with the mobile unit is adjusted based on at least distance information indicating the distance between the wireless communication device and the mobile unit. Therefore, if the beam width is appropriately set according to the distance, it is possible to achieve both a longer communication distance with the moving body and an improvement in communication reliability.
（１３）幾つかの実施形態では、（１１）又は（１２）の方法において、
前記ビーム幅制御ステップでは、前記距離が第１距離のときの前記ビーム幅をＷ１とし、前記距離が前記第１距離よりも大きい第２距離であるときの前記ビーム幅をＷ２としたとき、Ｗ１＞Ｗ２の関係を満たすよう前記ビーム幅を調節する。
上記（１３）の方法によれば、移動体との距離が第１距離よりも大きい第２距離におけるビーム幅を、第１距離におけるビーム幅よりも小さくしている。そのため、移動体との距離が比較的大きい第２距離においてビームの指向性を高めて、通信の信頼性を向上させることができる。一方、移動体との距離が比較的小さい第１距離においては、ビーム幅を広げて高速追従性を向上させることができる。
(13) In some embodiments, in the method of (11) or (12),
The beam width control step, when the distance is the beam width when the first distance and W 1, the beam width when the distance is a second distance greater than the first distance and the W 2 , W 1 > W 2 to adjust the beam width.
According to the above method (13), the beam width at the second distance where the distance to the moving body is larger than the first distance is made smaller than the beam width at the first distance. Therefore, it is possible to improve the beam directivity at the second distance where the distance to the moving body is relatively large, and improve the reliability of communication. On the other hand, at the first distance where the distance to the moving body is relatively small, the beam width can be widened to improve the high-speed followability.
（１４）幾つかの実施形態では、（１１）乃至（１３）の何れかの方法において、
前記ビーム幅制御ステップでは、前回制御時における前記距離情報と今回制御時における前記距離情報との比較結果に基づいて今回制御時の前記ビーム幅が決定されるように、前記距離情報に基づく前記ビーム幅の制御を繰り返す。
上記（１４）の方法によれば、移動体との距離に応じた適切なビーム幅（移動体との通信距離の長距離化及び通信の信頼性向上の両立を可能とするようなビーム幅）にて該移動体との通信可能な状態を維持できる。
(14) In some embodiments, in any one of the methods (11) to (13),
In the beam width control step, the beam based on the distance information is determined such that the beam width at the current control is determined based on a comparison result between the distance information at the previous control and the distance information at the current control. Repeat the width control.
According to the method of (14) above, an appropriate beam width according to the distance to the moving body (a beam width that enables both a longer communication distance with the moving body and improved communication reliability). It is possible to maintain a communicable state with the mobile body.
（１５）幾つかの実施形態では、（１１）乃至（１４）の何れかの方法において、
前記ビーム幅制御ステップでは、前記距離情報に加えて、前記移動体の移動速度を示す速度情報に基づいて前記ビーム幅を調節する。
上記（１５）の方法によれば、移動体の移動速度を示す速度情報に基づいてビーム幅を調節するようにしたので、移動体への追従性及び通信の信頼性をより一層向上できる。
(15) In some embodiments, in any one of the methods (11) to (14),
In the beam width control step, the beam width is adjusted based on speed information indicating a moving speed of the moving body in addition to the distance information.
According to the method (15), since the beam width is adjusted based on the speed information indicating the moving speed of the moving body, the followability to the moving body and the reliability of communication can be further improved.
本発明の少なくとも一実施形態によれば、無線通信装置と移動体との間の距離を示す距離情報に基づいて、移動体との通信用のビームのビーム幅を調節するようにしたので、距離に応じてビーム幅を適切に設定すれば、移動体との通信距離の長距離化と、通信の信頼性向上とを両立させることができる。 According to at least one embodiment of the present invention, the beam width of the beam for communication with the mobile unit is adjusted based on the distance information indicating the distance between the wireless communication device and the mobile unit. If the beam width is appropriately set according to the above, it is possible to achieve both a long communication distance with the mobile body and an improvement in communication reliability.
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。 Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of the components described in the embodiments or shown in the drawings are not intended to limit the scope of the present invention, but are merely illustrative examples. Absent.
最初に、本実施形態に係る一実施形態に係る無線通信システム１の概略構成ついて、図１を参照して説明する。なお、図１は、一実施形態に係る無線通信システム１の概略構成を示す説明図である。 First, a schematic configuration of a wireless communication system 1 according to an embodiment of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a wireless communication system 1 according to an embodiment.
図１に示すように、一実施形態に係る無線通信システム１は、無線通信装置２と移動体３との間で無線通信を行うものである。
無線通信装置２は、移動体３（３Ａ，３Ｂ）との間で通信を行うために、必要に応じて移動体３を探索し、移動体３を捕捉したら移動体３を追尾する。そして、通信要求があった場合に、無線通信装置２と移動体３との間で無線通信によりデータを送受信する。例えば、探索時には、無線通信装置２のアンテナ２０からビーム幅を絞ったビーム１０を用いてスキャンし、移動体３を探索する。移動体３の追尾時には、無線通信装置２から送信したビーム１０を移動体３に追従させ、移動体３を追尾する。無線通信時には、無線通信装置２はビーム１０を介して移動体３との間でデータを送受信する。
As shown in FIG. 1, a wireless communication system 1 according to an embodiment performs wireless communication between a wireless communication device 2 and a moving body 3.
The wireless communication device 2 searches for the moving body 3 as necessary in order to communicate with the moving body 3 (3A, 3B), and tracks the moving body 3 when the moving body 3 is captured. When there is a communication request, data is transmitted and received between the wireless communication device 2 and the mobile unit 3 by wireless communication. For example, when searching, the mobile body 3 is searched by scanning using the beam 10 with a narrowed beam width from the antenna 20 of the wireless communication apparatus 2. When tracking the moving body 3, the beam 10 transmitted from the wireless communication device 2 is caused to follow the moving body 3, and the moving body 3 is tracked. During wireless communication, the wireless communication device 2 transmits / receives data to / from the moving body 3 via the beam 10.
このような無線通信システム１においては、一般的に、無線通信装置２と移動体３との間の通信距離の長距離化及び信頼性向上が要求される。なお、本実施形態において通信の信頼性とは、主として、高速移動体に対しても追従性を確保し、通信を確立することである。また、通信の信頼性は、他の一般的な通信品質に関する性能をさらに含んでいてもよい。 In such a wireless communication system 1, it is generally required to increase the communication distance between the wireless communication device 2 and the mobile body 3 and to improve the reliability. In the present embodiment, the reliability of communication is mainly to ensure the followability even for a high-speed moving body and establish communication. Further, the reliability of communication may further include performance related to other general communication quality.
そこで、幾つかの実施形態では、無線通信装置２と移動体３との間の通信距離の長距離化及び信頼性向上の両立を目的として、無線通信装置２のアンテナ２０から発信されるビーム１０のビーム幅を、少なくとも距離情報に基づいて調節するようにしている。ここで、距離情報とは、無線通信装置２と移動体３との間の距離を示す情報である。なお、距離情報は、無線通信装置２と移動体３との間の距離に関連した情報であれば特に限定されることはない。例えば距離情報は、実際に測定された距離の測定値、又は計算で求められた距離の計算値を含んでいてもよい。あるいは後述するように、距離情報は、移動体３からの受信電圧を含んでいてもよいし、移動体３の位置情報を含んでいてもよい。
具体的には、図１に示されるように近距離の移動体３Ａに対しては、アンテナ２０から照射されるビーム１０のビーム幅Ｗ１を大きく（広域）する。一方、長距離の移動体３Ｂに対しては、アンテナ２０から照射されるビーム１０のビーム幅Ｗ２を小さく（狭域）する。
Therefore, in some embodiments, the beam 10 transmitted from the antenna 20 of the wireless communication device 2 is provided for the purpose of achieving both a longer communication distance and improved reliability between the wireless communication device 2 and the moving body 3. Is adjusted based on at least the distance information. Here, the distance information is information indicating the distance between the wireless communication device 2 and the moving body 3. The distance information is not particularly limited as long as it is information related to the distance between the wireless communication device 2 and the moving body 3. For example, the distance information may include a measured value of actually measured distance or a calculated value of distance obtained by calculation. Alternatively, as will be described later, the distance information may include a reception voltage from the moving body 3 or may include position information of the moving body 3.
