JPH0391329A - 移動体のための光利用データ通信システムおよびそのための光送受信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、移動体のデータ通信システムに関し、特に、
自動車電話等のような、データ通信網と移動体との間の
データ通信を光を利用して行なう移動体のデータ通信シ
ステムに関する。

［従来の技術］ 従来のこの種の技術として、最近急速に普及しつつある
自動車電話のシステムがある。第１４図はそのような従
来の移動体のデータ通信システムのブロック図である。

第１４図を参照して、従来のシステムは、自己の周囲の
限定された領域（セル）にデータ通信用の無線電波を発
信し、またセル内の移動局（自動車）１０から発信され
た無線電波を受信する設備を備えた複数の無線局５８ａ
、５８ｂ、５８ｃ、５８ｄ・・・と、所定の地域内の複
数の無線局を制御するとともに、各無線局と公衆回線網
との間の通信を中継するための制御局６０ａ　％　６０
　ｂ・・・と、複数の制御局と接続され、制御局と公衆
回線網とを接続すると同時に、データ通信の端末間の回
線の接続を行なうための交換局６２とを含む。

無線局５８ａ、５８ｂ、５８ｃ、５８ｄが受持つ領域は
セル５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、５６ｄである。これら各
セルにはそれぞれ所定の名称（番号）が割当てられてい
る。セル５６ａとセル５６ｂ１セル５６ｂとセル５６ｃ
１セル５６ｃとセル５６ｄとはそれぞれ一部重なってい
る。セルはこのように隣接するもの同士が互いに重なっ
て広がっており、たとえば日本全国をカバーするように
なっている。

第１４図の場合、制御局６０ａには無線局５８ａ、５８
ｂ等が接続されている。制御局６０ｂには無線局５８ｃ
、５８ｄ等が接続されている。交換局６２には、前述の
ように回線を接続する機能と、たとえば移動局１０の現
在の位置をセル名で記憶するための記憶手段（図示され
ない）とが設けられている。

今、自動車電話の設備を積載した移動局１０が、セル５
６ａに存在するとする。このとき、移動局１０は無線局
５８ａと無線交信することによって制御局６０ａ１交換
局６２を介して公衆回線網に接続される。移動局］０と
無線局５８ａとの間の通信は、互いに周波数により区別
される制御チャネルと通話チャネルとて行なわれる。

制御チャネルはさらにたとえばシステム報知チャネル、
呼出チャネル、アクセスチャネル等に周波数により区分
されている。システム報知チャネルは、無線局がその担
当するセル内の移動局に対してそのセルの番号や、読出
チャネル、アクセスチャネル等の周波数を報知するため
のものである。

呼出チャネルは公衆回線網からそのセル内の移動局に対
する呼出があったときに、その局を呼出すために使用さ
れるチャネルである。アクセスチャネルは、呼出された
移動局か応答をしたり、公衆回線網の１端末に対して接
続を希望する移動局が発呼を行なったりする際に使用す
るためのチャネルである。

制御チャネルはたとえばセルごとに定められたり、ある
いは制御局の下のすべての無線局について共通に、かつ
隣接する制御局の制御チャネルと異なって割当てられた
りしている。移動局１０は、まず予め定められる複数の
制御チャネルを順次検査して、自己か存在するセルの制
御チャネルを知り、これに同調する。移動局１０はそれ
によりアクセスチャネルや呼出チャネルを知り、自己の
各制御用のチャネルをそれに同調させる 通話は制御チャネルと別の通話チャネルを使用して行な
われる。通話チャネルは各無線局ごとに複数個割当てら
れている。隣接する無線局間では、混信のおそれがある
ために別々の通話チャネルが割当てられる。各通話チャ
ネルは、移動局１０への呼出があったり、移動局１０か
らの発呼がある度に各移動局１０に割当てられる。

今、移動局１０がセル５６ａ内にあり、無線局５８ａと
通信を行なっているものとする。移動局１０が、隣接す
る他のセル５６ｂとの境界領域に入ると、移動局１０は
無線局５８ａからの電波と無線局５８ｂからの電波とを
同時に受信する。制御局６０ａは無線局５８ａ、５８ｂ
の通信状態を監視する。制御局６０ａは、移動局１０か
らの受信信号のＳ／Ｎ比を監視し、無線局５８ｂによる
通信状態の方がより好ましい状態になった時点で、移動
局１０への接続回線を無線局５８ｂ側に切換える。この
間、移動局１０も同様の処理をして、使用する電波の周
波数を無線局５８ｂ側に切換える。

移動局１０がたとえばセル５６ｂとセル５６ｃとの境界
のように、異なる制御局の配下のセル間を移動する際に
は、制御局６０が隣接する制御局６０ｂを選択し、その
旨の情報を交換局６２に送信する。交換局６２はその情
報を受取って、制御局６０ａ、６０ｂを介して無線局５
８ｂ、５８Ｃによる移動局１０との通信状態を確認し、
回線の接続を制御局６０ａ側から制御局６０ｂ側に切換
える。それにより、移動局１０はセル５６ｃ内では無線
局５８ｃを介するデータ通信を行なうことができる。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の移動体のデータ通信システムは、上述のように電
波をＪｌｌいたセルラーシステムを採用することにより
、無線局を介して公衆電話網と移動体とのｌｉ４ノのデ
ータ通信を可能とした。しかしながら従来のシステムに
は、未だ以下のような課題があることが指摘されている
。

