JP3226455B2 - 無線通信路リンクアップシステム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、指向性空中線を用
いた無線通信における通信路を構築する無線通信路リン
クアップシステムに関し、特にリンクアップの高速化に
関する。

【０００２】

【従来の技術】無線通信においては、同じ電力で遠距離
の通信を可能とするため、指向性空中線（アンテナ）が
使用される。特に、マイクロ波は、大気中の酸素、水蒸
気、雨などにより減衰するので、指向性空中線の必要性
が高い。さて、指向性空中線を用いた通信においては、
無線局の指向性空中線を相手局に向け、その指向性空中
線のビームパターンの範囲内に相手局を捉えるという操
作を、通信を行う無線局相互にて行う必要がある。すな
わち、この操作により無線局間の通信路が構築され、こ
れを無線通信路をリンクアップするという。

【０００３】図２１は従来の指向性空中線を用いる通信
路でのリンクアップ方式の例を示す模式図である。無線
局Ａは、指向性空中線２、送信機４、受信機６を有し、
無線局Ｂは、無線局Ａのこれら設備に対応した指向性空
中線８、送信機１０、受信機１２を有する。両局の指向
性電波の放射パターン１４、１６は図において交差して
おらず、まだ通信路が構築されていない。この従来の無
線局Ａ、Ｂはリンクアップのために、上記の主たる通信
設備の他に、無指向性空中線１８を備え長距離通信が可
能な周波数帯の無線機２０をそれぞれ有している。両無
線局は、この無線機２０を用いて連絡をとりながら相互
の受信強度が最大となるように指向性空中線２、４の方
向を調整する。この受信強度の判定は、両無線局の受信
機６、１２に備えられたシグナルメータ２２をオペレー
タが目視確認することにより行っている。

【０００４】このように、指向性空中線を用いた通信
は、従来においては無線機２０を用いて、指向性空中線
２、８の方向を調整するという方法でリンクアップを行
った後に開始されていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この従来の方
法では、オペレータがシグナルメータ２２によって受信
信号強度を目視確認して指向性空中線の方向を設定する
という操作を行うため、リンクアップに著しく時間がか
かるという問題があった。また指向性空中線２、８の設
定すべき方向を精度よく決定することが困難であるた
め、例えばＳ／Ｎ比などの点で必ずしも無線局の通信設
備性能を十分引き出した通信が行われないという問題が
あった。さらに、リンクアップを行う際の連絡のため
に、無線機２０といった別の通信手段が必要になるとい
う問題もあった。

【０００６】本発明は、上記問題点を解決し、連絡用の
特別な通信手段を必要とせず、かつ高速に精度よくリン
クアップを行う無線通信路リンクアップシステムを提供
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る無線通信路
リンクアップシステムにおいては、送受信機は、所定変
復調方式に直接拡散変調を施し、直接拡散変調方式の通
信を可能とする直接拡散変復調器と、前記所定変復調方
式の正式な通信と前記直接拡散方式の通信とを切り換え
る切換器と、を有し、各無線局の指向性空中線間に通信
路を確立するリンクアップ動作時に、これら無線局の前
記送受信機をそれぞれ前記直接拡散変調方式に切り換え
て前記無線局の前記指向性空中線間の暫定的な通信を可
能とし、この暫定的な通信に基づいて前記正式な通信の
通信路を確立することを特徴とする。

【０００８】本発明によれば、通信相手となる無線局、
すなわち相手局の方向が不明であるため、正式な通信が
不能な場合において、無線局の送受信機は、それぞれ直
接拡散変調方式に切り換えられる。直接拡散変調におい
ては、直接拡散変調前の変調波の帯域幅（情報帯域幅と
呼ぶ）が直接拡散変調後の帯域幅（拡散帯域幅と呼ぶ）
に比べて小さい程、高い処理利得が得られることが知ら
れている。そこで暫定的な通信に必要な情報量が小さ
く、その情報帯域幅が送受信機の無線帯域幅に応じた拡
散帯域幅に比べて小さい程、処理利得により信号対雑音
比の向上が図られ、これによって無線局の指向性空中線
の方向がずれている場合でも暫定的な通信が可能とな
る。この暫定的な通信によって、例えば無線局は自己の
位置を相手局に通知するなどし、正式な通信路を確立す
ることができる。

【０００９】本発明に係る無線通信路リンクアップシス
テムにおいては、前記無線局は、その相手局の方向を前
記暫定的な通信に基づいて決定する方向確定手段と、前
記方向確定手段の出力に基づいて前記指向性空中線の方
向を制御する空中線回転手段と、を有することを特徴と
する。本発明によれば、方向確定手段は例えば、自己の
位置を相互に相手局に通知し、相手局の位置と自己の位
置とから相手局の方向を算出するものであり、空中線回
転手段は方向確定手段により得られた相手局の方向を基
に指向性空中線の方向を制御する。

