JP4197408B2

JP4197408B2 - COMMUNICATION SYSTEM, TERMINAL DEVICE, AND RELAY STATION SELECTION METHOD FOR COMMUNICATION SYSTEM

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Publication number: JP4197408B2
Application number: JP2002186207A
Authority: JP
Inventors: 正幸星野; 憲一三好
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-06-26
Filing date: 2002-06-26
Publication date: 2008-12-17
Anticipated expiration: 2022-06-26
Also published as: JP2004032391A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体通信システム、移動局及び移動体通信システムの中継局選択方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、２つの端末装置間において通信を行う場合に、他の端末装置を中継局として用いる、いわゆるマルチホップアドホックネットワークと呼ばれるシステムが考えられている。
【０００３】
このシステムでは、「2001年ＲＣＳ研究会信学技報ＲＣＳ2001-19、”適応アンテナを考慮したマルチホップアドホックネットワークの性能評価”」に記載されているように、２つの端末装置が、他の端末装置を中継局として用いながら通信を行う。中継局として用いられる端末装置は、アダプティブアレイアンテナと呼ばれる指向性の制御が可能なアンテナ装置を用い、２つの端末装置に対する指向性を、希望する方向に対して強く送受信できるビームを形成し、干渉となる方向に対しては弱く送受信できるヌルを形成するように調整し、通信環境を良好に保つように意図されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来考えられているマルチホップアドホックネットワークシステムの中継局として利用される端末装置においては、アダプティブアレイアンテナによるアンテナの指向性制御を行うにあたって、ビーム及びヌルを意図した通りに形成する必要がある。
【０００５】
このビーム及びヌルの形成というのは、「2001年ＲＣＳ研究会信学技報ＲＣＳ2001-18」に記載されているように、水平面のみに着目して意図したビーム及びヌル形成が可能であるという点を根拠としている。
【０００６】
従って、中継局として利用される端末装置が一定の角度（アンテナが垂直）に保たれている場合においては、意図した指向性を得ることが可能であるが、端末装置の仰角が変動する場合には、そのアンテナの角度も変動することにより、意図したビーム及びヌルの形成が困難であり、端末装置間での任意仰角方向への相互結合の補償は困難であった。
【０００７】
特に、中継局として利用される携帯電話機等の端末装置のユーザは、その通信の当事者とは無関係であり、例えばそのユーザが携帯電話機を鞄の中に収めて移動中である場合には、携帯電話機が必ずしも意図する仰角方向に保たれているとは限らない。
【０００８】
従って、従来のマルチホップアドホックネットワークシステムでは、アダプティブアレイアンテナ（適応アンテナ）を用いた端末装置を中継局として利用しても、通信環境を常に良好に保つことは困難であるという問題がある。
【０００９】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、一段と良好な通信環境を提供し得るマルチホップアドホックネットワークシステム構成の移動体通信システム、移動局及び移動体通信システムの中継局選択方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の通信システムは、第１の端末装置からの信号を第２の端末装置に受け渡す中継局として動作可能な第３の端末装置と、前記第３の端末装置から供給される前記第３の端末装置の姿勢変化を表す姿勢変化情報に基づいて、前記第３の端末装置を中継局として利用するか否かを判断する前記第１の端末装置と、を具備する構成を採る。
【００１１】
この構成によれば、中継局として利用するか否かを、その端末装置の姿勢変化情報に基づいて判断することにより、良好な指向性の確保が可能な端末を中継局として利用することができる。
【００１２】
本発明の通信システムは、上記構成において、前記第３の端末装置は、自身の仰角変動情報を前記姿勢変化情報として測定する測定手段を具備する構成を採る。
【００１３】
この構成によれば、端末装置の仰角変動量の測定結果に基づいて中継局としての利用が可能であるか否かを判断することにより、実際の仰角変動に基づく判断が可能となる。
【００１４】
本発明の通信システムは、上記構成において、前記第３の端末装置は、自身の姿勢変化情報を予め保持している構成を採る。
【００１５】
この構成によれば、端末装置を、姿勢の変化が大きい端末装置、または少ない端末装置に予め分類し、その分類された端末装置に対応する姿勢変化情報をそれぞれの端末装置に予め保持させることにより、ジャイロといった複雑な構成の仰角変動測定手段を端末装置に設ける必要がなくなる。
【００１６】
本発明の端末装置は、中継局として動作可能な他の端末装置から送信された、前記他の端末装置の姿勢変化を表す姿勢変化情報に基づいて前記他の端末装置が中継局として利用可能であるか否かを判断する判断手段と、前記判断手段の判断結果に基づいて、前記他の端末装置を中継局として利用する制御手段と、を具備する構成を採る。
【００１７】
この構成によれば、中継局として利用するか否かを、その中継局として動作可能な端末装置の姿勢変化情報に基づいて判断することにより、良好な指向性の確保が可能な端末を中継局として利用することができる。
【００１８】
本発明の端末装置は、自身の姿勢変化を表す姿勢変化情報を送信する姿勢変化情報送信手段と、他の端末装置から受信された、中継局としての動作を要請する信号に基づいて中継局としての動作を実行する制御手段と、を具備する構成を採る。
【００１９】
この構成によれば、自身の姿勢変化情報を送信することにより、自身が中継局として利用可能であるか否かを、他の端末装置に判断させることができる。
【００２０】
本発明の端末装置は、上記構成において、前記姿勢変化情報送信手段は、前記端末装置自身の仰角変動を測定する測定手段を具備し、当該測定手段の測定結果に基づいて前記姿勢変化情報を生成する構成を採る。
【００２１】
この構成によれば、自身の仰角変動量の測定結果に基づいて中継局としての利用が可能であるか否かを判断させることにより、実際の仰角変動に基づく判断が可能となる。
【００２２】
本発明の端末装置は、上記構成において、前記姿勢変化情報送信手段は、前記端末装置自身の姿勢変化情報を予め保持し、当該保持されている姿勢変化情報を送信する構成を採る。
【００２３】
この構成によれば、端末装置を、姿勢変化が大きい端末装置、または少ない端末装置に予め分類し、その分類された端末装置に対応する姿勢変化情報をそれぞれの端末装置に予め保持させることにより、ジャイロといった複雑な構成の姿勢変化測定手段を端末装置に設ける必要がなくなる。
【００２４】
本発明の通信システムの中継局選択方法は、第１の端末装置からの信号を第２の端末装置に受け渡す中継局として動作可能な第３の端末装置において、当該第３の端末装置自身の姿勢変化を表す姿勢変化情報を前記第１の端末装置に送信し、前記第３の端末装置から送信された前記姿勢変化情報に基づいて、前記第３の端末装置を中継局として利用するか否かを前記第１の端末装置において判断し、前記判断結果に基づいて、前記第３の端末装置を中継局として利用するようにした。
【００２５】
この方法によれば、中継局として利用するか否かを、その端末装置の姿勢変化情報に基づいて判断することにより、良好な指向性の確保が可能な端末を中継局として利用することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明の骨子は、中継局を選択する際に、中継局として動作可能な構成を有する端末装置の姿勢変化（仰角変動）を表す姿勢変化情報に基づいて、選択の可否を判断することにより、水平面での指向性パターンが所望のパターンからはずれ易いか否かに基づく中継局の選択を可能とすることである。
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るマルチホップアドホックネットワークシステムを適用した通信システム１００の構成を示すブロック図である。
【００２９】
図１において、携帯電話機等の端末装置１０１及び１０６が移動局として互いの間で通信を行う場合について説明する。端末装置１０１及び１０６は、互いの間で通信を行う際に、その間に存在する他の端末装置１０２〜１０５のいずれかを中継局として利用することにより、基地局等を介さずに通信を行う。
【００３０】
この場合、端末装置１０１及び１０６間において通信を行うための中継局として、端末装置１０２〜１０５のいずれかを選択する必要がある。通信システム１００では、中継局として機能する構成を有する端末装置１０２〜１０５が、所定のタイミングごとに定期的にルート検索信号を送信する。このルート検索信号を受信した端末装置１０１は、当該ルート検索信号の送信元である端末装置１０２〜１０５のうち、いずれが中継局として利用可能であるか、又はより良い通信環境を提供し得るものであるかを判断するようになされている。
【００３１】
因みに、端末装置１０１及び１０６の間にある複数の端末装置１０２〜１０５のうち、端末装置１０２及び１０３のみが、端末装置１０１との間で直接信号を送受信可能な範囲にある場合には、これら２つの端末装置１０２及び１０３から送信されるルート検索信号のみが端末装置１０１において受信されることとなり、この結果において、これらいずれかの端末装置１０２又は１０３と端末装置１０１との間で通信路が確立される。そして、端末装置１０２及び１０３は、その先にある端末装置１０４及び１０５から定期的に送信されるルート検索信号を受信することにより、当該端末装置１０２又は１０３と、端末装置１０４又は１０５との間で通信路が確立される。このように、通信システム１００では、端末装置１０１及び１０６の間にある端末装置１０２〜１０５のいずれかが中継局として利用され、端末装置１０１及び１０６の通信が確立される。
【００３２】
