JP2004032155A - 移動通信システム、無線切替方法、移動基地局、及び携帯端末機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】公衆電話網に接続された固定基地局104,105は列車101の移動方向に沿って配設され、携帯端末機103を所持したユーザが搭乗する列車101には、固定基地局104,105に接続可能な移動基地局102が搭載されている。移動基地局102は、その通信エリア内に携帯端末機103が入り、列車101が次の駅へ移動を開始したことをもって現在接続中の固定基地局104とのハンドオーバを携帯端末機103から交代し、列車101の移動中にあっては固定基地局104から105に順次ハンドオーバする。列車101が次の停車駅に接近した時には、移動基地局102に代わって携帯端末機103が固定基地局105にハンドオーバする。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動通信システム、無線切替方法、移動基地局、及び携帯端末機に関し、特に、新幹線等で移動する移動体上で携帯端末機を使用した場合でも固定基地局とのハンドオーバが円滑に行えるようにする移動通信システム、無線切替方法、移動基地局、及び携帯端末機に関する。
【0002】
【従来の技術】
携帯電話の普及に伴い、その利用者は年々増加している。そして、将来、携帯電話は、多重化を符号で行うCDMA(code Division Multiplex :符号分割多重接続)を用いた次世代携帯電話に移行することが確実になっている。CDMAは、送信電力の低減が図れる、複数の携帯電話機が同時に同じ周波数帯域を利用できる等の特徴を有している。CDMAではスペクトラム拡散方式が用いられ、バースト的な送信ではなく一様に連続した送信が行われるため、電波障害を生じ難い。このため、新幹線等の移動体の中で携帯電話機を使用する人が増えることが予想される。しかし、既存のPDC(Personal Digital Cellular) 方式では、新幹線等による高速移動中においては、基地局のハンドオーバが円滑にできないため、通信不能になるケースがしばしば発生する。このため、新幹線や電車の中のユーザに対し、十分なサービスが行えないことが懸念される。
【0003】
高速移動中の通信を快適に行えるようにするものとして、例えば、特開平10−322747号公報がある。この発明は、ユーザが電車に乗る際に駅構内の改札口に設置された特定の無線基地局から位置制御信号を受信すると、移動機(携帯電話機)の制御部は、動作モードを通常の動作モードから特定空間モード(高速移動モード)に切り替え、受信電界強度を測定する際の平均化時間を短くするように測定部を制御する。これにより、測定部による受信電界強度の測定時間が短縮されるため、高速移動中の車内であってもユーザは移動機による通信が快適に行えるようになる。
【0004】
また、特開平9−84126号公報においては、高速移動体Mに中継局RSを設置し、車内を無線エリアにしたマイクロセルを形成し、車内の移動機が基地局との間で通信を行うとき、車内の移動機は車上の中継局RSに常に接続され、この中継局RSが高速移動体Mの移動に応じて順次基地局とハンドオーバを行う。これにより、高速移動体Mにおいても地上での通常の使用と変わることなく移動機による通信を行うことができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の移動通信システムによると、特開平10−322747号公報の発明では、車内の移動機は特定空間モードに切り替えられ、受信電界強度を測定する際の平均化時間が短くされるのみであり、高速移動体には中継局が搭載されていないため、高速移動という条件下ではハンドオーバが頻繁に行われることが予想され、ハンドオーバの際に受信電界強度の変化の影響を受けることになる。また、駅に専用の設備を設ける必要があり、設備コストが膨大になる。
【0006】
さらに、特開平9−84126号公報の発明では、基地局(ネットワーク)との通信は、常に高速移動体Mに搭載の中継局RSを経由して行われ、中継局RSを必要としないときでも中継局RSが介在するので、中継局RSの処理負担が大きくなる。更に、目的の駅に到着したユーザーが移動機で通話したまま下車し、ついで停車時間を終了した高速移動体Mが発車し、高速で離れて行く場合、ハンドオーバが生じるため、〔0005〕で説明した状況が発生し、これによって受信電界強度の変化の影響を受けることが懸念される。
【0007】
本発明の目的は、固定基地局と通信する携帯端末機が移動体で移動している時には固定基地局とのハンドオーバを行わず、受信電界強度の変化の影響を受けないようにした移動通信システム及び無線切替方法を提供するにある。
【0008】
本発明の他の目的は、移動体で移動中の携帯端末機に代わって固定基地局とのハンドオーバを代行し、受信電界強度の変化の影響を受けず、安定した通信が行えるようにした移動基地局を提供するにある。