【００１０】本発明に係る無線通信路リンクアップシス
テムにおいては、前記所定変復調方式は多値変調方式で
あり、この多値変調方式は、前記リンクアップ動作時に
は、前記正式な通信のときよりも低値の多値変調方式に
変更されること、を特徴とする。また本発明に係る無線
通信路リンクアップシステムにおいては、前記リンクア
ップ動作時の通信伝送速度は、前記正式通信のときより
も低い速度に変更されることを特徴とする。本発明によ
れば、情報帯域幅が減少するので処理利得がさらに向上
する。

【００１１】本発明に係る無線通信路リンクアップシス
テムにおいては、前記無線局は、その相手局からの受信
信号の信号レベルを検知するレベル検知手段と、前記リ
ンクアップ動作時の前記信号レベルが最大となる方向に
基づいて前記指向性空中線の方向を制御する空中線回転
手段と、を有することを特徴とする。

【００１２】本発明に係る無線通信路リンクアップシス
テムにおいては、前記各無線局が有する前記方向確定手
段は、前記暫定的な通信により当該無線局の位置データ
をその相手局に通知する手段と、その相手局から前記暫
定的な通信によって通知される当該相手局の位置データ
を取得する手段と、これら両無線局の前記位置データか
ら当該相手局の方向を算出する方向算出手段と、を備え
ることを特徴とする。

【００１３】本発明に係る無線通信路リンクアップシス
テムにおいては、前記各無線局が有する前記方向決定手
段は、その相手局からの受信信号の信号レベルを検知す
るレベル検知手段を備え、前記回転制御手段は、前記レ
ベル検知手段の出力と前記方向算出手段の出力との双方
に基づいて前記空中線回転手段を制御すること、を特徴
とする。本発明によれば、方向決定手段は、受信信号の
信号レベルを用いる方法と無線局相互の位置を用いる方
法とを双方活用するので、指向性空中線の方向が高速か
つ高精度で決定される。

【００１４】本発明に係る無線通信路リンクアップシス
テムにおいては、前記無線局は、ＧＰＳによって自分の
位置を検出する自位置検出手段を有することを特徴とす
る。本発明によれば、無線局の位置がＧＰＳ（ＮＡＶＳ
ＴＡＲ ＧＰＳ：NavigationSatellite Time and Rangi
ng Global Positioning System の略）による座標で得
られるため、その精度が非常によい。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態を
図面を参照して説明する。

【００１６】［実施形態１］図１は、本発明の無線通信
路リンクアップシステムが適用される通信システムの構
成の模式図である。無線局Ａは、指向性空中線３２、送
信機３４、受信機３６を有し、無線局Ｂは、無線局Ａの
これら設備に対応した指向性空中線３８、送信機４０、
受信機４２を有する。両局の音声入出力装置４４、４６
は、各無線局の送信機、受信機を用いて音声により無線
局のオペレータが交信を行うためのものである。両局の
指向性電波の放射パターン４８、５０は図において交差
しておらず、まだ通信路が構築されていない。

【００１７】図２は送信機３４の一例を示すブロック構
成図である。入力情報６０はまず情報変調部６２でデジ
タル変調される。この変調方式は、通常のデジタル通信
で用いられるものであって、例えば、ＰＳＫ、ＦＳＫな
どである。無線局Ａ、Ｂ間の通常の通信時においては、
情報変調部６２からの情報信号は周波数変換部６４にお
いて搬送波周波数に変換され、電力増幅部６６において
増幅される。電力増幅部６６からの出力は指向性空中線
３２から放射される。

【００１８】この送信機３４は直接拡散変調器である拡
散変調部６８を有しており、直接拡散変調方式に切り換
えられることができる。具体的には、この拡散変調部６
８は、切換器７０を切り換えられることによって、情報
変調部６２と周波数変換部６４との間に挿入される。拡
散変調部６８には、クロック発生器７２を受けて擬似雑
音系列を発生するＰＮ発生器７４が接続される。この拡
散変調部６８は、情報変調部６２からの情報信号と、Ｐ
Ｎ発生器７４からの擬似雑音系列とを混合して情報信号
に直接拡散変調を施す。情報信号は比較的狭い帯域幅
（情報帯域幅）を有するが、直接拡散変調を受けると例
えば送信機３６の全帯域に相当する広帯域幅（拡散帯域
幅）に拡散される。無線局Ｂの送信機４０も同様の構成
である。

