(57)【要約】【課題】高速移動中の車両に搭乗している状態でも、固定基地局との大容量通信の障害となる、ドップラ周波数シフトやアンテナ指向性のずれを補償し、固定基地局との間で大容量通信を安定に行うこと。【解決手段】車両１内にて使用される携帯無線端末２が、第一の無線通信手段により固定基地局３との間で大容量通信を行う移動体通信システムにおいて、第一の無線通信手段により固定基地局３の位置情報が携帯無線端末２に提供され、第二の無線通信手段により車両１に設置された位置情報配信機器４から携帯無線端末２に車両１の位置情報が提供され、固定基地局３と携帯無線端末２の相対速度を算出することにより、第一の無線通信手段のドップラ周波数を補正して通信する。【選択図】図１
2006157117.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両内にて使用される携帯無線端末が、第一の無線通信手段により固定基地局との通信を行う移動体通信システムにおいて、
前記第一の無線通信手段により前記固定基地局の位置情報が前記携帯無線端末に提供され、第二の無線通信手段により前記車両に設置された位置情報配信機器から前記携帯無線端末に前記車両の位置情報が提供され、
前記固定基地局と前記携帯無線端末の相対速度を算出することにより、前記第一の無線通信手段のドップラ周波数を補正して通信することを特徴とする移動体通信システム。
【請求項２】
車両内にて使用される携帯無線端末が、第一の無線通信手段により固定基地局との通信を行う移動体通信システムにおいて、
前記第一の無線通信手段により前記固定基地局の位置情報が前記携帯無線端末に提供され、第二の無線通信手段により前記車両に設置された位置情報配信機器から前記携帯無線端末に前記車両の位置情報が提供され、前記固定基地局と前記車両の相対方向を算出するとともに、車両内における前記携帯端末の位置および方向認識手段を用いて、前記固定基地局と前記車両の相対方向を算出し、前記固定基地局の方向に前記携帯無線端末のアンテナ指向性を向けることを特徴とする移動体通信システム。
【請求項３】
前記車両内における前記携帯無線端末の位置を認識する手段として、列車の座席情報を用いることを特徴とする請求項２記載の移動体通信システム。
【請求項４】
前記車両内における前記携帯無線端末の向きを認識する手段として、前記車両の進行方向を前記携帯無線端末に使用者が入力設定することを特徴とする請求項２記載の移動体通信システム。
【請求項５】
請求項１記載の移動通信システムに用いる携帯無線端末であって、
第一の無線通信手段により固定基地局と、第二の無線通信手段により車両の設置された位置情報配信機器と、通信可能に構成され、車両内にて使用される携帯無線端末において、
前記固定基地局から前記第一の無線通信手段により前記固定基地局の位置情報を受信する手段と、
前記位置情報配信機器から前記第二の無線通信手段により前記車両の位置情報を受信する手段と、
前記固定基地局と前記携帯無線端末の相対速度を算出する手段と、
前記第一の無線通信手段のドップラ周波数を補正して通信する手段と、
を備えることを特徴とする携帯無線端末。
【請求項６】
請求項２から請求項４のいずれかに記載の移動通信システムに用いる携帯無線端末であって、
第一の無線通信手段により固定基地局と、第二の無線通信手段により車両の設置された位置情報配信機器と、通信可能に構成され、車両内にて使用される携帯無線端末において、
前記固定基地局から前記第一の無線通信手段により前記固定基地局の位置情報を受信する手段と、
前記位置情報配信機器から前記第二の無線通信手段により前記車両の位置情報を受信する手段と、
前記固定基地局と前記車両の相対方向を算出する手段と、
車両内における端末の位置および方向認識情報を受信または入力する手段と、
前記方向を算出する手段によって算出した方向に基づいて前記固定基地局の方向にアンテナ指向性を向けるよう制御する手段と、