因みに、図１においては、互いに通信を行う端末装置１０１及び１０６の間に、中継局として機能する構成を有する端末装置が４つ存在する場合を示しているが、実際には端末装置１０１及び１０６の間には、さらに多くの端末装置が存在する場合、又は３つ以下の端末装置が存在する場合もあり得る。
【００３３】
図２は、中継局装置として動作可能である構成を有する端末装置１０２の構成を有するブロック図である。なお、図１に示した端末装置１０３〜１０５も、端末装置１０２と同様の構成を有するものとする。
【００３４】
図２において、端末装置１０２は、複数の素子アンテナ１１２−１〜１１２−ｎにおいて受信された信号をこれらの素子アンテナ１１２−１〜１１２−ｎに対応した受信ＲＦ（Radio Frequency）部１１３−１〜１１３−ｎに入力する。各受信ＲＦ部１１３−１〜１１３−ｎは、それぞれ入力された信号に対して、ダウンコンバート処理等の受信処理を施した後、指向性制御部１１５に供給する。
【００３５】
指向性制御部１１５は、複数の受信ＲＦ部１１３−１〜１１３−ｎから供給された受信信号に対して、回線推定、最適ウェイトを用いた適応的指向性受信信号の生成等の処理を行う。
【００３６】
指向性制御部１１５においてウェイト制御が行われた受信信号は、受信信号復調部１１６に供給され、ここで所定の復調処理が施される。
【００３７】
また、送信信号生成部１１７は、送信用とする信号を変調した後、これを指向性制御部１１５に供給する。指向性制御部１１５は、送信信号生成部１１７から供給された信号を、ウェイト制御された複数の送信信号として送信ＲＦ部１２５−１〜１２５−ｎにそれぞれ供給する。
【００３８】
送信ＲＦ部１２５−１〜１２５−ｎは、指向性制御部１１５から供給される各ウェイト制御された送信信号に対して、それぞれアップコンバート処理等を施した後、これを対応する素子アンテナ１１２−１〜１１２−ｎを介して送信する。かくして、端末装置１０２では、その指向性制御部１１５によるアダプティブアレイアンテナ技術により、信号を良好な送受信環境（指向性パターン）にて送受信することができる。すなわち、端末装置１０２等の端末装置では、アダプティブアレイアンテナと呼ばれる指向性の制御が可能なアンテナ装置を用い、２つの他の端末装置に対する指向性を、希望する方向に対して強く送受信できるビームを形成し、干渉となる方向に対しては弱く送受信できるヌルを形成するように調整し、通信環境を良好に保つようになされている。
【００３９】
この端末装置１０２は、中継局として動作する場合には、受信ＲＦ部１１３−１〜１１３−ｎを介して受信された信号に基づいて、指向性制御部１１５において指向性制御した後、この受信された信号を、送信ＲＦ部１２５−１〜１２５−ｎを介して送信するようになされている。
【００４０】
ここで、この中継局として利用可能である端末装置１０２には、ルート検索制御部１１８が設けられている。ルート検索制御部１１８は、送信電力値を電力情報として生成する電力情報生成部１１９と、端末装置１０２の環境における干渉状態を干渉情報として生成する干渉情報生成部１２０と、端末装置１０２の仰角の角度変動を表す仰角変動情報を生成する仰角変動情報生成部１２１とを有する。
【００４１】
干渉情報生成部１２０は、指向性制御部１１５を介して供給された受信信号のＳＩＲ（Signal Interference Ratio）値や干渉電力量を干渉情報として生成する。また、仰角変動情報生成部１２１は、例えばジャイロ等の仰角測定手段を有しこの測定結果を、端末装置１０２の姿勢変化を表す仰角変動情報（姿勢変化情報）として生成する。この仰角変動情報は、本発明の特徴をなすものであり、その態様は種々のものが考えられる。詳細については後述する。
【００４２】
ルート検索制御部１１８は、電力情報生成部１１９、干渉情報生成部１２０及び仰角変動情報生成部１２１において生成された各情報を、指向性制御部１１５に供給する。指向性制御部１１５は、ルート検索制御部１１８から供給されたこれらの各情報を送信信号に挿入して送信する。
【００４３】
従って、図１について上述したように、端末装置１０２は、ルート検索制御部１１８において生成された電力情報、干渉情報及び仰角変動情報を、ルート検索用情報として定期的に送信する。
【００４４】
このルート検索用情報を受信した端末装置１０１は、そのルート検索用情報に基づいて、端末装置１０２が中継局として利用可能な通信環境にあるか否かを判断する。この判断のタイミングとしては、その端末装置１０１が他の端末装置（例えば端末装置１０６）との間で通信を行うためのルート（中継局）を探索する場合、又は、中継局として機能することが可能な端末装置１０２又は１０３からの定期的なルート検索情報を受信する毎に行う等、そのタイミングとしては種々のタイミングを適用することができる。
【００４５】
図３は、移動局装置として動作する端末装置１０１の構成を示すブロック図である。図３において、端末装置１０１は、素子アンテナ１３２において受信された信号を受信ＲＦ部１３３に入力する。受信ＲＦ部１３３は、入力された信号に対して、ダウンコンバート処理等の受信処理を施した後、ルート検索信号受信部１３４、受信信号復調部１３５及びルート確立信号受信部１３６にそれぞれ供給する。
【００４６】
受信信号復調部１３４は、受信ＲＦ部１３３から供給された受信信号に対して、所定の復調処理を施す。ルート検索信号受信部１３４は、受信ＲＦ部１３３から供給された受信信号から、その受信信号に挿入されているルート検索用情報を抽出し、当該抽出された情報をルート検索制御部１３８に供給する。
【００４７】
ルート検索制御部１３８は、受信信号から抽出されたルート検索用情報に含まれている電力情報と、受信信号の受信信号レベルに基づいて、その受信信号の送信元である端末装置１０２との間の通信状態を判定する。また、ルート検索制御部１３８は、受信信号から抽出されたルート検索用情報に含まれている干渉情報に基づいて、その受信信号の送信元である端末装置１０２の干渉状態を判定する。また、ルート検索制御部１３８は、受信信号から抽出されたルート検索用情報に含まれる仰角変動情報に基づいて、その受信信号の送信元である端末装置１０２の仰角変動レベルを判定する。
【００４８】
ルート検索制御部１３８は、これらの判断結果に基づいて、このときの判断対象である端末装置１０２が中継局として利用可能であるか否かを判断する。すなわち、図４は、ルート検索制御部１３８による判定処理手順を示すフローチャートであり、ルート検索制御部１３８は、このとき受信したルート検索用情報に基づき、そのルート検索用情報の送信元である端末装置（例えば端末装置１０２）の電力状態及び干渉状態を判定する（ステップＳＴ１０１）。電力判定部１３９における判定結果として、端末装置１０１及び１０２の間の通信状態（電力状態）が良好であり、かつ、干渉判定部１４０における判定結果として、端末装置１０２の干渉状態が良好である場合には、その端末装置１０２を中継局候補として選択する。この選択結果は、仰角変動判定部１４１における判定結果と併せて、端末装置１０１の内部メモリ（図示せず）に格納される。
【００４９】
このようにして、端末装置１０１のルート検索制御部１３８は、端末装置１０２が中継局候補とするか否かの判断を行った後、ステップＳＴ１０２に移って、その他の端末装置からのルート検索信号を受信したか否かを判断する。ここで、肯定結果が得られると、このことは、端末装置１０１との通信が可能な範囲に中継局として利用可能な構成を有する他の端末装置が存在することを意味しており、このときルート検索制御部１３８は上述のステップＳＴ１０１に戻って、新たな端末装置からのルート検索用情報に基づいて、その端末装置の電力状態及び干渉状態を判定し、当該判定結果に基づいて、その端末装置が中継局として利用可能な電力状態及び干渉状態であるか否かを判断する。
【００５０】
このように、その他の端末装置から送信されたルート検索信号に基づいて、順次、当該その他の端末装置についても、中継局候補として選択するか否かを判断する。そして、ルート検索信号を受け取った全ての端末装置（例えば図１に示した端末装置１０２及び１０３）について、中継局候補とするか否かの選択結果と、各仰角変動判定結果とを求めた後、ルート検索制御部１３８はステップＳＴ１０３に移る。
【００５１】
ステップＳＴ１０３において、ルート検索制御部１３８は、各中継局候補について、端末装置１０１のルート検索制御部１３８は、それらのうち、最も仰角変動の少ない端末装置を中継局として選択する。
【００５２】
かくして、端末装置１０１のルート確立信号送信部１４２は、中継局として選択した端末装置（例えば端末装置１０２とする）に対して、ルート確立信号を送信し、このルート確立信号を受信した端末装置１０２は、そのルート確立信号に対する応答を端末装置１０１に返信することにより、送信元としての端末装置１０１及び中継局としての端末装置１０２の間において通信路（ルート）が確立される。
【００５３】
このようにして、端末装置１０１及び１０２の間の通信路（ルート）が確立されると、これに続いて、このとき新たに中継局として選択及び確立された端末装置１０２が、上述の端末装置１０１の場合と同様にして、このとき最終的に確立しようとしている端末装置１０６との間にある他の端末装置１０４及び１０５のいずれかを中継局として選択する。
【００５４】
以上説明した中継局の選択処理を繰り返しながら端末装置１０１及び１０６の間において、複数の端末装置（例えば端末装置１０２及び１０５）を中継局とした通信路（ルート）が確立される。これにより、端末装置１０１及び１０６は、互いに通信を行うことが可能となる。
【００５５】
ここで、端末装置１０２〜１０５から送信されるルート検索用情報に含まれる仰角変動情報（姿勢変化情報）について説明する。この実施の形態の場合、端末装置１０２の仰角変動情報生成部１２１は、ジャイロ等の仰角測定手段を有し、この仰角測定手段によって測定された結果を、内部メモリ（図示せず）に格納する。仰角変動情報生成部１２１は、所定のタイミングごとに仰角測定結果を内部メモリ（図示せず）に格納して行くことにより、過去所定期間における仰角測定結果に基づいて、仰角の変動状態を検出する。この仰角変動状態としては、過去所定期間における仰角の変動量の最大値を変動状態として用いる。但し、仰角変動状態としては、変動量の最大値に限らず、過去所定期間における仰角測定結果の変動の周期等も考慮することが考えられる。この場合には、変動の周期が短く、変動量の大きさも予め定められた一定値以上となっている場合には、その端末装置の姿勢が頻繁に変動し、未来にわたって変動量が大きく変化することが予測されるものとして、変動量が大きい場合と等価として扱うこととなる。端末装置１０２では、このようにして得られた仰角変動情報を、定期的にブロードキャストしている。