【００１９】また、これに対応して受信機３６、４２は
これら送信機３４、４０からの通常の変調の電波を受信
・復調できるとともに、直接拡散変調された電波も受信
・復調できるものである。すなわち、受信機３６、４２
は直接拡散復調器を有し、切換器の切り換えによって、
直接拡散変調方式に対応することができる。

【００２０】図３は、上記構成の無線局Ａ、Ｂ間におけ
るリンクアップの手順を示すフロー図である。無線局
Ａ、Ｂは一般には互いに相手局の概ねどの方面に位置す
るかを知っているので、まず指向性空中線３２、３８を
互いにその方向に合わせる（ステップ８０）。このとき
指向性空中線の放射パターンは図１に示す状態にあり、
通常の変調方式では両局間の通信は不可能である。この
状態にて、送信機３４、４０及び受信機３６、４２の切
換器を切り換えて、これら送・受信器を直接拡散変調方
式に変更する（ステップ８２）。

【００２１】直接拡散変調方式の通信は、故意の干渉や
雑音に強いことが知られている。この干渉除去能力は、
処理利得によって表される。処理利得Ｇ_P は、拡散帯域
幅をＷ、情報帯域幅をＢとして、次式で表される。

【００２２】 Ｇ_P ＝Ｗ／Ｂ ………（１） 又は Ｇ_P ＝１０・ｌｏｇ（Ｗ／Ｂ）［ｄＢ］ ………（２） 情報信号が低データレートであれば、情報帯域幅Ｂは拡
散帯域幅Ｗに比べて十分小さい。例えば、Ｂが直接拡散
変調により１０００倍の帯域幅に拡散される場合の処理
利得Ｇ_P は次式で示すごとく、３０ｄＢである。

【００２３】 Ｇ_P ＝１０・ｌｏｇ１０００＝３０ｄＢ ………（３） すなわち、低データレートの情報信号の送信に際し、通
信方式を直接拡散変調方式に変更することにより処理利
得が得られ、放射電力が増加したのと同等の効果が得ら
れる。図４は、この見かけ上の放射電力の向上の効果を
示す図であり、直接拡散変調方式による通信時の放射パ
ターンの模式図である。処理利得によって指向性空中線
３２、３８の放射パターン８４、８６は、図１に示す通
常変調時より拡大する。そのため、指向性空中線３２、
３８の方向が多少ずれていても、両局の放射パターン８
４、８６は互いに交差し、両局間に低データレートの情
報信号用の無線回線が構築される（ステップ８８）。

【００２４】この無線回線は低データレートであり、無
線局Ａ、Ｂの本来的な通信目的を満たすものではなく、
あくまでも暫定的なものである。無線局Ａ、Ｂのオペレ
ータはそれぞれ音声入出力装置４４、４６を用いて、前
記暫定的に開かれた無線回線を介して、互いに自局の位
置を相手局に通知する。これにより得られた相手局の位
置に基づいて相手局の方向を知ることができる（ステッ
プ９０）。必要であれば指向性空中線の方向を微調整
し、正確に相手局に向ける。しかる後、通信方式を直接
拡散変調方式から、通常の変調方式に戻すことにより、
リンクアップが完了し、両局間に本来的な通信目的に使
用する正式な通信路が確立される（ステップ９２）。

【００２５】なお相手局の水平方向θ、垂直方向φは、
上記ステップ９０にて得られた相手局の位置から例えば
次式により算出することができる。ここで無線局Ａ、Ｂ
の指向性空中線３２、３８の座標をそれぞれ（ｘ１，ｙ
１，ｚ１）、（ｘ２，ｙ２，ｚ２）とする。

【００２６】

【数１】

【数２】 このように、リンクアップ時に、直接拡散変調方式によ
って見かけ上の放射電力を増加させ、多少空中線の方向
がずれていても低データレートの暫定的な通信路を開設
することができる。この暫定的通信路により音声によ
り、無線局は互いの位置を通知し、リンクアップを確立
することができる。よって、本無線局システムには、位
置連絡用の他の通信設備が不要である。

【００２７】［実施形態２］図５は、本発明の無線通信
路リンクアップシステムが適用される他の通信システム
の構成の模式図である。本実施形態の説明においては、
実施形態１と同じ機能を有する構成要素には、同一の符
号を付し、説明を省略する。この通信システムにおいて
は指向性空中線１００、１０２が放射パターンの拡がり
角度を適宜に広げられるものである点が、図１に示した
実施形態１の通信システムと異なる。これら指向性空中
線１００、１０２においては、それそれパラボラアンテ
ナ１０４、１０６に無指向性アンテナ１０８、１１０が
併設される。これらパラボラアンテナ１０４、１０６に
無指向性アンテナ１０８、１１０を接続するかしないか
を切り換えることにより指向性空中線１００、１０２の
指向性の強弱を切り換えることができる。この他、指向
性空中線の構成要素である放射器あるいはリフレクタを
可変移動にして指向性の度合いを調節できるものや、放
射器を反転させることにより無指向性化するものなどを
用いることもできる。

