(57)【要約】【課題】  従局無線機からの電波が効率良く主局無線機に届いて電波の無駄を低減できる無線通信方法を提供する。【解決手段】  この無線通信方法１は、従局無線機３から主局無線機５にデータを無線送信する無線通信方法において、従局無線機３に可変指向性のアンテナ３ａが備えられ、主局無線機５から従局無線機３に参照信号が送信されて、従局無線機３により、前記参照信号が受信されて前記参照信号の主たる到来方向が検出されると共にそのアンテナ３ａのアンテナ指向性が前記検出された参照信号の主たる到来方向に向けられて、そのアンテナ３ａから前記データが前記主局無線機５に送信される。【選択図】図１
2005303349.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の無線機から第２の無線機にデータを無線送信する無線通信方法において、
前記第１の無線機に可変指向性のアンテナが備えられ、
前記第２の無線機から前記第１の無線機に参照信号が送信されて、前記第１の無線機により、前記参照信号が受信されて前記参照信号の主たる到来方向が検出されると共に前記アンテナのアンテナ指向性が前記検出された参照信号の主たる到来方向に向けられて、前記アンテナから前記データが前記第２の無線機に送信されることを特徴とする無線通信方法。
【請求項２】
前記第２の無線機から前記第１の無線機への参照信号の送信と、その参照信号の主たる到来方向に向けての前記第１の無線機から前記第２の無線機へのデータ送信とが交互に行われることにより、前記第１の無線機側の前記データが前記第２の無線機に送信されることを特徴とする請求項１に記載の無線通信方法。
【請求項３】
前記第２の無線機から前記参照信号が一定の電力レベルで前記第１の無線機に送信され、前記第１の無線機により、その受信した前記参照信号の受信レベルが低いほど高い電力レベルで、また高いほど低い電力レベルで前記第２の無線機へのデータ送信が行われることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無線通信方法。
【請求項４】
第１の無線機から第２の無線機にデータを無線送信する無線通信システムにおいて、
前記第２の無線機は、
前記第１の無線機に参照信号を送信すると共に前記第１の無線機からのデータを受信する送受信制御手段とを備え、
前記第１の無線機は、
可変指向性のアンテナと、前記アンテナにより受信される前記参照信号に基づいて前記参照信号の主たる到来方向を検出する参照信号到来方向検出手段と、前記アンテナを制御して前記参照信号を受信すると共に前記アンテナのアンテナ指向性を前記参照信号到来方向検出手段により検出された前記参照信号の主たる到来方向に向けて前記アンテナから前記データを前記第２の無線機に送信する送受信制御手段とを備えることを特徴とする無線通信システム。
【請求項５】
前記第２の無線機から前記第１の無線機への参照信号の送信と、その参照信号の主たる到来方向に向けての前記第１の無線機から前記第２の無線機へのデータ送信とが交互に行われることにより、前記第１の無線機側の前記データが前記第２の無線機に送信されることを特徴とする請求項４に記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記第１の無線機は、前記アンテナの受信信号の受信レベルを検出する受信レベル検出手段を備え、
前記第２の無線機の前記送受信制御手段は、前記参照信号を一定の電力レベルで前記第１の無線機に送信し、
前記第１の無線機の前記送受信制御手段は、前記受信レベル検出手段により検出された前記参照信号の受信レベルが低いほど高い電力レベルで、また高いほど低い電力レベルで前記第２の無線機へのデータ送信を行うことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１の無線機から第２の無線機にデータを無線送信する無線通信方法および無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来の無線通信システム１００Ａでは、図６の様に、主局無線機（第２の無線機）のアンテナ１０１に固定無指向性のアンテナが用いられ、従局無線機（第１の無線機）のアンテナ１０３に固定指向性のアンテナが用いられている。そして、従局無線機のアンテナ１０３のアンテナ指向性１０３ａは、主局無線機のアンテナ１０１の方向に向けられている。
