JPH11275019A - 移動体の通信システムのための中継局 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 移動体が増加しても良好な通信状態を実現で
きる、移動体の通信システムのための中継局を提供す
る。 【解決手段】 移動可能な中継局５０、５２は、移動局
１０と光通信を行なうための複数個の光通信装置と、当
該光通信装置による移動局１０との通信を無線電波など
により地上局５４に中継するための中継装置とを持ち、
地上局５４が属するネットワーク内の局と、移動体１０
との間の通信を中継する。移動体１０が多数集合してい
る地域に中継局５０、５２を移動させることにより多数
の移動体１０による通信が発生しても対処することがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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
なう移動体の通信を中継するための中継局に関する。

【０００２】

【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。図１４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。図１４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、所定の地区
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、６
０ｂ…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。

【０００３】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５６ｂ、セル５６ｂとセ
ル５６ｃ、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。

【０００４】図１４の場合、制御局６０ａには無線局５
８ａ、５８ｂ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。

【０００５】今、自動車電話の設備を積載した移動局１
０が、セル５６ａ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
６０ａ、交換局６２を介して公衆回線網に接続される。
移動局１０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で行
なわれる。

【０００６】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、呼出された移動局が応答をしたり、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。

【０００７】制御チャネルはたとえば説明ごとに定めら
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、自己が存在
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。

【０００８】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、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。

【０００９】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１
０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５
８ａ、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Ｓ／Ｎ比を監視し、無線局５
８ｂ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。

【００１０】移動局１０がたとえばセル５６ｂとセル５
６ｃ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
選択信号、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５８ｂ、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５
６ｃ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。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来の移動体データ通
信システムは、上述のように電波を用いたセルラーシス
テムを採用することにより、無線局を介して公衆電話網
と移動体との間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。

【００１２】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つの無線局に割当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、一般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。

【００１３】他の課題は、従来のシステムは、電磁的な
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。

【００１４】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。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる移動体の
通信システムのための中継局は、データ通信網と、移動
体との間を光通信を用いて中継するための、移動体の通
信システムのための中継局であって、移動可能な本体
と、本体に設けられ、データ通信網と無線通信手段によ
って通信可能な手段と、本体に設けられ、移動体との間
で光通信を行なうための複数個の光通信手段とを含む。

【００１６】光通信手段によって移動体との間の通信を
行い、これをさらに無線通信手段によってデータ通信網
に中継することができる。本体が移動できるため、多数
の移動体が通信を行なう可能性のある場所に当該本体を
移動させることにより、一度に局所的に多数の通信が発
生した場合にも各移動体を安定してデータ通信網に中継
することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施の形態で用
いられる移動体のデータ通信システムのブロック図であ
る。図１を参照して、このシステムは、相互に光ファイ
バ１２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、ＣＣ
４等を有する複数の光ステーション２２ａ、２２ｂ等
と、光ファイバ１２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１
０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ームメモリ局１８と、それら情報
を記憶するための記憶手段２０とを含む。

【００１８】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ＣＣ
１、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
キューブＣＣ１、ＣＣ２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。

【００１９】図１〜図３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２６ａ〜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。

【００２０】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Ｂ３を出射する。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２６
ｆは移動局１０の進行方向に向かって左側やや上方にレ
ーザビームＢ６を出射する。光送受装置２６ｇは移動局
１０の進行方向に向かって右側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。

【００２１】図１〜図３を参照して、このシステムの概
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Ｃ
Ｃ３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１
０との通信内容を光ファイバケーブル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１
６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ＣＣ
２）を選択し、そのコーナキューブと移動光電話交換局
１４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。

【００２２】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Ｃ
Ｃ２、ＣＣ３による通信状態を比較すると、コーナキュ
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。

【００２３】移動局１０が或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１
６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の動作は従来のシ
ステムと同様である。

【００２４】通常のコーナキューブは、移動局１０から
のレーザビームが入射すると、自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。

【００２５】移動局１０は、常にレーザビームＢ１〜Ｂ
７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。

【００２６】図４は移動局１０に備えられる光通信装置
４６のブロック図である。図４を参照して、光通信装置
４６は、７個の光送受装置２６ａ〜２６ｇ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
を入力されて、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。

【００２７】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３０
ａとを含む。他の光送受装置２６ｂ〜２６ｇも光送受装
置２６ａと同様の構成を有する。

【００２８】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。

【００２９】図４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に入力される。

【００３０】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比の高い受光信号を２つ選択する。同時にどの光送
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、前回書込
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。

【００３１】符号化回路４４は受取った情報を一時スト
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３４ａ〜３４ｇにより、ＬＤ３２ａ〜３２
ｇ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１４を介してホームメモリ局１８に送られ
る。

