(57)【要約】  本発明は、基地局との無線通信を行い、所定の方向に向うようにそれぞれ設けられる複数のリンクアンテナを備えるリンクアンテナモジュールと、リンクアンテナモジュールの複数のリンクアンテナのうち少なくとも一つを選択して後端との経路を接続するリンクアンテナ経路設定モジュールと、移動体内の移動局と無線通信を行い、移動体の内部に設けられる少なくとも一つ以上のサービスアンテナを備えるサービスアンテナモジュールと、リンクアンテナ経路設定モジュールを通じてリンクアンテナモジュールと接続し、リンクアンテナモジュールとサービスアンテナモジュールとの間の送受信中継信号を処理する中継信号処理モジュールと、移動体の現在の移動情報を測定して提供する移動情報提供モジュールと、リンクアンテナモジュールの受信信号を測定して現在の電波環境に関する情報を提供する受信信号測定モジュールと、受信信号測定モジュール及び移動情報提供モジュールから提供される情報を通じて現在の移動状態及び電波環境を把握し、これに対する情報を内部の電波環境情報格納部に格納及び/又はアップデートし、格納された情報を通じて各位置でのサービング基地局を選択し、選択された基地局の受信信号が最も良好に受信される方向のリンクアンテナを選択するようにリンクアンテナ経路設定モジュールの動作を制御するアンテナ選択制御部とを含む移動体に設置されるリピータを提供する。
2011503998.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体に設置されるリピータにおいて、
基地局との無線通信を行い、所定の方向に向うようにそれぞれ設けられる複数のリンクアンテナを備えるリンクアンテナモジュールと、
前記リンクアンテナモジュールの複数のリンクアンテナのうち少なくとも一つを選択して後端との経路を接続するリンクアンテナ経路設定モジュールと、
前記移動体内の移動局と無線通信を行い、前記移動体の内部に設けられる少なくとも一つ以上のサービスアンテナを備えるサービスアンテナモジュールと、
前記リンクアンテナ経路設定モジュールを通じて前記リンクアンテナモジュールと接続し、前記リンクアンテナモジュールと前記サービスアンテナモジュールとの間の送受信中継信号を処理する中継信号処理モジュールと、
前記移動体の現在の移動情報を測定して提供する移動情報提供モジュールと、
前記リンクアンテナモジュールの受信信号を測定して現在の電波環境に関する情報を提供する受信信号測定モジュールと、
前記受信信号測定モジュール及び前記移動情報提供モジュールから提供される情報を通じて現在の移動状態及び電波環境を把握し、これに対する情報を内部の電波環境情報格納部に格納及び/又はアップデートし、前記格納された情報を通じて各位置でのサービング基地局を選択し、選択された基地局の受信信号が最も良好に受信される方向のリンクアンテナを選択するように前記リンクアンテナ経路設定モジュールの動作を制御するアンテナ選択制御部と、
を含むことを特徴とするリピータ。
【請求項２】
前記移動情報提供モジュールは前記移動体の位置及び進行方向を検出することを特徴とする請求項１に記載のリピータ。
【請求項３】
前記リンクアンテナ経路設定モジュールは、前記複数のリンクアンテナの経路のうちいずれか一つを選択するＮ：１スイッチの構造を有し、あるいは前記複数のリンクアンテナの経路のうち２つ以上を選択して一つの出力として出力するためのＮ：１多重選択スイッチの構造を有することを特徴とする請求項１に記載のリピータ。
【請求項４】
前記電波環境情報格納部に格納及び/又はアップデートされる情報は、各位置及び方向による各リンクアンテナ別のパイロット信号の強さを含むことを特徴とする請求項１に記載のリピータ。
【請求項５】
前記リンクアンテナモジュールは前記複数のリンクアンテナにそれぞれ一つずつ設置され、該当するアンテナで受信された信号の受信品質を改善して前記中継信号処理モジュールの損失を補償し、該当アンテナを通じて送信される信号を補償するラインブースターを含むことを特徴とする請求項１に記載のリピータ。
【請求項６】
前記リンクアンテナモジュールの前記複数のリンクアンテナは、駆動部によって受信方向を調整可能なように回転する回転型アンテナで構成されることを特徴とする請求項１に記載のリピータ。
【請求項７】
前記受信信号測定モジュールは、
前記複数のリンクアンテナにそれぞれ一つずつ設置され、設置されたリンクアンテナで受信された信号をカップリングして、前記カップリングされた信号をそれぞれ出力する複数のカプラーと、
Ｎ：１スイッチで構成され、前記アンテナ選択制御部のスキャン制御信号によって前記複数のカプラーから出力される信号のうちいずれか一つを選択して出力する第２のスイッチング部と、
前記第２のスイッチング部から順次に出力される各アンテナ別の受信信号から各基地局別のパイロット信号の強さを検出して前記アンテナ選択制御部に提供するパイロット信号検出部と、を含み、
前記アンテナ選択制御部は、前記複数のリンクアンテナ別の受信信号を順次にスキャンするために、前記スキャン制御信号を通じて前記第２のスイッチング部が入力された信号を一つずつ順次に選択するように制御することを特徴とする請求項１に記載のリピータ。
【請求項８】
前記中継信号処理モジュールは、前記アンテナ選択制御部から受信されるパイロット選択制御信号によって複数のパイロット信号の中から選択されたパイロット信号のみを選択して処理するパイロット選択部を含み、
前記アンテナ選択制御部は、前記移動体の位置別の基地局選択情報に基づいて該当選択された基地局のパイロット信号のみを選択する動作を処理し、選択された基地局のパイロット信号を区別し、前記選択された基地局のパイロット信号のみを選択するように前記パイロット選択部にパイロット選択制御信号を出力するパイロット選択スケジューラを含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のリピータ。
【請求項９】
前記中継信号処理モジュールは、各々の中継信号を処理するために同一の構成を重複に備える第１の中継信号処理部及び第２の中継信号処理部を含み、
前記サービスアンテナモジュールは前記第１及び第２の中継信号処理部にそれぞれサービスアンテナを備え、
前記リンクアンテナ経路設定モジュールは、前記第１及び第２の中継信号処理部にそれぞれ提供され、前記アンテナ選択制御部から受信されるスイッチング制御信号によって動作する第１-１及び第１-２のスイッチング部、及び前記複数のリンクアンテナ別の経路を前記アンテナ選択制御部から受信される経路切り替え制御信号によって個別に前記第１-１のスイッチング部又は第１-２のスイッチング部に切り替える経路切り替え部を備え、
前記第１-１及び第１-２のスイッチング部は、Ｎ：１多重選択スイッチ構造を有し、前記第１-１スイッチング部は、前記経路切り替え部の一つの切り替え経路に接続され、前記切り替え経路のうち多重に選択可能な経路を前記第１の中継信号処理部に接続させ、前記第１-２のスイッチング部は、前記経路切り替え部の他の切り替え経路に接続され、前記切り替え経路のうち多重に選択可能な経路を前記第２の中継信号処理部に接続させることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のリピータ。
【請求項１０】
移動体に設置されるリピータにおいて、
基地局との無線通信を行い、所定の方向に向うようにそれぞれ設けられる複数のリンクアンテナを有するリンクアンテナモジュールと、
各々の移動通信サービス事業者別の装置を備える複数の事業者別のシステムと、
前記リンクアンテナモジュールの各リンクアンテナの経路を分配及び合成して前記複数の事業者別のシステムと接続するための信号分配合成部と、
