(57)【要約】【課題】  固定指向性通信局の構成を複雑化することなく可変指向性アンテナの高利得特性を生かして通信品質を向上させ、固定指向性通信局から可変指向性通信局への通信品質を高め、通信局の数が増大しても各通信局の構成や設定を変更せずにそのまま運用できるようにした無線通信システムを提供する。【解決手段】  アンテナの指向性を変化させる可変指向性通信局とアンテナの指向性を変化させない固定指向性通信局２０との間で無線通信を行う際、可変指向性通信局は時刻に同期して指向性ビームの指向方向を順次繰返し走査し、固定指向性通信局２０は可変指向性通信局からの指向性ビームが自局を向いているタイミングを検出し、そのタイミングで無線通信を行う。【選択図】  図３
2006179989.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナの指向性を変化させる可変指向性通信局と、アンテナの指向性を変化させない固定指向性通信局との間で電波による無線通信を行う無線通信システムにおいて、
前記可変指向性通信局と前記固定指向性通信局とで共通のクロックに同期して前記電波の指向性ビームの指向方向を順次繰り返し走査するビーム走査手段を前記可変指向性通信局に備え、
前記共通のクロックに基づいて前記可変指向性通信局の形成する指向性ビームの指向方向が自局を向いているタイミングを検出するタイミング検出手段と、当該指向性ビームが自局を向いているタイミングで前記可変指向性通信局との間で無線通信を行う通信タイミング制御手段とを前記固定指向性通信局に備えた無線通信システム。
【請求項２】
前記共通のクロックを時刻の計時により求める計時手段と、当該計時手段の計時内容を外部から入力した同期用の信号または基準となる時刻で補正する計時内容補正手段とを前記可変指向性通信局と前記固定指向性通信局にそれぞれ設けた請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記可変指向性通信局と前記固定指向性通信局との間で同期用パケットを送受信して前記共通のクロックを同期させるクロック同期手段を前記可変指向性通信局と前記固定指向性通信局にそれぞれ設けた請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記可変指向性通信局から送信されてくる電波を受信するとともに、当該受信信号強度または受信結果に応じて前記電波の指向方向が自局を向くタイミングを学習するタイミング学習手段を前記固定指向性通信局に設け、前記タイミング検出手段が、前記タイミング学習手段による学習結果の情報と前記共通のクロックとに基づいて前記可変指向性通信局の形成する指向性ビームの指向方向が自局を向いているタイミングを検出するものである請求項１〜３のいずれかに記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記可変指向性通信局に対する前記固定指向性通信局の相対位置を検知する相対位置検知手段を設け、前記タイミング検出手段が、前記相対位置検知手段による相対位置と前記共通のクロックとに基づいて前記可変指向性通信局の形成する指向性ビームの指向方向が自局を向いているタイミングを検出するものである請求項１〜３のいずれかに記載の無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はアンテナの指向性を変化させる可変指向性通信局と、アンテナの指向性を変化させない固定指向性通信局との間で無線通信を行う無線通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、アンテナの指向性を変化させる可変指向性通信局と、アンテナの指向性を変化させない固定指向性通信局との間で無線通信を行う無線通信システムとして、特許文献１〜３が開示されている。
【０００３】
特許文献１では、可変指向性アンテナが採り得る複数の指向性パターンのうち１方向に指向性を有する指向性パターンを走査するとともに各指向性パターンでの受信信号品質を測定し、その結果に応じて最も受信状態の良い最適指向性パターンを決定するようにしている。