Specifically, as shown in FIG. 1, the beam width W 1 of the beam 10 irradiated from the antenna 20 is increased (wide area) for the short-distance moving body 3A. On the other hand, for long-range mobile 3B, decreasing the beam width W 2 of the beam 10 emitted from the antenna 20 (short range) to.
これにより、近距離においては、ビーム幅Ｗ１を広げて移動体３の高速追従性を向上させることができる。一方、遠距離においては、ビーム幅Ｗ２を狭めることでビーム１０の指向性を高めて、通信の信頼性を向上させることができる。
なお、ビーム幅Ｗ１，Ｗ２とは、ビーム１０の照射方向Ｄ１，Ｄ２におけるアンテナ２０からの距離が基準距離Ｌのときの各ビームの照射幅であってもよい。あるいは、ビーム幅Ｗ１，Ｗ２とは、各ビームの拡がり角（角度幅）θ１，θ２であってもよい。この場合、ビーム幅θ１，θ２は、アンテナ２０の前方を基準とし、ビーム１０を送信したときにその左右で電力が半分になる点の間の角度であってもよい。
Thus, in the short distance, it is possible to improve the high-speed tracking of moving object 3 to expand the beam width W 1. On the other hand, in the long distance, to improve the directivity of the beam 10 by narrowing the beam width W 2, it is possible to improve the reliability of communication.
The beam widths W 1 and W 2 may be irradiation widths of the respective beams when the distance from the antenna 20 in the irradiation directions D 1 and D 2 of the beam 10 is the reference distance L. Alternatively, the beam widths W 1 and W 2 may be divergence angles (angle widths) θ 1 and θ 2 of the respective beams. In this case, the beam widths θ 1 and θ 2 may be angles between points at which power is halved on the left and right when the beam 10 is transmitted with reference to the front of the antenna 20.
次に、図２を参照して、無線通信システム１の各部位について具体的に説明する。なお、図２は、一実施形態に係る無線通信システム１の全体構成を示す構成図である。
図２に示されるように、一実施形態に係る無線通信システム１は、無線通信装置２と、移動体３と、を備える。
Next, with reference to FIG. 2, each part of the radio | wireless communications system 1 is demonstrated concretely. FIG. 2 is a configuration diagram showing the overall configuration of the wireless communication system 1 according to the embodiment.
As shown in FIG. 2, a wireless communication system 1 according to an embodiment includes a wireless communication device 2 and a moving body 3.
移動体３の具体的な構成例は以下の通りである。
移動体３には、無線通信のための通信制御部３１を有する移動体端末３０が搭載されている。また、移動体３には、この移動体３の位置又は状態を検出するための少なくとも一つの検出部が設けられていてもよい。検出部としては、例えば、移動体３の加速度を検出する加速度センサ３２、移動体３のＧＰＳ位置情報を取得するためのＧＰＳ受信機３３、あるいは移動体３の姿勢を検出するための角速度センサ３４が挙げられる。なお、移動体３は、小型無人航空機（ＵＡＶ）等の航空機、車両、船舶、あるいは人物等であってもよい。
A specific configuration example of the moving body 3 is as follows.
A mobile terminal 30 having a communication control unit 31 for wireless communication is mounted on the mobile body 3. Further, the moving body 3 may be provided with at least one detection unit for detecting the position or state of the moving body 3. As the detection unit, for example, an acceleration sensor 32 that detects acceleration of the moving body 3, a GPS receiver 33 that acquires GPS position information of the moving body 3, or an angular velocity sensor 34 that detects the attitude of the moving body 3. Is mentioned. Note that the moving body 3 may be an aircraft such as a small unmanned aerial vehicle (UAV), a vehicle, a ship, or a person.
無線通信装置２の具体的な構成例は以下の通りである。
無線通信装置２の主な機能は、移動体３との間で無線通信によってデータの送受信を行うことである。また、無線通信装置２は、移動体３との無線通信を実現するために、移動体３の探索又は追従を実行する機能も有している。例えば、無線通信装置２は、複数の移動体３との間でそれぞれ無線通信可能な小型の基地局（地上局）である。なお、無線通信装置２は、図２に示す移動体３とは別の移動体に搭載されて移動可能であってもよいし、地上局のように固定的に設置されていてもよい。
A specific configuration example of the wireless communication device 2 is as follows.
The main function of the wireless communication device 2 is to transmit and receive data to and from the mobile body 3 by wireless communication. The wireless communication device 2 also has a function of executing search or tracking of the moving body 3 in order to realize wireless communication with the moving body 3. For example, the wireless communication device 2 is a small base station (ground station) that can wirelessly communicate with a plurality of mobile bodies 3. Note that the wireless communication device 2 may be mounted on a mobile body different from the mobile body 3 shown in FIG. 2 and movable, or may be fixedly installed like a ground station.
無線通信装置２の主な装置構成は、ビーム調節部２１と、照射方向制御部２７と、ビーム幅制御部２８と、を備える。
ビーム調節部２１は、通信に用いられるビーム１０の照射方向及びビーム幅を調節するように構成される。
照射方向制御部２７は、移動体３にビーム１０が追従可能なように、ビーム調節部２１を制御してビーム１０の照射方向を調節するように構成される。
ビーム幅制御部２８は、少なくとも無線通信装置２と移動体３との間の距離を示す距離情報に基づいて、ビーム調節部２１を制御してビーム幅を調節するように構成される。
The main device configuration of the wireless communication device 2 includes a beam adjustment unit 21, an irradiation direction control unit 27, and a beam width control unit 28.
The beam adjusting unit 21 is configured to adjust the irradiation direction and beam width of the beam 10 used for communication.
The irradiation direction control unit 27 is configured to adjust the irradiation direction of the beam 10 by controlling the beam adjusting unit 21 so that the beam 10 can follow the moving body 3.
The beam width control unit 28 is configured to control the beam adjusting unit 21 and adjust the beam width based on at least distance information indicating the distance between the wireless communication device 2 and the moving body 3.
図示される具体的な構成例においては、無線通信装置２は、アンテナ２０と、ビーム調節部２１と、無線ＬＡＮモジュール２２と、通信制御部２６、照射方向制御部２７及びビーム幅制御部２８を含む制御ユニット２５と、を備えている。
アンテナ２０は、ビーム調節部２１によって照射方向およびビーム幅が調節されたビーム１０を送受信するように構成される。アンテナ２０は、全方位にビーム１０を送信可能な自動追尾式のアンテナであってもよい。
In the specific configuration example shown in the figure, the wireless communication device 2 includes an antenna 20, a beam adjustment unit 21, a wireless LAN module 22, a communication control unit 26, an irradiation direction control unit 27, and a beam width control unit 28. Including a control unit 25.
The antenna 20 is configured to transmit and receive the beam 10 whose irradiation direction and beam width are adjusted by the beam adjusting unit 21. The antenna 20 may be an automatic tracking antenna that can transmit the beam 10 in all directions.
例えば、アンテナ２０は、図１に示すように複数のアンテナ素子２０ａを有するフェーズドアレイ・アンテナであってもよい。この場合、ビーム調節部２１は、移相器及び減衰器（又は振幅調整器）を含む。フェーズドアレイ・アンテナ２０において、複数のアンテナ素子２０ａは、平面状又は直線状に規則的に配列されている。図示される例では、アンテナ２０から外側へ向くように４方向に平板が設置され、各平板に複数のアンテナ素子２０ａが配列されている。複数のアンテナ素子２０ａのそれぞれに対して、移相器によって位相を変化させることで、アンテナ２０から送信されるビーム１０のビーム幅を調節することができる。また、複数のアンテナ素子２０ａのそれぞれに対して、減衰器（又は振幅調整器）によって振幅を減衰（又は増減）させることで、アンテナ２０から照射されるビーム１０の照射方向を調節することができる。 For example, the antenna 20 may be a phased array antenna having a plurality of antenna elements 20a as shown in FIG. In this case, the beam adjusting unit 21 includes a phase shifter and an attenuator (or an amplitude adjuster). In the phased array antenna 20, the plurality of antenna elements 20a are regularly arranged in a planar shape or a linear shape. In the illustrated example, flat plates are installed in four directions so as to face outward from the antenna 20, and a plurality of antenna elements 20a are arranged on each flat plate. The beam width of the beam 10 transmitted from the antenna 20 can be adjusted by changing the phase of each of the plurality of antenna elements 20a using a phase shifter. Further, the irradiation direction of the beam 10 irradiated from the antenna 20 can be adjusted by attenuating (or increasing / decreasing) the amplitude of each of the plurality of antenna elements 20a with an attenuator (or amplitude adjuster). .
