JP3286879B2 - 無線通信方法 - Google Patents
無線通信方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高速無線データ伝送を行
う無線通信方法に関し、マルチパスフェージングが問題
となる構内無線通信や、大地反射波が問題となる屋外無
線通信においても、伝送品質を高くでき、かつビーム方
向合わせや追尾等のビームの制御が容易であり無線装置
の構成を簡単にし、更にアンテナの寸法が小さく低コス
ト化・小型化が可能な無線通信方法に関する。
う無線通信方法に関し、マルチパスフェージングが問題
となる構内無線通信や、大地反射波が問題となる屋外無
線通信においても、伝送品質を高くでき、かつビーム方
向合わせや追尾等のビームの制御が容易であり無線装置
の構成を簡単にし、更にアンテナの寸法が小さく低コス
ト化・小型化が可能な無線通信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１〜図５に従来の無線通信方法の例を
示す。従来の技術の欠点については、各図の説明を述べ
た後にまとめて論ずる。
示す。従来の技術の欠点については、各図の説明を述べ
た後にまとめて論ずる。
【０００３】図１は航空管制に用いられている無線通信
方法の例であり、基地局または端末局の一方にだけファ
ンビームを用いた無線通信方法の例を示している。
方法の例であり、基地局または端末局の一方にだけファ
ンビームを用いた無線通信方法の例を示している。
【０００４】１は地上基地局、２は基地局アンテナ、３
はファンビーム、４は飛行機上の端末局、５は端末局ア
ンテナ、６はオムニビーム、７は電波である。
はファンビーム、４は飛行機上の端末局、５は端末局ア
ンテナ、６はオムニビーム、７は電波である。
【０００５】上記技術はＭ．Ｓｋｏｎｉｋ著「Ｒａｄａ
ｒ Ｈａｎｄｂｏｏｋ」（ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ Ｂ
ｏｏｋ Ｃｏ．、１９７０年）第３８章にその詳細が述
べられている。地上基地局（１）では水平面内の分解能
を上げるために縦型ファンビーム（垂直面はコセカント
２乗パターン）を用い、端末局（４）では、オムニビー
ムを用いている。基地局アンテナ（２）の構造は同著３
８−９頁の写真に、また端末局アンテナ（５）の構造は
同著３８−１３頁の写真に記載されている。
ｒ Ｈａｎｄｂｏｏｋ」（ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ Ｂ
ｏｏｋ Ｃｏ．、１９７０年）第３８章にその詳細が述
べられている。地上基地局（１）では水平面内の分解能
を上げるために縦型ファンビーム（垂直面はコセカント
２乗パターン）を用い、端末局（４）では、オムニビー
ムを用いている。基地局アンテナ（２）の構造は同著３
８−９頁の写真に、また端末局アンテナ（５）の構造は
同著３８−１３頁の写真に記載されている。
【０００６】図２はインマルサットシステムに代表され
る移動体衛星通信に用いられている無線通信方法の例で
あり、基地局が成形ビーム、端末局がファンビームを用
いた無線通信手段の例を示している。
る移動体衛星通信に用いられている無線通信方法の例で
あり、基地局が成形ビーム、端末局がファンビームを用
いた無線通信手段の例を示している。
【０００７】１１は人工衛星に搭載した基地局、１２は
成形ビーム、１３は日本列島、１４は船上の端末局、１
５はファンビームである。
成形ビーム、１３は日本列島、１４は船上の端末局、１
５はファンビームである。
【０００８】上記技術は宮内一洋他著「衛星通信」（東
京電機大学出版局、１９８５年）第２章に、或は進士昌
明編「移動通信」（丸善株式会社、１９８９年）第１章
第８節にその詳細が述べられている。人工衛星に搭載し
た基地局（１１）は日本全土をカバーするために日本列
島の形に成形した成形ビーム（１２）を用い、端末局は
動揺を補償するために縦型ファンビームを用いている。
上記成形ビームは目的の無線ゾーンを全てカバーするた
め、開口面アンテナの鏡面修正技術を用いて一つのビー
ムを複雑な形状のビームに成形したり、または複数の成
形ビームを組み合わせて全無線ゾーンをカバーする場合
もある。
京電機大学出版局、１９８５年）第２章に、或は進士昌
明編「移動通信」（丸善株式会社、１９８９年）第１章
第８節にその詳細が述べられている。人工衛星に搭載し
た基地局（１１）は日本全土をカバーするために日本列
島の形に成形した成形ビーム（１２）を用い、端末局は
動揺を補償するために縦型ファンビームを用いている。
上記成形ビームは目的の無線ゾーンを全てカバーするた
め、開口面アンテナの鏡面修正技術を用いて一つのビー
ムを複雑な形状のビームに成形したり、または複数の成
形ビームを組み合わせて全無線ゾーンをカバーする場合
もある。
【０００９】図３は携帯電話等のマイクロセル方式で用
いられている無線通信方法の例であり、基地局がセクタ
ビーム、端末局がオムニビームを用いた無線通信方法の
例を示している。
いられている無線通信方法の例であり、基地局がセクタ
ビーム、端末局がオムニビームを用いた無線通信方法の
例を示している。
【００１０】２１は基地局、２２は基地局アンテナ、２
３はセクタビーム、２４は携帯端末局、２５は端末局ア
ンテナ、２６はオムニビームである。
３はセクタビーム、２４は携帯端末局、２５は端末局ア
ンテナ、２６はオムニビームである。
【００１１】上記手段は進士昌明編「移動通信」（丸善
株式会社、１９８９年）第９章にその詳細が述べられて
いる。基地局（２１）では所要の無線ゾーンを形成しか
つ周波数利用効率を高めるため、１２０°または１８０
°のセクタビームを用い、携帯端末局（２４）では、オ
ムニビームを用いている。
株式会社、１９８９年）第９章にその詳細が述べられて
いる。基地局（２１）では所要の無線ゾーンを形成しか
つ周波数利用効率を高めるため、１２０°または１８０
°のセクタビームを用い、携帯端末局（２４）では、オ
ムニビームを用いている。
【００１２】図４はテレビジョン放送で用いられている
無線通信方法の例であり、基地局がオムニビーム、端末
局がペンシルビームを用いた無線通信方法の例を示して
いる。
無線通信方法の例であり、基地局がオムニビーム、端末
局がペンシルビームを用いた無線通信方法の例を示して
いる。
【００１３】３１は鉄塔上の基地局、３２は基地局アン
テナ、３３はオムニビーム、３４は端末局アンテナ、３
５はペンシルビームである。
テナ、３３はオムニビーム、３４は端末局アンテナ、３
５はペンシルビームである。
【００１４】基地局（３１）では円形の無線ゾーンを形
成するためオムニビームを用い、端末局では利得を高く
しかつ不要な反射波を受信しないようペンシルビームを
用いている。
成するためオムニビームを用い、端末局では利得を高く
しかつ不要な反射波を受信しないようペンシルビームを
用いている。
【００１５】図５はマイクロ波中継システムで用いられ
ている無線通信方法の例であり、基地局、端末局共にペ
ンシルビームを用いた無線通信方法の例を示している。
ている無線通信方法の例であり、基地局、端末局共にペ
ンシルビームを用いた無線通信方法の例を示している。
【００１６】４１は基地局、４２は基地局アンテナ、４
４は端末局、４５は端末局アンテナ、４３及び４６はペ
ンシルビームである。
４は端末局、４５は端末局アンテナ、４３及び４６はペ
ンシルビームである。
【００１７】両局では利得を高くしかつ不要な反射波を
受信しないようペンシルビームを用いている。
受信しないようペンシルビームを用いている。
【００１８】図１〜図５に示した従来の技術における欠
点をまとめて述べる。
点をまとめて述べる。
【００１９】図３に示したビーム方式では、携帯電話の
ような低速の通信では問題にならないが、高速通信の場
合には、多くの不要な反射波を受信してしまうことによ
り周波数選択性フェージングが生じ、これが符号間干渉
を招き、所要の伝送品質が得られないという欠点が生じ
る。
ような低速の通信では問題にならないが、高速通信の場
合には、多くの不要な反射波を受信してしまうことによ
り周波数選択性フェージングが生じ、これが符号間干渉
を招き、所要の伝送品質が得られないという欠点が生じ
る。
【００２０】また図４や図５に示したビーム方式では、
