CN1922899B - 移动机和无线接口的配置方法 - Google Patents

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Abstract

移动体(10)上的发送接收机(101)利用多个天线(100)。多个天线(100)在移动体的行进方向上分散配置，两端的天线间的距离离开与无线基站间隔相比不能忽略的程度。由于在(100-1)上来自基站(102-1)的电波、在(100-2)上来自基站(102-2)的电波比中央强，所以，与天线局限在中央的情况相比，具有更大的通信稳定化效果。由此，可使基站的间隔比现有技术宽，并且，可使切换速度、频度都降低，进而，与现有例相比，可实现较高的频带利用率。

Description

移动机和无线接口的配置方法
技术领域
本发明涉及使用地面基站的移动体通信中的移动机和无线接口的配置方法，特别涉及天线等的无线接口的配置技术。
背景技术
在移动体通信中，存在由于无线传送线路上的干扰物等而使移动机不能与基站通信的问题。特别在使用地面基站的方式中，由于基站设置场所的高度有限，所以覆盖服务区域以使得不产生这样的盲区是很困难的。在现有技术中，该问题例如通过在盲区附近新设小规模的无线区域来解决。设置小的无线区域的优点，除了应对盲区以外，还可以提高频率利用率、使静止时发送接收环境稳定化等。
此外，作为防止盲区附近的通信瞬断的技术，还公开有如下的技术(例如，专利文献1、专利文献2)：在车辆等通过的两侧敷设例如漏泄电缆，设置在车辆等上的天线可从某一方漏泄电缆接收电波，以使盲区消失，使区域的一部分重叠。
专利文献1：特开平6-237194号公报
专利文献2：特开2003-174398号公报
如上所述，最优的无线区域的大小因系统的目的而不同，但是，在重视高速移动应对的情况下，一般无线区域取得较大。例如，在高速铁道用中特殊化的漏泄同轴系统中，地面站接口在线路上分布设置，无线区域长度可通过使用中继器来延伸到数十千米。通过使该间隔与高速列车的站间相等，由此，在车站停车时进行切换或者在高速移动中进行切换都可将频度抑制得较低。
但是，所述现有技术中的在所有区域中引入小的无线区域的技术中，每个单位面积的基站数变大，存在设置成本变高的缺点。此外，必然地因为区域间的重叠也变小，所以，要求终端进行移动时的切换处理的高速化、高频度化，运用成本也变高。进而，无线区域的大小引起的频率利用率的低下在列车间隔较短的情况下特别显著的问题不能得到解决。
此外，虽然专利文献1、专利文献2为代表的技术能够防止盲区附近的通信的瞬断，但是，不能解决无线区域的大小引起的频率利用率的低下在列车间隔较短的情况下特别显著的问题。
发明内容
因此，本发明是为了解决上述课题而进行发明的，其目的在于通过提供一种技术来解决上述课题，该技术是使基站的间隔比以往取得要宽，并且，使切换速度、频度都降低，进而，可实现与现有例相比更高的频带利用率。
解决上述课题的第1发明是一种具有多个基站的无线通信网中的、具有无线天线的移动机，其特征在于，具有：两个以上的天线，以一定的程度离开距离地设置，其中，该一定的程度是指移动机在无线区域边界附近静止时，电波强度为最大的基站不同；以及通信单元，同时利用所述两个以上的天线，同时与多个基站进行通信。
解决上述课题的第2发明是一种具有多个基站的无线通信网中的、具有无线天线的移动机，其特征在于，具有：两个以上的天线，以一定的程度离开距离地设置，其中，该一定的程度是指移动机在无线区域边界附近静止时，通信质量为最好的基站不同；以及通信单元，同时利用所述两个以上的天线，同时与多个基站进行通信。
