JP2004173142A

JP2004173142A - 移動体通信システムおよび移動体通信方法

Info

Publication number: JP2004173142A
Application number: JP2002339031A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Ando; 和典安藤; Toshio Mise; 敏生三瀬; Nagayasu Harada; 永康原田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-11-22
Filing date: 2002-11-22
Publication date: 2004-06-17
Anticipated expiration: 2022-11-22
Also published as: JP3907579B2

Abstract

【課題】汎用ルータを使用できる安価な移動体通信システムを提供する。
【解決手段】移動体４０の位置情報を管理する移動体位置管理装置１７と、移動体４０の位置情報が蓄積されていると共に、データの送信先アドレスを制御するルータ１１と、ルータ１１に接続され、移動体４０位置情報と共に、移動体に向けて送信されたデータを、全基地局向けのデータにアドレスを変換するアドレス変換機１４を有した中央局１０と、中央局１０から送信される位置情報に基づいて自局の通信エリア内に存在す移動体を検出すると共に、中央局１０から送信されたデータが自局の通信エリア内に存在する移動体向けのデータであるか否かを判断し、自局の通信エリア内に存在する移動体向けのデータである場合は、当該移動体にデータを送信する複数の基地局３０ａ，３０ｂ，・・・３０ｎを備える。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、新幹線の列車や高速道路を走行する自動車のように、既定の走行路線を走行する移動体同士の間、あるいは移動体と地上に設置された機器との間の通信を、ＩＰ（ＩｎｔｅｒｎｅｔＰｒｏｔｏｃｏｌ）技術を用いて実現する移動体通信システムおよび移動体通信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２は、移動体同士の間あるいは移動体と地上に設置された機器との間の通信（情報配信）を行う従来の移動体通信システムの概略構成を示す図である。
図において、１００は中央局、１１０は中央局１００に設置されたルータ（
ｒｏｕｔｅｒ）であり、ルータ１１０はＩＰデータの行き先を制御する。
【０００３】
また、１２０は上記ルータ１１０内で蓄積されている移動体の移動体の位置を管理するデータ（即ち、位置情報）、１３ａ、１３ｂは中央局１００に設置され、移動体との間あるいは地上に設置された機器との間で通信（情報配信）を行う端末である。
なお、図では、端末は１３ａ、１３ｂの２台が示されているが、中央局１００内の端末の設置台数はこれに限られるものではない。
また、２００ａおよび２００ｂは中央局１００の負荷を考慮して適宜配置されるサブ中央局、２１ａおよび２１ｂはサブ中央局２００ａおよび２００ｂにそれぞれ配置されたＩＰデータの行き先を制御するルータ、２２ａ、２２ｂはルータ２１ａおよびルータ２１ｂ内にそれぞれ蓄積されている移動体の位置を管理するデータ（即ち、移動体の位置情報）である。
【０００４】
３００ａ、３００ｂ、・・・３００ｎは、移動体との間で電波の送受信により通信（情報配信）を行うための基地局である。
基地局３００ａ、３００ｂ、・・・３００ｎは、各基地局間で通信エリアが途絶えることがないように移動体の走行路線に沿って所定の間隔を有して配置されている。
また、３１ａ、３１ｂ、・・・３１ｎは、基地局３００ａ、３００ｂ、・・・・３００ｎにそれぞれ設置されるＩＰデータの行き先を制御するルータである。
【０００５】
