JP2004312346A - 通信切り替え制御装置 - Google Patents

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Koji Kato
耕司 加藤
Toshiyuki Ito
敏之 伊藤
Katsuhiko Muto
勝彦 武藤
Hideki Yano
英樹 谷野
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Abstract

【課題】移動中であっても通信が途切れることなく通信接続を継続させる。
【解決手段】車両の現在位置、速度、進行方位を定期的に検出し、現在位置において外部と通信接続中の通信機の通信エリアとは異なる通信接続可能な通信エリアを探索する。そして、現在位置が通信接続中の通信エリアの内側に設定される通信閾値エリアの外側に位置する場合、探索した通信エリアの通信機に通信接続を切り替える。この通信閾値エリアは、通信切り替えに要する時間に基づいて設定されるため、通信エリア外に車両が移動する前に外部との通信接続の切り替えを完了することができる。これにより、移動中であっても外部との通信が途切れることなく通信接続を継続させることができる。
【選択図】 図4

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信切り替え制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、通信方式の異なる移動通信機を複数備え、通信コストを判断することにより通信回線を切り替えて通信を行う通信装置が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。この特許文献1に開示されている通信装置によれば、例えば、PHS(Personal Handy−phone System)、PDC(Personal Digital Cellular)、W−CDMA等の通信方式に対応する移動通信機を各々備え、外部入力装置からの送信要求が発生した時点で、通信コストが最低となる通信回線を選択する。そして、選択された通信回線に適合する移動通信機を介して通信を行う。
【0003】
【特許文献1】
特開2000−299657号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、上述した複数の移動通信機を備える通信装置を車両等の移動体に搭載し、移動しながら通信を行う場合、車両が接続中の通信回線の通信エリア外に移動すると通信が途切れてしまう。特に、PHSは、1つのPHS基地局のカバーするエリア(セル)が半径50〜100m程度であり、さらに、接続中の基地局のセルから隣接するセルに移動したときに、通信接続を切断することなく基地局を切り替える、いわゆるハンドオーバ機能がPDC等に比べて簡略化されているため、高速で移動しながらの通信が実質的に不能となる。
【0005】
本発明は、かかる問題を鑑みてなされたもので、移動中であっても通信が途切れることなく通信接続を継続させることができる通信切り替え制御装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の通信切り替え制御装置は、移動体に搭載され、移動体の外部との通信接続を行う複数の通信手段と、通信手段毎に設定される通信エリアと、各通信エリアの内側に各々設定される通信閾値エリアとを記憶する記憶手段と、移動体の位置を検出する位置検出手段と、外部と通信接続中の通信手段に設定される通信閾値エリアの外側に移動体が位置するか否かを判定する判定手段と、判定手段によって通信閾値エリアの外側に移動体が位置すると判定された場合、移動体の位置を通信エリア内に含む通信接続中の通信手段を除く他の通信手段に外部との通信接続を切り替える通信切り替え手段とを備えることを特徴とする。
【0007】
例えば、移動体が通信接続中の通信エリアの外側に移動する際に、この通信接続を途切れないようにするには、通信接続中の通信エリアの外側に移動体が移動する前に、通信接続可能な他の通信手段に通信接続を切り替える必要がある。しかしながら、通信接続の切り替え処理にはある程度の時間を要するため、移動体が通信接続中の通信エリアの直近まで移動した時点で通信接続の切り替え処理を開始しても処理が間に合わないことがあり、その結果、外部との通信接続が途切れてしまう。
【0008】