【０００４】
特許文献２では、アンテナの指向性を変化させる可変指向性通信局が、指向性ビームの走査を行うとともに通信品質の高い送信タイミングを検出するようにし、送信ビーム方向情報とタイムスロットとの関係をテーブルに記憶しておき、送信ビームタイムスロットを用いてアンテナを制御して基地局（可変指向性通信局）から端末局（固定指向性通信局）方向へ信号を送信するようにしている。
【０００５】
特許文献３では、あらかじめ定めたタイムスロットに応じて対応する通信装置との通信に適したアンテナを選択するようにしている。
【特許文献１】特開２００２−３５３８６７公報
【特許文献２】特開２００２−２３２３５０公報
【特許文献３】特開２００３−３０９５００公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、特許文献１に示されている装置では、可変指向性アンテナを備えた端末装置側で指向性ビームのスキャンを行い、各指向性での受信信号品質を判定しなければならず、端末装置側での回路規模が増大するとともに処理量が増えて、信号処理の高速性が要求される。そのため、小型で低消費電力の端末装置を構成できないという問題があった。
【０００７】
また特許文献２の無線通信システムでは、基地局側で指向性ビームの走査を行うとともに通信品質が高くなるものと推測される送信タイミングを判断して、各基地局からの電波が互いに干渉しないように（干渉する電波が同一時刻に放射されないように）、それぞれ別の時刻に放射するようにしているので、基地局から端末局への下り方向の通信の品質を高めることができる。しかし、端末局から基地局への上り方向の通信品質が高まるものではない。
【０００８】
特許文献３では、あらかじめ各通信装置に割り当てたタイムスロットに応じて、対応する通信装置との通信に適したアンテナを選択するものであるため、端末局の数が増えた場合に基地局の構成や設定を変更しなければならないという問題が生じる。
【０００９】
そこで、この発明の目的は、可変指向性アンテナを備えた可変指向性通信局を含む無線通信システムにおいて、固定指向性通信局の構成を複雑化することなく、可変指向性アンテナの高利得特性を生かして通信品質を向上させ、固定指向性通信局から可変指向性通信局への通信品質を高め、通信局の数が増大しても各通信局の構成や設定を変更せずにそのまま運用できるようにした無線通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）この発明の無線通信システムは、アンテナの指向性を変化させる可変指向性通信局と、アンテナの指向性を変化させない固定指向性通信局との間で電波による無線通信を行う無線通信システムであって、可変指向性通信局と固定指向性通信局とで共通のクロックに同期して指向性ビームの指向方向を順次繰り返し走査するビーム走査手段を可変指向性通信局に備え、共通のクロックに基づいて可変指向性通信局の形成する指向性ビームの指向方向が自局を向いているタイミングを検出するタイミング検出手段と、当該指向性ビームが自局を向いているタイミングで可変指向性通信局との間で無線通信を行う通信タイミング制御手段とを固定指向性通信局に備えたことを特徴としている。
【００１１】
（２）また、この発明の無線通信システムは、前記共通のクロックを時刻の計時により求める計時手段と、当該計時手段の計時内容を外部から入力した同期用の信号または基準となる時刻で補正する計時内容補正手段とを前記可変指向性通信局と前記固定指向性通信局にそれぞれ設ける。
【００１２】
（３）また、この発明の無線通信システムは、前記共通のクロックに同期した制御を行うために、前記可変指向性通信局と前記固定指向性通信局との間で同期用パケットを送受信して前記共通のクロックを同期させるクロック同期手段を前記可変指向性通信局と前記固定指向性通信局にそれぞれ設ける。なお、上記「共通のクロック」は現在時刻の刻みとは直接関係はなく、前記可変指向性通信局と前記固定指向性通信局とで共通の同期のとれたクロックであればよい。