課題の１つは、従来のシステムでは、移動局の増加に対
して十分に対応できないということである。１つの無線
局に割首てられた周波数チャネルは限られている。これ
は隣接するセル間での使用電波の混信を防ぐために、各
セルの周波数チャネルを拡げることができないからであ
る。また、電波法による電波の割当ての制限もある。一
方、数的に無線局を建設するためには多額の費用が必要
なため、セルを小さくして多数の無線局を建設するとい
うこともできない。したがって、１セルにそのセルの処
理能力を越えるほど多数の移動局が集中することがあり
、その場合には多数の移動局においてデータ通信が不能
になるという問題点がある。その上自動車電話システム
等の場合、加入者数は益々急速に増加するものと見込ま
れており、最終的に現状のシステムで完全に対応できる
かどうかも疑問である。

他の課題は、従来のシステムは、電磁気的なノイズによ
る影響に弱いということである。特に自動車電話の場合
、大型のトラックやバス等のように、強大な電磁気的ノ
イズの発生源と並走する場合も多く、通信状態が良好に
保たれないというおそれがある。

それゆえにこの発明の目的は、移動体の増加に対しても
有効に対処でき、良好な通信状態を実現することができ
る移動体のデータ通信システムを提供することである。

［課題を解決するための手段］ 本発明にかかる移動体のデータ通信システムは、データ
通信網と、移動体との間を光通信によって接続すること
によってデータ通信を行なうものであって、データ通信
網の終端に設けられ、光通信施設を有する複数の第１の
局と、移動体に設けられ、第１の局の光通信施設との間
で光通信を行なうための第２の局と、移動体の移動に追
従して、第２の局と接続される第１の局を切換えるため
の切換手段とを含む。

［作用コ 移動体に設けられた第２の局は、複数の第１の局のうち
の少なくとも１つの光通信施設との間で光通信を行なう
。第１の局は、データ通信網の終端に設けられているた
め、移動局とデータ通信網との間のデータ通信が第１の
局を介して可能となる。切換手段は、移動体の移動に追
従して、その移動体の第２の局と最も適切に通信を行な
うことができる第１の局を選択し、移動体との接続点お
よびデータ通信網への接続経路を切換える。その結果、
第２の局とデータ通信網との接続は、次々に切換えられ
る第１の局を経由して維持される。

［実施例］ 第１図は本発明の一実施例の移動体のデータ通信システ
ムのブロック図である。第１図を参照して、このシステ
ムは、相互に光ファイバー２で接続され、たとえば道路
の両側部の電柱上に設けられるコーナキューブＣＣ１、
ＣＣ２、ＣＣ３、Ｃ０４等を有する複数の光ステーショ
ン２２ａ、２２ｂ等と、光ファイバー２に接続されて、
各光ステーションを制御すると同時に各光ステーション
と移動局１０との間で行なわれるデータ通信を中継する
ための複数の光ステーション制御局１６と、所定地域内
の光ステーション制御局１６と、公衆回線網とに接続さ
れ、移動局１０と公衆回線網との回線の接続を行なうた
めの移動光電話交換局１４とを含む。移動光電話交換局
１４は、各移動局１０の現在位置等を管理し、また各移
動局１０の課金情報とを管理するためのホ７ムメモリ局
１８と、それら情報を記憶するための記憶手段２０とを
含む。

光ステーション２２ａ、２２ｂ等は一定の地域（制御地
域）ごとに分割されている。光ステーション制御局１６
はこの制御地域ごとに設けられており、その地域内の全
ての光ステーションに接続されている。各光ステーショ
ンに設けられているコーナキューブＣＣ１、ＣＣ２等は
、たとえば鏡やプリズムの全反射面等の３つの光反射面
を互いに垂直に組合わせたものであって、入射光をその
入射角にかかわらず入射角と同一の方向に反射するとい
う性質を有している。また、各コーナキュブＣＣＩ、Ｃ
Ｃ２等には、後述する光変調装置と光中継装置とが設け
られている。光変調装置は、入射するレーザビームをパ
ルス変調して情報を搬０ 送させるためのものである。光中継装置は、移動局１０
から送られてくる、情報を搬送するためのレーザビーム
を受光して光ステーション制御局１６に送るためのもの
である。

第１図〜第３図を参照して、移動局１０の屋根にはコー
ナキューブとの間で光通信を行なうための光送受信アン
テナ２４が設けられる。光送受信アンテナ２４は７つの
光送受装置２６ａ〜２６ｇを有する。各光送受装置２６
ａ〜２６ｇは、各々所定の方向にレーザビームを出射し
、かつ入射するレーザビームを受光することができる。