無線ＬＡＮモジュール２２は、無線ＬＡＮ方式による通信を行なうように構成される。ただし、無線ＬＡＮ以外の通信方式で通信を行なう場合には、無線ＬＡＮモジュール２２の替わりに他の無線モジュールを備えていてもよい。 The wireless LAN module 22 is configured to perform communication using a wireless LAN system. However, when communication is performed using a communication method other than the wireless LAN, another wireless module may be provided instead of the wireless LAN module 22.
制御ユニット２５は、上述したように、通信制御部２６と、照射方向制御部２７と、ビーム幅制御部２８と、を含む。
通信制御部２６は、無線ＬＡＮモジュール２２を介した移動体３との無線通信を制御するように構成される。
照射方向制御部２７及びビーム幅制御部２８の基本的な構成は、上述した通りである。
また、照射方向制御部２７及びビーム幅制御部２８は、現在のビーム１０の照射方向（ビーム方位）と、無線通信装置２及び移動体３間の距離情報とに基づいて、次の照射方向及びビーム幅を含むアンテナ制御情報を作成するための制御ＰＣと、このアンテナ制御情報から各ビーム調節部２１の制御情報を生成するためのアンテナ制御回路と、を含んでいてもよい。
As described above, the control unit 25 includes the communication control unit 26, the irradiation direction control unit 27, and the beam width control unit 28.
The communication control unit 26 is configured to control wireless communication with the moving body 3 via the wireless LAN module 22.
The basic configurations of the irradiation direction control unit 27 and the beam width control unit 28 are as described above.
Further, the irradiation direction control unit 27 and the beam width control unit 28 determine the next irradiation direction and the next irradiation direction based on the current irradiation direction (beam direction) of the beam 10 and the distance information between the wireless communication device 2 and the moving body 3. A control PC for creating antenna control information including the beam width and an antenna control circuit for generating control information of each beam adjusting unit 21 from the antenna control information may be included.
上記構成に加えて、照射方向制御部２７又はビーム幅制御部２８は、以下の構成をさらに備えていてもよい。 In addition to the above configuration, the irradiation direction control unit 27 or the beam width control unit 28 may further include the following configuration.
一実施形態において、ビーム幅制御部２８は、移動体３との距離が第１距離Ｌ１（図１参照）のときのビーム幅をＷ１とし、移動体３との距離が第１距離Ｌ１よりも大きい第２距離Ｌ２（図１参照）であるときのビーム幅をＷ２としたとき、Ｗ１＞Ｗ２の関係を満たすようビーム調節部２１を制御するように構成される。
この構成において、ビーム幅制御部２８は、ビーム幅Ｗ１，Ｗ２が上記関係を満たす第１距離Ｌ１及び第２距離Ｌ２が存在するように、ビーム調節部２１を制御すればよい。すなわち、Ｌ１＞Ｌ２の関係にある全ての第１距離Ｌ１及び第２距離Ｌ２において、ビーム幅Ｗ１，Ｗ２がＷ１＞Ｗ２の関係を満たさなければならないというわけではない。例えば、第１距離Ｌ１と第２距離Ｌ２との差が小さい場合、第１距離Ｌ１及び第２距離Ｌ２のビーム幅Ｗ１，Ｗ２が一致（Ｗ１＝Ｗ２）していてもよい。このように、少なくとも一部の距離範囲においては、ビーム幅が一定であってもよい。
In one embodiment, the beam width control unit 28 sets the beam width when the distance to the moving body 3 is the first distance L 1 (see FIG. 1) to W 1 and the distance to the moving body 3 is the first distance L. when the beam width when the second distance L 2 larger (see FIG. 1) from 1 and W 2, configured to control the beam adjusting unit 21 so as to satisfy the relationship of W 1> W 2.
In this configuration, the beam width control unit 28 may control the beam adjusting unit 21 so that the first distance L 1 and the second distance L 2 in which the beam widths W 1 and W 2 satisfy the above relationship exist. That is, the beam widths W 1 and W 2 do not have to satisfy the relationship of W 1 > W 2 at all the first distances L 1 and the second distances L 2 in the relationship of L 1 > L 2. . For example, when the difference between the first distance L 1 and the second distance L 2 is small, the beam widths W 1 and W 2 of the first distance L 1 and the second distance L 2 match (W 1 = W 2 ). May be. Thus, the beam width may be constant in at least a part of the distance range.
上記構成によれば、移動体３との距離が第１距離Ｌ１よりも大きい第２距離Ｌ２におけるビーム幅を、第１距離Ｌ１におけるビーム幅よりも小さくしている。そのため、移動体３との距離が比較的大きい第２距離Ｌ２においてビーム１０の指向性を高めて、通信の信頼性を向上させることができる。一方、移動体３との距離が比較的小さい第１距離Ｌ１においては、ビーム幅を広げて高速追従性を向上させることができる。
また、上記構成において、無線通信装置２と移動体３の間の距離が大きくなるにつれて、ビーム幅が単調減少するように、ビーム幅制御部２８がビーム調節部２１を制御してもよい。この場合においても、少なくとも一部の距離範囲においては、ビーム幅が一定であってもよい。
According to the above configuration, the beam width at the second distance L 2 that is larger than the first distance L 1 and the distance to the moving body 3 is smaller than the beam width at the first distance L 1 . Therefore, in the mobile 3 second distance distance is relatively large between the L 2 to increase the directivity of the beam 10, it is possible to improve the reliability of communication. On the other hand, in the first distance L 1 distance is relatively small with the mobile body 3, it is possible to improve the high speed follow-up property to expand the beam width.
In the above configuration, the beam width control unit 28 may control the beam adjustment unit 21 so that the beam width monotonously decreases as the distance between the wireless communication device 2 and the moving body 3 increases. Also in this case, the beam width may be constant in at least a part of the distance range.
一実施形態において、ビーム幅制御部２８は、前回制御時における距離情報と今回制御時における距離情報との比較結果に基づいて今回制御時のビーム幅が決定されるように、距離情報に基づくビーム調節部２１の制御を繰り返し、追従ループを形成するように構成されている。
このとき、ビーム幅制御部２８は、前回制御時に比べて今回制御時の方が距離が大きいとき、前回制御時よりも今回制御時におけるビーム幅を小さくするように構成される。一方、ビーム幅制御部２８は、前回制御時に比べて今回制御時の方が距離が小さいとき、前回制御時よりも今回制御時におけるビーム幅を大きくするように構成される。
In one embodiment, the beam width control unit 28 determines the beam width based on the distance information so that the beam width at the current control is determined based on a comparison result between the distance information at the previous control and the distance information at the current control. The control of the adjusting unit 21 is repeated to form a follow-up loop.
At this time, the beam width control unit 28 is configured to make the beam width during the current control smaller than during the previous control when the distance is greater during the current control than during the previous control. On the other hand, the beam width control unit 28 is configured to increase the beam width at the current control time than at the previous control time when the distance is smaller at the current control time than at the previous control time.
上記構成によれば、無線通信装置２は、移動体３との距離に応じた適切なビーム幅（移動体３との通信距離の長距離化及び通信の信頼性向上の両立を可能とするようなビーム幅）にて該移動体３との通信可能状態を維持できる。すなわち、移動体３との距離が比較的小さい場合には、ビーム幅を大きくして、高速で移動中の移動体３に対してもリンクを維持できる。また、移動体３との距離が比較的大きい場合には、ビーム幅を小さくしてビームの指向性を高めることで、高い信頼性での通信が即座に開始できるように移動体３とのリンクを維持できる。 According to the above configuration, the wireless communication device 2 can achieve both an appropriate beam width corresponding to the distance to the moving body 3 (longer communication distance with the moving body 3 and improved communication reliability). Can be maintained in a communicable state with the mobile body 3. That is, when the distance to the moving body 3 is relatively small, the link can be maintained even for the moving body 3 moving at high speed by increasing the beam width. Further, when the distance to the mobile unit 3 is relatively large, the link with the mobile unit 3 is set so that communication with high reliability can be started immediately by reducing the beam width and increasing the directivity of the beam. Can be maintained.
続いて、図３及び図４を参照して、距離情報をより具体化した各実施形態について説明する。 Next, with reference to FIGS. 3 and 4, each embodiment in which the distance information is made more specific will be described.
