JP2002262324A - ハンドオーバ方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 道路上に設置される基地局と、車両に搭載す
る移動局との間で、複数の連続した無線ゾーンを通信周
波数を切替えながら通信を行う路車間通信において、ハ
ンドオーバ時に、移動局が適切でない周波数を、基地局
と通信を行う通信周波数として選択するとともに、通信
断が発生するのを防止するハンドオーバ方式を提供す
る。 【構成】 車両４が道路３上を第１無線ゾーン２−１
と、第２無線ゾーン２−２との間の距離ｄだけ走行する
と、車速パルス発生器６の出力を計数して得られた走行
距離情報の表す距離が、移動局５が受信した第１基地局
１−１からの信号に含まれる次ゾーン距離情報の表す距
離ｄに等しくなるので、移動局５は通信周波数を第１基
地局１−１からの信号に含まれる次ゾーン周波数情報に
よって指示される第２基地局１−２の通信周波数に切替
えさせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、路上に設置される
基地局と車両に搭載する移動局間で通信を行う路車間通
信に関し、特に走行する移動局が複数の連続した無線ゾ
ーンを通信周波数を切替えながら通信を行うためのハン
ドオーバ方式に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】路上に設置される基地局と車両に搭載す
る移動局間で通信を行う路車間通信において、図４に示
すように走行する移動局５が複数の連続した無線ゾーン
２−１及び２−２を通信周波数を切替えながら通信を行
う第１ハンドオーバ方式としては、一つの無線ゾーンに
おいて、移動局が基地局信号との同期が取れなくなった
ことを検出して、次の無線ゾーンの周波数に切替える方
法がある。

【０００３】その第１従来例としては、社団法人電波産
業界から発行されたＡＲＩＢ標準規格書ＡＲＩＢ ＳＴ
Ｄ−Ｔ５５「有料道路自動車料金収受システム」付属資
料Ｅ「周波数選定プロセス」に記載されている方式があ
る。ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ５５における基地局から移動
局への無線通信フレームを図５に示す。ＡＲＩＢ ＳＴ
Ｄの−Ｔ５５の付属資料Ｅの周波数選定プロセスでは、
ある一つの周波数で基地局からの電波を受信している状
態で、基地局信号に含まれるフレームコントロールメッ
セージチャネル１４が毎フレーム連続して、受信できて
いるかどうかを監視している。

【０００４】移動局がその無線ゾーン２−１を出て、次
の無線ゾーン２−２に移動した場合、それまで受信して
いた周波数では、フレームコントロールメッセージチャ
ネル１４を受信できなくなるので、受信周波数を次の周
波数に切替え、その周波数において、受信レベルが閾値
以上であるか、フレームコントロールメッセージチャネ
ル１４が受信できたか等の条件を判断して、条件を満た
せばその周波数を通信周波数として選択し、条件を満た
さなければ周波数をまた別の周波数に設定し、同様の判
断及び周波数設定を繰り返し、次の無線ゾーンの基地局
と通信を行う周波数にに切替えている。

【０００５】また第１ハンドオーバ方式の第２従来例と
しては、図６に示すように、第１従来例のフレームコン
トロールメッセージチャネル１４に、次無線ゾーン周波
数情報１５をもたせておき、それまで受信していた周波
数で、フレームコントロールメッセージチャネル１４が
受信できなくなった場合、受信周波数をフレームコント
ロールメッセージチャネル１４に含まれていた次無線ゾ
ーン周波数情報１５で指定される周波数に切り替える方
法がある。

【０００６】また第２ハンドオーバ方式の従来例として
は、特開２０００−２２９５７１号「列車無線システム
及びハンドオーバ実行方法」に開示されているような、
列車の走行位置を計測して、その列車の走行位置と事前
に指定されたハンドオーバを実行する走行位置とを比較
し、その列車の走行位置がハンドオーバを実行する走行
位置を越えると、通信対象の基地局を切り替えるため
に、移動局の通信周波数を、予め指示された次の通信対
象に変更する方式がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】第１ハンドオーバ方式
の第１従来例の第１問題点は、選択した受信周波数が適
切であるか、移動局では判断できないことである。その
理由は、移動局において、複数の電波が受信できる電波
環境においては、複数の周波数において、周波数を選択
する条件を満たすことが考えられ、その場合最初に選択
条件を満たした周波数が、次の無線ゾーンの周波数でな
くても、移動局がその周波数を次の基地局と通信を行う
通信周波数として選択してしまうことである。

