(57)【要約】【課題】  移動局が高速で移動する場合であっても、良好な無線通信が可能な移動光通信システム、及び移動光通信方法を提供する。【解決手段】  移動光通信システム１は、所定の移動方向２４に沿って移動するように構成された移動体２０に搭載されるとともに、光信号９の空間光伝送による送受信を行う空間光伝送手段を有する移動局２と、移動体２０に対して移動方向２４に沿った所定位置に設置され、光信号９の空間光伝送による送受信を行う空間光伝送手段を有する基地局３とを備える。そして、移動局２は、その移動局２からみて移動方向２４について後方に位置する基地局３との間で光信号９による通信を行う。【選択図】  図１
2005229543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号を用いて無線通信を行う移動光通信システムであって、
所定の移動方向に沿って移動するように構成された移動体に搭載されるとともに、光信号の空間光伝送による送受信を行う空間光伝送手段を有する移動局と、
前記移動体に対して前記移動方向に沿った所定位置に設置され、光信号の空間光伝送による送受信を行う空間光伝送手段を有する基地局とを備え、
前記移動局は、その移動局からみて前記移動方向について後方に位置する前記基地局との間で前記光信号による通信を行うことを特徴とする移動光通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動光通信システム、及び移動光通信方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高速移動中でも大容量のデータ通信を可能にする通信システムの実用化が期待されている。これに伴い、近年、時速１００ｋｍ程度の速度で移動する車両において、携帯電話（例えば、第３世代通信方式であるＷ−ＣＤＭＡ方式を採用した携帯電話）や無線ＬＡＮ等を用いた無線通信が試みられている。将来的には、さらに高速で走行する新幹線との無線通信の実用化において需要が見込まれる。また、２０１０年の本格運用を目標に開発中の第４世代通信方式を採用する携帯電話には、モビリティの更なる向上が期待されている。
【特許文献１】特開平５−３３６１１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の技術では、無線通信に用いられる電波の波長が数ｃｍであるために多重反射や回折による雑音（フェージング）の発生が避けられず、通信が途切れがちになると考えられる。また、同じ周波数帯域を用いる電波が多く存在することによる混信などにより、無線通信が良好に行えない可能性もある。さらに無線通信速度については、通信速度の上限が現在のところ数１０Ｍｂｐｓ程度と低速でありニーズを充分に満たせないなどの問題がある。
【０００４】
一方、無線通信システムを構築する技術として、空間光伝送技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。しかしながら、このような空間光伝送技術の移動通信への適用については、これまでに充分な検討はなされていない。
【０００５】
本発明は、以上の問題点を解決するためになされたものであり、移動局が高速で移動する場合であっても、良好な無線通信を行うことが可能な移動光通信システム、及び移動光通信方法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】
【０００６】
このような目的を達成するために、本発明による移動光通信システムは、光信号を用いて無線通信を行う移動光通信システムであって、所定の移動方向に沿って移動するように構成された移動体に搭載されるとともに、光信号の空間光伝送による送受信を行う空間光伝送手段を有する移動局と、移動体に対して移動方向に沿った所定位置に設置され、光信号の空間光伝送による送受信を行う空間光伝送手段を有する基地局とを備え、移動局は、その移動局からみて移動方向について後方に位置する基地局との間で光信号による通信を行うことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係る移動光通信方法は、光信号を用いて無線通信を行う移動光通信方法であって、所定の移動方向に沿って移動するように構成された移動体に搭載されるとともに、光信号の空間光伝送による送受信を行う移動局が、移動局からみて移動方向について後方に位置する基地局に向けて光信号を送信する送信ステップと、移動体に対して移動方向に沿った所定位置に設置され、光信号の空間光伝送による送受信を行うとともに、移動局からみて移動方向について後方に位置する基地局から発せられた光信号を受信する受信ステップと、を備えることを特徴とする。