前記移動体の現在移動情報を測定して提供する移動情報提供モジュールと、
前記リンクアンテナモジュールの受信信号を測定して各事業者別の現在の電波環境に関する情報を提供する受信信号測定モジュールと、
前記受信信号測定モジュール及び前記移動情報提供モジュールから受信される情報に基づいて現在の移動状態及び各事業者別の電波環境を把握し、これに対する情報を内部の電波環境情報格納部に格納及び/又はアップデートし、前記格納された情報を通じて各位置に対する各事業者別のサービング基地局を選択し、選択された基地局の受信信号が最も良好に受信される方向のリンクアンテナを選択するように前記リンクアンテナ経路設定のための制御信号を前記各事業者別のシステムに提供するアンテナ選択制御部を備えるアンテナ制御モジュールと、を含み、
前記複数の事業者別のシステムは、各々、
前記アンテナ選択制御部からの経路設定のための制御信号によって前記リンクアンテナモジュールの複数のリンクアンテナ経路のうち少なくとも一つを選択して後端との経路を接続するリンクアンテナ経路設定モジュールと、
前記移動体内の移動局と無線通信を行い、前記移動体の内部に設けられる少なくとも一つ以上のサービスアンテナを備えるサービスアンテナモジュールと、
前記リンクアンテナ経路設定モジュールを通じて前記リンクアンテナモジュールに接続され、前記リンクアンテナモジュールと前記サービスアンテナモジュールとの間の送受信中継信号を処理する中継信号処理モジュールと、を含むことを特徴とするリピータ。
【請求項１１】
前記受信信号測定モジュールは、
前記複数のリンクアンテナにそれぞれ一つずつ設置され、該当設置されたリンクアンテナで受信された信号をカップリングし、カップリングされた信号をそれぞれ出力する複数のカプラーと、
Ｎ：１スイッチで構成され、前記アンテナ選択制御部のスキャン制御信号によって前記複数のカプラーから出力される信号の中から選択された一つを出力する第２のスイッチング部と、
前記第２のスイッチング部からの出力信号を受信して前記事業者別のシステムの数ことに分配する信号分配部と、
各事業者別に備えられ、前記信号分配部から出力された各アンテナ別の受信信号から該当事業者別の基地局のパイロット信号の強さを検出して前記アンテナ選択制御部に提供する複数のパイロット信号検出部と、を含み、
前記アンテナ選択制御部は、前記複数のリンクアンテナ別の受信信号を順次にスキャンするために前記スキャン制御信号を通じて前記第２のスイッチング部が入力された信号を一つずつ順次に選択するように制御することを特徴とする請求項１０に記載のリピータ。
【請求項１２】
前記事業者別のシステムの前記中継信号処理モジュールは、前記アンテナ選択制御部から受信されるパイロット選択制御信号によって複数のパイロット信号の中から選択されたパイロット信号を処理するパイロット選択部を含み、
前記アンテナ選択制御部は、前記移動体の位置別に各事業者の基地局選択情報に基づいて選択された基地局のパイロット信号のみを選択する動作を処理し、該当選択された基地局のパイロット信号を区別し、前記選択された基地局のパイロット信号のみを選択するように各事業者別のシステムの前記中継信号処理モジュールに備えられる前記パイロット選択部にパイロット選択制御信号を出力するパイロット選択スケジューラを含むことを特徴とする請求項１０又は１１に記載のリピータ。
【請求項１３】
前記事業者別のシステムの前記中継信号処理モジュールは、各々の中継信号の処理のために同一の構成を重複に備える第１の中継信号処理部及び第２の中継信号処理部を含み、
前記サービスアンテナモジュールは前記第１及び第２の中継信号処理部ことにそれぞれサービスアンテナを備え、
前記リンクアンテナ経路設定モジュールは、前記第１及び第２の中継信号処理部にそれぞれ提供され、前記アンテナ選択制御部から受信されるスイッチング制御信号によって動作する第１-１及び第１-２のスイッチング部及び前記複数のリンクアンテナ別の経路を前記アンテナ選択制御部から受信される経路切り替え制御信号によって個別に前記第１-１のスイッチング部又は第１-２のスイッチング部に切り替える経路切り替え部を含み、
前記第１-１及び第１-２のスイッチング部は、Ｎ：１多重選択スイッチ構造を有し、前記第１-１のスイッチング部は、前記経路切り替え部の一つの切り替え経路に接続され、前記切り替え経路のうち多重に選択可能な経路を前記第１の中継信号処理部に接続させ、前記第１-２スイッチング部は前記経路切り替え部の他の切り替え経路に接続され、前記切り替え経路のうち多重に選択可能な経路を前記第２の中継信号処理部に接続させることを特徴とする請求項１０又は１１に記載のリピータ。
【請求項１４】
移動体に設置されるリピータにおいて、
基地局との無線通信を行い、所定の方向に向けるようにそれぞれ設けられる複数のリンクアンテナを有するリンクアンテナモジュールと、
前記リンクアンテナモジュールの複数のリンクアンテナのうち少なくとも一つを選択して後端との経路を接続するリンクアンテナ経路設定モジュールと、
前記移動体内の移動局と無線通信を行い、前記移動体の内部に設置される少なくとも一つのサービスアンテナを備えるサービスアンテナモジュールと、
前記リンクアンテナ経路設定モジュールを通じて前記リンクアンテナモジュールに接続され、前記リンクアンテナモジュールと前記サービスアンテナモジュールとの間の送受信中継信号を処理する中継信号処理モジュールと、
前記移動体の現在の移動情報を測定して提供する移動情報提供モジュールと、
前記移動情報提供モジュールから受信される情報を通じて現在の移動状態を把握し、内部の電波環境情報格納部に格納された各位置別の方向の基地局信号に対する情報を含む電波環境に関する情報を通じて各位置に対するサービング基地局を選択し、選択された基地局の受信信号が最も良好に受信される方向のリンクアンテナを選択するように前記リンクアンテナ経路設定モジュールの動作を制御するアンテナ制御モジュールと、
を含むことを特徴とするリピータ。
【請求項１５】
前記中継信号処理モジュールは、前記アンテナ制御モジュールから受信されるパイロット選択制御信号によって複数のパイロット信号の中から選択されたパイロット信号を処理するパイロット選択部を含み、
前記アンテナ制御モジュールは、前記移動体の位置別の基地局選択情報に基づいて選択された基地局のパイロット信号のみを選択する動作を処理し、該当選択された基地局のパイロット信号を区別し、前記選択された基地局のパイロット信号のみを選択するように前記パイロット選択部に前記パイロット選択制御信号を出力するパイロット選択スケジューラを含むことを特徴とする請求項１４に記載のリピータ。
【請求項１６】
移動体における移動通信中継方法において、
前記移動体の現在の移動状態及び電波環境を把握するステップと、
前記把握した移動状態及び電波環境に関する情報を電波環境情報格納部に格納及び/又はアップデートするステップと、
前記格納された情報及び前記把握された移動状態と電波環境に関する情報を通じて各位置に対するサービング基地局を選択し、前記選択された基地局の受信信号が最も良好に受信される方向を確認するステップと、
前記確認された方向に従って前記移動体の複数の方向にそれぞれ設置された基地局との通信のための複数のリンクアンテナのうち少なくとも一つを選択するステップと、
を含むことを特徴とする中継方法。
【請求項１７】
前記電波環境情報格納部に格納及び/又はアップデートされる情報は前記移動体の各位置及び方向による各リンクアンテナ別のパイロット信号の強さを含むことを特徴とする請求項１６に記載の中継方法。
【請求項１８】
前記移動状態を把握するステップは前記移動体の位置及び進行方向を把握し、