図３は、一実施形態に係る無線通信装置２において距離情報として受信電力を用いた場合の部分構成図である。
同図に示すように、一実施形態に係る無線通信装置２は、移動体３から戻ってくる電波の受信電力を測定するための受信電力測定部２３をさらに備えている。図示される例では、受信電力測定部２３は、無線ＬＡＮモジュール２２に組み込まれた構成となっている。ただし、受信電力測定部２３の構成はこれに限定されるものではなく、例えば無線ＬＡＮモジュール２２とは別に設けられてもよい。
FIG. 3 is a partial configuration diagram when the received power is used as distance information in the wireless communication device 2 according to the embodiment.
As shown in the figure, the wireless communication device 2 according to the embodiment further includes a received power measuring unit 23 for measuring the received power of the radio wave returning from the moving body 3. In the illustrated example, the reception power measurement unit 23 is built into the wireless LAN module 22. However, the configuration of the reception power measurement unit 23 is not limited to this, and may be provided separately from the wireless LAN module 22, for example.
受信電力測定部２３は、移動体３から戻ってくる電波（受信信号）の信号強度を測定し、ＲＳＳＩ（受信信号強度：Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）情報に反映させる。このＲＳＳＩ情報は、受信電力測定部２３から制御ユニット２５に送られる。
この場合、ビーム幅制御部２８は、受信電力測定部２３で測定された受信電力の大きさ（信号強度）に基づき、ビーム調節部２１を制御してビーム幅を調節するようになっている。
The received power measuring unit 23 measures the signal strength of the radio wave (received signal) returned from the mobile unit 3 and reflects it in RSSI (Received Signal Strength Indicator) information. This RSSI information is sent from the received power measuring unit 23 to the control unit 25.
In this case, the beam width control unit 28 adjusts the beam width by controlling the beam adjustment unit 21 based on the magnitude (signal intensity) of the reception power measured by the reception power measurement unit 23.
上記構成によれば、通信用の電波の受信電力の大きさ（信号強度）は、移動体３との距離に応じて変化するので、距離情報として受信電力の大きさを用いてビーム幅を調節するようにしている。そのため、距離情報をリアルタイムで且つ容易に取得することができ、ビーム幅を適正に調節可能である。 According to the above configuration, the magnitude (signal strength) of the reception power of the radio wave for communication changes according to the distance from the moving body 3, so the beam width is adjusted using the magnitude of the reception power as distance information. Like to do. Therefore, distance information can be easily acquired in real time, and the beam width can be adjusted appropriately.
図４は、他の実施形態に係る無線通信装置２において距離情報として位置情報を用いた場合の部分構成図である。
同図に示すように、ビーム幅制御部２８は、通信によって移動体３から取得した移動体３の位置情報に基づき、ビーム調節部２１を制御してビーム幅を調節するように構成されている。この位置情報とは、移動体３の位置に関連した情報であり、移動体３の位置を直接的に表すものであってもよいし、移動体３の位置を間接的に表すものであってもよい。
FIG. 4 is a partial configuration diagram in the case where position information is used as distance information in the wireless communication device 2 according to another embodiment.
As shown in the figure, the beam width control unit 28 is configured to control the beam adjusting unit 21 and adjust the beam width based on the position information of the moving body 3 acquired from the moving body 3 by communication. . This position information is information related to the position of the moving body 3, and may represent the position of the moving body 3 directly, or indirectly represent the position of the moving body 3. Also good.
位置情報は、図２に示した加速度センサ３２からの加速度情報、ＧＰＳ受信機３３からのＧＰＳ位置情報、角速度センサ３４からの角速度情報（姿勢情報）の少なくともいずれかを含んでいてもよい。
例えば、ビーム幅制御部２８が、移動体３の加速度情報に基づいて算出された位置情報に基づいてビーム幅を調節するように構成されている場合、移動体３との通信距離の長距離化と、通信の信頼性向上とを両立させることができる。
このように、距離情報として、移動体３との通信によって取得した移動体３の位置情報を用いることにより、精度の高い距離情報を取得できることからビーム幅のより適正な調節が可能となる。
The position information may include at least one of acceleration information from the acceleration sensor 32 illustrated in FIG. 2, GPS position information from the GPS receiver 33, and angular velocity information (attitude information) from the angular velocity sensor 34.
For example, when the beam width control unit 28 is configured to adjust the beam width based on the position information calculated based on the acceleration information of the moving body 3, the communication distance with the moving body 3 is increased. And improved communication reliability.
As described above, by using the position information of the moving body 3 acquired by communication with the moving body 3 as the distance information, it is possible to acquire the distance information with high accuracy, so that the beam width can be more appropriately adjusted.
また、ビーム幅制御部２８は、移動体３の姿勢情報に基づいて移動体３の位置を補正し、補正後の位置に基づいてビーム幅を調節するように構成されていてもよい。移動体３の姿勢情報は、移動体３に取り付けられた角速度センサ３４によって取得できる。角速度センサ３４は、例えば３軸のジャイロセンサである。
このように、移動体３の加速度情報に基づいて算出される移動体３の位置情報を移動体３の姿勢情報によって補正することで、移動体３の高精度な位置情報を取得可能である。よって、ビーム幅の調節をより適切に行うことができ、移動体３との通信距離の長距離化及び通信の信頼性向上を効果的に両立させることができる。
The beam width control unit 28 may be configured to correct the position of the moving body 3 based on the attitude information of the moving body 3 and adjust the beam width based on the corrected position. The posture information of the moving body 3 can be acquired by an angular velocity sensor 34 attached to the moving body 3. The angular velocity sensor 34 is, for example, a three-axis gyro sensor.
In this way, by correcting the position information of the moving body 3 calculated based on the acceleration information of the moving body 3 with the posture information of the moving body 3, it is possible to acquire highly accurate position information of the moving body 3. Therefore, the beam width can be adjusted more appropriately, and it is possible to effectively achieve both a long communication distance with the moving body 3 and an improvement in communication reliability.
図２に戻り、一実施形態では、ビーム幅制御部２８は、距離情報に加えて、移動体３の移動速度を示す速度情報に基づいてビーム幅を調節するようビーム調節部２１を制御するように構成されている。具体的には、ビーム幅制御部２８は、移動体３の移動速度が閾値を超えているとき、移動体３の移動速度が閾値以下である場合に比べてビーム幅を大きくするようビーム調節部２１を制御する。
この構成によれば、移動体３の移動速度を示す速度情報に基づいてビーム幅を調節するようにしたので、移動体３への追従性及び通信の信頼性をより一層向上できる。すなわち、移動体３の移動速度が閾値を超えているときに、ビーム幅を大きくすることによって、移動速度の速い移動体３に対しても追従性を確保できる。なお、移動速度が閾値以下である場合はビーム幅を大きくせず、指向性を優先させる。
Returning to FIG. 2, in one embodiment, the beam width control unit 28 controls the beam adjusting unit 21 to adjust the beam width based on speed information indicating the moving speed of the moving body 3 in addition to the distance information. It is configured. Specifically, the beam width control unit 28 is configured to increase the beam width when the moving speed of the moving body 3 exceeds a threshold as compared with the case where the moving speed of the moving body 3 is equal to or less than the threshold. 21 is controlled.
According to this configuration, since the beam width is adjusted based on the speed information indicating the moving speed of the moving body 3, the followability to the moving body 3 and the reliability of communication can be further improved. That is, when the moving speed of the moving body 3 exceeds the threshold, the followability can be secured even for the moving body 3 having a high moving speed by increasing the beam width. When the moving speed is equal to or lower than the threshold value, the beam width is not increased and the directivity is prioritized.
次に、本実施形態に係る無線通信方法について説明する。なお、以下の説明において、各機器又は部位には、既に説明した図１〜図４に示される符号を付している。 Next, a wireless communication method according to this embodiment will be described. In addition, in the following description, the code | symbol shown by already demonstrated FIGS. 1-4 is attached | subjected to each apparatus or site | part.
幾つかの実施形態に係る無線通信方法は、主として、照射方向制御ステップと、ビーム幅制御ステップと、を備える。
照射方向制御ステップは、通信に用いられるビーム１０が移動体３に追従するようにビーム１０の照射方向を調節する。
ビーム幅制御ステップは、少なくとも無線通信装置２と移動体３との間の距離を示す距離情報に基づいてビーム幅を調節する。
これらのステップを備えることより、無線通信装置２と移動体３との間の通信距離の長距離化と、通信の信頼性向上とを両立させることができる。
The wireless communication method according to some embodiments mainly includes an irradiation direction control step and a beam width control step.
In the irradiation direction control step, the irradiation direction of the beam 10 is adjusted so that the beam 10 used for communication follows the moving body 3.
