JP2012182735A - Handover compensator and mobile radio communication system - Google Patents

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JP2012182735A JP2011045333A JP2011045333A JP2012182735A JP 2012182735 A JP2012182735 A JP 2012182735A JP 2011045333 A JP2011045333 A JP 2011045333A JP 2011045333 A JP2011045333 A JP 2011045333A JP 2012182735 A JP2012182735 A JP 2012182735A
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Kazuhiro Yamada
和弘 山田
Yosuke Sakai
洋介 坂井
Toru Asami
徹 浅見
Hitoshi Aida
仁 相田
Yoshihiro Kawahara
圭博 川原
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University of Tokyo NUC
Central Japan Railway Co
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University of Tokyo NUC
Central Japan Railway Co
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mobile radio communication system, configured to perform data communication by radio using multiple radio communication circuits on land side and mobile unit side, which can perform efficient and stable data communication, with the effects of handover on data communication stability reduced as a whole of the system.SOLUTION: A ground side handover compensator 15 and a vehicle side handover compensator 25 respectively transmit packets which have been distributed from a router to each circuit to their addressed circuits directly as are, and also, if any circuit is found to be in a handover state, transmit a handover mode transition instruction to the counter handover compensator. A handover compensator, which has received the handover mode transition instruction from the counter handover compensator, transmits those packets from the router which are addressed to the circuit in a handover state to another circuit which is different from at least the circuit in a handover state.

Description

本発明は、地上における所定の移動経路を移動する移動体がその移動中に地上側と無線によりデータ通信を行えるよう構成された移動体無線通信システム、及びその移動体無線通信システムに用いられるハンドオーバ補償装置に関する。   The present invention relates to a mobile radio communication system configured such that a mobile moving on a predetermined movement route on the ground can perform data communication with the ground side by radio during the movement, and a handover used for the mobile radio communication system The present invention relates to a compensation device.

従来、例えば鉄道車両や自動車などの移動体の移動中に、移動体内部の例えばパーソナルコンピュータ(以下「PC」と称す)などの情報処理端末から、例えばインターネット等の地上側のネットワークに接続して、移動体の移動中であっても相互にデータ通信を行えるようにした移動体無線通信システムが、種々提案されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, when a moving body such as a railway vehicle or an automobile is moving, an information processing terminal such as a personal computer (hereinafter referred to as “PC”) inside the moving body is connected to a ground side network such as the Internet. Various mobile radio communication systems have been proposed that can perform data communication with each other even when the mobile is moving.

この移動体無線通信システムのより具体的な例を挙げると、移動体としての例えば鉄道車両(列車)においては、地上側と無線によりデータの送受信を行う無線機(以下「車上無線部」ともいう)や、この車上無線部と車両内の情報処理端末との間のデータ中継を行うルータなどからなる、車上通信システムが構築され、地上側においては、列車の移動経路に沿って所定間隔で配置された複数の無線機(以下「地上無線部」ともいう)や、これら地上無線部とインターネット等との間のデータ中継を行うルータなどからなる、地上通信システムが構築される。そして、車上無線部と地上無線部との間で相互に無線によるデータ送受信が行われることで、列車内の情報処理端末が地上側のインターネット等に接続して相互にデータ通信することが可能となる。尚、このデータ通信のプロトコルとしては、周知のTCP/IPが一般的である。   To give a more specific example of this mobile radio communication system, in a railway vehicle (train) as a mobile object, for example, a radio (hereinafter referred to as “vehicle radio unit”) that transmits and receives data wirelessly with the ground side. Or an on-board communication system consisting of a router that relays data between the on-board radio unit and the information processing terminal in the vehicle is constructed. A terrestrial communication system including a plurality of radio devices (hereinafter also referred to as “terrestrial radio units”) arranged at intervals and a router that relays data between these terrestrial radio units and the Internet or the like is constructed. In addition, wireless data transmission and reception between the on-board radio unit and the ground radio unit enables information processing terminals in the train to connect to the Internet on the ground side and communicate with each other. It becomes. As a data communication protocol, the well-known TCP / IP is generally used.

地上通信システムにおける各地上無線部の通信範囲は、基本的には地上無線部毎に個別に設定されているが、その通信範囲における、列車の移動経路方向の端部領域は、隣接する他の地上無線部の通信範囲の端部領域と一部重複している。そして、車上無線部が無線通信する地上無線部は、列車の移動に伴い、周知のハンドオーバによって順次切り替わっていく。尚、本明細書における「ハンドオーバ」とは、車上無線部が無線によるデータ送受信(電波の送受)を行う地上無線部の物理的切り替えを意味し、換言すれば、ネットワークプロトコルにおけるデータリンク層以下における無線機切り替え処理を意味する。   The communication range of each terrestrial radio unit in the terrestrial communication system is basically set individually for each terrestrial radio unit, but the end region in the train movement path direction in the communication range is the other adjacent region. It partially overlaps with the end area of the communication range of the terrestrial radio section. And the ground radio | wireless part which an on-board radio | wireless part communicates by radio | wireless switches sequentially by well-known handover with the movement of a train. Note that “handover” in this specification means physical switching of the terrestrial radio unit in which the on-board radio unit performs wireless data transmission / reception (transmission / reception of radio waves), in other words, below the data link layer in the network protocol. Means a radio switching process.

つまり、ある地上無線部の通信範囲内にいる車上無線部が、列車の移動に伴ってその通信範囲の端部領域(即ち、車上無線部の位置が現在無線通信中の地上無線部の通信範囲と、移動方向に隣接する次の地上無線部の通信範囲との境界部(重複部)近傍)に近づくにつれて、地上無線部からの電波が弱くなっていく。そこで、その境界部(重複部)近傍に到達したら、現在通信中の地上無線部からの電波強度に応じて(或いは、更に隣接する次の地上無線部からの電波強度にも応じて)、ハンドオーバ処理を行うことにより、車上無線部の無線通信相手の地上無線部を、移動方向に隣接する次の地上無線部に切り替える。   In other words, the on-board radio unit within the communication range of a certain ground radio unit moves with the movement of the train, and the end region of the communication range (i.e., the position of the on-board radio unit of the ground radio unit currently in radio communication) The radio waves from the terrestrial radio section become weaker as they approach the boundary (near the overlapping section) between the communication range and the communication range of the next terrestrial radio section adjacent in the moving direction. Therefore, when the vicinity of the boundary (overlapping portion) is reached, the handover is performed according to the radio field intensity from the currently communicating ground radio unit (or according to the radio field intensity from the next adjacent ground radio unit). By performing the processing, the terrestrial radio unit of the radio communication partner of the on-board radio unit is switched to the next terrestrial radio unit adjacent in the moving direction.

このように構成された従来の移動体無線通信システムにおいては、列車の移動中、上記ハンドオーバが行われる度に、車上通信システムと地上通信システムとの間のデータ通信、即ち列車内の情報処理端末と地上側のインターネット等との間のデータ通信が、一定時間途切れる。しかも、このデータ通信が途切れる時間は、ハンドオーバに要する時間よりも長くなる。なぜなら、無線部相互間のハンドオーバが終了して無線部相互間の無線通信自体は可能となっても、その後、上位プロトコルにおける所定の制御処理(例えばTCPにおけるタイムアウト処理など)が完了するまではデータ通信は再開されないからである。   In the conventional mobile radio communication system configured as described above, every time the handover is performed during movement of the train, data communication between the on-board communication system and the ground communication system, that is, information processing in the train. Data communication between the terminal and the Internet on the ground side is interrupted for a certain time. Moreover, the time during which this data communication is interrupted is longer than the time required for the handover. This is because even if the wireless communication between the wireless units is completed after the handover between the wireless units is completed, the data is not processed until a predetermined control process (for example, a time-out process in TCP) in the upper protocol is completed. This is because communication is not resumed.

このような、ハンドオーバによって生じる一時的なデータ通信の途切れは、移動体無線通信システムにおける車上−地上相互間のデータ通信の安定性を低下させる要因となる。特に、新幹線電車などの高速移動体においては、地上無線部の配置間隔や通信範囲等にもよるが、移動速度が高速であるが故にハンドオーバも比較的頻繁に生じる傾向にあるため、ハンドオーバの度に生じるデータ通信の途切れは、たとえ短時間であったとしても、トータルとして通信の安定性に与える影響は大きくなる。   Such temporary interruption of data communication caused by the handover becomes a factor of lowering the stability of data communication between the vehicle and the ground in the mobile radio communication system. In particular, in high-speed moving bodies such as Shinkansen trains, although depending on the arrangement interval and communication range of the terrestrial radio section, handover tends to occur relatively frequently due to the high moving speed. Even if the data communication interruption occurs in a short time, even if it is for a short time, the influence on the stability of the communication becomes large as a whole.

この問題を解決するための一方法として、列車と地上間の通信系統を複数設け、各系統で同じデータを送受信する方法が考えられる。そして、このように通信系統を複数設けた構成の通信システムの一例が、特許文献1に開示されている。   As a method for solving this problem, a method of providing a plurality of communication systems between the train and the ground and transmitting and receiving the same data in each system is conceivable. An example of a communication system having a configuration in which a plurality of communication systems are provided in this manner is disclosed in Patent Document 1.

特許文献1には、無線通信システムではないものの、第1のLANと第2のLANとの間でインターネットを介してパケットを送受信するシステムにおいて、第1のLANと第2のLANとの間で中継先の異なる複数の伝送経路を備え、送信側においては同じパケットを複数の伝送経路それぞれに送信し、受信側においては、複数の伝送経路からのパケットのうち最先に受信したパケットを選択する技術が開示されている。   In Patent Document 1, although not a wireless communication system, in a system that transmits and receives packets between the first LAN and the second LAN via the Internet, between the first LAN and the second LAN. A plurality of transmission paths with different relay destinations are provided. The transmission side transmits the same packet to each of the plurality of transmission paths, and the reception side selects the packet received first among the packets from the plurality of transmission paths. Technology is disclosed.

そこで、上述した移動体無線通信システムに対し、この特許文献1に記載されている技術思想を適用して、地上−車上間の無線通信系統を複数設けるようにすれば、何れか1つの系統でハンドオーバが起こっても、その間、他の系統によってデータ通信を継続させるようにすることは可能である。   Therefore, if the technical idea described in Patent Document 1 is applied to the mobile radio communication system described above to provide a plurality of radio communication systems between the ground and the vehicle, any one system is provided. Even if a handover occurs, data communication can be continued by another system during that time.

特開2000−261478号公報JP 2000-261478 A

しかしながら、上記のように無線通信系統を複数にする方法は、ハンドオーバによる通信の安定性への影響は抑制できるものの、ハンドオーバが発生していない通常時、即ち1つの無線通信系統があればデータ通信可能な時も、複数の系統で同じデータ(パケット)が送受信されることになるため、非効率的である。   However, although the method of using a plurality of wireless communication systems as described above can suppress the influence on the stability of communication due to the handover, the data communication can be performed at the normal time when handover does not occur, that is, if there is one wireless communication system. Even when possible, the same data (packet) is transmitted and received by a plurality of systems, which is inefficient.

一方、複数の通信系統を用いた無線通信システムとして、複数系統それぞれに同じパケットを送信するのではなく、送信すべきデータ(パケット)を各系統に分散送信する無線通信システムも、従来知られている。パケットをどのように振り分けるかという分散方式は適宜考えられ、例えば、送信すべきパケットを複数系統に順番に振り分けていく方法が考えられる。具体的には、例えば通信系統が2系統ある場合、奇数番目のパケットは一方の系統に送信し、偶数番目のパケットは他方の系統に送信する、という具合である。   On the other hand, as a wireless communication system using a plurality of communication systems, a wireless communication system that does not transmit the same packet to each of a plurality of systems but distributes data (packets) to be transmitted to each system has also been known. Yes. A distribution method of how to distribute packets can be considered as appropriate. For example, a method of sequentially distributing packets to be transmitted to a plurality of systems can be considered. Specifically, for example, when there are two communication systems, odd-numbered packets are transmitted to one system, and even-numbered packets are transmitted to the other system.

このように分散送信を行うよう構成された無線通信システムによれば、特許文献1に記載のように同じパケットを複数の系統に送信する方法に比べて、複数系統を有効利用して通信速度を高速化することができるため、効率的なデータ通信を行えるという点ではメリットがある。   According to the wireless communication system configured to perform distributed transmission in this way, compared to the method of transmitting the same packet to a plurality of systems as described in Patent Document 1, the communication speed can be increased by effectively using a plurality of systems. Since the speed can be increased, there is an advantage in that efficient data communication can be performed.

しかし、このような分散送信を行う無線通信システムでは、データ通信の効率化が可能となる反面、何れかの系統でハンドオーバが生じると、他の系統でハンドオーバが生じていなくても、結局全体としてデータ通信が中断されてしまう。例えばTCPにおいては、例えば一方の系統からは奇数番目のパケットが正常に受信されているにもかかわらず他方の系統からは偶数番目のパケットが正常に受信されないような状態が継続すると、そのデータ通信を止めてしまう。つまり、分散送信方法において、データ通信を正常に行うためには、あくまでも、パケットが分散送信される各系統全てが正常にデータ送受信できる状態であることが前提であり、何れかの系統でハンドオーバが生じると全体としてデータ通信は途切れてしまうのである。   However, in a wireless communication system that performs such distributed transmission, it is possible to improve the efficiency of data communication. On the other hand, if a handover occurs in one of the systems, even if no handover occurs in the other system, as a whole Data communication is interrupted. For example, in TCP, if the odd numbered packet is normally received from one system, but the even numbered packet is not normally received from the other system, the data communication will continue. Will stop. In other words, in the distributed transmission method, in order to perform data communication normally, it is assumed that all systems to which packets are distributed and transmitted are in a state where data can be normally transmitted and received. As a result, data communication is interrupted as a whole.