前記電波環境を把握するステップは、前記移動体の各位置及び方向による前記複数のリンクアンテナで受信される各パイロット信号を把握することを特徴とする請求項１６に記載の中継方法。
【請求項１９】
前記現在移動状態及び電波環境を通じて各位置でサービング基地局を選択するステップは、全体的な前記サービング基地局の変更回数が減少するように選択してハンドオフの頻度を低減させることを特徴とする請求項１６に記載の中継方法。
【請求項２０】
前記確認した方向に従って前記移動体の複数の方向にそれぞれ設置された基地局との通信のための複数のリンクアンテナのうち少なくとも一つを選択するステップは、前記移動体の速度が所定基準以上に遅い場合に、該当位置で受信信号が最も良好な基地局方向のリンクアンテナを選択するステップを含むことを特徴とする請求項１６〜１９のいずれか１項に記載の中継方法。
【請求項２１】
前記基地局の選択によって前記選択された基地局のパイロット信号のみを選択して中継するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１６〜１９のいずれか１項に記載の中継方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はセルラー移動通信ネットワークにおける移動通信中継技術に関するもので、特にバス、自動車、汽車、地下鉄、船舶のような移動体に搭載されるリピータ及びその無線通信中継方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的にセルラー移動通信ネットワークは、移動通信交換局(ＭＳＣ)、基地局制御装置(ＢＳＣ)、基地局(ＢＴＳ）、及び移動局(加入者端末：ＭＳ）を含み、通常、基地局を複数設置してサービス可能な領域を拡張する。このとき、自然及び人工地形による障害物によって、移動局が基地局からの信号を確実に受信できない部分的な通信陰影地域が発生する。このような通信陰影地域では、基地局と移動局との間に送受信信号を中継するための有線又は無線リピータ(repeater)を設置して使用している。特に、一部の無線リピータは、大衆交通手段のような移動体に搭載されて該当移動体内の移動局を対象に確実な無線通信サービスを提供している。
【０００３】
一方、移動体内の移動局に対する移動通信サービスにおいて、移動体が高速でセルの間を通過するので、該当移動体内の移動局と各セルの基地局との間でハンドオフが非常に短い間隔で頻繁に発生される。したがって、このように頻繁に発生するハンドオフを確実に処理するための方式、あるいはそれによる問題点を解決するための技術が重要になっている。
【０００４】
図１は、移動通信システムのハンドオフを説明するための構成図である。まず、図１を参照して、一般的なハンドオフについて説明する。図１に示すように、移動通信システムにおいて、移動局１１０は、現在サービスを受けているサービング(serving)基地局１２０のサービングセル領域１３０を外れて他の領域、例えば、他のチャンネル、セクタ、基地局、制御局、及び交換局に進入する場合、移動局の通話経路を継続的に維持できるようにハンドオフが行われる。
【０００５】
ハンドオフは、移動局の移動性によって移動局の通話中に電波の強さが弱くなる場合に、新たな電波リソースに切り替えて通話を持続させる機能である。このハンドオフは、現在サービスしているサービング基地局の信号の強さと周辺基地局の信号の強さを常にモニターし、モニターされた基地局の信号の強さを相互に比較することによって、現在進行中の通話を継続的に維持できる当該基地局に通話を切り替えるものである。
【０００６】
一つの基地局のサービス領域は普通数キロメートルであるが、大都市のように人が密集している地域では数十メートルにする場合もある。このようにハンドオフは、基地局と基地局との間の距離が近い場合には発生頻度が高くなる。
【０００７】
一方、電波環境が特殊な場所、すなわち、地理的に移動局に隣接した基地局から送信された信号の強さが建物のような地形的な障害物によって相対的に遠い距離の基地局より弱く受信される場合、移動局は、隣接基地局にハンドオフを行わなく、電波環境が良い相対的に遠い距離の基地局にハンドオフを行う。移動局は、このような特殊な地域を通過した後は、改めて隣接基地局にハンドオフをするようになる。特に、周辺に地形地物が多いか、あるいは移動体の移動が頻繁に発生する場合にはマルチパスフェージング現象が激しく、ハンドオフの発生比率が高くなる。
【０００８】
上記のような理由で、移動局は、頻繁なハンドオフを反復する過程で通話が切られ、システムの全体的な品質に影響を与える可能性が高いという問題点があった。
【０００９】
また、ソフトハンドオフは、複数の基地局の信号を同時に受信する過程を通して、通話を繋ぐ方式(Make Before Break Scheme)であり、ハンドオフの際に、通常、複数の隣接基地局が一つの移動局に重複して通話チャンネルを割り当てるため、無線チャンネルの効率性が低下するという問題点もあった。
【００１０】
特に、バス、地下鉄、汽車などの大衆交通が移動する経路の内にある基地局の場合には、多数の乗客が通話をしており、短い時間の間に複数の基地局を経由するので、頻繁なハンドオフが発生し、基地局の無線チャンネルリソースの運用効率を急激に低下させるという問題点を有する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって、上記の従来技術の問題点を解決するための、本発明の目的は、基地局の無線チャンネルリソースの運用効率を増大するための移動体における移動通信中継方法及びそのリピータを提供することである。
【００１２】
本発明のもう一つの目的は、移動体内の移動局と基地局とのハンドオフが効率的に行われるように、移動体における移動通信中継方法及びそのリピータを提供することである。
【００１３】
また、本発明の更なる目的は、複数の移動通信事業者に対する多重サービスが可能であり、複数の移動通信事業者別の基地局と当該移動局との効率的なハンドオフが行うように、移動体における移動通信中継方法及びそのリピータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記のような目的を達成するために、本発明の一態様によれば、基地局との無線通信を行い、所定の方向に向うようにそれぞれ設けられる複数のリンクアンテナを備えるリンクアンテナモジュールと、リンクアンテナモジュールの複数のリンクアンテナのうち少なくとも一つを選択して後端との経路を接続するリンクアンテナ経路設定モジュールと、移動体内の移動局と無線通信を行い、移動体の内部に設けられる少なくとも一つ以上のサービスアンテナを備えるサービスアンテナモジュールと、リンクアンテナ経路設定モジュールを通じてリンクアンテナモジュールと接続し、リンクアンテナモジュールとサービスアンテナモジュールとの間の送受信中継信号を処理する中継信号処理モジュールと、移動体の現在の移動情報を測定して提供する移動情報提供モジュールと、リンクアンテナモジュールの受信信号を測定して現在の電波環境に関する情報を提供する受信信号測定モジュールと、受信信号測定モジュール及び移動情報提供モジュールから提供される情報を通じて現在の移動状態及び電波環境を把握し、これに対する情報を内部の電波環境情報格納部に格納及び/又はアップデートし、格納された情報を通じて各位置でのサービング基地局を選択し、選択された基地局の受信信号が最も良好に受信される方向のリンクアンテナを選択するようにリンクアンテナ経路設定モジュールの動作を制御するアンテナ選択制御部とを含む移動体に設置されるリピータを提供する。
【００１５】