【０００３】
尚、図６中の符号１０１ａは、アンテナ１０１の指向性（固定無指向性）を示す。符号１０５は、周囲の構造物や移動物体等の障害物を示す。符号１０７は、アンテナ１０３から射出された電波を示す。尚、電波１０７は、アンテナ１０１に届かないものは点線で、アンテナ１０１に届くものは実線で表記されている。また、電波１０７は、電波強度の強いものは太く、電波強度の弱いものは細く表記されている。
【０００４】
この様な無線通信システム１００Ａでは、電波１０７が周辺の構造物や移動物体等の障害物１０５による遮蔽・反射等の影響を受けると、従局無線機のアンテナ１０３からの電波１０７の主ビーム１０７ａが主局無線機のアンテナ１０１に届かず、その電波１０７のサイドビーム１０７ｂしか届かない場合（第１の場合）や、主局無線機のアンテナ１０１により受信される電波１０７の主たる到来方向が時間的に変動する場合（第２の場合）がある。
【０００５】
前記第１の場合では、電波１０７の主ビーム１０７ａが主局無線機のアンテナ１０１に届かないので、従局無線機のアンテナ１０３からの電波１０７の多く（即ち電力の多く）が無駄になるという問題や、主局無線機のアンテナ１０１での受信レベルが安定しないという問題や、電波１０７の主ビーム１０７ａが同じ周波数帯を使用する別の無線機に届いてしまい、その別の無線機への電波妨害を招くという問題が生じる。
【０００６】
また、前記第２の場合では、障害物１０５が移動物体の場合は、主局無線機のアンテナ１０１での受信レベルが時間的に変動することになるので、主局無線機のアンテナ１０１で受信レベルが安定しないという問題が生じる。
【０００７】
この欠点を解決すべく、図７の様に、上記の無線通信システム１００Ａにおいて、主局無線機のアンテナ１０１に可変指向性のアンテナを用いて、そのアンテナ１０１のアンテナ指向性１０１ｂを従局無線機のアンテナ１０３からの電波１０７の主たる到来方向１０７ｂに追従させる様にした無線通信システム１００Ｂが提案されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記の無線通信システム１００Ｂでは、主局無線機のアンテナ１０１での受信レベルの安定性を向上させることはできるが、依然として、従局無線機のアンテナ１０３からの電波１０７の主ビーム１０７ａは主局無線機のアンテナ１０１に届かないので、従局無線機のアンテナ１０３から射出された電波１０７の多く（即ち電力の多く）が無駄になるという問題や、電波１０７の主ビーム１０７ａが同じ周波数帯を使用する別の無線機に届いてしまい、その別の無線機への電波妨害を招くという問題は残る。
【０００９】
そこで、この発明の課題は、第１に、従局無線機（第１の無線機）からの電波が効率良く主局無線機（第２無線機）に届いて電波の無駄を低減できる無線通信方法および無線通信システムを提供すること、第２に、同じ周波数帯を使用する別の無線機への電波妨害を低減できる無線通信方法および無線通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決する為に、請求項１に記載の無線通信方法は、第１の無線機から第２の無線機にデータを無線送信する無線通信方法において、前記第１の無線機に可変指向性のアンテナが備えられ、前記第２の無線機から前記第１の無線機に参照信号が送信されて、前記第１の無線機により、前記参照信号が受信されて前記参照信号の主たる到来方向が検出されると共に前記アンテナのアンテナ指向性が前記検出された参照信号の主たる到来方向に向けられて、前記アンテナから前記データが前記第２の無線機に送信されるものである。
【００１１】
請求項２に記載の無線通信方法は、前記第２の無線機から前記第１の無線機への参照信号の送信と、その参照信号の主たる到来方向に向けての前記第１の無線機から前記第２の無線機へのデータ送信とが交互に行われることにより、前記第１の無線機側の前記データが前記第２の無線機に送信されるものである。
【００１２】
