(57)【要約】  互いに独立して制御される複数のアンテナ素子のアレーと、  乗用車もしくはその運転者が位置するコンテキストを示す１またはそれ以上のコンテキストパラメータに応じてアンテナシステムのアンテナビームの指向性が変化するように、前記複数のアンテナ素子を制御するアンテナ制御部と  を含む、乗用車対応のアンテナシステム。
2007527125.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに独立して制御される複数のアンテナ素子のアレーと、
乗用車もしくはその運転者が位置するコンテキストを示す１またはそれ以上のコンテキストパラメータに応じてアンテナシステムのアンテナビームの指向性が変化するように、前記複数のアンテナ素子を制御するアンテナ制御部と
を含む、乗用車対応のアンテナシステム。
【請求項２】
前記１またはそれ以上のコンテキストパラメータは、
乗用車の位置、
乗用車の走行環境、
乗用車のステアリング方向、
乗用車の速度と、
道路幅道路幅
のうち１またはそれ以上のパラメータである請求項１に記載のアンテナシステム。
【請求項３】
前記アンテナ制御部は、
コンテキストパラメータを受信するためのコンテキスト受信部と、
コンテキストパラメータを処理して、前記コンテキストパラメータに基づいた前記複数のアンテナ素子を適切に制御するためのアンテナパラメータを取得するためのコンテキスト解読部と、
前記アンテナパラメータに基づいて前記複数のアンテナ素子を駆動するための駆動信号を生成するアンテナ駆動部と
を具備する請求項１または２に記載のアンテナシステム。
【請求項４】
前記制御部はさらに、変化している又は完全に変化した、受信したコンテキストパラメータをフィルタリングしてコンテキスト解読部へ転送するためのフィルタリング部を具備する請求項１乃至３のいずれかの項に記載のアンテナシステム。
【請求項５】
前記コンテキスト解読部は、コンテキストパラメータとアンテナパラメータの対応関係を格納する参照用テーブルを具備する請求項１乃至４のいずれかの項に記載のアンテナシステム。
【請求項６】
前記アンテナパラメータは位相と振幅であり、
前記アンテナ素子は、この位相と振幅に基づいて制御される
ことを特徴とする請求項４または５に記載のアンテナシステム。
【請求項７】
前記アンテナビームの方向は、前記乗用車の走行環境に基づいて選択される請求項１乃至６のいずれかの項に記載のアンテナシステム。
【請求項８】
前記制御部は、前記乗用車または前記運転者が位置するコンテキストに基づいて、全方向モードと単方向モードを切り替える請求項１乃至７のいずれかの項に記載のアンテナシステム。
【請求項９】
都市部や道路の湾曲が大きい場所、あるいは交差点が多い場所では全方向が、交通路がほぼまっすぐな場所や交差点が少ない場所、あるいは道路の湾曲が少ない場所では単方向アンテナビームがその方向として選択される請求項８に記載のアンテナシステム。
【請求項１０】
前記アンテナシステムは、アンテナ素子の一様線形アレーを含む請求項１乃至９のいずれかの項に記載のアンテナシステム。
【請求項１１】
２本またはそれ以上のアンテナ素子を使って信号が受信され、受信された信号はダイバーシチ受信技術によって混成され、
２本またはそれ以上のアンテナ素子をダイバシチ伝送と組み合わせて伝送が行われる
ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかの項に記載のアンテナシステム。
【請求項１２】
前記ダイバーシチ受信技術は最大比率の組合せ技術を含み、
前記ダイバシチ伝送方法は、遅延ダイバーシチまたは空間時間符号技術を含む
ことを特徴とする請求項１１に記載のアンテナシステム。
【請求項１３】
前記単方向モードにおいて前記アンテナシステムは、アンテナビームの照射方向が前記乗用車のステアリング方向に応じたものとなるように制御されることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかの項に記載のアンテナシステム。
【請求項１４】
前記単方向モードにおいて前記アンテナシステムは、アンテナビームの照射方向が乗用車の速度に応じたものとなるように制御される請求項１乃至１２のいずれかの項に記載のアンテナシステム。
【請求項１５】
乗用車の速度が増した場合、前記アンテナビームはさらに高い指向性と照射範囲を有するように選択されることを特徴とする請求項１４に記載のアンテナシステム。
【請求項１６】
前記単方向モードにおいて前記アンテナシステムは、アンテナビームの照射方向が乗用車が走行する道路幅に応じたものとなるように制御されることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかの項に記載のアンテナシステム。