このように、無線通信系統を複数備えた無線通信システムにおいては、特許文献1に記載されている方法を採用するとハンドオーバによる影響は抑制できるものの非効率であり、一方、上述した分散送信方法を採用すると無線通信系統の効率的な利用は図れるもののハンドオーバによる通信の不安定化という問題は残されるため、いずれも有効な方法とは言えない。   As described above, in a wireless communication system having a plurality of wireless communication systems, if the method described in Patent Document 1 is adopted, the influence of handover can be suppressed, but it is inefficient. On the other hand, the above-described distributed transmission method is adopted. Then, although the wireless communication system can be used efficiently, the problem of instability of communication due to handover remains, so none of them is an effective method.

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、地上側と移動体側とで複数の無線通信系統を用いて無線によるデータ通信を行うよう構成された移動体無線通信システムにおいて、当該システム全体として、ハンドオーバ発生によるデータ通信の安定性への影響を抑制しつつ、効率的且つ安定したデータ通信を行えるようにすることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and in a mobile radio communication system configured to perform wireless data communication using a plurality of radio communication systems on the ground side and the mobile side, as the entire system, An object of the present invention is to enable efficient and stable data communication while suppressing the influence on the stability of data communication due to occurrence of handover.

上記課題を解決するためになされた請求項1に記載の発明は、所定の移動経路を移動する移動体に設けられた移動体側通信システムと、その移動経路に沿って設けられた地上通信システムとの間で、複数の系統にて、無線によるデータ通信が可能に構成された移動体無線通信システムにおいて、この移動体無線通信システムに設けられるハンドオーバ補償装置である。   In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is directed to a mobile communication system provided in a mobile that moves along a predetermined movement route, and a ground communication system provided along the movement route. In the mobile radio communication system configured to be able to perform wireless data communication in a plurality of systems, the handover compensation device is provided in the mobile radio communication system.

移動体無線通信システムを構成する上記各通信システムのうち、移動体側通信システムには、系統毎に移動体側無線送受信手段が設けられると共に、地上通信システムには、移動経路に沿って所定間隔で配置された複数の地上側無線送受信手段が伝送路を介して接続されてなる一群の地上側ネットワークが系統毎に個別に設けられている。そして、同じ系統の移動体側無線送受信手段と地上側無線送受信手段との間でそれぞれ無線によるデータの送受信が行われ、該無線によるデータの送受信は、所定の形式のパケット単位で行われると共に、系統毎に、移動体側無線送受信手段とデータの送受信を行う地上側無線送受信手段が移動体の移動に伴って順次切り替わっていくハンドオーバが行われるよう構成されている。   Among the communication systems constituting the mobile radio communication system, the mobile communication system is provided with mobile radio transmission / reception means for each system, and the ground communication system is arranged at predetermined intervals along the movement path. A group of terrestrial networks, each of which is formed by connecting a plurality of terrestrial wireless transmission / reception means connected via a transmission path, is individually provided for each system. The wireless transmission / reception means and the ground wireless transmission / reception means of the same system perform wireless data transmission / reception, and the wireless data transmission / reception is performed in packet units of a predetermined format. Each time, the terrestrial side wireless transmission / reception means for transmitting / receiving data to / from the mobile body side wireless transmission / reception means is configured to be handed over by sequentially switching as the mobile body moves.

また、移動体側通信システムには、各移動体側無線送受信手段と移動体内の通信機器との間のデータ伝送を中継する装置であって、通信機器から入力された地上通信システム側への送信データを、パケット毎に、各系統のうち所定の分散方法にて選択した何れか1つの系統である正規送出系統の移動体側無線送受信手段へ送出するよう構成された移動体側データ中継装置が設けられ、地上通信システムには、各地上側ネットワークと外部ネットワークとの間のデータ伝送を中継する装置であって、外部ネットワークから入力された移動体側への送信データを、パケット毎に、各系統のうち所定の分散方法にて選択した何れか1つの系統である正規送出系統の地上側無線送受信手段へ送出するよう構成された地上側データ中継装置が設けられている。   The mobile communication system is a device that relays data transmission between each mobile radio transmission / reception means and communication equipment in the mobile, and transmits transmission data to the ground communication system input from the communication equipment. A mobile-side data relay device configured to transmit to each mobile-side wireless transmission / reception means of a normal transmission system, which is one of the systems selected by a predetermined distribution method, is provided for each packet; The communication system is a device that relays data transmission between the local upper network and the external network, and transmits transmission data to the mobile unit input from the external network for each packet in a predetermined distribution of each system. There is provided a terrestrial data relay device configured to transmit to the terrestrial wireless transmission / reception means of the regular transmission system which is one of the systems selected by the method. That.

そして、本発明(請求項1)のハンドオーバ補償装置は、移動体側通信システム及び地上通信システムのそれぞれにおいてデータ中継装置と無線送受信手段との間に、即ち、移動体側通信システムにおいては移動体側データ中継装置と各移動体側無線送受信手段との間、地上通信システムにおいては地上側データ中継装置と各地上側ネットワークとの間に、それぞれデータ伝送を中継するために設けられている。   The handover compensation apparatus of the present invention (Claim 1) is provided between the data relay apparatus and the radio transmission / reception means in each of the mobile communication system and the terrestrial communication system, that is, the mobile data relay in the mobile communication system. In the terrestrial communication system, between the apparatus and each mobile radio transmission / reception means, it is provided to relay data transmission between the terrestrial data relay apparatus and each upper network.

このハンドオーバ補償装置は、ハンドオーバ判断手段、ハンドオーバ情報送出手段、及び送信データ制御手段を備えている。
このうちハンドオーバ判断手段は、系統毎に、ハンドオーバが開始されたか、又は移動体側無線送受信手段と地上側無線送受信手段との間の無線によるデータ送受信の状態がハンドオーバ開始直前の所定の開始直前状態となったかの何れかである、ハンドオーバ状態になったか否かを判断する。
This handover compensation apparatus includes a handover determination unit, a handover information transmission unit, and a transmission data control unit.
Among these, the handover determination means is, for each system, whether the handover has been started or the state of data transmission / reception between the mobile-side wireless transmission / reception means and the ground-side wireless transmission / reception means is a predetermined state immediately before the start of handover. It is determined whether or not a handover state has occurred.

また、ハンドオーバ情報送出手段は、ハンドオーバ判断手段により各系統の何れかがハンドオーバ状態と判断された場合に、移動体側通信システム及び地上通信システムのうち当該ハンドオーバ補償装置が設けられている側のシステムである自システムにおける、そのハンドオーバ状態と判断された系統であるハンドオーバ判断系統以外の系統の無線送受信手段へ、該ハンドオーバ判断系統がハンドオーバ状態であることを示すハンドオーバ情報を送出することによって、該ハンドオーバ情報を自システムに対する通信相手側のシステムである相手側システムへ無線送信させる。   The handover information sending means is a system on the side where the handover compensation apparatus is provided in the mobile communication system and the terrestrial communication system when any one of the systems is judged to be in the handover state by the handover judging means. By transmitting handover information indicating that the handover determination system is in the handover state to wireless transmission / reception means in a system other than the handover determination system which is the system determined to be in the handover state in a local system, the handover information Is transmitted wirelessly to a partner system which is a communication partner system for the own system.

そして、送信データ制御手段は、相手側システムからハンドオーバ情報が受信されていない通常時は、自システムにおけるデータ中継装置からの送信データを、パケット毎に、正規送出系統の無線送受信手段へ送出する、ノーマルモードにて動作し、相手側システムからハンドオーバ情報が受信された場合には、少なくともそのハンドオーバ情報に対応したハンドオーバが終了するまでは、自システムにおけるデータ中継装置からの送信データを構成するパケットのうち、正規送出系統が相手側システムにおいてハンドオーバ状態と判断されたハンドオーバ判断系統であるハンドオーバ系統側パケットについては、正規送出系統に代えて又は正規送出系統に加えて、正規送出系統とは異なる系統の無線送受信手段へ送出する、ハンドオーバモードにて動作する。   Then, the transmission data control means sends the transmission data from the data relay device in its own system to the wireless transmission / reception means of the regular transmission system for each packet at the normal time when the handover information is not received from the counterpart system. When operating in normal mode and when handover information is received from the other system, at least until the handover corresponding to the handover information is completed, the packets constituting the transmission data from the data relay device in the own system Among them, for the handover system side packet that is a handover determination system in which the normal transmission system is determined to be in the handover state in the counterpart system, a packet different from the normal transmission system is used instead of or in addition to the normal transmission system. Handover mode sent to wireless transceiver Donite to work.

このように構成された請求項1に記載のハンドオーバ補償装置では、何れかの系統がハンドオーバ状態であることを判断したならば、そのハンドオーバ状態と判断した系統以外の系統(即ちハンドオーバ状態ではない系統)を用いて、相手側システムへハンドオーバ情報を無線送信させる。   In the handover compensator according to claim 1, configured as described above, if any system is determined to be in the handover state, a system other than the system determined to be in the handover state (that is, a system that is not in the handover state) ) To wirelessly transmit the handover information to the other system.

そして、自システムのデータ中継装置から無線送受信手段側への送信データ(パケット)の送出(中継)は、相手側システムからハンドオーバ情報が受信されていない通常時(即ちノーマルモード時)には、自システムのデータ中継装置からのパケットをそのまま中継して送出する。即ち、自システムのデータ中継装置にて選択された正規送出系統へそのまま送出する。そのため、ノーマルモード時には、各パケットを、データ中継装置にて選択された正規送出系統へ分散送信させることができるため、複数の系統を効率的に利用したデータ通信が可能となる。   Transmission (relay) of transmission data (packets) from the data relay device of the own system to the wireless transmission / reception means side is performed automatically during normal times (ie, in normal mode) when handover information is not received from the partner system. The packet from the data relay device of the system is relayed and transmitted as it is. That is, the data is transmitted as it is to the regular transmission system selected by the data relay apparatus of the own system. Therefore, in the normal mode, each packet can be distributed and transmitted to the regular transmission system selected by the data relay device, so that data communication using a plurality of systems efficiently is possible.

一方、相手側システムからハンドオーバ情報が受信された場合(即ちハンドオーバモード時)には、自システムのデータ中継装置からのパケットのうち、正規送出系統がハンドオーバ判断系統ではないパケットについてはそのまま中継して送出するが、正規送出系統がハンドオーバ判断系統となっているパケットについては、少なくともそのハンドオーバ判断系統とは異なる系統へ送出する。尚、本来送出すべき送出先であるハンドオーバ判断系統に対しても送出するかどうかについては、適宜決めればよく、特に限定されるものではない。   On the other hand, when handover information is received from the partner system (that is, in the handover mode), a packet whose normal transmission system is not the handover determination system among the packets from the data relay apparatus of the own system is relayed as it is. Although the packet is transmitted, a packet whose normal transmission system is the handover determination system is transmitted to at least a system different from the handover determination system. It should be noted that whether or not to transmit to a handover determination system that is a transmission destination that should originally be transmitted may be determined as appropriate, and is not particularly limited.

そのため、ハンドオーバモード時においては、正規送出系統がハンドオーバ判断系統となっているパケットについては少なくとも他の(ハンドオーバ状態ではない)系統に送出されるため、その系統を介して相手側システムへ正常にパケットを無線送信でき、システム全体としてデータ通信を継続して行うことができる。   Therefore, in the handover mode, since the packet whose normal transmission system is the handover determination system is transmitted to at least another system (not in the handover state), the packet is normally transmitted to the other system via the system. Can be transmitted wirelessly, and data communication can be continued as a whole system.

従って、請求項1に記載のハンドオーバ補償装置によれば、移動体無線通信システム全体として、ハンドオーバ発生によるデータ通信の安定性への影響を抑制しつつ、効率的且つ安定したデータ通信を行えるようにすることが可能となる。   Therefore, according to the handover compensation device of claim 1, the mobile radio communication system as a whole can perform efficient and stable data communication while suppressing the influence on the stability of data communication due to the occurrence of handover. It becomes possible to do.

ここで、ハンドオーバ判断手段が、具体的にどのような状態となったときにハンドオーバ状態と判断するようにするかについては、種々考えられ、例えば、実際にハンドオーバが開始されたことをもってハンドオーバ状態になったと判断することもできるが、より好ましくは、請求項2に記載のように、ハンドオーバが開始される前にハンドオーバ状態であることを判断できるように構成するとよい。   Here, there are various ways in which the handover determination unit determines that the handover state is determined as the handover state. For example, when the handover is actually started, the handover state is changed to the handover state. Although it can be determined that it has become, more preferably, as described in claim 2, it may be configured to be able to determine that it is in the handover state before the handover is started.

即ち、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のハンドオーバ補償装置であって、ハンドオーバ判断手段は、移動体側無線送受信手段と地上側無線送受信手段との間の無線によるデータ送受信の状態が上記開始直前状態となったか否かを判断し、該開始直前状態となった場合に、ハンドオーバ状態になったと判断する。   That is, the invention according to claim 2 is the handover compensation device according to claim 1, wherein the handover determination means is a state of wireless data transmission / reception between the mobile-side wireless transmission / reception means and the ground-side wireless transmission / reception means. Is determined to be in the state just before the start, and if it is in the state just before the start, it is determined that the state is in the handover state.