【0009】
更に、本発明の他の目的は、移動体により移動するときでも、受信電界強度の変化の影響を受けることなく安定した通信が行えるようにした携帯端末機を提供するにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するため、第1の特徴として、高速移動が可能な移動体の移動方向に沿って連続的に配設されると共に公衆電話網に接続された固定基地局と、前記移動体に搭乗するユーザにより所持される携帯端末機及び前記複数の固定基地局に接続可能で前記移動体に搭載された移動基地局とを備え、前記移動基地局は、その通信エリア内に前記携帯端末機が入ると共に前記移動体が移動を開始したことをもって現在接続中の固定基地局とのハンドオーバを前記携帯端末機に代わって実行し、前記移動体が移動中のときには順次通信エリア内になった隣接の固定基地局にハンドオーバし、前記移動体が目的地に接近したときには前記目的地を通信エリアとする固定基地局とのハンドオーバを前記携帯端末機に交代することを特徴とする移動通信システムを提供する。
【0011】
このシステムによれば、移動体に搭載された移動基地局は、自己の通信エリア内に携帯端末機が入ると共に移動体の移動開始により携帯端末機に代わって固定基地局とハンドオーバし、移動体の移動中においては固定基地局を順次ハンドオーバし、更に、移動体が駅等の目的地に接近したときには現在地を通信エリアとする固定基地局とのハンドオーバを前記携帯端末機に交代することにより、移動体の移動中には携帯端末機が固定基地局とのハンドオーバを行う必要が無いため、受信電界強度の変化の影響を受けないようにすることができる。
【0012】
本発明は、上記の目的を達成するため、第2の特徴として、セルにより通信エリアを分担する複数の固定基地局を携帯端末機の移動に応じて順次ハンドオーバする無線切替方法において、ユーザの所持する携帯端末機が移動体に搭載された移動基地局の通信エリア内に入り、かつ前記移動体が移動を開始したことをもって前記移動体内の前記携帯端末機に代わって前記移動基地局が該移動基地局を通信エリアとする固定基地局にハンドオーバし、前記移動体が移動しているときには通信エリアになった固定基地局に順次前記移動基地局がハンドオーバし、移動していた前記移動体が目的地に接近したときには前記移動基地局に代わって前記携帯端末機が前記移動体の現在地を通信エリアとする固定基地局にハンドオーバすることを特徴とする無線切替方法を提供する。
【0013】
この方法によれば、移動体上の移動基地局の通信エリア内に携帯端末機が入ると共に移動体の移動開始をもって固定基地局とのハンドオーバを携帯端末機に代わって移動基地局が代行し、このハンドオーバは移動体の移動中にわたって実行され、移動体が移動状態から駅等の目的地に接近すると、固定基地局とのハンドオーバは移動基地局から携帯端末機に交代する。これにより、移動体の移動中には携帯端末機が固定基地局とのハンドオーバを行う必要が無いため、受信電界強度の変化の影響を受けないようにすることができる。
【0014】
本発明は、上記の目的を達成するため、第3の特徴として、携帯端末機が自己の通信エリア内に入ったことを検出する第1の検出手段と、前記携帯端末機を所持する乗客が搭乗した移動体の移動開始を検出する第2の検出手段と、前記第1及び第2の検出手段による2つの検出有りに基づいて現在接続中の固定基地局とのハンドオーバを前記携帯端末機に代わって実行し、前記移動体の移動中には圏内になる毎に隣接の固定基地局に順次ハンドオーバし、前記移動体が目的地に接近したときには前記目的地を通信エリアとする固定基地局に前記携帯端末機をハンドオーバさせる制御手段を備え、前記移動体に搭載されることを特徴とする移動基地局を提供する。
【0015】
この構成によれば、移動体に搭載された移動基地局は、その通信エリア内に携帯端末機が進入し、かつ移動体が移動を開始したことをもって携帯端末機に代わって固定基地局とのハンドオーバを行い、移動体が目的地に接近した時にはその現在地を通信エリアとする固定基地局とのハンドオーバを携帯端末機に切り換える。これにより、移動体の移動中は固定基地局とのハンドオーバを移動基地局が行うために、受信電界強度の変化の影響を受けないようにすることができる。
【0016】
本発明は、上記の目的を達成するため、第4の特徴として、無線により公衆電話網に接続された固定基地局との通信が能な携帯端末機において、移動体の近傍及び前記移動体に乗車中に前記移動体に搭載された移動基地局との通信が可能な通信手段を備え、前記移動体と共に移動中であるときには前記移動基地局と通信し、移動中の前記移動体が目的地に接近したときには前記目的地を通信エリアとする固定基地局にハンドオーバすることを特徴とする携帯端末機を提供する。
【0017】