In the beam width control step, the beam width is adjusted based on at least distance information indicating a distance between the wireless communication device 2 and the moving body 3.
By providing these steps, it is possible to achieve both a longer communication distance between the wireless communication device 2 and the moving body 3 and an improvement in communication reliability.
一実施形態において、ビーム幅制御ステップでは、無線通信装置２と移動体３との間の距離が第１距離Ｌ１のときのビーム幅をＷ１とし、距離が第１距離Ｌ１よりも大きい第２距離Ｌ２であるときのビーム幅をＷ２としたとき、Ｗ１＞Ｗ２の関係を満たすようビーム幅を調節する。これにより、移動体３との距離が比較的大きい第２距離Ｌ２においてビーム１０の指向性を高めて、通信の信頼性を向上させることができる。一方、移動体３との距離が比較的小さい第１距離Ｌ１においては、ビーム幅を広げて高速追従性を向上させることができる。 In one embodiment, the beam width control step, the distance between the movable body 3 and the wireless communication device 2 is the beam width when the first distance L 1 and W 1, is greater than the first distance L 1 distance when the beam width when the second distance L 2 was W 2, to adjust the beam width to satisfy the relationship of W 1> W 2. Thus, in the mobile 3 second distance distance is relatively large between the L 2 to increase the directivity of the beam 10, it is possible to improve the reliability of communication. On the other hand, in the first distance L 1 distance is relatively small with the mobile body 3, it is possible to improve the high speed follow-up property to expand the beam width.
一実施形態において、ビーム幅制御ステップでは、前回制御時における距離情報と今回制御時における距離情報との比較結果に基づいて今回制御時のビーム幅が決定されるように、距離情報に基づくビーム幅の制御を繰り返す。これにより、無線通信装置２と移動体３との距離に応じた適切なビーム幅（無線通信装置２と移動体３との通信距離の長距離化及び通信の信頼性向上の両立を可能とするようなビーム幅）にて該移動体３との通信可能な状態を維持できる。 In one embodiment, in the beam width control step, the beam width based on the distance information is determined so that the beam width at the current control is determined based on a comparison result between the distance information at the previous control and the distance information at the current control. Repeat the control. As a result, an appropriate beam width corresponding to the distance between the wireless communication device 2 and the moving body 3 (allowing both a longer communication distance between the wireless communication device 2 and the moving body 3 and an improvement in communication reliability) is possible. Thus, it is possible to maintain a communicable state with the mobile body 3.
一実施形態において、ビーム幅制御ステップでは、距離情報に加えて、移動体３の移動速度を示す速度情報に基づいてビーム幅を調節する。
このように、移動体３の移動速度を示す速度情報に基づいてビーム幅を調節することにより、移動体３への追従性及び通信の信頼性をより一層向上できる。
In one embodiment, in the beam width control step, the beam width is adjusted based on speed information indicating the moving speed of the moving body 3 in addition to the distance information.
In this way, by adjusting the beam width based on the speed information indicating the moving speed of the moving body 3, the followability to the moving body 3 and the reliability of communication can be further improved.
以下、図５〜図１１を参照して、各実施形態に係る無線通信方法について詳細に説明する。 Hereinafter, the wireless communication method according to each embodiment will be described in detail with reference to FIGS.
図５は、一実施形態に係る無線通信方法を示すフローチャートである。図６は、図５の第１追従ループを示すフローチャートである。図７は、図５の第２追従ループを示すフローチャートである。 FIG. 5 is a flowchart illustrating a wireless communication method according to an embodiment. FIG. 6 is a flowchart showing the first follow-up loop of FIG. FIG. 7 is a flowchart showing the second tracking loop of FIG.
図５に示すように、無線通信装置２は、ステップＳ１において、移動体３を捕捉しているか否かを判断する。すなわち、無線通信装置２のアンテナ２０から照射されるビーム１０の照射範囲内に移動体３が位置しているか否かを判断する。ここで、移動体３を捕捉していないと判断された場合、無線通信装置２は移動体３を探索する探索ステップを実行する。ステップＳ２に示す探索ステップでは、例えば、ビーム調節部２１によってビーム幅が小さく且つ指向方向が正面となるように設定されたビーム１０を用いて全方位（アンテナ２０の周囲３６０°）をスキャンし、移動体３を探索する。なお、探索ステップでは、探索範囲を全方位とはせず、追従できなくなった時間から探索範囲を限定してもよい。これにより、探索ステップにおける移動体３の探索時間を短縮できる。 As illustrated in FIG. 5, the wireless communication device 2 determines whether or not the mobile object 3 is captured in step S <b> 1. That is, it is determined whether or not the moving body 3 is located within the irradiation range of the beam 10 irradiated from the antenna 20 of the wireless communication device 2. Here, when it is determined that the moving body 3 is not captured, the wireless communication device 2 executes a search step for searching for the moving body 3. In the search step shown in step S2, for example, the beam adjusting unit 21 scans all directions (360 ° around the antenna 20) using the beam 10 set so that the beam width is small and the directing direction is the front, The mobile body 3 is searched. Note that, in the search step, the search range may be limited from the time when the search cannot be performed without setting the search range to be omnidirectional. Thereby, the search time of the mobile body 3 in a search step can be shortened.
ステップＳ１において移動体３を既に捕捉していた場合、あるいは、ステップＳ２において探索により移動体３を捕捉した場合、ステップＳ３に示す照射方向制御ステップにおいて、無線通信装置２は、アンテナ２０から照射されるビーム１０を移動体３に向ける。具体的には、照射方向制御部２７は、移動体３から戻ってきた電波（受信信号）に基づいて、ビーム１０の照射方向が移動体３に向くようにビーム調節部２１を制御する。ここでは、ビーム１０の照射角度を変化させ、受信強度の大きい方向に移動体３が存在すると判断してもよい。したがって、この場合には受信強度の大きい方向にビーム１０の照射方向を向ける。なお、ステップＳ１において移動体３を既に捕捉していた場合には、移動体３が適切にビーム１０の照射範囲内に入っていればビーム１０の照射方向を変更する必要はない。このように、ビーム１０を移動体３に向けて適切に照射することによって、移動体３と無線通信装置２との間が通信可能状態となり、移動体３と無線通信装置２との間においてリンクが確立する。 If the mobile body 3 has already been captured in step S1 or if the mobile body 3 has been captured by searching in step S2, the wireless communication device 2 is irradiated from the antenna 20 in the irradiation direction control step shown in step S3. The beam 10 is directed to the moving body 3. Specifically, the irradiation direction control unit 27 controls the beam adjusting unit 21 so that the irradiation direction of the beam 10 faces the moving body 3 based on the radio wave (reception signal) returned from the moving body 3. Here, the irradiation angle of the beam 10 may be changed, and it may be determined that the moving body 3 exists in a direction in which the reception intensity is large. Therefore, in this case, the irradiation direction of the beam 10 is directed in the direction in which the reception intensity is large. If the moving body 3 has already been captured in step S1, it is not necessary to change the irradiation direction of the beam 10 if the moving body 3 is appropriately within the irradiation range of the beam 10. Thus, by appropriately irradiating the beam 10 toward the moving body 3, communication between the moving body 3 and the wireless communication device 2 becomes possible, and a link is established between the moving body 3 and the wireless communication device 2. Established.
ステップＳ３でビーム１０の照射方向を調節した後、ステップＳ４に示すビーム幅制御ステップにおいて、距離情報としての受信電力に応じて、ビーム幅を制御する。具体的には、移動体３から戻ってきた電波（受信信号）の受信電力の大きさを受信電力測定部２３（図３参照）で測定する。ビーム幅制御部２８は、測定された受信電力に基づきビーム調節部２１を制御することによってビーム幅を調節する。このビーム幅制御ステップでは、上述した少なくとも何れかの実施形態を採用することができる。 After adjusting the irradiation direction of the beam 10 in step S3, the beam width is controlled according to the received power as the distance information in the beam width control step shown in step S4. Specifically, the magnitude of the received power of the radio wave (received signal) returned from the moving body 3 is measured by the received power measuring unit 23 (see FIG. 3). The beam width control unit 28 adjusts the beam width by controlling the beam adjustment unit 21 based on the measured received power. In this beam width control step, at least one of the embodiments described above can be adopted.