不要な反射波は受信しないが、端末局はペンシルビーム
のビーム方向を２次元的に制御し、基地局の方向に向け
なければならず、更にアンテナの寸法も大きいという欠
点がある。端末局が固定の場合には、ビーム方向を一度
合わせてしまえばよいが、端末局が移動する場合には、
常時ビーム方向合わせや追尾等の制御が必要不可欠とな
り、上記２次元的なビーム方向制御手段は一般に高価で
かつ容積も大きく、端末局装置の低コスト化・小型化を
阻害するという欠点がある。更に図５に示したビーム方
式では、複数の端末局と通信を行う際、基地局のビーム
方向も２次元的に制御し、端末局の方向に向けなければ
ならず、更にアンテナの寸法も大きく、基地局装置の低
コスト化・小型化もできなくなるという欠点がある。
不要な反射波は受信しないが、端末局はペンシルビーム
のビーム方向を２次元的に制御し、基地局の方向に向け
なければならず、更にアンテナの寸法も大きいという欠
点がある。端末局が固定の場合には、ビーム方向を一度
合わせてしまえばよいが、端末局が移動する場合には、
常時ビーム方向合わせや追尾等の制御が必要不可欠とな
り、上記２次元的なビーム方向制御手段は一般に高価で
かつ容積も大きく、端末局装置の低コスト化・小型化を
阻害するという欠点がある。更に図５に示したビーム方
式では、複数の端末局と通信を行う際、基地局のビーム
方向も２次元的に制御し、端末局の方向に向けなければ
ならず、更にアンテナの寸法も大きく、基地局装置の低
コスト化・小型化もできなくなるという欠点がある。
【００２１】図１に示したビーム方式では、図５の場合
と同様に、複数の端末局と通信を行う際、基地局のビー
ム方向を水平面内で制御し、端末局の方向に向けなけれ
ばならないという欠点がある。図１の場合は縦型ファン
ビームであるので水平面内の１次元的なビーム方向制御
だけで十分であるが、ＴＤＭＡ通信の場合はバースト単
位で非常に短い時間内にビーム方向合わせや追尾等のビ
ーム方向制御を行う必要があり、やはり基地局装置の低
コスト化・小型化ができなくなるという欠点がある。
と同様に、複数の端末局と通信を行う際、基地局のビー
ム方向を水平面内で制御し、端末局の方向に向けなけれ
ばならないという欠点がある。図１の場合は縦型ファン
ビームであるので水平面内の１次元的なビーム方向制御
だけで十分であるが、ＴＤＭＡ通信の場合はバースト単
位で非常に短い時間内にビーム方向合わせや追尾等のビ
ーム方向制御を行う必要があり、やはり基地局装置の低
コスト化・小型化ができなくなるという欠点がある。
【００２２】図２に示したビーム方式では、マルチパス
フェージングが問題となる構内や、大地反射波が問題と
なる屋外で通信を行う場合、多くの不要な反射波を受信
してしまうことにより所要の伝送品質が得られないとい
う欠点が生じる。
フェージングが問題となる構内や、大地反射波が問題と
なる屋外で通信を行う場合、多くの不要な反射波を受信
してしまうことにより所要の伝送品質が得られないとい
う欠点が生じる。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、マルチパス
フェージングが問題となる構内無線通信や、大地反射波
が問題となる屋外無線通信においても、伝送品質を高く
でき、かつビーム方向合わせや追尾等のビームの制御が
容易であり無線装置の構成を簡単にし、更にアンテナの
寸法が小さく低コスト化・小型化が可能な無線通信方法
を提供することを目的としている。
フェージングが問題となる構内無線通信や、大地反射波
が問題となる屋外無線通信においても、伝送品質を高く
でき、かつビーム方向合わせや追尾等のビームの制御が
容易であり無線装置の構成を簡単にし、更にアンテナの
寸法が小さく低コスト化・小型化が可能な無線通信方法
を提供することを目的としている。
【００２４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の特徴は、少なくとも一つの基地局と、少なく
とも一つの端末局の間で通信を行う無線通信方法におい
て、該基地局と該端末局のアンテナ指向性が、互いに交
差したファンビームであることを特徴とする無線通信方
法であり、基地局のアンテナ指向性が、水平面は垂直面
に比して広いビーム形状のファンビームであり、端末局
のアンテナ指向性が、水平面は垂直面に比して狭いビー
ム形状のファンビームであることを特徴とする無線通信
方法を用いる。
の本発明の特徴は、少なくとも一つの基地局と、少なく
とも一つの端末局の間で通信を行う無線通信方法におい
て、該基地局と該端末局のアンテナ指向性が、互いに交
差したファンビームであることを特徴とする無線通信方
法であり、基地局のアンテナ指向性が、水平面は垂直面
に比して広いビーム形状のファンビームであり、端末局
のアンテナ指向性が、水平面は垂直面に比して狭いビー
ム形状のファンビームであることを特徴とする無線通信
方法を用いる。
【００２５】
【作用】本発明の無線通信方法は、マルチパスフェージ
ングが問題となる構内無線通信や、大地反射波が問題と
なる屋外無線通信においても、伝送品質に関係する遅延
分散を小さくし、かつ所要波電力対不要波電力の比（Ｄ
／Ｕ）を大きくできる。
ングが問題となる構内無線通信や、大地反射波が問題と
なる屋外無線通信においても、伝送品質に関係する遅延
分散を小さくし、かつ所要波電力対不要波電力の比（Ｄ
／Ｕ）を大きくできる。
【００２６】以下に幾何光学的解析手法による遅延分散
とＤ／Ｕの計算結果について述べる。これらの結果は本
発明の効果を定量的に示すものである。
とＤ／Ｕの計算結果について述べる。これらの結果は本
発明の効果を定量的に示すものである。
【００２７】図６及び図７に計算モデル（部屋の断面
図）を示す。両図において、５０は側壁、５１は送信
点、５２は受信点、５３は見通しの伝搬路、記号Ｏ（５
４）は直交座標の原点を示している。図６の場合、床寸
法は１５ｍ×１２ｍ、天井高さは３ｍであり、図７の場
合、床寸法は６０ｍ×３０ｍ、天井高さは２．７ｍであ
り、送信点及び受信点の座標はそれぞれ図中に示してあ
る（単位：ｍ）。両図とも壁の屈折率はｎ＝５．８−ｊ
０とした。該屈折率は１回の正規反射で電力反射損失が
−３ｄＢとなる。偏波は垂直偏波とした。
図）を示す。両図において、５０は側壁、５１は送信
点、５２は受信点、５３は見通しの伝搬路、記号Ｏ（５
４）は直交座標の原点を示している。図６の場合、床寸
法は１５ｍ×１２ｍ、天井高さは３ｍであり、図７の場
合、床寸法は６０ｍ×３０ｍ、天井高さは２．７ｍであ
り、送信点及び受信点の座標はそれぞれ図中に示してあ
る（単位：ｍ）。両図とも壁の屈折率はｎ＝５．８−ｊ
０とした。該屈折率は１回の正規反射で電力反射損失が
−３ｄＢとなる。偏波は垂直偏波とした。
【００２８】計算方法は、直接波と、壁での反射回数が
１０回以下でかつ天井または床での反射回数が２回以下
の反射波とを全て求め、該直接波と全反射波に対し、ア
ンテナ指向性と、自由空間伝搬損失と、フレネル反射係
数とを考慮して遅延電力と遅延時間を計算し、これより
１シンボルレート（Ｔｓ）内の遅延分散と、所要波電力
対不要波電力の比Ｄ／Ｕを求める。尚、符号速度を６０
ＭＢａｕｄとして計算したので、Ｔｓ＝１６．７ｎｓｅ
ｃである。
１０回以下でかつ天井または床での反射回数が２回以下
の反射波とを全て求め、該直接波と全反射波に対し、ア
ンテナ指向性と、自由空間伝搬損失と、フレネル反射係
数とを考慮して遅延電力と遅延時間を計算し、これより
１シンボルレート（Ｔｓ）内の遅延分散と、所要波電力
対不要波電力の比Ｄ／Ｕを求める。尚、符号速度を６０
ＭＢａｕｄとして計算したので、Ｔｓ＝１６．７ｎｓｅ
ｃである。
【００２９】遅延分散とは、確率変数τの確率密度関数
が、全電力で正規化した遅延電力の時間プロファイルで
あるとしたときの、確率変数τの標準偏差のことであ
る。確率変数τは遅延波の遅延時間に相当し、１シンボ
ルレート内の遅延分散を導出する際は０≦τ≦Ｔｓであ
る。この遅延分散は、データ通信においては符号誤り率
と相関関係があり、伝送品質の評価に用いることができ
る。この遅延分散が大きければ符号誤り率は高く、伝送
品質は良くない。
が、全電力で正規化した遅延電力の時間プロファイルで
あるとしたときの、確率変数τの標準偏差のことであ
る。確率変数τは遅延波の遅延時間に相当し、１シンボ