【００１３】
（４）また、この発明の無線通信システムは、前記可変指向性通信局から送信されてくる電波を受信するとともに、当該受信信号強度または受信結果に応じて前記電波の指向方向が自局を向くタイミングを学習するタイミング学習手段を前記固定指向性通信局に設け、前記タイミング検出手段が、前記タイミング学習手段による学習結果の情報と前記共通のクロックとに基づいて前記可変指向性通信局の形成する指向性ビームの指向方向が自局を向いているタイミングを検出するものとする。
【００１４】
（５）また、この発明の無線通信システムは、前記可変指向性通信局に対する前記固定指向性通信局の相対位置を検知する相対位置検知手段を設け、前記タイミング検出手段が、前記相対位置検知手段による相対位置と前記共通のクロックとに基づいて前記可変指向性通信局の形成する指向性ビームの指向方向が自局を向いているタイミングを検出するものとする。
【発明の効果】
【００１５】
（１）可変指向性通信局は可変指向性通信局と固定指向性通信局とで共通のクロックに同期してビームの走査を行い、固定指向性通信局は可変指向性通信局の指向性ビームが自局を向いているタイミングで可変指向性通信局との間で無線通信を行うので、固定指向性通信局から可変指向性通信局への無線送信時の通信品質が高まる。また可変指向性通信局と固定指向性通信局とで共通のクロックに同期して指向性ビームの指向方向を変化させるので、固定指向性通信局からの送信タイミングの制御が容易となり、可変指向性通信局は単にビームの指向方向を順次繰返し走査する機能があれば良く、一方の固定指向性通信局については所定のタイミングで可変指向性通信局との間で通信するタイミング制御を行うだけで良いので、両者共に構成を単純化でき、低コストな無線通信システムが構成できる。さらに、固定指向性通信局で指向性の制御を行うのでは無いので、小型軽量低消費電力の端末装置にも適用できる。
【００１６】
（２）前記共通の時刻を計時する計時手段の計時内容を外部入力した基準タイミングの信号で補正することによって、可変指向性通信局と固定指向性通信局とで正確に同期した共通のクロックで通信タイミングの制御を行うことができ、可変指向性通信局と固定指向性通信局とでのクロックのずれによるタイミング誤差を抑えることができる。また、可変指向性通信局での指向性ビームの指向方向の走査速度を速めることができ、固定指向性通信局から可変指向性通信局への送信待ち時間や占有時間を短縮化でき、通信効率を高めることができる。
【００１７】
（３）可変指向性通信局と固定指向性通信局のクロック同期手段により、可変指向性通信局と固定指向性通信局との間で同期用パケットを送受信することによって共通のクロックが同期するので、（２）の場合と同様に、可変指向性通信局と固定指向性通信局とでのクロックのずれによるタイミング誤差を抑えることができる。また、可変指向性通信局での指向性ビームの指向方向の走査速度を速めることができ、固定指向性通信局から可変指向性通信局への送信待ち時間や占有時間を短縮化でき、通信効率を高めることができる。
【００１８】
（４）固定指向性通信局のタイミング学習手段が、可変指向性通信局からの電波を受信するとともにその受信信号強度または受信結果に応じて可変指向性通信局からの電波の指向方向が自局を向くタイミングを学習するようにし、前記タイミング検出手段がタイミング学習手段による学習結果の情報とクロックとに基づいて可変指向性通信局が形成する指向性ビームの指向方向が自局を向いているタイミングを検出するようにしたので、各固定指向性通信局には、可変指向性通信局の形成する指向性ビームの指向方向が自局を向くタイミングをあらかじめ設定しておく必要が無く、また固定指向性通信局が可変指向性通信局に対して相対移動する場合にも適用可能となる。
【００１９】
（５）可変指向性通信局に対する固定指向性通信局の相対位置を検知する相対位置検知手段を設けることにより、外部からの利用者の手動操作による設定やデータ入力を必要とせずに可変指向性通信局からの指向性ビームの指向方向が固定指向性通信局へ向くタイミングを自動的に検出することができ、可変指向性通信局に対して固定指向性通信局が相対移動する場合にも適用可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