を備えることを特徴とする携帯無線端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高速移動中の車両に搭乗している状態でも、携帯無線端末が固定基地局との通信回線を安定に維持でき、大容量の無線データ通信をすることができる移動通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の携移動通信システムとして、高速移動中の移動体内に持ち運ばれた携帯無線端末が移動体の外部に存在する固定基地局との間で安定した通信を行うために、移動体に設置される無線、あるいは有線の通信インフラを経由して、固定基地局との通信を行う構成等がある（例えば、特許文献１、２参照）。また、固定基地局の方向に携帯無線端末アンテナの指向性を適応させるために、ＧＰＳなどの方位認識手段を用いる構成がある（例えば、特許文献３参照）。
【０００３】
図７は特許文献１記載の従来例の移動通信システムの構成図であり、移動通信システム１は、列車２の車両内を無線ゾーンとする移動基地局８を有し、車両内の携帯電話機は、該車両に設置された移動基地局８と無線通信を行うことにより、移動基地局８及び中継ケーブル１１を介して移動通信交換局７Ｂとの間の通信回線が確立される。このような構成とすることにより、携帯無線端末がトンネル区間でも利用できるようになるとともに、極めて高速で移動する新幹線においても、確実に接続相手先との通信回線を維持できる。
【０００４】
図８は特許文献２記載の従来例の移動通信システムの構成図であり、移動体４の中に、乗客が持ち込んだ携帯情報端末９を接続する携帯端末接続装置７と、携帯情報端末９が地上側と確立する通信回線を束ねて最寄りの固定局１との無線通信を一括して行う移動体内通信サーバ５と、ＬＡＮ８とを設置する構成とし、移動体通信サーバ５が持つ通信機能を用いて携帯端末接続装置７に接続された携帯情報端末９と固定局１との通信を行う。このような構成とすることにより、高品質な通信回線を確保し、効率的な情報提供などの快適なモバイルコンピューティング環境を提供している。
【０００５】
図９は特許文献３記載の従来例の移動通信システムの構成図であり、移動端末１００に、複数のアンテナ素子１１ 〜１ｎと、該アンテナ素子の指向性制御機能を有する送受信部１０と、移動端末の方位又は傾きを検出する方位センサ２０とを備える。送受信部１０は各アンテナ素子１１ 〜１ｎ に対してそれぞれ異なる位相の重み付けを与えて指向性を任意に制御する。方位センサ２０には、ジャイロセンサ、静電容量型加速度センサ、地磁気センサ、全地球測位システム（ＧＰＳ）などの小型のセンサを用い、送受信部１０は方位センサ２０から得られる移動端末の回動、傾き又は所在位置の情報と地図情報を基に、基地局の方向にアンテナの指向性を補正する。このような構成とすることで、移動端末の向きや傾きの動きに応じて、移動端末のアンテナ指向性を制御して基地局方向の利得を大きく保ち安定した通信を提供している。
【特許文献１】特開２００２−３３５５７３号公報
【特許文献２】特開平１０−３２２２６２号公報
【特許文献３】特開２００４−６４７４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記特許文献１の構成では、携帯無線端末が車両に設置された移動基地局及び中継ケーブルを介して固定基地局との間の通信を行うため、安定した大容量通信が実現できるが、本移動通信システム専用に車両内に中継システムを構築しなければならず、複数の移動通信システムをサポートする場合には、それぞれのシステムに対応する中継システムが必要となるため、コストがかかる問題がある。
また、特許文献２の構成においても、携帯無線端末が車両に設置された移動体通信サーバ及びＬＡＮを介して固定基地局との間の通信を行うため、安定した大容量通信が実現できるが、やはり本移動通信システム用に車両内に移動体内通信サーバなどの専用の中継システムを構築しなければならない。
【０００７】
また、特許文献３の構成では、既存の移動通信システムを用いているため、専用の中継システムは不要であるが、車両搭乗時には携帯無線端末が直接ＧPSを受信することが困難であるため、端末自身の位置を知ることができず、基地局方向にアンテナの指向性を向ける制御ができないため、安定した通信が困難である。