ルレート内の遅延分散を導出する際は０≦τ≦Ｔｓであ
る。この遅延分散は、データ通信においては符号誤り率
と相関関係があり、伝送品質の評価に用いることができ
る。この遅延分散が大きければ符号誤り率は高く、伝送
品質は良くない。
【００３０】また、所要波電力対不要波電力の比（Ｄ／
Ｕ）は、遅延時間τが１シンボルレート以上の遅延波の
全電力と、直接波の電力の比として定義される。このＤ
／Ｕが小さければ符号誤り率は高く、伝送品質は良くな
い。
Ｕ）は、遅延時間τが１シンボルレート以上の遅延波の
全電力と、直接波の電力の比として定義される。このＤ
／Ｕが小さければ符号誤り率は高く、伝送品質は良くな
い。
【００３１】表１は図６の解析モデルについて、表２は
図７の解析モデルについて計算を行った結果である。そ
れぞれ６つのアンテナ種類について、アンテナ諸元と、
上記１シンボルレート内遅延分散と、Ｄ／Ｕを示してい
る。
図７の解析モデルについて計算を行った結果である。そ
れぞれ６つのアンテナ種類について、アンテナ諸元と、
上記１シンボルレート内遅延分散と、Ｄ／Ｕを示してい
る。
【００３２】
【表１】
【００３３】
【表２】
【００３４】は送受とも無指向性、は送信がオムニ
ビームで受信が３０°ペンシルビーム、は送受とも６
０°ペンシルビーム、は送受とも３０°ペンシルビー
ム、は送受とも１０°ペンシルビーム、は本発明の
クロスファンビームである。全ての種類において、送信
及び受信アンテナの指向方向は常に対向させている。伝
搬路は相反性があるので、上記「送信」、「受信」は、
上記「基地局」、「端末局」に置き換えて考えてよい。
ビームで受信が３０°ペンシルビーム、は送受とも６
０°ペンシルビーム、は送受とも３０°ペンシルビー
ム、は送受とも１０°ペンシルビーム、は本発明の
クロスファンビームである。全ての種類において、送信
及び受信アンテナの指向方向は常に対向させている。伝
搬路は相反性があるので、上記「送信」、「受信」は、
上記「基地局」、「端末局」に置き換えて考えてよい。
【００３５】例えば変復調方式にＱＰＳＫ遅延検波を用
いたとすれば、理想復調器における所要Ｄ／Ｕは所要Ｃ
／Ｎに等しく約１４ｄＢである。これに６ｄＢのマージ
ンを加え所要値を２０ｄＢとすると、この値はかなり現
実の装置の性能に近いものとなる。両表におけるＤ／Ｕ
の計算結果は、〜のアンテナでは２０ｄＢ以下であ
るので所要の伝送品質が得られない、即ちビットエラー
レートが大きくなることになる。
いたとすれば、理想復調器における所要Ｄ／Ｕは所要Ｃ
／Ｎに等しく約１４ｄＢである。これに６ｄＢのマージ
ンを加え所要値を２０ｄＢとすると、この値はかなり現
実の装置の性能に近いものとなる。両表におけるＤ／Ｕ
の計算結果は、〜のアンテナでは２０ｄＢ以下であ
るので所要の伝送品質が得られない、即ちビットエラー
レートが大きくなることになる。
【００３６】一方、遅延分散の所要値は、上記変復調方
式の場合フロアを生じる符号誤り率１０-5を得るのに、
シンボルレートＴｓの約３％以下の遅延分散が要求され
る。上記符号速度６０ＭＢａｕｄの場合は遅延分散の所
要値は０．５ｎｓｅｃとなり、表１では〜のアンテ
ナでは所要の伝送品質が得られないことになる。
式の場合フロアを生じる符号誤り率１０-5を得るのに、
シンボルレートＴｓの約３％以下の遅延分散が要求され
る。上記符号速度６０ＭＢａｕｄの場合は遅延分散の所
要値は０．５ｎｓｅｃとなり、表１では〜のアンテ
ナでは所要の伝送品質が得られないことになる。
【００３７】一方、最も伝送品質が良好なアンテナは
の送受とも１０°ペンシルビームを用いた場合である。
次いで良好なものは、の送受とも３０°ペンシルビー
ムを用いた場合と、の本発明のクロスファンビームが
ほぼ同等の伝送品質になることが分かる。
の送受とも１０°ペンシルビームを用いた場合である。
次いで良好なものは、の送受とも３０°ペンシルビー
ムを用いた場合と、の本発明のクロスファンビームが
ほぼ同等の伝送品質になることが分かる。
【００３８】所要伝送品質が得られる上記アンテナ種類
〜について、上述の遅延特性、ビーム方向合わせや
追尾等のビーム制御、及びアンテナの寸法の観点からの
比較を行った。この結果を表３に示す。
〜について、上述の遅延特性、ビーム方向合わせや
追尾等のビーム制御、及びアンテナの寸法の観点からの
比較を行った。この結果を表３に示す。
【００３９】
【表３】
【００４０】半値角が約３０°以下のペンシルビームを
対向させる場合、お互いのビーム方向を微調整して正確
に合わせる必要がある。加えて端末局が移動する場合に
は、追尾制御も必要となる。同表中のビーム方向制御の
項目に関して「要」の数が多い程、装置は大きく複雑に
なりコストは高くなることを示す。の送受とも１０°
ペンシルビームでは基地局端末局合わせて４次元のビー
ム方向制御が必要であり、またの送受とも３０°ペン
シルビームでも基地局端末局合わせて３次元のビーム方
向制御が必要である。これに対し本発明のクロスファン
ビームでは、基地局端末局合わせて１次元の制御のみ
でよい。即ち端末局において水平面内のビームを制御す
るだけでよいことになる。
対向させる場合、お互いのビーム方向を微調整して正確
に合わせる必要がある。加えて端末局が移動する場合に
は、追尾制御も必要となる。同表中のビーム方向制御の
項目に関して「要」の数が多い程、装置は大きく複雑に
なりコストは高くなることを示す。の送受とも１０°
ペンシルビームでは基地局端末局合わせて４次元のビー
ム方向制御が必要であり、またの送受とも３０°ペン
シルビームでも基地局端末局合わせて３次元のビーム方
向制御が必要である。これに対し本発明のクロスファン
ビームでは、基地局端末局合わせて１次元の制御のみ
でよい。即ち端末局において水平面内のビームを制御す
るだけでよいことになる。
【００４１】一方アンテナ寸法に関しては、半値角とア
ンテナの大きさは反比例の関係にあり、半値角が小さく
なる程、その面内のアンテナの長さは大きくなる。例え
ば水平面の半値角が３０°のアンテナと、水平面の半値
角が１０°のアンテナとでは、後者の方が横方向の長さ
が約３倍大きくなる。基地局端末局アンテナの面積の和
を比較した場合、同表より本発明のクロスファンビーム
が最も小さくなることが分かる。
ンテナの大きさは反比例の関係にあり、半値角が小さく
なる程、その面内のアンテナの長さは大きくなる。例え
ば水平面の半値角が３０°のアンテナと、水平面の半値
角が１０°のアンテナとでは、後者の方が横方向の長さ
が約３倍大きくなる。基地局端末局アンテナの面積の和
を比較した場合、同表より本発明のクロスファンビーム
が最も小さくなることが分かる。
【００４２】次に上記解析手法を用いて、遅延分散に対
する二つのファンビームの交差角度の依存性を計算した
例を図８に示す。５５は送信ファンビーム、５６は受信
ファンビームであり、それぞれ指向方向から見たビーム
（ビームの断面）の様子を示している。５７は交差角度
（θ0 ）である。上記両ファンビームの半値角は表１及
び表２のに示した値を用いており、両ファンビームの
交差角度（５７）を０°から９０°まで変化させて上記
１シンボルレート内の遅延分散の計算を行った。部屋の
構造やアンテナの配置は図６に示したものと同じであ
る。また偏波は交差角度を変えても両ビームとも常に垂
直偏波とした。
する二つのファンビームの交差角度の依存性を計算した
例を図８に示す。５５は送信ファンビーム、５６は受信
ファンビームであり、それぞれ指向方向から見たビーム
（ビームの断面）の様子を示している。５７は交差角度
（θ0 ）である。上記両ファンビームの半値角は表１及
び表２のに示した値を用いており、両ファンビームの
交差角度（５７）を０°から９０°まで変化させて上記
１シンボルレート内の遅延分散の計算を行った。部屋の
構造やアンテナの配置は図６に示したものと同じであ
る。また偏波は交差角度を変えても両ビームとも常に垂
直偏波とした。
【００４３】図８のグラフに計算結果を示す。横軸は交
差角度、縦軸は１シンボルレート内の遅延分散である。
該交差角度がほぼ９０°の場合は本発明のクロスファン
ビームとなる。また交差角度がほぼ０°の場合は水平面
が垂直面に比して広い二つのファンビームを対向させた
場合である。
差角度、縦軸は１シンボルレート内の遅延分散である。
該交差角度がほぼ９０°の場合は本発明のクロスファン