【００５６】
また、上述のルート検索制御部１１８の仰角変動情報生成部１２１では、ジャイロを用いて仰角測定を行うような、実測値に基づいた仰角変動情報の生成を行う場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば、利用形態を限定して事前に設定するようにしてもよい。すなわち、仰角変動が小さい車載用の端末装置については、クラスＡを仰角変動情報（姿勢変化情報）として設定し、また、鞄等によって持ち歩くタイプの端末装置については、クラスＢを仰角変動情報（姿勢変化情報）として設定し、また、頻繁に通話に用いるタイプの端末装置については、クラスＣを仰角変動情報（姿勢変化情報）として予め内部メモリ等に設定しておく。
【００５７】
そして、端末装置１０１が、その端末装置を中継局として用いるか否かの判断を行う場合に、電力及び干渉の制約が緩い場合には、クラスＡ、クラスＢ及びクラスＣの全てを利用可能であると判断し、これに対して、制約が厳しい場合には、クラスＡから優先的に選択する。これにより、中継局として利用可能な端末装置１０２〜１０５において、ジャイロ等の複雑な構成を用いることなく、クラスを表す情報を記憶しておくだけでよく、その構成を一段と簡略化することができる。
【００５８】
因みに、図５及び図６は、通信元（端末装置１０１）と通信先（端末装置１０６）との間に、中継局として機能する構成を有する端末装置１０２及び１０３がある場合の、通信路（ルート）の確立手順を説明する略線図である。
【００５９】
図５において、端末装置１０２及び１０３は、それぞれ、所定のタイミング毎に、ルート検索用情報を配布（送信）する。このルート検索用情報を受信した端末装置１０１及び１０６は、そのルート検索用情報に基づいて、電力状態、干渉状態をそれぞれ判定するとともに、仰角変動情報に基づいて仰角変動量を判定する。
【００６０】
そして、図６に示すように、端末装置１０１は、電力状態及び干渉状態が良好であることを条件に、仰角変動量が小さい端末装置１０２を中継局として選択する。これにより、端末装置１０６を相手に通信をしようとする端末装置１０１と、中継局として利用される端末装置１０２との間の通信路が確立される。すなわち、端末装置１０１は、端末装置１０２を中継局として選択して、マルチホップ接続を行う。
【００６１】
この状態において、端末装置１０２は、通信先として指定された端末装置１０６に対して、通信要求を送信することにより、この端末装置１０２及び１０６間においても通信路が確立され、この結果、端末装置１０１及び１０６間において、端末装置１０２を中継局とした通信路が確立される。
【００６２】
以上の構成において、通信システム１００では、中継局として機能し得る端末装置１０２〜１０５のなかから、その仰角変動量の小さいものを選択する。中継局として選択された端末装置においては、その仰角変動量が小さいことにより、所望の指向性をその目標通りに利用することが可能となる。
【００６３】
すなわち、通信システム１００においては、中継局として利用される端末装置１０２〜１０５は、中継局として利用される限りにおいて、そのユーザの意図に関わらず選択されることとなる。
【００６４】
このことは、中継局として利用される端末装置の姿勢は、常に一定となっているとは限らないことを意味している。従って、中継局を選択する端末装置（例えば端末装置１０１）は、中継局として選択可能な端末装置（例えば端末装置１０２及び１０３）のなかから、その仰角変動量の最も小さいものを選択する。これにより、実際に通信を行う際に、その中継局として選択された端末装置の姿勢が、意図した指向性が得られる姿勢となっている可能性が最も高いこととなる。
【００６５】
従って、このような方法によって選択された中継局を介して通信を行うことにより、一段と良好な通信環境での通信を行うことができる。
【００６６】
このように、本実施の形態の装置によれば、通信路（ルート）を検索する手順として、定期的なブロードキャストにより仰角変動量を、中継局として選択可能な端末装置から、その周囲の端末装置に配布することにより、ルート検索時に、仰角方向の変動量が小さな端末装置ほど優先度が高くなるように検索する。これにより、ビーム・ヌル形成を意図したとおりに実現できる端末が中継局の役割を果たすことで、通信システム１００におけるリンクを空間的に分離する効果を十分に発揮させることができる。
【００６７】
（実施の形態２）
図７は、本発明の実施の形態２に係るマルチホップアドホックネットワークシステムに用いられる、中継局装置として動作可能である端末装置２０２の構成を示すブロック図である。但し、図２に示した端末装置１０２と同一となる部分には図２と同一符号を付して示し、詳しい説明は省略する。
【００６８】
図７に示す端末装置２０２は、ルート検索制御部１１８において、電力情報生成部１１９及び干渉情報生成部１２０を有しており、図２について上述した仰角変動情報生成部１２１を有していない点、及び、良好な指向性を確保する手段として指向性更新速度制御部２０５を有している点が、図２に示した端末装置１０２の構成と異なる。
【００６９】
端末装置２０２は、ルート検索制御部１１８の電力情報生成部１１９において生成された電力情報と、干渉情報生成部１２０において生成された干渉情報とを定期的にブロードキャストしており、この情報に基づいて、端末装置１０１によって当該端末装置２０２が中継局として選択されると、ルート検索制御部１１８は、端末装置１０１から送信されたルート確立信号を受信信号から得ることにより、端末装置２０２が中継局として選択されたことを認識し、指向性更新速度制御部２０５によって、指向性制御部１１５でのアダプティブアレイアンテナ技術の指向性制御の更新速度を速くする。
【００７０】
このように、端末装置２０２では、中継局として選択されると、アダプティブアレイアンテナの指向性の更新速度を速くすることにより、端末装置２０２の姿勢変化によって水平面内での指向性パターンが変化する速度に対して、指向性更新速度を追従させることができる。
【００７１】
これにより、端末装置２０２の姿勢が変化して端末装置１０１との間の水平面内での指向性パターンが変化しても、指向性制御部１１５における指向性更新速度が速くなることにより、端末装置１０１及び端末装置２０２との間では、良好な通信環境を維持することができる。
【００７２】
因みに、図８は、中継局として利用可能な端末装置（例えば端末装置１０２）のルート検索制御部１１８における指向性更新速度変更処理手順を示すフローチャートである。図８においてルート検索制御部１１８は、ステップＳＴ１１１において、選択結果を待ち受ける。そして、端末装置１０２を中継局として利用する旨を示すルート確立信号を受信すると、ルート検索制御部１１８は、ステップＳＴ１１２において肯定結果を得ることにより、ステップＳＴ１１３に移り、指向性更新速度制御部２０５に対して、指向性制御部１１５によるアダプティブアレイアンテナの指向性の更新速度（頻度）を高くする旨の制御信号を供給する。
【００７３】
これにより、指向性更新速度制御部２０５は、指向性制御部１１５におけるアダプティブアレイアンテナの指向性更新速度の更新頻度を高くする。この結果、指向性制御部１１５では、端末装置１０２の姿勢が変化しても、端末装置１０１との間の良好な通信環境が得られる指向性制御を常に行うことができる。
【００７４】
そして、ルート検索制御部１１８は、ステップＳＴ１１４に移り、中継局として選択された状態が解除されるのを待ち受ける。端末装置１０１とその通信相手である端末装置１０６（図１）との間の通信が完了すると、中継局として選択されている端末装置１０２の選択状態が端末装置１０１からの解除要求信号によって解除される。
【００７５】
この結果、端末装置１０２のルート検索制御部１１８は、ステップＳＴ１１５において肯定結果を得、続くステップＳＴ１１６に移って、指向性更新速度を通常の状態に戻した後、上述のステップＳＴ１１１に戻って、新たな選択結果を待ち受けることとなる。
【００７６】
図９は、中継局として利用される端末装置１０２の指向性制御による指向性パターンを示す略線図である。この図９に示すように、中継局として機能する端末装置１０２の傾きがある範囲内（ｉ′）である場合には（図９（Ｂ））、その指向性は、端末装置１０１及び１０６に対して良好なパターンが形成されるのに対して、端末装置１０２の傾きが大きくなると（図９（Ｃ））、その指向性は端末装置１０１及び１０６に対して、通信を行うに十分ではなくなる。従って、この場合には、指向性更新速度が高められることにより、良好な指向性パターンが維持されることとなる。
【００７７】
このように、本実施の形態の装置によれば、マルチホップによる通信路（ルート）を確立する場合、中継局として選択された端末装置（例えば端末装置１０２）において、アダプティブアレイアンテナの適応的指向性制御の更新頻度を高くすることにより、中継局として選択された端末装置１０２の姿勢が変化しても、当該端末装置１０２の指向性は、中継局として用いられる良好な指向性を維持することができる。従って、端末装置１０２のユーザが当該端末装置１０２が中継局として利用されていることの認識の有無に関わらず、その端末装置１０２を中継局として実用上十分な通信環境を維持しながら、利用することができる。
【００７８】
因みに、図７について上述した端末装置１０２では、仰角変動情報生成部１２１（図２）を用いることに代えて、指向性更新速度制御部２０５により指向性更新速度を適応的制御する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば、図２について上述した仰角変動情報生成部１２１を併用し、「現在、中継局の役割を果たしている」という条件と、「仰角方向の変動量（例えばジャイロ等の仰角変動測定手段により測定した結果）が秒間数十°におよぶ」という条件との両方が成立した場合に、指向性更新速度を高くするようにしてもよい。このようにすれば、中継局として機能しているという条件だけで指向性更新速度を高くする場合に比べて、実際の仰角変動を考慮した制御を行うことができ、実際の状態に一段と適応した制御を行うことができる。従って、この場合には、中継局として機能している場合であっても、仰角変動量が大きくなっていない場合には、指向性更新速度は、高くならないことにより、消費電力を抑える効果もある。
【００７９】
（実施の形態３）
図１０は、本発明の実施の形態３に係るマルチホップアドホックネットワークシステムに用いられる、中継局装置として動作可能である端末装置３０２の構成を示すブロック図である。但し、図２に示した端末装置１０２と同一となる部分には図２と同一符号を付して示し、詳しい説明は省略する。
【００８０】