【請求項１７】
より広い道路幅に対して前記アンテナビームは、より低い指向性を選択することを特徴とする請求項１６に記載のアンテナシステム。
【請求項１８】
前記アンテナ制御部は前記アンテナ素子にテーパリングを行うことを特徴とする請求項１乃至１７のいずれかの項に記載のアンテナシステム。
【請求項１９】
前記アンテナ制御部は、最小のビーム幅が求められるコンテキストに対して均一のテーパリングを使うように構成され、
必要なサイドビームレベルを可能な限り最小のビーム幅で取得するためにドルフ・チェビシェフアレーが使われる
ことを特徴とする請求項１８に記載のアンテナシステム。
【請求項２０】
前記制御部は、湾曲の半径が小さければ小さいほど、あるいは乗用車の速度が低ければ低いほど、また道路幅が広ければ広いほど、前記アンテナシステムのビーム幅が広くなるように前記アンテナビームを制御することを特徴とする請求項１乃至１９のいずれかの項に記載のアンテナシステム。
【請求項２１】
前記制御部は、乗用車のナビゲーションシステムと、前記乗用車に搭載された、乗用車のパラメータを計測するためのセンサのうちの１個またはそれ以上から、前記乗用車のまたは前記運転者のコンテキストを記載するコンテキストパラメータを受信することを特徴とする請求項１乃至２０のいずれかの項に記載のアンテナシステム。
【請求項２２】
前記アンテナシステムは、一方を前記乗用車の乗用車の前方に、他方を乗用車の後方に搭載された、少なくとも２本のアレーを具備することを特徴とする請求項１乃至２１のいずれかの項に記載のアンテナシステム。
【請求項２３】
請求項１乃至２２のいずれかの項に記載のアンテナシステムを具備する乗用車。
【請求項２４】
請求項１乃至２２のいずれかの項に記載のアンテナシステムを具備する、移動通信システム用の移動端末。
【請求項２５】
請求項１乃至２２のいずれかの項に記載のアンテナシステムに移動装置を接続することによって生成される、請求項２４に記載の移動端末。
【請求項２６】
前記接続は、前記乗用車に搭載されたドッキングステーション、あるいは前記移動装置と前記アンテナシステム間の無線接続によって確立されることを特徴とする請求項２５に記載の移動端末。
【請求項２７】
請求項２４乃至２６のいずれかの項に記載の複数の移動端末を含む、無線マルチホップ通信のための通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンテキスト認識アンテナシステムに関し、特に、コンテキストに応じて指向性が異なる乗用車のアンテナシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
我々が日常使っている移動通信ネットワークは、通常、セル型構造である。セル構造の移動通信ネットワークでは、１つの基地局が複数の移動端末を収容し、個々の移動端末間の通信は基地局を介してルーティングされる。しかしながら近年は、いわゆるアドホックネットワークの研究が進んでいる。
【０００３】
アドホックネットワークでは移動装置は、基地局またはその他の既存のあらゆるネットワークインフラストラクチャを使わずに自己組織型無線ネットワークを確立するピアツーピア方式で互いに通信を行う。この新興技術の最大の特徴はマルチホップ通信にある。お互いの距離があまりにも遠すぎるため２個の装置が無線網を直接確立できない場合、それらの装置の間にある装置が、発信地から目的地へのデータパケットの送信を中継する役割を担う。言い換えると、いずれの装置も移動端末、およびネットワークのノードとして動作する。このように、アドホックネットワークは、ネットワークインフラストラクチャを構築及び維持するための費用や労力が費やされることなく、ネットワークが自発的に（オンザフライで）確立されるという新たなパラダイムを移動通信にもたらす。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