ビームとなる。また交差角度がほぼ０°の場合は水平面
が垂直面に比して広い二つのファンビームを対向させた
場合である。
【００４４】同グラフから明らかなように、上記交差角
度をほぼ９０°とした場合、即ちほぼ直交させた場合が
最も遅延分散が小さく、良好な伝送品質が得られること
が分かる。また好ましくは上記交差角度（５７）は３０
°以上、更に好ましくは４５°以上とすることが望まし
い。
度をほぼ９０°とした場合、即ちほぼ直交させた場合が
最も遅延分散が小さく、良好な伝送品質が得られること
が分かる。また好ましくは上記交差角度（５７）は３０
°以上、更に好ましくは４５°以上とすることが望まし
い。
【００４５】以上の結果は図６に示した計算モデルにお
ける結果であるが、他の構造の計算モデルに対してもほ
ぼ同様の結果となる。
ける結果であるが、他の構造の計算モデルに対してもほ
ぼ同様の結果となる。
【００４６】
【実施例】図９は、本発明の第一の実施例を示す図であ
る。
る。
【００４７】６０は基地局、６１は基地局アンテナの水
平面指向性、６３は基地局アンテナの水平面指向性半値
角（θ CS AZ）、６４は基地局アンテナの垂直面指向
性、６５は基地局アンテナの垂直面指向性半値角（θ CS
EL）、６６は端末局、６７は端末局アンテナの水平面
指向性、６８は端末局アンテナの水平面指向性半値角
（θ PS AZ）、６９は端末局アンテナの垂直面指向性、
７０は端末局アンテナの垂直面指向性半値角（θ PS
EL）を示している。
平面指向性、６３は基地局アンテナの水平面指向性半値
角（θ CS AZ）、６４は基地局アンテナの垂直面指向
性、６５は基地局アンテナの垂直面指向性半値角（θ CS
EL）、６６は端末局、６７は端末局アンテナの水平面
指向性、６８は端末局アンテナの水平面指向性半値角
（θ PS AZ）、６９は端末局アンテナの垂直面指向性、
７０は端末局アンテナの垂直面指向性半値角（θ PS
EL）を示している。
【００４８】ここで、半値角θは、最大放射方向から利
得が３ｄＢ低下する二つの方位に挟まれる角度と定義さ
れる。尚、θの添え字ＣＳは基地局、ＰＳは端末局、Ａ
Ｚは水平面、ＥＬは垂直面を表わす。
得が３ｄＢ低下する二つの方位に挟まれる角度と定義さ
れる。尚、θの添え字ＣＳは基地局、ＰＳは端末局、Ａ
Ｚは水平面、ＥＬは垂直面を表わす。
【００４９】同図は基地局と端末局のアンテナ指向性
が、互いに交差したファンビームで、かつ基地局のアン
テナ指向性が、水平面（ａ）は垂直面（ｂ）に比して広
いビーム形状のファンビームであり、端末局のアンテナ
指向性が、水平面（ａ）は垂直面（ｂ）に比して狭いビ
ーム形状のファンビームである無線通信方法の実施例で
ある。
が、互いに交差したファンビームで、かつ基地局のアン
テナ指向性が、水平面（ａ）は垂直面（ｂ）に比して広
いビーム形状のファンビームであり、端末局のアンテナ
指向性が、水平面（ａ）は垂直面（ｂ）に比して狭いビ
ーム形状のファンビームである無線通信方法の実施例で
ある。
【００５０】同図において、基地局のアンテナ指向性の
水平面半値角（θ CS AZ）は好ましくは４５°以上であ
り、垂直面半値角（θ CS EL）は好ましくは４５°以下
である。また端末局のアンテナ指向性の水平面半値角
（θ PS AZ）は好ましくは３０°以下であり、垂直面半
値角（θ PS EL）は好ましくは３０°以上である。
水平面半値角（θ CS AZ）は好ましくは４５°以上であ
り、垂直面半値角（θ CS EL）は好ましくは４５°以下
である。また端末局のアンテナ指向性の水平面半値角
（θ PS AZ）は好ましくは３０°以下であり、垂直面半
値角（θ PS EL）は好ましくは３０°以上である。
【００５１】また基地局のファンビームと端末局のファ
ンビームとの交差角度（図８におけるθ0 ）は、好まし
くは３０°以上、更に好ましくは４５°以上、更に好ま
しくは６０°以上である。
ンビームとの交差角度（図８におけるθ0 ）は、好まし
くは３０°以上、更に好ましくは４５°以上、更に好ま
しくは６０°以上である。
【００５２】図１０は、本発明の他の実施例を示す図で
ある。
ある。
【００５３】８０は基地局、８１は基地局装置、８２は
基地局アンテナ、８３は基地局ファンビーム、９０は端
末局、９１は端末局装置、９２は端末局アンテナ、９３
は端末局ファンビームを示している。
基地局アンテナ、８３は基地局ファンビーム、９０は端
末局、９１は端末局装置、９２は端末局アンテナ、９３
は端末局ファンビームを示している。
【００５４】同図は基地局と端末局のアンテナ指向性
が、互いに交差したファンビームで、かつ基地局のアン
テナ指向性が、水平面は垂直面に比して広いビーム形状
のファンビーム８３であり、端末局のアンテナ指向性
が、水平面は垂直面に比して狭いビーム形状のファンビ
ーム９３である無線通信方法の実施例である。
が、互いに交差したファンビームで、かつ基地局のアン
テナ指向性が、水平面は垂直面に比して広いビーム形状
のファンビーム８３であり、端末局のアンテナ指向性
が、水平面は垂直面に比して狭いビーム形状のファンビ
ーム９３である無線通信方法の実施例である。
【００５５】同図において、基地局ファンビーム８３の
水平面半値角は好ましくは４５°以上であり、垂直面半
値角は好ましくは４５°以下である。また端末局ファン
ビーム９３の水平面半値角は好ましくは３０°以下であ
り、垂直面半値角は好ましくは３０°以上である。
水平面半値角は好ましくは４５°以上であり、垂直面半
値角は好ましくは４５°以下である。また端末局ファン
ビーム９３の水平面半値角は好ましくは３０°以下であ
り、垂直面半値角は好ましくは３０°以上である。
【００５６】また基地局のファンビームと端末局のファ
ンビームとの交差角度（図８におけるθ0 ）は、好まし
くは３０°以上、更に好ましくは４５°以上、更に好ま
しくは６０°以上である。
ンビームとの交差角度（図８におけるθ0 ）は、好まし
くは３０°以上、更に好ましくは４５°以上、更に好ま
しくは６０°以上である。
【００５７】上記基地局装置８１及び端末局装置９１は
送受信回路、変復調回路、及びベースバンド回路を具備
する装置である。該基地局装置８１は金属ケーブルまた
は光ファイバにより交換機や通信網に接続される。該端
末局装置９１は携帯型情報処理手段と一体化して構成さ
れるか、または該手段に装着されるボードやカードとし
て、もしくは該手段の付加装置として構成される。上記
基地局アンテナ８２及び端末局アンテナ９２は、例えば
ホーンアンテナ等の開口面アンテナ、またはマイクロス
トリップアンテナ等の平面アンテナ、或いはこれらを複
数配列したアレーアンテナ等で実現される。
送受信回路、変復調回路、及びベースバンド回路を具備
する装置である。該基地局装置８１は金属ケーブルまた
は光ファイバにより交換機や通信網に接続される。該端
末局装置９１は携帯型情報処理手段と一体化して構成さ
れるか、または該手段に装着されるボードやカードとし
て、もしくは該手段の付加装置として構成される。上記
基地局アンテナ８２及び端末局アンテナ９２は、例えば
ホーンアンテナ等の開口面アンテナ、またはマイクロス
トリップアンテナ等の平面アンテナ、或いはこれらを複
数配列したアレーアンテナ等で実現される。
【００５８】同実施例では、端末局９０が複数ある場合
でも、基地局８０はビーム制御を行うことなく該複数の
端末局と通信を行うことができる。また端末局９０が垂
直面内で動揺しても、通信が跡絶えることがない。
でも、基地局８０はビーム制御を行うことなく該複数の
端末局と通信を行うことができる。また端末局９０が垂
直面内で動揺しても、通信が跡絶えることがない。
【００５９】図１１は、本発明の他の実施例を示す図で
ある。
ある。
【００６０】８０は基地局、８１は基地局装置、８２は
基地局アンテナ、８３は基地局ファンビーム、９０は端
末局、９１は端末局装置、９２は端末局アンテナ、９３
は端末局ファンビーム、８５及び９５は信号品質判定手
段、８４及び９４はビーム方向制御手段を示している。
基地局アンテナ、８３は基地局ファンビーム、９０は端
末局、９１は端末局装置、９２は端末局アンテナ、９３
は端末局ファンビーム、８５及び９５は信号品質判定手
段、８４及び９４はビーム方向制御手段を示している。
【００６１】同図は基地局と端末局のアンテナ指向性