本発明の他の態様によれば、移動体の現在の移動状態及び電波環境を把握するステップと、把握した移動状態及び電波環境に関する情報を電波環境情報格納部に格納及び/又はアップデートするステップと、格納された情報及び把握された移動状態と電波環境に関する情報を通じて各位置に対するサービング基地局を選択し、選択された基地局の受信信号が最も良好に受信される方向を確認するステップと、確認された方向に基づいて移動体と複数の方向に各々設置された基地局との通信のための複数のリンクアンテナのうち少なくとも一つを選択するステップとを含む移動体における移動通信中継方法を提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明による移動体における移動通信中継方式は、移動体に設置したリピータアンテナが複数の事業者別に現在サービスを受けているサービング基地局又はサービング基地局の信号が最も良好に受信される方向に向けるようにするか、あるいは移動体に設置された複数のリピータアンテナのうち、現在サービス中であるサービング基地局又はサービング基地局の信号が最も良好に受信される方向に向けるアンテナを選択するようにし、それによって、サービング基地局の電波信号を比較的強い状態に維持させて基地局と端末機との間のハンドオフ発生頻度を低下させる。したがって、複数の隣接基地局が一つの端末機に重複して通話チャンネルを割り当てることを減少させることで、効率的なハンドオフが可能になり、基地局の無線チャンネルリソースの運用効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】一般的なハンドオフを説明するための移動通信システムの構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態による移動体に設けられるリピータのブロック構成図である。
【図３】本発明の第２の実施形態による移動体に設けられるリピータのブロック構成図である。
【図４】本発明の第３の実施形態による移動体に設けられるリピータのブロック構成図である。
【図５】本発明の第３の実施形態による第１の詳細構成の例示図である。
【図６】本発明の第３の実施形態による第２の詳細構成の例示図である。
【図７】本発明の第４の実施形態による第３の詳細構成の例示図である。
【図８】本発明の第３の実施形態による移動体に設けられるリピータのブロック構成図である。
【図９】本発明の他の実施形態によるリンクアンテナモジュールのブロック構成図である。
【図１０】移動体の移動経路及び移動経路上の基地局サービス領域の一例示図である。
【図１１】本発明の一実施形態による電波環境情報格納部に格納される環境情報の例示図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明による望ましい実施形態を添付の図面を参照して詳しく説明する。
【００１９】
下記の説明における具体的な構成素子のような特定事項は、本発明の一般的な理解を助けるために提供されることあって、これら特定事項が本発明の範囲内で所定の変更や改良が可能であることは、当該技術分野における通常の知識を有する者には明らかである。
【００２０】
下記では、本発明が適用される移動体としてバスを例として説明する。バスは、数十人を搭乗させて移動でき、約６０ｋｍの速力で定められた経路を移動する代表的な移動体である。もちろん、本発明が適用される移動体は定められた移動経路を持っていないこともある。
【００２１】
このようなバスの乗客がすべて通信をしていると仮定すれば、複数の基地局は、ハンドオフが発生する度に当該乗客数のチャンネルを重複して割り当てなければならない。その結果、無線チャンネルリソースは、非効率的に使用される。したがって、本発明はこのような問題を解決しようとする。
【００２２】
＜第１の実施形態＞
図２は、本発明の第１の実施形態による移動体に設けられるリピータのブロック構成図である。図２を参照すると、本発明の一実施形態によるリピータは、基本的に基地局との無線通信のために設けられるリンクアンテナモジュール２０を含む。このリンクアンテナモジュール２０は、駆動部(指向性アンテナ駆動部２１)によって指向方向を調整できるように少なくとも一つ以上の機械的又は電気的に回転する回転型指向性アンテナ２０２で構成する。
【００２３】
また、リピータは、通常の無線通信中継動作を行う中継信号処理モジュール２４を含む。この中継信号処理モジュール２４は、リンクアンテナモジュール２０から受信した信号をフィルタリングして増幅し、移動局が受信できる信号に補償し、移動局から受信した信号をフィルタリングした後に増幅してリンクアンテナモジュール２０を通じて基地局に出力する信号処理を行う。
【００２４】
このとき、バス内部の移動局との無線通信は、サービスアンテナモジュール２６を通じて行われる。このようなサービスアンテナモジュール２６は、移動体内部の適所に設置されて中継信号処理モジュール２４とＲＦケーブルによって接続される。移動体内部の電波環境によって、このサービスアンテナモジュール２６は、漏れ同軸(leakage coaxial)、オムニ、パッチのような室内分布型装置に使用される多様な方式のアンテナが適用できる。
【００２５】
このようなリピータの構成において、本発明の特徴によって移動体の現在位置、進行方向、速度などの移動情報を得てアンテナ制御モジュール２３に提供するための移動情報提供モジュール２５と、この移動情報提供モジュール２５から提供される情報と現在の電波環境を分析して、リンクアンテナモジュール２０の指向性アンテナ２０２の指向方向を調整するための制御信号を出力するアンテナ制御モジュール２３とをさらに含む。
【００２６】
移動情報提供モジュール２５は、当該移動体の地理的な位置を把握するために位置検出部２５２を有する。この位置検出部は、例えばＧＰＳ(Global Position System)基盤の無線測定動作を行って当該移動体の３次元位置情報を検出するＧＰＳ装置となり得る。その他にも、位置検出部は、位置を確認できる多様な方式のＬＢＳ(Location Based Service)装置で構成することもできる。また、移動体の進行方向を検出するために、ジャイロスコープ(gyroscope)、コンパス(compass)などで構成される方向検出センサー２５４を含むことができる。一方、移動情報提供モジュール２５は、ＧＰＳ装置のみで移動体の進行方向を検出できる。すなわち、移動情報提供モジュール２５は、時間による移動体の位置変移を分析して移動体の進行方向を検出でき、この場合、方向検出センサー２５４は含まなくても良い。
【００２７】
アンテナ制御モジュール２３は、予め定められた地域(例えば、当該バスの移動経路上の地域など）の電波環境に関する情報をデータベース化した電波地図に対するデータを格納する電波環境情報格納部２３４を備える。また、アンテナ制御モジュール２３は、移動情報提供モジュール２５から受信される情報に基づいて現在の位置及び進行方向、速度などを把握し、電波環境情報格納部２３４に格納された電波環境情報を通じて、現在の位置及び方向で基地局信号が最も良好に受信される方向を把握する。したがって、アンテナ制御モジュール２３は、リンクアンテナモジュール２０の指向性アンテナ２０２の指向方向を調整するために指向性アンテナ駆動部２１に制御信号を出力するアンテナ駆動制御部２３２を含む。
【００２８】
電波環境情報格納部２３４に格納される電波環境に関する情報は、それぞれの位置での受信電波の強さ別の基地局情報、基地局の方位情報、該当基地局の信号が最も良好に受信される方向情報などである。このような電波環境の測定及び電波地図の作成は、本発明を提供しようとする事業者によって別途の測定装備を用いて予め行われることができる。その後、作成された電波地図に関する情報は、本発明による無線通信リピータの内部の電波環境情報格納部２３４に予め格納することができる。