そこで、本発明の通信切り替え制御装置は、移動体が通信接続中の通信手段の通信閾値エリアの外側に位置した場合、この移動体の位置において通信接続可能な他の通信手段に外部との通信接続を切り替える。この通信閾値エリアとは、請求項2に記載のように、通信切り替え手段による通信接続の切り替えに要する時間に基づいて設定されるものである。
【0009】
すなわち、例えば、移動体が自動車等の車両である場合、車両の最高速度(高速道路を走行する場合には時速100キロ等)が予め設定されるため、この最高速度と通信接続の切り替え処理に要する時間とから、通信接続の切り替え処理中に移動体が移動する最長距離を予め設定することができる。
【0010】
従って、通信エリアの境界線から最長距離だけ内側に通信閾値エリアを設定し、移動体が通信接続中の通信閾値エリアの外側に位置した場合に他の通信手段に通信接続を切り替えることで、移動中であっても通信が途切れることなく通信接続を継続させることができる。
【0011】
請求項3に記載の通信切り替え制御装置では、通信切り替え手段は、他の通信手段による外部との通信接続の切り替えが完了した後に通信接続中の通信手段の接続を解除することを特徴とする。これにより、外部との通信接続を保持したまま、通信手段間の通信接続の切り替えが可能となる。
【0012】
請求項4に記載の通信切り替え制御装置によれば、通信切り替え手段は、移動体の位置を通信閾値エリア内に含む通信接続中の通信手段を除く他の通信手段に外部との通信接続を切り替えることを特徴とする。これにより、通信接続の切り替え処理の回数を少なくすることができる。
【0013】
請求項5に記載の通信切り替え制御装置では、移動体の移動速度を検出する速度検出手段と、速度検出手段の検出する移動速度の高低に応じて通信閾値エリアの大きさを変更する通信閾値エリア変更手段とを備えることを特徴とする。
【0014】
移動体の移動速度の高低によって、通信接続の切り替え処理中に移動体が移動する距離が異なる。従って、移動速度の高低に応じて通信閾値エリアの大きさを変更することで、移動体の状態に応じた通信閾値エリアを設定することができる。さらに、請求項6に記載のように、移動体の移動方位を検出する方位検出手段を備え、この方位検出手段の検出する方位に応じて通信閾値エリアの大きさを変更することで、進行方向の通信閾値エリアの設定のみを変更することができる。
【0015】
請求項7に記載の通信切り替え制御装置によれば、記憶手段は、各通信手段の通信コストを記憶する通信コスト記憶手段をさらに備え、通信切り替え手段は、外部との通信接続を切り替える候補となる他の通信手段が複数存在する場合、通信コストが最小となる他の通信手段に外部との通信接続を切り替えることを特徴とする。これにより、通信コストを低減することができる。
【0016】
請求項8に記載の通信切り替え制御装置では、通信切り替え手段は、外部との通信接続を切り替える候補となる他の通信手段が複数存在し、かつ、複数の他の通信手段のうち通信コストが同一となる通信手段が存在する場合、通信コストが同一の複数の他の通信手段のうち通信エリアが最も大きく設定される他の通信手段に外部との通信接続を切り替えることを特徴とする。これにより、通信コストの低減とともに、通信接続の切り替え回数の低減を図ることができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態における通信切り替え制御装置に関して、図面に基づいて説明する。図1に、通信切り替え制御装置200と周辺装置との概略構成を示す。同図に示す通信切り替え制御装置200と周辺装置は、自動車等の車両に搭載されるものである。同図に示すように、通信切り替え制御装置200は、位置検出部210、速度検出部220、方位検出部230、記憶部240、及び制御部250によって構成される。
【0018】
また、通信切り替え制御装置200は、外部装置300、携帯電話機410やPHS機420と接続されるが、この携帯電話機410やPHS機420のみならず、例えば、W−CDMA電話機やcdmaOne電話機等の通信機が接続可能に構成され、さらに、これら複数の通信機を用いて、外部との同時接続が出来るように構成されている。
【0019】
制御部250は、通常のコンピュータとして構成されており、内部には周知のCPU、ROM、RAM、I/O及びこれらの構成を接続するバスラインが備えられている。ROMには、通信切り替え制御装置200が実行するためのプログラムが書き込まれており、このプログラムに従ってCPU等が所定の演算処理を実行する。
【0020】
位置検出部210は、GPS(Global Positioning System)衛星からの電波に基づいて車両の位置を検出するGPS受信機(図示せず)等によって構成される。この位置検出部210の検出した現在位置の情報(緯度・経度等)は、定期的に制御部250へ出力される。