請求項３に記載の無線通信方法は、前記第２の無線機から前記参照信号が一定の電力レベルで前記第１の無線機に送信され、前記第１の無線機により、その受信した前記参照信号の受信レベルが低いほど高い電力レベルで、また高いほど低い電力レベルで前記第２の無線機へのデータ送信が行われるものである。
【００１３】
請求項４に記載の無線通信システムは、第１の無線機から第２の無線機にデータを無線送信する無線通信システムにおいて、前記第２の無線機は、前記第１の無線機に参照信号を送信すると共に前記第１の無線機からのデータを受信する送受信制御手段とを備え、前記第１の無線機は、可変指向性アンテナと、前記可変指向性アンテナにより受信される前記参照信号に基づいて前記参照信号の主たる到来方向を検出する参照信号到来方向検出手段と、前記可変指向性アンテナを制御して前記参照信号を受信すると共に前記可変指向性アンテナのアンテナ指向性を前記参照信号到来方向検出手段により検出された前記参照信号の主たる到来方向に向けて前記可変指向性アンテナから前記データを前記第２の無線機に送信する送受信制御手段とを備えるものである。
【００１４】
請求項５に記載の無線通信システムは、前記第２の無線機から前記第１の無線機への参照信号の送信と、その参照信号の主たる到来方向に向けての前記第１の無線機から前記第２の無線機へのデータ送信とが交互に行われて、前記第１の無線機側の前記データが前記第２の無線機に送信されるものである。
【００１５】
請求項６に記載の無線通信システムは、前記第１の無線機は、前記可変指向性アンテナの受信信号の受信レベルを検出する受信レベル検出手段を備え、前記第２の無線機の前記送受信制御手段は、前記参照信号を一定の電力レベルで前記第１の無線機に送信し、前記第１の無線機の前記送受信制御手段は、前記受信レベル検出手段により検出された前記参照信号の受信レベルが低いほど高い電力レベルで、また高いほど低い電力レベルで前記第２の無線機へのデータ送信を行うものである。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１および請求項４に記載の発明によれば、第１の無線機に可変指向性のアンテナが備えられ、第２の無線機から第１の無線機に参照信号が送信されて、第１の無線機により、前記参照信号が受信されて前記参照信号の主たる到来方向が検出されると共に前記アンテナのアンテナ指向性が前記検出された参照信号の主たる到来方向に向けられて、前記アンテナからデータが第２の無線機に送信されるので、第１の無線機からの電波の主ビームを第２の無線機器に有効に届かせることができ、これにより、第１の無線機からの電波が効率良く第２の無線機に届いて電波の無駄を低減できると共に、同じ周波数帯を使用する別の無線機への電波妨害を低減できる。
【００１７】
請求項２および請求項５に記載の発明によれば、第２の無線機から第１の無線機への参照信号の送信と、その参照信号の主たる到来方向に向けての第１の無線機から第２の無線機へのデータ送信とが交互に行われることにより、第１の無線機側のデータが第２の無線機に送信されるので、第２の無線機で受信される電波（データ）の主たる到来方向が時間的に変動する場合（即ち、電波伝搬環境が時間的に変化する場合）でも、第１の無線機からの電波（データ）が効率良く第２の無線機に届いて電波（電力）の無駄を低減できると共に、同じ周波数帯を使用する別の無線機への電波妨害を低減できる。
【００１８】
請求項３および請求項６に記載の発明によれば、第２の無線機から参照信号が一定の電力レベルで第１の送信機に送信され、第１の無線機により、その受信した参照信号の受信レベルが低いほど高い電力レベルで、また高いほど低い電力レベルで第２の無線機へのデータ送信が行われるので、第２の無線機でのデータの受信レベルを安定させることができて通信品質を向上できると共に、第１の無線機から放射される電波（電力）を最小限度に制限できて電力の無駄を無くせる。また、第１の無線機から放射される電波を最小限度に制限できるので、別の無線機への電波妨害を更に軽減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
