(57)【要約】【課題】移動体に設置される無線通信装置において、指向性アンテナを用いる場合でも通信不良の発生を抑制する。【解決手段】アンテナ３５０を介して移動通信の基地局２０との間で無線通信を行う移動型の無線通信装置３００であって、前記アンテナとして、指向性を有するビームを形成可能なアンテナを用い、前記無線通信装置の周囲に存在する基地局アンテナの情報に基づいて、前記アンテナで形成されるビームを制御する制御部を有する。【選択図】図１
2019009530.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナを介して移動通信の基地局との間で無線通信を行う移動型の無線通信装置であって、
前記アンテナとして、指向性を有するビームを形成可能なアンテナを用い、
前記無線通信装置の周囲に存在する基地局アンテナの情報に基づいて、前記アンテナで形成されるビームを制御する制御部を有することを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の無線通信装置において、
前記アンテナとして、複数の無指向性アンテナからなるアレイアンテナを用いることを特徴とする無線通信装置。
【請求項３】
請求項１に記載の無線通信装置において、
前記アンテナとして、指向性アンテナを用いることを特徴とする無線通信装置。
【請求項４】
請求項１に記載の無線通信装置において、
前記アンテナとして、複数の指向性アンテナからなるアレイアンテナを用いることを特徴とする無線通信装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の無線通信装置において、
前記制御部は、前記ビームの本数を制御することを特徴とする無線通信装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の無線通信装置において、
前記制御部は、前記ビームの幅を固定したまま、前記ビームを制御することを特徴とする無線通信装置。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の無線通信装置において、
前記制御部は、前記ビームの幅を制御することを特徴とする無線通信装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の無線通信装置において、
前記制御部は、前記ビームの方向を制御することを特徴とする無線通信装置。
【請求項９】
請求項８に記載の無線通信装置において、
前記アンテナの向きを変更するアンテナ向き変更部を有し、
前記制御部は、前記アンテナ向き変更部を制御することにより、前記ビームの方向を制御することを特徴とする無線通信装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の無線通信装置において、
前記制御部は、前記アンテナを制御することにより、前記ビームの方向を制御することを特徴とする無線通信装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の無線通信装置において、
前記基地局アンテナの情報は、前記基地局アンテナの位置情報を含むことを特徴とする無線通信装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の無線通信装置において、
前記基地局アンテナの位置情報から前記無線通信装置が設置される移動体に対する前記基地局アンテナの相対位置を特定するための移動体情報を取得する移動体情報取得部を有し、
前記制御部は、前記移動体情報取得部が取得した移動体情報と前記基地局アンテナの位置情報とから、前記移動体に対する前記基地局アンテナの相対位置を特定し、該相対位置に応じて前記ビームを制御することを特徴とする無線通信装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の無線通信装置において、
前記基地局アンテナの情報を、所定の情報提供装置から無線通信によって取得するアンテナ情報取得部を有することを特徴とする無線通信装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の無線通信装置を備えることを特徴とする移動型の基地局装置。
【請求項１５】
請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の無線通信装置を備えることを特徴とする移動局装置。
【請求項１６】
請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の無線通信装置を備えることを特徴とする移動体。
【請求項１７】
請求項１３に記載の無線通信装置と、
前記無線通信装置の周囲に存在する基地局アンテナの情報を無線通信によって該無線通信装置に提供する情報提供装置とを備えることを特徴とする通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動通信の基地局と通信可能な移動型の無線通信装置、並びに、その無線通信装置を備える基地局装置、移動局装置、自動車等の移動体及び通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、アンテナを介して基地局との間で無線通信を行う移動型の無線通信装置が知られている。例えば、特許文献１には、指向性アンテナを備えた２つの無線通信子局が移動体に設置され、移動体の移動ルートに沿って配置されている基地局との間の通信状態が良好である方の無線通信子局に適宜切り替えながら無線通信を行う移動型の無線通信装置が開示されている。この無線通信装置において、２つの無線通信子局は、いずれも移動体の移動方向後方に向けて指向性をもつように、移動体上に固定配置されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、移動体に設置される無線通信装置は、そのアンテナの位置、方向、移動速度などが、移動体の移動に伴って刻々と変化する。また、無線通信装置の周囲に存在する基地局の状況（通信可能な基地局の距離、方向、数など）も、移動体の移動に伴って刻々と変化する。指向性を有するビームを形成可能なアンテナは、特定の方向で高い利得が得られる反面、他の方向での利得が大きく低下する。そのため、移動体に設置されるような移動型の無線通信装置のアンテナとして、指向性を有するビームを形成可能なアンテナを用いる場合、移動体の移動に伴うアンテナの位置等の変化や周囲の基地局の状況変化により、通信不良が発生しやすい。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一態様に係る無線通信装置は、アンテナを介して移動通信の基地局との間で無線通信を行う移動型の無線通信装置であって、前記アンテナとして、指向性を有するビームを形成可能なアンテナを用い、前記無線通信装置の周囲に存在する基地局アンテナの情報に基づいて、前記アンテナで形成されるビームを制御する制御部を有することを特徴とするものである。
また、前記無線通信装置において、前記アンテナとして、複数の無指向性アンテナからなるアレイアンテナを用いてもよい。
また、前記無線通信装置において、前記アンテナとして、指向性アンテナを用いてもよい。
また、前記無線通信装置において、前記アンテナとして、複数の指向性アンテナからなるアレイアンテナを用いてもよい。
また、前記無線通信装置において、前記制御部は、前記ビームの本数を制御するものであってもよい。
また、前記無線通信装置において、前記制御部は、前記ビームの幅を固定したまま、前記ビームを制御するものであってもよい。
また、前記無線通信装置において、前記制御部は、前記ビームの幅を制御するものであってもよい。
また、前記無線通信装置において、前記制御部は、前記ビームの方向を制御するものであってもよい。
また、前記無線通信装置において、前記アンテナの向きを変更するアンテナ向き変更部を有し、前記制御部は、前記アンテナ向き変更部を制御することにより、前記ビームの方向を制御するものであってもよい。