【００２８】図６は、上記構成の無線局Ａ、Ｂ間におけ
るリンクアップの手順を示すフロー図である。本実施形
態における手順と図３に示した実施形態１の手順と異な
る点は、指向性空中線の指向性の強弱の切り換え操作が
含まれることである。つまり、まず、ステップ８０にお
いて、指向性空中線１００、１０２を概ね相手局の方向
に合わせた後、指向性空中線１００、１０２の指向性を
弱める（ステップ１２０）。以降、実施形態１と同様に
ステップ８２〜９２を行い、指向性空中線１００、１０
２の方向を合わせた後、指向性空中線１００、１０２の
指向性を元の強い状態に戻し、リンクアップを完了する
（ステップ１２２）。

【００２９】図５における空中線の放射パターン１１
２、１１４は指向性を弱めた状態である。この図に見ら
れるように、他の条件が同一であるならば、図１のそれ
より拡がり角度は大きくなるが、到達距離は小さくな
る。ちなみに電波の到達距離が小さくなるということ
は、空中線のＥＲＰ（Effective Radiation Power ：実
効放射電力）が低下することを意味する。さて、この状
態においても通信方式を直接拡散変調方式に変更するこ
とにより、低下したＥＲＰが直接拡散変調方式の処理利
得により補われ、暫定的な通信路が設定される。例え
ば、２６ｄＢの指向性空中線の利得は、指向性を弱める
ことに２ｄＢ程度となる。しかし、実施形態１で示した
ように、直接拡散変調方式による処理利得が３０ｄＢで
あれば、３２ｄＢの空中線利得が得られ、これは通常の
変調方式における指向性空中線の利得より６ｄＢ大き
く、よって暫定的な通信路を開くことが可能である。

【００３０】図７は、直接拡散変調方式による通信時の
放射パターンの模式図である。放射パターン１３０、１
３２の拡がり角度が大きくなるため、指向性空中線１０
０、１０２の方向角度のずれに対する許容度が大きくな
る。

【００３１】このように、リンクアップ時に、指向性空
中線の放射パターンの拡がり角度が大きくされることに
より、ステップ８０における方向精度が緩和され、暫定
的な通信路の開設が容易かつ迅速に行われるようにな
り、ひいてはリンクアップの高速化が図られる。

【００３２】［実施形態３］図８は、本発明の無線通信
路リンクアップシステムが適用される３つ目の通信シス
テムの構成の模式図である。本実施形態の説明において
は、実施形態１及び２と同じ機能を有する構成要素に
は、同一の符号を付し、説明を省略する。この通信シス
テムにおいては送・受信機の構成が、図５に示した実施
形態２の通信システムと異なる。

【００３３】図９は、送信機１４０の一例を示すブロッ
ク構成図である。図９に示す構成は、通常の通信時にお
いては、図２に示す構成と同様の処理を入力情報６０に
対して行う。すなわち、入力情報６０は情報変調部６２
でデジタル変調された後、周波数変換部６４、電力増幅
部６６を経由して空中線１００から送信される。情報変
調部６２はＰＳＫなどの多値変調方式の変調を行うもの
である。しかし、この送信機１４０は、直接拡散変調方
式に切り換えられたときには、情報変調部６２より低値
の多値変調方式を採用した情報低値変調部１５０にて情
報信号を変調する。具体的には、この情報変調部６２を
通る経路と、情報低値変調部１５０と拡散変調部６８と
を通る経路とのいずれかが、切換器１５２によって切り
換えられ選択される。無線局Ｂの送信機１４４も同様の
構成である。

【００３４】また、これに対応して受信機１４２、１４
６はこれら送信機１４０、１４４からの通常の多値変調
方式の電波を受信・復調できるとともに、低値の多値変
調方式に直接拡散変調を施した電波も受信・復調できる
ものである。

【００３５】図１０は、上記構成の無線局Ａ、Ｂ間にお
けるリンクアップの手順を示すフロー図である。本実施
形態における手順と図６に示した実施形態２の手順と異
なる点は、多値変調方式の多値度の切り換え操作が含ま
れることである。つまり、直接拡散変調方式による暫定
的な通信路の開設に際して、通常の通信時より低値の多
値変調方式に切り換える（ステップ１６０）。また暫定
的な通信路の役目が完了した際には、多値変調方式を低
値のものから通常の通信時のものに切り換える（ステッ
プ１６２）。

