JPH11178051A

JPH11178051A - 無線通信システム

Info

Publication number: JPH11178051A
Application number: JP9341356A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Mochizuki; 啓希望月
Original assignee: Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba TEC Corp
Priority date: 1997-12-11
Filing date: 1997-12-11
Publication date: 1999-07-02

Abstract

(57)【要約】【課題】送信電力の使用効率を向上し、通信品質を向上
し、しかも、サービスエリア内の基地局の数を減らす。【解決手段】互いに無線通信する基地局１２と端末局１
８からなる無線通信システムにおいて、基地局の通信制
御装置１６は、指向性移動／切換装置１５を制御し、こ
の指向性移動／切換装置で指向性アンテナ１３の向きを
切換え、このアンテナにより形成される指向性無線通信
ゾーンＺの位置を予め設定した滞留時間だけ滞留させつ
つ順次移動させ、一定時間でサービスエリア１１全体に
配置した端末局との無線通信をカバーするように制御す
る。端末局は、基地局の指向性無線通信ゾーンが自己を
カバーする位置に滞留している時にその滞留を検知し、
滞留時間内に基地局と無線通信を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基地局と端末局か
らなる無線通信システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の無線通信システムは、図
１５に示すように、円形内に一様な指向性を持つ無線通
信ゾーンＺを形成する基地局１を複数、サービスエリア
２内に配置し、複数の基地局１の無線通信ゾーンＺによ
りサービスエリア２全体をカバーするようになってい
る。これにより、サービスエリア２内に配置される端末
局３はエリア内のどの位置にあってもいずれかの基地局
１と無線通信できるようになる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような無線通信シ
ステムでは、各基地局が円形の無線通信ゾーンＺ内に一
様な指向性を有するため、送信電力があらゆる方向に分
散されて放出されることになり、送信電力が無駄に使用
されるという問題があった。また、基地局は受信時には
本来の通信電波のみでなく、マルチパルスフェージング
等による不要波も受信し、通信品質を低下させるという
問題があった。また、出力を変えずに広い範囲のサービ
スエリアをカバーしようとすると、無線通信ゾーンの数
を増やさなければならず、それだけ基地局の数が増加し
経済性が悪いという問題があった。

【０００４】そこで、各請求項記載の発明は、送信電力
を効率よく使用でき、また、通信品質を向上でき、しか
も、サービスエリア内の基地局の数を減らすことができ
経済性に優れた無線通信システムを提供する。また、請
求項４及び５記載の発明は、さらに、通信のパフォーマ
ンスを向上できる無線通信システムを提供する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
互いに無線通信する基地局と端末局からなる無線通信シ
ステムにおいて、基地局は、指向性無線通信ゾーンを形
成し、この指向性無線通信ゾーンの位置を予め設定した
滞留時間だけ滞留させつつ順次移動させる手段と、この
手段を一定時間でサービスエリア全体に配置した端末局
との無線通信をカバーするように制御するとともにこの
制御を繰返す制御を行う制御手段を備え、端末局は、基
地局の指向性無線通信ゾーンが自己をカバーする位置に
滞留している時にその滞留を検知する手段と、この手段
が滞留を検知した時、滞留時間内に基地局と無線通信を
行う手段を備えたものである。

【０００６】請求項２記載の発明は、請求項１記載の無
線通信システムにおいて、基地局の指向性無線通信ゾー
ンの位置を移動させる手段は、指向性アンテナを電子的
に走査して指向性無線通信ゾーンの位置を移動させる電
子走査アンテナと、予め設定したシーケンスと滞留時間
の情報を記憶した記憶手段と、この記憶手段に記憶した
シーケンス及び滞留時間に基づいて電子走査アンテナの
電子的走査を制御する手段からなるものである。

【０００７】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の無線通信システムにおいて、基地局をサービスエリ
アの中心に設置するとともにこの基地局から放射状に指
向性無線通信ゾーンを形成するようにし、基地局を中心
に指向性無線通信ゾーンの位置を回転移動させるもので
ある。