第１の実施形態に係る無線通信システムについて図１〜図５を参照して説明する。
図１は無線ネットワークの構成を示している。無線ネットワーク１は、可変指向性アンテナを備えた通信局（以下、「可変指向性通信局」という。）１０〜１３と、固定指向性アンテナを備えた通信局（以下、「固定指向性通信局」という。）２０〜２３とからなる。
【００２１】
ここでは、可変指向性アンテナを備えた可変指向性通信局１０と、固定指向性アンテナを備えた固定指向性通信局２０とがパケット通信を行う場合に着目して説明する。このことは、可変指向性通信局と固定指向性通信局との他の組み合わせの場合についても同様に当てはまる。また、可変指向性アンテナを備えた通信局同士、例えば通信局１１と１２とが通信を行う場合であっても、一方の通信局の可変指向性アンテナの指向方向の変化が無い状態では、可変指向性通信局と固定指向性通信局との通信と等価であるので、この場合についても同様に当てはまる。
【００２２】
図２は可変指向性通信局１０の構成を示す図である。この可変指向性通信局１０は、時計１０１、指向方位決定装置１０２、指向方位制御装置１０３、無線装置１０４および可変指向性アンテナ１０５を備えている。この可変指向性アンテナ１０５は例えば特開２００１−２４４３１公報で開示されているＥＳＰＡＲアンテナである。指向方位制御装置１０３は可変指向性アンテナ１０５の指向性を制御することによって、指向性ビーム１０５１，１０５２で示すような指向方向の異なった指向性ビームを形成する。無線装置１０４はこの可変指向性アンテナ１０５を用いて他の通信局との間で無線通信を行う。
【００２３】
指向方位決定装置１０２は時計１０１から現在時刻のデータ（信号）を入力するとともに可変指向性アンテナ１０５の指向方向を決定し、その方向に指向性ビームが向くように指向方位制御装置１０３へ指示する。
【００２４】
図４は可変指向性通信局１０の上記指向方位決定装置１０２の処理について示す図である。
図４の（Ａ）はその処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示すように、指向方位決定装置１０２は、時計１０１の計時内容（時刻）を読み取り（Ｓ４１）、続いてこの時刻を独立変数とし、あらかじめ定めた関数に基づいて指向性を決定し、その方向にアンテナの指向性ビームが向くように制御する（Ｓ４２）。
【００２５】
図４の（Ｂ）はその例を示している。ここでは入力される時刻の秒（０から５９のいずれかの整数値）を６で割った時の剰余（以下単に「指向性切り替えタイミング」と言う）に基づいて指向性ビームの方向を決定する。ここでは、指向性ビームの指向方向を最大利得方位（北を０°とし、反時計周りの方位角）とし、指向性切り替えタイミングが０の時、指向性ビームの最大利得方位（以下単に「指向方位」と言う。）を０°とし、指向性切り替えタイミングが「１」の時６０°、「２」の時１２０°、「３」の時１８０°、「４」の時２４０°、「５」の時３００°という関係で指向方位を決定する。したがって、この例では可変指向性アンテナの指向方位が毎秒６０°ごとに回転することになる。
【００２６】
なお、説明の簡便さを優先して上述の例では指向性ビームの指向方位が１秒毎に変化する場合について例示したが、この指向性の変化周期はもっと高速であってもよく、たとえば１／１００［ｓ］周期で変化するようにしてもよい。また、指向方位の変化単位は６０°に限るものではなく、たとえば１２０°単位、９０°単位、３０°単位などであってもよい。
【００２７】
図３は固定指向性通信局の構成を示すブロック図である。この固定指向性通信局２０は、時計２０１、指向方位決定関数の逆関数テーブル２０２、相関関係テーブル２０３、ＣＰＵ２０４、送信タイミング制御装置２０５、無線装置２０６および固定指向性アンテナ２０７を備えている。
【００２８】