【００３６】多値変調が直接拡散変調方式においてより
低値のものに変更されることにより、伝送速度が低下
し、通信路のＣ／Ｎ（搬送波対雑音電力比）が向上し、
見かけの放射電力がさらに向上される。

【００３７】図１１は多相位相変調方式（ｍＰＳＫ）の
符号誤り率特性を示すグラフである。このグラフの横軸
はＣ／Ｎ、縦軸は符号誤り率である。このグラフは同一
の符号誤り率を得るために必要なＣ／Ｎ値は、相の数が
少ない（低値である）ほど小さくてよいことを示してい
る。これは、相数が低値となるほど、位相平面上でのデ
ータ点間隔が大きくなり符号誤りを生じにくくなること
による。図１１からわかるように、例えば、通常の通信
時には４相ＰＳＫを使用する場合において、リンクアッ
プ時には２相ＰＳＫに変更する、すなわち情報変調部６
２に４相ＰＳＫ方式、、情報低値変調部１５０に２相Ｐ
ＳＫ方式を採用することにより、Ｃ／Ｎ値を３ｄＢ稼ぐ
ことができる。よって、利得マージンとして、実施形態
２の利得マージンより３ｄＢ増加した９ｄＢを得ること
ができる。

【００３８】このように、リンクアップ時に、多値変調
方式をより低値のものに切り換えることにより放射パタ
ーンが拡大し、暫定的な通信路の開設が容易かつ迅速に
行われるようになり、ひいてはリンクアップの高速化が
図られる。また、位相変調による低値化では、送受信機
において変調位相データを変更するだけであるため、装
置の増大を伴わずに上記効果を得ることができる。

【００３９】［実施形態４］本発明の無線通信路リンク
アップシステムが適用される４つ目の通信システムは、
実施形態２に示すリンクアップ時に空中線の指向性を弱
める通信システムにおいて、リンクアップ時には情報信
号のデータレートを低下させるものである。

【００４０】直接拡散変調方式の処理利得は、すでに述
べたように拡散帯域幅と情報帯域幅との比の大きさに依
存する。リンクアップ時には、音声による無線局の位置
の連絡が行われるが、この連絡には低いデータレートで
十分である。よって、リンクアップ時には、情報信号の
データレートを低下させ情報帯域幅を小さくし、処理利
得の向上を図ることができる。これにより見かけ上の放
射電力が増加し、高速なリンクアップが可能となる。

【００４１】本実施形態の通信システムの通常通信時の
通信伝送速度を１．５Ｍｂｐｓ、リンクアップ時の伝送
速度を１．５ｋｂｐｓとした場合を示す。図１２は、種
々の変調方式に対する伝送効率（通信容量／占有帯域
幅）を示す図である。リンクアップ時の変調方式は任意
であるが、ここでは、２ＰＳＫと１６ＱＡＭの場合を述
べる。変調方式が２ＰＳＫの場合、伝送効率は０．７５
ｂｐｓ／Ｈｚであり、この値から、占有帯域幅を求める
と約２．０ｋＨｚとなる。これが情報帯域幅に相当する
ので、処理利得は、１０・ｌｏｇ（１．５Ｍ／２．０
ｋ）＝２８．８ｄＢとなる。また、変調方式が１６ＱＡ
Ｍの場合、伝送効率は３．０ｂｐｓ／Ｈｚであり、同様
の計算により処理利得は、３４．８ｄＢとなる。実施形
態２で述べたように空中線の指向性を弱めることによる
ＥＲＰの低下は、２４ｄＢであったが、上記低データレ
ート化による一層の処理利得の向上により、これを補う
ことができ、高速なリンクアップを達成することができ
る。

【００４２】なお、ここで述べた低データレート化によ
る処理利得の向上の効果は、実施形態２の無線局のみな
らず、リンクアップ時に直接拡散変調方式を採用する全
ての場合に有効である。

【００４３】［実施形態５］図１３は、本発明の無線通
信路リンクアップシステムが適用される５つ目の通信シ
ステムの構成の模式図である。本実施形態の説明におい
ては、実施形態１〜３と同じ機能を有する構成要素に
は、同一の符号を付し、説明を省略する。この通信シス
テムにおいては各無線局の送信機３４、４０にはそれぞ
れ信号発生器１７０、１７２が接続される。一方、受信
機３６、４２にはそれぞれ逆拡散レベルモニタ１７４、
１７６が接続され、これらは直接拡散変調された受信信
号を逆拡散して得られる信号レベルを検知する。逆拡散
レベルモニタ１７４、１７６で得られた信号レベルは、
制御装置１７８、１８０に供給される。これら制御装置
１７８、１８０は信号レベルが最大となるように駆動装
置１８２、１８４を制御して空中線の方向を設定する。