開始直前状態となったか否かを判断するということは、換言すれば、ハンドオーバの発生を事前に予測するということである。ハンドオーバが実際に開始されてからハンドオーバモードに移行するのではなく、ハンドオーバが開始される前にそれを予測して予めハンドオーバモードに移行するようにすることで、ハンドオーバによるデータ通信の途切れを確実に防ぐことができ、データ通信の安定性をより高めることができる。   In other words, determining whether or not a state immediately before the start has been reached means that the occurrence of a handover is predicted in advance. Rather than shifting to the handover mode after the handover is actually started, by predicting it before the handover is started and shifting to the handover mode in advance, it is possible to ensure interruption of data communication due to the handover. Can be prevented, and the stability of data communication can be further increased.

そして、ハンドオーバ判断手段がハンドオーバの開始直前状態になったか否かを判断する具体的方法は種々考えられ、例えば請求項3に記載のように相手側システムから受信されるパケットに基づいて判断してもよいし、例えば請求項4に記載のように無線通信における電波強度に基づいて判断してもよい。   Various specific methods for determining whether or not the handover determination means has entered the state immediately before the start of the handover can be considered. For example, the determination is based on a packet received from the partner system as described in claim 3. Alternatively, for example, as described in claim 4, the determination may be made based on the radio wave intensity in the wireless communication.

即ち、請求項3に記載の発明は、請求項2に記載のハンドオーバ補償装置であって、ハンドオーバ判断手段は、系統毎に、自システムにおける無線送受信手段による相手側システムからのパケットの受信状態を監視し、何れかの系統においてパケットの受信状態が、予め設定した、正常に受信されない状態であることを示す受信異常状態となった場合に、上記開始直前状態になったと判断する。   In other words, the invention according to claim 3 is the handover compensation device according to claim 2, wherein the handover determining means indicates, for each system, the reception state of the packet from the partner system by the wireless transmission / reception means in its own system. Monitoring is performed, and when the reception state of the packet in any of the systems becomes a reception abnormality state that indicates a state that is set in advance and is not normally received, it is determined that the state immediately before the start is reached.

どのような状態をもって受信異常状態とするかについては、例えばパケットの損失率がある一定レベル以上になった場合としたり、また例えば、RTT(Round Trip Time )が所定時間よりオーバーした場合とするなど、適宜決めることができる。   For example, when the packet loss rate exceeds a certain level, for example, when the RTT (Round Trip Time) exceeds a predetermined time, the reception abnormal state is determined. Can be determined as appropriate.

一般に、移動体無線通信システムにおいて、ハンドオーバが起こったとき、或いはハンドオーバが起こる直前になると、パケットの受信状態は悪くなる。逆に言えば、パケットの受信状態が悪くなったならば、そのことをもって、高い確率で、間もなくハンドオーバが開始される状態であるものと推測できる。   In general, in a mobile radio communication system, when a handover occurs or immediately before a handover occurs, the packet reception state deteriorates. In other words, if the reception state of a packet is deteriorated, it can be inferred that it is a state in which handover is started soon with a high probability.

そのため、請求項3に記載のように、実際に送受信されるパケットの受信状態に基づいて受信異常状態か否かを判断するようにすれば、実際のデータ通信を阻害することなく、受信異常状態であること(即ちハンドオーバの開始直前状態であること)を精度良く判断することができる。   Therefore, as described in claim 3, if it is determined whether or not there is a reception abnormal state based on the reception state of the packet that is actually transmitted and received, the reception abnormal state does not interfere with actual data communication. (That is, the state immediately before the start of handover) can be accurately determined.

また、請求項4に記載の発明は、請求項2に記載のハンドオーバ補償装置であって、各無線送受信手段は、相手側システムにおけるデータ送受信対象の無線送受信手段からの受信電波の強度を検出する電波強度検出手段を備えている。そして、ハンドオーバ判断手段は、電波強度検出手段により検出された受信電波の強度が予め設定した電波強度閾値以下である場合に、上記開始直前状態になったと判断する。   The invention according to claim 4 is the handover compensation apparatus according to claim 2, wherein each wireless transmission / reception means detects the intensity of the received radio wave from the wireless transmission / reception means targeted for data transmission / reception in the counterpart system. Radio wave intensity detection means is provided. The handover determining unit determines that the state immediately before the start has been reached when the intensity of the received radio wave detected by the radio wave intensity detecting unit is equal to or less than a preset radio field intensity threshold.

一般に、移動体無線通信システムにおいて、ハンドオーバが近づけば近づくほど、現在無線通信中の移動体側無線送受信手段と地上側無線送受信手段との間の電波強度は弱くなっていく。逆に言えば、電波強度が弱くなればなるほど、そのことをもって、高い確率で、間もなくハンドオーバが開始される状態であるものと推測できる。   Generally, in a mobile radio communication system, the closer the handover is, the weaker the radio field intensity between the mobile radio transmission / reception means and the ground radio transmission / reception means that are currently performing radio communication. In other words, it can be inferred that the lower the radio wave intensity, the higher the probability that the handover will be started soon.

そのため、請求項4に記載のように、電波強度に基づいて受信異常状態か否かを判断する方法によっても、実際のデータ通信を阻害することなく、受信異常状態であること(即ちハンドオーバの開始直前状態であること)を精度良く判断することができる。   Therefore, as described in claim 4, even in the method of determining whether or not the reception is abnormal based on the radio wave intensity, the reception abnormal state is not disturbed (that is, the start of handover). It is possible to accurately determine that the state is the immediately preceding state.

次に、請求項5に記載の発明は、請求項1〜請求項4の何れか1項に記載のハンドオーバ補償装置であって、ハンドオーバ判断手段により各系統の何れかがハンドオーバ状態と判断された後、該判断されたハンドオーバ判断系統におけるハンドオーバが終了したか否かを判断する終了判断手段と、この終了判断手段にてハンドオーバが終了したと判断された場合に、自システムにおける一又は複数の系統の無線送受信手段へ、該ハンドオーバが終了したことを示す終了情報を送出することによって、該終了情報を相手側システムへ無線送信させる、終了情報送出手段とを備えている。そして、送信データ制御手段は、相手側システムからのハンドオーバ情報の受信によってハンドオーバモードでの動作を開始した後、該相手側システムから終了情報が受信された場合に、ノーマルモードでの動作に移行する。   Next, the invention according to claim 5 is the handover compensation apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein any one of the systems is determined to be in the handover state by the handover determining means. Thereafter, an end determination means for determining whether or not the handover in the determined handover determination system is completed, and one or a plurality of systems in the own system when the end determination means determines that the handover is completed. Ending information sending means for sending the ending information to the counterpart system wirelessly by sending ending information indicating that the handover has ended to the wireless transmitting / receiving means. Then, the transmission data control means starts the operation in the handover mode by receiving the handover information from the counterpart system, and then shifts to the operation in the normal mode when the end information is received from the counterpart system. .

上述した請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の発明では、ハンドオーバモードへの移行は、基本的には、相手側システムからのハンドオーバ情報の受信をもって受動的に行われる。つまり、相手側システムでハンドオーバ状態と判断された場合は、自システムから送信したパケットが相手側システムにおいて正常に受信できなくなるおそれがあることから、相手側システムはハンドオーバ情報を自システムへ送信し、これにより自システムはハンドオーバモードに移行するわけである。   In the invention according to any one of claims 1 to 4 described above, the transition to the handover mode is basically performed passively upon receipt of the handover information from the counterpart system. In other words, if it is determined that the other party system is in the handover state, there is a possibility that the packet transmitted from the own system may not be normally received in the other party system, so the other party system sends the handover information to the own system, As a result, the own system shifts to the handover mode.

そこで、ハンドオーバモードから再びノーマルモードに移行するタイミングについても、相手側システムにおける判断結果に従うようにする。つまり、相手側システムは、ハンドオーバ状態と判断してハンドオーバ情報を送出した場合、そのハンドオーバが終了したか否かを判断する。そして、そのハンドオーバが終了したと判断したならば、相手側システムは自システムへ終了情報を送信する。これを受けて、自システム側ではノーマルモードに移行するのである。   Therefore, the timing for shifting from the handover mode to the normal mode again follows the determination result in the counterpart system. That is, when the partner system determines that it is in the handover state and sends handover information, it determines whether or not the handover has ended. If it is determined that the handover has ended, the counterpart system transmits end information to the own system. In response to this, the local system shifts to the normal mode.

従って、請求項5に記載のハンドオーバ補償装置によれば、相手側システムからの指示に従ってハンドオーバモードとノーマルモードの相互間の切り替えが行われるため、相手側システムからみた無線通信の状態に応じた適切なモード切り替えが可能となり、データ通信の効率をより高めることができる。   Therefore, according to the handover compensator described in claim 5, since switching between the handover mode and the normal mode is performed in accordance with an instruction from the counterpart system, an appropriate response according to the state of the radio communication viewed from the counterpart system Mode switching is possible, and the efficiency of data communication can be further increased.

ここで、終了判断手段が具体的にどのようにしてハンドオーバの終了を判断するかについても種々考えられるが、例えば請求項6に記載のように判断することができる。即ち、請求項6に記載の発明は、請求項5に記載のハンドオーバ補償装置であって、送信データ制御手段は、相手側システムからのハンドオーバ情報の受信によってハンドオーバモードでの動作を開始した後も、ハンドオーバ系統側パケットを正規送出系統にも送出するよう構成されている。そして、終了判断手段は、自システムのハンドオーバ情報送出手段がハンドオーバ情報を送出した後、ハンドオーバ判断系統における相手側システムからのデータの受信状態が、そのハンドオーバ情報に対応したハンドオーバが終了したことを示す所定のハンドオーバ終了状態となった場合に、そのハンドオーバが終了したものと判断する。   Here, various considerations can be made as to how the end determination means specifically determines the end of handover. For example, it can be determined as described in claim 6. That is, the invention described in claim 6 is the handover compensator according to claim 5, wherein the transmission data control means is operable even after the operation in the handover mode is started by receiving the handover information from the counterpart system. The handover system side packet is also transmitted to the regular transmission system. Then, after the handover information sending means of the own system sends the handover information, the end judging means indicates that the data reception state from the partner system in the handover judging system indicates that the handover corresponding to the handover information is finished. When a predetermined handover end state is reached, it is determined that the handover has ended.

このように構成されたハンドオーバ補償装置では、相手側システムからのハンドオーバ情報によってハンドオーバモードに移行した後も、ハンドオーバ系統側パケットを正規送出系統へも引き続き送出する。相手側システムにおいてハンドオーバ状態と判断されたハンドオーバ判断系統へパケットを送出しても、そのパケットは、ハンドオーバ実行中は相手側システムで正常に受信できないため、その点ではそのパケット送出は意味のあるものではないが、ハンドオーバが終了すると、やがてそのハンドオーバ判断系統へのパケットが相手側システムで再び受信可能となる。そのため、相手側システムでは、ハンドオーバ判断系統からのパケットが再び受信できるようになったことをもって、ハンドオーバが終了したものと判断することができる。   The handover compensator configured in this way continues to send the handover system side packet to the regular transmission system even after shifting to the handover mode based on the handover information from the partner system. Even if a packet is sent to the handover decision system that is determined to be in the handover state in the other party system, the packet cannot be normally received by the other party system during the handover execution. However, when the handover is completed, the packet to the handover determination system can be received again by the counterpart system. For this reason, the counterpart system can determine that the handover has been completed when the packet from the handover determination system can be received again.

従って、請求項6に記載のハンドオーバ補償装置によれば、相手側システムからのパケットの受信状態に基づいてハンドオーバが終了したことを適切かつ確実に判断することができ、これにより相手側システムに対してハンドオーバモードからノーマルモードへの移行を適切なタイミングで指示することができるため、データ通信の効率を更に高めることができる。   Therefore, according to the handover compensator described in claim 6, it is possible to appropriately and reliably determine that the handover has been completed based on the reception state of the packet from the counterpart system. Therefore, since the transition from the handover mode to the normal mode can be instructed at an appropriate timing, the efficiency of data communication can be further increased.

次に、請求項7に記載の発明は、請求項1〜請求項6の何れか1項に記載のハンドオーバ補償装置であって、送信データ制御手段は、自システムのハンドオーバ判断手段により各系統の何れかがハンドオーバ状態と判断された場合、少なくともそのハンドオーバ状態に対応したハンドオーバが終了するまでは、自身においても、該ハンドオーバ状態と判断された系統をハンドオーバ判断系統として、ハンドオーバモードにて動作する。   Next, the invention according to claim 7 is the handover compensation apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the transmission data control means is provided for each system by the handover judgment means of its own system. When any one is determined to be in the handover state, at least until the handover corresponding to the handover state is completed, the system itself operates in the handover mode with the system determined as the handover state as the handover determination system.

つまり、ハンドオーバ状態を判断した場合、単に相手側システムへハンドオーバ情報を送出して相手側システムをハンドオーバモードに移行させるだけではなく、それに加えて、自身についても、ハンドオーバモードに移行するのである。このようにすることで、データ通信の安定性をより高めることができる。   In other words, when the handover state is determined, not only the handover information is transmitted to the partner system and the partner system is shifted to the handover mode, but in addition, itself is also switched to the handover mode. By doing in this way, the stability of data communication can be improved more.

次に、請求項8に記載の発明は、所定の移動経路を移動する移動体に設けられた移動体側通信システムと、その移動経路に沿って設けられた地上通信システムとの間で、複数の系統にて、無線によるデータ通信が可能に構成された移動体無線通信システムである。   Next, according to an eighth aspect of the present invention, there is provided a plurality of communication systems between a mobile communication system provided in a mobile moving along a predetermined movement route and a ground communication system provided along the movement route. This is a mobile radio communication system configured to enable wireless data communication in a system.