解决上述课题的第3发明是一种具有多个基站的无线通信网中的、具有无线天线的移动机，其特征在于，具有：两个以上的天线，以一定的程度离开距离地设置，其中，该一定的程度是指移动机在无线区域边界附近静止时，通信质量为最好的基站不同；两个以上的发送接收单元，对应于所述各天线而设置；以及通信单元，同时利用所述两个以上的天线和两个以上的发送接收单元，同时与多个基站进行通信。
解决上述课题的第4发明如所述第1到第3发明的任意一项，其特征在于，具有：检测各天线的发送接收状态的单元；以及基于所述各天线的发送接收状态进行切换的单元。
解决上述课题的第5发明如所述第1到第4发明的任意一项，其特征在于，所述移动机是车辆。
解决上述课题的第6发明如所述第1到第4发明的任意一项，其特征在于，所述移动机是列车。
解决上述课题的第7发明如所述第1到第4发明的任意一项，其特征在于，所述移动机是船舶。
解决上述课题的第8发明如所述第1到第7发明的任意一项，其特征在于，在可经由天线进行通信的基站的组不同的情况下，通过分别与个别(separate)基站进行通信从而提高通信可靠度。
解决上述课题的第9发明是一种无线接口的配置方法，其特征在于：为了同时与多个基站进行通信，以一定的程度离开距离地配置两个以上的天线，其中，该一定的程度是指移动机在无线区域边界附近静止时，电波强度为最大的基站不同。
解决上述课题的第10发明是一种无线接口的配置方法，其特征在于：以一定的程度离开距离地设置两个以上的天线，其中，该一定的程度是指移动机在无线区域边界附近静止时，通信质量为最好的基站不同；对应于各天线设置发送接收单元，并配置无线接口，以便同时利用所述两个以上的天线和所述两个以上的发送接收单元，同时与多个基站进行通信。
解决上述课题的第11发明是一种移动体通信的切换方法，其特征在于：对两个以上的天线的发送接收状态进行检测，切换到电波强度随移动而变强的天线的基站，该两个以上的天线以一定的程度离开距离地设置在移动体上，其中，该一定的程度是指移动体在无线区域边界附近静止时，电波强度为最大的基站不同。
解决上述课题的第12发明是一种移动体通信的切换方法，其特征在于：对两个以上的天线的发送接收状态进行检测，切换到电波强度随移动而变强的天线的基站，该两个以上的天线以一定的程度离开距离地设置在移动体上，其中，该一定的程度是指移动体在无线区域边界附近静止时，通信质量为最好的基站不同。
本发明具有如下效果：分布的天线等的全部无线接口只要不进入盲区就能够继续通信。
此外，按照本发明，在不能忽略移动体长度的程度的无线区域面积的系统中，与现有例相比，所要求的切换速度、频度都可降低。
此外，按照本发明，可使轨道上的基站间隔比现有例取得要宽。
进而，按照本发明，在使用分布型无线接口的系统中，可实现与现有例相比更高的频带利用率。
附图说明
图1是表示实施例1的结构的图。
图2是表示实施例1的第1无线区域配置例的图。
图3是表示实施例1中的切换方法的图。
图4是表示实施例1的切换目的地的选择方法的图。
图5是表示避免实施例1中的盲区的方法的图。
图6是表示实施例1的第2无线区域配置例的图。
图7是表示实施例2的结构的图。
图8是表示实施例3的移动体侧的结构和第1无线区域配置例的图。
图9是表示实施例3的第2无线区域配置例的图。
图10是表示实施例4的移动机侧的结构和轨道上装置配置例的图。
具体实施方式
本发明在移动机(移动体)上在移动体的行进方向分散配置多个天线。两端的天线间的距离做成离开与无线基站间隔相比不能忽略的程度。此处不能忽略的程度是指意味着下述这样的程度：移动体在2个无线区域边界附近朝向连接两个基站的线的方向静止时，接收功率最大的基站可稳定地识别为在两端的天线上不同。通过采用这样的结构，可从多个基站稳定地接收电波。
以下，对具体的实施例进行说明。另外，在以下的实施例中，作为移动机的例子，以列车为例进行说明，但是，也可以是汽车等车辆、船舶等。
实施例1
对本发明的实施例1进行说明。