【０００８】同第２問題点は、フレームコントロールメ
ッセージチャネルを受信できなくなったことを判断して
から、次の無線ゾーンの周波数を選択する動作が開始さ
れるので、ハンドオーバに時間がかかり、少なくともフ
レームコントロールメッセージチャネルを受信できなく
なった時点から周波数選択動作が完了するまで、通信断
が発生してしまうことである。

【０００９】第１ハンドオーバ方式の第２従来例では、
フレームコントロールメッセージチャネルに、次の無線
ゾーンの周波数情報をもたせておくことにより、第１ハ
ンドオーバ方式の第１従来例の第１問題点を解決するこ
とはできる。また周波数選択動作に要する時間を短縮で
きるので、第１ハンドオーバ方式の第１従来例の第２問
題点である通信断時間を短縮することができるが、通信
断時間が発生することを避けることはできない。

【００１０】第２ハンドオーバ方式の従来例は、第１ハ
ンドオーバ方式の第１、第２従来例の問題点を解決する
ことはできるが、位置情報を比較して通信周波数を切り
替えるために、その処理を行うのに高い処理能力を要
し、システムが高価になってしまうという問題がある。
その理由は、列車無線システムの場合は、走行する経路
が単純かつ限定されるので、位置情報を細かく表す必要
がないが、自動車の路車間通信システムの場合は、交差
点等があるため、走行路が複雑かつ多岐になり、かつ複
雑多岐な走行路間の電波干渉を避けるために、各走行路
毎に通信周波数を変更する必要があり、ハンドオーバが
頻繁に行われることになる。したがってハンドオーバを
行う位置を細かく表すことが要求されるので、位置情報
量が相対的に大きくなるとともに、現在走行している位
置の比較を頻繁におこなわなければならないので、位置
比較処理に高い処理能力が高くなってしまうということ
にある。

【００１１】そこで本発明の目的は、前記のような従来
のハンドオーバ方式のもつ問題を解消し、路上に設置さ
れる基地局と、車両に搭載される移動局との間で、複数
の連続した無線ゾーンを、通信周波数を切替えながら、
通信を行う路車間通信の移動局において、基地局と通信
を行う通信周波数を正しく判断することができ、通信断
時間の発生を防止し、かつシステム価格が安価なハンド
オーバ方式を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明は、移動局が次の無線ゾーンに達したことを
判断して、通信周波数を次の基地局の周波数に切替え
る。そのために、具体的には移動局は受信信号から得ら
れた次の無線ゾーンまでの距離と、車両の走行距離とを
比較して、車両が次の無線ゾーンに達したことを判断し
た場合に、受信信号から得られた次の無線ゾーン周波数
情報に通信周波数を切替える機能を有している。

【００１３】前記のような本発明は、移動局が受信信号
から次の無線ゾーンでの基地局との通信周波数情報を得
ているため、移動局はその受信周波数を順次切替えなが
ら、次の基地局と通信することができる通信周波数を探
す必要がない。また移動局は、受信信号から、次の無線
ゾーンまでの距離情報を得ているため、現在の基地局の
無線ゾーンを出て通信断になる前に、次の無線ゾーンへ
の周波数切替を行うことができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態について説明する。 図１において、第１基
地局１−１と、第２基地局１−２は、路側の柱やガント
リーを使用して、道路３の上部に設置され、車両に搭載
された移動局５との間で通信を行う機能を有している。
また内包するアンテナにより、道路３上にそれぞれ第１
無線ゾーン２−１と、第２無線ゾーン２−２とを形成す
る。この第１無線ゾーン２−１と、第２無線ゾーン２−
２との間の距離はｄであり、２つの無線ゾーン２−１
と、２−２とは、多少重なり合うように形成されてい
る。さらに第３基地局、第４基地局と、以降に基地局が
複数設置されても同様である。車両４は第１基地局１と
の通信を行う機能を有する移動局５と、車速パルス発生
器６を搭載している。