この構成によれば、移動体により携帯端末機が移動中のときには、移動体に搭載された移動基地局と通信し、移動中の移動体が駅等の目的地に接近したときには現在地を通信エリアとする固定基地局にハンドオーバする。これにより、移動体の移動中は固定基地局とのハンドオーバを移動基地局が行うため、受信電界強度の変化の影響を受けないようにすることができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は本発明による移動通信システムの構成を示し、図2は図1に示した各部の配置状況を示す。
図1において、移動通信システムは、新幹線等の列車101、この列車101に搭載された移動基地局102、列車101の内外でユーザにより使用される携帯端末機103、移動基地局102又は携帯端末機103と無線により通信する固定基地局104,105、この固定基地局104及び105に接続された基地局制御装置106、及び基地局制御装置106に接続されたネットワーク107(公衆電話網)を備えて構成されている。ここで、携帯端末機103は携帯電話機であるとする。また、ネットワーク107は、移動電話網、固定電話網、更にはインターネットを含むものとする。
【0019】
図2に示すように、列車101は、駅201及び駅202を経由するように敷設された線路203上を走行する。固定基地局104は駅201を通信エリアとするように配置され、固定基地局105は駅202を通信エリアとするように配置されている。通常、列車101内の携帯端末機103は、駅201をカバーする固定基地局104と接続する。列車101内における携帯端末機103は移動基地局102に接続されることにより、ハンドオーバの処理を行うことなく固定基地局側と通信することができる。
【0020】
列車101は固定された線路203上を所定の速度で移動するため、列車101の位置特定が容易である。したがって、列車101の位置情報から、移動基地局102がハンドオーバする固定基地局を一義的に決定することができる。携帯端末機103は、移動基地局102に接続するのみで、固定基地局104又は105とハンドオーバを行わずに通信を行うことができる。列車101が駅201の次の駅202に近づくと、列車101の位置情報により、移動基地局102は駅202をカバーする固定基地局105にハンドオーバし、引き続き通信を行う。
【0021】
次に、本発明の移動通信システムの動作を図1〜図5を参照して説明する。
図3は、図2に示した列車101が駅201の所在地Aから出発する時点の処理を示し、図4は列車101が固定基地局104と固定基地局105のエリアの境界部Bを通過するときの処理を示す。また、図5は列車101が駅202の所在地Cを通過するときの状態を示す。なお、図3〜図5における図中のSは、ステップを表している。
【0022】
図3において、携帯端末機103を所持するユーザが駅201のホーム等にいるときに携帯端末機103を利用した場合、携帯端末機103は駅201を通信エリアとする固定基地局104を介して(S301)、ネットワーク107に接続される(S302)。次に、ユーザが列車101に乗車すると(S300A)、携帯端末機103は列車101に設置された移動基地局102を検出し(S303)、その検出結果を固定基地局104に通知する(S304)。この通知を受けた固定基地局104は、S304で得た情報(移動基地局102の検出結果)をネットワーク107に通知する(S305)。
【0023】
列車101が走行を開始すると、その移動開始が移動基地局102により検出され(S300B)、その情報は固定基地局104に通知される(S306)。さらに、固定基地局104はS306で得た情報をネットワーク107に通知する(S307)。ネットワーク107は、携帯端末機103がハンドオーバをする情報指令を固定基地局104に通知する(S308)。この通知は、固定基地局104により携帯端末機103に転送される(S309)。
【0024】
その後、携帯端末機103は、それまでハンドオーバしていた固定基地局104から列車101内に設置した移動基地局102に切り替えられる(S300C)。これにより、携帯端末機103は、移動基地局102及び固定基地局104を介してネットワーク107に接続され、通信が行われる(S310、S311、S312)。
【0025】
次に、図4を参照して、列車101が走行する過程で、列車101が固定基地局104と固定基地局105の通信エリアの境界部Bを通過するときの処理を説明する。列車101が図2の境界部Bを通過するとき、移動基地局102は列車101の位置情報に基づいて接続対象となる固定基地局を検出する(S400A)。ここでは、次の駅202をカバーする固定基地局105の情報が検出される(S401)。移動基地局102は固定基地局105に関する検出情報を固定基地局104に知らせ(S402)、固定基地局104は受けた検出情報をネットワーク107に通知する(S403)。ネットワーク107は、次のハンドオーバが移動基地局102である旨の指示を固定基地局104に知らせ(S404)、固定基地局104はこの指示を移動基地局102に知らせる(S405)。移動基地局102はハンドオーバを起動し、接続先を固定基地局104から固定基地局105に切り替え(S400B)た後、この固定基地局105を介してネットワーク107との間で通信を行う(S406,S407)。このとき、境界部Bにおいては、列車101内の携帯端末機103は、常に車載の移動基地局102を介して通信を行い、携帯端末機103自身がハンドオーバの処理をすることはない。