【０００８】請求項４記載の発明は、請求項３記載の無
線通信システムにおいて、基地局は、この基地局が形成
する指向性無線通信ゾーンの位置を回転方向に順に移動
させるスキャニングシーケンス制御手段と、端末局を捕
捉した後にこの端末局が存在する指向性無線通信ゾーン
の位置のみを選択的に移動させるホッピングシーケンス
制御手段とを備えたものである。

【０００９】請求項５記載の発明は、請求項４記載の無
線通信システムにおいて、基地局のホッピングシーケン
ス制御手段は、端末局が存在する指向性無線通信ゾーン
及びこの両隣の指向性無線通信ゾーンを一群のゾーンと
して無線通信ゾーンを形成する手段と、ゾーン内の端末
局の移動を検知する手段と、この手段による端末局の移
動検知に応動して端末局が存在する指向性無線通信ゾー
ンの位置が中央になるようにゾーン切換えを行う手段と
を備えたものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して説明する。（第１の実施の形態）図１に示すように、サービスエリ
ア１１の一角に基地局１２の指向性アンテナ１３を配置
し、この指向性アンテナ１３に送受信機１４を接続して
いる。また、前記指向性アンテナ１３は指向性移動／切
換装置１５により向きを可変できるようになっている。
前記送受信機１４及び指向性移動／切換装置１５は通信
制御装置１６に接続し、この通信制御装置１６により制
御されるようになっている。前記通信制御装置１６は、
通信Ｉ／Ｆ（インターフェース）１７と接続し、この通
信Ｉ／Ｆ１７を介して外部機器と通信データのやり取り
を行うようになっている。

【００１１】前記指向性アンテナ１３は、一方向に利得
を集中させて指向性無線通信ゾーンＺを形成し、前記指
向性移動／切換装置１５は、この指向性アンテナ１３の
向きを切換えて指向性無線通信ゾーンＺの位置をそれぞ
れの位置で予め設定した滞留時間だけ滞留させつつ図中
点線で示すように順次移動させ、一定時間で前記サービ
スエリア１１に配置した端末局１８との無線通信をカバ
ーできるとともにこの制御を繰返すようになっている。
この場合、１回目の指向性無線通信ゾーンＺの移動順序
と２回目以降の指向性無線通信ゾーンＺの移動順序は同
一でも異なってもよい。要は、１回の移動によりサービ
スエリア１１全体をカバーできればよい。

【００１２】前記端末局１８は、移動携帯端末や半固定
端末に設けられ、図２に示すように、通信制御部１９、
この通信制御部１９に制御される送受信機２０、ゾーン
の滞留時間を計測するタイマ２１及び前記送受信機２０
に接続したアンテナ２２を備えた通信部２３を備え、前
記送受信機２０をＩ／Ｆ（インターフェース）を介して
端末本体２４に接続し、この端末本体２４と通信データ
のやり取りを行うようになっている。前記通信制御装置
１９は前記送受信機２０からＣＳ（キャリアセンス）を
受取るとともにこの送受信機２０に制御信号ＣＮＴを供
給し、また、前記端末本体２４と制御信号ＣＮＴのやり
取りを行うようになっている。

【００１３】前記端末局１８は、前記基地局１２と図３
に示す通信制御を行うようになっている。すなわち、先
ず、ステップＳＴ１にて、基地局１２が指向性無線通信
ゾーンＺの移動後に発する識別信号を受信すると自己を
カバーできる位置に基地局１２からの指向性無線通信ゾ
ーンＺが滞留したことを検知する。続いて、ＳＴ２に
て、予め既知のゾーン滞留時間を計測する前記タイマを
２１を起動する。

【００１４】続いて、ＳＴ３にて、基地局１２からのデ
ータ受信を行い、ＳＴ４にて、ＣＳ（キャリアセンス）
の確認を行う。そして、ＳＴ５にて、データを基地局１
２に送信する。続いて、ＳＴ６にて、タイマ２１がカウ
ントしている滞留時間が経過したかを判定し、滞留時間
が経過していなければ、上述したステップＳＴ３〜ＳＴ
５の制御を繰返す。また、滞留時間が経過していれば、
ＳＴ７にて、通信終了処理を行い、一連の制御を終了す
る。なお、ステップＳＴ７で行う主な処理は、全てのデ
ータを完全に通信できないうちに終了時間が来た場合で
も次の無線通信ゾーンＺの到来時に間違いなく通信の続
きができるように準備する処理などである。