【００１５】図２には、車両側機器の１例の構成が示さ
れている。この車両側機器において、移動局５の移動局
無線機本体９は、基地局から移動局への信号を受信する
と、無線通信フレーム１３のフレームコントロールメッ
セージチャネル１４から、次無線ゾーン周波数情報１５
と、次無線ゾーン距離情報１６とを取り出して、次無線
ゾーン周波数情報１５を次無線ゾーン周波数情報保持機
能１０に書き込み、次無線ゾーン距離情報１６を、走行
距離比較機能１２へ入力する。次無線ゾーン周波数情報
保持機能１０は、移動局無線機本体９によって、書き込
まれた次無線ゾーン周波数情報を、移動局無線機本体９
によって、次無線ゾーン周波数情報が再度書き込まれる
まで保持する。

【００１６】車速パルス発生器６は、単位走行距離毎に
車速パルスを発生し、移動局５の車速パルス計数機能１
１へ入力する。車速パルス計数機能１１は、入力された
車速パルスを計数し、逐次走行距離情報に変換して、走
行距離比較機能１２へ入力する。走行距離比較機能１２
は、移動局無線機本体９から入力された次無線ゾーン距
離情報１６と、車速パルス計数機能１１から逐次入力さ
れる走行距離情報を比較し、走行距離情報が表す車両の
走行距離が、次ゾーン距離情報が表す距離以上になる
と、移動局無線機本体９に周波数切替指示を行うととも
に、車速パルス計数機能１１に車速パルス計数値のリセ
ット指示を行う。移動局無線機本体９は、走行距離比較
機能１２から周波数切替指示を受けると、次無線ゾーン
周波数情報保持機能１０から次無線ゾーン周波数情報を
読み出し、次無線ゾーン周波数情報によって、指示され
る通信周波数に通信周波数を切り替える。

【００１７】図３には、各基地局から移動局への無線通
信フレームの一例が示されている。無線フレーム１３
は、１つのフレームコントロールメッセージチャネル１
４と、４つのメッセージデータチャネルから構成されて
いる。フレームコントロールメッセージチャネル１４に
は、次無線ゾーン周波数情報１５と、次無線ゾーン距離
情報１６とが格納されている。

【００１８】次に図１の路車間通信システムにおけるハ
ンドオーバ方式の動作について説明する。車両４が道路
上を走行し、第１無線ゾーン２−１に入ると、移動局５
は第１基地局１−１の信号を受信する。図３を参照する
と、移動局は受信した信号のフレームコントロールメッ
セージチャネル１４から、次無線ゾーン周波数情報１５
と、次無線ゾーン距離情報１６を得ることができる。次
無線ゾーン周波数情報は、第２基地局１−２と通信を行
う周波数を指示する情報であり、次無線ゾーン距離情報
１６は、第１無線ゾーン２−１と、第２無線ゾーン２−
２との間の距離ｄを表す情報である。

【００１９】図２を参照すると、移動局５の移動局無線
機本体９は、次無線ゾーン周波数情報を、次無線ゾーン
周波数情報保持機能１０に書き込む。また移動局無線機
本体９は、次無線ゾーン距離情報を走行距離比較機能１
２に入力する。車両４は道路３上をある一定の距離を走
行する毎に車速パルス発生器６から車速パルスを発生す
る。この車速パルスは、走行速度を車両の速度計で表示
するための信号であり、ほとんどの車両に車速パルス発
生器は具備されており、一般的に走行距離が約３９ｃｍ
毎に車速パルスを発生している。この車速パルスの計数
した数と、車速パルスの発生単位距離との積によって、
車両４の走行距離を知ることができる。

【００２０】図２を参照すると、移動局５の車速パルス
計数機能１１は、入力された車速パルスを計数して、走
行距離情報を作成する。走行距離情報は、車速パルス計
数機能１１が車速パルスを計数する毎に逐次更新され
る。走行距離比較機能１２は、移動局無線機本体９から
入力された次無線ゾーン距離情報と、車速パルス計数機
能１が作成した走行距離情報とを比較する。