この実施の形態に係る無線通信システム１は、図１の様に、従局無線機（第１の無線機）３から主局無線機（第２の無線機）５にデータを無線送信する無線通信システムにおいて、従局無線機３に可変指向性のアンテナ３ａが備えられ、主局無線機５から従局無線機３に参照信号が送信されて、従局無線機３により、前記参照信号が受信されて前記参照信号の主たる到来方向が検出されると共にそのアンテナ３ａのアンテナ指向性が前記参照信号の主たる到来方向に向けられて、そのアンテナ３ａからデータが主局無線機５に送信される様に構成される。
【００２０】
より具体的には、この無線通信システム１は、主局無線機５から従局無線機３への参照信号の送信と、その参照信号の主たる到来方向に向けての従局無線機３から主局無線機５へのデータ送信とが交互に行われることにより、従局無線機３側のデータが主局無線機５に送信される様に構成される。
【００２１】
主局無線機５は、図１の様に、例えば固定無指向性のアンテナ５ａと、制御部５ｂから出力される参照信号を所定の送信フォーマットの信号に処理する送信データ処理部５ｃと、送信データ処理部５ｃで処理された信号を変調する変調部５ｄと、変調部５ｄで処理された信号を周波数変換（内部用周波数帯から送信用周波数帯への変換）および増幅（一定の電力レベルへの増幅）する送信高周波部５ｅと、送信高周波部５ｅで処理された信号のアンテナ５ａへの出力およびアンテナ５ａの受信信号の受信高周波部５ｆへの出力を選択的に切り替える送受信切替スイッチ５ｇと、アンテナ５ａの受信信号を周波数変換（送信用周波数帯から内部用周波数帯への変換）および増幅する受信高周波部５ｆと、受信高周波部５ｆで処理された信号を復調する復調部５ｈと、復調部５ｈで処理された信号から所要の情報（受信信号の送信フォーマットに付加された情報（送信元ＩＤ，送信先ＩＤ，データ種別，データ長等）等）を抽出する受信データ処理部５ｉと、送受信切替スイッチ５ｇを切替制御して従局無線機３への参照信号の送信および従局無線機３からのデータの受信を制御する制御部５ｂとを備える。尚、ここでは、構成要素５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，５ｆ，５ｈ，５ｉにより送受信制御手段が構成されている。
【００２２】
従局無線機３は、可変指向性のアンテナ３ａと、制御部３ｂから出力される送信すべきデータを所定の送信フォーマットの信号に処理する送信データ処理部３ｃと、送信データ処理部３ｃで処理された信号を変調する変調部３ｄと、変調部３ｄで処理された信号を周波数変換（内部用周波数帯から送信用周波数帯への変換）および増幅する送信高周波部３ｅと、送信高周波部３ｅで処理された信号のアンテナ３ａへの出力およびアンテナ３ａの受信信号の受信高周波部３ｆへの出力を選択的に切り替える送受信切替スイッチ３ｇと、アンテナ３ａの受信信号を周波数変換（送信用周波数帯から内部用周波数帯への変換）および増幅する受信高周波部３ｆと、受信高周波部３ｆで処理された信号を復調する復調部３ｈと、受信高周波部３ｆで処理された信号の信号レベルからアンテナ３ａの受信信号の受信レベルを計測する受信レベル計測部（参照信号到来方向検出手段且つ信レベル検出手段）３ｉと、各構成要素３ｈ，３ｉの処理結果に基づいて各構成要素３ａ，３ｅ，３ｇを制御して主局無線機５からの参照信号の受信および主局無線機５へのデータの送信を制御する制御部３ｂとを備える。尚、ここでは、構成要素３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｈにより送受信制御手段が構成されている。
【００２３】
アンテナ３ａは、例えばエスパアンテナであり、より詳細には図２の様に構成される。即ち、アンテナ３ａは、図２の様に、アンテナ部を構成する単一の給電素子３ａ−０および給電素子３ａ−０の周囲に配置された複数の無給電素子３ａ−１〜３ａ−ｎと、各無給電素子３ａ−１〜３ａ−ｎに接続された複数の可変リアクタンス素子３ｊ−１〜３ｊ−ｎとを備えて構成される。給電素子３ａ−０は、送受信切替スイッチ３ｇに接続される。各可変リアクタンス素子３ｊ−１〜３ｊ−ｎは、制御部３ｂに接続される。このアンテナ３ａは、制御部３ｂにより各可変リアクタンス素子３ｊ−１〜３ｊ−ｎのリアクタンス値が制御されることにより、そのアンテナ指向性が周囲全ての方向のうちの所望方向に制御される。
【００２４】