また、前記無線通信装置において、前記制御部は、前記アンテナを制御することにより、前記ビームの方向を制御するものであってもよい。
また、前記無線通信装置において、前記基地局アンテナの情報は、前記基地局アンテナの位置情報を含んでもよい。
また、前記無線通信装置において、前記基地局アンテナの位置情報から前記無線通信装置が設置される移動体に対する前記基地局アンテナの相対位置を特定するための移動体情報を取得する移動体情報取得部を有し、前記制御部は、前記移動体情報取得部が取得した移動体情報と前記基地局アンテナの位置情報とから、前記移動体に対する前記基地局アンテナの相対位置を特定し、該相対位置に応じて前記ビームを制御するものであってもよい。
また、前記無線通信装置において、前記基地局アンテナの情報を、所定の情報提供装置から無線通信によって取得するアンテナ情報取得部を有してもよい。
【０００５】
本発明の他の態様に係る基地局装置は、前記無線通信装置を備える。
また、本発明の更に他の態様に係る移動局装置は、前記無線通信装置を備える。
また、本発明の更に他の態様に係る移動体は、前記無線通信装置を備える。
また、本発明の更に他の態様に係る通信システムは、前記無線通信装置と、前記無線通信装置の周囲に基地局アンテナの情報を無線通信によって該無線通信装置に提供する情報提供装置とを備える。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、移動体に設置されるような移動型の無線通信装置において、指向性を有するビームを形成可能なアンテナを用いる場合でも通信不良の発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態に係る通信システムの一例を示す説明図。
【図２】実施形態に係る通信システムの他の例を示す説明図。
【図３】実施形態に係る通信システムの更に他の例を示す説明図。
【図４】実施形態に係るムービングセル基地局の移動型基地局装置を示すブロック図。
【図５】同移動型基地局装置における第一アンテナで形成されるビームパターンの説明図。
【図６】実施形態における第一アンテナで形成されるビームの制御の流れを示すフローチャート。
【図７】変形例における第一アンテナのビーム方向を制御する他の例を示す移動型基地局装置のブロック図。
【図８】変形例における第一アンテナで形成されるビーム方向の制御の流れを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１〜図３は、それぞれ、本実施形態に係る通信システムの一例を示す説明図である。
本実施形態の通信システムは、セルラー方式の移動通信網１０に接続された固定基地局２０と、移動体である自動車（乗用車、トラック、バスなど）４０に搭載されて移動する移動型の基地局（以下「ムービングセル基地局」という。）３０と、ムービングセル基地局３０を管理する管理装置６０とを備える。
【０００９】
なお、本実施形態では、セルラー方式の移動通信を例に挙げるが、他の方式の移動通信であってもよい。また、本実施形態では、移動体に搭載されて移動する移動型の無線通信装置を例に挙げるが、例えば気球などに設置されて移動するなど、他の移動型の無線通信装置であってもよい。また、本実施形態では、移動型の無線通信装置が、移動型の基地局装置として機能するが、ユーザ装置（ユーザ端末）などの移動局装置として機能するものであってもよい。
【００１０】
また、本実施形態では、移動体が自動車４０である場合について説明するが、本実施形態における移動体は、自動車のほか、例えば、線路上を走行する鉄道車両、航空機又は船舶など、他の移動体であってもよい。また、図１に示す通信システムは、固定基地局２０がマクロセル基地局の例であるが、固定基地局２０はスモールセル基地局などであってもよい。管理装置６０は、単一のサーバなどのコンピュータ装置で構成してもよいし、複数のサーバなどのコンピュータ装置が互いに連携して処理するように構成してもよい。
【００１１】
図１に示す通信システムにおいて、ムービングセル基地局３０は、自動車４０の少なくとも外側の周辺エリアおよび自動車４０の車内をカバーする移動型のセル（以下「ムービングセル」という。）３０Ａを形成し、そのムービングセル３０Ａ内に位置するユーザ装置（移動局装置）５０と、固定基地局２０、固定基地局２０がエリアカバーするエリア（セル）２０Ａに在圏するユーザ装置又は他の移動体に設置された他の基地局との間の通信を中継する。ムービングセル３０Ａは、自動車４０の外側の周辺エリアと、自動車４０の内側エリアとを含んでもよい。ムービングセル３０Ａのセル径は例えば１００ｍであり、２０ｍ以下〜５０ｍ以下であってもよい。
【００１２】
ムービングセル基地局３０は、移動型の無線通信装置としての移動型基地局装置３００と、固定基地局２０（又は他の移動体に設置された他のムービングセル基地局３０）との間で無線通信を行うための第一アンテナ３５０と、移動型基地局装置３００が形成するムービングセル３０Ａにおいて移動通信の一般ユーザが使用するユーザ装置５０と無線通信を行う第二アンテナ３７０とを備える。第一アンテナ３５０及び第二アンテナ３７０は、自動車４０の本体、例えば屋根の平面部分、他の用途のアンテナが組み込まれた屋根後部のシャークアンテナ部、又はピラー部分に設けられている。
【００１３】
本実施形態における第一アンテナ３５０には、指向性を有するビームを形成可能なアンテナが用いられている。例えば、複数の無指向性アンテナ（オムニアンテナ）からなるアンテナエレメントを配列したアレイアンテナを用い、各アンテナエレメントの信号位相を制御して指向性をもつビームを形成するようなものであってもよい。また、例えば、ホーンアンテナのような単体のアンテナで指向性をもつビームが形成される指向性アンテナであってもよい。また、例えば、複数の指向性アンテナからなるアンテナエレメントを配列したアレイアンテナを用い、各アンテナエレメントの信号位相を制御して指向性をもつビームを形成するようなものであってもよい。本実施形態では、第一アンテナ３５０として、複数の無指向性アンテナからなるアンテナエレメントが配列されたアレイアンテナを用いる例で説明する。
【００１４】
本実施形態における第二アンテナ３７０は、特に制限はない。第二アンテナ３７０は、第一アンテナ３５０と共用のアンテナであってもよい。第二アンテナ３７０は、複数のアンテナエレメントを有し、アンテナビームの数及び方向を制御可能なビームフォーミング機能を有してもよい。
【００１５】
図１において、移動型基地局装置３００は、図示の都合上、自動車４０の屋根の上に図示されているが、例えば、自動車４０のトランクの中、ダッシュボードの内部、シートの下側などに設置される。移動型基地局装置３００は、自装置内に電源（バッテリー）を備えてもよいが、自動車４０側のバッテリーから電力の供給を受けてもよい。自動車４０側のバッテリーから電力の供給を受ける場合、バッテリーから移動型基地局装置３００への電力の供給は、バッテリーへの充電が停止される自動車４０の駆動停止（ＯＦＦ）から所定時間（例えば１時間）が経過したときに自動停止されるようにしてもよい。
【００１６】
また、図１の通信システムにおいて、ムービングセル基地局３０は、固定基地局２０の無線中継局として機能するリピーター機能を有するものであってもよい。また、ムービングセル基地局３０は、他の基地局と識別可能な基地局識別情報（セルＩＤ）が割り当てられ、固定基地局２０を介して移動通信網１０のバックホール回線に接続することができる機能を有してもよい。
【００１７】
図２は、自動車４０に搭載されたムービングセル基地局３０が、衛星局（人工衛星）２１を介して地上と通信を行う固定基地局としての衛星基地局２２と、ユーザ装置５０との通信を中継する通信システムの構成例である。
【００１８】
また、図３は、自動車４０に搭載されたムービングセル基地局３０が、係留気球２３に設けた係留気球中継局（無線中継局）２４を介して地上と通信を行う固定基地局２５と、ユーザ装置５０との通信を中継する通信システムの構成例である。
【００１９】
図４は、本実施形態に係るムービングセル基地局３０の移動型基地局装置３００を示すブロック図である。