图1是本发明实施例1的移动体侧的安装结构图。在本实施例中，移动体10上的发送接收机101利用了多个天线100。多个天线100在移动体的行进方向分散配置，两端的天线间的距离做成离开与无线基站间隔相比不能忽略的程度。此处不能忽略的程度是指意味着下述这样的程度：移动体在2个无线区域边界附近朝向连接两个基站的线的方向静止时，接收功率最大的基站可稳定地识别为在两端的天线上不同。
在图2中示出该结构的移动体在无线区域边界附近静止的状态。11-1与11-2分别是基站101-1与101-2所提供的无线区域。在图2的配置中，例如，若天线局限在(located locally)移动体中央，则来自基站102-1和来自基站102-2的电波是大致相同的强度。在这样的状态下，例如，在W-CDMA网中，进行从两基站发送相同信号的基站分集(diversity)，谋求确保通信稳定度。
在本发明的结构中，由于天线100-1与100-2与相同的发送接收机连接，所以，可同样地活用基站分集，但是，由于在100-1上来自基站102-1的电波、在100-2上来自基站102-2的电波比中央强，所以，与天线局限在中央的情况相比，可预见到更大的通信稳定化效果。
然后，对本实施例的移动时的工作进行说明。
图3示出图1的结构的移动体10在无线区域11-1与11-2的边界附近移动的状态。在图3的配置中，天线100-2位于无线区域11-1与11-2重叠的区域，在搭载有通常的局限天线(locally-locatedantenna)的无线终端中，需要在天线位于该区域的时间内完成切换处理。
但是，在本发明中，若天线100-2超出重叠区域而只进入到11-2的圈内则成为图2的状态，若使用天线100-1与100-2二者，则可与无线区域11-1与11-2双方继续进行通信。
因此，与现有例相比，可使切换处理的时间变长，特别在高速移动中对通信稳定化具有效果。
图4示出在其他环境下移动时的状态。在图4的配置中，在图3的配置上增加第3无线区域11-3。对于图4的移动体10来说，天线100-2可经由11-1、11-2、11-3的任意一个无线区域来进行通信。
因此，当在此之前经由无线区域11-1进行通信的情况下，考虑无线区域11-2或者11-3作为切换目的地。若天线只局限在100-2附近，则移动体100在从无线区域11-1脱离之前，必须根据电波强度等决定是否转移到11-2或者11-3的任意一个无线区域。在此时刻，若无线区域11-3的电波强，则转移到11-3。
但是，在图4的配置中，无线区域11-3在移动体100的行进方向上短，在同一方向连续移动的情况下可停留的时间比无线区域11-2要短。在本发明中，该决定只要在天线100-1脱离无线区域11-1之前进行即可。
因此，虽然在图4的配置的情况下，无线区域11-2朝向行进方向电波强度变强，但是随着天线100-2的行进，在明确之前，可使转移目的地的决定延期，可选择期待停留更长的无线区域11-2作为转移目的地。即，可降低切换频度。
图5中示出在无线区域11内移动的移动体10正在通过相对无线区域直径不能忽略的大小的盲区12的状态。盲区12例如是地理上位于无线区域11内且来自基站102的电波不能到达的区域，例如，隧道等就相当于此。若天线局限存在，则该天线进入盲区之后到脱离之前的期间不能通信。在本发明中，即使天线100-2在盲区12内，若同时天线100-1在盲区外，则也可继续通信。
如上所述，按照本发明，可利用移动体的大小使无线区域的有效空白变小。对其进行利用，相反地，移动体在如铁道那样预想的轨道上移动的情况下，可将覆盖无线服务区域所需的基站间隔取得较宽。例如，如图6所示，各基站的服务区域间离开移动体长度的量，对于移动体来说就不存在不能通信的轨道上的点。由此，与为了连续覆盖服务区域而需要必须使各基站的服务区域重叠的现有的移动体无线系统相比，若使用本发明，则可减少基站敷设成本。
实施例2
对本发明的实施例2进行说明。