が、互いに交差したファンビームで、かつ基地局のアン
テナ指向性が、水平面は垂直面に比して広いビーム形状
のファンビーム８３であり、端末局のアンテナ指向性
が、水平面は垂直面に比して狭いビーム形状のファンビ
ーム９３である無線通信方法の実施例である。
が、互いに交差したファンビームで、かつ基地局のアン
テナ指向性が、水平面は垂直面に比して広いビーム形状
のファンビーム８３であり、端末局のアンテナ指向性
が、水平面は垂直面に比して狭いビーム形状のファンビ
ーム９３である無線通信方法の実施例である。
【００６２】また同図は基地局と端末局がそれぞれ、伝
送する信号の品質を判定する信号品質判定手段と、該信
号品質判定手段の判定結果に基づいてビーム方向を変え
るビーム方向制御手段とを具備する無線通信方法の実施
例である。
送する信号の品質を判定する信号品質判定手段と、該信
号品質判定手段の判定結果に基づいてビーム方向を変え
るビーム方向制御手段とを具備する無線通信方法の実施
例である。
【００６３】同図において、基地局ファンビーム８３の
水平面半値角は好ましくは４５°以上であり、垂直面半
値角は好ましくは４５°以下である。また端末局ファン
ビーム９３の水平面半値角は好ましくは３０°以下であ
り、垂直面半値角は好ましくは３０°以上である。
水平面半値角は好ましくは４５°以上であり、垂直面半
値角は好ましくは４５°以下である。また端末局ファン
ビーム９３の水平面半値角は好ましくは３０°以下であ
り、垂直面半値角は好ましくは３０°以上である。
【００６４】また基地局のファンビームと端末局のファ
ンビームとの交差角度（図８におけるθ0 ）は、好まし
くは３０°以上、更に好ましくは４５°以上、更に好ま
しくは６０°以上である。
ンビームとの交差角度（図８におけるθ0 ）は、好まし
くは３０°以上、更に好ましくは４５°以上、更に好ま
しくは６０°以上である。
【００６５】上記基地局装置８１及び端末局装置９１は
送受信回路、変復調回路、及びベースバンド回路を具備
する装置である。該基地局装置８１は金属ケーブルまた
は光ファイバにより交換機や通信網に接続される。該端
末局装置９１は携帯型情報処理手段と一体化して構成さ
れるか、または該手段に装着されるボードやカードとし
て、もしくは該手段の付加装置として構成される。上記
基地局アンテナ８２及び端末局アンテナ９２は、例えば
ホーンアンテナ等の開口面アンテナ、またはマイクロス
トリップアンテナ等の平面アンテナ、或いはこれらを複
数配列したアレーアンテナ等で実現される。
送受信回路、変復調回路、及びベースバンド回路を具備
する装置である。該基地局装置８１は金属ケーブルまた
は光ファイバにより交換機や通信網に接続される。該端
末局装置９１は携帯型情報処理手段と一体化して構成さ
れるか、または該手段に装着されるボードやカードとし
て、もしくは該手段の付加装置として構成される。上記
基地局アンテナ８２及び端末局アンテナ９２は、例えば
ホーンアンテナ等の開口面アンテナ、またはマイクロス
トリップアンテナ等の平面アンテナ、或いはこれらを複
数配列したアレーアンテナ等で実現される。
【００６６】信号品質判定手段８５，９５は、実際には
上記基地局装置８１及び端末局装置９１の中に構成さ
れ、高周波信号の信号強度もしくはＤ／Ｕ、或いは復調
した信号の符号誤り率やパケット廃棄率等の信号の完全
性を検出しビーム方向制御の条件判定を行う手段であ
る。
上記基地局装置８１及び端末局装置９１の中に構成さ
れ、高周波信号の信号強度もしくはＤ／Ｕ、或いは復調
した信号の符号誤り率やパケット廃棄率等の信号の完全
性を検出しビーム方向制御の条件判定を行う手段であ
る。
【００６７】ビーム方向制御手段８４，９４は、上記ア
ンテナ８２，９２に接続されたステッピングモータ等の
回転手段であり、上記信号品質判定手段８５，９５の命
令を受けてその方向を変える。もしくは該ビーム方向制
御手段は、上記アンテナ８２，９２が電気的に指向方向
を可変できるフェーズドアレーアンテナであり、上記信
号品質判定手段８５，９５の命令を受けてビーム方向を
変える手段であってもよい。同図では基地局８０が水平
面内でビーム方向を制御する例を示したが、垂直面内で
ビーム方向を制御する場合もある。
ンテナ８２，９２に接続されたステッピングモータ等の
回転手段であり、上記信号品質判定手段８５，９５の命
令を受けてその方向を変える。もしくは該ビーム方向制
御手段は、上記アンテナ８２，９２が電気的に指向方向
を可変できるフェーズドアレーアンテナであり、上記信
号品質判定手段８５，９５の命令を受けてビーム方向を
変える手段であってもよい。同図では基地局８０が水平
面内でビーム方向を制御する例を示したが、垂直面内で
ビーム方向を制御する場合もある。
【００６８】同実施例では、基地局ファンビーム８３の
カバーできない範囲に端末局９０がある場合でも、該基
地局ファンビームの指向方向を変えることで通信を行う
ことができる。また該基地局ファンビーム８３のカバー
できる範囲に端末局９０が複数ある場合、基地局８０は
ビーム制御を行うことなく該複数の端末局と通信を行う
ことができる。
カバーできない範囲に端末局９０がある場合でも、該基
地局ファンビームの指向方向を変えることで通信を行う
ことができる。また該基地局ファンビーム８３のカバー
できる範囲に端末局９０が複数ある場合、基地局８０は
ビーム制御を行うことなく該複数の端末局と通信を行う
ことができる。
【００６９】端末局９０は自動的に基地局８０の方向に
ファンビーム９３を向け、通信を行うことができ、また
該端末局９０が垂直面内で動揺しても、通信が跡絶える
ことがない。
ファンビーム９３を向け、通信を行うことができ、また
該端末局９０が垂直面内で動揺しても、通信が跡絶える
ことがない。
【００７０】図１２は、本発明の他の実施例を示す図で
ある。
ある。
【００７１】８０は基地局、８１は基地局装置、８２
（ａ，ｂ）は基地局アンテナ、８３（ａ，ｂ）は基地局
ファンビーム、９０は端末局、９１は端末局装置、９２
は端末局アンテナ、９３は端末局ファンビーム、８５及
び９５は信号品質判定手段、８６はビーム切り替え手
段、９４はビーム方向制御手段を示している。
（ａ，ｂ）は基地局アンテナ、８３（ａ，ｂ）は基地局
ファンビーム、９０は端末局、９１は端末局装置、９２
は端末局アンテナ、９３は端末局ファンビーム、８５及
び９５は信号品質判定手段、８６はビーム切り替え手
段、９４はビーム方向制御手段を示している。
【００７２】同図は基地局と端末局のアンテナ指向性
が、互いに交差したファンビームで、かつ基地局のアン
テナ指向性が、水平面は垂直面に比して広いビーム形状
のファンビーム８３（ａ，ｂ）であり、端末局のアンテ
ナ指向性が、水平面は垂直面に比して狭いビーム形状の
ファンビーム９３である無線通信方法の実施例である。
が、互いに交差したファンビームで、かつ基地局のアン
テナ指向性が、水平面は垂直面に比して広いビーム形状
のファンビーム８３（ａ，ｂ）であり、端末局のアンテ
ナ指向性が、水平面は垂直面に比して狭いビーム形状の
ファンビーム９３である無線通信方法の実施例である。
【００７３】また同図は基地局が複数のファンビーム
と、伝送する信号の品質を判定する信号品質判定手段
と、該信号品質判定手段の判定結果に基づいてビームを
切り替えるビーム切り替え手段とを具備し、端末局が伝
送する信号の品質を判定する信号品質判定手段と、該信
号品質判定手段の判定結果に基づいてビーム方向を変え
るビーム方向制御手段とを具備する無線通信方法の実施
例である。
と、伝送する信号の品質を判定する信号品質判定手段
と、該信号品質判定手段の判定結果に基づいてビームを
切り替えるビーム切り替え手段とを具備し、端末局が伝
送する信号の品質を判定する信号品質判定手段と、該信
号品質判定手段の判定結果に基づいてビーム方向を変え
るビーム方向制御手段とを具備する無線通信方法の実施
例である。
【００７４】同図において、基地局ファンビーム８３
（ａ，ｂ）の水平面半値角は好ましくは４５°以上であ
り、垂直面半値角は好ましくは４５°以下である。また
端末局ファンビーム９３の水平面半値角は好ましくは３
０°以下であり、垂直面半値角は好ましくは３０°以上
である。
（ａ，ｂ）の水平面半値角は好ましくは４５°以上であ
り、垂直面半値角は好ましくは４５°以下である。また