移動体１０の進行方向を前方と呼ぶことにすると、光送
受装置２６ａは前方にレーザビームＢ１を出射する。光
送受装置２６ｂは前方やや上方にレーザビームＢ２を出
射する。光送受装置２６ｃは鉛直上方にレーザビームＢ
３を出射する。先送受装置２６ｄは後方やや上方にレー
ザビームＢ４を出射する。光送受装置２６ｅは後方にレ
ーザビームＢ５を出射する。光送受装置２６ｆは移動局
１０の進行方向に向かって左側のやや上方にレー１ ザビームＢ６を出射する。光送受装置２６ｇは移動局１
０の進行方向に向かって右側のやや上方にレーザビーム
Ｂ７を出射する。これらレーザビームはいずれもやや発
散する傾向を示し、隣接するレーザビームはわずかに重
なるようにされている。

第１図〜第３図を参照して、こシステムの概略動作が述
べられる。移動体１０は、たとえばレーザビームＢ３を
使用してコーナキューブＣＣ２と光通信を行なっている
。一方、移動局１０は前方のコーナキューブＣＣ３とも
レーザビームＢ１を用いて光通信をすることが可能であ
る。コーナキューブＣＣ２、ＣＣ３は移動局１０との通
信内容を光フアイバケーブル１２を介して光ステーショ
ン制御局１６に送る。光ステーション制御局１６は、コ
ーナキューブＣＣ２、ＣＣ３の通信情況を監視しており
、どちらか一方のより好ましい通信情況にあるコーナキ
ューブ（この例の場合ではコーナキューブＣＣ２）を選
択し、そのコーナキューブと移動光電話交換ｊ４１４と
を中継する。移動光電話交換局１４は、コーナキューブ
ＣＣ２、光２ ステーション制御局１６を介して移動局１０を公衆回線
網に接続する。

移動局１０はさらに前方へ移動して、移動局１０′の位
置に達する。このとき、コーナキューブＣＣ２、ＣＣ３
による通信状態を比較すると、コナキューブＣＣ３によ
る方がより好ましい状態に変化する。光ステーション制
御局１６は、たとえば受光信号のＳ／Ｎ比や信号の誤り
発生情況等を監視しており、コーナキューブＣＣ３によ
る通信情況の方がより良好であることを検知して、移動
局１０との接続をコーナキューブＣＣ３経由に切換える
。コーナキューブＣＣ２はその後も暫く移動局１０との
接続を維持するが、所定の条件が成立したときにその接
続が切離され、他の移動局との接続が可能な状態となる
。

移動局１０が成る制御地域から他の制御地域に移動する
ときには、複数の光ステーション制御局１６にまたがっ
て上述の接続の切換が行なわれる。

これは移動光電話交換局１４によって管理される。

光ステーション制御局１６より上層の各構成要素３ の動作は従来のシステムと同様である。

通常コーナキューブは、移動局１０からのレーザビーム
が入射すると、１′Ｉ己の属する制御地域に関する情報
でそのレーザビームを変調して送り返す。移動局１０は
その情報を監視しており、自己が存在している制御地域
が変わったら、自己の位置をコーナキューブＣＣ２、光
ステーション制御局１６、移動光電話交換局１４を介し
てホームメモリ局１８に報知する。ホームメモリ局１８
は移動局１０ごとにその現在存在している制御地域を記
憶手段２０に記憶する。この記憶された情報は、移動局
１０に対する呼出の際に用いられる。

移動局１０は、常にレーザビーム８１〜Ｂ７を出射して
おり、それらのレーザビームの中で最も通信情況の良い
ものを選んで光通信を行なう。移動に伴なって通信情況
が変化するため、使用するレーザビームは自動的に切換
えられる。

第４図は移動局１０に倫えられる光通信装置４６のブロ
ック図である。第４図を参照して、光通信装置４６は、
７個の光送受装置２６ａ〜２６ｇ４ と、各受光信号を入力されて、そのＳ／Ｎ比を比較して
最も良い状態の受光信号を２つ選択して出力すると同時
に、どの光送受装置の信号が選択されたかを示す信号を
出力するための信号選択手段３６と、選択された受光信
号および選択された光送受装置に関する情報を用いてコ
ーナキューブＣＣ２との通信を管理するための制御手段
３８と、制御手段３８に接続され、コーナキューブに送
信すべき情報を人力されて、誤り訂正符号を用いて符号
化するための符号化回路４４とを含む。符号化回路４４
の出力は光送受装置２６ａ〜２６ｇに接続される。

光送受装置２６ａは、符号化回路４４からの信号によっ
てレーザビームを変調させるための変調回路３４ａと、
３４ａによって変調されたレーザビームを出射するため
のレーザダイオード（ＬＤ）３２ａと、コーナキューブ
によって反射されたレーザビームを受光して受光電流に
変換するためのフォトダイオード（ＰＤ）２８ａと、受
光電流を波形整形するための等化回路３０ａとを含む。