本発明は上記従来の課題を解決して、高速移動中の車両に搭乗している状態でも携帯無線端末と基地局との通信回線を安定に維持でき、大容量の無線データ通信をすることができる移動通信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記従来の課題を解決するために、本発明は、車両内にて使用される携帯無線端末が、第一の無線通信手段により固定基地局との通信を行う移動体通信システムにおいて、前記第一の無線通信手段により前記固定基地局の位置情報が前記携帯無線端末に提供され、第二の無線通信手段により前記車両に設置された位置情報配信機器から前記携帯無線端末に前記車両の位置情報が提供され、前記固定基地局と前記携帯無線端末の相対速度を算出することにより、前記第一の無線通信手段のドップラ周波数を補正して通信することを特徴としている。
【０００９】
この構成により、車両内の簡易な無線通信インフラにより携帯無線端末の位置情報を取得して、固定基地局との大容量通信の障害となるドップラ周波数シフトを補償できる。
また本発明は、車両内にて使用される携帯無線端末が、第一の無線通信手段により固定基地局との通信を行う移動体通信システムにおいて、前記第一の無線通信手段により前記固定基地局の位置情報が前記携帯無線端末に提供され、第二の無線通信手段により前記車両に設置された位置情報配信機器から前記携帯無線端末に前記車両の位置情報が提供され、前記固定基地局と前記車両の相対方向を算出するとともに、車両内における前記携帯端末の位置および方向認識手段を用いて、前記固定基地局と前記車両の相対方向を算出し、前記固定基地局の方向に前記携帯無線端末のアンテナ指向性を向けることを特徴としている。
【００１０】
この構成により、車両内の簡易な無線通信インフラにより携帯無線端末と固定基地局の相対位置情報を取得して、固定基地局側にアンテナ指向性を向けることにより大容量通信の障害となるアンテナ指向性のずれを補償できる。
【００１１】
また、車両内における前記携帯無線端末の位置を認識する手段として、列車の座席情報を用いる構成としてもよい。
【００１２】
この構成により、携帯無線端末が車両の前後左右どの位置に配置されているのか確定できるため、位置情報配信機器が示す車両の座標と、実際の携帯無線端末の座標のずれを補正できる、という作用が達成できる。さらには車両内の左右どちら側に携帯無線端末が配置されているかが確定できるため、左右いずれかの固定基地局のうち、無線通信に有利な側の固定基地局を選択して、安定した通信回線を確保する、という作用が達成できる。
また、車両内における前記携帯無線端末の向きを認識する手段として、車両の進行方向を前記携帯無線端末に使用者が入力設定する構成としてもよい。
この構成により、携帯無線端末側から見た固定基地局の配置されている方向が一義的に決定するため、アンテナの指向性を基地局側に向けることがより容易になり、安定した通信回線を確保する、という作用が達成できる。
また、本発明の移動通信システムに用いる携帯無線端末は、第一の無線通信手段により固定基地局と、第二の無線通信手段により車両の設置された位置情報配信機器と、通信可能に構成され、車両内において、第一の無線通信手段により固定基地局の位置情報を受信する手段と、位置情報配信機器から第二の無線通信手段により前記車両の位置情報を受信する手段と、固定基地局と携帯無線端末の相対速度を算出する手段と、第一の無線通信手段のドップラ周波数を補正して通信する手段と、を備えている。
【００１３】
この構成により、車両内の簡易な無線通信インフラにより携帯無線端末の位置情報を取得して、固定基地局との大容量通信の障害となるドップラ周波数シフトを補償できる。
また、本発明の移動通信システムに用いる携帯無線端末は、第一の無線通信手段により固定基地局と、第二の無線通信手段により車両の設置された位置情報配信機器と、通信可能に構成され、車両内において、固定基地局から前記第一の無線通信手段により固定基地局の位置情報を受信する手段と、位置情報配信機器から第二の無線通信手段により車両の位置情報を受信する手段と、固定基地局と車両の相対方向を算出する手段と、車両内における端末の位置および方向認識情報を受信または入力する手段と、方向を算出する手段によって算出した方向に基づいて固定基地局の方向にアンテナ指向性を向けるよう制御する手段を備えている。
【００１４】