【００２９】
このような構成を用いて、本発明によるリピータは、バスが移動する際に現在位置及び進行方向のような移動情報を求め、電波地図内に格納された現在サービスを受けている基地局の位置及び最も良好な信号方向に関する情報を求める。その後、リピータは、バスの現在位置情報及び進行方向情報と基地局の位置及び最も良好な信号方向に関する情報とを比較し、リピータアンテナがサービング基地局の信号を良好に受信できるようにアンテナの指向方向を調整する。このようなリピータアンテナの指向方向調整作業はリアルタイムで行うことができる。
【００３０】
このとき、リピータアンテナの指向方向を調整する場合、所定のプログラムに従って現在サービング基地局を指向するように調整することもできるし、あるいは現在サービング基地局の信号の強さが最も良好に受信される方向を指向するように調整することができる。
【００３１】
このような構成及び動作で、バスがどんな方向に移動しても、リピータのリンクアンテナは、常にサービング基地局又は該当基地局の信号が最も良好に受信される方向に指向するようになる。このようなリンクアンテナの指向方向の調整を通じて、リピータは、サービング基地局の電波信号が比較的に強い状態に維持されるため、該当基地局とのハンドオフの発生頻度が減少される。それによって、ハンドオフによる一つの移動局に重複してチャンネルを割り当てる基地局の数を減少させることができ、各基地局での無線チャンネルリソースの運用効率を増大させることができ、頻繁なハンドオフの処理の際に発生する不要な再接続及び再伝送による呼損失などの問題を低減させることができる。
【００３２】
＜第２の実施形態＞
図３は、本発明の第２の実施形態による移動体に設けられるリピータのブロック構成図である。図３を参照すると、本発明の第２の実施形態によるリピータは、図２に示す第１の実施形態と同様に、基地局との無線通信のために設けられるリンクアンテナモジュール３０と、通常の無線通信中継動作を行う中継信号処理モジュール２４と、移動体内部の移動局との無線通信のためのサービスアンテナモジュール２６とを含む。
【００３３】
このとき、リンクアンテナモジュール３０は、図２に示す第１の実施形態とは異なり、複数の固定型アンテナＡＮＴ１,ＡＮＴ２,…,ＡＮＴＮで構成される。例えば、リンクアンテナモジュール３０は、４個の固定型アンテナを備えて東西南北の方向に設置することができ、それ以上のアンテナを備えてより細分化した方向に設置することもできる。
【００３４】
リピータは、制御信号によって複数の固定型アンテナＡＮＴ１,ＡＮＴ２,…,ＡＮＴＮのうち少なくとも一つを選択して、次の中継信号処理モジュール２４と経路を接続するためのリンクアンテナ経路設定モジュール３２を含む。このリンクアンテナ経路設定モジュール３２は、複数のアンテナの経路のうちいずれか一つを選択するための単純なＮ：１スイッチの構造を有するか、複数のアンテナ経路のうち一つ以上の複数個を選択して一つの出力として出力するためのＮ：１多重選択スイッチの構造を有することができる。
【００３５】
また、リピータは、移動体の現在位置、進行方向、速度などの情報を得るための移動情報提供モジュール２５と、この移動情報提供モジュール２５から提供される情報と現在の電波環境とを分析して、リンクアンテナモジュール２０の特定アンテナを選択するためにリンクアンテナ経路設定モジュール３２に制御信号を出力するアンテナ制御モジュール２３とを含む。
【００３６】
移動情報提供モジュール２５は、図２に示す第１の実施形態による構成のように、位置検出部２５２及び方向検出センサー２５４を含む。また、アンテナ制御モジュール２３は、電波環境に関する情報をデータベース化した電波地図に対するデータを格納する電波環境情報格納部２３４を含む。このとき、第１の実施形態とは少し異なり、アンテナ制御モジュール２３は、移動情報提供モジュール２５から受信される情報に基づいて現在の位置及び進行方向、速度などを把握し、電波環境情報格納部２３４に格納された電波環境情報を通じて、現在の位置及び方向で基地局信号が最も良好に受信される方向を把握する。したがって、このアンテナ制御モジュール２３は、リンクアンテナモジュール３０の複数のアンテナの中で最適なアンテナを選択するために、リンクアンテナ経路設定モジュール３２に制御信号を出力するアンテナ選択制御部２３３を含む。
【００３７】
このような構成を用いて、本発明の第２の実施形態によるリピータは、バスが移動する際に現在位置及び進行方向のような移動情報を求め、電波地図内に格納された現在サービスを受けているサービング基地局の位置及び最も良好な信号方向に関する情報を求める。その後、リピータは、バスの現在位置情報及び進行方向情報と基地局の位置及び最も良好な信号方向に関する情報とを比較し、複数のリンクアンテナの中で現在サービスを受けているサービング基地局の信号を最も良好に受信できるアンテナを選択する。
【００３８】
リンクアンテナを選択する際に、所定のプログラムに従ってサービング基地局を指向するアンテナを選択することもできるし、現在サービスを受けているサービング基地局の信号の強さが最も良好に受信される方向のアンテナを選択することもできる。
【００３９】
＜第３の実施形態＞
図４は、本発明の第３の実施形態による移動体に設けられるリピータのブロック構成図である。図４を参照すると、本発明の第３の実施形態によるリピータは、図３に示す第２の実施形態と同様に、基地局との無線通信のために設けられるリンクアンテナモジュール３０と、通常の無線通信中継動作を行う中継信号処理モジュール２４と、移動体内部の移動局との無線通信のためのサービスアンテナモジュール２６とを含む。
【００４０】
また、第２の実施形態による構成と同様に、リンクアンテナモジュール３０は、複数の固定型アンテナＡＮＴ１,ＡＮＴ２,…,ＡＮＴＮで構成される。リピータは、制御信号によって複数の固定型アンテナＡＮＴ１,ＡＮＴ２,…,ＡＮＴＮのうち少なくとも一つを選択して、次の中継信号処理モジュール２４と経路を接続するためのリンクアンテナ経路設定モジュール３２を含む。
【００４１】
リピータは、移動体の現在位置、進行方向、速度などの情報を得るための移動情報提供モジュール２５と、この移動情報提供モジュール２５から提供される情報と現在の電波環境とを分析して、リンクアンテナモジュール２０の特定アンテナを選択するために、リンクアンテナ経路設定モジュール３２に制御信号を出力するアンテナ制御モジュール２３とを含む。
【００４２】
図４に示す第３の実施形態において、リピータは、リンクアンテナモジュール３０の各アンテナ別に受信信号を測定し、この受信信号の測定に基づき現在の電波環境に関する情報を収集し、それによって現在の電波環境に適応する最適な動作を行うための構成をさらに含む。
【００４３】
すなわち、図４に示すように、リピータは、アンテナ制御モジュール２３のそれぞれのアンテナＡＮＴ１,ＡＮＴ２,…,ＡＮＴＮ別に受信される該当基地局からの信号の強さを個別に測定する受信信号測定モジュール４０を含む。このアンテナ制御モジュール２３は、受信信号測定モジュール４０から提供される各アンテナ別の受信信号検出情報に基づいて現在の電波環境を把握し、これをさらに考慮して適切なアンテナを選択するための制御動作を行う。
【００４４】
例えば、電波環境情報格納部２３４に格納された電波環境に関する情報により、現在のサービング基地局の受信信号が第１のアンテナＡＮＴ１を介して最も良好に受信されると判断されるが、受信信号検出情報により、現在の電波環境では第２のアンテナＡＮＴ２を介したサービング基地局の信号が最も良好であると見なされた場合には、第２のアンテナを選択する動作を行う。また、現在把握された電波環境に関する情報を電波環境情報格納部２３４に格納するか、あるいは格納された情報を現在把握した電波環境情報を用いてアップデートすることもできる。