【0026】
次に、図5を参照し、列車101が駅202の所在地Cを通過するときの処理を説明する。列車101が図2の駅202(C位置)に到着しようとすると、移動基地局102は位置情報に基づいて駅202に近いことを検出し(S500A)、この結果を現在接続中の固定基地局105に通知する(S501)。固定基地局105は受信したS501の情報をネットワーク107に通知する(S502)。ネットワーク107は、携帯端末機103がハンドオーバする旨の指示を固定基地局105に通知する(S503)。固定基地局105は、受信した情報を移動基地局102に通知する(S504)。この移動基地局102は、固定基地局105から受信した情報を携帯端末機103に通知する(S505)。携帯端末機103はハンドオーバを起動し(S500B)、現在接続中の移動基地局102から固定基地局105に切り替え、ネットワーク107との間で通信を行う(S506,S507)。
【0027】
以上説明した携帯端末機103、移動基地局102、及び固定基地局104,105の接続関係を示したのが〔表1〕である。
【表1】
【0028】
このように、列車101が移動中のときには移動基地局102を介して携帯端末機103と現在地をカバーする固定基地局とが接続され、次の駅に到着する度に、移動基地局102から到着駅をカバーする固定基地局に切り替えられ、携帯端末機103は移動基地局102を通さずに到着駅をカバーする固定基地局と直接に接続される。したがって、列車101で走行中の通話においては携帯端末機103によるハンドオーバを必要としない。そして、列車101が駅に近づけば移動基地局102からその駅をエリアとする固定基地局に切り替えられるため、ユーザが携帯端末機103で通話をしながら到着駅を下車し、その後に列車101が遠ざかった場合でも、新たにハンドオーバを行う必要がなく、また、移動基地局102を介さない固定基地局との通常の接続状態になるため、ハンドオーバに伴う受信電界強度の変化の影響を受けることがない。
【0029】
因みに、特開平9−84126号公報の発明の場合、列車で移動中の接続は本発明と変わらないが、駅に近づいても基地局との通信は、常に高速移動体Mに搭載の中継局RSを経由して行われるため、ユーザが携帯端末機103で通話をしながら到着駅を下車し、その後に列車が駅を高速に離れて行った場合、中継局RSから固定基地局へのハンドオーバが生じるため、受信電界強度の変化の影響を受け易くなる。
【0030】
上記実施の形態においては、移動体として列車(電車、新幹線等)を例示したが、本発明は列車に限るものではなく、一定の軌道に沿って移動している物体であれば本発明を適用できる。例えば、高速道路や有料道路を走る高速バスなどがある。この場合、図2の駅201,202を停留所に置き換えればよい。
【0031】
また、携帯端末機103は、携帯電話機のほか、PHS(Personal HandyphoneSystem)電話機、公衆電話網に接続可能な無線通信機能を有するPDA(Personal Digital Assistant)端末機も含まれる。
【0032】
【発明の効果】
以上より明らかなように、本発明の移動通信システム、無線切替方法、及び移動基地局によれば、移動体に搭載された移動基地局が、自己の通信エリア内に携帯端末機が入ると共に移動体が移動を開始すると、携帯端末機に代わって固定基地局とハンドオーバし、移動体の移動中においては固定基地局を順次ハンドオーバし、更に、移動体が駅等の目的地に接近したときには目的地を通信エリアとする固定基地局とのハンドオーバを前記携帯端末機に交代するようにしたため、移動体の移動中には携帯端末機が固定基地局とのハンドオーバを行う必要が無くなり、受信電界強度の変化の影響を受けないようにすることができる。
【0033】
また、本発明の携帯端末機によれば、携帯端末機が移動体による移動中には移動体に搭載された移動基地局を介して固定基地局と通信し、移動中の移動体が駅等の目的地に接近したときには目的地を通信エリアとする固定基地局にハンドオーバするようにしたため、移動体の移動中においては移動基地局が固定基地局にハンドオーバし、受信電界強度の変化の影響を受けないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による移動通信システムの構成図である。
【図2】図1に示した各部の配置状況を示す説明図である。
【図3】図2に示した列車が駅の所在地Aから出発する時点の処理を示すフローチャートである。