制御部３ｂは、主局無線機５からの参照信号を受信する際は、アンテナ３ａの指向性が周囲全ての方向に亘って走査される様に各可変リアクタンス素子３ｊ−１〜３ｊ−ｎのリアクタンス値を制御してアンテナ３ａにて参照信号を受信させ、その受信信号に基づかせて受信レベル計測部３ｉによりその参照信号の主たる到来方向（受信レベル最大方向）およびその参照信号の受信レベル（最大受信レベル）を検出させる。
【００２５】
また、制御部３ｂは、主局無線機５にデータを送信する際は、アンテナ３ａの指向性が上記の参照信号の主たる到来方向に向く様に各可変リアクタンス素子３ｊ−１〜３ｊ−ｎのリアクタンス値を制御すると共に、送信高周波部３ｅの送信用の電力レベルを上記の参照信号の受信レベルが高い（低い）ほど低く（高く）調整して（即ち、参照信号の受信レベルが高いほど各無線機３，５は互いに近く（遠く）にあるので、その分送信用の電力レベルを低く（高く）して）、アンテナ３ａからデータを主局無線機５に送信させる。
【００２６】
次に、図１および図３に基づいて無線通信システム１の動作を説明する。
【００２７】
主局無線機５では、ステップＳ１で、従局無線機３にデータの送信を要求する場合は、ステップＳ２に進み、参照信号をアンテナ３ａから一定の電力レベルで一定時間（即ち、従局無線機３側で当該参照信号の主たる到来方向が検出可能な程度の時間）従局無線機３に送信し、ステップＳ３で、従局無線機３からのデータの待ち受け状態となり、ステップＳ４で、従局無線機３からのデータを受信したか否かの検出が行われる。
【００２８】
より詳細には、主局無線機５では、ステップＳ２では、制御部５ｂにより送受信切替スイッチ５ｇが送信高周波部５ｅ側に切り替えられると共に、制御部５ｂから送信データ処理部５ｃに参照信号が出力され、その参照信号が各構成要素５ｃ，５ｄ，５ｅ，５ｇを介してアンテナ５ａから一定の電力レベルで一定時間従局無線機３に送信される。そしてステップＳ３では、その参照信号の送信後速やかに、制御部５ｂにより送受信切替スイッチ５ｇが受信高周波部５ｆ側に切り替えられて、従局無線機３からのデータの待ち受け状態となる。この状態におけるアンテナ５ａの受信信号は、各構成要素５ａ，５ｇ，５ｆ，５ｈ，５ｉを介して制御部５ｂに出力される。そしてステップＳ４では、制御部５ｂによりそのアンテナ５ａの受信信号が従局無線機３からのデータであるか否かが判定される（即ち、従局無線機３からのデータを受信したか否かの検出が行われる）。尚、上記のアンテナ５ａの受信信号が従局無線機３からのデータであるか否かの判定は、例えばアンテナ５ａの受信信号の送信フォーマットに付加された情報（送信元ＩＤ，送信先ＩＤ，データ種別，データ長等）に基づいて行われる。そして、従局無線機３からのデータと判定された場合は、制御部５ｂの制御の下、従局無線機３からの当該データは、受信データ処理部５ｉから後段の処理部（図示省略）に出力されると共に後述の様にステップＳ１０に進む。
【００２９】
これに対し、従局無線機３では、ステップＳ５で、上記のステップＳ１〜Ｓ４の間、主局無線機５からの参照信号の待ち受け状態にあり、ステップＳ６で、主局無線機５からの参照信号を受信したか否かの検出が行われる。
【００３０】
より詳細には、従局無線機３では、ステップＳ５では、制御部３ｂにより送受信切替スイッチ３ｇが受信高周波部３ｆ側に切り替えられると共に、制御部３ｂによりアンテナ３ａの指向性が周囲全ての方向に亘って所定角度ずつ走査され、こうして主局無線機５からの参照信号の待ち受け状態となっている。この状態では、アンテナ３ａの受信信号（即ち前記各角度方向の受信信号）は、各構成要素３ａ，３ｇ，３ｆ，３ｈを介して制御部３ｂに出力されると共に受信高周波部３ｆから受信レベル計測部３ｉにも出力される。そして、受信レベル計測部３ｉにより、当該各角度方向の受信信号の受信レベルが求められ、そのうちの最大の受信レベルが当該アンテナ３ａの受信信号の受信レベルと見なされると共に、その最大の受信レベルを与えた前記角度方向が当該アンテナ３ａの受信信号の主たる到来方向と見なされて、それら当該アンテナ３ａの受信信号の受信レベルおよび主たる到来方向の情報が制御部３ｂに出力される。そしてステップＳ６で、制御部３ｂにより、当該アンテナ３ａの受信信号が主局無線機５からの参照信号であるか否かが判定される（即ち、主局無線機５からの参照信号を受信したか否かの検出が行われる）。尚、アンテナ３ａの受信信号が主局無線機５からの参照信号であるか否かの判定は、例えば当該アンテナ３ａの受信信号の送信フォーマットに付加され情報（送信元ＩＤ，送信先ＩＤ，データ種別，データ長等）に基づいて行われる。そして、当該アンテナ３ａの受信信号が主局無線機５からの参照信号であると判定された場合は後述の様にステップＳ７に進む。