アドホックネットワークの適用で特に興味深いことの１つに、乗用車間での通信に用いることが挙げられる。乗用車間で無線アドホックネットワークを導入すると、テレマティックへ適用され、これによって同乗者の安全および快適性が向上する。もっとも現実的な例として、車両同士でのマルチホップネットワークとして実行される、分散的事故警告システムが挙げられる。このシステムは基本的には次のとおりに動作する。事故に直面した車両が、事故現場に接近中の近くの車に自動的に警告メッセージを送る。このメッセージを受け取った車両は、運転者への警告サインをパネルに表示する。警告メッセージは、ホップバイホップ方式でさらに遠くの車両へ転送される。このシステムによって、高速道路での玉突き事故が避けられることとなる。警告メッセージは、急激なブレーキ操作、エアバッグの作動、あるいは運転者自身が警告灯の電源を入れると発信される。警告メッセージの転送に際しては、中継手段として対向車が使われてもよい。この実施例は、協力的な運転者の連携および車両データの継続的な受け渡しが行われる、より大規模な分散適用に該当する。事故の警告メッセージ以外に、車両同士で、交通渋滞、悪路、およびガソリンスタンドなどに関する情報を交換してもよい。メッセージの転送の適用例には、対人同士（テキストメッセージ、ゲームコミュニティなど）、および都市部の車両が形成する都市通信ネットワークが挙げられる。
【０００５】
高性能で接続がよい通信ネットワークを車両に搭載するという一般的な要望に加え、マルチホップ通信ネットワークでのエンドツーエンドの遅延を減らし全体的な効率性を改善することはさらに望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態によれば、互いに独立して制御される複数のアンテナ素子のアレーと、乗用車もしくはその運転者が位置するコンテキストを示す１またはそれ以上のコンテキストパラメータに応じてアンテナシステムのアンテナビームの指向性が変化するように、前記複数のアンテナ素子を制御するアンテナ制御部とを含む、乗用車対応のアンテナシステムが提供される。
【０００７】
アンテナビームの指向性を、乗用車またはその運転者が位置するコンテキストを示すコンテキストパラメータに応じて適合することによって、アンテナシステムに接続された個々の移動端末の効率が改善され、その結果、複数の移動端末を含む通信システムの全体効率が改善する。
【０００８】
一実施形態において、制御部はコンテキスト受信部と、コンテキスト解読部と、アンテナ駆動部を具備する。コンテキスト受信部は、乗用車のセンサまたはナビゲーションシステムのいずれかなど、外部からコンテキスト情報を受信し、コンテキスト解読部はこの情報を解読し、アンテナ駆動部は個々のアンテナ素子へ駆動信号を出力する。
【０００９】
一実施形態において、制御部はさらにフィルタ部を具備する。フィルタ部は、それまでに受信した情報と比較して、変化または著しい変化があったか否かをチェックする。受信した情報が変化した場合、または変化が重大であることが判った場合に限って、それに関連する情報が解読およびアンテナ制御パラメータの計算のためにコンテキスト解読部へ転送される。
【００１０】
制御部は位相および振幅を制御して、たとえば、所望するビーム形状の取得によって乗用車もしくはその運転者が位置する所与の環境に従ったアンテナ素子を最大化する。
【００１１】
一実施形態において、アンテナシステムは走行環境に応じて単方向および全方向の切替を行う。走行環境には、全方向モードが好ましい都市部と、単方向モードが好ましい、郊外にある、都市部の外の領域や過疎地が含まれる。
【００１２】
一実施形態において、選択されたビーム形状は交差点の密集度合い、道路の湾曲、あるいは乗用車が都市部か郊外を走行しているかに応じて異なる。
【００１３】
一実施形態において、アンテナ素子は統一線形アレー（ＵＬＡ）を含む。その種のアレーは制御するのが特に容易であり、指向性はよい。しかしながら他のアンテナ素子のパターンも想像されうる。
【００１４】
一実施形態において、一方が車両の前面に搭載され、他方が車両の背面に搭載されるなど、複数のアレーが設けられてもよい。一実施形態において、２本のアレーは同じ制御部を共有する。
【００１５】
一実施形態において、複数のアンテナ素子および特定のダイバシチ技術を使って、受信ダイバシチおよび送信ダイバシチが用いられる。このことは信号対雑音特性を高め、さらに全体システムの処理能力を改善する。
【００１６】
一実施形態において、ビーム形状は乗用車のステアリング方向に応じて選択される。これによって、通信相手がもっとも位置しそうな方向に対する最大アンテナ利得を得るために、道路の湾曲に応じてアンテナビームを適合することが可能になる。
【００１７】
一実施形態において、アンテナビームの形状は乗用車の速度に基づいて選択および制御される。速度が速くなれば、より高いアンテナ利得を得ることができ、その結果、個々の移動端末の通信範囲がさらに広がることとなる。この結果、エンドツーエンドの遅延は減る。また郊外や高速道路など、乗用車間の速度のために、個々の乗用車の距離が大きい走行環境には特に適している。それゆえにアンテナ利得は高い方が好ましい。
【００１８】