他５ の光送受装置２６ｂ〜２６ｇも光送受装置２６ａと同様
の構成を有する。

制御手段３８は、電話機４０および表示手段４２に接続
されている。表示手段４２は通信情況を表示するための
ものである。

第４図を参照して、この光通信装置の動作が説明される
。通常、通話状態にないときには、ＬＤ３２ａはレーザ
ビームを連続的に、あるいは所定の時間間隔をあけて間
欠的に出射する。このレーザビームがコーナキューブに
よって反射されると、ＰＤ２８ａに入射し、受光信号に
変換される。この際、コーナキューブはレーザビームを
受光すると、レーザビームを前述の制御地域情報を示す
信号によって変調する。そのため、ＰＤ２８ａの出力す
る受光電流は制御地域情報を表わす信号となる。受光電
流は等化回路３０ａにより波形整形され、信号選択手段
３６に人力される。

信号選択手段３６は、光送受装置２６ａ〜２６ｇから入
力される受光信号を監視しており、最もＳ／Ｎ比の高い
受光１４号を２つ選択する。同時に６ どの光送受装置が選択されたかを表わす情報を出力する
。制御手段３８は、選択された受光信号から制御地域情
報を抽出し、図示されない記憶手段に書込む。この際、
前同書込まれた制御地域の番号と、今回受取った制御地
域の番号とが異なる場合には、制御手段３８は自己の位
置をホームメモリ局１８に通知するために、符号化回路
４４に自己の存在する制御地域の番号と、自己に割当て
られている移動局番号とを示す送信情報を出力する。

符号化回路４４は受取った情報を一時スドアし、誤り訂
正のための符号化処理を行なった後、シリアルのディジ
タル信号として２６ａ〜２６ｇに出力する。変調回路３
４ａ〜３４ｇにより、ＬＤ３２ａ〜３２ｇからは送信情
報により変調されたレーザビームが出射される。レーザ
ビームはコーナキューブにより受光されて、その表わす
信号は光ステーション制御局１６、移動光電話交換局１
４を介してホームメモリ局１８に送られる。

通常の通話処理においては、電話機４０により音声から
電気信号に変換された通信データは、制］７ 御手段３８、符号化回路４４を経て光通信装置２６ａ〜
２６ｇからレーザビームに搬送されて出射される。この
データは光ステーション２２　ａ　ｓ　２２ｂ等におい
て受光され、公衆回線網に中継される。公衆回線網から
の情報は、逆にコーナキューブからＰＤ２８ａ〜２８ｇ
にレーザビームによって送られる。この送信は、移動局
１０からコーナキューブに送られたレーザビームを、コ
ーナキューブにおいて光変調しながら反射することによ
り行なわれる。

Ｐ　Ｄ、　２８　ａ〜２８ｇに人４．ｔしたレーザビー
ムは、前述の手順と同様にして制御手段３８に送られ、
電話機４０において音声信号として再生される。

公衆回線網から移動局１０に対する呼出があったときに
は以下の動作が行なわれる。移動光電話交換局１４はホ
ームメモリ局１８に対し呼出された移動局１０の現在位
置を照会する。ホームメモリ局１８は記憶手段２０より
、移動局１０の現在存在する制御地域を呼出し、移動光
電話交換局１４に返答する。移動光電話交換局１４は、
ホーム］８ メモリ局１８から受取った情報に基づき、対応する制御
地域を統括する光ステーション制御局１６に対し、呼出
がある旨と、呼出対象の移動局１０の番号とを通知する
。光ステーション制御局１６は配下の全光ステーション
２２ａ、２２ｂ、・・・に対して、同様の情報を与える
。

たとえば光ステーション２２ａは、前述のように移動局
１０に対して制御地域の番号を通知する際に、それに続
けて呼出対象となっている移動局１０の番号の情報を通
知する。移動局１０は受取った移動局の番号と自己の番
号とを比較する。移動局１０は番号が一致したときには
呼出に対する応答をコーナキューブに送り、そうでない
場合にはその情報を無視する。

第５図、第６図は光ステーションの構成の一例を示すブ
ロック図である。第５図、第６図を参照して光ステーシ
ョン２２は、プリズムにより形成されたコーナキューブ
］１２と、コーナキューブ１１２の全反射面の１つの裏
面にシール１１４を介して貼付けられた電歪性金属板１
１６と、電歪９ 性金属板１１６とコーナキューブ１１２との間に封入さ
れた封入液１２０と、電歪性金属板１１６に接続され、
変調信号を光ステーション制御局１６から受取って、そ
れに応じて電歪性金属板１１６を駆動するための電歪性
金属板ドライバ１１８と、コーナキューブ１１２に入ａ
ｔする入射ビームを２つに分割するためのビームスプリ
ッタＢＳと、ビームスプリッタＢＳにより分割されたレ
ーザビームを光伝送路（光ファイバ１２）に中継するた
めの光中継装置１２２とを含む。ビームスプリッタＢＳ
は図示されない駆動装置によってその位置および角度が
変更され、光中継装置１２２に常にレーザビームが入射
するようにされる。

第５図、第６図を参照して、光ステーション２２の動作
が説明される。移動局１０からのレーザビームはビーム
スプリッタＢＳにより光中継装置１２２の方向とコーナ
キューブ１１２の方向の２つのレーザビームに分割され
る。光中継装置１２２に入射するレーザビームは中継さ
れて光伝送路に送られる。コーナキューブ１１２に入射
するし０ 一ザビームは反射面の１つで反射した後、電歪性金属板
１１６が設けられた反射面に入射する。

