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技術 無線通信システム

出願人 株式会社日立国際電気
発明者 志水豊
出願日 2002年9月24日 (18年1ヶ月経過) 出願番号 2002-277783
公開日 2004年4月15日 (16年6ヶ月経過) 公開番号 2004-120109
状態 未査定
技術分野 移動無線通信システム
主要キーワード ハンドマイク プレススイッチ 補正距離 通信用周波数 下り波 受信電界強度レベル 標準出力 相手移動局
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この項目の情報は公開日時点(2004年4月15日)のものです。
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図面 (7)

課題

無線通信システムにおいて、移動局間直接通信モードで通話を行う移動局通信用周波数が一波のみであるので、通話エリア内で他の組が通話を行う場合にお互いに影響を受ける。

解決手段

上記の際に、通話開始時に受信した移動局はRSSIで検出したRSSIレベル及びGPSによる進行方向と進行速度から相手移動局との距離を判断してその距離に応じた出力で送信を行う。以降の通話は、受信側の移動局が相手移動局から送られてくる距離データを基準としてGPSの情報からお互いの距離を算出して送信出力を制御することにより通話エリアを適切なものにでき、他の移動局への影響を抑えることができる。

概要

背景

基地局と複数の移動局を含む従来の無線通信システム(例えば、ARIB STD−T61標準規格準拠、平成11年5月27日電波産業会発行)における2つの通信方式運用形態について図5を用いて説明する。

概要

無線通信システムにおいて、移動局間直接通信モードで通話を行う移動局は通信用周波数が一波のみであるので、通話エリア内で他の組が通話を行う場合にお互いに影響を受ける。上記の際に、通話開始時に受信した移動局はRSSIで検出したRSSIレベル及びGPSによる進行方向と進行速度から相手移動局との距離を判断してその距離に応じた出力で送信を行う。以降の通話は、受信側の移動局が相手移動局から送られてくる距離データを基準としてGPSの情報からお互いの距離を算出して送信出力を制御することにより通話エリアを適切なものにでき、他の移動局への影響を抑えることができる。 

目的

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
3件

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請求項1

基地局と複数の移動局を含む無線通信システムにおいて、前記複数の移動局の各々に、受信電界強度レベルを算出する手段と、該受信電界強度レベルより自局から相手移動局までの距離を算出する手段と、自局の位置情報を検知する位置検出手段と、受信電界強度レベルより算出した自局から相手移動局までの距離を相手局の位置情報及び自局の位置情報により補正を行う距離補正手段と、該算出した距離に応じて自局の送信電力を制御する制御手段とを具備し、移動局同士が基地局を介さず通信を行う移動局間直接通信で通信中に、送信出力を制御することで最適な通話エリアを維持することを特徴とした無線通信システム。

請求項2

基地局と複数の移動局を含む無線通信システムにおいて、前記複数の移動局の各々に、自局の位置情報を検知する位置検出手段と、該検知した自局の位置情報と通信中の相手移動局の位置情報とから自局と相手移動局までの距離を算出する手段と、該算出した自局から相手局までの距離に応じて自局の送信電力を制御する制御手段とを具備し、移動局同士が基地局を介さず通信を行う移動局間直接通信で通信中に、送信出力を制御することで最適な通話エリアを維持することを特徴とした無線通信システム。

技術分野

0001

本発明は、無線通信システムに関するものである。

0002

基地局と複数の移動局を含む従来の無線通信システム(例えば、ARIB STD−T61標準規格準拠、平成11年5月27日電波産業会発行)における2つの通信方式運用形態について図5を用いて説明する。

0003

第1の通信方式は、基地局無線装置55及び複数の移動局で構成される形態で、1つの基地局無線装置55でカバーされたエリア54において、基地局無線装置55を介して複数の移動局と基地局無線装置55で通信する基地局通信方式である。この通信方式では、基地局無線装置55に上り下りペア無線キャリア割り当てられており、移動局の送信波上り波f2、基地局無線装置55の送信波を下り波f1とし、基地局無線装置55−移動局、あるいは基地局無線装置55を経由して移動局同士の通信を行う。以下、基地局通信方式で通信を行う形態を基地局通信モードとする。

背景技術

0004

第2の通信方式は、移動局同士が基地局無線装置55を経由せずにf3を使って直接通信を行う方式で、移動局間直接通信方式と呼ばれる。移動局間直接通信キャリアf3は一波単信のキャリアである。移動局間直接通信方式は、主に基地局エリア54外の移動局53が通信を行う場合に用いられる。以下、移動局間直接通信方式で通信を行う形態を移動局間直接通信モードとする。