【００１５】このような構成においては、指向性アンテ
ナ１３は指向性移動／切換装置１５により一定の時間間
隔、すなわち、予め設定された滞留時間間隔で向きが変
えられ、従って、指向性アンテナ１３により形成される
指向性無線通信ゾーンＺの位置はサービスエリア１１内
を移動する。そして、基地局１２からの指向性無線通信
ゾーンＺが端末局１８の存在する位置に移動すると、端
末局１８は基地局１２からのデータ受信を行ってＣＳを
確認し、タイマ２１を起動する。

【００１６】こうして、端末局１８はタイマ２１で指向
性無線通信ゾーンＺの滞留時間を計測しながら基地局１
２とデータの無線通信を行う。このように、無線通信ゾ
ーンＺに指向性を持たせ、この無線通信ゾーンＺの位置
を一定の滞留時間を持たせて移動させているので、送信
電力がゾーン内に分散されることはなく、送信電力を効
率よく使用できる。また、基地局の指向性アンテナは、
端末局方向の指向性が高く、アンテナの特性は送受信で
共通であるため、端末局からの電波の受信においても利
得が高く有利である。また、無線通信ゾーンＺが指向性
を持っているので、マルチパルスフェージング等による
不要波を受信することがなくなり、通信品質を向上でき
る。しかも、基地局１２からの指向性無線通信ゾーンＺ
を移動してサービスエリア１１内をカバーするようにし
ているので、サービスエリア１１を１個の基地局１２で
充分にカバーすることができ、使用する基地局数を減ら
して経済性を向上できる。

【００１７】従って、このような無線通信システムを、
例えば、ＰＯＳ（販売時点情報管理）システムにおける
固定ＰＯＳ端末とハンディターミナルや在庫管理システ
ムにおけるハンディターミナルに適用すれば特にコスト
面で優れたシステムを構築できる。

【００１８】なお、この実施の形態では、基地局１２の
無線通信ゾーンＺが滞留している間に端末局１８は基地
局１２との間でＣＳ（キャリアセンス）による時分割の
通信を行う例について述べたが、端末局１８に固有の周
波数又は符号を与え、基地局１２側が各滞留時間内に端
末局１８からの周波数又は符号を検索して通信希望の端
末局を確認し、この確認した端末局と無線通信を行い、
通信終了後に別の希望の端末局を検索するという方法で
基地局と端末局とで通信を行うことを行ってもよい。

【００１９】また、この実施の形態では、サービスエリ
ア１１の一角に指向性アンテナ１３を配置し、この指向
性アンテナ１３の向きを変えて指向性無線通信ゾーンＺ
を移動させてサービスエリア全体をカバーするようにし
たが必ずしもこれに限定するものではなく、例えば、図
４に示すように、サービスエリア１１全体を幾つかのブ
ロックに区切り、指向性アンテナ１３の向きをブロック
単位に、、、、…のように順次切換えて指向性
無線通信ゾーンを移動させ、最終的にサービスエリア全
体をカバーするようにしてもよい。

【００２０】（第２の実施の形態）これは基地局３０と
して、図５に示すように、指向性アンテナを電子的に走
査して指向性無線通信ゾーンＺの位置を移動させる電子
走査アンテナ３１を備え、この電子走査アンテナ３１の
入出力端子をフィルタ３２を介して送受信切替器３３に
接続している。前記電子走査アンテナ３１の走査切換え
をアンテナスイッチコントロール回路３４で行い、この
コントロール回路３４を内部メモリを設けた通信制御部
３５で制御するようになっている。前記通信制御部３５
は前記送受信切替器３３も制御するようになっている。

【００２１】前記送受信切替器３３が受信側に切替わっ
ている状態では、前記電子走査アンテナ３１が端末局か
ら受信した信号をフィルタ３２、送受信切替器３３、ロ
ーノイズアンプ（ＬＮＡ）３６を介して受信側ミキサ
（ＭＩＸ）３７に供給し、この受信側ミキサ３７にてロ
ーカル発振器３８からの発振周波数により受信周波数を
ダウンコンバートするようになっている。そして、前記
受信側ミキサ３７からの受信信号を検波部３９で復調し
て得た受信データを前記通信制御部３５に供給するよう
になっている。