電歪性金属板ドライバ１１８から電歪性金属板１１６に
電圧がかかっていないときには、電歪性金属板１１６は
平坦である。封入液１２０はその封入された空間内の一
点に集まっている。このときは、この面に入射したレー
ザビームの大部分はそのまま反射されて反射ビームとな
り、入射方向と同一の方向に戻る。

一方、電歪性金属板ドライバ１１８から電歪性金属板１
１６に電圧がかけられていると、電歪性金属板１１６が
コーナキューブ１１２側に撓むようになっている。その
封入されている空間の深さが小さくなるために、封入液
１２０はその封入空間内でコーナキューブ１１２の反射
面に沿って横に拡がる。この面に入射する光は、封入液
１２０の存在によって、この面での反射率が減少し、は
とんど反射されない。

すなわち、電歪性金属板ドライバ１１８により電歪性金
属板１１６にかける電圧を変化させるこ１ とにより、このコーナキューブ１１２からの反Ｉ（ビー
ムを変調信号に応じて変調することかできる。

この場合、レーザビームによる同時双方向の通信はでき
ないが、時分割により双方向への通信を実現することが
できる。

第７図は、移動局１０による自己の位置登録の手順を示
す。移動局１０の光通信装置４６は、前述のように通話
時以外は、連続的にあるいは間欠的にコーナキューブ探
索のため探索ビームを出射している。コーナキューブに
よって反射された探索ビームは、そのコーナキューブの
属する光ステーション制御局１６の制御地域の番号を示
す信号により変調されている。

光通信装置４６は反射ビームを受取り、記憶手段４８に
記憶されている自己の存在している制御地域の情報と、
受取った制御地域の情報とを比較する。もしも受取った
制御地域情報と記憶されている情報とが一致している場
合、光通信装置４６は受取った制御地域情報を無視する
。もしも受取った制御地域情報が記憶されているものと
異なる２ ときには、光通信装置４６は自己の局番号と新しい制御
地域情報等を登録依頼の命令とともにレーザビームによ
って光ステーション制御局１６に通知する。

光ステーション制御局１６は、コーナキューブを介して
登録依頼の通知を受取るとそれをそのまま移動光電話交
換局１４に転送する。移動光電話交換局１４はホームメ
モリ局１８にこの情報を与える。ホームメモリ局１８は
記憶手段２０において受取った移動局の番号をキーにし
て該当する移動局の情報を検索し、その情報のうち現在
その移動局がどの制御地域に位置するかを示す部分を、
受取った情報で更新する。

ホームメモリ局１８は上述の更新が正常に終了すると、
その旨の登録確認情報を移動光電話交換局１４に与える
。終了情報は、前述の経路を逆に辿ってコーナキューブ
から光通信装置４６に与えられる。光通信装置４６は、
登録確認情報を受取ると、記憶手段４８に自己の存在す
る制御地域情報を更新登録する。

３ 上述のように常に移動局１０の存在する位置をホームメ
モリ局１８に登録することにより、公衆回線網から移動
局１０に対する呼出があった場合に、該当する移動局の
呼出が効率的に行なわれる。

すなわち、該当する移動局１０の存在する制御地域のみ
に呼出情報を与えればよく、不必要に広い領域を対象と
することはない。また、前回の登録情報を消去せず残し
ておけば、移動局１０か制御地域の境界位置付近に沿っ
て移動していても、両方の制御地域において呼出を行な
うことにより迅速かつ確実に呼出が行なわれ得る。

第８図は移動局１０に対して公衆回線網から呼出がある
場合のこのシステムの動作を示すブロック図である。第
８図を参照して、移動光電話交換局１４に対して公衆回
線網から移動局の番号を指定して呼出が行なわれる。移
動光電話交換局１４はホームメモリ局１８にこの番号を
与える。ホームメモリ局１８は記憶手段２０を検索して
該当する移動局が現在存在している制御地域の番号を見
出す。この制御地域の番号は移動光電話交換局１４ ４に与えられる。

移動光電話交換局１４は、与えられた番号の制御地域を
統括する光ステーション制御局１６に対し、呼出対象と
なっている移動局の局番と、呼出があった旨の信号を与
える。光ステーション制御局１６はこの信号に応答して
、移動局１０にその旨の情報を与えるように配下のコー
ナキューブの変調を行なう。

移動局１０の光通信装置４６は、前述のように自己の制
御地域を確認するために常にコーナキューブを探索する
探索ビームを出射している。この探索のためのビームが
前述の光ステーション制御局１６の配下のコーナキュー
ブに入射することにより、その反射光が制御地域の情報
、呼出があることを示す情報、および呼出されている移
動体１０の番号を示す情報で変調される。