ステップＳ１〜Ｓ４までの手順によって、適切なビーム１０の照射方向且つビーム幅で、移動体３を追従可能である。移動体３を追従しているとき、ステップＳ５において、通信要求があるか否かを判定する。通信要求がある場合、ステップＳ６において、無線通信装置２と移動体３との間でデータの送受信を行う。例えば無線通信装置２から移動体３に対してデータを送信した場合、ステップＳ７において移動体３からの応答があるか否かを判定する。ここで、移動体３からの応答があった場合、ステップＳ８に示す第１追従ループを実行する。 The moving body 3 can be tracked with an appropriate irradiation direction and beam width of the beam 10 by the procedure from steps S1 to S4. When following the moving body 3, it is determined in step S5 whether or not there is a communication request. When there is a communication request, data transmission / reception is performed between the wireless communication device 2 and the mobile unit 3 in step S6. For example, when data is transmitted from the wireless communication device 2 to the moving body 3, it is determined whether or not there is a response from the moving body 3 in step S7. Here, when there is a response from the moving body 3, the first follow-up loop shown in step S8 is executed.
図６に示す第１追従ループの手順において、ステップＳ１１〜ステップＳ１５はビーム幅制御ステップである。このビーム幅制御ステップでは、上述した少なくとも何れかの実施形態を採用することができる。
ステップＳ１１では、ビーム１０を移動体３に追従させた状態で、移動体３からの応答信号の受信電力を受信電力測定部２３で測定する。次いで、ステップＳ１２においてビーム幅制御部２８は、今回測定された受信電力の測定結果と、前回の受信電力の測定結果とを比較する。ビーム幅制御部２８は、今回の受信電力の測定結果の方が前回の受信電力の測定結果よりも大きい場合、ステップＳ１３において、無線通信装置２と移動体３との間の距離が小さくなっている（近づいている）と判断し、ビーム幅が大きくなるようにビーム調節部２１を制御する。一方、ビーム幅制御部２８は、今回の受信電力の測定結果の方が前回の受信電力の測定結果よりも小さい場合、ステップＳ１４において、無線通信装置２と移動体３との間の距離が大きくなっている（遠ざかっている）と判断し、ビーム幅が小さくなるようにビーム調節部２１を制御する。ステップＳ１３又はステップＳ１４でビーム幅を制御した後、ステップＳ１５において制御後のビーム幅での受信電力を測定し、測定結果を記憶部に保存しておく。記憶部に保存された受信電力の測定結果は、上記した前回の受信電力の測定結果として用いられる。なお、ビーム幅を制御した後に受信電力を再度測定する理由は、ビーム幅が異なると同一の距離であっても受信電力が異なってしまうため、受信電力の測定結果を同一の基準で比較し、正確に判断するためである。このステップＳ１５を行った後、図５に示すステップＳ５に戻る。
In the procedure of the first follow-up loop shown in FIG. 6, steps S11 to S15 are beam width control steps. In this beam width control step, at least one of the embodiments described above can be adopted.
In step S <b> 11, the received power of the response signal from the moving body 3 is measured by the received power measuring unit 23 with the beam 10 following the moving body 3. Next, in step S12, the beam width control unit 28 compares the measurement result of the received power measured this time with the previous measurement result of the received power. When the current received power measurement result is larger than the previous received power measurement result, the beam width control unit 28 reduces the distance between the wireless communication device 2 and the moving body 3 in step S13. The beam adjusting unit 21 is controlled so as to increase the beam width. On the other hand, when the measurement result of the current reception power is smaller than the measurement result of the previous reception power, the beam width control unit 28 increases the distance between the wireless communication device 2 and the moving body 3 in step S14. The beam adjusting unit 21 is controlled so as to reduce the beam width. After controlling the beam width in step S13 or step S14, the received power at the beam width after control is measured in step S15, and the measurement result is stored in the storage unit. The reception power measurement result stored in the storage unit is used as the previous reception power measurement result. The reason for measuring the received power again after controlling the beam width is that the received power will be different even at the same distance if the beam width is different. This is to make an accurate judgment. After performing step S15, the process returns to step S5 shown in FIG.
図５に示すステップＳ５において通信要求がない場合には、無線通信装置２は、ステップＳ９に示す第２追従ループを実行する。
図７に示す第２追従ループの手順において、ステップＳ２１〜ステップＳ２７はビーム幅制御ステップである。このビーム幅制御ステップでは、上述した少なくとも何れかの実施形態を採用することができる。
ステップＳ２１では、無線通信装置２のアンテナ２０から移動体３に向けてステータス信号を送信する。ステップＳ２２では、ステータス信号に対して応答があるか否かを判定し、応答がない場合には、図５に示すステップＳ１まで戻る。一方、応答がある場合には、ステップＳ２３において、ビーム１０を移動体３に追従させた状態で、移動体３からの応答信号の受信電力を受信電力測定部２３で測定する。次いで、ステップＳ２４においてビーム幅制御部２８は、今回測定された受信電力の測定結果と、前回の受信電力の測定結果とを比較する。ビーム幅制御部２８は、今回の受信電力の測定結果の方が前回の受信電力の測定結果よりも大きい場合、ステップＳ２５において、無線通信装置２と移動体３との間の距離が小さくなっている（近づいている）と判断し、ビーム幅が大きくなるようにビーム調節部２１を制御する。一方、今回の受信電力の測定結果の方が前回の受信電力の測定結果よりも小さい場合、ステップＳ２６において、ビーム幅制御部２８は、無線通信装置２と移動体３との間の距離が大きくなっている（遠ざかっている）と判断し、ビーム幅が小さくなるようにビーム調節部２１を制御する。ステップＳ２５又はステップＳ２６でビーム幅を制御した後、ステップＳ２７において制御後のビーム幅での受信電力を測定し、測定結果を記憶部に保存しておく。記憶部に保存された受信電力の測定結果は、上記した前回の受信電力の測定結果として用いられる。このステップＳ２７を行った後、図５に示すステップＳ５に戻る。
If there is no communication request in step S5 shown in FIG. 5, the wireless communication device 2 executes the second follow-up loop shown in step S9.
In the procedure of the second follow-up loop shown in FIG. 7, steps S21 to S27 are beam width control steps. In this beam width control step, at least one of the embodiments described above can be adopted.
In step S <b> 21, a status signal is transmitted from the antenna 20 of the wireless communication device 2 toward the moving body 3. In step S22, it is determined whether or not there is a response to the status signal. If there is no response, the process returns to step S1 shown in FIG. On the other hand, when there is a response, the received power of the response signal from the moving body 3 is measured by the received power measuring unit 23 in a state where the beam 10 is made to follow the moving body 3 in step S23. Next, in step S24, the beam width control unit 28 compares the measurement result of the received power measured this time with the previous measurement result of the received power. When the current received power measurement result is larger than the previous received power measurement result, the beam width control unit 28 reduces the distance between the wireless communication device 2 and the moving body 3 in step S25. The beam adjusting unit 21 is controlled so as to increase the beam width. On the other hand, if the current received power measurement result is smaller than the previous received power measurement result, in step S26, the beam width control unit 28 increases the distance between the wireless communication device 2 and the moving body 3. The beam adjusting unit 21 is controlled so as to reduce the beam width. After the beam width is controlled in step S25 or step S26, the received power at the beam width after the control is measured in step S27, and the measurement result is stored in the storage unit. The reception power measurement result stored in the storage unit is used as the previous reception power measurement result. After performing step S27, the process returns to step S5 shown in FIG.
図８は、他の実施形態に係る無線通信方法を示すフローチャートである。図９は、図８の第１追従ループを示すフローチャートである。図１０は、図８の第２追従ループを示すフローチャートである。なお、図５〜図７に示す実施形態と同一の手順については、その詳細な説明を省略する。 FIG. 8 is a flowchart illustrating a wireless communication method according to another embodiment. FIG. 9 is a flowchart showing the first follow-up loop of FIG. FIG. 10 is a flowchart showing the second tracking loop of FIG. Detailed descriptions of the same procedures as those in the embodiment shown in FIGS. 5 to 7 are omitted.
図８に示すように、無線通信装置２は、ステップＳ３１において、移動体３を捕捉しているか否かを判断する。ここで、移動体３を捕捉していないと判断された場合、ステップＳ３２において無線通信装置２は移動体３を探索する探索ステップを実行する。なお、探索ステップでは、探索範囲を全方位とはせず、追従できなくなった時間から探索範囲を限定してもよい。これにより、探索ステップにおける移動体３の探索時間を短縮できる。 As shown in FIG. 8, the wireless communication device 2 determines whether or not the mobile object 3 is captured in step S31. If it is determined that the mobile object 3 is not captured, the wireless communication device 2 executes a search step for searching for the mobile object 3 in step S32. Note that, in the search step, the search range may be limited from the time when the search cannot be performed without setting the search range to be omnidirectional. Thereby, the search time of the mobile body 3 in a search step can be shortened.