一実施形態において、アンテナビームの形状は道路幅に基づく。道路幅が広いと、最寄りの通信相手が、乗用車の走行方向の真向かいにいない可能性が高いことを考慮したものである。したがってこの態様は特に郊外や市街地に対して適している。
【００１９】
一実施形態において、所望するビーム形状を改善または選択するために、テーパリングが使われる。テーパリングはたとえば、均一の（Ｕｎｉｆｏｒｍ）テーパリングやドルフ・チェビシェフアレーのテーパリングを含む。
【００２０】
一実施形態において、ビームの形状は道路の湾曲に応じて異なる。たとえば山岳地帯の湾曲は非常に小さいので、指向性の低いビームであって、さらには全方向型ビームであることの方が好ましいことを意味する。
【００２１】
一実施形態においてアンテナシステムは、乗用車に搭載されたセンサ、または乗用車のナビゲーションシステムから信号を受信するように構成される。この構成によって、乗用車のコンテキスト生成部によって配布されるコンテキストパラメータが考慮されることとなる。
【００２２】
一実施形態において、本発明の実施形態に係るアンテナシステムを具備する乗用車が提供される。このような、本発明の実施形態に係るアンテナシステムが設けられた乗用車によって、通信効率の高い無線マルチホップ通信システムがもたらされる。
【００２３】
一実施形態において、本発明の実施形態に係るアンテナシステムを具備する移動端末が提供される。このような移動端末は、乗用車内に持ち込まれた場合、通信効率の高いマルチホップ通信システムがもたらされる。
【００２４】
一実施形態においてそのような移動端末は、普通の端末部と、本発明の実施形態に係るアンテナ部との間の通信を接続することによって生成される。この接続は、乗用車に設けられたドッキングステーションによって確立され、あるいは端末が、アンテナ部に電気接続され、端末への接続が可能なように構成された、乗用車に搭載された送受信機に十分に近づいた場合に確立される。
【００２５】
一実施形態において、本発明の実施形態に係る複数の移動端末を含む通信システムが提供される。
【００２６】
他の実施形態では制御部は、変化したあるいは著しく変化したコンテキストパラメータをフィルタリングして、フィルタリングされたコンテキストパラメータをコンテキスト解読部へ転送するためのフィルタリング部を具備する。フィルタリング処理によって、実際には何ら変化していないコンテキストパラメータを査定する必要がなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下では添付の図面を参照して本発明の実施形態を述べる。
【００２８】
まず、図１を参照して本発明の第一の実施形態を説明する。図１は、コンテキストパラメータ１１０を受信する制御部１００を示す。コンテキストパラメータは、乗用車およびその運転者の現状を表すもしくは記載するものである。コンテキストパラメータは、乗用車に搭載されたセンサなどから配布され、このセンサは乗用車のステアリング方向のパラメータ、速度のパラメータ、あるいは位置のパラメータを計測する。位置パラメータはたとえばナビゲーションシステムから配布される。これらのパラメータは制御部１００に供給される。制御部１００はパラメータを求めて処理するとともに、出力信号１２０を生成する。出力信号はアンテナ１３０へと転送され、個々のアンテナ素子を含むアンテナ１３０を駆動する。アンテナ１３０のアンテナ素子は各々、異なるアンテナ駆動信号１２０を受信する。このように生成されて配布された駆動信号１２０の組合せに基づいてアンテナ１３０は、コンテキストパラメータ１１０に応じて変化もしくは異なる一定の指向性を有するアンテナビーム１４０を放射する。異なるコンテキストパラメータに応じて制御部１００が制御信号１２０を生成することで、アンテナ１３０は適切に形成されたアンテナビーム１４０を放射する。
【００２９】
一実施形態ではアンテナ１３０は、図２に示されるように、一様線形アレー（ＵＬＡ）である。
【００３０】
図２に示されるようにＵＬＡは、ｍ個の同一な無指向性アンテナ素子（すなわちダイポールアンテナ素子）が一列に配置され、等距離ｄの間隔があけられるように調整されている。距離ｄは、信号の波長λの半分もしくはそれ以下になるように選択されなければならない。
【００３１】
ＵＬＡのアンテナ素子の振幅および位相を調節することによって、供給された電力は空間のあらゆる方向に均等に分散されるのではなく、一定の方向に集中される。この技術はビーム形成として知られる。図３はビーム形成の一例を示す。同図は、ｘ−ｙ平面上に、ｄ＝０．５λの間隔で８個のアンテナ素子を配置したＵＬＡの放射パターンを示す。もっとも高い利得のビームは主ビームを示す。主ビームの方向は照準方向Φと呼ばれる。この例では、主ビームの照準方向はΦ＝１００°であって、アンテナ素子を対称に配列した結果、第二主ビームは常にΦ’＝−Φの方向に形成される。実際、アレーは、アレーの軸の両側に鏡像ビームを形成する。