【０００８】
上記した移動光通信システム及び移動光通信方法によれば、移動局と基地局との間での無線通信媒体として光信号を用いている。このように空間光伝送技術を移動通信に適用することにより、雑音の発生や混信の可能性などが低減されて、良好な通信品質で無線通信を行うことが可能となる。また、このように光信号を用いる無線通信では、その通信速度を例えば１Ｇｂｐｓ程度まで高速化することが可能である。
【０００９】
また、移動局が、その移動局からみて移動方向について前方に位置する基地局と通信を行う移動光通信システムでは、移動体の移動に伴って、移動局の空間光伝送手段の送受信用ヘッドや光送受信器の窓などに汚れや損傷が発生する可能性がある。このような汚れや損傷は、通信品質を著しく劣化させる要因となりうる。これに対して、上記システムでは、移動局は、その移動局からみて移動方向について後方に位置する基地局との間で通信を行うこととしている。これにより、送受信用ヘッドや光送受信器の窓の汚れや損傷の発生を防止して、良好な通信品質で無線通信を行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、移動局が高速で移動する場合であっても、良好な通信品質で無線通信を行うことが可能な移動光通信システム、及び移動光通信方法を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面とともに本発明による移動光通信システム、及び移動光通信方法の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１２】
図１は、本発明による移動光通信システムの第１実施形態の構成図である。また、図２は、図１に示した移動光通信システムにおける移動局及び基地局の構成を示すブロック図である。以下、図１及び図２を参照して、本実施形態の移動光通信システムの構成を説明する。
【００１３】
図１に示す通信システムは、通信媒体として光信号を用いて無線通信を行う移動光通信システムである。本システム１は、移動局２と、基地局３とを備えている。以下、移動光通信システム１の構成について、本システム１において行われる移動光通信方法とともに説明する。
【００１４】
移動局２は、例えば新幹線などの所定の移動方向（図中の矢印２４）に沿って移動するように構成された移動体２０に搭載される。そして、移動体２０の移動に伴って移動しつつ、光信号９によって無線通信を行う通信装置である。本実施形態においては、移動体２０は、地面に敷設されたレール４上を、それが延びる方向に沿って移動するように構成されている。すなわち、この移動体２０では、レール４に沿った方向が移動方向２４となっている。移動局２には、図２に示すように、光信号９の空間光伝送による送受信を行うための空間光伝送装置２１が設けられている。また、移動局２は、その移動局からみて移動方向２４について後方に位置する基地局３との間で光信号９による通信を行う。図１に示す構成例では、移動局２は、移動体２０の最後方の車両の上に、その送受信用ヘッド２ａが移動方向２４について後方を向くように設置されている。空間光伝送装置２１を用いた光信号９の送受信についての動作は、後述する。
【００１５】
基地局３は、光信号９によって移動局２との間で無線通信を行う通信装置であり、移動体２０に対して移動方向２４に沿った所定位置に設置される。基地局３には、図２に示すように、光信号９の空間光伝送による送受信を行うための空間光伝送装置３１が設けられている。これにより、基地局３は、移動局２から送信された光信号９を受信する。図１に示す構成例では、基地局３は、レール４に沿って所定位置に設置された橋梁８上に、その送受信用ヘッド３ａが移動方向２４について前方を向くように設置されている。
【００１６】
この基地局３は例えば、図２に示すように、基地局３、及び本移動光通信システムとは別の外部通信システム７の間で通信を中継する中継局５に接続されている。外部通信システム７の例としては、インターネットが挙げられる。このような構成例では、移動体２０に搭載された移動局２と、外部通信システム７との間での通信が可能となる。
【００１７】
続いて、本実施形態に係る移動光通信システム１における光信号の送受信の動作について、図１及び図２を参照して説明する。図２は、移動局２及び基地局３の一構成例を概略的に示している。
【００１８】