この移動体無線通信システムを構成する上記各通信システムのうち、移動体側通信システムには、系統毎に移動体側無線送受信手段が設けられると共に、地上通信システムには、移動経路に沿って所定間隔で配置された複数の地上側無線送受信手段が伝送路を介して接続されてなる一群の地上側ネットワークが系統毎に個別に設けられている。そして、同じ系統の移動体側無線送受信手段と地上側無線送受信手段との間でそれぞれ無線によるデータの送受信が行われ、該無線によるデータの送受信は、所定の形式のパケット単位で行われると共に、系統毎に、移動体側無線送受信手段とデータの送受信を行う地上側無線送受信手段が移動体の移動に伴って順次切り替わっていくハンドオーバが行われるよう構成されている。   Among the communication systems constituting the mobile radio communication system, the mobile communication system is provided with mobile radio transmission / reception means for each system, and the terrestrial communication system has predetermined intervals along the movement path. A group of terrestrial networks each formed by connecting a plurality of arranged terrestrial wireless transmission / reception means via a transmission line is individually provided for each system. The wireless transmission / reception means and the ground wireless transmission / reception means of the same system perform wireless data transmission / reception, and the wireless data transmission / reception is performed in packet units of a predetermined format. Each time, the terrestrial side wireless transmission / reception means for transmitting / receiving data to / from the mobile body side wireless transmission / reception means is configured to be handed over by sequentially switching as the mobile body moves.

また、移動体側通信システムには、各移動体側無線送受信手段と移動体内の通信機器との間のデータ伝送を中継する装置であって、通信機器から入力された地上通信システム側への送信データを、パケット毎に、各系統のうち所定の分散方法にて選択した何れか1つの系統である正規送出系統の移動体側無線送受信手段へ送出するよう構成された移動体側データ中継装置が設けられ、地上通信システムには、各地上側ネットワークと外部ネットワークとの間のデータ伝送を中継する装置であって、外部ネットワークから入力された移動体側への送信データを、パケット毎に、各系統のうち所定の分散方法にて選択した何れか1つの系統である正規送出系統の地上側無線送受信手段へ送出するよう構成された地上側データ中継装置が設けられている。   The mobile communication system is a device that relays data transmission between each mobile radio transmission / reception means and communication equipment in the mobile, and transmits transmission data to the ground communication system input from the communication equipment. A mobile-side data relay device configured to transmit to each mobile-side wireless transmission / reception means of a normal transmission system, which is one of the systems selected by a predetermined distribution method, is provided for each packet; The communication system is a device that relays data transmission between the local upper network and the external network, and transmits transmission data to the mobile unit input from the external network for each packet in a predetermined distribution of each system. There is provided a terrestrial data relay device configured to transmit to the terrestrial wireless transmission / reception means of the regular transmission system which is one of the systems selected by the method. That.

そして、移動体側通信システムにおける移動体側データ中継装置と各移動体側無線送受信手段との間、及び地上通信システムにおける地上側データ中継装置と各地上側ネットワークとの間には、それぞれ、請求項1〜請求項7の何れか1項に記載のハンドオーバ補償装置が設けられている。   And between the mobile-side data relay device and each mobile-side wireless transmission / reception means in the mobile-side communication system, and between the terrestrial-side data relay device and each local-side network in the terrestrial communication system, respectively. The handover compensation device according to any one of items 7 is provided.

従って、請求項8に記載の移動体無線通信システムによれば、請求項1〜請求項7の何れか1項に記載のハンドオーバ補償装置を備えていることで、請求項1〜請求項7の何れか1項に記載の発明と同様の効果を得ることができる。   Therefore, according to the mobile radio communication system according to claim 8, the handover compensation device according to any one of claims 1 to 7 is provided. The same effect as that of the invention described in any one of the items can be obtained.

実施形態の移動体無線通信システムの全体構成を表す構成図である。It is a block diagram showing the whole structure of the mobile radio | wireless communications system of embodiment. 移動体無線通信システムを構成する装置等の内部構成を表す構成図であり、(a)は第1車上無線部の内部構成図、(b)は車上側ハンドオーバ補償装置の内部構成図を表す。It is a block diagram showing internal structure of the apparatus etc. which comprise a mobile radio | wireless communications system, (a) is an internal block diagram of a 1st vehicle-mounted radio | wireless part, (b) represents an internal block diagram of a vehicle upper side handover compensation apparatus. . パケットの概略構成を表す説明図である。It is explanatory drawing showing the schematic structure of a packet. ハンドオーバモード時におけるハンドオーバ補償装置のパケット中継方法を説明するための説明図であり、(a)は第1系統のハンドオーバによってハンドオーバモードとなった場合における第1系統向けパケットの中継方法を説明するための説明図、(b)は第2系統のハンドオーバによってハンドオーバモードとなった場合における第2系統向けパケットの中継方法を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the packet relay method of the hand-over compensation apparatus at the time of hand-over mode, (a) is for demonstrating the relay method of the packet for 1st systems when it becomes hand-over mode by the hand-over of 1st system | strain FIG. 7B is an explanatory diagram for explaining a method of relaying a packet for the second system when the handover mode is set by the handover of the second system. 移動体無線通信システムにおいて、各系統いずれもハンドオーバが行われていない状態(状態A:ノーマルモード)におけるパケット送受信状態を説明するための説明図である。In a mobile radio | wireless communications system, it is explanatory drawing for demonstrating the packet transmission / reception state in the state (state A: normal mode) in which each system is not handed over. 図5の状態Aから列車の走行が進んで第1系統のハンドオーバが行われている状態(状態B:ハンドオーバモード)におけるパケット送受信状態を説明するための説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining a packet transmission / reception state in a state where a train travels from state A in FIG. 5 and a first-system handover is performed (state B: handover mode). 図6の状態Bからさらに列車の走行が進んで第1系統のハンドオーバが終了した状態(状態C:ノーマルモード)におけるパケット送受信状態を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the packet transmission / reception state in the state (state C: normal mode) in which the driving | running | working of the train further advanced from the state B of FIG. ハンドオーバ補償装置において実行されるモード移行制御処理を表すフローチャートである。It is a flowchart showing the mode transition control process performed in a handover compensation apparatus. ハンドオーバ補償装置において実行されるパケット送信制御処理を表すフローチャートである。It is a flowchart showing the packet transmission control process performed in a handover compensation apparatus. ハンドオーバ補償装置において実行されるハンドオーバ判断制御処理を表すフローチャートである。It is a flowchart showing the hand-over judgment control process performed in a hand-over compensation apparatus. ハンドオーバ補償装置の有効性を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the effectiveness of a handover compensation apparatus. ハンドオーバ補償装置において実行されるハンドオーバ判断制御処理の別の実施例を表すフローチャートである。It is a flowchart showing another Example of the hand-over judgment control process performed in a hand-over compensation apparatus.

以下に、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
図1に示すように、本発明が適用された実施形態の移動体無線通信システム10は、所定の移動経路(本例では地上に敷設された鉄道線路(図示略))を走行する列車20に設けられた車上通信システム(本発明の移動体側通信システムに相当)と、列車20の移動経路に沿って(即ち線路に沿って)設けられた地上通信システムとの間で、第1系統及び第2系統の2つの通信系統にて無線によるデータ通信が可能に構成されたものである。
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, a mobile radio communication system 10 according to an embodiment to which the present invention is applied includes a train 20 that travels on a predetermined travel route (in this example, a railroad track (not shown) laid on the ground). Between the on-vehicle communication system provided (corresponding to the mobile communication system of the present invention) and the ground communication system provided along the movement path of the train 20 (that is, along the track), The two communication systems of the second system are configured so that wireless data communication is possible.

本実施形態の列車20は、複数の車両が連結されて編成されたものであり、例えば最高時速300km程度で走行可能な高速列車である。尚、以下の説明では、列車20の走行方向について、説明の便宜上、各先頭車両方向のうち一方の走行方向(図1の右側方向)を上り方向と称し、他方の走行方向(図1の左側方向)を下り方向と称することとする。   The train 20 of the present embodiment is formed by connecting a plurality of vehicles, and is a high-speed train that can travel at a maximum speed of about 300 km, for example. In the following description, for the convenience of description, the traveling direction of the train 20 is referred to as one of the leading vehicle directions (the right direction in FIG. 1) as the upward direction, and the other traveling direction (the left side in FIG. 1). Direction) will be referred to as the downward direction.

列車20における車上通信システムには、地上側と無線によるデータ送受(電波送受)行う無線機である第1車上無線部21及び第2車上無線部22が設けられている。このうち、第1車上無線部21は、第1系統によるデータ通信を担うものであり、アンテナ20aにて、地上側における同じ第1系統の第1系統地上無線部11と相互に無線によりデータの送受信を行う。また、第2車上無線部22は、第2系統によるデータ通信を担うものであり、アンテナ20bにて、地上側における同じ第2系統の第2系統地上無線部12と相互に無線によりデータの送受信を行う。   The on-board communication system in the train 20 is provided with a first on-board radio unit 21 and a second on-board radio unit 22 that are radio units that perform wireless data transmission / reception (radio wave transmission / reception) with the ground side. Among these, the first on-board radio unit 21 is responsible for data communication by the first system, and the antenna 20a wirelessly communicates data with the first system ground radio unit 11 of the same first system on the ground side. Send and receive. The second onboard radio unit 22 is responsible for data communication by the second system, and the antenna 20b wirelessly communicates data with the second system terrestrial radio unit 12 of the same second system on the ground side. Send and receive.

ここで、各車上無線部21,22の構成を、図2(a)を用いて説明する。各車上無線部21,22はいずれも、データ送受信を担う系統や無線周波数は異なるものの、その構成及び機能は基本的には同じである。そのため、図2(a)には代表として第1車上無線部21を示している。   Here, the configuration of each of the on-board wireless units 21 and 22 will be described with reference to FIG. The on-board radio units 21 and 22 are basically the same in configuration and function, although the systems and radio frequencies responsible for data transmission and reception are different. Therefore, FIG. 2A shows the first on-board wireless unit 21 as a representative.

図2(a)に示すように、第1車上無線部21は、主として、RF部31とベースバンド部32とからなるものである。RF部31は、アンテナ20aにて受信した電波を復調して、その復調された受信データをベースバンド部32へ出力すると共に、ベースバンド部32から入力された送信データを変調してアンテナ20aへ送出することによりアンテナ20aから電波にて無線送信させる。   As shown in FIG. 2 (a), the first on-board wireless unit 21 mainly includes an RF unit 31 and a baseband unit 32. The RF unit 31 demodulates radio waves received by the antenna 20a, outputs the demodulated reception data to the baseband unit 32, and modulates transmission data input from the baseband unit 32 to the antenna 20a. By transmitting, it is transmitted by radio from the antenna 20a.

また、RF部31は、アンテナ20aにて受信された電波の強度を検出し、その電波強度を示す信号をベースバンド部32へ出力する。具体的には、電波強度として、周知のRSSI(Received Signal Strength Indication :受信信号強度)を検出し、その検出結果をRSSI信号としてベースバンド部32へ出力する。   The RF unit 31 detects the intensity of the radio wave received by the antenna 20 a and outputs a signal indicating the radio wave intensity to the baseband unit 32. Specifically, a known RSSI (Received Signal Strength Indication) is detected as the radio wave intensity, and the detection result is output to the baseband unit 32 as an RSSI signal.

ベースバンド部32は、所定のプロトコルに基づくデータ処理を行うものである。本実施形態の移動体無線通信システムでは、一例として、周知のTCP/IP(Transmission Control Protocol / Internet Protocol )に基づくデータ通信が行われる。尚、TCP/IPについてはよく知られているため、その詳細説明についてはここでは省略する。   The baseband unit 32 performs data processing based on a predetermined protocol. In the mobile radio communication system of the present embodiment, for example, data communication based on the well-known TCP / IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol) is performed. Since TCP / IP is well known, its detailed description is omitted here.

そのため、列車20側の車上通信システム内におけるデータ伝送、地上側の地上通信システムにおけるデータ伝送、及びこれら各通信システム間の無線によるデータ送受信は、パケット(IPパケット)単位で行われる。   Therefore, data transmission in the on-vehicle communication system on the train 20 side, data transmission in the ground-side ground communication system, and wireless data transmission / reception between these communication systems are performed in units of packets (IP packets).

但し、本実施形態では、2つの系統を用いてデータ通信を行うことから、本実施形態で伝送されるパケットは、図3に示すように、標準的なIPパケットにおけるヘッダ部分に、系統識別子が含まれている。即ち、図3は、本実施形態において伝送されるパケット(IPパケット)の概要を示すものであり、大きく分けてデータ部とヘッダ部とで構成され、ヘッダにはあて先アドレスや送信先アドレスなどの、IPプロトコルに基づく各種の情報が含まれている。そして更に、本実施形態では、ヘッダの中に系統識別子が含まれている。   However, in this embodiment, since data communication is performed using two systems, a packet transmitted in this embodiment has a system identifier in the header portion of a standard IP packet as shown in FIG. include. That is, FIG. 3 shows an outline of a packet (IP packet) transmitted in the present embodiment, which is roughly composed of a data part and a header part. The header includes a destination address, a destination address, and the like. Various information based on the IP protocol is included. Furthermore, in this embodiment, a system identifier is included in the header.

この系統識別子は、パケットがどの系統のものであるのかを示す情報であり、送信元のルータ(後述する車上ルータ23又は地上ルータ13の何れか)により付与されるものである。   This system identifier is information indicating which system the packet belongs to, and is given by a transmission source router (either an on-vehicle router 23 or a ground router 13 described later).