ステップＳ３１において移動体３を既に捕捉していた場合、あるいは、ステップＳ３２において探索により移動体３を捕捉した場合、ステップＳ３３に示す照射方向制御ステップにおいて、無線通信装置２は、アンテナ２０から照射されるビーム１０を移動体３に向ける。ビーム１０を移動体３に向けて適切に照射することによって、移動体３と無線通信装置２との間が通信可能状態となり、移動体３と無線通信装置２との間においてリンクが確立する。 If the mobile unit 3 has already been captured in step S31, or if the mobile unit 3 has been captured by searching in step S32, the wireless communication device 2 is irradiated from the antenna 20 in the irradiation direction control step shown in step S33. The beam 10 is directed to the moving body 3. By appropriately irradiating the beam 10 toward the moving body 3, communication between the moving body 3 and the wireless communication device 2 becomes possible, and a link is established between the moving body 3 and the wireless communication device 2.
ステップＳ３３でビーム１０の照射方向を調節した後、ステップＳ３４に示すビーム幅制御ステップにおいて、距離情報としての位置情報を取得し、位置情報に応じてビーム幅を制御する。具体的には、図２に示す加速度センサ３２からの加速度情報、ＧＰＳ受信機３３からのＧＰＳ位置情報、角速度センサ３４からの姿勢情報の少なくともいずれかを含んでいてもよい。このビーム幅制御ステップでは、上述した少なくとも何れかの実施形態を採用することができる。 After adjusting the irradiation direction of the beam 10 in step S33, position information as distance information is acquired in the beam width control step shown in step S34, and the beam width is controlled according to the position information. Specifically, at least one of acceleration information from the acceleration sensor 32 shown in FIG. 2, GPS position information from the GPS receiver 33, and posture information from the angular velocity sensor 34 may be included. In this beam width control step, at least one of the embodiments described above can be adopted.
ステップＳ３１〜Ｓ３４までの手順によって、適切なビームの照射方向且つビーム幅で、移動体３を追従可能である。移動体３を追従しているとき、ステップＳ３５において、通信要求があるか否かを判定する。通信要求がある場合、ステップＳ３６において、無線通信装置２と移動体３との間でデータの送受信を行う。例えば無線通信装置２から移動体３に対してデータを送信した場合、ステップＳ３７において移動体３からの応答があるか否かを判定する。ここで、移動体３からの応答があった場合、ステップＳ３８に示す第１追従ループを実行する。 By the procedure from step S31 to S34, it is possible to follow the moving body 3 with an appropriate beam irradiation direction and beam width. When following the moving body 3, it is determined in step S35 whether or not there is a communication request. If there is a communication request, data transmission / reception is performed between the wireless communication device 2 and the mobile unit 3 in step S36. For example, when data is transmitted from the wireless communication device 2 to the moving body 3, it is determined whether or not there is a response from the moving body 3 in step S37. Here, when there is a response from the moving body 3, the first follow-up loop shown in step S38 is executed.
図９に示す第１追従ループの手順において、ステップＳ４１〜ステップＳ４４はビーム幅制御ステップである。このビーム幅制御ステップでは、上述した少なくとも何れかの実施形態を採用することができる。
ステップＳ４１では、ビーム１０を移動体３に追従させた状態で、移動体３からの応答信号のから位置情報を取得する。なお、位置情報は、例えばＧＰＳ情報等のように、移動体３の応答信号から直接受け取る場合に限定されるものではなく、例えば、他の端末から位置情報を取得してもよい。次いで、ステップＳ４２においてビーム幅制御部２８は、今回取得した位置情報と、前回取得した位置情報とを比較する。ビーム幅制御部２８は、今回の位置情報の方が前回の位置情報よりも近くなっている場合、ステップＳ４３において、ビーム幅が大きくなるようにビーム調節部２１を制御する。一方、ビーム幅制御部２８は、今回の位置情報の方が前回の位置情報よりも遠くなっている場合、ステップＳ４４において、ビーム幅が小さくなるようにビーム調節部２１を制御する。ステップＳ４３又はステップＳ４４でビーム幅を制御した後、図８に示すステップＳ３５に戻る。
In the procedure of the first follow-up loop shown in FIG. 9, steps S41 to S44 are beam width control steps. In this beam width control step, at least one of the embodiments described above can be adopted.
In step S41, the position information is acquired from the response signal from the moving body 3 in a state where the beam 10 follows the moving body 3. Note that the position information is not limited to the case where the position information is directly received from the response signal of the moving body 3 such as GPS information, for example. For example, the position information may be acquired from another terminal. Next, in step S42, the beam width control unit 28 compares the position information acquired this time with the position information acquired last time. If the current position information is closer to the previous position information, the beam width control unit 28 controls the beam adjusting unit 21 so that the beam width is increased in step S43. On the other hand, when the current position information is farther than the previous position information, the beam width control unit 28 controls the beam adjusting unit 21 so that the beam width becomes smaller in step S44. After controlling the beam width in step S43 or step S44, the process returns to step S35 shown in FIG.
図８に示すステップＳ３５において通信要求がない場合には、無線通信装置２は、ステップＳ３９に示す第２追従ループを実行する。
図１０に示す第２追従ループの手順において、ステップＳ５１〜ステップＳ５６はビーム幅制御ステップである。このビーム幅制御ステップでは、上述した少なくとも何れかの実施形態を採用することができる。
ステップＳ５１では、無線通信装置２のアンテナ２０から移動体３に向けてステータス信号を送信する。ステップＳ５２では、ステータス信号に対して応答があるか否かを判定し、応答がない場合には、図８に示すステップＳ３１まで戻る。一方、応答がある場合には、ステップＳ５３において、ビーム１０を移動体３に追従させた状態で、移動体３からの応答信号から移動体３の位置情報を取得する。次いで、ステップＳ５４においてビーム幅制御部２８は、今回取得した位置情報と、前回取得した位置情報とを比較する。ビーム幅制御部２８は、今回取得した位置情報の方が前回取得した位置情報よりも近くなっている場合、ステップＳ５５において、ビーム幅が大きくなるようにビーム調節部２１を制御する。一方、今回取得した位置情報の方が前回取得した位置情報よりも遠くなっている場合、ステップＳ５６において、ビーム幅制御部２８は、ビーム幅が小さくなるようにビーム調節部２１を制御する。ステップＳ５５又はステップＳ５６でビーム幅を制御した後、図８に示すステップＳ３５に戻る。
If there is no communication request in step S35 shown in FIG. 8, the wireless communication device 2 executes the second follow-up loop shown in step S39.
In the procedure of the second follow-up loop shown in FIG. 10, steps S51 to S56 are beam width control steps. In this beam width control step, at least one of the embodiments described above can be adopted.
In step S <b> 51, a status signal is transmitted from the antenna 20 of the wireless communication device 2 to the moving body 3. In step S52, it is determined whether or not there is a response to the status signal. If there is no response, the process returns to step S31 shown in FIG. On the other hand, when there is a response, in step S53, the position information of the moving body 3 is acquired from the response signal from the moving body 3 in a state in which the beam 10 follows the moving body 3. Next, in step S54, the beam width control unit 28 compares the position information acquired this time with the position information acquired last time. If the position information acquired this time is closer to the position information acquired last time, the beam width control unit 28 controls the beam adjustment unit 21 so that the beam width becomes larger in step S55. On the other hand, when the position information acquired this time is farther than the position information acquired last time, in step S56, the beam width control unit 28 controls the beam adjustment unit 21 so that the beam width becomes smaller. After controlling the beam width in step S55 or step S56, the process returns to step S35 shown in FIG.
図１１は、さらに他の実施形態に係る無線通信方法におけるビーム幅制御ステップの手順を示すフローチャートである。なお、図１１に示すビーム幅制御ステップは、図８〜図１０に示すビーム幅制御ステップとは別のステップである。
同図に示すように無線通信装置２は、ステップＳ６１にて移動体３の移動角度方向を特定した後、ステップＳ６２において、その角度方向の移動速度に関する速度情報を取得する。速度情報は、加速度センサ３２（図２参照）で検出した加速度情報に基づいて取得可能である。あるいは、速度情報は、ＧＰＳ受信機３３（図２参照）のＧＰＳ位置情報に基づいて取得可能である。また、角速度センサ３４（図２参照）で検出された移動体３の姿勢情報に基づいて、速度情報を補正してもよい。角速度センサ３４としては、例えば３軸のジャイロセンサが用いられる。
FIG. 11 is a flowchart illustrating a procedure of a beam width control step in a wireless communication method according to still another embodiment. The beam width control step shown in FIG. 11 is a step different from the beam width control step shown in FIGS.