端末局ファンビーム９３の水平面半値角は好ましくは３
０°以下であり、垂直面半値角は好ましくは３０°以上
である。
【００７５】また基地局のファンビームと端末局のファ
ンビームとの交差角度（図８におけるθ0 ）は、好まし
くは３０°以上、更に好ましくは４５°以上、更に好ま
しくは６０°以上である。
ンビームとの交差角度（図８におけるθ0 ）は、好まし
くは３０°以上、更に好ましくは４５°以上、更に好ま
しくは６０°以上である。
【００７６】上記基地局装置８１及び端末局装置９１は
送受信回路、変復調回路、及びベースバンド回路を具備
する装置である。該基地局装置８１は金属ケーブルまた
は光ファイバにより交換機や通信網に接続される。該端
末局装置９１は携帯型情報処理手段と一体化して構成さ
れるか、または該手段に装着されるボードやカードとし
て、もしくは該手段の付加装置として構成される。上記
基地局アンテナ８２（ａ，ｂ）及び端末局アンテナ９２
は、例えばホーンアンテナ等の開口面アンテナ、または
マイクロストリップアンテナ等の平面アンテナ、或いは
これらを複数配列したアレーアンテナ等で実現される。
送受信回路、変復調回路、及びベースバンド回路を具備
する装置である。該基地局装置８１は金属ケーブルまた
は光ファイバにより交換機や通信網に接続される。該端
末局装置９１は携帯型情報処理手段と一体化して構成さ
れるか、または該手段に装着されるボードやカードとし
て、もしくは該手段の付加装置として構成される。上記
基地局アンテナ８２（ａ，ｂ）及び端末局アンテナ９２
は、例えばホーンアンテナ等の開口面アンテナ、または
マイクロストリップアンテナ等の平面アンテナ、或いは
これらを複数配列したアレーアンテナ等で実現される。
【００７７】信号品質判定手段８５，９５は、実際には
上記基地局装置８１及び端末局装置９１の中に構成さ
れ、高周波信号の信号強度もしくはＤ／Ｕ、或いは復調
した信号の符号誤り率やパケット廃棄率等の信号の完全
性を検出しビーム切り替え及びビーム方向制御の条件判
定を行う手段である。
上記基地局装置８１及び端末局装置９１の中に構成さ
れ、高周波信号の信号強度もしくはＤ／Ｕ、或いは復調
した信号の符号誤り率やパケット廃棄率等の信号の完全
性を検出しビーム切り替え及びビーム方向制御の条件判
定を行う手段である。
【００７８】ビーム切り替え手段８６は、ＰＩＮダイオ
ードやＦＥＴ等の半導体で構成されるスイッチング回路
であり、上記信号品質判定手段９５の命令を受けて、上
記二つの基地局アンテナ８２（ａ，ｂ）のどちらか一方
を上記基地局装置８１に接続するよう動作する。
ードやＦＥＴ等の半導体で構成されるスイッチング回路
であり、上記信号品質判定手段９５の命令を受けて、上
記二つの基地局アンテナ８２（ａ，ｂ）のどちらか一方
を上記基地局装置８１に接続するよう動作する。
【００７９】ビーム方向制御手段９４は、上記端末局ア
ンテナ９２に接続されたステッピングモータ等の回転手
段であり、上記信号品質判定手段９５の命令を受けてそ
の方向を変える。もしくは該ビーム方向制御手段は、上
記アンテナ９２が電気的に指向方向を可変できるフェー
ズドアレーアンテナであり、上記信号品質判定手段９５
の命令を受けてビーム方向を変える手段であってもよ
い。
ンテナ９２に接続されたステッピングモータ等の回転手
段であり、上記信号品質判定手段９５の命令を受けてそ
の方向を変える。もしくは該ビーム方向制御手段は、上
記アンテナ９２が電気的に指向方向を可変できるフェー
ズドアレーアンテナであり、上記信号品質判定手段９５
の命令を受けてビーム方向を変える手段であってもよ
い。
【００８０】同実施例では、端末局９０が複数ある場合
でも、基地局８０はビーム方向制御を行うことなく該複
数の端末局と通信を行うことができる。また二つの基地
局ファンビームを切り替えてダイバーシティを行うこと
で、伝送品質を一層良好にすることができる。
でも、基地局８０はビーム方向制御を行うことなく該複
数の端末局と通信を行うことができる。また二つの基地
局ファンビームを切り替えてダイバーシティを行うこと
で、伝送品質を一層良好にすることができる。
【００８１】端末局９０は自動的に基地局８０の方向に
ファンビーム９３を向け、通信を行うことができ、また
該端末局９０が垂直面内で動揺しても、通信が跡絶える
ことがない。
ファンビーム９３を向け、通信を行うことができ、また
該端末局９０が垂直面内で動揺しても、通信が跡絶える
ことがない。
【００８２】図１３は、本発明の他の実施例を示す図で
ある。
ある。
【００８３】８０は基地局、８１は基地局装置、８２
（ａ，ｂ）は基地局アンテナ、８３（ａ，ｂ）は基地局
ファンビーム、９０は端末局、９１は端末局装置、９２
は端末局アンテナ、９３（ａ〜ｄ）は端末局ファンビー
ム、８５及び９５は信号品質判定手段、８６及び９６は
ビーム切り替え手段を示している。
（ａ，ｂ）は基地局アンテナ、８３（ａ，ｂ）は基地局
ファンビーム、９０は端末局、９１は端末局装置、９２
は端末局アンテナ、９３（ａ〜ｄ）は端末局ファンビー
ム、８５及び９５は信号品質判定手段、８６及び９６は
ビーム切り替え手段を示している。
【００８４】同図は基地局と端末局のアンテナ指向性
が、互いに交差したファンビームで、かつ基地局のアン
テナ指向性が、水平面は垂直面に比して広いビーム形状
のファンビーム８３（ａ，ｂ）であり、端末局のアンテ
ナ指向性が、水平面は垂直面に比して狭いビーム形状の
ファンビーム９３（ａ〜ｄ）である無線通信方法の実施
例である。
が、互いに交差したファンビームで、かつ基地局のアン
テナ指向性が、水平面は垂直面に比して広いビーム形状
のファンビーム８３（ａ，ｂ）であり、端末局のアンテ
ナ指向性が、水平面は垂直面に比して狭いビーム形状の
ファンビーム９３（ａ〜ｄ）である無線通信方法の実施
例である。
【００８５】また同図は基地局と端末局がそれぞれ複数
のファンビームと、伝送する信号の品質を判定する信号
品質判定手段と、該信号品質判定手段の判定結果に基づ
いてビームを切り替えるビーム切り替え手段とを具備す
る無線通信方法の実施例である。
のファンビームと、伝送する信号の品質を判定する信号
品質判定手段と、該信号品質判定手段の判定結果に基づ
いてビームを切り替えるビーム切り替え手段とを具備す
る無線通信方法の実施例である。
【００８６】同図において、基地局ファンビーム８３
（ａ，ｂ）の水平面半値角は好ましくは４５°以上であ
り、垂直面半値角は好ましくは４５°以下である。また
端末局ファンビーム９３（ａ〜ｄ）の水平面半値角は好
ましくは３０°以下であり、垂直面半値角は好ましくは
３０°以上である。
（ａ，ｂ）の水平面半値角は好ましくは４５°以上であ
り、垂直面半値角は好ましくは４５°以下である。また
端末局ファンビーム９３（ａ〜ｄ）の水平面半値角は好
ましくは３０°以下であり、垂直面半値角は好ましくは
３０°以上である。
【００８７】また基地局のファンビームと端末局のファ
ンビームとの交差角度（図８におけるθ0 ）は、好まし
くは３０°以上、更に好ましくは４５°以上、更に好ま
しくは６０°以上である。
ンビームとの交差角度（図８におけるθ0 ）は、好まし
くは３０°以上、更に好ましくは４５°以上、更に好ま
しくは６０°以上である。
【００８８】上記基地局装置８１及び端末局装置９１は
送受信回路、変復調回路、及びベースバンド回路を具備
する装置である。該基地局装置８１は金属ケーブルまた
は光ファイバにより交換機や通信網に接続される。該端
末局装置９１は携帯型情報処理手段と一体化して構成さ
れるか、または該手段に装着されるボードやカードとし
て、もしくは該手段の付加装置として構成される。上記
基地局アンテナ８２（ａ，ｂ）及び端末局アンテナ９２
は、例えばホーンアンテナ等の開口面アンテナ、または
マイクロストリップアンテナ等の平面アンテナ、或いは
これらを複数配列したアレーアンテナ等で実現される。
送受信回路、変復調回路、及びベースバンド回路を具備
する装置である。該基地局装置８１は金属ケーブルまた
は光ファイバにより交換機や通信網に接続される。該端
末局装置９１は携帯型情報処理手段と一体化して構成さ
れるか、または該手段に装着されるボードやカードとし
て、もしくは該手段の付加装置として構成される。上記
基地局アンテナ８２（ａ，ｂ）及び端末局アンテナ９２
は、例えばホーンアンテナ等の開口面アンテナ、または