図４において、ムービングセル基地局３０の移動型基地局装置３００は、自動車４０に設置可能に構成され、第一アンテナ３５０を介して固定基地局２０（又は他の移動体に設置された他の移動型基地局装置）との間で無線通信を行う第一無線通信部３０２と、第二アンテナ３７０を介してユーザ装置５０との間で無線通信を行う第二無線通信部３０４と、これらの無線通信部３０２，３０４を制御する中継制御部３０６と、記憶部３０８と、各種データ処理を行うデータ処理部３１０と、自動車４０に搭載されている各種車載機器と通信するためのインターフェイス（Ｉ／Ｆ）３１２とを備える。
【００２０】
移動型基地局装置３００は、自装置内に電源（バッテリー）を備えてもよいが、自動車４０側のバッテリー４１から電力の供給を受けてもよい。この場合、バッテリー４１から当該移動型基地局装置３００への電力の供給は、バッテリー４１の充電残容量が所定容量以下にならないように、バッテリー４１への充電が停止される自動車４０のキーＯＦＦ（駆動停止）から所定時間（例えば１時間）が経過したときに自動停止するように制御してもよい。この自動停止するまでの時間は、バッテリー４１の充電残容量などに基づいて設定してもよい。
【００２１】
中継制御部３０６は、自動車４０の少なくとも外側の周辺エリアにムービングセル３０Ａを形成し、ムービングセル３０Ａ内に位置するユーザ装置５０と固定基地局２０との間の通信を中継するように、第一無線通信部３０２及び第二無線通信部３０４を制御する。
【００２２】
また、本実施形態の中継制御部３０６は、詳しくは後述するが、記憶部３０８やデータ処理部３１０等と協働して、自動車４０に搭載されている移動型基地局装置３００の周囲に存在する基地局アンテナ（固定基地局２０のアンテナ）の情報（以下「基地局アンテナ情報」という。）に基づいて、第一アンテナ３５０で形成されるビームを制御する制御部としても機能する。ここでいう基地局アンテナは、本移動型基地局装置３００の第一アンテナ３５０との間で電波のやりとりを行う基地局側のアンテナであって、図１に示す例であれば固定基地局２０に設置されたアンテナであり、図２に示す例であれば衛星局（人工衛星）２１に設置されたアンテナであり、図３に示す例であれば係留気球２３に設けられた係留気球中継局２４のアンテナである。
【００２３】
また、中継制御部３０６は、移動型基地局装置３００が無線中継局（リピーター）として機能するように制御するものであってもよい。また、中継制御部３０６は、他の基地局と識別可能な基地局識別情報（セルＩＤ）が割り当てられ、固定基地局２０を介して移動通信網１０のバックホール回線に接続するように制御するものであってもよい。
【００２４】
また、中継制御部３０６は、次のように固定基地局２０に対するムービングセル基地局３０の移動に伴う第一ハンドオーバー処理と、ムービングセル基地局３０とユーザ装置５０との間の相対移動に伴う第二ハンドオーバー処理とを同時並列処理可能に構成してもよい。例えば、中継制御部３０６は、複数の固定基地局２０のセル２０Ａをまたがってムービングセル基地局３０が移動するときにムービングセル基地局３０による移動通信網１０との接続を継続するハンドオーバー処理を行い、ムービングセル基地局３０に対してユーザ装置５０が相対的に移動するときにユーザ装置５０による移動通信網１０との接続を継続するハンドオーバー処理を行うように制御してもよい。このようなダブルハンドオーバー処理により、ムービングセル基地局３０の移動に伴ってムービングセル３０Ａが形成される場合でも、ムービングセル３０Ａに在圏するユーザ装置５０の移動通信網１０への接続が切断されるのを回避できる。
【００２５】
また、中継制御部３０６は、ムービングセル基地局３０によるムービングセル形成のＯＮ／ＯＦＦ又はムービングセル形成時の送信電力（第二アンテナ３７０の送信電力）を制御してもよい。この制御は、例えば、ムービングセル基地局３０（第二アンテナ３７０）の位置情報、ムービングセル基地局３０（第二アンテナ３７０）の姿勢情報、ムービングセル基地局３０（第二アンテナ３７０）の移動速度、ムービングセル基地局３０（第二アンテナ３７０）の周辺に位置する他の移動体に設けられた他の移動型基地局装置で形成される周辺セルの状況及び外部からの制御情報の少なくとも一つに基づいて行ってもよい。
【００２６】
例えば、中継制御部３０６は、移動通信網１０を介して管理装置６０から受信した制御情報に基づいて、ムービングセル形成のＯＮ／ＯＦＦ又はムービングセル形成時の送信電力（第二アンテナ３７０の送信電力）を制御してもよい。ここで、ムービングセル基地局３０（第二アンテナ３７０）の位置情報、ムービングセル基地局３０（第二アンテナ３７０）の姿勢情報、ムービングセル基地局３０（第二アンテナ３７０）の移動速度などは、ムービングセル基地局３０の移動型基地局装置３００や自動車４０の本体に設けられたＧＰＳ受信装置や方位センサの出力に基づいて取得したり、ムービングセル基地局３０の位置登録情報に基づいて取得したりすることができる。
【００２７】
ムービングセル基地局３０において、固定基地局２０との間の無線通信に用いる周波数帯と、ユーザ装置５０との間の無線通信に用いる周波数帯とは互いに異なってもよい。例えば、固定基地局２０との間の無線通信に用いる周波数帯として、２８ＧＨｚ帯、５ＧＨｚ帯又は４．２ＧＨｚ帯を用い、ユーザ装置５０との間の無線通信に用いる周波数帯として２．６ＧＨｚ帯、７００ＭＨｚ帯又は２ＧＨｚ帯を用いてもよい。このように互いに異なる周波数帯を用いることにより、ムービングセル基地局３０は、固定基地局２０との無線通信とユーザ装置５０との無線通信との間の干渉を回避しながら各無線通信を行うことができる。
【００２８】
また、ムービングセル基地局３０の移動型基地局装置３００は、第一無線通信部３０２の固定基地局２０に対する送信電力及び受信感度がユーザ装置５０の固定基地局２０に対する送信電力及び受信感度よりも高くなるように構成してもよい。この場合、ユーザ装置５０が通信可能な固定基地局２０のセル２０Ａのセル境界のエリアやその近傍の圏外エリアにおいて、ムービングセル基地局３０は、固定基地局２０との間でより高い通信品質で通信することができ、そのエリアにムービングセル３０Ａを形成することができる。従って、固定基地局２０のセル２０Ａにおいて局所的なトラフィックのオフロードを確実に行うことができるとともに、固定基地局２０の数を増やすことなく移動通信のエリアを実質的に拡張できる。また、ムービングセル基地局３０は、複数の固定基地局２０と同時に接続し、複数の回線を設定し、ムービングセル基地局３０と固定基地局２０との間の回線容量を大きくしてもよい（複数固定基地局サイトによる回線アグリゲーションによる固定基地局群とムービングセル基地局との間の回線容量の増大）。
【００２９】
また、固定基地局２０からの電波強度が弱い登山道や登山口の駐車場においても、その登山道を走行している自動車４０や登山口の駐車場に駐車している自動車４０に搭載されているムービングセル基地局３０により、その自動車４０の周辺にムービングセル３０Ａを形成できる。従って、登山道沿いにいるユーザや登山口の駐車場及びその周辺にいるユーザは、ムービングセル基地局３０を介して移動通信サービスを利用することができる。
【００３０】
また、本実施形態に通信システムにおいて、固定基地局２０の配置などに基づいて、自動車４０の移動経路（例えば道路）上に、ユーザ装置５０との無線通信で用いる周波数として同一周波数が隣り合わないように複数のゾーンを設定しておいてもよい。各ゾーンのサイズは、例えば複数のムービングセルが互いに重複しないように配置可能な程度のサイズに設定される。また、各ゾーンの長さは例えば５０ｍ〜１ｋｍである。そして、このような複数のゾーンが設定された状態で、中継制御部３０６は、複数のゾーンごとに、ムービングセル基地局３０が位置するゾーンに設定されている周波数を用いてユーザ装置５０と無線通信を行うように制御してもよい。例えば、中継制御部３０６は、前記複数のゾーンのいずれかのゾーン内に自動車４０に入ったときに、自動車４０が入ったゾーンに設定されている所定の周波数を用いてユーザ装置５０と無線通信を行うように制御する。このようにゾーンごとに所定の周波数を用いてユーザ装置５０と無線通信を行うことにより、各ゾーンを準静的なセルとみなすことができ、ユーザ装置５０によるハンドオーバー処理の頻度を低減して負担を抑制できる。