移動局１０は反射されたレーザビームを受取って、自己
に対する呼出があるかどうかを判断する。

もし自己が呼出されていることを検知すると、光通信装
置４６は光ステーション制御局１６のコー５ ナキューブに対して呼出に対する応答をレーザビームに
より送信する。もしも呼出情報が自己に対するものでな
ければ光通信装置４６はその情報を捨てる。

光ステーション制御局１６は呼出に対する応答があれば
、その応答を受けたコーナキューブがどれかを確定する
とともに、移動光電話交換局１４に対し応答があった旨
を示す信号を送信する。移動光電話交換局１４はこの信
号に応答して、前述のコーナキューブを経由して公衆回
線網と移動局１０との回線の接続を行なう。

光通信装置４６は回線の接続に伴なって電話機４０によ
り呼出音を発坐する。この呼出に応答して電話機４０の
送受器を取上げれば、通信回線は完全に接続されて、移
動Ｊｔ’ｆｆ１ｌＯと公衆回線網の呼出局との間のデー
タ通信か行なわれる。この際、移動光電話交換局１４は
ホームメモリ局１８に対して、移動局１０の回線接続が
行なわれた旨の情報を与える。ホームメモリ局１８はそ
の情報を受取ると記憶手段２０の中の情報を検索し、該
当す６ る移動局の情報について通話中を示す情報を付加する。

これにより、移動局１０が通話中には、他局からの着呼
に対しては移動光電話交換局１４において自動的に話し
中の信号を返答することが可能となる。

第９図は移動局１０からの発呼の手順を示す、システム
のブロック図である。光通信装置４６は、送受器４０が
オフフック状態になったことを検知すると、光ステーシ
ョン制御局１６に対しコーナキューブ割当てを依頼する
情報を探索ビームにより発信する。このレーザビームが
コーナキューブに入射すると、この情報は光ステーショ
ン制御局１６に転送される。光ステーション制御局１６
はこの情報を発信した移動局１０の現在位置と、この情
報を中継したコーナキューブの位置とを考慮して、適切
なコーナキューブを選択する。光ステーション制御局１
６はそれを移動局１０に割当て、コーナキューブを通じ
てコーナキューブ割当ての確認信号を光通信装置４６に
送信する。光通信装置４６はコーナキューブの割当てを
確認して光スフ チージョン制御局１６にその旨を通知する。これにより
、回線接続の前段階として光通信装置４６と光ステーシ
ョン制御局１６との接続が行なわれ、光通信装置４６に
は光ステーション制御局１６からのキャリアが送信され
る。

移動局１０の操作者はこのキャリアを確認すると、電話
機４０によって、通話相手の番号をダイヤルする。ダイ
ヤルによる発呼信号は光通信装置４６からレーザビーム
、コーナキューブを介して光ステーション制御局１６に
送られる。この信号はさらに移動光電話交換局１４に転
送され、移動光電話交換局１４が回線の接続を行なう。

移動光電話交換局１４は、移動局１０と相手局との接続
が完全に行なわれると、呼出の場合と同様にホームメモ
リ局１８に対して移動局１０の通話中の情報を与える。

ホームメモリ局１８はこの情報に応答して、記憶手段２
０中の該当する移動局１０の情報に通話中を示す情報を
付加する。もちろん、この通話中を示す情報は、通話の
終了が検知されたときに取ン’ｌされる。

８ 以上の記述から明らかなように、コーナキューブを用い
て光ステーション２２をたとえば市街、あるいは道路沿
いに多数配置することにより、移動局１０と公衆回線網
との接続が自由に行なわれ、移動局と公衆回線網による
データ通信ネットワクを形成することができる。

このシステムは、コーナキューブと移動局１０との間の
通信に電波を用いず光を使用するため、電波法の規制を
受けることがない。また、光同士が悪影響を及ぼし合っ
ていわゆる混信のような不都合を生じることもない。し
たがってこのコーナキューブを用いる光ステーションを
、互いに近接して多数配置することが可能となる。その
上、光を指向性の高いビームとすれば、従来のセルラー
方式と比較してはるかに柔軟に運用できるセルラ一方式
を実現することができる。この場合その使用による利便
性は非常に大きいと言える。

すなわち、従来のセルラ一方式では、１つセルの大きさ
を縮小しようとすれば、そのセルにおいて用いられてい
る通信のための電波の出力を小さ９ くするとともに、周囲の無線局の出力を大きくしてその
セルの縮小分を補う必要があった。ところが、本発明の
システムにおいては、それぞれのコーナキューブがそれ
ぞれ独立したセルラーを形成する。しかも各セルラーは
互いに重なり合っても何ら不都合はない。そのため、一
定地域内のコーナキューブがすべて使用中であるときに
も、移動局１０側が自動的にその地域外のコーナキュー
ブを選択することができる。このシステムにおける通信
には指向性が強いレーザビームを用いており、コーナキ
ューブが視界に入ってさえいれば、事実上その地理的な
距離はコーナキューブとの接続の上では大きな障害とは
ならないからである。そのため、従来のセルラ一方式と
比較して個々の光ステーションが担当できる地域は柔軟
に変化できる。