【００２２】また、前記送受信切替器３３が送信側に切
替わっている状態では、前記通信制御部３５から変調部
４０に送信データを供給し、この変調部４０で変調した
後、送信側ミキサ（ＭＩＸ）４１に供給している。そし
て、この送信側ミキサ４１で前記ローカル発振器３８か
らの発振周波数により送信周波数をアップコンバート
し、パワーアンプ（ＰＡ）４２、前記送受信切替器３
３、フィルタ３２及び電子走査アンテナ３１を介して端
末局に無線送信するようになっている。

【００２３】前記通信制御部３５は、ゾーン切換パター
ン記憶部４３に予め記憶してある切換えシーケンスに従
って前記アンテナスイッチコントロール回路３４を制御
し、無線通信ゾーンＺを切換えるようになっている。ま
た、前記通信制御部３５にはタイムベース４４が接続さ
れ、通信制御部３５はこのタイムベース４４からクロッ
クを受取り、このクロックを基準にタイムシーケンスを
実行するようになっている。従って、前記通信制御部３
５は、前記ゾーン切換パターン記憶部４３に記憶してあ
る切換えシーケンスと前記タイムベース４４からのクロ
ックを基準にしたタイムシーケンスにより所定の滞留時
間を持って前記電子走査アンテナ３１を順次切換え走査
することになる。

【００２４】前記通信制御部３５はＬＡＮＩ／Ｆ（イン
ターフェース）４５を介してＬＡＮ４６に接続し、この
ＬＡＮ４６に接続しているホストコンピュータなどとＬ
ＡＮ４６を介してデータ通信を行うようになっている。
さらに、前記通信制御部３５は、内部メモリにどの端末
局と通信を行ったかを記憶するようにもなっている。

【００２５】この無線通信システムの基地局３０は、例
えば、図６に示すように、サービスエリア１１の中央に
配置し、通常は、サービスエリア１１を漏れなくカバー
するように電子走査アンテナ３１を走査して指向性無線
通信ゾーンＺを、Ｚ1 、Ｚ2、Ｚ3 、…、Ｚ12と切換え
る。以下、これをゾーン・スキャニングと称する。

【００２６】このゾーン切換えパターンはゾーン切換パ
ターン記憶部４３に記憶されている。このゾーン・スキ
ャニングにおいては、指向性無線通信ゾーンＺが、Ｚ1
〜Ｚ12まで予め決められた滞留時間だけ滞留しながら順
に切替わる。今、サービスエリア１１内に、端末局とし
て、例えば、３台の移動端末局１８1 、１８2 、１８3
が点在しているとすると、基地局３０は無線通信ゾーン
をＺ1 〜Ｚ12まで切換えることで移動端末局１８1 、１
８2 、１８3 との無線通信が無線通信ゾーンＺ1 、Ｚ4
、Ｚ8 においてできることを確認する。このときのゾ
ーン・スキャニングパターンを示すと、図９の(a) に示
すようになり、各ゾーンの時間幅が滞留時間となる。図
中斜線のゾーンは移動端末局が存在するゾーンを示して
いる。

【００２７】こうして、基地局３０はサービスエリア１
１内の移動端末局１８1 、１８2 、１８3 の位置を把握
できることになる。基地局３０の通信制御部３５はこの
通信結果をもとに無線通信ゾーンＺ1 、Ｚ4 、Ｚ8 の位
置に移動端末局１８1 、１８2 、１８3 が存在すること
を内部メモリに記憶する。

【００２８】そして、サービスエリア１１内の移動端末
局１８1 、１８2 、１８3 の位置を把握すると、移動端
末局が存在しないエリアでの無駄な滞留をやめ、図７に
示すように、移動端末局１８1 、１８2 、１８3 が存在
するエリアのみに指向性無線通信ゾーンＺ1 、Ｚ4 、Ｚ
8 を切換える。以下、これをゾーン・ホッピングと称す
る。