【００３１】
そして、従局無線機３では、ステップＳ６で、主局無線機５からの参照信号を受信すると（即ち、制御部３ｂによりアンテナ３ａの受信信号が参照信号であると判定されると）、ステップＳ７で、制御部３ｂにより、アンテナ３ａの指向性がステップＳ５で求められた当該アンテナ３ａの受信信号（即ち参照信号）の主たる到来方向に向けられる。そしてステップＳ８で、制御部３ｂにより、送信高周波部３ｅの送信用の電力レベルがステップＳ５で求められた当該アンテナ３ａの受信信号（即ち参照信号）の受信レベルに応じて調整される（即ち参照信号の受信レベルが低い（高い）ほど高く（低く）調整される）。そしてステップＳ９で、制御部３ｂにより送受信切替スイッチ３ｇが送信高周波部３ｅ側に切り替えられると共に、制御部３ｂから送信データ処理部３ｃに一定のデータ量のデータが出力され、そのデータが各構成要素３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｇを介してアンテナ３ａから、受信した当該参照信号の主たる到来方向に向けてその参照信号の受信レベルに応じて調整された送信用の電力レベルで主局無線機５に送信される。
【００３２】
尚、ステップＳ６で従局無線機３により参照信号が受信されてから、ステップＳ９で従局無線機３によりデータが前記参照信号の主たる到来方向に向けて送信されるまでの時間は、十分短いとする。これにより、従局無線機３からのデータは、最も無駄無く（最少の伝搬損失で）主局無線機５に送信される。これは、電波が周辺の構造物や移動物体等の傷害物による遮蔽・反射等の影響（伝搬損失）を受ける度合いは、伝搬経路が同じならば、主局無線機５から従局無線機３方向でも従局無線機３から主局無線機５方向でも同じなので、従局無線機３により参照信号が受信されてから、従局無線機３によりデータが前記参照信号の主たる到来方向に向けて送信されるまでの時間が十分短ければ、従局無線機３からのデータは、電波伝搬環境が時間的に変化する場合でも、前記参照信号の伝搬経路とほぼ同じ伝搬経路（伝搬損失が最少となる伝搬経路）を伝搬して主局無線機５に送信されるからである。
【００３３】
これに対し、主局無線機５では、上記のステップＳ５〜Ｓ９の間、上記のステップＳ４における従局無線機３からのデータの待ち受け状態にある。そして、主局無線機５では、そのデータの待ち受け状態で、上記のステップＳ９で従局無線機３から送信されたデータを受信すると、上述の様にそのデータを受信データ処理部５ｉから後段の処理部に出力すると共に、ステップＳ１０に進み、引き続き従局無線機３からのデータを受信する場合は、そのデータの受信完了後、ステップＳ２に戻り、速やかに次発目の参照信号を従局無線機３に送信してステップＳ３〜Ｓ１０を繰り返し、他方、引き続き従局無線機３からのデータを受信しない場合は、次発目の参照信号を従局無線機３に送信すること無く終了する。
【００３４】
そして、上記のステップＳ２〜Ｓ１０が繰り返されることにより、主局無線機５から従局無線機３への参照信号の送信と、その参照信号の主たる到来方向に向けての従局無線機３から主局無線機５へのデータ送信とが交互に行われて、従局無線機３側のデータが一定のデータ量ずつ主局無線機５に送信される。
【００３５】
こうして、この無線通信システム１では、図４の様に、従局無線機３のアンテナ３ａの指向性３ｒが、常に主局無線機５のアンテナ５ａからの参照信号の主たる到来方向（即ち、従局無線機３のアンテナ３ａからの電波７が無駄無く有効に主局無線機５のアンテナ５ａに届く伝搬経路方向）に向けられ、そのアンテナ３ａからデータが主局無線機５に送信される（即ち、アンテナ３ａから射出された電波７の主ビーム７ａが当該参照信号の伝搬経路を逆に伝搬して無駄無く有効に主局無線機５のアンテナ５ａに届くことになる）。
【００３６】