【００３１】
また、ムービングセル基地局３０の第二アンテナ３７０にビームフォーミング機能を持たせ、中継制御部３０６は、第二アンテナ３７０で形成されるビームの方向及び数の少なくとも一方を制御してもよい。このビームの方向などの制御は、例えば、ムービングセル基地局３０（第二アンテナ３７０）の位置情報、ムービングセル基地局３０（第二アンテナ３７０）の姿勢情報、ムービングセル基地局３０（第二アンテナ３７０）の移動速度、ムービングセル基地局３０（第二アンテナ３７０）の周辺に位置する自動車などの移動体に設けられた他の移動型基地局装置で形成される周辺セルの状況及び外部からの制御情報の少なくとも一つに基づいて行うことができる。
【００３２】
特に、中継制御部３０６は、駐車場などでムービングセル基地局３０と周辺の他の自動車に搭載された他のムービングセル基地局との間で連携して互いに異なる方向にビームを形成することにより、ムービングセル基地局３０と他のムービングセル基地局とで一つのセルを形成するように制御してもよい。この複数のムービングセル基地局による連携制御は、例えば、ムービングセル基地局を管理する管理装置６０から移動通信網１０を介して受信した制御情報に基づいて行うことができる。この制御情報は、例えば各ムービングセル基地局の位置情報や姿勢情報に基づいて決定される。
【００３３】
本実施形態における移動型基地局装置３００のデータ処理部３１０は、ユーザ装置５０、固定基地局２０又は周辺の移動体の移動型基地局装置との間で送受信するデータや、Ｉ／Ｆ３１２を介して車載機器等との間で送受信されるデータの処理を行う。
【００３４】
このデータ処理部３１０を各種用途に用いることにより、ムービングセル基地局３０を移動可能なローカルデータセンターとして機能させることも可能である。例えば、データ処理部３１０は、ユーザ装置５０、固定基地局２０若しくは周辺の自動車などの移動体の移動型基地局装置に提供する提供情報、ムービングセル基地局３０を備える自動車４０が位置するエリアに関するエリア情報のデータ、そのエリアの地図情報のデータ、そのエリアに配置されている固定基地局２０の基地局アンテナ情報（基地局アンテナの位置情報等）のデータ、そのエリアのナビゲーション用データ、そのエリアでの自動車４０の自動運転用データ、自動車４０で撮影された静止画又は動画の画像データ、周辺の自動車等の移動体で撮影された静止画又は動画の画像データ、周辺の自動車等の移動体に設けられた移動型基地局装置で撮影された静止画又は動画の画像データ、及びムービングセル基地局３０に接続しているユーザ装置５０で撮影された静止画又は動画の画像データの少なくとも一つのデータを、取得し、生成し、記憶部３０８へ保存し、あるいは、記憶部３０８から読み出す処理を行う。この場合、中継制御部３０６は、ユーザ装置５０、固定基地局２０若しくは周辺の移動体の移動型基地局装置からの要求に応じて又は自律的に、前記少なくとも一つのデータを、ユーザ装置５０、固定基地局２０若しくは周辺の自動車などの移動体の移動型基地局装置との間で送信又は受信するように制御する。
【００３５】
このように構成されたデータ処理部３１０及び中継制御部３０６を有することにより、ムービングセル基地局３０は、例えば、移動通信網１０側のサーバからダウンロードしたエリア情報をムービングセル３０Ａに在圏するユーザ装置５０に送信したり、ユーザ装置５０や自動車４０本体が独自に取得したエリア情報を受信してムービングセル基地局３０内に保存したり移動通信網１０側のサーバへアップロードしたりしてもよい。また、ムービングセル基地局３０は、移動通信網１０側のサーバからダウンロードした周辺のエリアの詳しいナビゲーション用データや自動運転用データを、ムービングセル３０Ａに在圏するユーザ装置５０として機能する自動車４０本体のナビゲーションシステムや自動運転システムに送信してもよい。また、ムービングセル基地局３０は、ユーザ装置５０や自動車４０本体が独自に取得したナビゲーション用データや自動運転用データのための周辺道路などの情報を受信してムービングセル基地局３０内に保存したり、その受信した情報に基づいてナビゲーション用データや自動運転用データを生成したり、前記受信した情報または前記生成したナビゲーション用データや自動運転用データを移動通信網１０側のサーバへアップロードしたりしてもよい。
【００３６】
また、前記データは、ムービングセル基地局３０を備えた自動車４０の移動を介して運搬される運搬対象のデータ（例えば、緊急性を要しないインターネットなどで購入した大容量の書籍や映画のデータ）であってもよい。この場合、データ処理部３１０は、ユーザ装置５０、固定基地局２０若しくは周辺の自動車などの移動体の移動型基地局装置との間で送受信する運搬対象のデータの記憶部３０８に対する保存及び読み出しを行う。また、中継制御部３０６は、ユーザ装置５０、固定基地局２０若しくは周辺の移動体の移動型基地局装置からの要求に応じて又は自律的に運搬対象のデータを、ユーザ装置５０、固定基地局２０若しくは周辺の移動体の移動型基地局装置から受信し、ムービングセル基地局３０を備える自動車４０が所定の位置まで移動した後、ユーザ装置５０、固定基地局２０若しくは周辺の移動体の移動型基地局装置からの要求に応じて又は自律的に、運搬対象のデータをユーザ装置５０、固定基地局２０若しくは周辺の移動体の移動型基地局装置に送信するように制御する。以上の制御により、移動通信網１０を介さずに例えば緊急性を有しない大容量の書籍や映画のデータを所定の運搬先に運搬することができるため、移動通信網１０の負荷を抑制することができる。
【００３７】
なお、前記データの運搬は、ムービングセル基地局３０を搭載した一台の自動車４０で行ってもよいし、ムービングセル基地局３０を搭載した複数の自動車４０が連携して順次運搬を転送しながら行うようにしてもよい。複数の自動車４０間のデータの転送は、複数の自動車４０それぞれに搭載されたムービングセル基地局３０間の直接通信で行ってもよいし、固定基地局２０を介した通信で行ってもよい。
【００３８】
本実施形態における移動型基地局装置３００のＩ／Ｆ３１２は、例えば、自動車４０のＣＡＮ（Controller Area Network）を介して、車両ナビゲーション装置４１０やセンサ装置４２０などの車載機器等に接続される。データ処理部３１０は、Ｉ／Ｆ３１２を介して送信あるいは受信されるデータに基づいて、必要なデータを生成したり、記憶部３０８へ保存したり、又は、記憶部３０８から読み出したりするデータ処理を行う。
【００３９】
車両ナビゲーション装置４１０は、自動車等に搭載される公知の車両ナビゲーション装置を広く利用することができる。車両ナビゲーション装置４１０からは、車両ナビゲーション装置４１０に搭載されているＧＰＳ受信機が生成する現在地情報（自動車４０の位置情報）のデータが出力され、移動型基地局装置３００のＩ／Ｆ３１２を介してデータ処理部３１０に入力される。
【００４０】
また、センサ装置４２０は、自動車４０の挙動、自動車４０の状態、自動車４０の周囲の状況（障害物の有無等）などを示す各種センシング情報を検出するための１又は２以上のセンサで構成されている。センサ装置４２０からは、移動型基地局装置３００のデータ処理部３１０によるデータ処理に用いられる各種センシング情報が出力され、このセンシング情報は移動型基地局装置３００のＩ／Ｆ３１２を介してデータ処理部３１０に入力される。
【００４１】
センサ装置４２０としては、例えば、自動車４０の車速（移動速度）や移動方向（方角）を検出するセンサ、自動車４０の周囲（前方、側方、後方）に存在する他車両、歩行者、建造物（ガードレールや電柱等）との距離を検出するレーザーレーダ装置や撮像装置等のセンサ、自動車４０の外部環境情報（外気温、明るさ、天候等）を検出するためのセンサ、運転者の運転動作（ブレーキ操作、アクセル開閉度等）を検出するためのセンサ、自動車４０の燃料タンク内の燃料残量を検出するためのセンサ、エンジンやバッテリー等の各種車載機器の状態を検出するセンサなどが挙げられる。
【００４２】