ベースバンド部32は、RF部31からの受信データについて、TCP/IPに基づく所定の処理を行った上で、車上ルータ23側へ(詳しくは後述する車上側ハンドオーバ補償装置25へ)送出する。また、ベースバンド部32は、RF部31から入力されたRSSI信号についても、所定の処理を行ってRSSIを示すデータ(RSSIデータ)として車上側ハンドオーバ補償装置25へ送出する。更に、ベースバンド部32は、車上ルータ23から送出された(詳しくは車上側ハンドオーバ補償装置25から送出された)送信データについても、TCP/IPに基づく所定の処理を行った上で、RF部31へ出力する。   The baseband unit 32 performs a predetermined process based on TCP / IP on the data received from the RF unit 31 and then sends the data to the on-vehicle router 23 side (specifically, to the on-vehicle side handover compensation device 25 described later). . The baseband unit 32 also performs a predetermined process on the RSSI signal input from the RF unit 31 and sends the RSSI signal to the in-vehicle handover compensation device 25 as RSSI data (RSSI data). Further, the baseband unit 32 performs a predetermined process based on TCP / IP on transmission data transmitted from the on-vehicle router 23 (specifically, transmitted from the vehicle upper side handover compensation device 25), and then performs RF processing. To the unit 31.

また、列車20の内部には、当該列車20の内部において乗客等がPC26等の情報通信端末を用いてインターネットに接続するための無線中継装置である、アクセスポイント(AP)24が設置されている。列車20内の車上通信システムには、PC26等がAP24と無線通信することによりインターネットに接続可能な、周知の無線LANが構築されている。AP24は、無線LANにおいて通常用いられることの多い周知の無線中継装置であるため、その詳細構成についての説明はここでは省略する。   In addition, an access point (AP) 24 that is a wireless relay device for connecting passengers and the like to the Internet using an information communication terminal such as a PC 26 is installed inside the train 20. . In the on-board communication system in the train 20, a well-known wireless LAN that can be connected to the Internet through the wireless communication of the PC 26 and the like with the AP 24 is constructed. Since the AP 24 is a well-known wireless relay device that is often used in a wireless LAN, the detailed configuration thereof is omitted here.

そして、車上通信システムにおいて、各車上無線部21,22とAP24との間(詳しくは車上側ハンドオーバ補償装置25とAP24との間)には、これら両者間のデータ伝送を中継するための車上ルータ23が接続されている。尚、AP24は、図1では1つのみ図示しているが、実際には、列車20を構成する複数の車両毎に1つ(或いは複数)ずつ設置されており、これら複数のAP24が車上ルータ23に接続されている。   In the on-board communication system, between the on-board radio units 21 and 22 and the AP 24 (specifically, between the upper-side handover compensator 25 and the AP 24), the data transmission between them is relayed. The on-vehicle router 23 is connected. Although only one AP 24 is shown in FIG. 1, actually, one (or a plurality) of APs 24 is installed for each of a plurality of vehicles constituting the train 20, and these APs 24 are installed on the vehicle. It is connected to the router 23.

車上ルータ23は、OSI参照モデルにおけるネットワーク層のプロトコルに基づいてデータ(パケット)のルーティングを行う周知のデータ中継装置である。
そして、本実施形態の車上ルータ23は、更に、AP24からの送信データについて、パケット毎に、所定の分散方法にてその送信先の系統(送出系統)を選択・決定し、その選択した系統に従い、図3に例示したように、パケットのヘッダに系統識別子を付加する。そして、その系統識別子を付加したパケットを、車上側ハンドオーバ補償装置25へ送出する。そのため、例えば選択した送出系統が第1系統である場合には、第1系統を示す系統識別子をヘッダに付加した上で、そのパケットを車上側ハンドオーバ補償装置25へ送出することとなる。
The on-vehicle router 23 is a known data relay device that performs routing of data (packets) based on a network layer protocol in the OSI reference model.
The on-board router 23 of the present embodiment further selects and determines a transmission destination system (transmission system) for each packet of transmission data from the AP 24 by a predetermined distribution method, and the selected system Then, as illustrated in FIG. 3, a system identifier is added to the header of the packet. Then, the packet with the system identifier added is sent to the vehicle-side handover compensation device 25. Therefore, for example, when the selected transmission system is the first system, the system identifier indicating the first system is added to the header, and then the packet is transmitted to the vehicle-side handover compensation device 25.

車上ルータ23における上記分散方式は種々考えられ、例えば、AP24からパケットが入力される度に、その入力順に交互に系統を振り分ける方法や、パケットのあて先アドレスに基づいて系統を振り分ける方法などが考えられる。もちろん、これらの方法はあくまでも一例に過ぎない。   There are various possible distribution methods for the on-vehicle router 23. For example, every time a packet is input from the AP 24, a method of alternately distributing the systems in the order of input or a method of distributing the systems based on the destination address of the packet is considered. It is done. Of course, these methods are merely examples.

本実施形態では、一例として、前者の分散方法にてパケットを分散するものとして説明する。即ち、例えばパケットの入力順に、奇数番目(2n−1番目。nは自然数。)のパケットについては第1系統宛とし、偶数番目(2n番目)のパケットについては第2系統宛とする。   In the present embodiment, as an example, it is assumed that packets are distributed by the former distribution method. That is, for example, in the packet input order, odd-numbered (2n-1th, n is a natural number) packets are addressed to the first system, and even-numbered (2nth) packets are addressed to the second system.

このように、車上ルータ23は、AP24から入力された、地上側への送信データ(パケット)を、パケット毎に、上記分散方式にて選択した何れかの系統を送出系統として、その送出系統を示す系統識別子を付加して、車上側ハンドオーバ補償装置25へ送出する。   As described above, the on-board router 23 uses, as a transmission system, any transmission system (packet) input to the ground side, which is input from the AP 24, for each packet, which is selected by the above distribution method. Is added to the vehicle-side handover compensation device 25.

一方、地上側における地上通信システムにおいては、系統毎に、列車20の移動経路に沿って複数の地上無線部が所定間隔で配置されている。即ち、第1系統については、複数の第1系統地上無線部11(11−1,11−2,11−3・・・)が所定間隔で配置されており、第2系統についても、複数の第2系統地上無線部12(12−1,12−2,12−3・・・)が所定間隔で配置されている。   On the other hand, in the ground communication system on the ground side, a plurality of ground radio units are arranged at predetermined intervals along the movement route of the train 20 for each system. That is, for the first system, a plurality of first system terrestrial radio units 11 (11-1, 11-2, 11-3...) Are arranged at predetermined intervals, and for the second system, a plurality of Second system terrestrial radio units 12 (12-1, 12-2, 12-3...) Are arranged at predetermined intervals.

また、本実施形態では、第1系統地上無線部11及び第2系統地上無線部12は、個別にみれば両者は同じ位置に配置されている。つまり、同じ位置に1つの第1系統地上無線部と1つの第2系統地上無線部が配置されている。但し、その同じ位置に配置された第1系統地上無線部と第2系統地上無線部は、本実施形態では一例として、電波干渉を防ぐために、互いに異なる周波数(チャンネル)の電波にて無線送受信を行う。   In the present embodiment, the first system terrestrial radio unit 11 and the second system terrestrial radio unit 12 are arranged at the same position when viewed individually. That is, one first system terrestrial radio unit and one second system terrestrial radio unit are arranged at the same position. However, the first system terrestrial radio unit and the second system terrestrial radio unit arranged at the same position, as an example in this embodiment, perform radio transmission / reception with radio waves of different frequencies (channels) in order to prevent radio wave interference. Do.

また、第1系統における各第1系統地上無線部11−1,11−2,11−3・・・が第1伝送路51を介して接続されることにより一群の地上ネットワークが構築され、第2系統についても各第2系統地上無線部12−1,12−2,12−3・・・が第2伝送路52を介して接続されることにより一群の地上ネットワークが構築されている。   In addition, a group of terrestrial networks is constructed by connecting the first system terrestrial radio units 11-1, 11-2, 11-3... In the first system via the first transmission path 51. As for the two systems, a group of terrestrial networks is constructed by connecting the second system terrestrial radio units 12-1, 12-2, 12-3... Via the second transmission path 52.

そして、各第1系統地上無線部11は、列車20に設けられた第1車上無線部21との間でハンドオーバを行いながら相互に無線によるデータ送受信を行うよう構成されており、各第2系統地上無線部12は、列車20に設けられた第2車上無線部22との間でハンドオーバを行いながら相互に無線によるデータ送受信を行うよう構成されている。つまり、列車20の走行中、列車20側と地上側との間で、系統毎にハンドオーバを行いながら、無線通信が行われるのである。   And each 1st system ground radio | wireless part 11 is comprised so that it may mutually transmit / receive data by radio | wireless, performing a handover between the 1st vehicle-mounted radio | wireless parts 21 provided in the train 20, The system ground radio unit 12 is configured to perform wireless data transmission / reception while performing handover with the second onboard radio unit 22 provided in the train 20. That is, while the train 20 is traveling, wireless communication is performed between the train 20 side and the ground side while performing handover for each system.

本実施形態では、地上側における各系統の各地上無線部11,12が通信可能(電波の送受信が可能)なエリアは、図5に例示するように、地上無線部毎に、その地上無線部を中心とする所定の範囲(通信エリア)内となるように設定されており、列車20の移動経路方向に隣接する通信エリア相互間は、その端部領域(移動経路方向の端部)が一部重複するように設定されている。   In the present embodiment, an area in which the terrestrial radio units 11 and 12 of each system on the ground side can communicate (can transmit and receive radio waves) is the terrestrial radio unit for each terrestrial radio unit as illustrated in FIG. Is set to be within a predetermined range (communication area) centered at the center, and between the communication areas adjacent to each other in the movement path direction of the train 20, its end area (end part in the movement path direction) is one. It is set so as to overlap.

即ち、図5に示すように、図5における最も左側の第1系統地上無線部11−1及び第2系統地上無線部12−1の通信エリアは、これら各地上無線部11−1,12−1を中心とする所定の第1通信エリアであり、これら各地上無線部11−1,12−1に対して上り方向に隣接する次の第1系統地上無線部11−2及び第2系統地上無線部12−2の通信エリアは、これら各地上無線部11−2,12−2を中心とする所定の第2通信エリアであり、これら各地上無線部11−2,12−2に対して上り方向に隣接する次の第1系統地上無線部11−3及び第2系統地上無線部12−3の通信エリアは、これら各地上無線部11−3,12−3を中心とする所定の第3通信エリアである。そして、第1通信エリアと第2通信エリアは、その端部領域が一部重複しており、第2通信エリアと第3通信エリアについてもその端部領域が一部重複している。   That is, as shown in FIG. 5, the communication areas of the leftmost first system ground radio unit 11-1 and second system ground radio unit 12-1 in FIG. 1 is a predetermined first communication area centered on 1, and the next first system ground radio unit 11-2 and second system ground adjacent to each of the ground radio units 11-1 and 12-1 in the upward direction. The communication area of the radio unit 12-2 is a predetermined second communication area centered on each of these terrestrial radio units 11-2 and 12-2, and with respect to each of these terrestrial radio units 11-2 and 12-2. The communication areas of the next first-system terrestrial radio unit 11-3 and second-system terrestrial radio unit 12-3 adjacent in the uplink direction are predetermined firsts centered on these terrestrial radio units 11-3 and 12-3. 3 communication areas. The end areas of the first communication area and the second communication area partially overlap, and the end areas of the second communication area and the third communication area also partially overlap.

尚、各系統の地上無線部11,12はいずれも、同じ系統において隣接する通信エリア相互間では使用周波数(チャンネル)が異なるように構成されている。
列車20に設けられた各系統の各車上無線部21,22は、それぞれ、地上側における同じ系統の地上無線部との間で、その地上無線部の通信エリア内で相互に無線によるデータ送受信を行う。そして、列車20の走行に伴い、列車20側の車上無線部の位置が地上側におけるある地上無線部の通信エリアから次の地上無線部の通信エリアに移る毎に、地上側及び列車20側の各無線部相互間でハンドオーバ処理を行うことにより、双方の通信相手を切り替えていく。
Note that the terrestrial radio units 11 and 12 of each system are configured such that the use frequency (channel) is different between adjacent communication areas in the same system.
The on-board radio units 21 and 22 of each system provided in the train 20 transmit and receive data to and from each other within the communication area of the ground radio unit with the ground radio unit of the same system on the ground side. I do. And every time the position of the onboard radio unit on the train 20 side moves from the communication area of a certain ground radio unit on the ground side to the communication area of the next ground radio unit as the train 20 travels, the ground side and the train 20 side Both communication partners are switched by performing a handover process between the wireless units.

尚、各地上無線部11,12は、いずれも、列車20に設けられた各車上無線部21,22(図2(a)参照)と基本的に同じ構成・機能であるため、ここではその詳細説明を省略する。   Each of the terrestrial radio units 11 and 12 has basically the same configuration and function as the on-vehicle radio units 21 and 22 (see FIG. 2A) provided in the train 20, so here Detailed description thereof is omitted.

また、地上側において、各系統の各伝送路51,52と外部ネットワークとしてのインターネット14との間(詳しくは地上側ハンドオーバ補償装置15とインターネット14との間)には、これら両者間のデータ伝送を中継するための地上ルータ13が接続されている。   Further, on the ground side, between each transmission path 51, 52 of each system and the Internet 14 as an external network (specifically, between the ground-side handover compensation device 15 and the Internet 14), data transmission between them is performed. Is connected to the ground router 13.