【0021】
速度検出部220は、車両の各転動輪に設けられる車輪速センサであり、転動輪の回転速度を検出する。検出した信号は制御部250へ出力され、この検出信号から車両の速度を算出する。
【0022】
方位検出部230は、例えば、周知の地磁気センサ、ジャイロスコープ等で構成される。地磁気センサは、車両の絶対方位を検出するためのものである。一方、ジャイロスコープは、車両の相対方位を検出するためのものであり、振動ジャイロ、光ファイバジャイロ、ガスレートジャイロ等のセンサを採用することができる。この地磁気センサ、及びジャイロスコープの検出信号から、車両の進行方向の絶対方位が検出される。
【0023】
記憶部240は、書き込み可能なメモリカード、ハードディスク等の記憶媒体が採用され、通信切り替え制御装置200に接続される携帯電話機410、PHS機420の通信可能なエリア(通信エリア)を記憶する。
【0024】
通信エリアは、図2に示すように、地上に設置される複数の基地局10の電波が届く範囲(セル20)が隣り合うことで形成されるものである。記憶部240は、この基地局10毎の設置位置(緯度・経度)とセル20の半径によって示される通信エリアの情報を記憶する。なお、通信エリアは、基地局10の増設に伴って変更される。
【0025】
さらに、記憶部240は、携帯電話機410、PHS機420の通信エリアの内側に設定される通信閾値エリアを記憶する。この通信閾値エリアは、後述するように、車両の位置・速度・進行方位に基づいて設定変更されるものである。
【0026】
外部装置300は、携帯電話機410やPHS機420を介して車両の外部に接続され、データの送受信を行う。また、外部装置300は、図示しない入力装置を備えており、この入力装置の入力操作による接続要求を制御部250に対して送信する。
【0027】
制御部250は、外部装置300から接続要求を受けると、外部と通信接続可能な通信機を選択し、選択した通信機を外部と接続させる。そして、外部との通信接続が完了すると、外部装置300と接続中の通信機とを接続する。
【0028】
また、この接続中に車両の現在位置、速度、進行方位を検出し、これら現在位置、速度、進行方位に基づいて、通信接続中の通信閾値エリアの設定を変更し、この変更した通信閾値エリアの外側に車両が位置する場合には、この位置において通信接続可能な通信機に、外部との通信接続を切り替える。
【0029】
すなわち、通信接続中の通信エリアの外側に車両が移動する際に、この通信接続を途切れないようにするには、通信接続中の通信エリアの外側に車両が移動する前に、通信接続可能な他の通信機に通信接続を切り替える必要がある。しかしながら、通信接続の切り替え処理にはある程度の時間を要するため、車両が通信接続中の通信エリアの直近まで移動した時点で通信接続の切り替え処理を開始しても処理が間に合わないことがあり、その結果、外部との通信接続が途切れてしまう。
【0030】
そこで、制御部250による通信機間の通信接続の切り替え処理に要する時間に基づいて通信機毎に通信閾値エリアを設定し、車両が通信接続中の通信機の通信閾値エリアの外側に位置した場合、この移動体の位置において通信接続可能な他の通信機に外部との通信接続を切り替える。
【0031】
この通信閾値エリアは、制御部250による通信機間の通信接続の切り替え処理に要する時間に基づいて設定されるものである。すなわち、車両の最高速度(高速道路を走行する場合には時速100キロ等)と通信接続の切り替え処理に要する時間とから、通信接続の切り替え処理中に車両が移動する最長距離を予め設定することができる。
【0032】
従って、通信エリアの境界線から最長距離だけ内側に通信閾値エリアを設定し、車両が通信接続中の通信閾値エリアの外側に位置した場合に、この位置において通信接続可能な異なる通信機に通信接続を切り替えることで、移動中であっても通信が途切れることなく通信を行うことができる。
【0033】
なお、通信閾値エリアの設定は、車両の現在位置、速度、進行方位に基づいて変更する。すなわち、予め設定される通信閾値エリアは、車両が最高速度で走行する場合の距離から設定されるものであるが、車両の速度は、時々刻々と変化するものであり、速度の高低によって、通信接続の切り替え処理中に車両の移動する距離が異なる。従って、速度の高低に応じて通信閾値エリアの大きさを変更することで、移動体の状態に応じた通信閾値エリアを設定することができる。さらに、車両の進行方位に応じて通信閾値エリアの大きさを変更することで、進行方向の通信閾値エリアの設定のみを変更することができる。