時計２０１は図２に示した可変指向性通信局内に備えている時計１０１と同じ現在時刻を計時し、現在時刻のデータ（信号）を出力する。指向方位決定関数の逆関数テーブル２０２は可変指向性通信局１０における指向方位決定装置１０２が用いる関数の逆関数である。すなわち前記指向方位決定装置１０２が時刻（タイミング）から指向方位を決定するのに対し、この指向方位決定関数の逆関数テーブル２０２は指向方位からタイミングを決定するものである。ＣＰＵ２０４は、相関関係テーブル２０３と指向方位決定関数の逆関数テーブル２０２とを基にして送信タイミングを決定する。送信タイミング制御装置２０５はＣＰＵ２０４から与えられた送信タイミングになった時、無線装置２０６および固定指向性アンテナ２０７を介して可変指向性通信局１０へ無線信号を送信する。このアンテナ２０７は指向性ビーム２０７１で示すような無指向性ビームを形成する。
【００２９】
図５は固定指向性通信局のＣＰＵ２０４の処理内容について示す図である。
図５の（Ａ）はその処理手順を示すフローチャート、（Ｂ）は図３に示した指向方位決定関数の逆関数テーブル、（Ｃ）は相関関係テーブルである。
【００３０】
相関関係テーブル２０３の内容は図５の（Ｃ）に示すように、可変指向性通信局１０と固定指向性通信局２０との間での通信のビット誤り率と可変指向性通信局１０の指向方位との関係を表すものである。この例では、可変指向性通信局１０の指向方位が１２０°（北を０°とし反時計回りにとった方位角）の時、ビット誤り率が１０-5となって、他の方位の場合より最も誤り率が低い。したがって可変指向性通信局１０がその指向方位を１２０°とした時にその可変指向性通信局１０と自局（固定指向性通信局２０）との間で通信を行えばビット誤り率の最も低い状態で良好な通信を行うことができる。
【００３１】
図５の（Ａ）に示したように、ＣＰＵ２０４は図５の（Ｂ）の指向方位決定関数の逆関数テーブルを参照して指向方位に対応するタイミングを得る（Ｓ５１→Ｓ５２）。この例では、可変指向性通信局１０の指向方位１２０°に対応するタイミングとして、時刻の秒を６で割った時の剰余が２となるタイミングを得て、時計２０１の秒の６で割った剰余が２になった時、可変指向性通信局１０との間で通信を行う（Ｓ５３）。
【００３２】
なお、上記相関関係テーブル２０３の内容は、実際の無線ネットワーク１での環境で一定時間測定した結果に基づいて生成するか、可変指向性通信局と固定指向性通信局との位置関係を基に、推定により生成する。
【００３３】
第１の実施形態によれば、固定指向性通信局２０は可変指向性通信局１０から特別な情報を得ることなく、また可変指向性通信局１０は送信タイミングの制御のための特別な情報を放送することなく、しかも回路を複雑化することなく通信のタイミングを制御できるようになる。そのため、低コスト化が図れる。また、可変指向性通信局１０と固定指向性通信局２０との間で通信を行う際、最良の指向性パターンの下で通信を行うので、高い通信品質を確保できる。
【００３４】
なお、上述の例では、可変指向性通信局の指向性ビームの指向方位が固定指向性通信局に最も近い方位となるタイミングでのみ、固定指向性通信局が可変指向性通信局と通信を行うようにしたが、たとえば図５の（Ｃ）に示したように、可変指向性通信局の指向性ビームの指向方位が固定指向性通信局に最も近い方位となるタイミングの前後でも比較的高い通信品質が得られるので、この前後のタイミングでも通信を行ってもよい。また、マルチパスの影響によって、全く異なった複数の方位で通信品質が高くなるような状況も生じる。この場合には、その通信品質が高くなる複数の方位のタイミングでそれぞれ通信を行えばよい。
【００３５】
次に、第２の実施形態に係る無線通信システムについて、図６・図７を参照して説明する。
図６は可変指向性通信局１０の構成を示すブロック図である。この可変指向性通信局１０は、図２に示した可変指向性通信局１０にＪＪＹ受信機１０６を設けたものである。このＪＪＹ受信機１０６は独立行政法人情報通信研究機構による標準電波ＪＪＹの放送局からの電波を受信して、標準タイミングパルスを時計１０１へ与える。時計１０１はＪＪＹ受信機１０６からの信号を校正パルスとして、現在時刻の計時内容を校正する。