この地上ルータ13も、列車20に設けられた車上ルータ23と基本的に同じ構成・機能であるため、ここではその詳細説明を省略する。つまり、この地上ルータ13も、データ(パケット)のルーティングを行うと共に、インターネット14側からの送信データについて、パケット毎に、所定の分散方法にてその送信先の系統(送出系統)を選択・決定し、その選択した系統に従い、図3に例示したように、パケットのヘッダに系統識別子を付加する。そして、その系統識別子を付加したパケットを、地上側ハンドオーバ補償装置15へ送出する。また、本実施形態では、地上ルータ13におけるパケットの分散方法は、上述した車上ルータ23における分散方法と同じである。   Since the ground router 13 has basically the same configuration and function as the on-vehicle router 23 provided in the train 20, detailed description thereof is omitted here. That is, the ground router 13 also performs routing of data (packets), and selects and determines a transmission destination system (transmission system) for each packet of transmission data from the Internet 14 by a predetermined distribution method. Then, according to the selected system, a system identifier is added to the header of the packet as illustrated in FIG. Then, the packet with the system identifier added is sent to the ground-side handover compensation device 15. In this embodiment, the packet distribution method in the ground router 13 is the same as the distribution method in the on-vehicle router 23 described above.

ここで、本実施形態の移動体無線通信システムでは、上述したように、系統毎に、列車20の走行に伴ってハンドオーバが行われる。そのため、ハンドオーバが行われる度に、無線部相互間の無線通信(電波送受)が一時的に(例えば約0.1秒)途切れてしまう。そして、このハンドオーバによる電波の途切れによって、地上−車上間のデータ通信は、無線部相互間の電波繋がりの途切れよりも長い時間(例えば約1秒)中断してしまう。これは、ハンドオーバによって無線部相互間が繋がっても、その後に、TCPプロトコル等のより上位階層のプロトコルによる接続制御(タイムアウト処理等)が行われるからである。   Here, in the mobile radio communication system of the present embodiment, as described above, handover is performed for each system as the train 20 travels. Therefore, every time handover is performed, wireless communication (radio wave transmission / reception) between the wireless units is temporarily interrupted (for example, about 0.1 second). Due to the interruption of the radio wave due to this handover, the data communication between the ground and the vehicle is interrupted for a longer time (for example, about 1 second) than the interruption of the radio wave connection between the radio units. This is because even if the wireless units are connected by handover, connection control (timeout processing or the like) is performed using a higher-layer protocol such as the TCP protocol.

そこで本実施形態では、地上側及び列車20側の双方にそれぞれハンドオーバ補償装置を設け、何れかの系統でハンドオーバが発生する直前にそれを予測して、ハンドオーバ発生を予測した場合には、対向のハンドオーバ補償装置へその旨を通知するようにしている。そして、その通知をすることにより、通知をした相手側に対し、その相手側のルータから送出される各系統側へのパケットのうち、ハンドオーバ発生が予測された系統宛のパケットについては、そのハンドオーバが予測された系統へ送出させるだけでなく、もう一方の系統にもコピーして送出させるようにする。   Therefore, in the present embodiment, when a handover compensation device is provided on both the ground side and the train 20 side, and it is predicted immediately before a handover occurs in any system, and the occurrence of a handover is predicted, This is notified to the handover compensation device. Then, by notifying the other party that has made the notification, the packet addressed to the system for which the occurrence of the handover is predicted out of the packets sent from the router on the other party side to the other system side. Is transmitted not only to the predicted system but also to the other system.

尚、ここでいう「対向」とは、地上側(地上通信システム;自システム)からみれば列車20(車上通信システム;相手側システム)を意味し、列車20側(車上通信システム側;自システム)からみれば地上(地上通信システム;相手側システム)を意味するものとする。   Here, “opposite” means the train 20 (vehicle communication system; partner system) from the ground side (ground communication system; own system), and the train 20 side (vehicle communication system side; From the perspective of the own system, it means the ground (terrestrial communication system; partner system).

即ち、本実施形態の移動体無線通信システム10では、車上通信システムにおける車上ルータ23と各車上無線部21,22との間に、これら両者間のデータ伝送を中継するための車上側ハンドオーバ補償装置25が設けられており、地上通信システムにおける地上ルータ13と各地上無線部11,12との間(詳しくは地上ルータ13と各伝送路51,52との間)にも、これら両者間のデータ伝送を中継するための地上側ハンドオーバ補償装置15が設けられている。   That is, in the mobile radio communication system 10 of this embodiment, the vehicle upper side for relaying data transmission between the on-vehicle router 23 and the on-vehicle radio units 21 and 22 in the on-vehicle communication system. A handover compensation device 25 is provided, both between the ground router 13 and each terrestrial radio unit 11, 12 in the terrestrial communication system (specifically, between the terrestrial router 13 and each transmission path 51, 52). A ground-side handover compensation device 15 for relaying data transmission between them is provided.

尚、車上側ハンドオーバ補償装置25と地上側ハンドオーバ補償装置15は、基本的には同じ構成・機能であるため、ここでは、代表として列車20に設けられた車上側ハンドオーバ補償装置25についてその構成・機能を説明する。   The vehicle-side handover compensation device 25 and the ground-side handover compensation device 15 basically have the same configuration / function. Therefore, here, the vehicle-side handover compensation device 25 provided in the train 20 as a representative is described in its configuration / Explain the function.

車上側ハンドオーバ補償装置25は、基本的には、各車上無線部21,22からの受信データをそのまま中継して車上ルータ23へ送出すると共に、車上ルータ23からの送信データを、パケット毎に、第1系統及び第2系統のうちヘッダの系統識別子が示す系統(正規送出系統)側へ送出する機能を有する。   The vehicle upper side handover compensation device 25 basically relays the received data from the onboard radio units 21 and 22 as they are and sends them to the onboard router 23, and also transmits the transmission data from the onboard router 23 to the packet. Each has a function of transmitting to the system (regular transmission system) side indicated by the system identifier of the header of the first system and the second system.

車上側ハンドオーバ補償装置25の概略構成を、図2(b)に示す。図2(b)に示すように、車上側ハンドオーバ補償装置25は、主として、系統側入出力部41と、ルータ側入出力部43と、通信制御部42とを備えている。   A schematic configuration of the vehicle upper side handover compensation device 25 is shown in FIG. As shown in FIG. 2B, the vehicle upper side handover compensation device 25 mainly includes a system side input / output unit 41, a router side input / output unit 43, and a communication control unit 42.

車上ルータ23からの送信データは、ルータ側入出力部43を介して通信制御部42へ入力される。また、各車上無線部21,22からの受信データは、それぞれ、系統側入出力部41を介して通信制御部42へ入力される。   Transmission data from the on-vehicle router 23 is input to the communication control unit 42 via the router side input / output unit 43. In addition, the received data from the on-vehicle radio units 21 and 22 are input to the communication control unit 42 via the system-side input / output unit 41, respectively.

通信制御部42は、上述した基本的機能を備えていると共に、更に、ハンドオーバ予測機能、ハンドオーバ通知機能、及びモード切り替え機能とを備えている。
このうちハンドオーバ予測機能とは、系統毎に、対応する系統側からの受信パケットに基づいてハンドオーバの発生を予測する機能である。
The communication control unit 42 includes the above-described basic functions, and further includes a handover prediction function, a handover notification function, and a mode switching function.
Among them, the handover prediction function is a function for predicting the occurrence of handover for each system based on the received packet from the corresponding system side.

無線によるデータ伝送の特性上、ある系統において、通信エリアの切り替わりが近づいて(即ちハンドオーバが近づいて)電波状態が悪くなると、ハンドオーバする以前に、その系統からのパケットが正常に受信できなくなる。つまり、地上側と列車20側の無線部同士は無線接続していて電波の送受がまだ可能であっても、電波状態(電波強度)が悪くなると、データ(パケット)を正常に送信できなくなる。そこで本実施形態では、系統毎に、パケットの受信状態を監視し、正常に受信できない状態(本発明の開始直前状態、受信異常状態に相当)であると判断した場合に、その系統はハンドオーバが起こる直前の状態であるものと予測するのである。   Due to the characteristics of wireless data transmission, if the radio wave condition becomes worse in a certain system due to switching of communication areas (ie, approaching handover), packets from that system cannot be normally received before handover. That is, even if the radio units on the ground side and the train 20 side are wirelessly connected and radio waves can still be transmitted and received, if the radio wave state (radio wave intensity) deteriorates, data (packets) cannot be transmitted normally. Therefore, in this embodiment, for each system, the reception state of the packet is monitored, and when it is determined that the packet cannot be normally received (a state immediately before the start of the present invention, which corresponds to an abnormal reception state), the system is not handed over. Predict that it is the state just before it happens.

具体的な予測方法は種々考えられる。例えば、本実施形態では、各ルータがパケットを順次交互に分散送出する構成であるため、通常時は各系統宛のパケットが交互に相手側に到着する。パケット到着に若干の粗密は生じ得るが、何れか一方の系統にしか到着しないなどと大きく偏ることはない。一方、どちらかのルート(例えば第1系統)がハンドオーバ直前の状態になったとすると、このとき、第1系統側からのパケットはまったく到着せず、第2系統側からのパケットしか到着しなくなる。この状態を検知すれば、ハンドオーバ発生を事前に予測できることになる。   Various specific prediction methods are conceivable. For example, in the present embodiment, since each router sequentially and alternately transmits packets, packets destined for each system arrive alternately at the other side. Although the packet arrival may be slightly coarse or dense, it does not deviate greatly from arriving at only one of the systems. On the other hand, if one of the routes (for example, the first system) is in a state immediately before the handover, at this time, the packet from the first system side does not arrive at all, and only the packet from the second system side arrives. If this state is detected, the occurrence of handover can be predicted in advance.

このような方法を含め、例えば系統毎のパケットロス率に基づく方法、RTT(Round Trip Time )に基づく方法、更には後述するように電波強度に基づく方法など、予測方法は適宜採用することができる。   Including such a method, for example, a prediction method such as a method based on a packet loss rate for each system, a method based on RTT (Round Trip Time), and a method based on radio wave intensity as described later can be appropriately employed. .

そして、何れの方法についても共通して言えることは、ハンドオーバ予測のために特別なデータ(例えばping等)を用いることなどはしておらず、あくまでも、実際に地上−車上間で行われているデータ通信の状況(本例では送受信される生のデータ(パケット))を利用して予測するようにしている、ということであり、このことは本実施形態の特徴的構成の1つである。   What is common to both methods is that no special data (such as ping) is used for handover prediction, and it is actually performed between the ground and the vehicle. This is one of the characteristic configurations of the present embodiment. In this example, the prediction is performed using the data communication status (raw data (packets) transmitted and received in this example). .

また、ある系統についてハンドオーバを予測した場合、その系統(本発明のハンドオーバ判断系統に相当)では間もなくハンドオーバが行われるわけだが、通信制御部42は、ハンドオーバの予測後、そのハンドオーバの終了を検知する機能も有している。   Further, when a handover is predicted for a certain system, the handover is soon performed in that system (corresponding to the handover determination system of the present invention), but the communication control unit 42 detects the end of the handover after predicting the handover. It also has a function.

ハンドオーバの終了検知方法も種々考えられるが、本実施形態では、一例として、ハンドオーバを予測した系統におけるパケット受信状況を引き続き監視し、その系統からのパケットが再び正常に受信される状態(本発明のハンドオーバ終了状態に相当)になった場合に、そのハンドオーバが終了したものと判断する。   Although various handover end detection methods are conceivable, in this embodiment, as an example, the state of packet reception in a system that has predicted handover is continuously monitored, and a packet from that system is normally received again (in the present invention) It is determined that the handover has been completed.

尚、何をもってパケットが再び正常に受信される状態になったか否かを判断するかについても種々考えられ、例えば、ハンドオーバ開始後、その系統から1つでもパケットが受信されたならばそれをもって正常に受信される状態になったと判断してもよいし、また例えば、その系統からのパケットについて、パケットロス率やRTTなどの種々の観点から、正常に受信できる状態か否かを判断するようにしてもよい。   There are various ways to determine whether or not the packet is normally received again. For example, if one packet is received from the system after the handover is started, it is normal. For example, it may be determined whether or not a packet from the system can be normally received from various viewpoints such as a packet loss rate and an RTT. May be.

また、ハンドオーバ通知機能とは、ハンドオーバを予測した場合にその旨を対向のハンドオーバ補償装置へ通知する機能、及びその予測した系統におけるハンドオーバの終了を検知した場合にその旨を対向のハンドオーバ補償装置へ通知する機能のことである。   In addition, the handover notification function is a function for notifying the opposite handover compensator to that effect when a handover is predicted, and to the opposite handover compensator when detecting the end of handover in the predicted system. It is a function to notify.

即ち、通信制御部42は、上述したハンドオーバ予測機能によって何れかの系統におけるハンドオーバを予測した場合、その系統において間もなくハンドオーバが発生する状態であることを示す情報であって且つ対向のハンドオーバ補償装置の動作モードをハンドオーバモード(詳細は後述)に切り替えさせる為の命令である、ハンドオーバモード移行命令を、そのハンドオーバを予測した系統とは別の系統を介して、対向のハンドオーバ補償装置へ送信する。具体的には、ハンドオーバモード移行命令を示すパケットを生成し、それを自システムの無線部を介して送信する。   That is, when the communication control unit 42 predicts a handover in any system by the above-described handover prediction function, the communication control unit 42 is information indicating that a handover is about to occur in the system, and the communication control unit 42 A handover mode transition command, which is a command for switching the operation mode to the handover mode (details will be described later), is transmitted to the opposite handover compensation device via a system different from the system that predicted the handover. Specifically, a packet indicating a handover mode transition command is generated and transmitted via the wireless unit of the own system.