【００４５】
このように、図４に示す本発明の第３の実施形態によるリピータは、受信信号測定モジュール４０を通じて、現在の電波環境をリアルタイムで測定可能であるので、地形地物の変化や気候などによって電波環境が変化しても、それに対して適応的な対応が可能になる。
【００４６】
また、実際の電波環境に対する把握が可能なので、アンテナ制御モジュール２３の電波環境情報格納部２３４は、電波環境に関する情報を予め格納する必要がなくなる。すなわち、移動体の移動に従う該当位置での電波環境に対して、格納されている情報がない場合には、各位置の電波環境に関する情報が、後で活用できるように格納しておく。例えば、バスが初めて該当路線に沿って移動する場合に、実際の電波環境に関する情報を測定して電波環境情報格納部２３４内に格納するので、後で該当路線に沿って移動する場合、この格納された電波環境情報を活用することができる。
【００４７】
図１０及び図１１を参照して、電波環境情報格納部２３４に格納される電波環境情報及び電波環境情報の格納動作についてより詳細に説明する。図１０は移動体の移動経路及び周辺基地局のサービス領域に対する一例を示し、図１１はこのような状態で電波環境情報格納部２３４に格納される電波環境情報の例を示す。図１０の場合、例えば基地局Ａ，Ｂ，Ｃの各サービス領域の境界が、明確に区別された破線又は一点鎖線で表示されているが、これは、説明を容易にするためであり、実際の環境ではこのように各サービス領域の境界が明確には区分されていないことに留意すべきである。
【００４８】
図１０に示すように、移動体が１→２→３→４→５→６などの経路順に移動すると仮定すると、電波環境情報は、図１１に示すように、該当位置、方向による各リンクアンテナ別のパイロット信号の強さ、及びエネルギー対干渉比(Ｅｃ/Ｉｏ)などの情報が格納される。例えば、位置１で該当移動体の方向は“右方向”であり、この該当位置では基地局Ａの信号のみを受信することができる。したがって、複数のリンクアンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴＮから受信される信号の情報として、基地局Ａからのパイロット信号が格納される。このとき、各アンテナには該当基地局Ａのパイロット信号の強さ及びＥｃ/Ｉｏ情報を格納することができる。もちろん、実際の環境では位置１でも、基地局Ｂ又は基地局Ｃの信号が複数のリンクアンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴＮのうち、一部を介して受信できる。この場合、すべての基地局から受信された信号に対する情報が格納できる。
【００４９】
一方、基地局Ａ，Ｂ，Ｃの各サービス領域が重なる位置４では、該当移動体の方向は“右斜め上方向”であり、複数のリンクアンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴＮでは基地局Ａ，Ｂ，Ｃのすべてのパイロット信号を受信することができる。このとき、各基地局のパイロット信号に対する強さ及びＥｃ/Ｉｏ情報を格納することができる。該当位置及び移動体の方向に対する情報は、移動情報提供モジュール２５によって提供される情報に基づいて格納される。
【００５０】
上記のように、電波環境情報格納部２３４に格納できる電波環境情報を用いて、アンテナ制御モジュール２３で適切なアンテナを選択する方式についてより詳しく説明する。本発明によると、アンテナ制御モジュール２３は、電波環境情報格納部２３４に格納された情報に基づいて各基地局のサービス領域を予め区分することができ、各位置でサービング基地局の受信信号が最も良好に受信される方向に該当するリンクアンテナを選択するようにリンクアンテナ経路設定モジュール３２の動作を制御する。このとき、各基地局のサービス領域は、移動中にサービング基地局の変更を最小化するように区分する。
【００５１】
例えば、図１０に示すように、移動体が１→２→３→４→５→６の経路順に移動する場合、位置１，２，３，４では、基地局Ａを選択し、基地局Ａからの信号が最も良好に受信されるようにアンテナを選択する。また、位置５，６では、基地局Ｃからの信号が最も良好に受信されるようにアンテナを選択することができる。
【００５２】
このとき、基地局Ａ，Ｂのサービス領域が重なる位置２，３，４では、該当位置で基地局Ｂからの受信信号の強さが基地局Ａからの受信信号の強さより大きい場合もあるが、基地局Ａからの信号が最も良好に受信されるようにアンテナを選択して、頻繁なハンドオフを防止する。このように、移動局は、特殊な電波環境、すなわち移動局から地理的に隣接した基地局からの信号が、地形地物によって相対的に遠い距離の基地局からの信号より弱く受信される場合がある。この場合には、移動局が該当地域から外れると、更に隣接基地局からの信号が最も強く受信される。本発明では、上記のような場合、強く受信された信号を選択することで頻繁なハンドオフを行うよりも、隣接した基地局からの信号をできるだけ良好に受信するようし、基地局と移動局との間のハンドオフの発生頻度を減少させることで、一つの移動局に複数の基地局が重複的にチャンネルを割り当てることを減少させる。このように、図１０に示す例では各基地局のサービス領域を区分する場合、サービング基地局の変更回数が最小になるように、サービング基地局が基地局Ａから基地局Ｂを経ることなく(あるいは基地局Ａから基地局Ｂに変更してから更に基地局Ａに変更せずに)、直ちに基地局Ｃに変更されることがわかる。
【００５３】
一方、上記のように、位置２，３，４では基地局Ｂからの信号の強さが最も大きいが、ハンドオフの頻度を減少させるために、基地局Ａからの信号が最も良好に受信されるようにアンテナを選択した場合にも、現在の移動体の速度(位置変化程度)を考慮して、位置２，３，４で基地局Ｂからの信号が最も良好に受信されるようにアンテナを選択することもできる。すなわち、交通渋滞などにより、現在の移動体であるバスが位置２，３，４で長時間留まっている場合(すなわち、移動体の速度が所定の基準以下に遅い場合)、サービス信号の品質を考慮して現在の位置で受信信号の強さが最も大きい基地局(すなわち、基地局Ｂ）を選択することも可能である。
【００５４】
＜第３の実施形態の第１の詳細構成例＞
図５は、本発明の第３の実施形態の第１の詳細な構成例を示す。図５を図４に示した第２の実施形態によるリピータと比べると、図４のリンクアンテナ経路設定モジュール３２は、アンテナ選択制御部２３３の制御信号ＣＳ１によってスイッチング動作を行うＮ：１の多重選択スイッチ構造の第１のスイッチング部３２２で構成され、図４の中継信号処理モジュール２４及びサービスアンテナモジュール２６はそれぞれ一つの中継信号処理部２４２及び一つのサービスアンテナ２６２で構成される。
【００５５】
また、図４の受信信号測定モジュール４０は、複数のカプラー４０２-１,４０２-２,…,４０２-Ｎと、第２のスイッチング部４０４と、パイロット信号検出部４０６とから構成されることがわかる。各カプラー４０２-１,４０２-２,…,４０２-Ｎは、リンクアンテナモジュール３０の複数のアンテナＡＮＴ１，ＡＮＴ２，…,ＡＮＴＮにそれぞれ一つずつ設置され、該当アンテナで受信された信号をカップリングし、このカップリングされた信号ＣＰＬ１,ＣＬＰ２,…,ＣＬＰＮをそれぞれ出力する。各カプラー４０２-１,４０２-２,…,４０２-Ｎから出力された信号は、第２のスイッチング部４０４に提供される。
【００５６】