図１０に示す端末装置３０２は、仰角変動情報生成部１２１において生成された仰角変動情報に基づいて、指向性制御を行うか否かを判定する指向性適用判定部３０５を有している点が、図２に示した端末装置１０２の構成と異なる。
【００８１】
端末装置３０２は、ルート検索制御部１１８の電力情報生成部１１９において生成された電力情報と、干渉情報生成部１２０において生成された干渉情報、仰角変動情報生成部１２１において生成された仰角変動情報とを、ルート検索用情報として定期的にブロードキャストしており、この情報に基づいて、端末装置１０１によって当該端末装置２０２が中継局として選択されると、ルート検索制御部１１８は、端末装置１０１から送信されたルート確立信号を受信信号から得ることにより、端末装置２０２が中継局として選択されたことを認識し、中継局として、端末装置１０１と１０６との中継を行う。
【００８２】
この場合、指向性適用判定部３０５は、仰角変動情報生成部１２１から供給される仰角変動情報に基づいて、指向性制御部３１５の指向性制御を行うための指向性合成部３１７又は、指向性制御を行わず無指向性送信を行うための無指向性合成部３１６のいずれかを選択する。因みに、指向性制御部３１５は、切り換え可能な指向性合成部３１７及び無指向性合成部３１６を有する点を除けば、図１について上述した指向性制御部１１５と同様の構成を有するものとする。
【００８３】
指向性合成部３１７が選択されると、当該指向性合成部３１７によって、アダプティブアレイアンテナのウェイト制御が行われ、各素子アンテナ１１３−１〜１１３−ｎに対して、適応的な重み付けを行うことにより、指向性パターンを端末装置１０１及び１０６との通信を行うために良好なパターンに制御する。この状態を図１１（Ｂ）に示す。
【００８４】
これに対して、無指向性合成部３１６が選択されると、当該無指向性合成部３１６によって、アダプティブアレイアンテナのウェイト制御が行われ、各素子アンテナ１１３−１〜１１３−ｎに対して、無指向性パターンが形成されるような重み付けを行うことにより、無指向性パターンを形成する。この状態を図１１（Ｃ）に示す。
【００８５】
このように、端末装置３０２では、中継局として選択されると、アダプティブアレイアンテナの指向性を端末装置１０１及び１０６との通信に良好なパターンとして適応的に形成する指向性制御、又は無指向性パターンを形成する無指向性制御のいずれかを、仰角変動情報に基づいて選択する。
【００８６】
図１２は、中継局として利用可能な端末装置（例えば端末装置３０２）における指向性適用制御処理手順を示すフローチャートである。図１１において端末装置３０２は、ステップＳＴ１２１において、選択結果を待ち受ける。そして、端末装置３０２を中継局として利用する旨を示すルート確立信号を受信すると、端末装置３０２は、ステップＳＴ１２２において肯定結果を得ることにより、ステップＳＴ１２３に移り、ルート検索制御部１１８の仰角変動情報を指向性適用判定部３０５が取得する。この仰角変動情報としては、ジャイロ等の仰角変動測定手段による現在の仰角方向の変動量が用いられる。
【００８７】
そして、ステップＳＴ１２４において、指向性適用判定部３０５は、取得した仰角変動情報に基づいて、指向性制御部１１５におけるアダプティブアレイアンテナ制御として、端末装置１０１及び１０６との通信に良好なパターンを適応的に形成する指向性制御（指向性合成部３１７）、又は無指向性パターンを形成する無指向性制御（無指向性合成部３１６）のいずれかを選択する。
【００８８】
指向性制御が選択されると、ステップＳＴ１２５において、指向性制御が実行され、指向性合成部３１７によって、送受信信号に対して、最適な指向性パターンが形成されるようなウェイト制御がなされることにより、図１１（Ｂ）に示したように、このとき中継局として機能する端末装置３０２において、その通信元である端末装置１０１と通信先である端末装置１０６に対して、良好な指向性パターンが形成される。
【００８９】
この結果、端末装置３０２の仰角変動量が少ない場合には、アンテナの指向性を適応的に制御することにより、このときの通信元である端末装置１０１と、通信先である端末装置１０６とに対して、良好な指向性パターンを形成することにより、端末装置１０１及び１０６の間において、良好な通信環境で中継局として機能することが可能となる。
【００９０】
これに対して、ステップＳＴ１２４において無指向性制御が選択されると、ステップＳＴ１２６において、無指向性制御が実行され、無指向性合成部３１６によって、送受信信号に対し、無指向性パターンが形成されるようなウェイト制御がなされる。
【００９１】
この結果、端末装置３０２の仰角変動量が大きい場合には、アンテナを無指向性とすることにより、極端に通信環境が劣化する状態を未然に防止することができる。
【００９２】
そして、ルート検索制御部１１８は、ステップＳＴ１２７に移り、中継局として選択された状態が解除されるのを待ち受ける。端末装置１０１とその通信相手である端末装置１０６（図１）との間の通信が完了すると、中継局として選択されている端末装置３０２の選択状態が端末装置１０１からの解除要求信号によって解除される。
【００９３】
この結果、端末装置３０２のルート検索制御部１１８は、ステップＳＴ１２７において肯定結果を得、上述のステップＳＴ１２１に戻って、新たな選択結果を待ち受けることとなる。かくして、この処理手順によれば、「現在、中継局の役割を果たしている」という条件と、「現在は仰角方向に大きく変動している（ジャイロ等によって測定）」という条件との両者が満たされた場合に、無指向性制御に切り換えることにより、中継局として機能するための水平面での指向性パターンが極端にはずれることを防止することができる。
【００９４】
このように、本実施の形態の装置によれば、マルチホップによる通信路（ルート）を確立する場合、中継局として選択された端末装置（例えば端末装置３０２）において、中継局としての役割を果たしている場合に、仰角方向の大きな変化があれば、指向性送受信から無指向性送受信に切り換えることにより、マルチホップにおけるリンクで無理な指向性形成を試みることによって干渉が増大するという不都合を防止することができる。
【００９５】
（他の実施の形態）
なお、上述の実施の形態においては、中継局として利用可能な構成を有する端末装置１０２、２０２及び３０２が中継局として動作する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、これらの端末装置１０２、２０２及び３０２が、端末装置１０１又は１０６のように通信の当事者となるように動作することも可能である。
【００９６】
また、上述の実施の形態においては、中継局として利用可能な端末装置１０２〜１０５、２０２及び３０２が、定期的にルート検索用情報をブロードキャストする場合について述べたが、本発明はこれに限らず、通信を行おうとする端末装置１０１から所定の信号を送信した場合にのみ、この信号を受け取った端末装置が、ルート検索用情報を送信するようにしてもよい。
【００９７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、中継局として利用可能な端末装置の仰角変動（姿勢変化）に基づいて、当該中継局を利用するか否かを決定することにより、仰角変動による当該端末装置の水平面での指向性パターンの劣化が少ない中継局を選択することができる。これにより、中継局として選択された端末装置において、通信の当事者である２つの端末装置に対して、それぞれのリンクを空間的に分離することができ、良好な通信環境での中継を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る通信システムの構成を示すブロック図
【図２】実施の形態１に係る中継局として利用可能な端末装置の構成を示すブロック図
【図３】実施の形態１に係る送信元である端末装置の構成を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態１に係る端末装置の中継局の選択可否の判定処理手順を示すフローチャート
【図５】実施の形態１に係る通信システムの中継局の選択処理の説明に供する略線図
【図６】実施の形態１に係る通信システムの中継局の選択処理の説明に供する略線図
【図７】本発明の実施の形態２に係る中継局として利用可能な端末装置の構成を示すブロック図
【図８】実施の形態２に係る中継局として利用可能な端末装置の動作を説明するためのフローチャート
【図９】実施の形態２に係る中継局として利用可能な端末装置の指向性パターンの説明に供する略線図
【図１０】本発明の実施の形態３に係る中継局として利用可能な端末装置の構成を示すブロック図
【図１１】実施の形態３に係る中継局として利用可能な端末装置の指向性パターンの説明に供する略線図
【図１２】実施の形態３に係る中継局として利用可能な端末装置の動作を説明するためのフローチャート
【符号の説明】
１００通信システム
１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、２０２、３０２端末装置
１１２−１〜１１２−ｎ素子アンテナ
１１３−１〜１１３−ｎ、１３３受信ＲＦ部
１１５指向性制御部
１１６、１３５受信信号復調部
１１７、１４３送信信号生成部
１１８ルート検索制御部
１１９電力情報生成部
１２０干渉情報生成部
１２１仰角変動情報生成部
１２５−１〜１２５−ｎ、１４５送信ＲＦ部
１３４ルート検索信号受信部
１３８ルート検索制御部
１３９電力判定部
１４０干渉判定部
１４１仰角変動判定部
１４２ルート確立信号送信部
２０５指向性更新速度制御部
３０５指向性適用判定部
３１６無指向性合成部
３１７指向性合成部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention Moving body Communications system, Mobile station as well as Moving body The present invention relates to a relay station selection method of a communication system.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a system called a so-called multi-hop ad hoc network that uses another terminal device as a relay station when communicating between two terminal devices has been considered.