また、そのハンドオーバモード移行命令の送信後、そのハンドオーバの終了を検知した場合に、その旨を示す情報であって且つ対向のハンドオーバ補償装置の動作モードをノーマルモード(詳細は後述)に切り替えさせる為の命令である、ノーマルモード移行命令を、少なくともいずれか一方の系統を介して、対向のハンドオーバ補償装置へ送信する。   In addition, when the end of the handover is detected after the handover mode transition command is transmitted, this information is used to switch the operation mode of the opposite handover compensator to the normal mode (details will be described later). Is transmitted to the opposite handover compensator via at least one of the systems.

そして、モード切り替え機能とは、対向のハンドオーバ補償装置から上記各モード移行命令が来た場合に、そのモード移行命令に従って自身の動作モードをハンドオーバモード又はノーマルモードの何れかに切り替える機能である。   The mode switching function is a function for switching its own operation mode to either the handover mode or the normal mode according to the mode transition command when each mode transition command is received from the opposite handover compensator.

ここで、ノーマルモードとは、対応する自システム内のルータから対向する(相手側の)システム宛の送信データ(パケット)を、単にそのパケットに付加されている系統識別子に従って、対応する系統側へ送出するように動作するモードである。   Here, the normal mode means that transmission data (packet) addressed to the opposite (other party) system from the router in the corresponding own system is simply sent to the corresponding system side according to the system identifier added to the packet. It is a mode that operates to send.

一方、ハンドオーバモードとは、対向するハンドオーバ補償装置からハンドオーバモード移行命令を受信した場合の動作モードであって、対応する自システム内のルータからの送信データ(パケット)のうち、系統識別子にて示された正規送出系統が、相手側システムにおいてハンドオーバが予測された系統(ハンドオーバ判断系統)であるパケット(ハンドオーバ系統側パケット)については、その正規送出系統だけでなく、もう一方の系統にもコピーして送出するように動作するモードである。尚、ハンドオーバが行われる正規送出系統には送出せずにもう一方の系統にのみ送出するようにしてもよい。   On the other hand, the handover mode is an operation mode when a handover mode transition command is received from the opposing handover compensator, and is indicated by a system identifier among transmission data (packets) from the corresponding router in its own system. For the packet (handover system side packet) whose normal transmission system is the system (handover determination system) for which handover is predicted in the other system, it is copied not only to the normal transmission system but also to the other system. It is a mode that operates to send out. It should be noted that it may be transmitted only to the other system without transmitting to the regular transmission system where the handover is performed.

このハンドオーバモードにおける、パケットのコピー送出について、図4を用いて具体的に説明する。図4(a)は、対向のハンドオーバ補償装置において第1系統のハンドオーバが予測されたことによってその旨を示すハンドオーバモード移行命令が送信されてきたときの、ハンドオーバモード移行後における第1系統向けのパケット(第2n−1パケット)の処理例を示すものである。   The packet copy transmission in the handover mode will be specifically described with reference to FIG. FIG. 4 (a) is a diagram for the first system after transition to the handover mode when a handover mode transition command indicating that the handover of the first system has been predicted in the opposite handover compensation device. The example of a process of a packet (2n-1 packet) is shown.

この場合、自システムのルータから送信されてきたパケットの系統識別子は、正規の送出先である第1系統を示すものとなっている。しかしその第1系統は、対向のハンドオーバ補償装置においてハンドオーバが予測された系統である。そこでこの場合、通信制御部42は、ハンドオーバモードでの動作として、そのパケットをコピーすることにより別途生成する。そして、そのコピー生成されたパケットに対し、アドレス書き換えを行う。即ち、系統識別子を、正規送出系統である第1系統から、第2系統へと書き換える。   In this case, the system identifier of the packet transmitted from the router of the own system indicates the first system that is a regular transmission destination. However, the first system is a system in which handover is predicted in the opposite handover compensator. Therefore, in this case, the communication control unit 42 generates the packet separately by copying the packet as the operation in the handover mode. Then, address rewriting is performed on the copy generated packet. That is, the system identifier is rewritten from the first system, which is a normal transmission system, to the second system.

そして、その系統識別子を書き換えたパケット(コピーパケット)については、その書き換え後の系統識別子に対応した系統(本来は正規の送出先ではなかった非正規の系統)である第2系統へ送出する。また、元の正規のパケット(コピー元のパケット)については、そのまま正規送出系統である第1系統へ送出する。   Then, the packet (copy packet) in which the system identifier is rewritten is transmitted to the second system, which is a system corresponding to the system identifier after the rewriting (a non-regular system that was not originally a normal transmission destination). Further, the original regular packet (copy source packet) is sent as it is to the first system which is the regular transmission system.

尚、この正規送出系統である第1系統では、ハンドオーバが行われているはずであるため、そのハドオーバが終了するまでは対向のハンドオーバ補償装置には届かない。しかし、そのハンドオーバが終了すれば、対向のハンドオーバ補償装置に再び届くようになり、これにより、対向のハンドオーバ補償装置からは上述したようにノーマルモード移行命令が送信されてくることとなる。   In the first system, which is the regular transmission system, since handover should have been performed, it does not reach the opposing handover compensator until the handover is completed. However, when the handover is completed, it reaches the opposite handover compensator again, and as a result, the normal mode shift command is transmitted from the opposite handover compensator as described above.

図4(b)は、対向のハンドオーバ補償装置において第2系統のハンドオーバが予測されたことによってその旨を示すハンドオーバモード移行命令が送信されてきたときの、ハンドオーバモード移行後における第2系統向けのパケット(第2nパケット)の処理例を示すものである。   FIG. 4B is a diagram for the second system after transition to the handover mode when a handover mode transition command indicating that the handover of the second system is predicted in the opposite handover compensation apparatus is transmitted. The example of a process of a packet (2nd n packet) is shown.

この場合、自システムのルータから送信されてきたパケットの系統識別子は、正規の送出先である第2系統を示すものとなっている。しかしその第2系統は、対向のハンドオーバ補償装置においてハンドオーバが予測された系統である。そこでこの場合、通信制御部42は、ハンドオーバモードでの動作として、そのパケットをコピーすることにより別途生成する。そして、そのコピー生成されたパケットに対し、アドレス書き換えを行う。即ち、系統識別子を、正規送出系統である第2系統から、第1系統へと書き換える。   In this case, the system identifier of the packet transmitted from the router of the own system indicates the second system that is a regular transmission destination. However, the second system is a system in which handover is predicted in the opposite handover compensator. Therefore, in this case, the communication control unit 42 generates the packet separately by copying the packet as the operation in the handover mode. Then, address rewriting is performed on the copy generated packet. That is, the system identifier is rewritten from the second system, which is a normal transmission system, to the first system.

そして、その系統識別子を書き換えたパケット(コピーパケット)については、その書き換え後の系統識別子に対応した系統(本来は正規の送出先ではなかった非正規の系統)である第1系統へ送出する。また、元の正規のパケット(コピー元のパケット)については、そのまま正規送出系統である第2系統へ送出する。   Then, the packet (copy packet) in which the system identifier is rewritten is transmitted to the first system which is a system corresponding to the system identifier after the rewrite (originally a non-regular system that was not a normal transmission destination). Also, the original regular packet (copy source packet) is sent as it is to the second system which is the regular transmission system.

尚、この正規送出系統である第2系統では、ハンドオーバが行われているはずであるため、そのハドオーバが終了するまでは対向のハンドオーバ補償装置には届かない。しかし、そのハンドオーバが終了すれば、対向のハンドオーバ補償装置に再び届くようになり、これにより、対向のハンドオーバ補償装置からは上述したようにノーマルモード移行命令が送信されてくることとなる。   In the second system, which is the regular transmission system, since handover should have been performed, it does not reach the opposing handover compensator until the handover is completed. However, when the handover is completed, it reaches the opposite handover compensator again, and as a result, the normal mode shift command is transmitted from the opposite handover compensator as described above.

このように、通信制御部42は、何れの系統でもハンドオーバが行われていない通常時は、ノーマルモードで動作する。そして、対向のハンドオーバ補償装置にて何れかの系統におけるハンドオーバが予測され、それによりその対向のハンドオーバ補償装置からハンドオーバモード移行命令が送信されてきた場合には、ハンドオーバモードで動作する。そして、その後ノーマルモード移行命令が送信されてきた場合には、再びノーマルモードで動作する。   Thus, the communication control unit 42 operates in the normal mode during normal times when handover is not performed in any system. When a handover in one of the systems is predicted by the opposite handover compensator, and a handover mode transition command is transmitted from the opposite handover compensator, the operation is performed in the handover mode. Then, when a normal mode transition command is transmitted thereafter, the normal mode is operated again.

このように構成された本実施形態の移動体無線通信システム10における、列車20の走行に伴うハンドオーバ補償装置の動作モードの切り替わりについて、図5〜図7を用いて説明する。   The switching of the operation mode of the handover compensator accompanying the traveling of the train 20 in the mobile radio communication system 10 of the present embodiment configured as described above will be described with reference to FIGS.

まず図5は、移動体無線通信システム10において、各系統いずれもハンドオーバが行われていない状態Aであって、地上側及び列車20側のいずれのハンドオーバ補償装置もノーマルモードで動作している状態を示している。   First, FIG. 5 shows a state A in which no handover is performed in any of the systems in the mobile radio communication system 10, and the handover compensation devices on the ground side and the train 20 side are both operating in the normal mode. Is shown.

この状態Aでは、列車20において、第1車上無線部21は、地上側における第1通信エリア内に存在しており、この第1通信エリアを通信範囲とする同じ第1系統の第1系統地上無線部11−1との間で無線通信を行っている。また、第2車上無線部22は、地上側における第2通信エリア内に存在しており、この第2通信エリアを通信範囲とする同じ第2系統の第2系統地上無線部12−2との間で無線通信を行っている。   In this state A, in the train 20, the first on-board wireless unit 21 is present in the first communication area on the ground side, and the first system of the same first system having the first communication area as the communication range. Wireless communication is performed with the ground radio unit 11-1. The second onboard radio unit 22 is present in the second communication area on the ground side, and the second second-system terrestrial radio unit 12-2 of the same second system having the second communication area as a communication range. Wireless communication between the two.

そして、この状態Aでは、いずれの系統でもハンドオーバが発生しておらずまた予測もされていないことから、各ハンドオーバ補償装置15,25はそれぞれ、自システム内のルータからのパケットを系統識別子に従ってそのまま対応する系統側(無線部側)へ送出する。そのため、例えば地上側から列車20側へ送信されるパケットについては、図5に例示するように、地上ルータ13により選択された正規送出系統が第1系統のパケット(第2n−1パケット;第1,3,5・・・パケット)については第1系統側へ(第1伝送路51へ)送出され、地上ルータ13により選択された正規送出系統が第2系統のパケット(第2nパケット;第2,4,6・・・パケット)については第2系統側へ(第2伝送路52へ)送出される。尚、図中、丸付き数字は、パケットの番号(送出順序)を示している。   In this state A, since handover has not occurred or predicted in any of the systems, each of the handover compensators 15 and 25 directly accepts the packet from the router in its own system according to the system identifier. Send to the corresponding system side (radio unit side). Therefore, for example, for a packet transmitted from the ground side to the train 20 side, as illustrated in FIG. 5, the normal transmission system selected by the ground router 13 is the first system packet (second n−1 packet; first , 3, 5... Packets are sent to the first system side (to the first transmission path 51), and the regular transmission system selected by the ground router 13 is the second system packet (second n packet; second). , 4, 6... Packets are sent to the second system side (to the second transmission path 52). In the figure, circled numbers indicate packet numbers (transmission order).

そして、その状態Aから列車20の走行(上り方向)が進んで、図6に示す状態Bのように、第1車上無線部21が第1通信エリアと第2通信エリアとの境界領域近傍に位置するようになると、各ハンドオーバ補償装置ではそれぞれ、第1系統におけるハンドオーバが予測されることとなる。そして、例えば車上側ハンドオーバ補償装置25において、地上側からのパケット受信状況に基づいて第1系統のハンドオーバが予測されると、車上側ハンドオーバ補償装置25から対向の地上側ハンドオーバ補償装置15へ、ハンドオーバモード移行命令が送出される。   Then, the travel (upward direction) of the train 20 proceeds from the state A, and the first on-board wireless unit 21 is in the vicinity of the boundary region between the first communication area and the second communication area as in the state B shown in FIG. In each handover compensation device, handover in the first system is predicted. For example, when the first-system handover is predicted based on the packet reception status from the ground side in the vehicle-side handover compensation device 25, the handover from the vehicle-side handover compensation device 25 to the opposite ground-side handover compensation device 15 is performed. A mode transition command is sent.

対向の地上側ハンドオーバ補償装置15は、そのハンドオーバモード移行命令を受信すると、自身の動作モードをハンドオーバモードに移行する。これにより、図6に例示するように、地上ルータ13により選択された正規送出系統が第1系統のパケット(第2n−1パケット;第1,3,5・・・パケット)については、その正規の第1系統への送出は継続すると共に、図6(a)で説明したようにそのコピーパケットを生成して、非正規である第2系統にも送出する。尚、図中、四角付き数字は、コピーパケットの番号を示している。   When receiving the handover mode shift command, the opposing ground side handover compensation device 15 shifts its operation mode to the handover mode. As a result, as illustrated in FIG. 6, the normal transmission system selected by the ground router 13 is the normal one for the first system packet (second n-1 packet; first, third, fifth,... Packet). Is continued to be transmitted to the first system, and the copy packet is generated as described with reference to FIG. In the figure, the numbers with squares indicate the copy packet numbers.