また、３２ａ、３２ｂ、・・・３２ｎは、基地局３００ａ、３００ｂ、・・・・３００ｎのそれぞれのエリア内に存在している移動体を管理している移動体管理データ、３３ａ、３３ｂ、・・・３３ｎは、基地局３００ａ、３００ｂ、・・・・３００ｎにそれぞれ設置され、無線（電波）により移動体との間でＩＰデータを送受信するための基地局設置無線機である。
また、４００は移動体（例えば、列車）であり、４１は移動体４００内のＩＰデータの行き先を制御するルータである。
【０００６】
また、４２ａおよび４２ｂは移動体４００内のデータをやり取りするための端末、４３は各基地局との間で無線（電波）によりＩＰデータを送受信するための移動体設置無線機である。
なお、図では、移動体４００内の端末は、４２ａおよび４２ｂの２台が示されているが、端末の設置台数はこれに限られるものではない。
また、移動体４００も１台に限られるものではなく、走行路線において複数の移動体が存在してもよいし、あるいは、一部の移動体に代わり、移動体と同様の構成を有し、基地局との間でＩＰデータの送受信が可能な地上に設置された機器であってもよい。
【０００７】
次、図２に示した従来のシステムにおける動作について説明する。
いま、移動体４００が、例えば、基地局３００ｂの通信エリア内に入った場合を考える。
この場合、移動体４００のルータ４１から移動体設置無線機４３ｂおよび基地局設置無線機３３ｂを介して基地局３００ｂ内に設置されたルータ３１ｂに移動体４００の位置の登録要求を行い、ルータ３１ｂ内の移動体管理データ３２ｂの更新を行う。
基地局３００ｂのルータ３１ｂは、移動体管理データ３２ｂを更新した後、中央局１００に設置のルータ１１０に移動体の位置情報を送信し、ルータ１１０は内部に蓄積している移動体位置情報１２０の更新を行う。
【０００８】
中央局１００に設置のルータ１１０は、移動体位置情報を更新した後、サブ中央局２００ａおよび２００ｂにそれぞれ設置のルータ２１ａおよび２１ｂに対して、移動体の位置更新情報を送信する。
サブ中央局２００ａ、２００ｂにそれぞれ設置されているルータ２１ａおよび２１ｂは、受信した移動体の位置更新情報に基づいて、移動体の位置管理データ２２ａおよび２２ｂの更新を行う。
以上により、中央局１００のルータ１１０、各サブ中央局のルータ２１ａおよび２１ｂおよび各基地局のルータ３１ａ、３１ｂ、・・・３１ｎは、移動体４００が基地局間を移動してもその位置を常に把握できる。
【０００９】
例えば、中央局１００の端末１３ａから移動体４００内の端末４２ｂに対してＩＰデータを送信する場合の動作について説明を行う。
中央局１００内のルータ１２０およびサブ中央局２００ａ、２００ｂ内のルータ２１ａ、２１ｂは、全ての各移動体内の端末のホームアドレスと気付アドレスの２種類のアドレスが管理できるようになっており、予め移動体のホームアドレスが登録されている。
中央局１００の端末１３ａから移動体４００にＩＰデータを送信する場合に、中央局１００の端末１３ａは移動体４００の端末４２ｂのホームアドレスを宛先にしてデータを送信する。
【００１０】
中央局１００のルータ１１０、サブ中央局２００ａおよび２００ｂのルータ２１ａおよび２１ｂでは、上記の移動体４００の位置登録時に移動体４００に対する送信データが位置されている基地局３００ｂ宛てに届くように、移動体４００宛てのＩＰデータの宛先アドレス（即ち、気付アドレス）を登録する。
中央局１００のルータ１１０は、届いた移動体４００の端末４２ｂ宛てのＩＰデータに対して、上記気付アドレスを付加したデータ（即ち、気付けアドレスが付加されたＩＰデータ）を基地局３００ｂ宛てに送信する。
【００１１】
送信された気付アドレスの付いたＩＰデータは、サブ中央局２００ａ内のルータ２１ａを経由して基地局３００ｂに届く。