【００４４】図１４は、上記構成の無線局Ａ、Ｂ間にお
けるリンクアップの手順を示すフロー図である。本実施
形態における手順と図６に示した実施形態２の手順と異
なる点は、無線回線を構築して音声により互いの位置を
連絡し合う代わりに、信号レベルに基づいて相手局の方
向を探査する点である。

【００４５】具体的には、通信方式が直接拡散変調方式
とされるステップ８２とステップ９２の間に、無線局Ａ
においては、送信機３４が信号発生器１７０から周波数
ｆ１の信号を入力され、無線局Ｂにおいては、送信機４
０は信号発生器１７２から周波数ｆ２の信号を入力され
る（ステップ１８０）。次に、制御装置１７８、１８０
は逆拡散された受信信号のレベルをモニタしながらそれ
ぞれ空中線１００、１０２を回転制御し、受信信号レベ
ルが最大となるように空中線の方向を設定する（ステッ
プ１８２）。

【００４６】このように、受信信号レベルを空中線の方
向にフィードバックする制御装置及び駆動装置を用いる
ことにより、リンクアップがより高速に行われる。

【００４７】［実施形態６］図１５は、本発明の無線通
信路リンクアップシステムが適用される６つ目の通信シ
ステムの構成の模式図である。本実施形態の説明におい
ては、上記実施形態と同じ機能を有する構成要素には、
同一の符号を付し、説明を省略する。この通信システム
においては音声入出力装置の代わりに、位置データ入出
力装置１９０、１９２が、各無線局の送信機、受信機に
接続される。この位置データ入出力装置は自局の空中線
の位置データを保持しており、リンクアップ時にはそれ
を格納したデータレコードを送信機に送り出し、また暫
定的な通信路によって相手局から受信したデータレコー
ドから相手局空中線の位置データを取り出す。さらに、
位置データ入出力装置１９０、１９２は、相手局の空中
線の位置データと自局の空中線の位置データとから相手
局の方向を算出する方向算出の機能も有している。

【００４８】図１６は、上記構成の無線局Ａ、Ｂ間にお
けるリンクアップの手順を示すフロー図である。本実施
形態における手順と図６に示した実施形態２の手順と異
なる点は、直接拡散変調方式により暫定的な無線回線を
構築した後の位置の連絡の仕方にある。本実施形態は、
位置データ入出力装置により互いの位置を伝送する（ス
テップ２００）。位置データ入出力装置１９０、１９２
は、相手局から受信した相手局の空中線の位置データと
自局の空中線の位置データとから、実施形態１で述べた
計算方法により、相手局空中線の水平方向θ、垂直方向
φとを得、必要に応じて空中線の方向を微調整する。

【００４９】このように、位置データ入出力装置によ
り、空中線の位置データの取得及び空中線の方向の微調
整を自動的に行うことにより、更に高速なリンクアップ
が可能となる。

【００５０】［実施形態７］図１７は、本発明の無線通
信路リンクアップシステムが適用される７つ目の通信シ
ステムの構成の模式図である。本実施形態の説明におい
ては、上記実施形態と同じ機能を有する構成要素には、
同一の符号を付し、説明を省略する。この通信システム
においては、無線局Ａ、Ｂはそれぞれ前記逆拡散レベル
モニタ１７４、１７６を有するとともに、位置データ入
出力装置１９０、１９２も有している。すなわち、実施
形態５、６の長所を組み合わせたものである。ここで
は、信号発生器１７０、１７２の代わりに、位置データ
入出力装置１９０、１９２が送信機３４、４０に連続的
に信号を供給し、送信機はこの信号を送信する。この信
号は、位置データを格納したデータレコード含んでい
る。例えば無線局Ａの受信機３６は相手局からの受信信
号を位置データ入出力装置１９０と逆拡散レベルモニタ
１７４とに出力する。位置データ入出力装置１９０は受
信信号から相手局の位置データを取り出し、相手局空中
線の方向を算出し、制御装置２１０に出力する。一方、
逆拡散レベルモニタ１７４は受信信号の信号レベルを検
知し、制御装置１７４に出力する。無線局Ｂも同様の構
成である。

【００５１】制御装置２１０、２１２は、位置データ入
出力装置で得られた空中線の水平方向θ、垂直方向φに
空中線を向け、さらに信号レベルに基づいて空中線の方
向の微調整を行う。