[0003]
In this system, as described in “2001 RCS Technical Report RCS2001-19,“ Performance Evaluation of Multihop Ad Hoc Network Considering Adaptive Antenna ””, two terminal devices are connected to other terminals. Communication is performed using the device as a relay station. A terminal device used as a relay station uses an antenna device called an adaptive array antenna that can control directivity, forms a beam that can transmit and receive the directivity with respect to two terminal devices strongly in a desired direction, and interferes. It is intended to maintain a good communication environment by adjusting so as to form a null that can be transmitted and received weakly in the direction.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in a terminal device used as a relay station of a conventionally considered multi-hop ad hoc network system, it is necessary to form a beam and a null as intended when performing antenna directivity control using an adaptive array antenna. .
[0005]
The formation of the beam and the null is that the intended beam and the null can be formed by focusing only on the horizontal plane as described in “2001 RCS Technical Report RCS2001-18”. Based on this.
[0006]
Therefore, when the terminal device used as a relay station is kept at a constant angle (antenna is vertical), the intended directivity can be obtained, but when the elevation angle of the terminal device fluctuates. Since the angle of the antenna also fluctuates, it is difficult to form an intended beam and null, and it is difficult to compensate for mutual coupling between terminal devices in an arbitrary elevation direction.
[0007]
In particular, a user of a terminal device such as a mobile phone used as a relay station is irrelevant to the party involved in the communication. For example, when the user is moving with a mobile phone in a bag, The telephone is not always kept in the intended elevation direction.
[0008]
Therefore, the conventional multi-hop ad hoc network system has a problem that it is difficult to always maintain a good communication environment even if a terminal device using an adaptive array antenna (adaptive antenna) is used as a relay station.
[0009]
The present invention has been made in view of such points, and has a multi-hop ad hoc network system configuration that can provide a better communication environment. Moving body Communications system, Mobile station as well as Moving body It is an object of the present invention to provide a relay station selection method for a communication system.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The communication system according to the present invention includes a third terminal device operable as a relay station that delivers a signal from the first terminal device to the second terminal device, and the third terminal device supplied from the third terminal device. And a first terminal device that determines whether or not to use the third terminal device as a relay station based on posture change information representing a posture change of the terminal device.
[0011]
According to this configuration, by determining whether or not to use as a relay station based on the attitude change information of the terminal device, a terminal capable of ensuring good directivity can be used as the relay station. .
[0012]
The communication system according to the present invention employs a configuration in which, in the above configuration, the third terminal apparatus includes a measuring unit that measures its own elevation angle variation information as the posture change information.
[0013]
According to this configuration, it is possible to make a determination based on actual elevation angle variation by determining whether or not use as a relay station is possible based on the measurement result of the elevation angle variation amount of the terminal device.
[0014]
The communication system according to the present invention employs a configuration in which, in the above configuration, the third terminal device holds its own posture change information in advance.
[0015]
According to this configuration, the terminal devices are classified in advance into terminal devices with a large change in posture or terminal devices with a small amount of posture, and posture change information corresponding to the classified terminal devices is held in advance in each terminal device. Thus, it is not necessary to provide the terminal device with an elevation angle variation measuring means having a complicated configuration such as a gyro.
[0016]
The terminal device of the present invention can use the other terminal device as a relay station based on attitude change information transmitted from another terminal device operable as a relay station and representing the attitude change of the other terminal device. A configuration is adopted that includes a determination unit that determines whether or not there is, and a control unit that uses the other terminal device as a relay station based on a determination result of the determination unit.
[0017]
According to this configuration, by determining whether or not to use as a relay station based on the attitude change information of the terminal device that can operate as the relay station, a terminal that can ensure good directivity is determined as the relay station. Can be used as
[0018]
The terminal device according to the present invention serves as a relay station based on posture change information transmitting means for transmitting posture change information representing its own posture change and a signal received from another terminal device and requesting an operation as a relay station. And a control means for executing the above operation.
[0019]
According to this configuration, it is possible to cause another terminal device to determine whether or not it can be used as a relay station by transmitting its own attitude change information.
[0020]
In the terminal device according to the present invention, in the configuration described above, the posture change information transmitting unit includes a measuring unit that measures an elevation angle variation of the terminal device itself, and generates the posture change information based on a measurement result of the measuring unit. The structure to do is taken.
[0021]
According to this configuration, it is possible to make a determination based on the actual elevation angle variation by determining whether or not the relay station can be used based on the measurement result of the own elevation angle variation amount.
[0022]
The terminal device according to the present invention employs a configuration in which, in the above-described configuration, the posture change information transmitting unit holds posture change information of the terminal device itself and transmits the held posture change information.
[0023]
According to this configuration, the terminal device is pre-classified into a terminal device with a large attitude change or a terminal apparatus with a small attitude, and the attitude change information corresponding to the classified terminal device is held in advance in each terminal device, There is no need to provide a posture change measuring means having a complicated configuration such as a gyro in the terminal device.
[0024]
The relay station selection method for a communication system according to the present invention includes a third terminal device operable as a relay station that delivers a signal from the first terminal device to the second terminal device. Whether or not to transmit attitude change information representing an attitude change to the first terminal apparatus and to use the third terminal apparatus as a relay station based on the attitude change information transmitted from the third terminal apparatus Is determined by the first terminal device, and based on the determination result, the third terminal device is used as a relay station.
[0025]
According to this method, a terminal capable of ensuring good directivity can be used as a relay station by determining whether to use as a relay station based on the attitude change information of the terminal device. .
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The essence of the present invention is that when selecting a relay station, by determining whether or not the relay device can be selected based on posture change information representing posture change (elevation angle variation) of a terminal device having a configuration operable as a relay station, It is possible to select a relay station based on whether or not the directivity pattern on the horizontal plane is easily deviated from a desired pattern.
[0027]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0028]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a communication system 100 to which a multi-hop ad hoc network system according to Embodiment 1 of the present invention is applied.
[0029]
In FIG. 1, a case where terminal devices 101 and 106 such as mobile phones communicate with each other as mobile stations will be described. When the terminal apparatuses 101 and 106 communicate with each other, the terminal apparatuses 101 and 106 communicate with each other without using a base station or the like by using any of the other terminal apparatuses 102 to 105 existing therebetween as a relay station. .
[0030]
In this case, it is necessary to select one of the terminal devices 102 to 105 as a relay station for performing communication between the terminal devices 101 and 106. In the communication system 100, terminal apparatuses 102 to 105 having a configuration functioning as a relay station periodically transmit route search signals at predetermined timings. The terminal device 101 that has received this route search signal can provide a better communication environment as to which of the terminal devices 102 to 105 that are the transmission source of the route search signal can be used as a relay station. It is made to judge whether it is.
[0031]
Incidentally, when only the terminal devices 102 and 103 are within a range in which a signal can be directly transmitted to and received from the terminal device 101 among the plurality of terminal devices 102 to 105 between the terminal devices 101 and 106, Only the route search signal transmitted from the two terminal devices 102 and 103 is received by the terminal device 101. As a result, a communication path is established between any one of the terminal devices 102 or 103 and the terminal device 101. Established. Then, the terminal devices 102 and 103 receive a route search signal periodically transmitted from the terminal devices 104 and 105 ahead of the terminal device 102 and 103, so that the terminal devices 102 and 103 and the terminal device 104 or 105 are A communication channel is established. Thus, in the communication system 100, any of the terminal devices 102 to 105 between the terminal devices 101 and 106 is used as a relay station, and communication between the terminal devices 101 and 106 is established.
[0032]
Incidentally, FIG. 1 shows a case where there are four terminal devices having a configuration functioning as a relay station between the terminal devices 101 and 106 that communicate with each other. In the meantime, there may be more terminal devices, or there may be three or less terminal devices.
[0033]
FIG. 2 is a block diagram having a configuration of terminal apparatus 102 having a configuration operable as a relay station apparatus. 1 are assumed to have the same configuration as the terminal device 102.
[0034]
In FIG. 2, the terminal apparatus 102 receives signals received by a plurality of element antennas 112-1 to 112-n and receives RF (Radio Frequency) units 113-1 corresponding to these element antennas 112-1 to 112-n. -113-n. Each of the reception RF units 113-1 to 113-n performs reception processing such as down-conversion processing on the input signals, and then supplies the signals to the directivity control unit 115.
[0035]
The directivity control unit 115 performs processing such as channel estimation and generation of an adaptive directivity reception signal using optimum weights on the reception signals supplied from the plurality of reception RF units 113-1 to 113-n. .
[0036]
The reception signal subjected to weight control in the directivity control unit 115 is supplied to the reception signal demodulation unit 116 where predetermined demodulation processing is performed.