As shown in the figure, the wireless communication device 2 specifies the moving angle direction of the moving body 3 in step S61, and then acquires speed information regarding the moving speed in the angular direction in step S62. The speed information can be acquired based on the acceleration information detected by the acceleration sensor 32 (see FIG. 2). Alternatively, the speed information can be acquired based on the GPS position information of the GPS receiver 33 (see FIG. 2). Further, the speed information may be corrected based on the posture information of the moving body 3 detected by the angular velocity sensor 34 (see FIG. 2). As the angular velocity sensor 34, for example, a triaxial gyro sensor is used.
ステップＳ６３において、ビーム幅制御部２８は、ステップＳ６２で取得した移動速度を閾値と比較する。移動速度が閾値を超えている場合には、ステップＳ６４において、ビーム幅制御部２８は、ビーム幅が大きくなるようにビーム調節部２１を制御する。一方、移動速度が閾値以下である場合には、ステップＳ６５において、ビーム幅制御部２８は、ビーム幅を現状維持とするか、あるいはビーム幅が大きくなるようにビーム調節部２１を制御する。これにより、移動速度の速い移動体３に対しても追従性を確保できる。なお、移動速度が閾値以下である場合はビーム幅を大きくせず、指向性を優先させるようにしている。 In step S63, the beam width control unit 28 compares the moving speed acquired in step S62 with a threshold value. If the moving speed exceeds the threshold value, in step S64, the beam width control unit 28 controls the beam adjusting unit 21 so that the beam width is increased. On the other hand, if the moving speed is less than or equal to the threshold value, in step S65, the beam width control unit 28 controls the beam adjusting unit 21 so as to maintain the beam width as it is or to increase the beam width. Thereby, followability can be secured even for the moving body 3 having a high moving speed. When the moving speed is equal to or lower than the threshold value, the beam width is not increased, but directivity is prioritized.
上述した実施形態によれば、少なくとも無線通信装置２と移動体３との間の距離を示す距離情報に基づいて、移動体３との通信用のビーム１０のビーム幅を調節するようになっているので、距離に応じてビーム幅を適切に設定すれば、移動体３との通信距離の長距離化と、通信の信頼性向上とを両立させることができる。 According to the embodiment described above, the beam width of the beam 10 for communication with the mobile body 3 is adjusted based on at least distance information indicating the distance between the wireless communication device 2 and the mobile body 3. Therefore, if the beam width is appropriately set according to the distance, it is possible to achieve both a longer communication distance with the moving body 3 and an improvement in communication reliability.
本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
例えば、図３及び図５〜図７に示す実施形態では受信電力を用いてビーム幅を制御する構成となっており、一方、図４及び図８〜図１０に示す実施形態では位置情報を用いてビーム幅を制御する構成となっているが、これらの実施形態を組み合わせて、受信電力及び位置情報を用いてビーム幅を制御する構成としてもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes forms obtained by modifying the above-described embodiments and forms obtained by appropriately combining these forms.
For example, the embodiment shown in FIGS. 3 and 5 to 7 has a configuration in which the beam width is controlled using the received power, while the embodiment shown in FIGS. 4 and 8 to 10 uses position information. However, the beam width may be controlled using the received power and the position information by combining these embodiments.
なお、上記実施形態において、例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
In the above embodiment, for example, “in a certain direction”, “along a certain direction”, “parallel”, “orthogonal”, “center”, “concentric” or “coaxial” or the like is relative or absolute. The expression representing the arrangement not only strictly represents such an arrangement, but also represents a state of relative displacement with a tolerance or an angle or a distance at which the same function can be obtained.
For example, an expression indicating that things such as “identical”, “equal”, and “homogeneous” are in an equal state not only represents an exactly equal state, but also has a tolerance or a difference that can provide the same function. It also represents the existing state.
For example, expressions representing shapes such as quadrangular shapes and cylindrical shapes represent not only geometrically strict shapes such as quadrangular shapes and cylindrical shapes, but also irregularities and chamfers as long as the same effects can be obtained. A shape including a part or the like is also expressed.
On the other hand, the expressions “comprising”, “comprising”, “comprising”, “including”, or “having” one constituent element are not exclusive expressions for excluding the existence of the other constituent elements.
１ 無線通信システム
２ 無線通信装置
３，３Ａ，３Ｂ 移動体
１０ ビーム
２０ アンテナ
２０ａ アンテナ素子
２１ ビーム調節部
２２ 無線ＬＡＮモジュール
２３ 受信電力測定部
２５ 制御ユニット
２６ 通信制御部
２７ 照射方向制御部
２８ ビーム幅制御部
３０ 移動体端末
３１ 通信制御部
３２ 加速度センサ
３３ ＧＰＳ受信機
３４ 角速度センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wireless communication system 2 Wireless communication apparatus 3, 3A, 3B Mobile body 10 Beam 20 Antenna 20a Antenna element 21 Beam adjustment part 22 Wireless LAN module 23 Reception power measurement part 25 Control unit 26 Communication control part 27 Irradiation direction control part 28 Beam width Control unit 30 Mobile terminal 31 Communication control unit 32 Acceleration sensor 33 GPS receiver 34 Angular velocity sensor
Claims (15)
通信に用いられるビームの照射方向及びビーム幅を調節するためのビーム調節部と、
前記移動体に前記ビームが追従可能に前記照射方向を調節するよう前記ビーム調節部を制御するための照射方向制御部と、
少なくとも前記無線通信装置と前記移動体との間の距離を示す距離情報に基づいて前記ビーム幅を調節するよう前記ビーム調節部を制御するためのビーム幅制御部と、を備えることを特徴とする無線通信装置。 A wireless communication device for communicating with a mobile object,
A beam adjusting unit for adjusting the irradiation direction and beam width of the beam used for communication;
An irradiation direction control unit for controlling the beam adjusting unit to adjust the irradiation direction so that the beam can follow the moving body;
A beam width control unit for controlling the beam adjustment unit so as to adjust the beam width based on distance information indicating a distance between at least the wireless communication device and the mobile body. Wireless communication device.
前記前回制御時に比べて前記今回制御時の方が前記距離が大きいとき、前記前回制御時よりも前記今回制御時における前記ビーム幅を小さくし、
前記前回制御時に比べて前記今回制御時の方が前記距離が小さいとき、前記前回制御時よりも前記今回制御時における前記ビーム幅を大きくする
ように構成されたことを特徴とする請求項３に記載の無線通信装置。 The beam width controller is
When the distance is larger during the current control than during the previous control, the beam width during the current control is smaller than during the previous control,
4. The apparatus according to claim 3, wherein when the distance is smaller in the current control than in the previous control, the beam width in the current control is made larger than in the previous control. The wireless communication device described.
前記ビーム幅制御部は、前記受信電力の大きさに基づき、前記ビーム制御部を制御して前記ビーム幅を調節するように構成されたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の無線通信装置。 A reception power measurement unit for measuring reception power of radio waves returned from the mobile body;
5. The beam width control unit is configured to adjust the beam width by controlling the beam control unit based on the magnitude of the received power. 6. A wireless communication device according to 1.
前記移動体に搭載され、前記無線通信装置との間で無線通信を行うように構成された移動体端末と、を備えることを特徴とする無線通信システム。 A wireless communication device according to claim 1;
A wireless communication system comprising: a mobile terminal mounted on the mobile body and configured to perform wireless communication with the wireless communication device.
通信に用いられるビームが前記移動体に追従するように前記ビームの照射方向を調節する照射方向制御ステップと、
少なくとも前記無線通信装置と前記移動体との間の距離を示す距離情報に基づいて前記ビームのビーム幅を調節するビーム幅制御ステップと、を備えることを特徴とする無線通信方法。 A wireless communication method for communicating with a mobile object,
An irradiation direction control step of adjusting an irradiation direction of the beam so that a beam used for communication follows the moving body;
A beam width control step of adjusting a beam width of the beam based on at least distance information indicating a distance between the radio communication device and the mobile body.
15. The wireless communication method according to claim 14, wherein, in the beam width control step, the beam width is adjusted based on speed information indicating a moving speed of the moving body in addition to the distance information.
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