基地局３００ｂ内に設置のルータ３１ｂは、内部に蓄積している移動体判定用のデータである移動体管理データ３２ｂと照合を行い、受信したＩＰデータが自基地局に存在する移動体４００内の端末４２ｂ宛てのＩＰデータであると判定すると、受信データに付いていた気付アドレス部を削除し、宛先を端末４２ｂのホームアドレス宛のＩＰデータとして、無線機３３ｂに送信する。
基地局設置無線機３３ｂから電波として送信されたデータは移動体４００内の移動体設置無線機４３で受信され、ルータ４１に届き、ルータ４１は端末４２ｂ宛てのＩＰデータと判断し、端末４２ｂ宛てに送信する。
そして、端末４２ｂはルータ４１から送信されたＩＰデータを受信する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述した通り、従来のＩＰ技術による移動体通信システムでは、移動体が基地局間を移動する毎に、中央局、サブ中央局および基地局に設置しているＩＰデータの行先を制御するルータ内で管理している移動体の行先を示すルーティングテーブルを移動体の位置が変化するに従って変更する必要があり、かつ、移動体向けの送信データの宛先を、ホームアドレス、気付アドレスと言う２種類のアドレスで管理し、移動体向けのデータ（ホームアドレス宛てのデータ）を移動体の位置により決まる気付アドレス（基地局までの経路を規定するアドレス）を付加して送信し、電波で送信する前に気付アドレスを削除する機能に対応したルータを使用する必要があった。
【００１３】
本発明は、従来ではルーティングテーブルを移動体の移動の変化により動的に変更することができ、かつ、移動体対応にホームアドレス、気付アドレスの２種類のアドレスを管理できるルータが必用であったのに対して、そのような機能を必要としない汎用のルータを使用した安価な移動体通信システムあるいは移動体通信方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る移動体通信システムは、通信エリアが連続するように複数の基地局が配置された走行路線を移動する移動体用の通信システムであって、
移動体がどの基地局の通信エリア内に存在するのかの位置情報を管理する移動体位置管理装置と、移動体の位置情報が蓄積されていると共に、データの送信先アドレスを制御するルータと、上記ルータに接続され、上記移動体の位置情報と共に、移動体に向けて送信されたデータを、全基地局向けのデータにアドレスを変換するアドレス変換機を有した中央局と、
上記中央局から送信される位置情報に基づいて自局の通信エリア内に存在す移動体を検出すると共に、上記中央局から送信されたデータが自局の通信エリア内に存在する移動体向けのデータであるか否かを判断し、自局の通信エリア内に存在する移動体向けのデータである場合は、当該移動体にデータを送信する複数の基地局を備えたものである。
【００１５】
また、この発明に係る移動体通信方法は、通信エリアが連続するように複数の基地局が配置された走行路線を移動する移動体用の通信方法であって、
各基地局は常に自局内に存在する移動体を検知でき、移動体に対してデータを送信する場合は必ずデータが中央局を経由するようにし、中央局でデータを全基地局に対して送信できるようにアドレス変換し、各基地局において中央局から送信されてきたデータのアドレスを分析し、自局に存在する移動体向けのデータである場合は、当該移動体に対してデータを送信するものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。
なお、従来のものと同一符号は、同一あるいは相当のものを表す。
実施の形態１．
図１は、移動体同士の間あるいは移動体と地上に設置された機器との間の通信（情報配信）を行う実施の形態１によるシステムの概略構成を示す図である。
図において、１０は中央局、１１は中央局１０に設置されたルータ（ｒｏｕｔｅｒ）であり、ルータ１１はＩＰデータの行き先を制御する。
なお、一般的にルータ（ｒｏｕｔｅｒ）とはネットワークで経路の選択や信号のやりとりの制御を行う機器のことである。