【００５２】図１８は、上記構成の無線局Ａ、Ｂ間にお
けるリンクアップの手順を示すフロー図である。本実施
形態における手順の特徴的な点は、ステップ２００にお
いて互いの位置データを伝送した後、制御装置２１０、
２１２が位置データ入出力装置から得た空中線の水平方
向θ、垂直方向φに空中線を向け、さらに逆拡散レベル
モニタから得られる信号レベルを最大とするように、空
中線の方向を微調整する手順（ステップ２２０）にあ
る。

【００５３】このように、位置データ入出力装置と逆拡
散レベルモニタとを双方用いることにより、無線通信路
がより正確かつ高速にリンクアップされる。

【００５４】［実施形態８］図１９は、本発明の無線通
信路リンクアップシステムが適用される８つ目の通信シ
ステムの構成の模式図である。本実施形態の説明におい
ては、上記実施形態と同じ機能を有する構成要素には、
同一の符号を付し、説明を省略する。この通信システム
は、ＧＰＳ受信機２３０、２３２が送信機３４、４０に
接続される。リンクアップ時には、送信機３４、４０
は、ＧＰＳ受信機２３０、２３２がＧＰＳ衛星からの電
波に基づいて算出した自局の位置データを、直接拡散変
調方式により開設された暫定的な通信路を介して相手局
に伝送する。伝送された位置データは受信機から制御装
置２３４、２３６に出力される。一方、ＧＰＳ受信機か
ら自局の位置データも制御装置に出力される。制御装置
２３４、２３６は、自局と相手局との位置データから相
手局の空中線の方向を算出し、駆動装置１８２、１８４
を制御し、空中線の方向を調節する。

【００５５】図２０は、上記構成の無線局Ａ、Ｂ間にお
けるリンクアップの手順を示すフロー図である。本実施
形態における手順の特徴的な点は、上述したように、直
接拡散変調方式による暫定的な通信路を用いて、ＧＰＳ
受信機２３０、２３２により得られた自局の位置を相手
局に伝送し（ステップ２４０）、一方、相手局から得た
その位置とＧＰＳ受信機による自己の位置とに基づいて
制御装置２３４、２３６が空中線設置方向を算出し、そ
の方向に駆動装置を制御して空中線を向けた後、固定す
る（ステップ２４２）点にある。

【００５６】自局と相手局とのＧＰＳ座標から空中線の
方向を算出する方法は、実施形態１で述べた方法であ
る。

【００５７】本発明によれば、直接拡散変調方式によ
り、暫定的な通信路が速やかに設定され、この通信路を
用いて無線局相互のＧＰＳ座標が得られる。ＧＰＳ座標
は正確であるので、試行錯誤などにより時間が掛かるこ
とがなく、暫定的な通信路が開設されるやいなや正確な
空中線方向が決定される。

【００５８】

【発明の効果】本発明の無線通信路リンクアップシステ
ムによれば、無線局本来の通信設備を用い、直接拡散変
調方式による処理利得の向上により暫定的な通信路を開
くので、他の連絡用通信手段が不要であるという効果が
ある。またリンクアップ時に、指向性空中線の指向性を
弱めることにより、電波の放射パターンの拡がり角度が
拡大するので、指向性空中線の方向ずれが大きくても暫
定的な通信路が容易に設定され、リンクアップの高速化
が図られるという効果がある。さらに、リンクアップ時
の変調方式の多値度を通常時より低値にすることや、通
信速度を低データレートにすることにより処理利得がさ
らに向上し、リンクアップが更に容易かつ高速に確立さ
れるという効果がある。暫定的な通信路の開設後は、無
線局相互の位置データを取得し相手局方向を算出するの
で、容易かつ迅速に指向性空中線の方向設定が行われる
という効果がある。位置データをＧＰＳに基づいて取得
することにより指向性空中線の方向の精度が向上すると
いう効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施形態１の通信システムの構成の模式図。