第２のスイッチング部４０４は、通常のＮ：１スイッチで構成され、アンテナ選択制御部２３３のスキャン制御信号ＣＳ２によって入力された信号ＣＰＬ１,ＣＬＰ２,…,ＣＬＰＮの中で選択された一つを出力する。このとき、アンテナ選択制御部２３３は、第２のスイッチング部４０４から入力された信号を一つずつ順次に選択するように、スキャン制御信号ＣＳ２によって第２のスイッチング部４０４の動作を制御する。したがって、複数のリンクアンテナ別の受信信号は、順次にスキャンされる。
【００５７】
パイロット信号検出部４０６は、第２のスイッチング部４０４から順次に出力される各アンテナ別の受信信号から各基地局別のパイロット信号の強さを検出してアンテナ選択制御部２３３に提供する。
【００５８】
一方、アンテナ選択制御部２３３は、パイロット信号検出部４０６から受信される移動体の位置別に各リンクアンテナで受信される信号情報を格納及びアップデートする。該当情報及び格納された情報に基づいて該当位置で適切なアンテナを選択するために、アンテナ選択制御部２３３は、その該当機能を処理するためのアンテナ選択スケジューラ２３３２を別に含む。
【００５９】
＜第３の実施形態の第２の詳細構成例＞
図６は、本発明の第３の実施形態の第２の詳細構成例を示す。図６を参照すると、第３の実施形態の第２の詳細構成は、図５に示す第３の実施形態の第１の詳細構成と比較して、中継信号処理部２４２にはパイロット選択部２４２２を含み、アンテナ選択制御部２３２にはパイロット選択スケジューラ２３３４を別に備える。
【００６０】
中継信号処理部２４２内に備えられるパイロット選択部２４２２は、アンテナ選択制御部２３３から受信されるパイロット選択のための制御信号ＣＳ３によって複数のパイロット信号が入力される場合に一つのパイロット信号を選択する。このとき、パイロット選択部２４２２は、所望のパイロット信号のみを増幅する構成を有するか、あるいは残りのパイロット信号を除去する構成を有することができる。もしくは、通常のパイロットキャンセラ(canceller)の構成を有することもできる。
【００６１】
アンテナ選択制御部２３３に備えられるパイロット選択スケジューラ２３３４は、各移動体の位置に適切な基地局選択情報に基づき、選択された基地局のパイロット信号のみを選択するために別に提供される。このパイロット選択スケジューラ２３３４は、選択された基地局のパイロット信号を識別し、選択された基地局のパイロット信号のみを選択するようにパイロット選択部２４２２に制御信号ＣＳ３を出力する。
【００６２】
このようなパイロット選択スケジューラ２３３４及びパイロット選択部２４２２の構成によって、選択された基地局のパイロット信号のみが選択されるか、あるいは残りのパイロット信号が除去される。しかしながら、これは、一つのアンテナを選択しても該当アンテナでは所望する基地局の信号以外に他の基地局の信号が受信されることができ、場合によっては他の基地局の信号が所望の基地局の信号よりさらに強いこともある。このような他の基地局の信号による干渉の問題を解決し、所望するパイロット信号のみを選択することで、移動局が選択された基地局以外の他の基地局にハンドオフする可能性を低減させる。
【００６３】
＜第３の実施形態の第３の詳細構成例＞
図７は、本発明の第３の実施形態の第３の詳細構成例を示す。図７を参照すると、第３の実施形態の詳細構成に比べて、中継信号処理モジュール２４は、それぞれの中継信号処理のために同一の構成を重複に備える第１の中継信号処理部２４２及び第２の中継信号処理部２４４で構成されることに特徴がある。なお、図４に示すように第１のスイッチング部３２２は、第３の詳細構成例では第１及び第２の中継信号処理部２４２，２４４にそれぞれ備えられる第１-１のスイッチング部３２２２及び第１-２のスイッチング部３２２４を含む。また、第１及び第２の中継信号処理部２４２，２４４は、それぞれサービスアンテナ(サービスアンテナ１  ２６２-１及びサービスアンテナ２  ２６２-２)を備える。
【００６４】
また、経路切り替え部７０は、リンクアンテナモジュール３０の複数のアンテナＡＮＴ１,ＡＮＴ２,…,ＡＮＴＮの各経路をアンテナ選択制御部２３３から受信される経路切り替えのための制御信号ＣＳ４によって個別に第１-１のスイッチング部３２２２又は第１-２のスイッチング部３２２４に切り替えるために提供される。この経路切り替え部７０は、複数のアンテナＡＮＴ１,ＡＮＴ２,…,ＡＮＴＮの各経路に一つずつ備えられる２：１スイッチ構造を有する経路切り替え部１〜Ｎ(７０２-１〜７０２-Ｎ)を含む。このとき、制御信号ＣＳ４は、個別に経路切り替え部７０２-１〜７０２-Ｎの切り替えのために提供され、それぞれ異なる切り替え動作を行う。
【００６５】
第１-１のスイッチング部３２２２及び第１-２のスイッチング部３２２４は、同一の構造を有するＮ：１多重選択スイッチ構造の第１のスイッチング部３２２で構成される。第１-１のスイッチング部３２２２は、経路切り替え部７０２-１〜７０２-Ｎの一つの切り替え経路に接続され、これらのうち多重選択可能な経路を第１の中継信号処理部２４２と接続する。また、第１-２のスイッチング部３２２４は、経路切り替え部７０２-１〜７０２-Ｎの他の切り替え経路に接続され、これらのうち多重選択可能な経路を第２の中継信号処理部２４４と接続する。このような第１-１のスイッチング部３２２２及び第１-２のスイッチング部３２２４のスイッチング制御信号ＣＳ１は、個別に提供されてそれぞれ異なる切り替え動作を行う。
【００６６】
このような構成において、経路切り替え部７０２-１〜７０２-Ｎは、すべての経路を第１-１のスイッチング部３２２２に切り替える。第１-１のスイッチング部３２２２でアンテナ選択のための適切なスイッチング動作をする場合に、第１の中継信号処理部２４２の動作は図４〜図６のアンテナ選択動作と同様である。このとき、本実施形態の詳細な構成は、第２の中継信号処理部２４４を通じて他のアンテナを選択し、選択されたアンテナを用いて中継動作も同時に行う。
【００６７】
例えば、第１-１のスイッチング部３２２がアンテナＡＮＴ１を選択した場合、該当経路切り替え部７０２-１を除いた残りの経路切り替え部７０２-２〜７０２-Ｎは、第１-２のスイッチング部３２２４で経路を切り替えるように制御できる。また、このような第１-２のスイッチング部３２２４は、制御信号ＣＳ１[２]によってアンテナＡＮＴ１を除いた残りのアンテナの中から適切なアンテナ、例えばアンテナＡＮＴ２を選択する。それによって、第２の中継信号処理部２４４は、アンテナＡＮＴ２を通じて中継信号処理動作を行うようになる。
【００６８】
このように、第１-２のスイッチング部３２２４、経路切り替え部７０、及び第２の中継信号処理部２４４は、第１-１のスイッチング部３２２２及び第１の中継信号処理部２４２で選択された１個又は複数個のアンテナを除いた残りのアンテナの中で所望のアンテナを選択できる。このような機能は、ハンドオフ又は移動体の位置及び電話環境に応じて適切に行うことができる。
【００６９】
第１及び第２の中継信号処理部２４２，２４４は、それぞれ異なる基地局に対して異なるアンテナを選択できることはもちろんである。図７に示すように、第１及び第２の中継信号処理部２４２，２４４はそれぞれパイロット選択部２４２２，２４２４を含む。このとき、アンテナ選択制御部２３３内のパイロット選択スケジューラ２３３４は、第１及び第２の中継信号処理部２４２，２４４にそれぞれ備えられたパイロット選択部２４２２，２４２４のパイロット選択動作をそれぞれに制御する。
【００７０】
＜第４の実施形態＞
図８は、本発明の第４の実施形態による移動体に設けられるリピータのブロック構成図である。図８を参照すると、本発明の第４の実施形態によるリピータは、基本的に第３の実施形態によるリピータの構成に比べて、リンクアンテナ経路設定モジュール３２、中継信号処理モジュール２４、及びサービスアンテナモジュール２６を各事業者別に複数個(Ｍ個)備える構成を有する。図８において、図７に示す第３の実施形態の第３の詳細構成を各事業者別に重複して備えた例を示す。以下の説明では、各事業者別に重複して備えた構成を“事業者別のシステム”と称する。