【００１７】
また、１２は上記ルータ１１内で蓄積されている移動体の移動体の位置を管理するデータ（即ち、位置情報）、１３ａ、１３ｂは中央局１００に設置され、移動体との間あるいは地上に設置された機器との間で通信（情報配信）を行う端末である。
なお、図では、端末は１３ａ、１３ｂの２台が示されているが、中央局１０内の端末の設置台数はこれに限られるものではない。
また、１４はルータ１１に接続されるアドレス変換機、１５はアドレス変換機１４に接続されるＬＡＮスイッチ、１６はアドレス変換機１４内に記憶されている全移動体の宛先を示すデータ（移動体アドレス表）、１７は中央局１０に設置され、移動体の位置情報を管理する移動体位置管理装置である。
【００１８】
３０ａ、３０ｂ、・・・３０ｎは移動体との間で電波の送受信により通信（情報配信）を行うための基地局である。
基地局３０ａ、３０ｂ、・・・３０ｎは、各基地局間で通信エリアが途絶えることがないように移動体の走行路線に沿って所定の間隔を有して配置されている。
３４ａ、３４ｂ、・・・３４ｎは、各基地局３０ａ、３０ｂ、・・・３０ｎにそれぞれ設置され、中央局１０のＬＡＮスイッチ１５から送られてきたＩＰデータを受けるＬＡＮスイッチである。
【００１９】
３５ａ、３５ｂ、・・・３５ｎは、ＬＡＮスイッチ３４ａ、３４ｂ、・・・３４ｎにそれぞれ接続され、中央局１０から送られてきたＩＰデータを分析し、自基地局（自局）の通信エリア内に存在する移動体向けのデータであるかどうかを判断し、自基地局の通信エリア内に存在する移動体向けのデータである場合は、自基地局内の基地局設置無線機３３ａ、３３ｂ、・・・３３ｎにそれぞれデータを送信する基地局制御装置である。
また、３６ａ、３６ｂ、・・・３６ｎは、基地局制御装置３５ａ、３５ｂ、・・・３５ｎ内にそれぞれ記憶されている自基地局の通信エリア内に存在する移動体を識別する為の移動体判定用データである。
【００２０】
４０は移動体であり、４１は移動体４０内に設置されたＩＰデータの行先を制御するルータ、４２ａおよび４２ｂは移動体４０内に設置されたデータをやり取りする端末、４３は移動体４０内に設置された電波を送受信する移動体設置無線機、４４は移動体４０内に設置され、基地局間移動を検出した位置登録要求を送信する移動体制御装置ある。
なお、図１では、移動体４０内の端末は、４２ａおよび４２ｂの２台が示されているが、端末の設置台数はこれに限られるものではない。
また、移動体４０も１台に限られるものではなく、複数の移動体が存在してもよいし、一部の移動体に代わり、移動体と同様の構成を有し、基地局との間でＩＰデータの送受信が可能な地上に設置された機器であってもよい。
【００２１】
次に、図１に示した本実施の形態による移動体通信システムの動作について説明する。
図１において、移動体４０内の移動体制御装置４４は、基地局間を移動したことを検出すると、中央局１０の移動体位置管理装置１７に対して、位置登録録要求とて、例えば、移動体４０の宛先番号、進入した基地局を示す基地局番号を送信する。
移動体位置管理装置１７は、移動体４０より送信された上記データを元に位置管理データの更新を行い、更新後のデータを全基地局の基地局制御装置３５ａ、３５ｂ、・・・３５ｎ宛てに送信する。
【００２２】
基地局制御装置３５ａ、３５ｂ、・・・３５ｎは、受信した移動体の位置更新情報を元に装置内に蓄積している自基地局内に存在する移動体判定用データ３６ａ、３６ｂ、・・・３６ｎの更新を行う。
いま、例えば、中央局１０に設置された端末１３ａから移動体４０内に設置された端末４２ｂに対してデータを送信する場合、中央局１０の端末１３ａから移動体４０の端末４２ｂの宛先を示すアドレスを付けて狙い撃ち（ユニキャスト）でＩＰデータを送信する。
【００２３】
中央局１０内に設置のルータ１１は、予め全ての移動体内の端末向けＩＰデータがアドレス変換機１４に対して流れるように設定しておく。