在实施例2中，设置与在移动体上在行进方向上分布配置的各个天线相对应的发送接收部101。图7示出移动体侧的结构。
在数据接收时，发送接收部400对天线100接收的电波信号进行解调，作为基带信号发送给多路复用部300。在发送中相反地多路复用部对数据进行分割从多个发送接收部400进行发送。在该实施例中，第2层中的发送接收也包含切换处理，通过各发送接收部独立地进行。多路复用部300对来自各发送接收部400的数据进行多路复用，做成第3层的流。多路复用部300把握各发送接收部400的通信状态，由于无线资源不足、进入盲区或者切换处理失败而使通信状态不良的情况下，特定的发送接收部400例如使经由其他发送接收部400的数据的发送接收优先，由此，可使对多路复用部300的处理能力的影响最小化。
在本实施例中，由于两端的发送接收部400的天线间距离假定为与无线区域直径相比不能忽略的程度的大小，所以，在两端的发送接收部400的接收功率最大的基站一般认为是不同的，若进行通信的基站不同，则一般因为无线资源的利用状况或者应接收的方位不同，所以，与发送接收部局限存在的情况相比，能使所有的发送接收部400陷于不能通信的可能性降低。
此外，与实施例1相同，在设计基站配置时，在以轨道上移动体为前提的情况下，因为不需要无线区域间的重叠，所以，可使基站间隔变大。
实施例3
对本发明的实施例3进行说明。
在实施例3中，与如上所述的实施例相同，在移动体上分布配置无线天线，但两端的天线间的距离比无线服务区域半径大，移动体上的相邻天线间的距离为无线服务区域直径程度以下。图8示出此种情况下的基站配置以及移动体的结构。在图8的基站配置中，移动体10上的各天线100在各个无线区域11-1到11-4的圈内。
由此，移动体10可与基站102-1到102-4进行并行通信，可最大限度地有效利用小区的细分化引起的无线频带的扩大。
在相同的移动体侧的结构中，图9中示出无线区域稀疏的基站配置例。在图9的配置中，各无线区域11-1到11-3的直径为移动体10的长度的1/4程度，但是，移动体即使在轨道13上的任何处，由于无线天线100-1到100-4中的至少1个在任意一个无线区域圈内，所以，不产生对于移动体来说的盲区。该结构的优点是：通过减小无线区域直径，由此，在可减轻衰减影响的同时，可与选择了更大的无线区域直径的情况相同程度地限制基站敷设成本。此外，在用超长的移动体来使用本来以较小的小区直径为前提的DSRC等的情况等中是有效的。
实施例4
对本发明的实施例4进行说明。
在实施例4中，在移动体上搭载连续分布型的无线接口。图10中示出结构例。作为连续分布型的无线接口的例子，可举出新干线的列车电话以及管理用数据通信中使用的漏泄同轴电缆。
在图10的结构中，分布型无线接口辐射出到达无线区域11内的强度的电波，在轨道13上设置地面站112-1到112-3。决定地面站间的距离，以使移动体即使在轨道上的任何坐标上，任一地面站都在无线区域11内。因此，移动体总可以与地面通信。在目前使用的漏泄同轴系统中，多个列车共享一条轨道上的漏泄同轴电缆所提供的无线频带，但是，与此相比，在本实施例中，由于各列车全部使用分布型无线接口的频带，所以，频带利用率变高。

Claims (18)

1.一种具有多个基站的无线通信网中的、具有无线天线的移动机，其特征在于，具有：
两个以上的天线，在移动机的行进方向上以一定的程度离开距离地设置，其中，该一定的程度是指移动机在无线区域边界附近静止时，在各天线上电波强度为最大的基站不同；
通信单元，同时利用所述两个以上的天线，同时与多个基站进行通信；
检测各天线的发送接收状态的单元；以及
基于所述各天线的发送接收状态进行在所述天线中的一个天线脱离所通信的无线区域之前选择并切换到强度随所述移动机的行进而朝着行进方向变强的基站的单元。
2.如权利要求1记载的移动机，其特征在于：所述移动机是车辆。