【００３２】
適応アンテナの導入部は、Ｃ．Ａ．バラニス著、「アンテナ理論：分析と設計」、ウィリー社、第二版、１９９７年、およびＰ．Ｈ．レーン、Ｍ．ピーターセン共著、「移動通信システムのための高性能のアンテナ技術一覧」、ＩＥＥＥ  Ｃｏｍｍｕｎ．Ｓｕｒｖｅｙｓ、第２巻、２ページ〜１３ページ、１９９９年第４四半期に書かれている。
【００３３】
ＵＬＡは、図４に示されるとおり、アレーの軸が乗用車の運転方向に対して直交するように乗用車に設けられる。
【００３４】
また任意のタイプのアレーを２つ使い、その一方を乗用車の前方に、他方を乗用車の後方に設けてもよい。一実施形態において、２つのアンテナは同じ制御部を共有する。一実施形態において２つのアレーは同じビームパターンを放射するが、他の実施形態では制御部は、前面のアレーと背面のアレーが、乗用車の前面と背面の個々の要求に応じた異なるビームパターンを放射するように構成されてもよい。乗用車の前面と背面ではアンテナの設置環境が異なる。したがって、コンテキストパラーメタが異なるため、前面アレーおよび背面アレーから放射されるビームパターンも異なりうる。
【００３５】
図５は、本発明の他の実施形態を概略的に示す図である。図５に示される実施形態における基本的な動作原理は、放射パターンを、乗用車または運転者の現在のコンテキストに適合させることにある。アンテナ素子の相対位相および相対振幅を調整することによって、制御部はＵＬＡの放射パターン（ビーム形状）を制御することができる。位相及び振幅は、コンテキストパラメータによって順番に制御される。コンテキストパラーメタは、乗用車または運転者の現在の状況（たとえば乗用車の現在置（繁華街か都市部か、あるいは高速道路か一般道かなど）、運転者のステアリング方向、および道路幅を記載する。図５から判るように、コンテキストパラメータはアンテナ制御部５００へ送出される。アンテナ制御部はパラメータの解釈と駆動信号の出力を行う。出力されると、この信号は適切な位相および振幅でアンテナ５１０を駆動する。
【００３６】
ネットワークにとっては、異なる運転状況（乗用車又は運転者の「コンテキスト」）に応じて放射パターンが異なることは都合が良く、その結果、制御部５００は適切な駆動信号を出力する。放射パターンが状況に応じて変化することで、接続性およびエンドツーエンドの遅延などのネットワークパラメータを最適化することが可能になる。
【００３７】
以下では図５を参照して、本実施形態に係るアンテナシステムをさらに詳細に説明する。上述したように、制御部５００はコンテキストパラメータを受信する。コンテキストパラメータは、乗用車のナビゲーションシステムなどによって配布される位置情報および走行環境情報を含む。位置情報は、たとえば乗用車の位置に応じてナビゲーションシステムまたは制御部が、現在の走行エリアが都市部、郊外などの特定の区分に属するかを特定または決定することによって分類される。たとえばステアリング方向、乗用車の速度、あるいは道路幅を含むその他のコンテキストパラメータは、乗用車に搭載されるセンサによって配布され、それらはたとえば、ナビゲーションシステムによってさらに配布される。
【００３８】
図５に示される制御部は、センサとナビゲーションシステムの外部へのインタフェースを形成するコンテキスト受信部５２０を具備する。コンテキスト受信部５２０は、センサおよびナビゲーションシステムの外部へのインタフェースとなる。コンテキスト受信部はさらに、受信したコンテキストパラメータから一定の周期性を取得するフィルタ部５２５を備える。環境の変化など、それまでに受信した情報と比べて、たとえば特定の閾値とは別に、変更または重要な変化があった場合、変化後の情報など、変化に関連する情報がコンテキスト解読部５３０へ送られる。コンテキスト解読部は、変化に関連する情報を解読して適切なアンテナ制御パラメータを計算する。このパラメータに基づいてアンテナが適切に制御され、状況に応じたビーム形が生成される。
【００３９】
アンテナパラメータは、アンテナ５１０の個々のアンテナ素子の駆動信号を生成するアンテナ駆動部５４０に転送される。駆動信号の生成は、個々のアンテナ素子を駆動するための、信号増幅およびデジタル／アナログ変換を含む。
【００４０】
制御部５００は、たとえばデジタル信号プロセッサや、処理すべき入力データを受信し、それを処理して適切な出力データを生成する能力のあるコンピュータシステムによって実行される。