また、中央局１０内に設置した端末１３ａから移動体４０内に設置の端末４２ｂへ送信されたＩＰデータもアドレス変換機１４に送信される。
アドレス変換機１４は、内部に蓄積している移動体アドレス表１６と受信したＩＰデータ内に記録されている移動体４０の端末４２ｂを示すアドレスを照合し、当該データが移動体向けのＩＰデータと判断する。
【００２４】
アドレス変換機１４は、移動体向けＩＰデータと判断した場合は当該データをユニキャストデータからブロードキャストデータに変換し、中央局１０内に設置のＬＡＮスイッチ１５に対してＩＰデータを送信する。
中央局１０内に設置のＬＡＮスイッチ１５は、ブロードキャストデータとして受信したデータを全基地局３０ａ、３０ｂ、・・・３０ｎ向けに送信を行う。
各基地局３０ａ、３０ｂ、・・・３０ｎ内にそれぞれ設置のＬＡＮスイッチ３５ａ、３５ｂ、・・・３５ｎは、中央局１０内に設置のＬＡＮスイッチ１５から送信されたＩＰデータを受信し、基地局制御装置３５ａ、３５ｂ、・・・３５ｎへ送信する。
【００２５】
移動体４０が基地局３０ｂの通信エリア内に存在する場合、基地局３０ｂ内に設置された基地局制御装置３５ｂは、装置内に蓄積している移動体判定用データ３６ｂと、受信したＩＰデータ内に記録されている移動体４０宛てのアドレスを照合し、一致すれば、自基地局内に存在する移動体宛てデータであると判断し、ＩＰデータを基地局設置無線機３３ｂに送信し、基地局設置無線機３３ｂは電波としてＩＰデータを送信する。
【００２６】
また、基地局制御装置３５ａ、・・・３５ｎは、それぞれ装置内に蓄積している移動体判定用データ３６ａ、・・・３６ｎと、受信したＩＰデータ内に記録されている移動体４０宛てのアドレスを照合し、一致しなければ、自基地局内に存在しない移動体宛てデータであると判断して、それぞれの基地局設置無線機３３に対してデータを送信し、この時点でデータが消滅する。
【００２７】
移動体４０に設置された移動体設置無線機４３は、基地局３０ｂに設置された基地局設置無線機３３ｂから出力された電波を受信し、受信したデータをＩＰデータして移動体制御装置４４に送信し、移動体制御装置４４は移動体４０内設置のルータ４１にＩＰデータを送信する。
ルータ４１は、受信したＩＰデータのアドレスを調べ、移動体４０に設置の端末４２宛てのデータと判断し、端末４２ｂに対してＩＰデータを送信する。
端末４２ｂは、ルータ４１より送信されたＩＰデータを受信する。
【００２８】
以上説明したように、本実施の形態に係る移動体通信システムは、通信エリアが連続するように複数の基地局が配置された走行路線を移動する移動体用の通信システムであって、
移動体４０がどの基地局の通信エリア内に存在するのかの位置情報を管理する移動体位置管理装置１７と、移動体４０の位置情報が蓄積されていると共に、データの送信先アドレスを制御するルータ１１と、ルータ１１に接続され、移動体４０の位置情報と共に、移動体４０に向けて送信されたデータを、全基地局向けのデータにアドレスを変換するアドレス変換機１４を有した中央局１０と、中央局１０から送信される位置情報に基づいて自局の通信エリア内に存在す移動体４０を検出すると共に、中央局１０から送信されたデータが自局の通信エリア内に存在する移動体向けのデータであるか否かを判断し、自局の通信エリア内に存在する移動体向けのデータである場合は、当該移動体にデータを送信する複数の基地局を備えているので、従来では、移動体に対応するホームアドレスと気付けアドレスの２種類のアドレスを管理でき、ルーティングテーブルを移動体の移動の変化により動的に変更できるルータが必用であったのに対して、本発明ではルーティングテーブルを動的に変更しなくてもよい安価な汎用のルータを使ってシステムを構築できる。
【００２９】
【発明の効果】
この発明による移動体通信システムは、通信エリアが連続するように複数の基地局が配置された走行路線を移動する移動体用の通信システムであって、