次に、自動車４０に搭載された移動型基地局装置３００の周囲（すなわち自動車４０の周囲）に基地局アンテナが存在する固定基地局２０の基地局アンテナ情報に基づいて、第一アンテナ３５０で形成されるビームを制御する構成及び動作について説明する。
図５は、移動型基地局装置３００における第一アンテナ３５０で形成されるビームパターンの説明図である。
【００４３】
移動型基地局装置３００の第一無線通信部３０２は、固定基地局２０にデータを送信する場合、送信ベースバンド信号に対してプリコーディング制御３０２ａが行われた送信信号を、無線（ＲＦ）装置３０２ｂを介して、アレイアンテナで構成される第一アンテナ３５０へ送る。また、固定基地局２０からデータを受信する場合には、第一アンテナ３５０によりＲＦ装置３０２ｂで受信した受信信号を、プリコーディング制御３０２ａを介して受信データを取得する。第一無線通信部３０２は、中継制御部３０６の制御の下、第一アンテナ３５０を用いて予め定めた方向にビームを向けて送信及び受信を行うビームフォーミング機能を備えている。ビームフォーミング機能で用いることができる複数種類のプリコーディングの候補データは、記憶部３０８に記憶されている。
【００４４】
ここで、プリコーディングによるビームフォーミング機能とは、特定の方向へ送信されるビーム又は特定の方向からのビームを受信するように、第一アンテナ３５０（アレイアンテナ）の各アンテナエレメントの信号位相の組（プリコーディング）を複数種類（Ｎ個）用意しておき、その中から一つを選択してプリコーディング制御を行い、ビームを制御する機能である。本実施形態では、データ処理部３１０によるデータ処理により、本移動型基地局装置３００の第一アンテナ３５０に対する基地局アンテナの相対位置（第一アンテナ３５０に対する基地局アンテナの相対方向や相対距離など）を特定し、中継制御部３０６がその基地局アンテナの相対位置に対して最適となるプリコーディングを選択して、その基地局アンテナにビームが向くようにビームを制御する。
【００４５】
図６は、本実施形態における第一アンテナ３５０で形成されるビームの制御の流れを示すフローチャートである。
本実施形態における第一アンテナ３５０のビーム制御では、まず、データ処理部３１０は、移動体情報取得部として機能し、Ｉ／Ｆ３１２を介して、車両ナビゲーション装置４１０から現在地情報（自動車４０の位置情報）のデータを移動体情報として取得し、これにより自動車４０の現在位置を特定する（Ｓ１）。また、データ処理部３１０は、Ｉ／Ｆ３１２を介して、センサ装置４２０から自動車４０の移動方向（方角）のデータを移動体情報として取得し、これにより自動車４０の移動方向（姿勢）を特定する（Ｓ２）。
【００４６】
続いて、データ処理部３１０は、自動車４０が位置するエリアに配置されている基地局アンテナに関する基地局アンテナ情報（基地局アンテナの位置情報等）のデータを取得する（Ｓ３）。例えば、自動車４０が位置するエリアの基地局アンテナ情報が管理装置６０によって管理されている場合には、第一無線通信部３０２をアンテナ情報取得部として機能させ、第一アンテナ３５０を介して固定基地局２０との無線通信により管理装置６０から取得してもよい。あるいは、例えば、他の無線通信装置（例えば道路沿いに設置されている短距離無線通信装置など）と無線通信可能な通信装置を自動車４０が備えている場合には、その通信装置をアンテナ情報取得部として機能させ、その通信装置を介してエリアの基地局アンテナ情報を取得してもよい。
【００４７】
基地局アンテナ情報は管理装置６０等の情報提供装置で一元管理してもよいが、例えば、各エリアの固定基地局２０や道路沿いに設置されている短距離無線通信装置などの各エリアの情報提供装置に、そのエリアの基地局アンテナ情報を管理させてもよい。この場合、移動通信網１０を介さずに基地局アンテナ情報を取得できるため、移動通信網１０の負荷を抑制することができる。
【００４８】
このようにして自動車４０が位置するエリアの基地局アンテナ情報を取得したら、次に、そのエリアに存在する基地局アンテナの中から、第一アンテナ３５０のビームを向ける対象アンテナを選定する処理を行う（Ｓ４）。このときの選定条件は、例えば、現状において第一アンテナ３５０との間の無線通信品質が高いことが推測されるアンテナを選ぶ目的であったり、ビームの向きを変更する頻度が少ない制御が可能なアンテナを選ぶ目的であったり、ハンドオーバ処理が少ないことが推測されるアンテナを選ぶ目的であったり、目的に応じて適宜決めることができる。
【００４９】
対象アンテナを選定する選定条件は、取得した基地局アンテナ情報を用いて判断できる条件を含むものであればよく、そのような条件を複数組み合わせたり、あるいは、取得した基地局アンテナ情報を用いないで判断できる条件と組み合わせたりしても良い。取得した基地局アンテナ情報を用いて判断できる条件としては、例えば、自動車４０からの距離が最も近いアンテナを選定する、自動車４０との間の遮蔽物が少ないアンテナを選定する、複数の通信方式のいずれかを選択して無線通信できる場合には優先される通信方式に適合したアンテナを優先的に選定する、自動車４０から見たアンテナの方向が自動車４０の移動に伴って変化しにくいアンテナを選択する、などの条件が挙げられる。
【００５０】
第一アンテナ３５０との間の無線通信品質が高いことが推測されるアンテナを選ぶ目的であれば、例えば、自動車４０からの距離が最も近く、かつ、自動車４０との間の遮蔽物が少ないアンテナを選定するという条件が考えられる。自動車４０とアンテナとの間の遮蔽物があるか否かについては、自動車４０が位置するエリアの地図情報等から判断することができる。エリアの地図情報は、第一アンテナ３５０を介して取得してもよいし、Ｉ／Ｆ３１２を介して取得してもよい。
【００５１】
また、ビームの向きを変更する頻度が少ない制御が可能なアンテナを選ぶという目的であれば、例えば、自動車４０から見たアンテナの方向が自動車４０の移動に伴って変化しにくいアンテナを選択するという条件が考えられる。具体的には、自動車４０の移動方向側方に位置するアンテナよりも、自動車４０の移動方向前方又は後方に位置するアンテナを優先的に選択する条件が挙げられる。自動車４０がおおよそ一定の方向へ移動することを前提にすれば（特に高速道路や自動車専用道路などの移動中）、自動車４０の移動方向前方又は後方に位置するアンテナの方が、自動車４０から見たアンテナの方向が自動車４０の移動に伴って変化しにくい。
【００５２】
データ処理部３１０は、以上のような選定条件に従って、自動車４０が位置するエリア内の基地局アンテナの中から対象アンテナを選定したら、次に、自動車４０から見た対象アンテナの方向と距離を特定する処理を行う（Ｓ５）。この処理では、ステップＳ１で特定した自動車４０の現在位置と、ステップＳ２で特定した自動車４０の移動方向と、ステップＳ３で取得した対象アンテナについての基地局アンテナ情報とを用いる。
【００５３】
自動車４０と対象アンテナとの距離については、自動車４０の現在位置と、対象アンテナの基地局アンテナ情報から特定される対象アンテナの位置とから算出することができる。また、自動車４０から見た対象アンテナの方向、詳しくは、自動車４０に搭載された第一アンテナ３５０から見た対象アンテナの相対方向については、自動車４０の移動方向から第一アンテナ３５０が向いている方向（方角）を特定したうえで、自動車４０の現在位置と対象アンテナの基地局アンテナ情報から特定される対象アンテナの位置とから算出することができる。
【００５４】
このようにして自動車４０から見た対象アンテナの方向と距離を特定したら、第一アンテナ３５０に対する対象アンテナの相対位置が特定されるので、データ処理部３１０は、記憶部３０８に記憶されている複数種類のプリコーディング候補の中から、第一アンテナ３５０と対象アンテナとの間の電波のやりとりに最適なプリコーディング候補を選択する（Ｓ６）。具体的には、第一アンテナ３５０に対する対象アンテナの相対位置に基づき、第一アンテナ３５０のビームを対象アンテナに向かせるプリコーディング候補を選択する。
【００５５】