尚、図４中の符号５ｒは、アンテナ５の指向性（固定無指向性）を示し、符号１０５は、周囲の構造物や移動物体等の障害物を示す。尚、電波７は、アンテナ５に届かないものは点線で、アンテナ５に届くものは実線で表記されている。また、電波７は、電波強度の強いものは太く、電波強度の弱いものは細く表記されている。
【００３７】
以上の様に構成された無線通信システム１によれば、従局無線機３に可変指向性のアンテナ３ａが備えられ、主局無線機５から従局無線機３に参照信号が送信され、従局無線機３により、前記参照信号が受信されて前記参照信号の主たる到来方向が検出されると共にそのアンテナ３ａのアンテナ指向性３ｒが前記参照信号の主たる到来方向に向けられて、そのアンテナ３ａからデータが主局無線機５に送信されるので、従局無線機３のアンテナ３ａからの電波７の主ビーム７ａを主局無線機５に有効に届かせることができ、これにより、従局無線機３からの電波（電力）７が効率良く主局無線機５に届いて電波（電力）の無駄を低減できると共に、同じ周波数帯を使用する別の無線機への電波妨害を低減できる。
【００３８】
また、主局無線機５から従局無線機３への参照信号の送信と、その参照信号の主たる到来方向に向けての従局無線機３から主局無線機５へのデータ送信とが交互に行われることにより、従局無線機３側のデータが主局無線機５に送信されるので、主局無線機５で受信される電波の主たる到来方向が時間的に変動する場合（即ち、電波伝搬環境が時間的に変化する場合）でも、従局無線機３からの電波（データ）が効率良く主局無線機５に届いて電波（電力）の無駄を低減できると共に、同じ周波数帯を使用する別の無線機への電波妨害を低減できる。
【００３９】
また、主局無線機５から参照信号が一定の電力レベルで従局無線機３に送信され、従局無線機３により、その受信した参照信号の受信レベルが低いほど高い電力レベルで、また高いほど低い電力レベルで主局無線機５へのデータ送信が行われるので、主局無線機５でのデータの受信レベルを安定させることができて通信品質を向上できると共に、従局無線機３から放射される電波（電力）を最小限度に制限できて電力の無駄を無くせる。また、従局無線機３から放射される電波を最小限度に制限できるので、別の無線機への電波妨害を更に軽減できる。
【００４０】
この実施の形態では、可変指向性のアンテナ３ａがエスパアンテナとして構成された場合で説明したが、この様に限定されるものではなく、例えばアダプティブアレイアンテナとして構成されても構わない。アンテナ３ａがアダプティブアレイアンテナとして構成された場合は、図１中の範囲Ｐは、より詳細には図５の様に構成される。
【００４１】
即ち、アンテナ３ａは、図５の様に、アンテナ部を構成する複数のアンテナ素子３ｋ−１〜３ｋ−ｎと、各アンテナ素子３ｋ−１〜３ｋ−ｎの受信信号の受信重み付け部３ｍへの出力および送信重み付け部３ｎでの処理信号の各アンテナ素子３ｋ−１〜３ｋ−ｎへの出力を選択的に切り替える複数の送受信切替スイッチ３ｇ−１〜３ｇ−ｎと、各送受信切替スイッチ３ｇ−１〜３ｇ−ｎを介して得られる各アンテナ素子３ｋ−１〜３ｋ−ｎの受信信号に受信用重み係数を付加する受信重み付け部３ｍと、受信重み付け部３ｍにより重み係数が付加された各アンテナ素子３ｋ−１〜３ｋ−ｎの受信信号を合成してアンテナ部３ｋ−１〜３ｋ−ｎへの入射波の中から所定方向からの入射波を抽出して受信高周波部３ｆに出力する合成部３ｐと、送信高周波部３ｅでの処理信号を各アンテナ素子３ｋ−１〜３ｋ−ｎ用に分配すると共に所望方向の送信指向性を持つ様にそれら各分配信号に個別の送信用重み係数を付加して各送受信切替スイッチ３ｇ−１〜３ｇ−ｎを介して各アンテナ素子３ｋ−１〜３ｋ−ｎに出力する送信重み付け部３ｎと、前記受信用重み係数および前記送信用重み係数を算出する重み係数算出部３ｑとを備える。尚、各送受信切替スイッチ３ｇ−１〜３ｇ−ｎは、図１の送受信切替スイッチ３ｇに対応する。
【００４２】
重み係数算出部３ｑは、アンテナ素子３ｋ−１〜３ｋ−ｎの受信信号等に基づいて制御部３ｂにより指定された方向からの入射波が合成部３ｐで抽出される様に前記受信用重み係数を算出すると共に、アンテナ部３ｋ−１〜３ｋ−ｎから射出される電波が制御部３ｂにより指定された方向への送信指向性を持つ様に前記送信用重み係数を算出する。
【００４３】