【００２９】このときのゾーン・ホッピングパターンの
一例を示すと、図９の(b) に示すようになる。すなわ
ち、ゾーン・ホッピングパターンでは移動端末局の存在
しないエリアでの無駄な滞留をやめることにより、移動
端末局１８1 、１８2 、１８3の存在する無線通信ゾー
ンＺ1 、Ｚ4 、Ｚ8 での滞留時間を長くすることができ
る。これによりシステムの通信パフォーマンスを向上で
きることになる。

【００３０】また、ゾーン・ホッピングパターンの他の
例を示すと、図９の(c) に示すようになる。この例は各
ゾーンでの滞留時間はゾーン・スキャニングパターンの
場合と同じであるが、移動端末局１８1 、１８2 、１８
3 の存在する位置の無線通信ゾーンＺ1 、Ｚ4 、Ｚ8 の
みを切換えするため、ホッピングの繰返し周期が速くな
り、それだけ通信の機会が増え、結局、この場合もシス
テムの通信パフォーマンスを向上できることになる。

【００３１】このように、ホッピング方式のゾーン切換
えを行うことによりシステムのパフォーマンスは向上す
るが、使用においてはある程度の制限を与える必要があ
る。すなわち、低速ながらも移動端末局が他のゾーン位
置に移動したり、新規な移動端末局がシステムに参加し
てきたり、一定期間通信を休止する移動端末局が発生し
たりなどすると、基地局はこれらの移動端末局との通信
が不能になる。例えば、図８は、移動端末局１８2 が無
線通信ゾーンＺ4 から他のゾーン位置に移動し、新たに
移動端末局１８4 がシステムに参加して来た状態を示し
ている。このままでは基地局３０は移動端末局１８2 、
１８4 との通信ができない状態となる。

【００３２】すなわち、ゾーン・ホッピングは、比較的
短い時間内では問題ないが、あまり長い時間継続すると
サービスエリア１１内の移動端末局の位置状況が変化し
て通信に支障を来すことになる。これを解決するには、
適宜ゾーン・ホッピングとゾーン・スキャニングを切換
える必要がある。

【００３３】図１０はこれを実現した基地局３０のゾー
ン切換え制御を示している。すなわち、ステップＳＴ11
にて、通信制御部３５はゾーン切換えパターン記憶部４
３から図９の(a) に示す通常のゾーン・スキャニングパ
ターンを実行するスキャニングシーケンスを読み込む。
そして、ＳＴ12にて、スキャニングとホッピングを切換
えるために使用する初期値Ｎを入力する。このＮは連続
してホッピングモードであり続ける回数を規定する値で
ある。すなわち、初期値Ｎの設定により、ホッピングモ
ードをＮ回行うと自動的にスキャニングモードに戻るこ
とになる。

【００３４】続いて、ＳＴ13にて、タイマを起動する。
すなわち、通信制御部３５はタイムベース４４のクロッ
クを基準にタイムシーケンスを実行する。そして、ＳＴ
14にて、このタイムシーケンスに従って所定の滞留時間
の滞留を行いつつゾーン切換えパターンに従ってゾーン
切換えを行う。このゾーン切換えにおいて移動端末局の
存在を通信により確認すると、ＳＴ15にて、その移動端
末局のゾーン位置を内部メモリに記憶する。

【００３５】続いて、ＳＴ16にて、一連のシーケンスが
終了、すなわち、１回のゾーン・スキャニングが終了し
たか否かを判定し、終了していなければ再度ＳＴ14、Ｓ
Ｔ15の制御を繰返す。また、一連のシーケンスが終了し
たことを確認すると、ＳＴ17にて、タイマの動作を終了
させ、ＳＴ18にてシステム終了か否かをチェックし、シ
ステム終了でなければ、ＳＴ19にて、Ｓ／Ｈの選定を行
う。すなわち、次のゾーン切換えをスキャニングで行う
かホッピングで行うかを選定する。

【００３６】このＳ／Ｈの選定制御は、図１１に示すよ
うに、先ず、ＳＴ31にて、システムから連続スキャニン
グの命令が出ているか否かをチェックし、連続スキャニ
ングの命令が出ていれば、ＳＴ32にてゾーン・スキャニ
ングを設定してメインルーチンに戻る。