【図２】 実施形態１の送信機のブロック構成図。

【図３】 実施形態１のリンクアップの手順を示すフロ
ー図。

【図４】 見かけ上の放射電力の向上の効果を示す図。

【図５】 実施形態２の通信システムの構成の模式図。

【図６】 実施形態２のリンクアップの手順を示すフロ
ー図。

【図７】 直接拡散変調方式による通信時の放射パター
ンの模式図。

【図８】 実施形態３の通信システムの構成の模式図。

【図９】 実施形態３の送信機のブロック構成図。

【図１０】 実施形態３のリンクアップの手順を示すフ
ロー図。

【図１１】 多相位相変調方式の符号誤り率特性を示す
グラフ。

【図１２】 変調方式に対応した伝送効率を示す図。

【図１３】 実施形態５の通信システムの構成の模式
図。

【図１４】 実施形態５のリンクアップの手順を示すフ
ロー図。

【図１５】 実施形態６の通信システムの構成の模式
図。

【図１６】 実施形態６のリンクアップの手順を示すフ
ロー図。

【図１７】 実施形態７の通信システムの構成の模式
図。

【図１８】 実施形態７のリンクアップの手順を示すフ
ロー図。

【図１９】 実施形態８の通信システムの構成の模式
図。

【図２０】 実施形態８のリンクアップの手順を示すフ
ロー図。

【図２１】 従来のリンクアップ方式を示す模式図。

【符号の説明】

２，３２，１００ 指向性空中線、４，３４，１４０
送信機、６，３６，１４２ 受信機、２０ 無線機、２
２ シグナルメータ、４４ 音声入出力装置、６２ 情
報変調部、６８ 拡散変調部、７０，１５２ 切換器、
７４ ＰＮ発生器、１０４ パラボラアンテナ、１０８
無指向性アンテナ、１５０ 情報低値変調部、１７０
信号発生器、１７４ 逆拡散レベルモニタ、１７８，
２３４制御装置、１８２ 駆動装置、１９０ 位置デー
タ入出力装置、２３０ ＧＰＳ受信機。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04J 13/00 - 13/06 H04B 7/24 - 7/26 H04Q 7/00 - 7/38

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定変復調方式の送受信機と指向性空中
   線とを備えた２つの無線局間をリンクアップして無線通
   信を開始する無線通信路リンクアップシステムにおい
   て、 前記送受信機は、 前記所定変復調方式に直接拡散変調を施し、直接拡散変
   調方式の通信を可能とする直接拡散変復調器と、 前記所定変復調方式の正式な通信と前記直接拡散方式の
   通信とを切り換える切換器と、 を有し、 前記各無線局の前記指向性空中線間に通信路を確立する
   リンクアップ動作時に、これら無線局の前記送受信機を
   それぞれ前記直接拡散変調方式に切り換えて前記無線局
   の前記指向性空中線間の暫定的な通信を可能とし、 この暫定的な通信に基づいて前記正式な通信の通信路を
   確立することを特徴とする無線通信路リンクアップシス
   テム。
2. 【請求項２】 請求項１記載の無線通信路リンクアップ
   システムにおいて、 前記無線局は、 その相手局の方向を前記暫定的な通信に基づいて決定す
   る方向確定手段と、 前記方向確定手段の出力に基づいて前記指向性空中線の
   方向を制御する空中線回転手段と、 を有することを特徴とする無線通信路リンクアップシス
   テム。
3. 【請求項３】 請求項１記載の無線通信路リンクアップ
   システムにおいて、 前記所定変復調方式は多値変調方式であり、 この多値変調方式は、前記リンクアップ動作時には、前
   記正式な通信のときよりも低値の多値変調方式に変更さ
   れること、 を特徴とする無線通信路リンクアップシステム。
4. 【請求項４】 請求項１記載の無線通信路リンクアップ
   システムにおいて、 前記リンクアップ動作時の通信伝送速度は、前記正式通
   信のときよりも低い速度に変更されることを特徴とする
   無線通信路リンクアップシステム。
5. 【請求項５】 請求項１記載の無線通信路リンクアップ
   システムにおいて、 前記無線局は、 その相手局からの受信信号の信号レベルを検知するレベ
   ル検知手段と、 前記リンクアップ動作時の前記信号レベルが最大となる
   方向に基づいて前記指向性空中線の方向を制御する空中
   線回転手段と、 を有することを特徴とする無線通信路リンクアップシス
   テム。
6. 【請求項６】 請求項２記載の無線通信路リンクアップ
   システムにおいて、 前記各無線局が有する前記方向確定手段は、 前記暫定的な通信により当該無線局の位置データをその
   相手局に通知する手段と、 その相手局から前記暫定的な通信によって通知される当
   該相手局の位置データを取得する手段と、 これら両無線局の前記位置データから当該相手局の方向
   を算出する方向算出手段と、 を備えることを特徴とする無線通信路リンクアップシス
   テム。
7. 【請求項７】 請求項６記載の無線通信路リンクアップ
   システムにおいて、 前記各無線局が有する前記方向決定手段は、 その相手局からの受信信号の信号レベルを検知するレベ
   ル検知手段を備え、 前記回転制御手段は、 前記レベル検知手段の出力と前記方向算出手段の出力と
   の双方に基づいて前記空中線回転手段を制御すること、 を特徴とする無線通信路リンクアップシステム。
8. 【請求項８】 請求項１記載の無線通信路リンクアップ
   システムにおいて、 前記無線局は、ＧＰＳによって自分の位置を検出する自
   位置検出手段を有することを特徴とする無線通信路リン
   クアップシステム。