【００３６】
図７は固定指向性通信局２０の構成を示すブロック図である。これは図３に示した固定指向性通信局２０に対してＪＪＹ受信機２０８を設けたものである。このＪＪＹ受信機２０８は図６に示したＪＪＹ受信機１０６と同様に、標準電波ＪＪＹの放送局からの電波を受信して、標準タイミングパルスを時計２０１へ与える。時計２０１はＪＪＹ受信機２０８からの信号を校正パルスとして、現在時刻の計時内容を校正する。
【００３７】
このようにして可変指向性通信局１０と固定指向性通信局２０の双方の時計が標準電波で同期した高精度の現在時刻を計時するので、時計１０１，２０１のフリーランの計時精度が低くても、その誤差が累積されることがなく、両局が常に現在時刻に同期して通信を行えるようになる。
【００３８】
なお、ＪＪＹ受信機の出力信号を同期用の信号として用いる以外に、ＧＰＳ受信機から出力される時刻情報を基準時刻として用い、その基準時刻で通信局の時計を校正するようにしてもよい。
【００３９】
次に、第３の実施形態に係る無線通信システムについて図８・図９を参照して説明する。
図８は図３に示した固定指向性通信局２０に通信品質検知装置２０９を設けたものである。この通信品質検知装置２９は、無線装置２０６から通信品質の検知に必要な情報を取得し、通信品質情報としてＣＰＵ２０４へ与える。ＣＰＵ２０４は通信品質検知装置２０９から得た通信品質情報と、その時刻により推定した可変指向性通信局１０の指向方位とに基づいて、相関関係テーブル２０３を生成または更新する。例えば、相関関係テーブルの該当要素が空白であれば新規データを書きこみ、該当要素に既にデータが書き込まれていたなら、その既に書き込まれていたデータと新規データとを適当な重み付けによって平均化した値を新たなデータとして求め、それを書き込む。例えば過去のデータと新規データとを１対１の重み付けで平均化してその値を更新する。
【００４０】
図９は図８に示した固定指向性通信局２０におけるＣＰＵ２０４の学習モードにおける処理手順を示すフローチャートである。まず時計２０１から時刻を読み取り、可変指向性通信局１０との間で通信を試行し、通信品質の測定を行う（Ｓ９１→Ｓ９２）。異なった時刻（指向性切り替えタイミング）での通信試行、通信品質の測定および相関関係テーブルの作成を一定時間繰り返し行う（Ｓ９３→Ｓ９１→・・・）。
【００４１】
この時に生成される相関関係テーブルは図５の（Ｃ）に示したものと同等である。すなわち、可変指向性通信局１０と固定指向性通信局２０との間での通信のビット誤り率と可変指向性通信局１０の指向方位との関係を表すテーブルを作成する。このとき、指向性切り替えタイミングと通信相手である可変指向性通信局１０の指向方位との関係は指向方位決定関数の逆関数テーブル２０２を用いる。このテーブルの内容は図５の（Ｂ）に示したものと同様である。
【００４２】
以上の通信指向と通信品質の測定を一定時間繰返し行うことによってすべての方位（タイミング）での通信品質（通信のビット誤り率）を求める。
【００４３】
なお、ビット誤り率等の通信品質以外に、受信信号強度を測定して、受信信号強度の最も高くなるタイミングで、可変指向性通信局と固定指向性通信局との間で通信が行われるようにしてもよい。
【００４４】
次に、第４の実施形態に係る無線通信システムの構成を図１０〜図１３を参照して説明する。
図１０は可変指向性通信局１０の構成を示すブロック図である。この通信局は図２に示した可変指向性通信局１０に対してＧＰＳ受信機１０７を設けたものである。このＧＰＳ受信機１０７は、可変指向性通信局１０の位置を測位し、その測位結果である位置情報を無線装置１０４へ与える。無線装置１０４は、この位置情報を固定指向性通信局２０へ適当なパケットを用いて無線送信する。勿論、この送信信号は固定指向性通信局２０だけに宛てたものではなく、固定指向性通信局２０以外の他局も上記送信信号を受信して、その内容に応じた処理を行う。
【００４５】