発明が解決しようとする課題

0005

従来の技術による本無線通信システムの運用形態では、移動局間直接通信モードで通話中の一組の移動局があった場合に、その送信電力が届く範囲に別の移動局が入ってしまいその状態で通話を行おうとすると、移動局間直接通信波は一波であるので先に通話を行っていた移動局の組と後から通話を行おうとする移動局の組との周波数が一致してしまい、お互いの通話に影響が出てしまう。

課題を解決するための手段

0006

基地局と複数の移動局を含む無線通信システムにおいて、前記複数の移動局の各々に、受信電界強度レベル(以下 RSSIレベルとする)を算出する手段と、該RSSIレベルより自局から相手移動局までの距離を算出する手段と、自局の位置情報を検知する位置検出手段と、RSSIレベルより算出した自局から相手移動局までの距離を相手局の位置情報及び自局の位置情報により補正を行う距離補正手段と、該算出した距離に応じて自局の送信電力を制御する制御手段とを具備し、移動局同士が基地局を介さず通信を行う移動局間直接通信で通信中に、送信出力を制御することで最適な通話エリアを維持し、通信を行っている他移動局の組の通話に影響を与えないようにする。

0007

以下に本発明の実施形態例を2つ示す。第1の実施形態は、RSSIレベルとGPSの位置情報を用いて移動局間の距離を算出し、送信出力を制御する形態である。これについて、図1図2図3及び図4を用いて説明する。図1は、図5で説明した無線通信システムの移動局間直接通信モードを示したものである。図1に示す無線通信システムにおいて、移動局2と移動局3が移動局間直接通信モードで通信を行うものとし、先ず移動局3から移動局2に対し通信を開始する。移動局2と移動局3は周期的にGPSより緯度経度の位置情報(以下、GPS情報とする)を取得しているものとする。

0008

通信中の送信出力制御は次の3通りで行う。▲1▼:移動局3が移動局2に対し送信を開始するときの送信出力制御、▲2▼:▲1▼の送信が終了した後の移動局2が移動局3に対し送信を行うときの送信出力制御、▲3▼:▲2▼の送信終了以降の移動局2及び移動局3の送信出力制御である。

0009

この3つの制御の流れについて図2を用いて説明を行う。
▲1▼:第1の制御21である移動局3の送信開始時の送信出力制御について説明を行う。第1の制御21では、移動局3が移動局2に対して通信を開始する場合、移動局3は予め設定されている標準出力(例えば、送信電力レベル 2W)で送信するように制御を行う。移動局3が移動局2に対し送信を行っているとき、GPSより得られる移動局3のGPS情報も同時に送信している。移動局2は通信中に周期的に送られてくる移動局3のGPS情報を記録媒体に格納しているものとする。また、自局のGPS情報も記録媒体に格納しているものとする。

0010

▲2▼:第2の制御22である、▲1▼の送信が終了した後の移動局2が移動局3に対し送信を行うときの送信出力制御について説明を行う。移動局2は移動局3から送信された電波受信電力レベルから、RSSIを通すことによりRSSIレベルを検出する。
RSSIレベルは、一定時間(例えば、120ms)の平均RSSIレベルを検出するものとする。ここで予め各移動局には、図3に示すようなRSSIレベルに対応する自局から相手局までの大まかな距離をテーブルとして持っている(図3はテーブルの一例を示している)。RSSIレベルと移動局間の距離の関係は、例えば都市部と郊外部など環境条件違う反射等により必ずしも同じになるとは限らないため、これを考慮し、移動局間の距離にはある程度範囲を持たせている。移動局2は、移動局3の送信が終了した時点のRSSIレベルから、図3を用いることで移動局3までの距離を推定する。この距離を(イ)とする。この距離(イ)から、図3を参照することで送信出力を決定し、移動局2がハンドマイクプレススイッチを押したときに先ほど決定した送信出力になるように制御を行う。しかし、移動局3からの送信が終了しRSSIレベルから移動局間の距離(イ)を算出しても、移動局2及び移動局3は移動局であるから、移動局2が移動局3に送信を行うまでの間及び、移動局2が移動局3に送信を行っている間に両移動局とも移動する可能性があり、結果として移動局間の距離(イ)が変わっている可能性がある。この問題を解決するために、移動局3より送られてきたGPS情報と移動局2のGPS情報を用いてRSSIレベルより推定した距離(イ)の補正を行う。この距離補正を行うタイミングとしては、移動局2のハンドマイクのプレススイッチが押された後に周期的に行うことになる。このため、プレススイッチが押された瞬間はRSSIレベルから推定した距離(イ)に応じた送信出力で制御することになるが、補正距離(二)算出後は、この補正距離(二)に合った送信出力になるように制御を行う。次に、距離補正の方法について説明する。まず、距離補正を行うために各移動局がどのくらい移動したのかを計算する。周期的にGPSから取得している移動局2の位置情報から、移動局2の進行方向及び進行速度を求め、移動局3の送信が終了してから移動局2がハンドマイクのプレススイッチを押すまでの間及び、移動局2が移動局3に送信を行っている間、移動局2の移動距離(ロ)を周期的に算出する。また移動局3の距離については、移動局3が送信しているときに移動局2が受信していた移動局3のGPS情報を用いることで、進行方向及び進行速度を求め、移動局3の送信が終了してから移動局2がハンドマイクのプレススイッチを押すまでの間及び、移動局2が移動局3に送信を行っている間、移動局3の移動距離(ハ)を周期的に推定する。この移動局2の移動距離(ロ)、移動局3の移動距離(ハ)及びRSSIレベルより推定した移動局間の距離(イ)より、周期的に補正距離(二)を算出する。このようにして、移動局3からの送信が終了してから、移動局2が送信を行うまでの移動局間の距離の補正及び、移動局2が移動局3に対して送信を行っている間の移動局間の距離補正を行うことで送信出力の制御を行い、常に移動局間の距離に応じた最適なエリアになるように制御を行う。ここで送信出力の制御は、移動局間の距離に応じた送信出力になるように、図4無線機の構成図に示すように、送信部の数段のアッテネータのON/OFFを制御部からの信号で制御することによって行っている。移動局2が移動局3に対し送信を行っている場合は、移動局2は周期的に得られる移動局間の距離(二)及び、移動局2のGPS情報も電波に乗せ送信を行っているものとする。