また、上述の実施例のシステムにおけるように光ステー
ションにコーナキューブを使用すれば、複雑な機器を光
ステーションに設置する必要がなく、コストを低くする
ことが可能である。また各光ステーション向上が近接配
置されても、７は波を０ 使う従来のシステムの場合のように混信という不都合を
生じることはない。そのため、光ステーションを一定地
域内に安いコストで多数配置することが可能である。光
ステーションが多数になれば、通信はより安定して行な
うことができる。この点で従来のように有限な周波数チ
ャネルを分割して使用するために一定地域内の無線局の
数を無限に拡大することができないシステムと比較して
、将来の加入者増に対応できる可能性がはるかに高いも
のと考えられる。

本発明は、上述の実施例には限定されない。たとえば、
コーナキューブによるレーザビーム変調手段としては、
第１０囚に示されるような液晶シャッタを用いるものも
考えられる。第１０図を参照して、この光ステーション
２２は、コーナキューブ１０６と、コーナキューブ１０
６の一面に取付けられた液晶シャッタ１０８と、液晶シ
ャッタ１０８を変調信号に従って駆動するための液晶ド
ライバ１１０と、入射するレーザビームを２つに分割す
るためのビームスプリッタＢＳ等を含む。

１ 液晶ドライバ１１０によって液晶シャッタ１０ｇを開閉
することにより、入射するレーザビームの、液晶シャッ
タ１０８が設置されている面における反射は制御され、
このコーナキューブの反射ビームが変調信号に応じて断
続することになる。したがって、この第１０図に示され
る装置を用いても、本発明にかかるシステムを構築する
ことができる。

また、上述の実施例においては光ステーションの側には
コーナキューブが設けられ、移動局１０の方には先ビー
ムを出Ｕｔする手段および反射される光ビームを受光す
る手段が設けられる場合が述べられた。しかしながら本
発明はそれには限定されず、たとえば光ステーション側
に光出射手段が、移動局１０側にコーナキューブが設け
られてもよい。光ステーション側、移動局１０側の双方
に光出射手段と受光手段とが別々に２組設けられてもよ
い。

第１１図は、光ステーション側に光出射のための手段が
設けられる場合の光ステーションの概略構成を示すブロ
ック図である。第１２図は、その２ ような光ステーションの設置情況を示す斜視図である。

第１１図、第１２図を参照して、この実施例の光ステー
ション２２は、電柱６８にアーム６７によって取付けら
れた複数個のビームトラッカ６４を含む。ビームトラッ
カ６４はレーザビームを出射するレーザ光源７０と、レ
ーザビームの光路上に設けられ、変調゛信号に応答して
レーザビームを断続して変調するための液晶シャッタ７
２と、液晶シャッタ７２を透過したビームの光路上に設
けられ、レーザ光源７０からのレーザビームを透過し、
逆方向からのレーザビームを反射してその進路を９０”
変更するためのビームスプリッタ７４と、回転軸まわり
に回転可能に設けられ、出射されるレーザビームの方向
を変化させ、またコーナキューブにより反射されたレー
ザビームを反射してその進路をビームスプリッタ７４側
に変更するためのスキャナ７６と、ビームスプリッタ７
４により反対されたレーザビームの光路上に設けられた
光センサ７８と、光センサ７８に接続され、光センサ７
８の出力が最大となるようにスキャナ３ ７６の方向を制御するためのモータドライバ８０と、モ
ータ８２とを含、む。光センサ７８の出力はこの場合は
同軸ケーブル６６を介して光ステーション制御局１６に
接続されている。

第１１図、第１２図を参照して、ビームトラッカ６４か
ら出射されるレーザビームは、スキャナ７６の動作によ
って空間を走査する。この例の場合、レーザビームはビ
ームトラッカ６４の側から移動局１０に送出されること
になる。ビームトラッカ６４は、光センサ７８によって
反射光を監曳しており、コーナキューブからの反射ビー
ムが入射した場合、その出力が最大になるようにモータ
ドライバ８０、モータ８２とを用いてスキャナ７６を動
作させている。このように制御することによって、ビー
ムトラッカ６４と移動局１０とのコーナキューブとの間
では光通信が行なわれ、たとえば制御地域情報、呼出情
報ｐを移動局１０に与え、接続依頼の信号などを移動局
１０から受取ることができる。

このビームトラッカ６４と特定の移動局１０と４ が−旦通信状態に入ると、モータドライバ８０によって
スキャナ７６が操作され、レーザビームは移動局１０の
移動を追尾して接続を維持する。ビームトラッカ６４が
旬換えられると、接続を断たれた方のビームトラッカ６
４においてはたとえばｉ＆晶シャッタ７２か遮断される
。モータドライバ８０、モータ８２はスキャナ７６を動
作させるための目標を失うが、液晶シャッタ７２が再び
開かれることによりまたレーザビームによる空間の走査
を開始する。

この実施例におけるビームトラッカによっても、第１の
実施例と同様の効果を得ることができる。

このシステムでは、移動局１０側にコーナキューブを載
せればよいため、移動局のコストを低く抑えることがで
きるという効果がある。

上述のすべての実施例を通じて、移動局と光ステーショ
ンとの間の通信はレーザビームにより行なわれるため、
電磁気的なノイズの大きな場所においてもその影響を受
けず、安定した通信が実現されるという効果もある。