図１１は図１０に示した上記固定指向性通信局１０内の無線装置１０４の処理手順を示すフローチャートである。この図に示すように、位置データ送信タイミングとなれば、ＧＰＳ受信機１０７から位置情報を読み取り、それを無線送信する（Ｓ１１１→Ｓ１１２→Ｓ１１３）。その他のタイミングでは通常の通信処理を行う（Ｓ１１４）。
【００４６】
図１２は固定指向性通信局の構成を示すブロック図である。この固定指向性通信局２０は図３に示したものにＧＰＳ受信機２１０および通信品質推定装置２１１を設けたものである。ＧＰＳ受信機２１０はこの固定指向性通信局２０の位置を測位し、その測位結果である位置情報を通信品質推定装置２１１へ与える。
【００４７】
無線装置２０６は、受信したパケットのうち可変指向性通信局の位置情報を含むパケットを解析し、その送信局のＩＤ情報と位置情報を通信品質推定装置２１１へ与える。
【００４８】
図１３は上記通信品質推定装置２１１の処理手順を示すフローチャートである。
通信品質推定装置２１１は、位置データの更新タイミングになれば自局（固定指向性通信局２０）と可変指向性通信局１０とのそれぞれの絶対位置に基づいて、可変指向性通信局１０に対する自局（固定指向性通信局２０）の相対位置関係を求め、可変指向性通信局の指向方位と通信品質との関係を推定し、それを相関関係テーブル２０３へ書きこむ（Ｓ１３１→１３２→Ｓ１３３）。
【００４９】
また、この図１３に示した処理とは別の処理で、受信パケットから可変指向性通信局１０の位置情報を抽出する。
【００５０】
なお、図１２に示した例では、ＧＰＳ受信機２１０から無線装置２０６への結線を行っていないが、他の通信局に対して自局の位置情報を送信する場合には、図１０に示した無線装置１０４の処理と同様に、ＧＰＳ受信機２１０の求めた位置情報を所定のパケットで無線送信する。
【００５１】
次に第５の実施形態に係る無線通信システムについて図１４〜図１７を参照して説明する。
第２の実施形態では、同期用の信号を発生するＪＪＹ受信機や基準時刻情報を出力するＧＰＳ受信機を用いて可変指向性通信局と固定指向性通信局のそれぞれの時計を校正するようにしたが、この第５の実施形態では可変指向性通信局と固定指向性通信局との間で同期用パケットを送受信して、両通信局で用いるクロックを発生する計時回路の計時内容を同期させる。
【００５２】
図１４は可変指向性通信局１０の構成を示す図である。この可変指向性通信局１０は、時計１０１、指向方位決定装置１０２、指向方位制御装置１０３、無線装置１０４および可変指向性アンテナ１０５を備えている。無線装置１０４は時計１０１の計時信号を受けて、所定のタイミングで同期パケットを無線送信する。その他の構成は図２に示したものと同様である。
【００５３】
図１５は可変指向性通信局の無線装置１０４の処理内容を示すフローチャートである。先ず、時計１０１の計時内容を読み取り、同期パケットを送信するタイミングであれば、同期パケットを無線送信する（Ｓ１４１→Ｓ１４２→Ｓ１４３）。
【００５４】
図１６は固定指向性通信局の構成を示すブロック図である。この固定指向性通信局２０は、時計２０１、指向方位決定関数の逆関数テーブル２０２、相関関係テーブル２０３、ＣＰＵ２０４、送信タイミング制御装置２０５、無線装置２０６および固定指向性アンテナ２０７を備えている。図３に示したものと異なるのは、固定指向性通信局のＣＰＵ２０４の処理である。
【００５５】
図１７は同期パケットに関する処理内容を示すフローチャートである。可変指向性通信局１０から同期パケットを受信すれば、時計２０１の計時内容を、可変指向性通信局１０内の時計と同期するように校正する（Ｓ１７１→Ｓ１７２）。
【００５６】
なお、この第５の実施形態では、同期用パケットの送受信によって可変指向性通信局と固定指向性通信局との間で、両通信局で用いるクロックを同期させるものであるので、時計１０１，２０１は必ずしも現在時刻を計時するものでなくてもよく、何らかのクロック信号を発生する計時回路であってもよい。
【００５７】
また、上述の例では、可変指向性通信局１０から固定指向性通信局２０へ同期パケットを送信するようにしたが、同様にして固定指向性通信局２０から可変指向性通信局１０へ同期パケットを送信するようにしてもよい。