【００４１】
コンテキスト解読部は、コンテキストパラメータと、それに対応するアンテナパラメータの対応関係が格納され、さらには、適切なアンテナパラメータを取得するために参照される参照用テーブルを有してもよい。
【００４２】
必要な出力パワーに応じて、異なる増幅段が使われてもよい。
【００４３】
適切な振幅と位相を有した、上記のように生成された信号を使って、アンテナ５１０が適切な放射パターン（アンテナビーム）５５０を生成するように駆動される結果、ネットワークのパフォーマンスが向上することとなる。
【００４４】
次に、本発明に係る他の実施形態を述べる。この実施形態によれば、ＵＬＡは単方向モードまたは全方向モードで動作する。単方向モードでは、信号はすべてのアンテナ素子に同時に送られ、これによって単方向照射パターンが実現される。全方向モードでは、全方向照射パタンを実行するために送信及び受信のために活動するのは１つのアンテナ素子のみである。本実施形態に係るシステムによると、乗用車の走行環境に応じて、全方向モードと単方向モードを切り替える。
【００４５】
乗用車が高速道路または郊外の道路を走行する場合、道路の方角へ大きな利得を持つ、幅の狭い主ビームが使われる。ゆえにアンテナアレーは単方向モードで使われる。ＵＬＡは乗用車の運転方向に対して直交し、その照準方向は約９０°と考えられるため、アンテナの主ビームは、前記乗用車の前方および後方と同じ道路上の他の乗用車へ常に向けられている（図３および図６を参照）。他の乗用車と通信を行う可能性が低い方向（すなわち乗用車の運転方向に対して直交する方向）へは少ない送電力が使われ、前方及び後方へはその分多くの送電力が照射される。その結果、全方向アンテナに比べて長い送電範囲が実現する（図３参照）。送電範囲が長いと、任意の２台の乗用車間での通信に必要なホップが平均的に少なくなるので、接続性は良くなり、エンドツーエンドの遅延が少なくなる。
【００４６】
乗用車が都市部や繁華街を走行している場合は、次の理由によって、全方向照射パターンの方がメリットが多い。
１）他の乗用車とすれ違う可能性は前方および後方に限られるわけではない。乗用車は照準方向Φに相対するほぼあらゆる方角に向きうる。
２）ビルおよびその他の障害物などの散乱体は、都市部での無線信号の伝搬に大きな影響をおよぼす。そこで他の乗用車が、マルチパスコンポーネントをさらに組み合わせて受信した信号を「増幅」するために、全方向に送電することは都合がよい。したがってダイバシチ技術を次のように使ってもよい。
２−１）受信には２またはそれ以上のアンテナ素子が使われ、それらは既知の受信ダイバシチ技術（最大比合成法）を使って信号同士を組み合わせる。あるいは
２−２）送電には、送信側のダイバシチ技術（遅延ダイバシチ、空間時間符号など）と組み合わせて２つまたはそれ以上のアンテナ素子が使われる。
【００４７】
最後に示した２つの技術では、信号同士の相関を少なくするために、可能な限り最大の物理的距離があるアンテナ素子が使われる。
【００４８】
ゆえに一実施形態において、繁華街または都市部にいる場合、乗用車は全方向モードへ切り替える。
【００４９】
一実施形態によればコンテキストパラメータのうちの１つは、センサによって計測される、運転者のステアリング動作または乗用車のステアリング角である。この実施形態では、アンテナビームはステアリング動作に応じて適切に選択される。
【００５０】
近接するアンテナ素子との間に継続的な位相シフトΔψを導入することによって、主ビームは
2007527125.tif 000003
に従った任意の方向へ照射される。ここでλは、信号の波長を指す。第二主ビームは常にΦ’＝−Φの方向に形成される。λとｄは既に判っているので、特定の照準方向に必要な位相シフトΔψは容易に事前計算され、参照用テーブルに格納される。
【００５１】
この実施形態で制御部は、乗用車の現在のステアリング方向に応じて、ＵＬＡの現在の照準方向Φを動的に制御する。このことは、アンテナビームの主ローブが、接線方向直線に対する道路の湾曲を照らしていることが示される図６に概略的に示される。
【００５２】
他の実施形態では、アンテナビームのビーム幅はステアリング動作、速度、および道路幅などのコンテキストパラメータに応じて異なる。主ビームの幅（照準ビーム幅など）は、個々のアンテナ信号の振幅重量を変更することで制御される。異なる重量を、特定のパターンに従って個々のアンテナ素子に割り当てる方法は「テーパリング」として知られる。
【００５３】
所望するアンテナパターンに順応して選ばれる、いわゆるテーパリングという、振幅励起に関する複数の技術が存在する。以下では、自動車で移動する環境で適切に使われる振幅分布を２点だけ紹介する。