【００２１】車両４が道路３上を第１無線ゾーン２−１
と、第２無線ゾーン２−２との間の距離ｄだけ走行する
と、走行距離情報が表す距離が、次ゾーン距離情報が表
す距離ｄに等しくなるので、走行距離比較機能１２は、
移動局無線機本体９に対して周波数切替指示を行い、移
動局無線機本体９の通信周波数を次無線ゾーン周波数情
報保持機能１０に書き込まれた次ゾーン周波数情報によ
って、第２基地局１−２の通信周波数に切替させる。同
時に走行距離比較機能１２は、車速パルス計数機能１に
対して、車速パルスを計数した数をリセットさせる指示
を出し、車速パルス計数機能１１が第２無線ゾーン２−
２に車両が入ってからの走行距離情報を出せるようにす
る。

【００２２】車両４が道路３上を走行して、第３無線ゾ
ーンに入った場合の本発明の動作は、車両４が第１無線
ゾーン２−１から、第２無線ゾーン２−２に入った場合
の動作と同様である。このようにして車両４は、複数の
連続した無線ゾーンを走行しながら、基地局と通信を行
う通信周波数を正しく、かつ通信断時間の発生を防止し
ながら切り替えることが可能である。

【００２３】

【発明の効果】本発明は、前記のようであって、 （１）その第１の効果は、複数の電波が受信できる電波
環境においても、正しい周波数で基地局と通信できるこ
とであり、その理由は、次の基地局と通信する周波数
を、現在通信している基地局との通信において、得るこ
とができるので、誤った周波数を選択することがないか
らである。 （２）つぎに第２の効果は、ハンドオーバ時の通信断時
間の発生を防止することができることであり、その理由
は、通信周波数の切替動作を、移動局が現在の基地局の
無線ゾーンを出て、現在の基地局からの信号が受信でき
なくなったことを検出してから、開始するのではなく
て、移動局が次の無線ゾーンに入ったことを判断して開
始し、かつその地点においては、現在通信している基地
局の無線ゾーンと、次の基地局の無線ゾーンは、重なり
合っているので、移動局が通信周波数を切替える際に
は、現在及び次の両方の基地局と通信可能な状態にある
ため、通信周波数を切り替えても通信断が発生しないこ
とである。 （３）つぎに第３の効果は、システムが安価であること
であり、その理由は、通信周波数を切替える地点を判断
するのに、位置情報を使用するのではなくて、車両に普
通に具備されている車速パルス発生器の出力を両するた
め、特別なセンサ等が不要であり、また位置情報ではな
くて、走行距離情報でハンドオーバ地点を判断するの
で、距離の情報量に比べて小さいため、頻繁にハンドオ
ーバが発生する路車間通信システムにおいて、ハンドオ
ーバ開始の判断に、高価な処理能力を必要としないこと
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の俯瞰図である。

【図２】同上の車両側機器の詳細構成図である。

【図３】同上の基地局から移動局への無線通信フレーム
図である。

【図４】従来のハンドオーバ方式における路車間通信シ
ステムの俯瞰図である。

【図５】第１ハンドオーバ方式の第１従来例における基
地局から移動局への無線通信フレーム図である。

【図６】第１ハンドオーバ方式の第２従来例における基
地局から移動局への無線通信フレーム図である。

【符号の説明】

１−１ 第１無線ゾーンを形成する第１基地局 １−２ 第２無線ゾーンを形成する第２基地局 ２−１ 第１無線ゾーン ２−２ 第２無線ゾーン ３ 道路 ４ 車両 ５ 移動局 ６ 車速パルス発生器 ７ 車両 ８ 移動局 ９ 移動局無線機本体 １０ 次ゾーン周波数情報保持機能 １１ 車速パルス計数機能 １２ 走行距離比較機能 １３ 基地局から移動局への無線通信フレーム １４ フレームコントロールメッセージチャネル １５ 次ゾーン周波数情報 １６ 次ゾーン距離情報

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動局が受信信号から得られた次の無線
   ゾーンまでの距離と、車両の走行距離とを比較して、車
   両が次の無線ゾーンに達したことを判断した場合に、受
   信信号から得られた次無線ゾーン周波数情報に通信周波
   数を切り替えることを特徴とするハンドオーバ方式。