[0037]
In addition, the transmission signal generation unit 117 modulates a signal to be transmitted, and then supplies this to the directivity control unit 115. The directivity control unit 115 supplies the signals supplied from the transmission signal generation unit 117 to the transmission RF units 125-1 to 125-n as a plurality of weight-controlled transmission signals, respectively.
[0038]
The transmission RF units 125-1 to 125-n perform up-conversion processing and the like on the respective weight-controlled transmission signals supplied from the directivity control unit 115, and then perform the corresponding up-conversion on the corresponding element antenna 112- 1-112-n. Thus, the terminal device 102 can transmit and receive signals in a favorable transmission / reception environment (directivity pattern) by the adaptive array antenna technology by the directivity control unit 115. That is, a terminal device such as the terminal device 102 uses an antenna device called an adaptive array antenna that can control directivity, and transmits a beam that can transmit and receive the directivity with respect to two other terminal devices strongly in a desired direction. It is formed and adjusted so as to form a null that can be transmitted and received weakly in the direction of interference, so that the communication environment is kept good.
[0039]
When this terminal apparatus 102 operates as a relay station, the directivity control section 115 performs directivity control on the basis of signals received via the reception RF sections 113-1 to 113-n, and then receives this reception. The transmitted signals are transmitted via the transmission RF units 125-1 to 125-n.
[0040]
Here, the route search control unit 118 is provided in the terminal device 102 that can be used as the relay station. The route search control unit 118 includes a power information generation unit 119 that generates a transmission power value as power information, an interference information generation unit 120 that generates an interference state in the environment of the terminal device 102 as interference information, and an elevation angle of the terminal device 102. An elevation angle variation information generation unit 121 that generates elevation angle variation information representing the angle variation.
[0041]
The interference information generation unit 120 generates, as interference information, an SIR (Signal Interference Ratio) value or interference power amount of the received signal supplied via the directivity control unit 115. Further, the elevation angle variation information generation unit 121 includes an elevation angle measurement unit such as a gyro, for example, and generates the measurement result as elevation angle variation information (posture variation information) indicating the posture variation of the terminal device 102. This elevation angle variation information is a feature of the present invention, and various modes can be considered. Details will be described later.
[0042]
The route search control unit 118 supplies each information generated in the power information generation unit 119, the interference information generation unit 120, and the elevation angle variation information generation unit 121 to the directivity control unit 115. The directivity control unit 115 inserts each piece of information supplied from the route search control unit 118 into a transmission signal and transmits it.
[0043]
Therefore, as described above with reference to FIG. 1, the terminal apparatus 102 periodically transmits the power information, interference information, and elevation angle variation information generated by the route search control unit 118 as route search information.
[0044]
The terminal device 101 that has received this route search information determines whether or not the terminal device 102 is in a communication environment that can be used as a relay station, based on the route search information. The timing of this determination is that the terminal device 101 searches for a route (relay station) for communicating with another terminal device (for example, the terminal device 106) or functions as a relay station. Various timings can be applied as the timing, for example, every time periodic route search information is received from a possible terminal device 102 or 103.
[0045]
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of terminal apparatus 101 that operates as a mobile station apparatus. In FIG. 3, the terminal device 101 inputs a signal received by the element antenna 132 to the reception RF unit 133. The reception RF unit 133 performs reception processing such as down-conversion processing on the input signal, and then supplies the received signal to the route search signal reception unit 134, the reception signal demodulation unit 135, and the route establishment signal reception unit 136.
[0046]
The reception signal demodulation unit 134 performs a predetermined demodulation process on the reception signal supplied from the reception RF unit 133. The route search signal receiving unit 134 extracts the route search information inserted in the received signal from the received signal supplied from the reception RF unit 133 and supplies the extracted information to the route search control unit 138. .
[0047]
Based on the power information included in the route search information extracted from the received signal and the received signal level of the received signal, the route search control unit 138 communicates with the terminal device 102 that is the transmission source of the received signal. Determine the communication status. Also, the route search control unit 138 determines the interference state of the terminal device 102 that is the transmission source of the received signal based on the interference information included in the route search information extracted from the received signal. Further, the route search control unit 138 determines the elevation angle variation level of the terminal device 102 that is the transmission source of the received signal, based on the elevation angle variation information included in the route search information extracted from the received signal.
[0048]
Based on these determination results, the route search control unit 138 determines whether or not the terminal device 102 that is the determination target at this time can be used as a relay station. That is, FIG. 4 is a flowchart showing a determination processing procedure by the route search control unit 138. The route search control unit 138 is a terminal that is a transmission source of the route search information based on the route search information received at this time. The power state and interference state of the device (for example, terminal device 102) are determined (step ST101). When the communication state (power state) between the terminal devices 101 and 102 is good as the determination result in the power determination unit 139 and the interference state of the terminal device 102 is good as the determination result in the interference determination unit 140 The terminal apparatus 102 is selected as a relay station candidate. This selection result is stored in an internal memory (not shown) of the terminal device 101 together with the determination result in the elevation angle variation determination unit 141.
[0049]
In this way, the route search control unit 138 of the terminal device 101 determines whether or not the terminal device 102 is a relay station candidate, and then moves to step ST102 to receive route search signals from other terminal devices. Is received. Here, when a positive result is obtained, this means that there is another terminal device having a configuration that can be used as a relay station in a range where communication with the terminal device 101 is possible. The route search control unit 138 returns to step ST101 described above, determines the power state and interference state of the terminal device based on the route search information from the new terminal device, and determines the terminal based on the determination result. It is determined whether the apparatus is in a power state and an interference state that can be used as a relay station.
[0050]
Thus, based on the route search signal transmitted from the other terminal device, it is sequentially determined whether or not the other terminal device is also selected as a relay station candidate. After obtaining the selection results as to whether or not to be relay station candidates and the determination results of each elevation angle variation for all terminal devices (for example, the terminal devices 102 and 103 shown in FIG. 1) that have received the route search signal. The route search control unit 138 moves to step ST103.
[0051]
In step ST103, the route search control unit 138 selects, for each relay station candidate, the terminal device with the smallest elevation angle variation among the route search control units 138 of the terminal device 101 as the relay station.
[0052]
Thus, the route establishment signal transmission unit 142 of the terminal device 101 transmits the route establishment signal to the terminal device selected as the relay station (for example, the terminal device 102), and receives the route establishment signal. Returns a response to the route establishment signal to the terminal device 101, whereby a communication path (route) is established between the terminal device 101 as the transmission source and the terminal device 102 as the relay station.
[0053]
When the communication path (route) between the terminal devices 101 and 102 is established in this way, subsequently, the terminal device 102 newly selected and established as a relay station at this time is replaced with the above-described terminal device. Similarly to the case of 101, any one of the other terminal devices 104 and 105 existing between the terminal device 106 to be finally established at this time is selected as a relay station.
[0054]
While repeating the relay station selection process described above, a communication path (route) is established between the terminal apparatuses 101 and 106 using a plurality of terminal apparatuses (for example, the terminal apparatuses 102 and 105) as relay stations. Thereby, the terminal devices 101 and 106 can communicate with each other.
[0055]
Here, the elevation angle variation information (posture change information) included in the route search information transmitted from the terminal devices 102 to 105 will be described. In the case of this embodiment, the elevation angle variation information generation unit 121 of the terminal device 102 has an elevation angle measurement means such as a gyro, and stores the result measured by the elevation angle measurement means in an internal memory (not shown). . The elevation angle variation information generation unit 121 detects the variation state of the elevation angle based on the elevation angle measurement result in the past predetermined period by storing the elevation angle measurement result in an internal memory (not shown) at every predetermined timing. . As the elevation angle fluctuation state, the maximum value of the elevation angle fluctuation amount in the past predetermined period is used as the fluctuation state. However, the elevation angle fluctuation state is not limited to the maximum value of the fluctuation amount, and it is conceivable to consider the fluctuation cycle of the elevation angle measurement result in the past predetermined period. In this case, when the fluctuation cycle is short and the magnitude of the fluctuation amount is equal to or larger than a predetermined value, the attitude of the terminal device frequently fluctuates, and the fluctuation amount greatly changes in the future. Therefore, it is treated as equivalent to the case where the fluctuation amount is large. The terminal device 102 periodically broadcasts the elevation angle variation information obtained in this way.
[0056]
In addition, the elevation angle variation information generation unit 121 of the route search control unit 118 described above has described the case where the elevation angle variation information is generated based on the actual measurement value such as the elevation angle measurement using a gyroscope. For example, the usage form may be limited and set in advance. That is, class A is set as elevation angle variation information (posture change information) for a vehicle-mounted terminal device with small elevation angle variation, and class B is set as elevation angle variation information (posture for a type of terminal device carried by a heel or the like. Change information), and for a terminal device of a type frequently used for calls, class C is set in advance in an internal memory or the like as elevation angle variation information (posture change information).
[0057]
When the terminal apparatus 101 determines whether or not to use the terminal apparatus as a relay station, all of class A, class B, and class C can be used if power and interference restrictions are loose. On the other hand, if there are severe restrictions, class A is preferentially selected. Thereby, in the terminal devices 102 to 105 that can be used as relay stations, it is only necessary to store information representing the class without using a complicated configuration such as a gyro, and the configuration can be further simplified. .
[0058]
Incidentally, FIGS. 5 and 6 show communication paths (terminals 102 and 103 having a configuration functioning as a relay station between a communication source (terminal device 101) and a communication destination (terminal device 106) ( It is a basic diagram explaining the establishment procedure of (route).