この構成により、車両内の簡易な無線通信インフラにより携帯無線端末と固定基地局の相対位置情報を取得して、固定基地局側にアンテナ指向性を向けることにより大容量通信の障害となるアンテナ指向性のずれを補償できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、車両内の簡易な無線通信インフラにより携帯無線端末の固定基地局との相対速度と相対方向を算出して、固定基地局との大容量通信の障害となるドップラ周波シフトやアンテナ指向性のずれを補償することができるため、高速移動中の車両に搭乗している状態でも基地局との通信回線を安定に維持でき、大容量の無線データ通信をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１に本発明の実施の形態１の移動通信システムにおける構成図を示す。図１における移動通信システムは、固定基地局４と、車両１と、車両１内の携帯無線端末２および位置情報配信機器４と、車両外部アンテナ５で構成されている。携帯無線端末２は、第一のアンテナ部６、第一の無線回路部７、第二のアンテナ部８、第二の無線回路部９、ドップラ周波数算出部１０、周波数補正部１１等により構成されている。車両１とは、具体的には電車、新幹線、モノレール、乗用車、バス、など、携帯無線端末２を持つ乗客が搭乗して陸上を移動するものを対象としている。
【００１７】
図１に示される移動通信システムは、移動する車両１内における携帯無線端末２が、第一の無線通信手段を用いて固定基地局３との間で大容量のデータ通信を行うことを目的としている。図１において、位置情報配信機器４は車両外部アンテナ５から車両１の位置情報を取得して携帯無線端末２に第二の無線通信手段を用いて配信する。携帯無線端末２には、第一のアンテナ部６と第一の無線回路部７を設け、第一の無線通信手段を用いて固定基地局３との通信を行うことで、固定基地局３の位置情報を取得する。携帯無線端末２内に配置された第二のアンテナ部８と第二の無線回路部９では、位置情報配信機器４から配信された車両１の位置情報を取得する。携帯無線端末２において、第一の無線回路部７と第二の無線回路部９にはドップラ周波数算出部１０が接続されており、固定基地局３の位置情報と車両１の位置情報の時間的な差分を求めることで、相対移動速度およびドップラ周波数を求める。ドップラ周波数算出部１０の算出結果に基づき、周波数補正部１１では第一の無線回路部７の周波数の補償を行う構成としている。これにより、固定基地局との大容量通信の障害となるドップラ周波数シフトを補償できる。
次に実施例１の動作について説明する。図２は本発明の実施例１の移動通信システムのフローチャート図である。第一の無線回路部７で取得した固定基地局３の位置情報と第二の無線回路部９で取得した車両１の位置情報はドップラ周波数算出部１０に入力される。ドップラ周波数算出部１０では、固定基地局３の位置情報と車両１の位置情報の時間的な差分を求めることで、車両１の相対移動速度を算出する。相対移動速度の算出手順は図３を用いて後述する。
【００１８】
さらにドップラ周波数算出部１０では、相対移動速度と、第一の無線通信手段の運用周波数からドップラ周波数をもとめ、周波数補正部１１に出力する。周波数補正部１１では、基準信号発信機の周波数制御電圧を操作するなどの制御により、周波数のシフト制御を第一の無線回路部７に対して行い、高速移動に伴う送受信周波数のずれを補正する。
【００１９】
次にドップラ周波数の算出手順について説明する。図３は本発明の実施の形態１における移動通信システムのドップラ周波数シフト算出の概念図である。
固定基地局３の座標は(Ｘ０,Ｙ０)、観測地点Ａの座標は（ＸＡ,ＹＡ）、観測地点Ｂの座標は（ＸＢ,ＹＢ）であり、車両１が観測地点Ａから観測地点Ｂまで移動する際に、時間Δtかかるとする。固定基地局3と観測地点Ａの相対距離をΔＡ、固定基地局3と観測地点Ｂの相対距離をΔＢ、とすると、それぞれ（数１）、（数２）により求められる。
【００２０】
【数１】
2006157117.tif 000003
【００２１】
【数２】
2006157117.tif 000004
車両１が観測地点Ａから観測地点Ｂまで移動した際の相対移動距離はΔＬＢ−ΔＬＡ
となり、この間に時間Δtかかったとすると、相対移動速度ΔＶは（数３）で与えられる。
【００２２】
【数３】
2006157117.tif 000005
で与えられる。このとき生じるドップラ周波数ΔｆＤ[Ｈｚ]は通信周波数をｆ[Ｈｚ]、光速をc＝３×１０8[ｍ／ｓ]とすると、下記の通りである。