【００５４】
第一の例は、たとえば他の振幅分布に比較して、もっとも遠い到達点に対してもっとも指向性が大きく、それと同時に利得がもっとも大きい、最小のビーム幅を通常有する、いわゆる均一の（Ｕｎｉｆｏｒｍ）テーパリングと呼ばれるものである。このテーパリングは、乗用車間の距離が大きく湾曲がほとんどないほぼ直線的な道路であって、走行する常用者同士の平均速度が高い郊外など、大きな利得が望ましい環境には特に都合がよい。
【００５５】
もう１つの例は、可能な限り最小のビーム幅と、減衰が等しいサイドビームを所定のサイドビームレベルにもたらすドルフ・チェビシェフアレーである。しかしながらこのことは、Φ＝９０°にステアリングされたブロードサイドアレーに対してのみ該当する。大きな湾曲半径に対して照射される、約９０°の照準方向に関しては、ドルフ・チェビシェフアレーのテーパリングが適切な結果をもたらす。
【００５６】
図３は、最大利得から１５ｄＢ低いレベルのサイドビームに従ったドルフ・チェビシェフアレーのテーパリングが使われる例を示す。
【００５７】
指向性を制御する目的のテーパリングの基本理念は、振幅を制御し、したがって乗用車の現在のステアリング方向と、速度と、予測した道路幅に応じて、ＵＬＡの現在の照準ビーム幅を制御することにある。この実施形態では、湾曲の半径が小さければ小さいほど乗用車の速度は遅くなり、道路幅が広ければ広いほど、ビーム幅は広くなければならない。よって道路幅に関する情報は、走行する場所の分類に関して先に説明したのと同じように、道路の特定カテゴリへの分類などによって、乗用車のナビゲーションシステムから得ることができる。
【００５８】
実施形態に言及しながら上記で本発明を述べてきた。本技術分野に精通している者にとって、各実施形態にさまざまな変形を施しうることは明らかである。たとえば、乗用車のコンテキストに適合するための適切な方法で制御部が駆動段階および振幅を制御するならば、一様線形アレーの代わりに、他のダイポールのアレーまたはアンテナ素子が使われてもよい。上記の各実施形態によれば、ネットワーク接続などのセットワークパフォーマンスの改善とエンドツーエンド遅延の減少をもたらす、ネットワークトポロジの適応最適化によって、通信システムが改善される。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施形態に係るアンテナシステムのブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る一様線形アレーの一例を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係るアンテナシステムによって放射されるビームのパターンを示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係るアンテナシステムを搭載した乗用車を概略的に示す図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係るブロック図を概略的に示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る、乗用車の走行環境とそれに対応するビームのパターンを概略的に示す図である。
【手続補正書】
【提出日】平成17年9月30日(2005.9.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに独立して制御される複数のアンテナ素子のアレーと、
乗用車もしくはその運転者が位置するコンテキストを示す１またはそれ以上のコンテキストパラメータに応じてアンテナシステムのアンテナビームの指向性が変化するように、前記複数のアンテナ素子を制御するアンテナ制御部と
を含む乗用車対応のアンテナシステムにおいて、
前記アンテナシステムは、前記乗用車のナビゲーションまたは通信システムや、乗用車のパラメータを計測する、前記乗用車に搭載されたセンサから前記コンテキストパラメータを取得し、
前記アンテナ素子から得られるネットワークパラメータが前記ネットワークに有益となるように制御し、
前記１またはそれ以上のコンテキストパラメータは、
乗用車の位置、
乗用車の走行環境、
乗用車のステアリング方向、
乗用車の速度と、
道路幅
のパラメータの少なくとも１つを含むアンテナシステム。
【請求項２】
前記アンテナ制御部は、
コンテキストパラメータを受信するためのコンテキスト受信部と、