[0059]
In FIG. 5, each of the terminal devices 102 and 103 distributes (transmits) route search information at each predetermined timing. The terminal devices 101 and 106 that have received the route search information determine the power state and the interference state based on the route search information, and determine the elevation angle variation amount based on the elevation angle variation information.
[0060]
Then, as illustrated in FIG. 6, the terminal apparatus 101 selects the terminal apparatus 102 having a small elevation angle variation as a relay station on the condition that the power state and the interference state are good. As a result, a communication path is established between the terminal apparatus 101 that intends to communicate with the terminal apparatus 106 and the terminal apparatus 102 that is used as a relay station. That is, the terminal apparatus 101 selects the terminal apparatus 102 as a relay station and performs multihop connection.
[0061]
In this state, the terminal device 102 transmits a communication request to the terminal device 106 designated as the communication destination, thereby establishing a communication path between the terminal devices 102 and 106. As a result, the terminal device 102 A communication path is established between 101 and 106 using the terminal device 102 as a relay station.
[0062]
In the above configuration, the communication system 100 selects the terminal device 102 to 105 that can function as a relay station and that has a small amount of elevation angle variation. In the terminal device selected as the relay station, since the elevation angle variation is small, the desired directivity can be used as intended.
[0063]
That is, in the communication system 100, the terminal devices 102 to 105 used as relay stations are selected regardless of the user's intention as long as they are used as relay stations.
[0064]
This means that the attitude of the terminal device used as a relay station is not always constant. Therefore, the terminal device (for example, the terminal device 101) that selects the relay station selects the terminal device having the smallest elevation angle variation amount from the terminal devices (for example, the terminal devices 102 and 103) that can be selected as the relay station. As a result, when communication is actually performed, the terminal device selected as the relay station is most likely to have the intended directivity.
[0065]
Therefore, communication can be performed in a better communication environment by performing communication through the relay station selected by such a method.
[0066]
As described above, according to the apparatus of the present embodiment, as a procedure for searching for a communication path (route), a terminal apparatus in the vicinity thereof can be selected from a terminal apparatus that can select an elevation angle variation amount as a relay station by periodic broadcast. When the route is searched, the terminal device with a smaller variation in the elevation angle direction is searched so that the priority is higher. As a result, a terminal that can realize beam / null formation as intended serves as a relay station, so that the effect of spatially separating links in the communication system 100 can be sufficiently exerted.
[0067]
(Embodiment 2)
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of terminal apparatus 202 operable as a relay station apparatus used in the multihop ad hoc network system according to Embodiment 2 of the present invention. However, the same parts as those of the terminal apparatus 102 shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals as those in FIG.
[0068]
7 includes a power information generation unit 119 and an interference information generation unit 120 in the route search control unit 118, and does not include the elevation angle variation information generation unit 121 described above with reference to FIG. And the point which has the directivity update rate control part 205 as a means to ensure favorable directivity differs from the structure of the terminal device 102 shown in FIG.
[0069]
The terminal device 202 periodically broadcasts the power information generated by the power information generation unit 119 of the route search control unit 118 and the interference information generated by the interference information generation unit 120, and based on this information When the terminal device 202 is selected as a relay station by the terminal device 101, the route search control unit 118 obtains the route establishment signal transmitted from the terminal device 101 from the received signal, so that the terminal device 202 serves as the relay station. Recognizing the selection, the directivity update rate control unit 205 increases the update rate of the directivity control of the adaptive array antenna technology in the directivity control unit 115.
[0070]
As described above, when the terminal device 202 is selected as a relay station, by increasing the update rate of the directivity of the adaptive array antenna, the speed at which the directivity pattern in the horizontal plane changes due to the attitude change of the terminal device 202. In contrast, the directivity update speed can be made to follow.
[0071]
As a result, even if the orientation of the terminal device 202 changes and the directivity pattern in the horizontal plane with the terminal device 101 changes, the directivity update speed in the directivity control unit 115 increases, and thus the terminal device 101 and the terminal device 202 can maintain a good communication environment.
[0072]
Incidentally, FIG. 8 is a flowchart showing a directivity update rate change processing procedure in the route search control unit 118 of a terminal device (for example, the terminal device 102) that can be used as a relay station. In FIG. 8, the route search control unit 118 waits for a selection result in step ST111. Then, when receiving a route establishment signal indicating that the terminal apparatus 102 is used as a relay station, the route search control unit 118 obtains a positive result in step ST112, moves to step ST113, and directivity update rate control unit 205. On the other hand, a control signal for increasing the update rate (frequency) of the directivity of the adaptive array antenna by the directivity control unit 115 is supplied.
[0073]
Thereby, the directivity update rate control unit 205 increases the update frequency of the directivity update rate of the adaptive array antenna in the directivity control unit 115. As a result, the directivity control unit 115 can always perform directivity control that provides a good communication environment with the terminal device 101 even if the attitude of the terminal device 102 changes.
[0074]
Then, the route search control unit 118 moves to step ST114 and waits for the state selected as the relay station to be released. When the communication between the terminal device 101 and the terminal device 106 (FIG. 1) as the communication partner is completed, the selection state of the terminal device 102 selected as the relay station is canceled by the cancellation request signal from the terminal device 101. The
[0075]
As a result, the route search control unit 118 of the terminal apparatus 102 obtains an affirmative result in step ST115, moves to subsequent step ST116, returns the directivity update rate to the normal state, and then returns to step ST111 described above. A new selection result is awaited.
[0076]
FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a directivity pattern by directivity control of the terminal apparatus 102 used as a relay station. As shown in FIG. 9, when the inclination of the terminal device 102 functioning as a relay station is within a certain range (i ′) (FIG. 9B), the directivity is given to the terminal devices 101 and 106. On the other hand, when a favorable pattern is formed, but the inclination of the terminal device 102 increases (FIG. 9C), the directivity is not sufficient for communication with the terminal devices 101 and 106. . Accordingly, in this case, a good directivity pattern is maintained by increasing the directivity update speed.
[0077]
Thus, according to the apparatus of the present embodiment, when establishing a multi-hop communication path (route), the adaptive orientation of the adaptive array antenna in the terminal apparatus (for example, terminal apparatus 102) selected as the relay station. Even if the attitude of the terminal device 102 selected as a relay station changes, the directivity of the terminal device 102 maintains good directivity used as a relay station by increasing the update frequency of the property control. Can do. Therefore, the user of the terminal device 102 uses the terminal device 102 as a relay station while maintaining a practically sufficient communication environment regardless of whether or not the terminal device 102 is recognized as a relay station. be able to.
[0078]
Incidentally, in the terminal device 102 described above with reference to FIG. 7, instead of using the elevation angle variation information generation unit 121 (FIG. 2), the case where the directivity update rate is adaptively controlled by the directivity update rate control unit 205 has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the elevation angle variation information generation unit 121 described above with reference to FIG. 2 is used together, and the condition “currently plays the role of a relay station” and “the amount of variation in the elevation direction (for example, The directivity update rate may be increased when both of the conditions that the result (measured by an elevation angle variation measuring means such as a gyroscope) is several tens of degrees per second are satisfied. In this way, it is possible to perform control in consideration of the actual elevation angle variation compared to the case where the directivity update rate is increased only under the condition that it functions as a relay station, and it is more adapted to the actual state. Control can be performed. Therefore, in this case, even when the function as a relay station is performed, if the elevation angle fluctuation amount is not large, the directivity update rate does not increase, thereby reducing the power consumption. .
[0079]
(Embodiment 3)
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of terminal apparatus 302 that can operate as a relay station apparatus used in the multi-hop ad hoc network system according to Embodiment 3 of the present invention. However, the same parts as those of the terminal apparatus 102 shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals as those in FIG.
[0080]
The terminal device 302 illustrated in FIG. 10 has a directivity application determination unit 305 that determines whether to perform directivity control based on the elevation angle variation information generated by the elevation angle variation information generation unit 121. The configuration of the terminal device 102 shown in FIG.
[0081]
The terminal device 302 includes power information generated by the power information generation unit 119 of the route search control unit 118, interference information generated by the interference information generation unit 120, and elevation angle variation information generated by the elevation angle variation information generation unit 121. Is periodically broadcast as route search information, and when the terminal device 202 is selected as a relay station by the terminal device 101 based on this information, the route search control unit 118 transmits the information from the terminal device 101. By obtaining the route establishment signal obtained from the received signal, it is recognized that the terminal device 202 has been selected as a relay station, and relays between the terminal devices 101 and 106 are performed as the relay station.
[0082]
In this case, the directivity application determination unit 305 is based on the elevation angle fluctuation information supplied from the elevation angle fluctuation information generation unit 121, or the directivity synthesis unit 317 for performing directivity control of the directivity control unit 315 or the directivity. Any one of the omnidirectional synthesis units 316 for performing omnidirectional transmission without performing control is selected. Incidentally, the directivity control unit 315 has the same configuration as the directivity control unit 115 described above with reference to FIG. 1 except that it has a switchable directivity synthesis unit 317 and an omnidirectional synthesis unit 316. .
[0083]
When the directivity synthesis unit 317 is selected, the weight control of the adaptive array antenna is performed by the directivity synthesis unit 317, and adaptive weighting is performed on each of the element antennas 113-1 to 113-n. Thus, the directivity pattern is controlled to a good pattern in order to communicate with the terminal devices 101 and 106. This state is shown in FIG.
[0084]
On the other hand, when the omnidirectional synthesizer 316 is selected, weight control of the adaptive array antenna is performed by the omnidirectional synthesizer 316, and the element antennas 113-1 to 113-n are controlled. By performing weighting so that an omnidirectional pattern is formed, the omnidirectional pattern is formed. This state is shown in FIG.