本実施形態におけるプリコーディング候補には、方向と幅が異なるビームを形成するもので構成されている。そのため、自動車４０から見た対象アンテナの方向に応じてビーム方向を特定し、対象アンテナの距離に応じてビーム幅を特定し、特定したビーム方向及びビーム幅に適合するプリコーディング候補を選択する。なお、対象アンテナの距離が長いほど広いビーム幅を選択するようにしてもよい。対象アンテナの距離が長いほど、自動車４０の移動方向の僅かな変化（第一アンテナ３５０の向きの僅かな変化）で、対象アンテナがビーム範囲から外れやすいので、対象アンテナの距離が長いほど広いビーム幅を選択することで、より安定した無線通信を実現しやすい。逆に、対象アンテナの距離が長いほど狭いビーム幅を選択するようにしてもよい。ビーム幅を狭くすることで、より遠い対象アンテナとの間の無線通信が可能となる。
【００５６】
なお、本実施形態では、第一アンテナ３５０のビーム方向とビーム幅の両方を制御する例であるが、例えば、ビーム幅を固定した状態で第一アンテナ３５０のビーム方向だけを制御するようにしてもよいし、ビーム方向を固定した状態で第一アンテナ３５０のビーム幅だけを制御するようにしてもよい。ビーム方向を固定した状態で第一アンテナ３５０のビーム幅だけを制御する場合、ビーム方向は自動車４０の移動方向前方又は後方に向くように固定するのが好ましい。
【００５７】
データ処理部３１０によりプリコーディング候補が選択されたら、そのプリコーディング候補データは中継制御部３０６へ送られる。中継制御部３０６は、そのプリコーディング候補データに従って第一無線通信部３０２を制御し、第一無線通信部３０２は、そのプリコーディング候補データに応じて第一アンテナ３５０（アレイアンテナ）の各アンテナエレメントの信号位相を制御するプリコーディング制御を実施する（Ｓ７）。これにより、第一アンテナ３５０のビームは対象アンテナに向けられ、第一アンテナ３５０と対象アンテナとを介して高利得で安定した無線通信が実現される。
【００５８】
その後、データ処理部３１０及び中継制御部３０６は、対象アンテナを変更する条件が満たされるまで（Ｓ１４のＹｅｓ）、対象アンテナの方向及び距離の変化に応じて、第一アンテナ３５０のビームを対象アンテナに向かせるプリコーディング制御を実行する（Ｓ８〜Ｓ１３）。
【００５９】
具体的には、所定のタイミングで、まず、前記ステップＳ１と同様、Ｉ／Ｆ３１２を介して、車両ナビゲーション装置４１０から現在地情報（自動車４０の位置情報）のデータを取得し、これにより自動車４０の現在位置を特定する（Ｓ８）。また、データ処理部３１０は、前記ステップＳ２と同様、Ｉ／Ｆ３１２を介して、センサ装置４２０から自動車４０の移動方向（方角）のデータを取得し、これにより自動車４０の移動方向を特定する（Ｓ９）。その後、データ処理部３１０は、前記ステップＳ５と同様、現在の自動車４０の位置及び移動方向において、自動車４０から見た対象アンテナの方向と距離を特定する処理を行う（Ｓ１０）。そして、データ処理部３１０は、これにより特定される第一アンテナ３５０に対する対象アンテナの相対位置に応じて、プリコーディング候補を選択し（Ｓ１１）、そのプリコーディング候補データを中継制御部３０６へ送る。中継制御部３０６は、そのプリコーディング候補データに従ってプリコーディング制御を実施する（Ｓ１２）。
【００６０】
これにより、自動車４０の移動に伴って対象アンテナの相対位置（方向と距離）が変化しても、これに追従して第一アンテナ３５０のビームを対象アンテナに向かせるようにすることができる。この制御を行うタイミングは、任意に設定することができるが、対象アンテナの相対位置の変化に応じて第一アンテナ３５０のビームを精度良く追従させるには、より高い頻度に設定するのが好ましい。
【００６１】
データ処理部３１０は、第一アンテナ３５０のビームを対象アンテナの相対位置に追従させる制御の中で、対象アンテナを別のアンテナに変更するか否かの判断を行う（Ｓ１４）。対象アンテナを変更する条件は、適宜設定される。例えば、一度選定した対象アンテナを別のアンテナに変更するにはハンドオーバー処理が必要になるため、ハンドオーバー処理の頻度を下げる観点から条件を設定してもよい。また、現在の対象アンテナとの距離が規定距離以上離れたとい条件など、通信品質を確保しにくい状況になる条件を満たしたときに、対象アンテナを変更するようにしてもよい。
【００６２】
対象アンテナの変更条件が満たされた場合（Ｓ１４のＹｅｓ）、データ処理部３１０は、次に、基地局アンテナ情報の更新が必要であるか否かを判断する（Ｓ１５）。具体的には、自動車４０の移動により、先に取得した基地局アンテナ情報でカバーされるエリアから自動車４０が出る前に、前記ステップＳ３と同様の方法で、自動車４０がこれから移動するエリアの基地局アンテナ情報を取得する。なお、基地局アンテナ情報の更新が必要であるか否かの判断を行わず、対象アンテナの変更条件が満たされた場合には常に基地局アンテナ情報の更新を行うようにしてもよいが、基地局アンテナ情報の更新には、第一アンテナ３５０を介した通信やＩ／Ｆ３１２を介した通信が必要となるので、そのような通信処理の頻度を抑える観点では、基地局アンテナ情報の更新が必要であるか否かの判断を行うのが好ましい。
【００６３】
基地局アンテナ情報の更新が必要でないと判断されれば（Ｓ１５のＮｏ）、ステップＳ４に戻り、先に取得した基地局アンテナ情報に基づき、当該エリアに存在する基地局アンテナの中から、第一アンテナ３５０のビームを向ける対象アンテナを選定する処理を行う。一方、基地局アンテナ情報の更新が必要であると判断されれば（Ｓ１５のＹｅｓ）、ステップＳ３に戻り、新たなエリアの基地局アンテナ情報のデータを取得し、取得した基地局アンテナ情報に基づいて当該エリアに存在する基地局アンテナの中から第一アンテナ３５０のビームを向ける対象アンテナを選定する処理を行う。
【００６４】
本実施形態においては、自動車４０の移動により基地局アンテナ情報の更新が必要にならない限り、基地局アンテナ情報の取得処理（Ｓ３）が実行されない、すなわち、本実施形態においては、自動車４０の現在位置や移動方向を車載機器である車両ナビゲーション装置４１０や各種センサ装置４２０からのデータに基づいて特定することで（Ｓ８，Ｓ９）、一度取得した基地局アンテナ情報をそのまま活用して対象アンテナの相対位置の特定が可能である（Ｓ５，Ｓ１０）。これにより、基地局アンテナ情報の取得処理（Ｓ３）の頻度が少なくて済み、通信負荷の軽減を達成できる。
【００６５】
なお、本実施形態では、基地局アンテナ情報が、各基地局アンテナの位置情報であるが、ビーム制御に用いられる基地局アンテナの情報であれば、これに限られない。例えば、基地局アンテナ情報として、各基地局アンテナの高さ情報を用いてもよい。この場合、例えば、各基地局アンテナの高さをも考慮してビーム方向（水平面に対するビームの角度）を制御したり、対象アンテナの選定条件を決定したりすることができる。また、例えば、基地局アンテナ情報として、各基地局アンテナの通信方式の情報を用いてもよい。この場合、例えば、基地局アンテナがＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉ  Ｏｕｔｐｕｔ）伝送方式に対応しているか否かを基地局アンテナ情報に基づいて判断し、対応している場合には、第一アンテナ３５０のビームを制御して複数ビームとし、第一アンテナ３５０をＭＩＭＯ伝送方式に対応した複数のアンテナとして機能させてもよい。
【００６６】
また、本実施形態では、第一アンテナ３５０で単一のビームを形成する例であるが、第一アンテナ３５０で複数のビームを形成し、固定基地局２０との無線通信において空間ダイバーシティ効果を得ることも可能である。基地局アンテナ情報に基づいて、形成するビームの本数を変更する制御を行っても良い。このように第一アンテナ３５０で形成するビームの本数を変更する制御を行う場合、第一アンテナ３５０で形成するビームの方向や幅は必ずしも変更する必要はない。すなわち、第一アンテナ３５０で形成するビームの方向や幅を固定した状態で、第一アンテナ３５０で形成するビームの本数だけを制御するようにしてもよい。
【００６７】
また、本実施形態においては、アレイアンテナで構成される第一アンテナ３５０の各アンテナエレメントの信号位相を制御することで、第一アンテナ３５０のビーム方向を制御しているが、他の方法で第一アンテナ３５０のビーム方向を制御してもよい。