マイクロストリップアンテナ等の平面アンテナ、或いは
これらを複数配列したアレーアンテナ等で実現される。
【００８９】信号品質判定手段８５，９５は、実際には
上記基地局装置８１及び端末局装置９１の中に構成さ
れ、高周波信号の信号強度もしくはＤ／Ｕ、或いは復調
した信号の符号誤り率やパケット廃棄率等の信号の完全
性を検出しビーム切り替えの条件判定を行う手段であ
る。
上記基地局装置８１及び端末局装置９１の中に構成さ
れ、高周波信号の信号強度もしくはＤ／Ｕ、或いは復調
した信号の符号誤り率やパケット廃棄率等の信号の完全
性を検出しビーム切り替えの条件判定を行う手段であ
る。
【００９０】ビーム切り替え手段８６は、ＰＩＮダイオ
ードやＦＥＴ等の半導体で構成されるスイッチング回路
であり、上記信号品質判定手段９５の命令を受けて、上
記二つの基地局アンテナ８２（ａ，ｂ）のどちらか一方
を上記基地局装置８１に接続するよう動作する。
ードやＦＥＴ等の半導体で構成されるスイッチング回路
であり、上記信号品質判定手段９５の命令を受けて、上
記二つの基地局アンテナ８２（ａ，ｂ）のどちらか一方
を上記基地局装置８１に接続するよう動作する。
【００９１】同実施例では、端末局９０が複数ある場合
でも、基地局８０はビーム方向制御を行うことなく該複
数の端末局と通信を行うことができる。また二つの基地
局ファンビームを切り替えてダイバーシティを行うこと
で、伝送品質を一層良好にすることができる。
でも、基地局８０はビーム方向制御を行うことなく該複
数の端末局と通信を行うことができる。また二つの基地
局ファンビームを切り替えてダイバーシティを行うこと
で、伝送品質を一層良好にすることができる。
【００９２】端末局９０は自動的に最も伝送品質が良好
となるファンビーム９３に切り替え、通信を行うことが
でき、また該端末局９０が垂直面内で動揺しても、通信
が跡絶えることがない。
となるファンビーム９３に切り替え、通信を行うことが
でき、また該端末局９０が垂直面内で動揺しても、通信
が跡絶えることがない。
【００９３】図１４は、本発明の他の実施例を示す図で
ある。
ある。
【００９４】８０は基地局、８１は基地局装置、８２は
基地局アンテナ、８３は基地局ファンビーム、９０は端
末局、９１は端末局装置、９２は端末局アンテナ、９３
は端末局ファンビーム、９５は信号品質判定手段、９４
はビーム方向制御手段、９７は伸縮手段を示している。
基地局アンテナ、８３は基地局ファンビーム、９０は端
末局、９１は端末局装置、９２は端末局アンテナ、９３
は端末局ファンビーム、９５は信号品質判定手段、９４
はビーム方向制御手段、９７は伸縮手段を示している。
【００９５】同図は基地局と端末局のアンテナ指向性
が、互いに交差したファンビームで、かつ基地局のアン
テナ指向性が、水平面は垂直面に比して広いビーム形状
のファンビーム８３であり、端末局のアンテナ指向性
が、水平面は垂直面に比して狭いビーム形状のファンビ
ーム９３である無線通信方法の実施例である。
が、互いに交差したファンビームで、かつ基地局のアン
テナ指向性が、水平面は垂直面に比して広いビーム形状
のファンビーム８３であり、端末局のアンテナ指向性
が、水平面は垂直面に比して狭いビーム形状のファンビ
ーム９３である無線通信方法の実施例である。
【００９６】同図において、基地局ファンビーム８３の
水平面半値角は好ましくは４５°以上であり、垂直面半
値角は好ましくは４５°以下である。また端末局ファン
ビーム９３の水平面半値角は好ましくは３０°以下であ
り、垂直面半値角は好ましくは３０°以上である。
水平面半値角は好ましくは４５°以上であり、垂直面半
値角は好ましくは４５°以下である。また端末局ファン
ビーム９３の水平面半値角は好ましくは３０°以下であ
り、垂直面半値角は好ましくは３０°以上である。
【００９７】また基地局のファンビームと端末局のファ
ンビームとの交差角度（図８におけるθ0 ）は、好まし
くは３０°以上、更に好ましくは４５°以上、更に好ま
しくは６０°以上である。
ンビームとの交差角度（図８におけるθ0 ）は、好まし
くは３０°以上、更に好ましくは４５°以上、更に好ま
しくは６０°以上である。
【００９８】上記基地局装置８１及び端末局装置９１は
送受信回路、変復調回路、及びベースバンド回路を具備
する装置である。該基地局装置８１は金属ケーブルまた
は光ファイバにより交換機や通信網に接続される。該端
末局装置９１は携帯型情報処理手段と一体化して構成さ
れるか、または該手段に装着されるボードやカードとし
て、もしくは該手段の付加装置として構成される。上記
基地局アンテナ８２及び端末局アンテナ９２は、例えば
ホーンアンテナ等の開口面アンテナ、またはマイクロス
トリップアンテナ等の平面アンテナ、或いはこれらを複
数配列したアレーアンテナ等で実現される。
送受信回路、変復調回路、及びベースバンド回路を具備
する装置である。該基地局装置８１は金属ケーブルまた
は光ファイバにより交換機や通信網に接続される。該端
末局装置９１は携帯型情報処理手段と一体化して構成さ
れるか、または該手段に装着されるボードやカードとし
て、もしくは該手段の付加装置として構成される。上記
基地局アンテナ８２及び端末局アンテナ９２は、例えば
ホーンアンテナ等の開口面アンテナ、またはマイクロス
トリップアンテナ等の平面アンテナ、或いはこれらを複
数配列したアレーアンテナ等で実現される。
【００９９】信号品質判定手段９５は、実際には上記端
末局装置９１の中に構成され、高周波信号の信号強度も
しくはＤ／Ｕ、或いは復調した信号の符号誤り率やパケ
ット廃棄率等の信号の完全性を検出しビーム方向制御の
条件判定を行う手段である。
末局装置９１の中に構成され、高周波信号の信号強度も
しくはＤ／Ｕ、或いは復調した信号の符号誤り率やパケ
ット廃棄率等の信号の完全性を検出しビーム方向制御の
条件判定を行う手段である。
【０１００】ビーム方向制御手段９４は、上記端末局ア
ンテナ９２に接続されたステッピングモータ等の回転手
段であり、上記信号品質判定手段９５の命令を受けてそ
の方向を変える。もしくは該ビーム方向制御手段は、上
記アンテナ９２が電気的に指向方向を可変できるフェー
ズドアレーアンテナであり、上記信号品質判定手段９５
の命令を受けてビーム方向を変える手段であってもよ
い。
ンテナ９２に接続されたステッピングモータ等の回転手
段であり、上記信号品質判定手段９５の命令を受けてそ
の方向を変える。もしくは該ビーム方向制御手段は、上
記アンテナ９２が電気的に指向方向を可変できるフェー
ズドアレーアンテナであり、上記信号品質判定手段９５
の命令を受けてビーム方向を変える手段であってもよ
い。
【０１０１】伸縮手段９７は、上記端末局アンテナ９２
に接続された、電気的にその長さが可変できる装置であ
り、上記信号品質判定手段９５の命令を受けてその長さ
を変える。
に接続された、電気的にその長さが可変できる装置であ
り、上記信号品質判定手段９５の命令を受けてその長さ
を変える。
【０１０２】同実施例では、端末局９０が複数ある場合
でも、基地局８０はビーム方向制御を行うことなく該複
数の端末局と通信を行うことができる。
でも、基地局８０はビーム方向制御を行うことなく該複
数の端末局と通信を行うことができる。
【０１０３】端末局９０は自動的に基地局８０の方向に
ファンビーム９３を向け、通信を行うことができ、また
該端末局９０が垂直面内で動揺しても、通信が跡絶える
ことがない。さらに伸縮手段９７によって端末局アンテ
ナ高さを調整し、定在波が立っている伝搬環境において
も伝送品質を良好にすることができる。
ファンビーム９３を向け、通信を行うことができ、また
該端末局９０が垂直面内で動揺しても、通信が跡絶える
ことがない。さらに伸縮手段９７によって端末局アンテ
ナ高さを調整し、定在波が立っている伝搬環境において
も伝送品質を良好にすることができる。
【０１０４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の無線通信
方法は、マルチパスフェージングが問題となる構内無線
通信や、大地反射波が問題となる屋外無線通信において
も、伝送品質に関係する遅延分散を小さくし、かつ所要
波電力対不要波電力の比（Ｄ／Ｕ）を大きくできるの
で、高速無線データ伝送が可能である。また送受信とも
にペンシルビームを用いた無線通信手段に比べて、ビー