５ 第１６図は本発明による移動体のデータ通信システムの
一応用例である。第１６図を参照して、たとえば１地域
に予想を越える数の移動局が集ψしたときには、たとえ
ば飛行船５０やヘリコプタ５２をその上空に配置するこ
とにより、通信を正常な状態に保つことが容易にてきる
。飛行船５０やヘリコプタ５２の下部には、複数個のコ
ーナキューブが設けられており、各コーナキューブは、
地上の移動局１０の１つと交信することができる。

飛行船５０やヘリコプタ５２には、光ステーション制御
局が設けられており、その光ステーション制御局は地上
に設けられた地上局５４とたとえば光ビームにより、あ
るいは無線電波により接続され、コーナキューブによる
通信のすべてを地上局５４に中継する。

このように移動可能な光ステーションを設けることによ
り、たとえば何らかの行Ｔｌ（などにより多数の移動局
が１箇所に集中しても、通信回線を容易に確保すること
かできる。そのため、通常の光ステーションの設置にあ
たっては、そのような異６ 常な数の移動局の集中を除外して考えることができる。

そのため、少ないコストで最も効果が大きくなるように
光ステーションを配置することが可能となる。

なお、上述の実施例では、移動局１０と光ステジョンと
の間で電話通信を行なう場合が説明された。この場合、
通信される音声情報はアナログには限らず、ディジタル
情報でもよい。また、音声以外のたとえば画像情報であ
ってもよい。

また、本発明における説明では、１つのコーナキューブ
が１つの移動体１０とのみ交信している場合が説明され
た。しかしながら、本発明は、いわゆるコーナキューブ
と移動局とが１対１の態様で通信をするものに眠られる
、というわけではない。光が互いに干渉することが難し
いことを利用して、１つのコーナキューブが複数の移動
局と通信することも可能である。多くの移動体との通信
を行なうためには、たとえばコーナキューブを時分割で
利用すればよい。

［発明の効果コ ア 上述の説明から明らかなように、本発明にかかる移動体
のシステムにおいては、移動体に設けられる第２の局は
第１の局の光通信施設との間で光通信を行なう。第１の
局を介して、移動体はブタ通信網とデータ通信を行なう
ことが可能となる。

切換手段は、移動体の移動に追従して、その移動体の第
２の局と最も適切に光通信を行なうことができる第１の
局を選択し、その第１の局の移動体との接続、および第
１の周と通信網との間の接続経路を切換える。

第１の局と第２の局との間の通信には光を用いるため、
本発明のシステムは電波法の適用を受けることがない。

また、第１の局を近接して多数設けても、いわゆる混信
の生ずるおそれがない。さらに、各節１の局に電波の場
合のように周波数を割当てる手続が不要である。そのた
め、第１の局を多数配置することにより、多くの移動体
とデータ通信網との接続を有効に行なうことができる。

また、光通信そのものは電磁気的ノイズに強いため、電
磁気的ノイズか多量に発生する場所でも安８ 定した通信を行なうことができる。

すなわち、移動局の増加に対しても有効に対処でき、良
好な通信状態を実現できる移動体の通信システムを提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる移動体のデータ通信システムの
概略を示すブロック図であり、第２図は移動局に設けら
れる光送受信アンテナの側面図であり、 第３図は光送受信アンテナの平面図であり、第４図は移
動局の光通信装置のブロック図であり、 第５図、免６図は光ステーションのブロック図の一例で
あり、 第７図は移動局による制御地域情報の登録の状態を示す
ブロック図であり、 第８図はデータ通信網からの呼出があった場合の移動局
１０の呼出を示すブロック図であり、第９図は移動局か
らの発呼がある場合の動作を示すシステムのブロック図
であり、 ３つ 第１０図は光ステーションの他の一例のブロック図であ
り、 第１１図は光出射手段を有する光ステーションの一例の
ブロック図であり、 第１２図は光ステーションの斜視図であり、第１３図は
移動可能な光ステーションの一例を示す模式図であり、 第１４図は従来の移動体のデータ通信システムを示すブ
ロック図である。 図中、１０は移動体、１４は移動光電話交換局、１６は
光ステーション制御局、１８はホームメモリ局、２２は
光ステーション、２４は光送受信アンテナ、２６は光送
受装置、２８はフォトダイオード、３２はレーザダイオ
ード、３４は変調回路、４６は光通信装置、６４はビー
ムトラッカを示す。 なお、図中同一符号は同一、または相当箇所を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）データ通信網と、移動体との間を光通信によって
   接続することによってデータ通信を行なう移動体のデー
   タ通信システムであって、前記データ通信網の終端に設
   けられ、光通信施設を有する複数の第１の局と、 前記移動体に設けられ、前記第１の局の光通信施設との
   間で光通信を行なうための第２の局と、前記移動体の移
   動に追従して、前記第２の局と接続される前記第１の局
   を切換えるための切換手段とを含む光利用データ通信シ
   ステム。