【００３７】また、連続スキャニングの命令が出ていな
ければ、続いて、ＳＴ33にて、移動端末局との通信にエ
ラーが発生しているか否かを確認する。そして、もし通
信エラーが発生していれば、ＳＴ32にてゾーン・スキャ
ニングを設定してメインルーチンに戻る。これは、例え
ば、ホッピングモード時に移動端末局との間で通信エラ
ーが発生していれば移動端末局がゾーン外に移動して状
態が変わった可能性が高いので、すぐにスキャニングモ
ードに戻って移動端末局の位置を確認する必要があるか
らである。

【００３８】また、通信エラーが発生していなければ、
ＳＴ34にて、値Ｎを１つ減算する。そして、ＳＴ35に
て、値Ｎの内容、すなわち、ホッピングモードの回数を
チェックする。そして値Ｎが０であればこれ以上ホッピ
ングモードを継続させないために、ＳＴ32にてゾーン・
スキャニングを設定してメインルーチンに戻る。また、
値Ｎが０でなければ、ＳＴ36にて、ゾーン・ホッピング
を設定してメインルーチンに戻る。

【００３９】こうしてＳ／Ｈの選定制御が終了すると、
図１０のメインルーチンに戻り、ＳＴ20にて次のゾーン
切換えがスキャニングに設定されたかホッピングに設定
されたかを判定し、スキャニングであれば再度ＳＴ11に
戻ってスキャニングシーケンスを実行する。また、ホッ
ピングであればＳＴ21にて、ホッピングシーケンスを決
定し、確認済みの移動端末局の位置情報に基づいてゾー
ン・ホッピングの読み込みを行い、ＳＴ13にて、タイマ
を起動し、ＳＴ14以降の制御によりゾーン・ホッピング
のシーケンスを実行する。また、ＳＴ18にて、システム
終了を判定すると、この一連の制御を終了する。

【００４０】このようにして、サービスエリア１１に対
するゾーン・スキャニング又はゾーン・ホッピングの一
連のシーケンスが終了する毎に次のゾーン切換えをゾー
ン・スキャニングで行うかゾーン・ホッピングで行うか
選定し、これをシステムの終了命令が出されるまで繰返
すことになる。これにより、ホッピングシーケンスの実
行中に、サービスエリア１１内で移動端末局が他のゾー
ン位置に移動したり、新規な移動端末局がサービスエリ
ア１１内に参加してきたり、サービスエリア１１内の移
動端末局が一定期間通信を休止する状態が発生しても、
通信エラーを確認することで直ちにスキャニングシーケ
ンスに切換えて新たな移動端末局の位置を確認した後、
再度ホッピングシーケンスを実行して各移動端末局との
通信が正常にできるようになる。

【００４１】この実施の形態においても、各位置の無線
通信ゾーンＺ1 〜Ｚ12に指向性を持たせ、かつ、一定の
滞留時間を持たせてこの各無線通信ゾーンＺ1 〜Ｚ12を
移動させるので、送信電力がゾーン内に分散されること
はなく、送信電力を効率よく使用できる。また、基地局
の指向性アンテナは、端末局方向の指向性が高く、アン
テナの特性は送受信で共通であるため、端末局からの電
波の受信においても利得が高く有利である。また、無線
通信ゾーンが指向性を持っているので、マルチパルスフ
ェージング等による不要波を受信することがなくなり、
通信品質を向上できる。また、サービスエリア１１を１
個の基地局３０で充分にカバーすることができ、使用す
る基地局数を減らして経済性を向上できる。

【００４２】（第３の実施の形態）この実施の形態にお
ける基地局の構成は図５と同じである。この実施の形態
は移動端末局がゾーン・ホッピング動作中に移動した場
合にも対処できる制御を行うもので、第２の実施の形態
と同様にゾーン・スキャニングシーケンスとゾーン・ホ
ッピングシーケンスをサービスエリア１１内の移動端末
局の状況に合わせて切換えるようになっている。異なる
点は、ゾーン・ホッピングを行う場合に移動端末局の存
在する位置の指向性無線通信ゾーン及びこの両隣の指向
性無線通信ゾーンを一群の無線通信ゾーンとしてホッピ
ング移動することである。