【００７１】
このとき、リンクアンテナモジュール３０は、各事業者が共通に使用し、各事業者別のシステム１〜Ｍと該当リンクアンテナモジュール３０の各アンテナＡＮＴ１，ＡＮＴ２，…，ＡＮＴＮの経路を分配及び合成するための信号分配合成部８０が備えられる。信号分配合成部８０は、複数のアンテナＡＮＴ１，ＡＮＴ２,…,ＡＮＴＮの各経路別に一つずつ備えられる信号分配合成部１〜Ｎ(８０２-１〜８０２-Ｎ)を含む。各信号分配合成部８０２-１〜８０２-Ｎは、該当アンテナの受信信号を各事業者別のシステム１〜Ｍに分配して提供する。各事業者別のシステム１〜Ｍから提供される送信信号は、合成して該当アンテナに提供される。
【００７２】
また、アンテナ別の受信信号の測定のための構成において、第３の実施形態の構成と同様に、各カプラー４０２-１，４０２-２,…,４０２-Ｎは、リンクアンテナモジュール３０の複数のアンテナＡＮＴ１，ＡＮＴ２，…，ＡＮＴＮにそれぞれの受信信号をカップリングした信号ＣＰＬ１，ＣＬＰ２，…，ＣＬＰＮを第２のスイッチング部４０４に提供する。第２のスイッチング部４０４は、アンテナ選択制御部２３３の制御信号ＣＳ２によって入力された信号ＣＰＬ１，ＣＬＰ２，…，ＣＬＰＮの中から選択された一つを出力する構成を有する。本発明の第４の実施形態では、第２のスイッチング部４０４から受信された出力信号を各パイロット信号検出部４０６-１〜４０６-Ｍに分配するための信号分配部４０６をさらに含む。アンテナ選択制御部２３３は、各パイロット信号検出部４０６-１〜４０６-Ｍの出力を受信し、各事業者に対するアンテナ別の受信信号を検出し、各事業者に適切なアンテナを選択するように各事業者別のシステム１〜Ｍに制御信号ＣＳ１，ＣＳ３，ＣＳ４をそれぞれ提供する。この場合、アンテナ選択制御部２３３は、事業者別に各アンテナの受信信号を分析して、各事業者の電波環境に関する情報を電波環境情報格納部２３４に格納させる。
【００７３】
上記のように、本発明の一実施形態による移動体における移動通信の中継方法及びそのリピータの構成及び動作が提供される。
【００７４】
一方、上記した本発明では具体的な実施形態について説明したが、本発明の範囲を外れない限り多様な変形が実施されることができる。例えば、図９に示すように、上記複数の固定型アンテナＡＮＴ１，ＡＮＴ２，…，ＡＮＴＮで構成されるリンクアンテナモジュール３０では、複数のアンテナＡＮＴ１，ＡＮＴ２，…，ＡＮＴＮにラインブースター１〜Ｎ(９０２-１〜９０２-Ｎ)がそれぞれ一つずつ設置されることができる。各ラインブースター９０２-１〜９０２-Ｎは、該当アンテナで受信された信号の受信品質を改善して中継信号処理モジュールまでの損失を補償し、該当アンテナを通じて送信される信号を補償する役割を行う。
【００７５】
また、図６に示した本発明による第３の実施形態の第２の詳細構成例と同様に、該当サービング基地局のパイロット信号を選択するためのアンテナ選択制御部２３３に備えられるパイロット選択スケジューラ２３３４及び中継信号処理部２４２に備えられるパイロット選択部２４２２は、図３に示したように本発明による第２の実施形態の構成において、アンテナ選択制御部２３３及び中継信号処理モジュール２４にそれぞれ備えられることができる。図３に示す構成は、リアルタイムで現在受信される信号を測定する構成ではなく、電波環境情報格納部２３４に格納されている情報に基づいてサービング基地局及び適切なアンテナを選択する構成であり、この場合にも、上記のように、該当サービング基地局のパイロット信号を選択する構成を加えて有することができる。
【００７６】
また、図８に示したように、各事業者別にシステムを構成する場合、リンクアンテナモジュール３０は、各事業者が共通に使用するように構成されることについて説明したが、その他にも各事業者別にリンクアンテナモジュールをそれぞれ構成することもできる。この場合、リンクアンテナモジュールを含む第３の実施形態の構成は、各事業者別に重複して設けられることができる。
【００７７】
また、リンクアンテナモジュール３０の各アンテナＡＮＴ１，ＡＮＴ２，…，ＡＮＴＮは、それぞれ異なる方向に向けるように適切に設置されると共に、本発明の特徴的な機能をより確実に行うようにそれぞれ異なるビームパターンを有するように構成できる。例えば、複数の基地局が密集する都心地域とは異なり、比較的に少数の基地局が分布するオープンエリア(open area)では移動体の左・右側(道路の左・右側)方向のアンテナが広いビームパターンを有するように構成できる。このようなビームパターンは、該当アンテナの放射板に列で備えられる放射素子の列の数を調整することによって可能にする。その他にも、本発明の実施形態の説明では、第１のスイッチング部３２２を通じて複数のアンテナを選択できる構成に関して説明したが、２個以上のアンテナを共通に選択する場合にはこれらのビームパターンが合成され、それぞれのアンテナが有するビームパターンとは異なるビームパターンを有することができる。このように、複数のアンテナを選択して、ビームパターンを広くするなどの構成をさらに有することもできる。
【００７８】
また、第３の実施形態でのリンクアンテナモジュール３０の複数のリンクアンテナＡＮＴ１，ＡＮＴ２,…,ＡＮＴＮは、固定型アンテナで構成されることを説明したが、各アンテナは、第１の実施形態のアンテナと同様に駆動部などを通じて回転可能に構成することもできる。このとき、アンテナ制御モジュールで該当駆動部を適切に制御して各アンテナの受信方向を適切に変える動作を行うことができる。
【００７９】
第１及び第２の実施形態の説明では、電波環境情報格納部２３４に格納される電波環境に関する情報は、それぞれの位置の受信電波の強さ別の基地局情報、基地局の方位情報、及び該当基地局の信号が最も良好に受信される方向情報などであると説明した。また、実際にリピータは設定されたプログラムによって単純に該当位置での設定方向にリンクアンテナの指向方向を調整するように構成できる。この場合には、該当位置でどんなアンテナを選択するかに対する基本的な情報のみを電波環境情報格納部２３４に格納することもできる。
【００８０】
また、上記の説明において、アンテナ制御モジュール２３は、論理的に中継信号処理モジュール２４と区別されるが、これは説明を容易にするためであり、実際には中継信号処理モジュール２４で信号中継処理を行う中央処理装置(ＣＰＵ)などで構成される制御装置と一緒に一つのハードウェア装置として構成できる。
【００８１】
さらに、上記では、本発明のリピータが複数の基地局と通信すると説明したが、基地局以外に固定型リピータと通信を行うこともできる。
【００８２】
以上、本発明の詳細な説明において、具体的な実施形態を説明したが、特許請求の範囲を外れない限り、様々な変更が可能であることは、当該技術分野における通常の知識を持つ者には明らかである。したがって、本発明の範囲は、前述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載及びこれと均等なものに基づいて定められるべきである。
【図１】
2011503998.tif 000003
【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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【国際調査報告】
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