図２に示す移動局２は、空間光伝送装置２１内に、基地局３へ光信号９２を送信する発光素子２２と、基地局３からの光信号９３を受信する受光素子２３とを備えている。また、基地局３は、空間光伝送装置３１と、中継局５に対して通信を行うための通信インターフェース装置３４と、空間光伝送装置３１及び通信インターフェース装置３４の動作を制御するための通信制御装置３５とを備えている。さらに、基地局３は、空間光伝送装置３１内に、移動局２へ光信号９３を送信する発光素子３２と、移動局２からの光信号９２を受信する受光素子３３とを備えている。
【００１９】
まず、移動局２は、移動体２０に搭載され、移動体２０の移動に伴ってレール４上を移動方向２４に沿って移動する。移動局２は、この移動を行いつつ、移動局２からみて移動方向２４について後方に位置する基地局３へ発光素子２２から光信号９２を送信する（送信ステップ）。この光信号９２を、基地局３の空間光伝送装置３１が備える受光素子３３が受信する（受信ステップ）。受光素子３３が光信号９２を受信すると、通信制御装置３５は、通信インターフェース装置３４を介して、基地局３に接続された中継局５に対して、光信号９またはそれに対応する信号が伝送されるように制御する。また、逆に、通信制御装置３５は、発光素子３２から光信号９３を移動方向２４について前方に送信させる。この光信号９３を、受光素子２３が受信する。このように、空間光伝送装置２１の発光素子２２及び受光素子２３のそれぞれと、空間光伝送装置３１の受光素子３３及び発光素子３２との間で、光信号９の送受信による無線通信が行われる。
【００２０】
続いて、本実施形態による移動光通信システム及び移動光通信方法の効果について説明する。
【００２１】
図１に示した通信システム１及び移動光通信方法によれば、基地局３と移動局２との間での無線通信媒体として、光信号９を用いている。このように、光信号９による無線通信という空間光伝送技術を本システム及び本通信方法のような移動通信に適用することにより、雑音の発生や混信の可能性などが低減されて、良好な通信条件で無線通信を行うことが可能となる。また、このように光信号９を用いる無線通信により、その通信速度を例えば１Ｇｂｐｓ程度まで高速化することが可能である。
【００２２】
また、移動局２が、その移動局２からみて移動方向２４について前方に位置する基地局３と通信を行う移動光通信システムを考えた場合、移動体２０の移動に伴って空間光伝送装置２１の送受信用ヘッド２ａや光送受信器の窓などが、塵、水滴、あるいは虫などが付着することにより汚れたり、さらには小石等が衝突することによる損傷する可能性すら考えられ、通信品質を著しく劣化させる要因となりうる。これに対して、上記システムでは、移動局２は、その移動局２からみて移動方向２４に対して後方に位置する基地局３との間で通信を行っている。これにより、通信手段である空間光伝送装置２１の送受信用ヘッド２ａや光送受信器の窓などの、上記汚れ及び損傷を原因とした、通信品質の著しい劣化を防止できる。この結果、良好な通信品質で無線通信が実現される。
【００２３】
なお、基地局３については、移動体２０の移動方向２４に沿って所定の配置間隔で複数設置することが好ましい。これにより、移動体２０の移動に伴って基地局３を切換えて通信を行うことができる。
【００２４】
本発明による移動光通信システム及び移動光通信方法は、上記した実施形態及び構成例に限られるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、移動局２から送信される光信号９２の波長は、基地局３からの光信号９３の波長と異なってもよい。これにより、光信号の干渉を避けることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明は、移動局が高速で移動する場合であっても、良好な通信品質で無線通信を行うことが可能な移動光通信システム、及び移動光通信方法として利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明による移動光通信システムの第１実施形態の構成図である。
【図２】図１に示した移動光通信システムにおける移動局及び基地局の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２７】
１…移動光通信システム、２…移動局、２０…移動体、２１，３１…空間光伝送装置、２２，３２…発光素子、２３，３３…受光素子、２４…移動方向、２ａ，３ａ…送受信用ヘッド、３…基地局、３４…通信インターフェース装置、３５…通信制御装置、４…レール、５…中継局、７…外部通信システム、８…橋梁、９，９２，９３…光信号。
【図１】
2005229543.tif 000003
【図２】
2005229543.tif 000004