【００２３】
【数４】
2006157117.tif 000006
以上、(数１)〜(数４)よりドップラ周波数ΔｆＤ[Ｈｚ]が算出できる。
例えば、通信周波数ｆが２ＧＨｚ、で固定基地局(０,０)から１ｋｍ離れたＡ地点(１０００,０)から、Ｂ地点(１０００,１０００)まで１００秒かけて一定の速度で車両が移動した場合、車両の速度は１０ｍ／ｓであるが、相対移動速度は４.１４ｍ／ｓとなり、ドップラ周波数ΔｆＤ＝-５５.２Ｈｚとなる。このため、通信周波数ｆを２ＧＨｚから５５.２Ｈｚ下げて通信することで、周波数のずれを補償できる。
なお、図１において、位置情報配信機器４が車両１の位置情報をリアルタイムで認識する手段として、ＧPS、準天頂衛星システム、列車運行システム、あるいはVICS情報を用いることが可能である。これらの位置情報確認手段は、既存の位置認識システムとして広く使われており、本移動体通信システムのために新たな位置認識システムを構築する必要が無い。さらに、これらの位置認識システムのための車載機器は、車両１に既設である場合が多く、第二の無線手段のための機器をユニットとして追加するだけで、低コストにて作用が達成できる。
【００２４】
また、携帯無線端末２に車両１の位置情報を伝える手段である第二の無線通信手段として、無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、赤外線通信などの近距離無線通信、ＴＶ、ＦＭ、ＡＭなどの放送波等を用いることが可能である。これらの無線通信手段は、既存の携帯無線端末２にも付加機能として搭載されている場合が多く、本移動体通信システムのために新たな無線通信手段を構築する必要が無い。このため、携帯無線端末２に新たな無線回路を追加しなくても低コストにて実現可能である。また、位置情報の配信は携帯無線端末２へのみ行えば良いので、無線ＬＡＮやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）のような双方向の通信手段でなくても、ＴＶ、ＦＭ、ＡＭなどの放送波を用いて実現可能である。また、これらの第二の通信手段は車両１の内部のみで使用できれば良く、数メートルから数十メートルの通信距離であれば良いので、携帯無線端末２に搭載する第二のアンテナ部８は小型で簡易なものが使用でき、携帯に便利である。
【００２５】
また、相対移動速度は車両の実効的な速度や、進行方向、基地局との相対的な関係によって時々刻々変化するため、車両１の相対移動速度の算出と送受信周波数のずれを保障はリアルタイムに行うことが望ましい。実質的には、車両１の位置情報が提供される時間間隔と同等な間隔で行うことが理想であるが、相対速度の時間的変化が少ない場合には、周波数制御の間隔を広げたり、一定時間休止したりすることもできる。こうすることによって、制御のための消費電流を節約できる。
【００２６】
また、固定基地局３の位置情報は、第一の通信手段が次の固定基地局にハンドオーバーするまでの間は変化することは無いため、通信している固定基地局３が変わらない限り同じ位置情報を使用できる。この構成により、制御のための消費電流を節約できる。
【００２７】
なお、相対移動速度が小さく、ドップラ周波数が一定の値より小さい場合には、通信には支障がでないと判断できるため、本発明に係わる図２の周波数のシフト制御動作、あるいは元々第一の無線回路部７に実装されているＡＦＣ(自動周波数制御機能)を中断してもよい。この構成により、制御のための消費電流を節約できる。
また、次に通信を行うべき固定基地局３の位置情報に関し、車両１の位置情報の時間変化から進行方向を算出し、あらかじめ車両１の進行方向に存在する固定基地局３の位置情報および、通信周波数情報を携帯無線端末２に伝えることが可能である。こうすることによって、次に移行すべき基地局へのハンドオーバー処理を高速に行うこともできる。
また、第一の無線通信手段において、上り回線と下り回線に同期確立が必要な場合には、ドップラ周波数算出部１０では、相対移動速度の時間的変化と、第一の無線通信手段の同期周波数から同期ずれの中央値を求め、周波数補正部１１に出力する。周波数補正部１１では、復調器の同期引き込みタイミングを同期ずれ分だけシフトするなどの制御により、同期タイミング制御を第一の無線回路部７に対して行い、高速移動に伴う同期のずれを補正することも可能である。