0011

▲3▼:第3の制御23である、▲2▼の送信終了以降の移動局2及び移動局3の送信出力制御について、▲2▼の送信終了後、移動局3が移動局2に対して送信を行う場合について説明する。移動局3は、移動局2より周期的に送られてくるGPS情報と移動局間の距離(二)を記憶媒体内に格納しているものとする。▲2▼の送信終了後、移動局3が移動局2に対し送信を行う場合にも、▲2▼で述べた問題がでてくる。これを解決するため、移動局3は移動局2から送られてきた最新の補正を行った移動局間の距離(二)と周期的に送られてきた移動局2のGPS情報及び、移動局3がGPSより周期的に取得している移動局3のGPS情報を用いて、▲2▼の場合と同様に距離の補正を行い、移動局間の距離に応じた送信出力で送信するように制御を行う。移動局3が移動局2に対して送信を行っている場合は、移動局間の距離及び、移動局3のGPS情報も同時に移動局2に送信している。

0012

この3つの制御により、移動局間直接通信モードで通信している移動局の組が複数あった場合でも、各移動局の組の通信エリアを最適にしているため、お互いの通信を妨げることが減少する。

0013

第2の実施の形態はGPSの位置情報のみを用いて、移動局間の距離を算出し、送信出力を制御する形態である。これについて、図1図3図4及び図6を用いて説明を行う。図1は、図5で説明した無線通信システムの移動局間直接通信モードを示した図である。図1に示す無線通信システムにおいて、移動局2と移動局3が移動局間直接通信モードで通信を行うものとし、先ず移動局3が移動局2に対し通信を開始する。移動局2と移動局3は周期的にGPSより緯度、経度情報(以下、GPS情報とする)を取得しているものとする。

0014

通信中の送信出力制御は次の3通りで行う。▲1▼:移動局3が移動局2に対し送信を開始するときの送信出力制御、▲2▼:▲1▼の送信終了後の移動局2が移動局3に対して送信を行う場合の送信出力制御、▲3▼:▲2▼以降の移動局2と移動局3の送信出力制御である。

0015

この3つの制御について図6を用いて説明を行う。
▲1▼:第1の制御61である移動局3の送信開始時の送信出力制御について説明を行う。第1の制御61では、移動局3が移動局2に対して通信を開始する場合、移動局3は予め設定されている標準出力(例えば、送信電力レベル 2W)で送信するように制御を行う。移動局3が移動局2に対し送信を行っているとき、GPSより得られる移動局3のGPS情報も同時に送信している。移動局2は通信中に周期的に送られてくる移動局3のGPS情報を記憶媒体に格納しているものとする。また、自局のGPS情報も記憶媒体に格納しているものとする。