【００６８】
図７は、第一アンテナ３５０のビーム方向を制御する一変形例に係る移動型基地局装置３００のブロック図である。
図８は、本変形例における第一アンテナ３５０で形成されるビーム方向の制御の流れを示すフローチャートである。
本変形例では、アンテナ向き変更部としての回転テーブル３１５の上に第一アンテナ３５０を設置し、回転テーブル３１５を回転させて第一アンテナ３５０の向きを変更することにより、第一アンテナ３５０のビーム方向を変える。具体的には、図７に示すように、本例の移動型基地局装置３００は、回転テーブル３１５を回転駆動する駆動モータ３１４と、駆動モータ３１４の駆動制御を行う駆動制御部３１６とを備えている。
【００６９】
図７に示す移動型基地局装置３００において、データ処理部３１０は、上述した実施形態のステップＳ１〜Ｓ４と同様に対象アンテナを選定した後（Ｓ２１〜Ｓ２４）、自動車４０から見た対象アンテナの方向を特定する（Ｓ２５）。その後、データ処理部３１０は、特定した対象アンテナの方向に基づき、第一アンテナ３５０のビームが対象アンテナへ向く第一アンテナ３５０の向きを特定する（Ｓ２６）。そして、このようにして特定した第一アンテナ３５０の向きのデータは、駆動制御部３１６へ送られ、駆動制御部３１６は、その第一アンテナ３５０の向きのデータに従って駆動モータ３１４を制御して、回転テーブル３１５を回転させ、第一アンテナ３５０の向きを変えて第一アンテナ３５０のビームが対象アンテナへ向くように制御する（Ｓ２７）。
【００７０】
その後、データ処理部３１０及び駆動制御部３１６は、対象アンテナを変更する条件が満たされるまで（Ｓ３４のＹｅｓ）、対象アンテナの方向の変化に応じて、第一アンテナ３５０のビームを対象アンテナに向かせる駆動制御を実行する（Ｓ２８〜Ｓ３３）。対象アンテナの変更条件が満たされた場合（Ｓ３４のＹｅｓ）、上述した実施形態と同様、データ処理部３１０は、基地局アンテナ情報の更新が必要であるか否かを判断し（Ｓ３５）、基地局アンテナ情報の更新が必要でないと判断されれば（Ｓ３５のＮｏ）、ステップＳ２４に戻って、先に取得した基地局アンテナ情報に基づき、当該エリアに存在する基地局アンテナの中から、第一アンテナ３５０のビームを向ける対象アンテナを選定する処理を行う。一方、基地局アンテナ情報の更新が必要であると判断されれば（Ｓ３５のＹｅｓ）、ステップＳ２３に戻り、新たなエリアの基地局アンテナ情報のデータを取得し、取得した基地局アンテナ情報に基づいて当該エリアに存在する基地局アンテナの中から第一アンテナ３５０のビームを向ける対象アンテナを選定する処理を行う。
【００７１】
上述した実施形態によれば、第一アンテナ３５０が、アレイアンテナのように、第一アンテナ３５０を制御することで第一アンテナ３５０のビーム方向を制御することが可能なタイプのアンテナに制限されるが、本変形例によれば、このような制限はない。したがって、本変形例の第一アンテナ３５０としては、ホーンアンテナなど、指向性を有するビームを形成可能なあらゆるアンテナを採用することができる。
【００７２】
なお、本明細書で説明された処理工程並びに通信システム及び無線通信装置の構成要素は、様々な手段によって実装することができる。例えば、これらの工程及び構成要素は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又は、それらの組み合わせで実装されてもよい。
【００７３】
ハードウェア実装については、実体（例えば、無線通信装置、管理装置、ハードディスクドライブ装置、又は、光ディスクドライブ装置）において前記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段は、１つ又は複数の、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル信号処理装置（ＤＳＰＤ）、プログラマブル・ロジック・デバイス（ＰＬＤ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、電子デバイス、本明細書で説明された機能を実行するようにデザインされた他の電子ユニット、コンピュータ、又は、それらの組み合わせの中に実装されてもよい。
【００７４】
また、ファームウェア及び／又はソフトウェア実装については、前記構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段は、本明細書で説明された機能を実行するプログラム（例えば、プロシージャ、関数、モジュール、インストラクション、などのコード）で実装されてもよい。一般に、ファームウェア及び／又はソフトウェアのコードを明確に具体化する任意のコンピュータ／プロセッサ読み取り可能な媒体が、本明細書で説明された前記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段の実装に利用されてもよい。例えば、ファームウェア及び／又はソフトウェアコードは、例えば制御装置において、メモリに記憶され、コンピュータやプロセッサにより実行されてもよい。そのメモリは、コンピュータやプロセッサの内部に実装されてもよいし、又は、プロセッサの外部に実装されてもよい。また、ファームウェア及び／又はソフトウェアコードは、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）、プログラマブルリードオンリーメモリ（ＰＲＯＭ）、電気的消去可能ＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、ＦＬＡＳＨメモリ、フロッピー（登録商標）ディスク、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）、磁気又は光データ記憶装置、などのような、コンピュータやプロセッサで読み取り可能な媒体に記憶されてもよい。そのコードは、１又は複数のコンピュータやプロセッサにより実行されてもよく、また、コンピュータやプロセッサに、本明細書で説明された機能性のある態様を実行させてもよい。
【００７５】
また、本明細書で開示された実施形態の説明は、当業者が本開示を製造又は使用するのを可能にするために提供される。本開示に対するさまざまな修正は当業者には容易に明白になり、本明細書で定義される一般的原理は、本開示の趣旨又は範囲から逸脱することなく、他のバリエーションに適用可能である。それゆえ、本開示は、本明細書で説明される例及びデザインに限定されるものではなく、本明細書で開示された原理及び新規な特徴に合致する最も広い範囲に認められるべきである。
【符号の説明】
【００７６】
１０  移動通信網
２０，２５  固定基地局
２０Ａ  セル
２２  衛星基地局
２３  係留気球
２４  係留気球中継局
３０  ムービングセル基地局
３０Ａ  ムービングセル
４０  自動車
４１  バッテリー
５０  ユーザ装置
６０  管理装置
３００  移動型基地局装置
３０２  第一無線通信部
３０４  第二無線通信部
３０６  中継制御部
３０８  記憶部
３１０  データ処理部
３１２  インターフェイス（Ｉ／Ｆ）
３１４  駆動モータ
３１５  回転テーブル
３１６  駆動制御部
３５０  第一アンテナ
３７０  第二アンテナ
４１０  車両ナビゲーション装置
４２０  センサ装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７７】
【特許文献１】特開２００７−００６３５１号公報
【図１】
2019009530.tif 000003
【図２】
2019009530.tif 000004
【図３】
2019009530.tif 000005
【図４】
2019009530.tif 000006
【図５】
2019009530.tif 000007
【図６】
2019009530.tif 000008
【図７】
2019009530.tif 000009
【図８】
2019009530.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成30年10月9日(2018.10.9)