【0034】
図3に、通信エリア30、設定変更前の通信閾値エリア40、及び設定変更後の通信閾値エリア40aを示す。同図中の地点Pは、車両の100の現在位置を示し、方向PSは、車両100の進行方位を示す。同図に示す通信閾値エリア40aは、車両100の速度が高くなるほど、車両100の進行方位の通信閾値エリア40に対して内側に変更される。
【0035】
次に、通信切り替え制御装置200による外部装置300と外部との通信接続の切り替え処理について、図4に示すタイムチャートを用いて説明する。先ず、外部装置300から通信切り替え制御装置200に対して、外部との接続要求が送信される(1)。
【0036】
通信切り替え制御装置200では、この接続要求を受信すると、接続されている通信機を検出する。さらに、位置検出部210から車両の現在位置を検出する(a)。そして、検出した現在位置において通信接続可能な通信機を記憶部240に記憶される通信エリアを用いて選択する(b)。本実施形態では、PHS機420が選択されたとする。
【0037】
次に、通信切り替え制御装置200は、選択された通信機であるPHS機420に対して、外部との接続要求を送信する(2)。PHS機420では、この外部との接続要求を受信すると、外部との通信リンクを確立する。そして、外部との通信リンクが確立すると、通信切り替え制御装置200に対して、接続完了の応答を送信する(3)。
【0038】
通信切り替え制御装置200は、この接続完了の応答を受信すると、外部装置300に対して接続完了の応答を送信する(4)。その後、通信切り替え制御装置200は、外部装置300とPHS機420とを接続させる(5)。
【0039】
この外部装置300と外部との通信接続中に車両100が移動する場合には、以下の処理が行われる。先ず、通信切り替え制御装置200では、車両100の現在位置、速度、進行方位を定期的に検出する(c)。そして、この検出した現在位置、速度、進行方位に基づいて、通信接続中のPHS410の通信閾値エリアの設定を変更する。さらに、車両100の進行方向に存在し、現在位置において通信接続可能な通信接続中のPHS機420とは異なる通信機(本実施形態では、携帯電話機410)の通信エリアを探索する(d)。
【0040】
ここで、現在位置において通信接続可能な携帯電話機410の通信エリアが探索されたか否かを判定し(e)、通信エリアが探索された場合には、次のステップへ進み、通信エリアが探索されない場合には、現在位置、速度、進行方位の検出(c)に処理を進める。
【0041】
通信切り替え制御装置200は、携帯電話機410の通信エリアが探索されると、設定変更されたPHS410の通信閾値エリアの外側に車両100が位置するか否かを判定し(f)、肯定判定される場合には、携帯電話機410への通信接続の切り替えを開始し、否定判定される場合には、現在位置、速度、進行方位の検出(c)に処理を進める。
【0042】
通信切り替え制御装置200は、車両100の現在位置が設定変更されたPHS410の通信閾値エリアの外側に位置する場合、携帯電話機410に対して外部との接続要求を送信する(6)。携帯電話機410では、この外部との接続要求を受信すると、PHS機420の接続先の外部との通信リンクを確立する。そして、外部との通信リンクが確立すると、通信切り替え制御装置200に対して、接続完了の応答を送信する(7)。
【0043】
通信切り替え制御装置200は、この接続完了の応答を受信すると、外部との通信接続を保持する(8)。そして、外部装置300に対して、PHS機420との通信接続の切断要求を送信する(9)。外部装置300は、この切断要求を受信すると、通信接続中のPHS機420との通信接続を切断し(10)、切断が完了すると、通信切り替え制御装置200に対して、外部との接続要求を送信する(11)。
【0044】
通信切り替え制御装置200では、この接続要求を受信すると、外部装置300に対して接続完了の応答を送信する(12)。その後、外部装置300と携帯電話機410とが接続される(13)。以後、上述した処理が繰り返される。
【0045】
続いて、通信切り替え制御装置200における通信切り替え処理について、図5、図6に示すフローチャートを用いて説明する。先ず、ステップS10において、外部装置300からの接続要求を受信したか否かを判定する。ここで、肯定判定される場合には、ステップS20へ処理を進め、否定判定される場合には、接続要求を受信するまで待機状態となる。
【0046】