【図4】図2に示した列車が固定基地局と固定基地局の通信エリアの境界部Bを通過するときの処理を示すフローチャートである。
【図5】図2に示した列車が駅の所在地Cを通過するときの状態を示すフローチャートである。
【符号の説明】
101 列車
102 移動基地局
103 携帯端末機
104,105 固定基地局
106 基地局制御装置
107 ネットワーク
201,202 駅
203 線路
Claims (11)
- 高速移動が可能な移動体の移動方向に沿って連続的に配設されると共に公衆電話網に接続された固定基地局と、
前記移動体に搭乗するユーザにより所持される携帯端末機及び前記複数の固定基地局に接続可能で前記移動体に搭載された移動基地局とを備え、
前記移動基地局は、その通信エリア内に前記携帯端末機が入ると共に前記移動体が移動を開始したことをもって現在接続中の固定基地局とのハンドオーバを前記携帯端末機に代わって実行し、前記移動体が移動中のときには順次通信エリア内になった隣接の固定基地局にハンドオーバし、前記移動体が目的地に接近したときには前記目的地を通信エリアとする固定基地局とのハンドオーバを前記携帯端末機に交代することを特徴とする移動通信システム。 - 前記移動体は、列車、電車、又は自動車を含む車両であり、前記目的地は、次に停車する駅又は停留所であることを特徴とする請求項1記載の移動通信システム。
- 前記携帯端末機は、携帯電話機、PHS(Personal Handyphone System)電話機、公衆電話網に接続可能な無線通信機能を有するPDA(Personal Digital Assistant)機であることを特徴とする請求項1記載の移動通信システム。
- セルにより通信エリアを分担する複数の固定基地局を携帯端末機の移動に応じて順次ハンドオーバする無線切替方法において、
ユーザの所持する携帯端末機が移動体に搭載された移動基地局の通信エリア内に入り、かつ前記移動体が移動を開始したことをもって前記移動体内の前記携帯端末機に代わって前記移動基地局が該移動基地局を通信エリアとする固定基地局にハンドオーバし、
前記移動体が移動しているときには通信エリアになった固定基地局に順次前記移動基地局がハンドオーバし、
移動していた前記移動体が目的地に接近したときには前記移動基地局に代わって前記携帯端末機が前記移動体の現在地を通信エリアとする固定基地局にハンドオーバすることを特徴とする無線切替方法。 - 前記移動体は、列車、電車、又は自動車を含む車両であり、前記目的地は、次に停車する駅又は停留所であることを特徴とする請求項4記載の無線切替方法。
- 前記携帯端末機は、携帯電話機、PHS(Personal Handyphone System)電話機、公衆電話網に接続可能な無線通信機能を有するPDA(Personal Digital Assistant)機であることを特徴とする請求項4記載の無線切替方法。
- 携帯端末機が自己の通信エリア内に入ったことを検出する第1の検出手段と、
前記携帯端末機を所持する乗客が搭乗した移動体の移動開始を検出する第2の検出手段と、
前記第1及び第2の検出手段による2つの検出有りに基づいて現在接続中の固定基地局とのハンドオーバを前記携帯端末機に代わって実行し、前記移動体の移動中には圏内になる毎に隣接の固定基地局に順次ハンドオーバし、前記移動体が目的地に接近したときには前記目的地を通信エリアとする固定基地局に前記携帯端末機をハンドオーバさせる制御手段を備え、前記移動体に搭載されることを特徴とする移動基地局。 - 前記制御手段は、前記第2の検出手段が前記移動体の移動開始を検出したとき、移動基地局とのハンドオーバを前記携帯端末機に指示させるために前記検出を前記公衆電話網側に通知することを特徴とする請求項7記載の移動基地局。
- 前記制御手段は、前記移動体が現在接続中の固定基地局に隣接する固定基地局の通信エリアに進入したことを検出する第3の検出手段を備え、この第3の検出手段による検出結果を公衆電話網側に通知し、この通知に対する公衆電話網側からの指示に応じて前記隣接する固定基地局とのハンドオーバを行うことを特徴とする請求項7記載の移動基地局。
- 前記制御手段は、前記移動体が次の停止予定地に接近したことを検出する第4の検出手段を備え、この第4の検出手段の検出有りに基づいて前記移動体が前記目的地の場所を通信エリアとする固定基地局にハンドオーバする指示を公衆電話網側から前記携帯端末機に通知させることを特徴とする請求項7記載の移動基地局。
- 無線により公衆電話網に接続された固定基地局との通信が能な携帯端末機において、
移動体の近傍及び前記移動体に乗車中に前記移動体に搭載された移動基地局との通信が可能な通信手段を備え、
前記移動体と共に移動中であるときには前記移動基地局と通信し、移動中の前記移動体が目的地に接近したときには前記目的地を通信エリアとする固定基地局にハンドオーバすることを特徴とする携帯端末機。
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