0016

▲2▼:第2の制御62である、▲1▼の送信が終了した後の移動局2が移動局3に対して送信を行う場合の送信出力制御について図6を用いて説明を行う。移動局3が移動局2に対し送信終了後、移動局2が移動局3に対して送信を行う場合について説明する。移動局3の送信終了後、移動局2は移動局3より周期的に送られてきたGPS情報と自局のGPS情報より移動局間の距離(ホ)を算出する。この移動局間距離と図3のテーブルを参照することで送信出力を決定し、移動局2がハンドマイクのプレススイッチを押したときに先ほど決定した送信出力になるように制御を行う。しかし、移動局3からの送信が終了し、GPS情報から移動局間の距離(ホ)を算出しても、移動局2及び移動局3は移動局であるから、移動局2が移動局3に送信を行うまでの間及び、移動局2が移動局3に送信を行っている間に両移動局とも移動する可能性があり、結果として移動局間の距離(ホ)が変わっている可能性がある。この問題を解決するために、移動局3より送られてきたGPS情報と移動局2のGPS情報を用いて、移動局3の送信が終了した後に算出した移動局間の距離の補正を行う。
この距離補正を行うタイミングとしては、移動局2のハンドマイクのプレススイッチが押された後に周期的に行うことになる。このため、プレススイッチが押された瞬間は、移動局3の送信が終了した後に算出した移動局間の距離に応じた送信出力で制御することになるが、補正距離(ヘ)算出後は、この補正距離(ヘ)に合った送信出力になるように制御を行う。次に距離補正の方法について説明する。
まず、距離補正を行うために各移動局がどのくらい移動したのかを計算する。周期的にGPSから取得している移動局2のGPS情報から、移動局2の進行方向及び、進行速度を求め、移動局3の送信が終了してから移動局2がハンドマイクのプレススイッチを押すまでの間及び、移動局2が移動局3に送信を行っている間、移動局2の移動距離(ト)を周期的に算出する。また移動局3の距離については、移動局3が送信しているときに移動局2が受信していた移動局3のGPS情報を用いることで、進行方向及び、進行速度を求め、移動局3の送信が終了してから移動局2がハンドマイクのプレススイッチを押すまでの間及び、移動局2が移動局3に送信を行っている間、移動局3の移動距離(チ)を周期的に推定する。この移動局2の移動距離(ト)、移動局3の移動距離(チ)及び、移動局3の送信終了後に算出した移動局間の距離(ホ)より周期的に補正距離(ヘ)を算出する。このようにして、移動局3からの送信が終了してから、移動局2が送信を行うまでの移動局間の距離の補正及び、移動局2が移動局3に対して送信を行っている間の移動局間の距離の補正を行うことで送信出力の制御を行い、常に移動局間の距離に応じた最適なエリアになるように制御を行う。ここで送信出力の制御は、移動局間の距離に応じた送信出力になるように、図4の無線機の構成図に示すように、送信部の数段のアッテネータのON/OFFを制御部からの信号で制御することによって行っている。移動局2が移動局3に対し送信を行っている場合は、移動局2は移動局間の距離(ヘ)及び、移動局2のGPS情報も電波に乗せ送信を行っているものとする。

0017

▲3▼:第3の制御63である、▲2▼の送信終了以降の移動局2及び移動局3の送信出力制御について、▲2▼の送信終了後、移動局3が移動局2に対して送信を行う場合について説明する。移動局3は、移動局2より周期的に送られてくるGPS情報と移動局間の距離(ヘ)を記憶媒体内に格納しているものとする。▲2▼の送信終了後、移動局3が移動局2に対し送信を行う場合にも、▲2▼で述べた問題がでてくる。これを解決するため、移動局3は移動局2より送られてきた最新の補正を行った移動局間の距離(ヘ)と周期的に送られてきた移動局2のGPS情報及び、移動局3がGPSより周期的に取得している移動局3のGPS情報を用いて、▲2▼の場合と同様に距離の補正を行い、移動局間の距離に応じた送信出力で送信するように制御を行う。移動局3が移動局2に対して送信を行っている場合は、移動局間の距離及び、移動局3のGPS情報も同時に移動局2に送信している。

発明を実施するための最良の形態

0018

この3つの制御により、移動局間直接通信モードで通信している移動局の組が複数あった場合でも、各移動局の組の通信エリアを最適にしているため、お互いの通信を妨げることが減少する。

図面の簡単な説明

0019

以上により、無線通信システムにおいて、移動局2と移動局3が移動局間直接通信モードで通話する場合に、移動局同士が受信電力レベルより相手移動局までの距離を判断して、その距離に応じた送信出力となるように制御を行うことにより、移動局間直接通信エリアの範囲は最適なものとなる。これにより、周りの移動局間直接通信モードで通話を行う移動局への影響が最小限に抑えられる。

図1
本発明の第1及び第2の実施形態の一例を説明する図
図2
本発明の第1の実施形態の流れを説明する図
図3
RSSIレベル、移動局間の距離、送信出力及び受信電力レベルの関係の一例を示す図
図4
無線機の構成を説明する図
図5
本発明及び従来例の無線通信システムを説明する図
図6
本発明の第2の実施形態の流れを説明する図
【符号の説明】
1:移動局間直接通信エリア
2、3、4及び5:移動局間直接通信モードで通信を行う移動局
54:基地局エリア   55:基地局無線装置
51、52及び53:移動局   56:GPS衛星

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