ステップS20では、通信切り替え制御装置200に接続されている通信機を検出し、さらに、位置検出部210から車両の現在位置を検出する。そして、検出した現在位置において通信接続可能な通信機を記憶部240に記憶される通信エリアを用いて選択する。
【0047】
ステップS30では、選択した通信機に対して、外部との接続要求を送信する。ステップS40では、接続要求を送信した通信機から接続完了の応答を受信したか否かを判定する。ここで、肯定判定される場合には、ステップS50へ処理を進め、否定判定される場合には、接続完了の応答を受信するまで待機状態となる。なお、否定判定される場合には、選択した通信機に対して、再度、外部との接続要求を送信してもよい。
【0048】
ステップS50では、外部装置300に対して接続完了の応答を送信する。その後、ステップS60において、外部装置300と通信機とを接続させる。ステップS70では、車両100の現在位置、速度、進行方位を検出する。
【0049】
ステップS80では、この検出した現在位置、速度、進行方位に基づいて、通信接続中の通信機の通信閾値エリアの設定を変更する。さらに、車両100の進行方向に存在する、現在位置において通信接続可能な通信接続中の通信機とは異なる通信機の通信エリアを探索する。
【0050】
ステップS90では、現在位置において通信接続可能な通信接続中の通信機とは異なる通信機の通信エリアが探索されたか否かを判定し、通信エリアが探索された場合には、ステップS100へ処理を進め、通信エリアが探索されない場合には、ステップS70へ処理を移行する。
【0051】
ステップS100では、設定変更された通信接続中の通信機の通信閾値エリアの外側に車両100が位置するか否かを判定する。ここで、肯定判定される場合には、ステップS110へ処理を進め、否定判定される場合には、ステップS70へ処理を移行する。
【0052】
図6に示すステップS110では、異なる通信機に対して外部との接続要求を送信する。ステップS120では、接続完了の応答を受信したか否かを判定し、肯定判定される場合には、ステップS130へ処理を進め、否定判定される場合には、接続完了の応答を受信するまで待機状態となる。なお、否定判定される場合には、異なる通信機に対して、再度、外部との接続要求を送信してもよい。
【0053】
ステップS130では、接続完了の応答を受信すると、外部との通信接続を保持する。ステップS140では、外部装置300に対して、外部装置300と現在接続中の通信機との通信接続の切断要求を送信する。
【0054】
ステップS150では、外部装置300から送信される外部との接続要求を受信したか否かを判定する。ここで、肯定判定される場合には、ステップS160へ処理を進め、否定判定される場合には、接続要求を受信するまで待機状態となる。なお、否定判定される場合には、外部装置300に対して、再度、切断要求を送信してもよい。
【0055】
ステップS160では、外部装置300に対して接続完了の応答を送信する。ステップS170では、外部装置300と異なる通信機とを接続させる。以後、上述した処理が繰り返される。
【0056】
このように、本実施形態における通信切り替え制御装置は、通信接続中の通信機の通信閾値エリアの外側に車両が位置する場合、この車両の位置において通信接続可能な異なる通信機に外部との通信接続を切り替える。この通信閾値エリアとは、通信切り替えに要する時間に基づいて設定されるため、通信エリア外に車両が移動する前に外部との通信接続の切り替えを完了することができる。これにより、車両が移動中であっても外部との通信が途切れることなく通信を行うことができる。
【0057】
(変形例1)
本実施形態では、通信接続中の通信閾値エリアを用いて通信接続の切り替え判定を行っているが、通信閾値エリアを用いることなく通信接続の切り替え判定を行うものであってもよい。例えば、車両の現在位置、速度、進行方位に基づいて、現在位置から所定時間(例えば、制御部250の通信接続の切り替え処理に要する時間等)後における車両の位置を推定し、この推定した位置が通信接続中の通信エリアの外側である場合には、現在位置とその推定した位置とにおいて共に通信接続可能な通信機に外部との通信接続を切り替える。このように、通信閾値エリアを用いない通信接続の切り替え判定であっても、移動中の通信切り替え判定を行うことができる。
【0058】
(変形例2)