【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】
移動体に固定設置される移動型の無線通信装置であって、
指向性を有するビームを形成可能な第一アンテナを介して移動通信の基地局との間で無線通信を行う第一無線通信部と、
第二アンテナを介して前記移動体の外側周辺エリア及び内側エリアに移動通信の移動型セルを形成し、前記移動型セルに在圏する移動通信の移動局との間で無線通信を行う第二無線通信部と、
前記移動体の周囲に存在する基地局アンテナの情報に基づいて、前記第一アンテナで形成されるビームを制御する制御部とを有し、
前記移動体の移動中又は移動停止中に、前記第一アンテナで形成されるビームの制御を行い、前記基地局と前記移動型セルに在圏する前記移動局との間の通信を中継することを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の無線通信装置において、
前記第一アンテナとして、複数の無指向性アンテナからなるアレイアンテナを用いることを特徴とする無線通信装置。
【請求項３】
請求項１に記載の無線通信装置において、
前記第一アンテナとして、指向性アンテナを用いることを特徴とする無線通信装置。
【請求項４】
請求項１に記載の無線通信装置において、
前記第一アンテナとして、複数の指向性アンテナからなるアレイアンテナを用いることを特徴とする無線通信装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の無線通信装置において、
前記制御部は、前記ビームの本数を制御することを特徴とする無線通信装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の無線通信装置において、
前記制御部は、前記ビームの幅を固定したまま、前記ビームを制御することを特徴とする無線通信装置。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の無線通信装置において、
前記制御部は、前記ビームの幅を制御することを特徴とする無線通信装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の無線通信装置において、
前記制御部は、前記ビームの方向を制御することを特徴とする無線通信装置。
【請求項９】
請求項８に記載の無線通信装置において、
前記第一アンテナの向きを変更するアンテナ向き変更部を有し、
前記制御部は、前記アンテナ向き変更部を制御することにより、前記ビームの方向を制御することを特徴とする無線通信装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の無線通信装置において、
前記制御部は、前記第一アンテナを制御することにより、前記ビームの方向を制御することを特徴とする無線通信装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の無線通信装置において、
前記基地局アンテナの情報は、前記基地局アンテナの位置情報を含むことを特徴とする無線通信装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の無線通信装置において、
前記基地局アンテナの位置情報から前記移動体に対する前記基地局アンテナの相対位置を特定するための移動体情報を取得する移動体情報取得部を有し、
前記制御部は、前記移動体情報取得部が取得した移動体情報と前記基地局アンテナの位置情報とから、前記移動体に対する前記基地局アンテナの相対位置を特定し、該相対位置に応じて前記ビームを制御することを特徴とする無線通信装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の無線通信装置において、
前記基地局アンテナの情報を、所定の情報提供装置から無線通信によって取得するアンテナ情報取得部を有することを特徴とする無線通信装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の無線通信装置を備えることを特徴とする移動型の基地局装置。
【請求項１５】
請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の無線通信装置を備えることを特徴とする移動局装置。
【請求項１６】
請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の無線通信装置を備えることを特徴とする移動体。
【請求項１７】
請求項１３に記載の無線通信装置と、
前記移動体の周囲に存在する基地局アンテナの情報を無線通信によって該無線通信装置に提供する情報提供装置とを備えることを特徴とする通信システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
本発明の一態様に係る無線通信装置は、移動体に固定設置される移動型の無線通信装置であって、指向性を有するビームを形成可能な第一アンテナを介して移動通信の基地局との間で無線通信を行う第一無線通信部と、第二アンテナを介して前記移動体の外側周辺エリア及び内側エリアに移動通信の移動型セルを形成し、前記移動型セルに在圏する移動通信の移動局との間で無線通信を行う第二無線通信部と、前記移動体の周囲に存在する基地局アンテナの情報に基づいて、前記第一アンテナで形成されるビームを制御する制御部とを有し、前記移動体の移動中又は移動停止中に、前記第一アンテナで形成されるビームの制御を行い、前記基地局と前記移動型セルに在圏する前記移動局との間の通信を中継することを特徴とするものである。
また、前記無線通信装置において、前記第一アンテナとして、複数の無指向性アンテナからなるアレイアンテナを用いてもよい。
また、前記無線通信装置において、前記第一アンテナとして、指向性アンテナを用いてもよい。
また、前記無線通信装置において、前記第一アンテナとして、複数の指向性アンテナからなるアレイアンテナを用いてもよい。
また、前記無線通信装置において、前記制御部は、前記ビームの本数を制御するものであってもよい。
また、前記無線通信装置において、前記制御部は、前記ビームの幅を固定したまま、前記ビームを制御するものであってもよい。
また、前記無線通信装置において、前記制御部は、前記ビームの幅を制御するものであってもよい。
また、前記無線通信装置において、前記制御部は、前記ビームの方向を制御するものであってもよい。
また、前記無線通信装置において、前記第一アンテナの向きを変更するアンテナ向き変更部を有し、前記制御部は、前記アンテナ向き変更部を制御することにより、前記ビームの方向を制御するものであってもよい。
また、前記無線通信装置において、前記制御部は、前記第一アンテナを制御することにより、前記ビームの方向を制御するものであってもよい。
また、前記無線通信装置において、前記基地局アンテナの情報は、前記基地局アンテナの位置情報を含んでもよい。
また、前記無線通信装置において、前記基地局アンテナの位置情報から前記移動体に対する前記基地局アンテナの相対位置を特定するための移動体情報を取得する移動体情報取得部を有し、前記制御部は、前記移動体情報取得部が取得した移動体情報と前記基地局アンテナの位置情報とから、前記移動体に対する前記基地局アンテナの相対位置を特定し、該相対位置に応じて前記ビームを制御するものであってもよい。
また、前記無線通信装置において、前記基地局アンテナの情報を、所定の情報提供装置から無線通信によって取得するアンテナ情報取得部を有してもよい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
本発明の他の態様に係る基地局装置は、前記無線通信装置を備える。
また、本発明の更に他の態様に係る移動局装置は、前記無線通信装置を備える。
また、本発明の更に他の態様に係る移動体は、前記無線通信装置を備える。
また、本発明の更に他の態様に係る通信システムは、前記無線通信装置と、前記移動体の周囲に基地局アンテナの情報を無線通信によって該無線通信装置に提供する情報提供装置とを備える。