【００４３】すなわち、図１２に示すように、サービス
エリア１１内の指向性無線通信ゾーンＺ1 とＺ4 の位置
にそれぞれ移動端末局１８1 、１８2 がある場合、基地
局３０は、指向性無線通信ゾーンＺ1 と両隣の指向性無
線通信ゾーンＺ12、Ｚ2 を一群の無線通信ゾーンとし、
指向性無線通信ゾーンＺ4 と両隣の指向性無線通信ゾー
ンＺ3 、Ｚ5 をもう１つの一群の無線通信ゾーンとして
ゾーン・ホッピングを行う。

【００４４】そして、もし、移動端末局１８2 が図中点
線で示す位置に移動したとすると、この移動端末局１８
2 は指向性無線通信ゾーンＺ5 にて基地局３０と通信が
可能になる。基地局３０は移動端末局１８2 との通信に
より指向性無線通信ゾーンＺ4 の位置からゾーンＺ5 の
位置に移動したことを知ることができる。

【００４５】従って、基地局３０は次のゾーン・ホッピ
ングにおいては、指向性無線通信ゾーンＺ5 の位置が中
央に位置するようにゾーン切換えを行って、図１３に示
すように指向性無線通信ゾーンＺ5 と両隣の指向性無線
通信ゾーンＺ4 、Ｚ6 を新たな一群の無線通信ゾーンと
してゾーン・ホッピングを行う。これをホッピングパタ
ーンで示すと、図１４に示すように、最初の１回目のゾ
ーン・ホッピングシーケンスでは３つの指向性無線通信
ゾーンＺ12、Ｚ1 、Ｚ2 及び同じく３つの指向性無線通
信ゾーンＺ3 、Ｚ4 、Ｚ5 がそれぞれ一群のゾーンとし
てサービスエリア１１内をホッピング移動する。このと
き、各群においては、それぞれの指向性無線通信ゾーン
Ｚ12、Ｚ1 、Ｚ2 及びＺ3 、Ｚ4 、Ｚ5 が一定の滞留時
間をもって順次切替わる。そして、移動端末局１８2 が
移動したため指向性無線通信ゾーンＺ4 では通信ができ
ず、指向性無線通信ゾーンＺ5 で通信できたとしする
と、２回目のゾーン・ホッピングシーケンスでは、指向
性無線通信ゾーンＺ12、Ｚ1、Ｚ2 及び指向性無線通信
ゾーンＺ4 、Ｚ5 、Ｚ6 がそれぞれ一群のゾーンとして
サービスエリア１１内をホッピング移動する。その後、
移動端末局１８2 の位置に変化がなければ、３回目は２
回目と同じ組合わせで群を形成してサービスエリア１１
内をホッピング移動することになる。ゾーン・ホッピン
グ動作中にこのようなゾーン切換えを行うことで移動端
末局の移動に追従してゾーン・ホッピング動作を継続す
ることが可能になる。そして、この実施の形態において
もゾーン・スキャニングにおいて移動端末局の位置が確
認された後はゾーン・ホッピングに切換えるので、シス
テムの通信パフォーマンスを向上できる。

【００４６】なお、この実施の形態においても、群を形
成する個々の無線通信ゾーンは指向性を持ち、かつ、一
定の滞留時間を持ってサービスエリア１１内を移動する
ので、送信電力がゾーン内に分散されることはなく、送
信電力を効率よく使用できる。また、基地局の指向性ア
ンテナは、端末局方向の指向性が高く、アンテナの特性
は送受信で共通であるため、端末局からの電波の受信に
おいても利得が高く有利である。また、無線通信ゾーン
が指向性を持っているので、マルチパルスフェージング
等による不要波を受信することがなくなり、通信品質を
向上できる。また、サービスエリア１１を１個の基地局
３０で充分にカバーすることができ、使用する基地局数
を減らして経済性を向上できる。