ム方向合わせや追尾等のビーム制御が少なくて済むため
無線装置の構成を簡単にし、更にアンテナの寸法が小さ
く低コスト化・小型化が可能である。
方法は、マルチパスフェージングが問題となる構内無線
通信や、大地反射波が問題となる屋外無線通信において
も、伝送品質に関係する遅延分散を小さくし、かつ所要
波電力対不要波電力の比（Ｄ／Ｕ）を大きくできるの
で、高速無線データ伝送が可能である。また送受信とも
にペンシルビームを用いた無線通信手段に比べて、ビー
ム方向合わせや追尾等のビーム制御が少なくて済むため
無線装置の構成を簡単にし、更にアンテナの寸法が小さ
く低コスト化・小型化が可能である。
【図１】従来の無線通信手段の第一の例を示す図であ
る。
る。
【図２】従来の無線通信手段の第二の例を示す図であ
る。
る。
【図３】従来の無線通信手段の第三の例を示す図であ
る。
る。
【図４】従来の無線通信手段の第四の例を示す図であ
る。
る。
【図５】従来の無線通信手段の第五の例を示す図であ
る。
る。
【図６】本発明の効果を説明するための第一の図であ
る。
る。
【図７】本発明の効果を説明するための第二の図であ
る。
る。
【図８】本発明の効果を説明するための第三の図であ
る。
る。
【図９】本発明の無線通信手段の第一の実施例を示す図
である。
である。
【図１０】本発明の無線通信手段の第三の実施例を示す
図である。
図である。
【図１１】本発明の無線通信手段の第四の実施例を示す
図である。
図である。
【図１２】本発明の無線通信手段の第五の実施例を示す
図である。
図である。
【図１３】本発明の無線通信手段の第六の実施例を示す
図である。
図である。
【図１４】本発明の無線通信手段の第七の実施例を示す
図である。
図である。
１ 地上の基地局 ２ 基地局アンテナ ３ ファンビーム ４ 飛行機上の端末局 ５ 端末局アンテナ ６ オムニビーム ７ 電波 １１ 人工衛星に搭載した基地局 １２ 成形ビーム １３ 日本列島 １４ 船上の端末局 １５ ファンビーム ２１ 基地局 ２２ 基地局アンテナ ２３ セクタビーム ２４ 携帯端末局 ２５ 端末局アンテナ ２６ オムニビーム ３１ 鉄塔上の基地局 ３２ 基地局アンテナ ３３ オムニビーム ３４ 端末局アンテナ ３５ ペンシルビーム ４１ 基地局 ４２ 基地局アンテナ ４３ ペンシルビーム ４４ 端末局 ４５ 端末局アンテナ ４６ ペンシルビーム ５０ 側壁 ５１ 送信点 ５２ 受信点 ５３ 見通し伝搬路 ５４ 直交座標の原点 ５５ 送信ファンビームの正面図 ５６ 受信ファンビームの正面図 ５７ 交差角度 ８０ 基地局 ８１ 基地局装置 ８２ 基地局アンテナ ８３ 基地局ファンビーム ８４ ビーム方向制御手段 ８５ 信号品質判定手段 ８６ ビーム切り替え手段 ９０ 端末局 ９１ 端末局装置 ９２ 端末局アンテナ ９３ 端末局ファンビーム ９４ ビーム方向制御手段 ９５ 信号品質判定手段 ９６ ビーム切り替え手段 ９７ 伸縮手段
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−104780（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−260820（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01Q 3/12 H04B 7/26
Claims (9)
- 【請求項１】 少なくとも一つの基地局と、少なくとも
一つの端末局の間で通信を行う無線通信方法において、 基地局とこれと通信する端末局のアンテナ指向性が、互
いに交差したファンビームであることを特徴とする無線
通信方法。 - 【請求項２】 前記無線通信方法において、 基地局のアンテナ指向性が、水平面は垂直面に比して広
いビーム形状のファンビームであり、 端末局のアンテナ指向性が、水平面は垂直面に比して狭
いビーム形状のファンビームであることを特徴とする請
求項１に記載の無線通信方法。 - 【請求項３】 前記無線通信方法において、 基地局が、端末局から送られてくる信号の品質を判定す
る信号品質判定手段と、該信号品質判定手段の判定結果
に基づいてビーム方向を変えるビーム方向制御手段とを
具備することを特徴とする請求項１ないし２のいずれか
の項に記載の無線通信方法。 - 【請求項４】 前記無線通信方法において、 基地局が、複数のファンビームと、端末局から送られて
くる信号の品質を判定する信号品質判定手段と、該信号
品質判定手段の判定結果に基づいてビームを切り替える
ビーム切り替え手段とを具備することを特徴とする請求
項１ないし３のいずれかの項に記載の無線通信方法。 - 【請求項５】 前記無線通信方法において、 端末局が、基地局から送られてくる信号の品質を判定す
る信号品質判定手段と、該信号品質判定手段の判定結果
に基づいてビーム方向を変えるビーム方向制御手段とを
具備することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか
の項に記載の無線通信方法。 - 【請求項６】 前記無線通信方法において、 端末局が、複数のファンビームと、基地局から送られて
くる信号の品質を判定する信号品質判定手段と、該信号
品質判定手段の判定結果に基づいてビームを切り替える
ビーム切り替え手段とを具備することを特徴とする請求
項１ないし５のいずれかの項に記載の無線通信方法。 - 【請求項７】 前記無線通信方法において、 基地局のアンテナ指向性の水平面半値角が４５°以上で
あり、垂直面半値角が４５°以下であることを特徴とす
る請求項１ないし６のいずれかの項に記載の無線通信方
法。 - 【請求項８】 前記無線通信方法において、 端末局のアンテナ指向性の水平面半値角が３０°以下で
あり、垂直面半値角が３０°以上であることを特徴とす
る請求項１ないし７のいずれかの項に記載の無線通信方
法。 - 【請求項９】 前記無線通信方法において、 基地局のファンビームと端末局のファンビームとの交差
角度が４５°以上であることを特徴とする請求項１ない
し８のいずれかの項に記載の無線通信方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08598395A JP3286879B2 (ja) | 1995-03-20 | 1995-03-20 | 無線通信方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08598395A JP3286879B2 (ja) | 1995-03-20 | 1995-03-20 | 無線通信方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08265033A JPH08265033A (ja) | 1996-10-11 |
| JP3286879B2 true JP3286879B2 (ja) | 2002-05-27 |
Family
ID=13873941
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08598395A Expired - Fee Related JP3286879B2 (ja) | 1995-03-20 | 1995-03-20 | 無線通信方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3286879B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4702336B2 (ja) * | 2007-08-10 | 2011-06-15 | 株式会社デンソーウェーブ | 携帯型ｒｆｉｄタグ読取器 |
| JP2019009744A (ja) * | 2017-06-28 | 2019-01-17 | 日本電信電話株式会社 | 無線通信装置及び無線通信システム |
-
1995
- 1995-03-20 JP JP08598395A patent/JP3286879B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08265033A (ja) | 1996-10-11 |
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