図5に示したステップ110において、外部との通信接続を切り替える候補となる通信機が複数存在する場合がある。このような場合に対処するため、予め記憶部240に通信機毎の通信コストを記憶させ、通信コストが最小となる通信機を選択させるようにする。これにより、通信コストを低減することができる。なお、さらに通信コストが同一となる通信機が複数存在する場合には、通信エリアが最も大きく設定される通信機を選択するとよい。これにより、通信コストの低減とともに、通信接続の切り替え回数の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係わる、通信切り替え制御装置200と周辺装置との概略構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の実施形態に係わる、複数の基地局10のセル20が隣り合うことで形成される通信エリアを示す図である。
【図3】本発明の実施形態に係わる、通信エリア30、通信閾値エリア40、及び設定変更後の通信閾値エリア40aを示す図である。
【図4】本発明の実施形態に係わる、通信切り替え制御装置200による外部装置300と外部との通信接続の切り替え処理の流れを示すタイムチャートである。
【図5】本発明の実施形態に係わる、通信切り替え制御装置200による通信接続の切り替え処理の前半部分を示すフローチャートである。
【図6】本発明の実施形態に係わる、通信切り替え制御装置200による通信接続の切り替え処理の後半部分を示すフローチャートである。
【符号の説明】
100 車両
200 通信切り替え制御装置
210 位置検出部
220 速度検出部
230 方位検出部
240 記憶部
250 制御部
300 外部装置
410 携帯電話機
420 PHS機

Claims (8)

  1. 移動体に搭載され、前記移動体の外部との通信接続を行う複数の通信手段と、
    前記通信手段毎に設定される通信エリアと、前記各通信エリアの内側に各々設定される通信閾値エリアとを記憶する記憶手段と、
    前記移動体の位置を検出する位置検出手段と、
    外部と通信接続中の前記通信手段に設定される通信閾値エリアの外側に前記移動体が位置するか否かを判定する判定手段と、
    前記判定手段によって前記通信閾値エリアの外側に前記移動体が位置すると判定された場合、前記移動体の位置を通信エリア内に含む前記通信接続中の通信手段を除く他の通信手段に前記外部との通信接続を切り替える通信切り替え手段とを備えることを特徴とする通信切り替え制御装置。
  2. 前記通信閾値エリアは、前記通信切り替え手段による通信接続の切り替えに要する時間に基づいて設定されることを特徴とする請求項1記載の通信切り替え制御装置。
  3. 前記通信切り替え手段は、前記他の通信手段による外部との通信接続の切り替えが完了した後に前記通信接続中の通信手段の接続を解除することを特徴とする請求項1又は2記載の通信切り替え制御装置。
  4. 前記通信切り替え手段は、前記移動体の位置を通信閾値エリア内に含む前記通信接続中の通信手段を除く他の通信手段に前記外部との通信接続を切り替えることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の通信切り替え制御装置。
  5. 前記移動体の移動速度を検出する速度検出手段と、
    前記速度検出手段の検出する移動速度の高低に応じて前記通信閾値エリアの大きさを変更する通信閾値エリア変更手段とを備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の通信切り替え制御装置。
  6. 前記移動体の移動方位を検出する方位検出手段を備え、
    前記通信閾値エリア変更手段は、前記方位検出手段の検出する方位に応じて前記通信閾値エリアの大きさを変更することを特徴とする請求項5記載の通信切り替え制御装置。
  7. 前記記憶手段は、前記各通信手段の通信コストを記憶する通信コスト記憶手段をさらに備え、
    前記通信切り替え手段は、前記外部との通信接続を切り替える候補となる他の通信手段が複数存在する場合、通信コストが最小となる前記他の通信手段に前記外部との通信接続を切り替えることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の通信切り替え制御装置。
  8. 前記通信切り替え手段は、前記外部との通信接続を切り替える候補となる他の通信手段が複数存在し、かつ、前記複数の他の通信手段のうち通信コストが同一となる通信手段が存在する場合、前記通信コストが同一の前記複数の他の通信手段のうち通信エリアが最も大きく設定される前記他の通信手段に前記外部との通信接続を切り替えることを特徴とする請求項7記載の通信切り替え制御装置。
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