コンテキストパラメータを処理して、前記コンテキストパラメータに基づいた前記複数のアンテナ素子を適切に制御するためのアンテナパラメータを取得するためのコンテキスト解読部と、
前記アンテナパラメータに基づいて前記複数のアンテナ素子を駆動するための駆動信号を生成するアンテナ駆動部と
を具備する請求項１に記載のアンテナシステム。
【請求項３】
前記アンテナビームの方向は、前記乗用車の走行環境に基づいて選択される請求項１乃至２のいずれかの項に記載のアンテナシステム。
【請求項４】
前記アンテナビームの方向は、前記乗用車の走行環境に基づいて選択される請求項１乃至３のいずれかの項に記載のアンテナシステム。
【請求項５】
前記制御部は、前記乗用車または前記運転者が位置するコンテキストに基づいて、全方向モードと単方向モードを切り替える請求項１乃至４のいずれかの項に記載のアンテナシステム。
【請求項６】
都市部や道路の湾曲が大きい場所、あるいは交差点が多い場所では全方向モードが、交通路がほぼまっすぐな場所や交差点が少ない場所、あるいは道路の湾曲が少ない場所では単方向モードが、アンテナビームの方向として選択される請求項５に記載のアンテナシステム。
【請求項７】
２つまたはそれ以上のアンテナ素子を使って信号が受信され、受信された信号はダイバーシチ受信技術によって混成され、
伝送のために、ダイバシチ伝送方法と組み合わせて２つまたはそれ以上のアンテナ素子が使われる
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかの項に記載のアンテナシステム。
【請求項８】
前記ダイバーシチ受信技術は最大比率の組合せ技術を含み、
前記ダイバシチ伝送方法は、遅延ダイバーシチまたは空間時間符号技術を含む
ことを特徴とする請求項７に記載のアンテナシステム。
【請求項９】
前記単方向モードにおいて前記アンテナシステムは、アンテナビームの照射方向が前記乗用車のステアリング方向に応じたものとなるように制御されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかの項に記載のアンテナシステム。
【請求項１０】
前記単方向モードにおいて前記アンテナシステムは、アンテナビームの照射方向が乗用車の速度に応じたものとなるように制御される請求項１乃至９のいずれかの項に記載のアンテナシステム。
【請求項１１】
乗用車の速度が増した場合、前記アンテナビームはさらに高い指向性と照射範囲を有するように選択されることを特徴とする請求項１０に記載のアンテナシステム。
【請求項１２】
前記単方向モードにおいて前記アンテナシステムは、アンテナビームの照射方向が乗用車が走行する道路幅に応じたものとなるように制御されることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかの項に記載のアンテナシステム。
【請求項１３】
前記アンテナビームは、より広い道路幅に対してより低い指向性を選択することを特徴とする請求項１２に記載のアンテナシステム。
【請求項１４】
前記アンテナ制御部は前記アンテナ素子にテーパリングを行うことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかの項に記載のアンテナシステム。
【請求項１５】
前記アンテナ制御部は、最小のビーム幅が求められるコンテキストに対して均一のテーパリングを使うように構成され、
必要なサイドビームレベルを可能な限り最小のビーム幅で取得するために、ドルフ・チェビシェフアレーが使われる
ことを特徴とする請求項１４に記載のアンテナシステム。
【請求項１６】
前記制御部は、湾曲の半径が小さければ小さいほど、あるいは乗用車の速度が低ければ低いほど、また道路幅が広ければ広いほど、前記アンテナシステムのビーム幅が広くなるように前記アンテナビームを制御することを特徴とする請求項１乃至１５のいずれかの項に記載のアンテナシステム。
【請求項１７】
前記アンテナシステムは、一方が前記乗用車の乗用車の前方に、他方が乗用車の後方に搭載された、少なくとも２つのアレーを具備することを特徴とする請求項１乃至１６のいずれかの項に記載のアンテナシステム。
【請求項１８】
請求項１乃至１７のいずれかの項に記載のアンテナシステムを具備する乗用車。
【請求項１９】
請求項１乃至１７のいずれかの項に記載のアンテナシステムを具備する、移動通信システム用の移動端末。
【請求項２０】
請求項１９に記載の複数の移動端末を含む、無線マルチホップ通信用の通信システム。
【国際調査報告】
2007527125.tif 000004
2007527125.tif 000005
2007527125.tif 000006
2007527125.tif 000007