【００３２】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、制御
手段３８、符号化回路４４を経て光通信装置２６ａ〜２
６ｇ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２２ａ、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。

【００３３】ＰＤ２８ａ〜２８ｇに入射したレーザビー
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。

【００３４】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。

【００３５】たとえば光ステーション２２ａは、前述の
ような移動局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。

【００３６】図５、図６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。図５、図６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１１２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１１６と、電歪性金属板１１６とコーナキューブ１１
２との間に封入された封入液１２０と、電歪性金属板１
１６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に入射する入射ビームを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１
２）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。

【００３７】図５、図６を参照して、光ステーション２
２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１１
２に入射するレー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。

【００３８】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。

【００３９】一方、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、ほとんど反射されない。

【００４０】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と
により、このコーナキューブ１１２からの反射ビームを
変調信号に応じて変調することができる。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。

【００４１】図７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。

【００４２】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。

【００４３】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１
４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。

【００４４】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。

【００４５】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が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。

【００４６】図８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。図８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に与えられる。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】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。

【００５１】光通信装置４６は回線の接続に伴なって電
話機４０により呼出音を発生する。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、移動局１０と公衆回線網の呼出局との間のデ
ータ通信が行なわれる。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。

【００５２】図９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検索ビームによって発信する。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１６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テーション制御局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。

【００５３】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２０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消される。

【００５４】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ークを形成することが
できる。

【００５５】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
セルラー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。

【００５６】すなわち、従来のセルラー方式では、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、従来のセルラー方式と比較して個
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。

【００５７】また、上述の実施の形態のシステムにおけ
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
ーション同士が近接配置されても、電波を使う従来のシ
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。

【００５８】本発明は、上述の実施の形態には限定され
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、図１０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。図１０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１０６の一面に取付けられた液晶シャッタ１０
８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。
液晶ドライバ１１０によって液晶シャッタ１０８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、この図１０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。

【００５９】また、上述の実施の形態においては光ステ
ーションの側にはコーナキューブが設けられ、移動局１
０の方には光ビームを出射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。

【００６０】図１１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。図１２は、そのような光ステ
ーションの設置情況を示す斜視図である。図１１、図１
２を参照して、この実施の形態の光ステーション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
ベル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７２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７４により反射
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７８の出力が最
大となるようにスキャナ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７
８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。

【００６１】図１１、図１２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視しており、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、呼出情報等を移動局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。

【００６２】このビームトラッカ６４と特定の移動局１
０とが一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１
０の移動を追尾して接続を維持する。ビームトラッカ６
４が切換えられると、接続を断たれた方のビームトラッ
カ６４においてはたとえば液晶シャッタ７２が遮断され
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。

【００６３】この実施の形態におけるビームトラッカに
よっても、第１の実施の形態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。

【００６４】上述のすべての実施の形態を通じて、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。

【００６５】図１３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。図１３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中したときに
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
易にできる。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。

【００６６】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事などにより多数
の移動局が１箇所に集中しても、通信回線を容易に確保
することができる。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。

【００６７】なお、上述の実施の形態では、移動局１０
と光ステーシ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。

【００６８】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
のに限られる、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。

【００６９】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、移動体はデータ通信網とデ
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の局と通信網と
の間の接続経路を切換える。

【００７０】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、各第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、電磁気的ノイズが多量に発生する場所でも安
定した通信を行なうことができる。

【００７１】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】

【図１】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る。

【図２】移動局に設けられる光送受信アンテナの側面図
である。

【図３】光送受信アンテナの平面図である。

【図４】移動局の光通信装置のブロック図である。

【図５】光ステーションのブロック図の一例である。

【図６】光ステーションのブロック図の一例である。

【図７】移動局による制御地域情報の登録の状態を示す
ブロック図である。

【図８】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る。

【図９】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る。

【図１０】光ステーションの他の一例のブロック図であ
る。

【図１１】光出射手段を有する光ステーションの一例の
ブロック図である。

【図１２】光ステーションの斜視図である。

【図１３】移動可能な光ステーションの一例を示す模式
図である

【図１４】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。

【符号の説明】

１０ 移動体 １４ 移動光電話交換局 １６ 光ステーション制御局 １８ ホームメモリ局 ２２ 光ステーション ２４ 光送受信アンテナ ２６ 光送受装置 ２８ フォトダイオード ３２ レーザダイオード ３４ 変調回路 ４６ 光通信装置 ６４ ビームトラッカ 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. 【請求項１】 データ通信網と、移動体との間を光通信
   を用いて中継するための、移動体の通信システムのため
   の中継局であって、 移動可能な本体と、 前記本体に設けられ、前記データ通信網と無線通信手段
   によって通信可能な手段と、 前記本体に設けられ、前記移動体との間で光通信を行な
   うための複数個の光通信手段とを含む、移動体の通信シ
   ステムのための中継局。