（実施の形態２）
次に本発明の実施の形態２における移動通信システムについて図面を参照しながら説明する。
【００２８】
図４に実施の形態２における移動通信システムの構成図を示す。図４において、図１と同じ内容を示すものには同一の番号を付与しており、図１の説明と同じ内容の説明は省略する。図４において、携帯無線端末の位置および向き認識手段１２は携帯無線端末２と接続され、携帯無線端末２は相対方向算出部１３、アンテナ指向性補正部１４を有している。また、図４において、位置情報配信機器４、車両外部アンテナ５、第一のアンテナ部６、第一の無線回路部７、第二のアンテナ部８、第二の無線回路部９は図１と同様な機能を有する。第一の無線回路部７と第二の無線回路部９には相対方向算出部１３が接続されており、固定基地局３の位置情報と車両１の相対位置情報を求める。さらに、相対方向算出部１３には端末の位置および向き認識手段１２が接続され、相対位置情報、車両内における端末の位置情報、端末の向き、の情報から携帯無線端末２から見た固定基地局３の方位を決定する。端末の位置および向き認識手段１２からの相対方位情報はアンテナ指向性補正部１４に入力され、固定基地局側にアンテナ指向性を向ける構成としている。これにより、大容量通信の障害となるアンテナ指向性のずれを補償できる。
次に実施の形態２の動作について説明する。図５は本発明の実施の形態２における移動通信システムのフローチャート図である。
【００２９】
第一の無線回路部７で取得した固定基地局３の位置情報と第二の無線回路部９で取得した車両１の位置情報は相対方向算出部１３に入力される。さらに、相対方向算出部１３には端末の位置および向き認識手段１２が接続され、車両内における端末の位置情報、端末の向きの情報が入力される。相対方向算出部１３では、固定基地局３の位置情報、携帯無線端末２の位置情報、車両内における端末の位置情報、端末の向き、から携帯無線端末２から見た固定基地局３の方位を決定する。相対方位の算出手順は図６を用いて後述する。相対方向算出部１３からの相対方位情報はアンテナ指向性補正部１４に入力される。アンテナ指向性補正部１４では、第一のアンテナ部６のウエイティング関数を操作するなどの制御により、アンテナ指向性の制御を第一の無線回路部７に対して行い、高速移動に伴うアンテナ指向性のずれを補正する。
次に実施例２の相対方位の算出手順について説明する。図６は本発明の実施例２の移動通信システムの相対方向算出の概念図である。
固定基地局3の座標は(Ｘ０,Ｙ０)、観測地点Ａの座標は（ＸＡ,ＹＡ）、観測地点Ｂの座標は（ＸＢ,ＹＢ）であり、車両１が観測地点Ａから観測地点Ｂまで移動するものとする。観測地点Ａから見た固定基地局の基地局方位をＤｉｒｅｃｔｉｏｎＡ、観測地点Ｂから見た固定基地局３の基地局方位をＤｉｒｅｃｔｉｏｎＢとすると、それぞれ（数５）、（数６）となる。
【００３０】
【数５】
2006157117.tif 000007
【００３１】
【数６】
2006157117.tif 000008
また、各観測点において、端末がΦＴ方向に向いている場合には、端末から見た固定基地局の方向は（数７）、（数８）となる。
【００３２】
【数７】
2006157117.tif 000009
【００３３】
【数８】
2006157117.tif 000010
車両１が観測地点Ａから観測地点Ｂまで移動した際に生じる相対方向の変化量ΔΦは（数９）で与えられる。
【００３４】
【数９】
2006157117.tif 000011
以上、(数９)より基地局相対方向の変化量ΔΦが算出できる。例えば、Ａ地点(１０００,０)から固定基地局(０,０)を見た方向と、Ｂ地点(１０００,１０００)から固定基地局(０,０)を見た方向での、相対方向の変化量はπ／４＝４５°となる。このため、アンテナ指向性をＡ地点からＢ地点に移動する間に４５°変化させて通信することで、指向性のずれを補償できる。ちなみにこの例のように４５°もの指向性変化を１回の制御のみで行うと、アンテナの指向性とのずれにより、制御前に通信が途切れる可能性があるため、ΔΦが数度くらいとなる間隔で指向性のずれを補償することが望ましい。
【００３５】