【００５８】
以上の各実施形態では、一つの可変指向性通信局と一つの固定指向性通信局との間での無線通信に着目して説明を行ったが、アンテナの指向性が可変である可変指向性通信局同士で無線通信を行う場合にも同様に適用できる。
【００５９】
たとえば、図１に示した可変指向性通信局１１と可変指向性通信局１２との間での通信を考えると、一方の可変指向性通信局１２の可変指向性アンテナの指向方向を変化させずにたとえば全方位無指向性とした状態で、他方の可変指向性通信局１１との間で通信を行う状態は、可変指向性通信局と固定指向性通信局との間で通信を行う状態と等価である。したがって、この状態で可変指向性アンテナの指向方向を変化させない可変指向性通信局１２が、各実施形態で示した固定指向性通信局として動作すればよい。
【００６０】
また、以上の各実施形態では、一つの可変指向性通信局と一つの固定指向性通信局との間での無線通信に着目して説明を行ったが、一つの可変指向性通信局と複数の固定指向性通信局との間での無線通信にも当然にそのまま適用できる。
【００６１】
また、複数の可変指向性通信局と一つの固定指向性通信局との間での無線通信の場合にも同様に適用できる。この場合、固定指向性通信局は、複数の可変指向性通信局うちの各可変指向性通信局との間で、各実施形態で示した固定指向性通信局の動作をそれぞれ行えばよい。
【００６２】
このように、複数の可変指向性通信局と複数の固定指向性通信局を含む無線ネットワークに適用できるので、その無線ネットワークの通信局の数が増減しても、各通信局の構成や設定を変更せずにそのまま運用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】第１の実施形態に係る無線ネットワークの構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係る可変指向性通信局の構成を示すブロック図である。
【図３】第１の実施形態に係る固定指向性通信局の構成を示すブロック図である。
【図４】可変指向性通信局の処理内容について示す図である。
【図５】固定指向性通信局の処理内容について示す図である。
【図６】第２の実施形態に係る可変指向性通信局の構成を示すブロック図である。
【図７】第２の実施形態に係る固定指向性通信局の構成を示すブロック図である。
【図８】第３の実施形態に係る固定指向性通信局の構成を示すブロック図である。
【図９】同固定指向性通信局の学習モードでの処理内容を示すフローチャートである。
【図１０】第４の実施形態に係る可変指向性通信局の構成を示すブロック図である。
【図１１】同可変指向性通信局の処理内容を示すフローチャートである。
【図１２】第４の実施形態に係る固定指向性通信局の構成を示すブロック図である。
【図１３】同固定指向性通信局の処理内容を示すフローチャートである。
【図１４】第５の実施形態に係る可変指向性通信局の構成を示すブロック図である。
【図１５】第５の実施形態に係る可変指向性通信局の無線装置の処理内容を示すフローチャートである。
【図１６】固定指向性通信局の構成を示すブロック図である。
【図１７】固定指向性通信局の同期パケットに関する処理内容をて示す図である。
【符号の説明】
【００６４】
１−無線ネットワーク
１０〜１３−可変指向性通信局
２０〜２３−固定指向性通信局
１０１−時計
１０２−指向方位決定装置
１０３−指向方位制御装置
１０４−無線装置
１０５−可変指向性アンテナ
１０５１，１０５２−指向性ビーム
１０６−ＪＪＹ受信機
１０７−ＧＰＳ受信機
２０１−時計
２０２−指向方位決定関数の逆関数テーブル
２０３−相関関係テーブル
２０４−ＣＰＵ
２０５−送信タイミング制御装置
２０６−無線装置
２０７−固定指向性アンテナ
２０８−ＪＪＹ受信機
２０９−通信品質検知装置
２１０−ＧＰＳ受信機
２１１−通信品質推定装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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