【００４７】

【発明の効果】各請求項記載の発明によれば、送信電力
を効率よく使用でき、また、通信品質を向上でき、しか
も、サービスエリア内の基地局の数を減らすことができ
経済性を向上できる。また、請求項４及び５記載の発明
によれば、さらに、通信のパフォーマンスを向上でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示すシステム全体
のブロック図。

【図２】同実施の形態の端末局の構成を示すブロック
図。

【図３】同実施の形態の端末局の通信制御を示す流れ
図。

【図４】同実施の形態におけるサービスエリアに対する
ゾーン構成及び移動の他の例を示す図。

【図５】本発明の第２の実施の形態における基地局の構
成を示すブロック図。

【図６】同実施の形態のサービスエリアに対するゾーン
・スキャニング時のゾーン移動を説明するための図。

【図７】同実施の形態のサービスエリアに対するゾーン
・ホッピング時のゾーン移動を説明するための図。

【図８】同実施の形態のサービスエリアに対するゾーン
・ホッピング時に端末局の位置が変化した状態を示す
図。

【図９】同実施の形態におけるゾーン・スキャニングパ
ターン及びゾーン・ホッピングパターンの例を示す図。

【図１０】同実施の形態における基地局のゾーン切換え
制御を示す流れ図。

【図１１】図１０におけるスキャニング／ホッピング選
定処理を示す流れ図。

【図１２】本発明の第３の実施の形態におけるサービス
エリアに対するゾーン構成及び移動を説明するための
図。

【図１３】同実施の形態におけるサービスエリアに対す
るゾーン構成と端末局の移動との関係を説明するための
図。

【図１４】同実施の形態におけるゾーン・ホッピングパ
ターンの例を示す図。

【図１５】従来のゾーン構成を示す図。

【符号の説明】

１１…サービスエリア１２…基地局１３…指向性アンテナ１５…指向性移動／切換装置１６…通信制御装置１８…端末局１９…通信制御部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに無線通信する基地局と端末局から
なる無線通信システムにおいて、前記基地局は、指向性無線通信ゾーンを形成し、この指
向性無線通信ゾーンの位置を予め設定した滞留時間だけ
滞留させつつ順次移動させる手段と、この手段を一定時
間でサービスエリア全体に配置した端末局との無線通信
をカバーするように制御するとともにこの制御を繰返す
制御を行う制御手段を備え、前記端末局は、前記基地局の指向性無線通信ゾーンが自
己をカバーする位置に滞留している時にその滞留を検知
する手段と、この手段が滞留を検知した時、滞留時間内
に前記基地局と無線通信を行う手段を備えたことを特徴
とする無線通信システム。
【請求項２】基地局の指向性無線通信ゾーンの位置を
移動させる手段は、指向性アンテナを電子的に走査して
指向性無線通信ゾーンの位置を移動させる電子走査アン
テナと、予め設定したシーケンスと滞留時間の情報を記
憶した記憶手段と、この記憶手段に記憶したシーケンス
及び滞留時間に基づいて前記電子走査アンテナの電子的
走査を制御する手段からなることを特徴とする請求項１
記載の無線通信システム。
【請求項３】基地局をサービスエリアの中心に設置す
るとともにこの基地局から放射状に指向性無線通信ゾー
ンを形成するようにし、前記基地局を中心に指向性無線
通信ゾーンの位置を回転移動させることを特徴とする請
求項１又は２記載の無線通信システム。
【請求項４】基地局は、この基地局が形成する指向性
無線通信ゾーンの位置を回転方向に順に移動させるスキ
ャニングシーケンス制御手段と、端末局を捕捉した後に
この端末局が存在する指向性無線通信ゾーンの位置のみ
を選択的に移動させるホッピングシーケンス制御手段と
を備えたことを特徴とする請求項３記載の無線通信シス
テム。
【請求項５】基地局のホッピングシーケンス制御手段
は、端末局が存在する指向性無線通信ゾーン及びこの両
隣の指向性無線通信ゾーンを一群のゾーンとして無線通
信ゾーンを形成する手段と、ゾーン内の端末局の移動を
検知する手段と、この手段による端末局の移動検知に応
動して端末局が存在する指向性無線通信ゾーンの位置が
中央になるようにゾーン切換えを行う手段とを備えたこ
とを特徴とする請求項４記載の無線通信システム。