3.如权利要求1记载的移动机，其特征在于：所述移动机是列车。
4.如权利要求1记载的移动机，其特征在于：所述移动机是船舶。
5.如权利要求1记载的移动机，其特征在于：在可经由天线进行通信的基站的组不同的情况下，通过分别与个别基站进行通信从而提高通信可靠度。
6.一种具有多个基站的无线通信网中的、具有无线天线的移动机，其特征在于，具有：
两个以上的天线，在移动机的行进方向上以一定的程度离开距离地设置，其中，该一定的程度是指移动机在无线区域边界附近静止时，在各天线上通信质量为最好的基站不同；
通信单元，同时利用所述两个以上的天线，同时与多个基站进行通信；
检测各天线的发送接收状态的单元；以及
基于所述各天线的发送接收状态进行在所述天线中的一个天线脱离所通信的无线区域之前选择并切换到强度随所述移动机的行进而朝着行进方向变强的基站的单元。
7.如权利要求6记载的移动机，其特征在于：所述移动机是车辆。
8.如权利要求6记载的移动机，其特征在于：所述移动机是列车。
9.如权利要求6记载的移动机，其特征在于：所述移动机是船舶。
10.如权利要求6记载的移动机，其特征在于：在可经由天线进行通信的基站的组不同的情况下，通过分别与个别基站进行通信从而提高通信可靠度。
11.一种具有多个基站的无线通信网中的、具有无线天线的移动机，其特征在于，具有：
两个以上的天线，在移动机的行进方向上以一定的程度离开距离地设置，其中，该一定的程度是指移动机在无线区域边界附近静止时，在各天线上通信质量为最好的基站不同；
两个以上的发送接收单元，对应于所述各天线而设置；
通信单元，同时利用所述两个以上的天线和两个以上的发送接收单元，同时与多个基站进行通信；
检测各天线的发送接收状态的单元；以及
基于所述各天线的发送接收状态进行在所述天线中的一个天线脱离所通信的无线区域之前选择并切换到强度随所述移动机的行进而朝着行进方向变强的基站的单元。
12.如权利要求11记载的移动机，其特征在于：所述移动机是车辆。
13.如权利要求11记载的移动机，其特征在于：所述移动机是列车。
14.如权利要求11记载的移动机，其特征在于：所述移动机是船舶。
15.如权利要求11记载的移动机，其特征在于：在可经由天线进行通信的基站的组不同的情况下，通过分别与个别基站进行通信从而提高通信可靠度。
16.一种无线接口的配置方法，其特征在于：
在移动机的行进方向上以一定的程度离开距离地配置两个以上的天线，其中，该一定的程度是指移动机在无线区域边界附近静止时，在各天线上通信质量为最好的基站不同，
对应于各天线设置发送接收单元，并配置无线接口，以便同时利用所述两个以上的天线和所述两个以上的发送接收单元，同时与多个基站进行通信，基于所述各天线的发送接收状态在所述天线中的一个天线脱离所通信的无线区域之前选择并切换到强度随所述移动机的行进而朝着行进方向变强的基站。
17.一种移动体通信的切换方法，其特征在于：
对两个以上的天线的发送接收状态进行检测，在所述天线中的一个天线脱离所通信的无线区域之前选择并切换到强度随所述移动体的行进而朝着行进方向变强的基站，该两个以上的天线在移动体的行进方向上以一定的程度离开距离地设置，其中，该一定的程度是指移动体在无线区域边界附近静止时，在各天线上电波强度为最大的基站不同。
18.一种移动体通信的切换方法，其特征在于：
对两个以上的天线的发送接收状态进行检测，在所述天线中的一个天线脱离所通信的无线区域之前选择并切换到强度随所述移动体的行进而朝着行进方向变强的基站，该两个以上的天线在移动机的行进方向上以一定的程度离开距离地设置，其中，该一定的程度是指移动体在无线区域边界附近静止时，在各天线上通信质量为最好的基站不同。
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