[0085]
As described above, in the terminal device 302, when selected as a relay station, the directivity control that adaptively forms the directivity of the adaptive array antenna as a good pattern for communication with the terminal devices 101 and 106, or omnidirectionality. One of the omnidirectional controls that form the pattern is selected based on the elevation angle variation information.
[0086]
FIG. 12 is a flowchart illustrating a directivity application control processing procedure in a terminal device (for example, the terminal device 302) that can be used as a relay station. In FIG. 11, the terminal device 302 waits for a selection result in step ST121. Then, when receiving the route establishment signal indicating that the terminal device 302 is used as a relay station, the terminal device 302 obtains a positive result in step ST122, thereby moving to step ST123, and the elevation angle variation information of the route search control unit 118. Is acquired by the directivity application determination unit 305. As the elevation angle fluctuation information, the current fluctuation amount in the elevation angle direction by an elevation angle fluctuation measuring means such as a gyro is used.
[0087]
In step ST124, the directivity application determination unit 305 adaptively applies a good pattern for communication with the terminal devices 101 and 106 as adaptive array antenna control in the directivity control unit 115 based on the acquired elevation angle variation information. The directivity control (directivity synthesis unit 317) to be formed in the first direction or the omnidirectional control (omnidirectional synthesis unit 316) to form the omnidirectional pattern is selected.
[0088]
When directivity control is selected, directivity control is executed in step ST125, and weight control is performed by the directivity synthesis unit 317 so that an optimal directivity pattern is formed for the transmitted / received signal. Thus, as shown in FIG. 11B, the terminal device 302 functioning as a relay station at this time has a good directivity pattern with respect to the terminal device 101 that is the communication source and the terminal device 106 that is the communication destination. Is formed.
[0089]
As a result, when the amount of change in the elevation angle of the terminal device 302 is small, the directivity of the antenna is adaptively controlled, so that the terminal device 101 that is the communication source at this time and the terminal device 106 that is the communication destination On the other hand, by forming a good directivity pattern, it becomes possible to function as a relay station between the terminal apparatuses 101 and 106 in a good communication environment.
[0090]
On the other hand, when omnidirectional control is selected in step ST124, omnidirectional control is executed in step ST126, and the omnidirectional synthesis unit 316 forms an omnidirectional pattern for the transmission / reception signal. Wait control is performed.
[0091]
As a result, when the amount of elevation angle fluctuation of the terminal device 302 is large, it is possible to prevent the communication environment from being extremely deteriorated by making the antenna non-directional.
[0092]
Then, the route search control unit 118 moves to step ST127 and waits for the state selected as the relay station to be released. When the communication between the terminal device 101 and the terminal device 106 (FIG. 1) as the communication partner is completed, the selection state of the terminal device 302 selected as the relay station is canceled by the cancellation request signal from the terminal device 101. The
[0093]
As a result, the route search control unit 118 of the terminal device 302 obtains an affirmative result in step ST127, returns to the above-described step ST121, and waits for a new selection result. Thus, according to this processing procedure, both the condition “currently acting as a relay station” and the condition “currently fluctuates in the elevation direction (measured by a gyro etc.)” are satisfied. In this case, by switching to omnidirectional control, it is possible to prevent the directivity pattern on the horizontal plane for functioning as a relay station from being extremely shifted.
[0094]
As described above, according to the apparatus of the present embodiment, when establishing a multi-hop communication path (route), the terminal apparatus selected as the relay station (for example, the terminal apparatus 302) serves as a relay station. If there is a significant change in the elevation angle direction, switching from directional transmission / reception to omnidirectional transmission / reception prevents the inconvenience of increased interference by attempting to create excessive directivity on multi-hop links. Can do.
[0095]
(Other embodiments)
In the above-described embodiment, the case has been described in which terminal apparatuses 102, 202, and 302 having a configuration usable as a relay station operate as a relay station. However, the present invention is not limited to this, and these terminal apparatuses It is also possible for the devices 102, 202 and 302 to operate as communication parties like the terminal device 101 or 106.
[0096]
In the above-described embodiment, the case has been described in which terminal apparatuses 102 to 105, 202, and 302 that can be used as relay stations periodically broadcast route search information. However, the present invention is not limited to this. Only when a predetermined signal is transmitted from the terminal device 101 that is to perform communication, the terminal device that has received this signal may transmit route search information.
[0097]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, by determining whether to use the relay station based on the elevation angle fluctuation (attitude change) of the terminal device that can be used as a relay station, It is possible to select a relay station with little degradation of the directivity pattern on the horizontal plane of the terminal device. Thereby, in the terminal device selected as the relay station, the respective links can be spatially separated from the two terminal devices that are parties to communication, and relaying in a good communication environment is provided. Can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a communication system according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a terminal apparatus that can be used as a relay station according to the first embodiment.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a terminal device that is a transmission source according to Embodiment 1;
FIG. 4 is a flowchart showing a determination process procedure of whether or not a relay station can be selected by the terminal apparatus according to Embodiment 1 of the present invention;
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining relay station selection processing of the communication system according to the first embodiment;
6 is a schematic diagram for explaining selection processing of a relay station in the communication system according to Embodiment 1. FIG.
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a terminal apparatus that can be used as a relay station according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart for explaining the operation of a terminal apparatus that can be used as a relay station according to Embodiment 2;
FIG. 9 is a schematic diagram for explaining a directivity pattern of a terminal device that can be used as a relay station according to the second embodiment;
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a terminal apparatus that can be used as a relay station according to Embodiment 3 of the present invention.
11 is a schematic diagram for explaining a directivity pattern of a terminal device that can be used as a relay station according to Embodiment 3. FIG.
FIG. 12 is a flowchart for explaining the operation of a terminal apparatus that can be used as a relay station according to Embodiment 3;
[Explanation of symbols]
100 communication system
101, 102, 103, 104, 105, 106, 202, 302 Terminal device
112-1 to 112-n element antenna
113-1 to 113-n, 133 reception RF section
115 Directivity control unit
116, 135 Received signal demodulator
117, 143 Transmission signal generator
118 Route Search Control Unit
119 Power information generation unit
120 Interference information generator
121 Elevation angle fluctuation information generator
125-1 to 125-n, 145 Transmitting RF unit
134 Route Search Signal Receiver
138 Route search control unit
139 Power determination unit
140 Interference determination unit
141 Elevation angle variation determination unit
142 Route establishment signal transmitter
205 Directional update rate control unit
305 Directivity application determination unit
316 Omnidirectional synthesis unit
317 Directional synthesis unit

Claims

An antenna that can operate as a relay station that delivers a signal from the first mobile station to the second mobile station, and that can control the directivity of the antenna, and detects a fluctuation state of its elevation angle at every predetermined timing. Measuring means for measuring elevation angle variation information, and a plurality of third mobile stations for transmitting the measured elevation angle variation information to the first mobile station,
An acquisition unit configured to acquire a communication state and an interference state between the elevation angle variation information transmitted from the plurality of third mobile stations and the plurality of third mobile stations; and at least the communication state and the Based on the interference state, a candidate usable as the relay station is selected from the plurality of third mobile stations, and the third mobile station with the smallest elevation angle variation is selected as the relay station from the candidates. A first mobile station;
A mobile communication system comprising:

It is a mobile station that uses another mobile station as a relay station, which has a fixed antenna whose directionality can be controlled and a measuring means that detects the fluctuation state of its own elevation angle at every predetermined timing and measures elevation angle fluctuation information. And
Comprising an acquisition means for acquiring a communication state and an interference state between the elevation angle variation information transmitted from the other mobile station and the other mobile station, and based on at least the communication state and the interference state; A mobile station characterized in that a candidate usable as the relay station is selected from a plurality of other mobile stations, and the other mobile station having the smallest elevation angle variation is selected from the candidates as the relay station.

A mobile station operable as a relay station,
An antenna that can be fixed and controllable directivity;
Measuring means for measuring the elevation angle fluctuation information by detecting the fluctuation state of its own elevation angle at each predetermined timing;
Transmitting means for transmitting the measured elevation angle variation information to another mobile station;
The local station is selected as a relay station candidate based on a communication state and an interference state from the local station that has transmitted the elevation angle variation information in the other mobile station and a mobile station equivalent to the local station, and the relay station Receiving means for receiving a signal requesting an operation as a relay station transmitted by the other mobile station when the variation in the elevation angle is the least among candidates ;
Directivity update rate control means for receiving the request signal, operating as a relay station , and increasing the update rate of the directivity pattern of the antenna when the elevation angle variation is a predetermined amount or more;
A mobile station characterized by comprising:

As a relay station that includes a first mobile station, a second mobile station, and a fixed antenna whose directionality can be controlled, and that delivers a signal from the first mobile station to the second mobile station A relay station selection method of a communication system comprising a plurality of operable third mobile stations,
Each third mobile station detects the fluctuation state of its own elevation angle at every predetermined timing, measures elevation angle fluctuation information, and transmits the measured elevation angle fluctuation information to the first mobile station,
The first mobile station acquires a communication state and an interference state between the elevation angle variation information transmitted from the plurality of third mobile stations and the plurality of third mobile stations, and at least the communication Based on the state and the interference state, a candidate that can be used as the relay station is selected from the plurality of third mobile stations, and the third mobile station with the smallest elevation angle variation is selected from the candidates as the relay station. Select as a station,
A relay station selection method characterized by the above.