このアダプティブアレイアンテナ３ａでは、主局無線機５からの参照信号を受信する際は、制御部３ｂにより各送受信切替スイッチ３ｇ−１〜３ｇ−ｎが受信重み付け部３ｍ側に切り替えられると共に、アンテナ３ａの指向性が周囲全ての方向に亘って所定角度ずつ走査される様に、制御部３ｂの制御の下、重み係数算出部３ｑにより前記各角度方向からの入射波を抽出する為の受信用重み係数が順次算出されて順次受信重み付け部３ｍに出力される。そして、受信重み付け部３ｍにより、各アンテナ素子３ｋ−１〜３ｋ−ｎの受信信号に重み係数算出部３ｑにより順次算出される前記重み係数が順次付加されて順次合成部３ｐに出力される。そして、合成部３ｐにより、重み係数算出部３ｑにより重み係数が付加された各アンテナ素子３ｋ−１〜３ｋ−ｎの受信信号が順次合成されて、前記各角度方向からの入射波（即ち前記各角度方向の受信信号）が順次抽出されて順次受信高周波部３ｆに出力される。そして以後は、上記のエスパアンテナの場合と同様に処理される。
【００４４】
また、このアダプティブアレイアンテナ３ａでは、主局無線機５にデータを送信する際は、制御部３ｂにより各送受信切替スイッチ３ｇ−１〜３ｇ−ｎが送信重み付け部３ｎ側に切り替えられると共に、重み係数算出部３ｑにより、制御部３ｂにより指定された方向（参照信号の主たる到来方向）へのアンテナ指向性を持つ様に送信用重み係数が算出されて送信重み付け部３ｎに出力される。そして、送信重み付け部３ｎにより、送信高周波部３ｅで処理された信号が各アンテナ素子３ｋ−１〜３ｋ−ｎ用に分配されると共に、それら各分配された信号に重み係数算出部３ｑにより算出された前記送信用重み係数が付加されて各送受信切替スイッチ３ｇ−１〜３ｇ−ｎを介して各アンテナ素子３ｋ−１〜３ｋ−ｎに出力される。この様にしてアンテナ３ａからデータが参照信号の到来方向に向けられて送信される。
【００４５】
この様にアンテナ３ａがアダプティブアレイアンテナとして構成された場合も、エスパアンテナとして構成された場合と同様の機能を確保できて同様の効果を得る。
【００４６】
尚、この実施の形態では、特に指定されなかったが、この無線通信システム１は、固定局同士の通信だけでなく、固定局対移動局、移動局同士の通信にも適用可能である。移動局は、車両等に搭載される無線局や携帯可能な無線局でも良い。移動局に従局無線機３が設置される場合は、小型化のためにアンテナ３ａとしてエスパアンテナを採用するのが望ましい。
【００４７】
尚、この実施の形態には、無線通信方法も含まれることは言うまでも無いことである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施の形態に係る無線通信システムの構成図である。
【図２】図１の従局無線機のアンテナがエスパアテナとして構成された場合のより詳細な構成図である。
【図３】図１の無線通信システムの動作を説明する図である。
【図４】図１の無線通信システムにおける従局無線機のアンテナの指向性の方向とそのアンテナから射出された電波の伝搬経路等とを示した一例図である。
【図５】図１の従局無線機のアンテナがアダプティブアレイアンテナとして構成された場合のより詳細な構成図である。
【図６】第１の従来例に係る無線通信システムにおける従局無線機のアンテナの指向性の方向とそのアンテナから射出された電波の伝搬経路等とを示した一例図である。
【図７】第２の従来例に係る無線通信システムにおける従局無線機のアンテナの指向性の方向とそのアンテナから射出された電波の伝搬経路等とを示した一例図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  無線通信システム
３  従局無線機
３ａ  アンテナ
３ｂ  制御部
３ｉ  受信レベル計測部
３ｒ  アンテナ指向性
５  主局無線機
５ａ  アンテナ
５ｂ  制御部
７  電波
７ａ  主ビーム
【図１】
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【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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