なお、図４において、短い列車や、乗用車の場合などのように車両が十分小さく、車両内における端末の位置が、位置情報配信機器４のための車両外部アンテナ５が取得する位置とほぼ等しいと見なせる場合や、一度車両内における端末の位置が決定してしまった後には、端末の位置および向き認識手段１２からの車両内における端末の位置情報は無くても同様な効果が得られる。
【００３６】
あるいは、席の向きと端末の使用形態が一義的に決まる場合や、一度車両内における端末の向きが決定してしまった後には、端末の位置および向き認識手段１２からの車両内における端末の向き情報は無くても同様な効果が得られる。
【００３７】
車両１の内部における携帯無線端末２の位置を認識する手段として、列車の座席情報を用いることが可能である。列車のように長い車両１の場合、位置情報配信機器４のための車両外部アンテナ５が取得した位置情報と、携帯無線端末２が配置されている位置には差異が生じることが想定される。列車の指定席情報は、あらかじめ携帯電話を用いた座席の予約システムや、指定席券の代わりに携帯電話のICカード機能を用いたサービスなどにより、携帯無線端末２が予め把握することが可能である。あるいは席に座った段階でユーザーが携帯無線端末２に座席情報を入力することも可能である。車両外部アンテナ５が取得した位置情報と、各座席との位置関係は車両の形式に応じて変化するため、これらの車両内位置情報は第一あるいは第二の通信手段によって配信される。このようにすることで、固定基地局３と携帯無線端末２の位置関係が正しく求められ、高精度にアンテナ指向性のずれを補正できる。車両１の内部における携帯無線端末２の進行方向を携帯無線端末２に使用者が設定することが可能である。携帯無線機器の場合には様々な使用形態があるため、車両１の中でどの方向に携帯無線端末２の向きが向いているか一義的に決まらない場合がある。そこで、使用者が端末の向きと、車両１の進行方向の向きとの関係を端末に入力し、アンテナの方向を明確に規定することが可能である。このようにすることで、携帯無線端末２が固定基地局３に向けてアンテナの指向性を向けることができ、高精度にアンテナ指向性のずれを補正できる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明の移動通信システムは、車両内の簡易な無線通信インフラにより携帯無線端末の固定基地局との相対速度と相対方向を算出して、固定基地局との大容量通信の障害となるドップラ周波数シフトやアンテナ指向性のずれを補償することができる。このため、高速移動中の車両に搭乗している状態でも基地局との間で大容量の無線データ通信回線を安定に維持できる移動通信システムとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施の形態１における移動通信システムの構成図
【図２】本発明の実施の形態１における移動通信システムのフローチャート
【図３】本発明の実施の形態１における移動通信システムのドップラ周波数シフト算出の概念図
【図４】本発明の実施の形態２における移動通信システムの構成図
【図５】本発明の実施の形態２における移動通信システムのフローチャート
【図６】本発明の実施の形態２における移動通信システムの相対方向算出の概念図
【図７】従来の移動通信システムの構成図
【図８】従来の移動通信システムの構成図
【図９】従来の移動通信システムの構成図
【符号の説明】
【００４０】
１  車両
２  携帯無線端末
３  固定基地局
４  位置情報配信機器
５  車両外部アンテナ
６  第一のアンテナ部
７  第一の無線回路部
８  第二のアンテナ部
９  第二の無線回路部
１０  ドップラ周波数算出部
１１  周波数補正部
１２  端末の位置および向き認識手段
１３  相対方向算出部
１４  アンテナ指向性補正部
【図１】
2006157117.tif 000012
【図２】
2006157117.tif 000013
【図３】
2006157117.tif 000014
【図４】
2006157117.tif 000015
【図５】
2006157117.tif 000016
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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