移動体がどの基地局の通信エリア内に存在するのかの位置情報を管理する移動体位置管理装置と、移動体の位置情報が蓄積されていると共に、データの送信先アドレスを制御するルータと、上記ルータに接続され、移動体の位置情報と共に、移動体に向けて送信されたデータを、全基地局向けのデータにアドレスを変換するアドレス変換機を有した中央局と、中央局から送信される位置情報に基づいて自局の通信エリア内に存在す移動体を検出すると共に、中央局から送信されたデータが自局の通信エリア内に存在する移動体向けのデータであるか否かを判断し、自局の通信エリア内に存在する移動体向けのデータである場合は、当該移動体にデータを送信する複数の基地局を備えているので、移動体に対応するホームアドレスと気付けアドレスの２種類のアドレスを管理する必要がなく、ルーティングテーブルを動的に変更しなくてもよい汎用のルータを使用できる安価な移動体通信システムを提供できる。
【００３０】
また、この発明による移動体通信方法は、通信エリアが連続するように複数の基地局が配置された走行路線を移動する移動体用の通信方法であって、
各基地局は常に自局内に存在する移動体を検知でき、移動体に対してデータを送信する場合は必ずデータが中央局を経由するようにし、中央局でデータを全基地局に対して送信できるようにアドレス変換し、各基地局において中央局から送信されてきたデータのアドレスを分析し、自局に存在する移動体向けのデータである場合は、当該移動体に対してデータを送信するので、移動体に対応するホームアドレスと気付けアドレスの２種類のアドレスを管理する必要がなく、ルーティングテーブルを動的に変更しなくてもよい汎用のルータを使用できる安価な移動体通信方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１による移動体通信システムの概略の構成を示す図である。
【図２】従来の移動体通信システムの概略の構成を示す図である。
【符号の説明】
１０中央局１１ルータ
１２移動体位置情報１３ａ、１３ｂ中央局の端末
１４アドレス変換機１５ＬＡＮスイッチ
１６移動体アドレス表１７移動体位置管理装置
３０ａ、３０ｂ、・・・３０ｎ基地局
３３ａ、３３ｂ、・・・３３ｎ基地局設置無線機
３４ａ、３４ｂ、・・・３４ｎＬＡＮスイッチ
３５ａ、３５ｂ、・・・３５ｎ基地局制御装置
３６ａ、３６ｂ、・・・３６ｎ移動体判定用データ
４０移動体４１ルータ
４２ａ、４２ｂ移動体内の端末４３移動体設置無線機
４４移動体制御装置

Claims

通信エリアが連続するように複数の基地局が配置された走行路線を移動する移動体用の通信システムであって、
移動体がどの基地局の通信エリア内に存在するのかの位置情報を管理する移動体位置管理装置と、移動体の位置情報が蓄積されていると共に、データの送信先アドレスを制御するルータと、上記ルータに接続され、上記移動体の位置情報と共に、移動体に向けて送信されたデータを、全基地局向けのデータにアドレスを変換するアドレス変換機を有した中央局と、
上記中央局から送信される位置情報に基づいて自局の通信エリア内に存在す移動体を検出すると共に、上記中央局から送信されたデータが自局の通信エリア内に存在する移動体向けのデータであるか否かを判断し、自局の通信エリア内に存在する移動体向けのデータである場合は、当該移動体にデータを送信する複数の基地局を備えたことを特徴とする移動体通信システム。
通信エリアが連続するように複数の基地局が配置された走行路線を移動する移動体用の通信方法であって、
各基地局は常に自局内に存在する移動体を検知でき、移動体に対してデータを送信する場合は必ずデータが中央局を経由するようにし、中央局でデータを全基地局に対して送信できるようにアドレス変換し、各基地局において中央局から送信されてきたデータのアドレスを分析し、自局に存在する移動体向けのデータである場合は、当該移動体に対してデータを送信することを特徴とする移動体通信方法。