そのため、この状態Bにおいては、第1系統ではハンドオーバがおこなわれるものの、第2系統を介して、全てのパケットを送信することができる。
そして、その状態Bからさらに列車20の走行(上り方向)が進むと、列車20の第1車上無線部21は、第1通信エリアから第2通信エリアへと移動していき、これにより、第2エリアを通信範囲とする同じ第1系統の第1系統地上無線部11−2からの第1系統宛のパケットを受信できるようになる。
Therefore, in this state B, although handover is performed in the first system, all packets can be transmitted through the second system.
And if the run (up direction) of the train 20 further proceeds from the state B, the first on-board radio unit 21 of the train 20 moves from the first communication area to the second communication area, Packets addressed to the first system from the first system terrestrial radio unit 11-2 of the same first system with the second area as the communication range can be received.

そこで車上側ハンドオーバ補償装置25は、第1車上無線部21を介して第1系統からのパケットを再び正常に受信できるようになったら、対向の地上側ハンドオーバ補償装置15へノーマルモード移行命令を送出して、その地上側ハンドオーバ補償装置15を再びノーマルモードに移行させる。これにより、図7に例示する状態Cのように、地上側ハンドオーバ補償装置15は再びノーマルモードで動作するようになる。   Therefore, when the vehicle-side handover compensator 25 can normally receive the packet from the first system again via the first on-vehicle radio unit 21, the vehicle-side handover compensator 25 issues a normal mode transition command to the opposite ground-side handover compensator 15. And the ground-side handover compensator 15 is again shifted to the normal mode. Thereby, as in the state C illustrated in FIG. 7, the ground-side handover compensation device 15 again operates in the normal mode.

次に、各ハンドオーバ補償装置における通信制御部42が実行する、上述した各種処理について、図8〜図10の各フローチャートを用いて説明する。
通信制御部42は、図8に示すモード移行制御処理、図9に示すパケット送信制御処理、及び図10に示すハンドオーバ判断制御処理の各制御処理を、マルチプロセスにて実行する。
Next, the various processes described above executed by the communication control unit 42 in each handover compensation apparatus will be described using the flowcharts of FIGS.
The communication control unit 42 executes the control process of the mode transition control process shown in FIG. 8, the packet transmission control process shown in FIG. 9, and the handover determination control process shown in FIG.

このうち、まず図8のモード移行制御処理について説明する。通信制御部42は、このモード移行制御処理を開始すると、まずS110にて、対向のハンドオーバ補償装置からハンドオーバモード移行命令を受信したか否か判断する。   Among these, first, the mode transition control process of FIG. 8 will be described. When starting the mode transition control process, the communication control unit 42 first determines in S110 whether or not a handover mode transition command has been received from the opposite handover compensator.

尚、通信制御部42がこのモード移行制御処理を開始した時点では、当該通信制御部42の動作モード(延いてはハンドオーバ補償装置の動作モード)はノーマルモードにセットされている。   Note that when the communication control unit 42 starts the mode transition control process, the operation mode of the communication control unit 42 (and thus the operation mode of the handover compensation device) is set to the normal mode.

このS110の判断処理にて、ハンドオーバモード移行命令を受信するまで待機する。そして、ハンドオーバモード移行命令を受信したならば、S120に進んで、自身の動作モードをハンドオーバモードにセットする。   In the determination process of S110, the process waits until a handover mode transition command is received. If the handover mode shift command is received, the process proceeds to S120, and its own operation mode is set to the handover mode.

ハンドオーバモードへのセット後、S130にて、対向のハンドオーバ補償装置からノーマルモード移行命令を受信したか否か判断する。即ち、このS130にて、ノーマルモード移行命令を受信するまで待機する。そして、ノーマルモード移行命令を受信したならば、S140に進んで、自身の動作モードをノーマルモードにセットし、再びS110に戻る。   After setting to the handover mode, in S130, it is determined whether or not a normal mode transition command is received from the opposite handover compensation device. That is, in S130, the process waits until a normal mode transition command is received. If a normal mode transition command is received, the process proceeds to S140, where its own operation mode is set to the normal mode, and the process returns to S110 again.

次に、図9のパケット送信制御処理について説明する。通信制御部42は、このパケット送信制御処理を開始すると、まずS210にて、自システム側のルータからパケットを受信したか否か判断する。そして、パケットが受信されない間はこのS210の判断処理を繰り返すが、ルータからパケットが受信された場合は、S220に進み、自身において現在セットされているモードを判定する。   Next, the packet transmission control process of FIG. 9 will be described. When starting the packet transmission control process, the communication control unit 42 first determines in S210 whether or not a packet has been received from the router on the own system side. Then, while the packet is not received, the determination process of S210 is repeated. However, when the packet is received from the router, the process proceeds to S220, and the mode currently set in itself is determined.

このとき、ノーマルモードに設定されているならば、S230に進み、ルータで決定(選択)された宛先系統、即ち系統識別子が示す系統へ、そのパケットを送出する。即ち、ルータによりパケット毎に分散指定された宛先に従ってそのまま分散送信するのであり、本例では、奇数番目のパケットについては第1系統へ、偶数番目のパケットについては第2系統へ、それぞれ送出されることとなる。   At this time, if the normal mode is set, the process proceeds to S230, and the packet is transmitted to the destination system determined (selected) by the router, that is, the system indicated by the system identifier. In other words, the packet is distributed and transmitted as it is according to the destination specified for each packet by the router. In this example, the odd-numbered packet is transmitted to the first system, and the even-numbered packet is transmitted to the second system. It will be.

一方、ハンドオーバモードに設定されているならば、S240に進み、ハンドオーバモードに対応したパケット中継を行う。即ち、ルータにより指定された正規送出系統に対してはそのまま送出(分散送信)する。そして、その分散送信を基本としつつ、更に、ハンドオーバ系統宛のパケットについては、図6で説明したように、そのパケットをコピーすると共に、系統識別子を書き換えて、その書き換え後の系統に送出(コピー送信)する。   On the other hand, if the handover mode is set, the process proceeds to S240, and packet relay corresponding to the handover mode is performed. That is, the transmission is performed as it is (distributed transmission) to the regular transmission system designated by the router. Then, based on the distributed transmission, for the packet destined for the handover system, as described in FIG. 6, the packet is copied and the system identifier is rewritten and transmitted to the system after the rewriting (copy). Send.

次に、図10のハンドオーバ判断制御処理について説明する。通信制御部42は、このハンドオーバ判断制御処理を開始すると、まずS310にて、相手側システムからの各系統の着信パケットを監視する。そして、S320にて、第1又は第2いずれかの系統からのパケットについて、その受信状態が異常であるか否か判断する。そして、いずれの系統の受信状態も正常ならばS310に戻るが、いずれかの系統で受信異常を検知した場合には、その系統(ハンドオーバ系統)にてハンドオーバが開始される直前であることを予測し(S330)、S340にて、そのハンドオーバ系統以外の系統を介して対向のハンドオーバ補償装置へハンドオーバモード移行命令を送信する。   Next, the handover determination control process in FIG. 10 will be described. When starting the handover determination control process, the communication control unit 42 first monitors incoming packets of each system from the counterpart system in S310. Then, in S320, it is determined whether or not the reception state of the packet from either the first or second system is abnormal. If the reception state of any system is normal, the process returns to S310. However, if a reception abnormality is detected in any system, it is predicted that the system is immediately before the handover is started in that system (handover system). In S330, a handover mode transition command is transmitted to the opposite handover compensator via a system other than the handover system.

その後、S350に進んで引き続き相手側システムからの各系統の着信パケットを監視する。そして、S360にて、相手側システムからハンドオーバ系統(S320〜S330でハンドオーバを予測した系統)を介してパケットが正常に受信されるようになったか否かを判断する。そして、ハンドオーバ系統からのパケットの正常受信が再開されない間はS350に戻るが、ハンドオーバ系統からのパケットの正常受信再開を検知した場合には、そのハンドオーバ系統におけるハンドオーバが終了したことを検知し(S370)、S380にて、対向のハンドオーバ補償装置へノーマルモード移行命令を送信する。   Thereafter, the process proceeds to S350, and the incoming packets of each system from the partner system are continuously monitored. Then, in S360, it is determined whether or not the packet is normally received from the counterpart system via the handover system (system in which handover is predicted in S320 to S330). Then, while the normal reception of the packet from the handover system is not resumed, the process returns to S350. However, when the normal reception restart of the packet from the handover system is detected, the completion of the handover in the handover system is detected (S370). ) In S380, a normal mode transition command is transmitted to the opposite handover compensator.

尚、本実施形態では、列車20内において乗客等がPC26等を用いた地上側との通信(インターネット接続等)をだれも行っていない場合、つまり地上側と列車20側の間で実質的なデータ通信が行われていない間は、各ハンドオーバ補償装置は、上述した図8〜図10の処理は行わない。   In addition, in this embodiment, when the passenger etc. are not communicating (the internet connection etc.) with the ground side using PC26 etc. in the train 20, in other words, substantial between the ground side and the train 20 side. While the data communication is not performed, each handover compensation device does not perform the above-described processes of FIGS.

図11に、ハンドオーバ補償装置を備えた本実施形態の移動体無線通信システム10と、ハンドオーバ補償装置を備えない従来の移動体無線通信システムとの、通信速度の比較例を示す。図11に示すように、従来のシステムでは、時刻t1にてハンドオーバが開始されると、通信速度は0となる。そして、時刻t2にてハンドオーバが終了しても、上述した上位階層での接続制御等のためにすぐには通信速度が復帰せず、ハンドオーバ終了から所定時間経過した時刻t3にて、再び通信可能となる。   FIG. 11 shows a comparative example of the communication speed between the mobile radio communication system 10 of this embodiment provided with a handover compensation device and a conventional mobile radio communication system not provided with a handover compensation device. As shown in FIG. 11, in the conventional system, when the handover is started at time t1, the communication speed becomes zero. Even if the handover is completed at time t2, the communication speed does not immediately return due to the above-described connection control in the upper layer, and communication is possible again at time t3 when a predetermined time has elapsed from the end of handover. It becomes.

一方、本実施形態のシステムでは、ハンドオーバ開始直前にそれが予測されて対向のハンドオーバ補償装置へハンドオーバモード移行命令が送信されるため、何れか一方の系統がハンドオーバで通信不能となっても、もう一方の系統を利用して通信を継続することができる。そのため、図11に示すように、時刻t1にてハンドオーバが開始されても、通信速度は半減するもののデータ通信は継続して行われる。そして、時刻t2にてハンドオーバが終了すると、直ちに回復に向かい、迅速に元の(ノーマルモードでの)データ通信に復帰することができる。   On the other hand, in the system of the present embodiment, it is predicted immediately before the start of handover, and a handover mode transition command is transmitted to the opposite handover compensation device. Communication can be continued using one system. Therefore, as shown in FIG. 11, even if the handover is started at time t1, data communication is continuously performed although the communication speed is halved. Then, when the handover is completed at time t2, it is possible to immediately recover and to quickly return to the original (normal mode) data communication.

以上説明したように、本実施形態の移動体無線通信システム10によれば、地上側及び列車20側それぞれにハンドオーバ補償装置を設け、これにより、対向のハンドオーバ補償装置からハンドオーバモード移行命令を受信したならば自身の動作をハンドオーバモードにセットし、これにより、少なくともいずれか一方の系統にてデータ通信を継続することができる。そのため、移動体無線通信システム10全体として、ハンドオーバ発生によるデータ通信の安定性への影響を抑制しつつ、効率的且つ安定したデータ通信を行えるようにすることが可能となる。   As described above, according to the mobile radio communication system 10 of the present embodiment, the handover compensation device is provided on each of the ground side and the train 20 side, and thereby the handover mode transition command is received from the opposite handover compensation device. Then, its own operation is set to the handover mode, whereby data communication can be continued in at least one of the systems. Therefore, the mobile radio communication system 10 as a whole can perform efficient and stable data communication while suppressing the influence on the data communication stability due to the occurrence of handover.

また、本実施形態では、ハンドオーバが実際に開始されてからハンドオーバモードに移行させるのではなく、ハンドオーバが開始される前にそれを予測して予めハンドオーバモードに移行させるようにしているため、ハンドオーバによるデータ通信の途切れを確実に防ぐことができ、データ通信の安定性をより高めることができる。   Further, in this embodiment, since the handover is not shifted to the handover mode after the handover is actually started, the handover is predicted in advance before the handover is started. Data communication interruption can be reliably prevented, and the stability of data communication can be further improved.

しかも、そのハンドオーバの予測(受信異常状態か否かの判断)は、その予測のために特別な制御データ等を用いて行うのではなく、実際に送受信される生のパケットの受信状態に基づいて行うため、実際のデータ通信を阻害することなく、精度良く予測することができる。   Moreover, the prediction of the handover (determination of whether or not the reception is abnormal) is not performed using special control data or the like for the prediction, but based on the reception state of the actual packet that is actually transmitted and received. Therefore, it is possible to predict with high accuracy without hindering actual data communication.

また、本実施形態では、ハンドオーバモードからノーマルモードへの復帰についても、相手側のハンドオーバ補償装置からの命令に従うようにしている。そのため、相手側システムからみた無線通信の状態に応じた適切なモード切り替えが可能となり、データ通信の効率をより高めることができる。   In this embodiment, the return from the handover mode to the normal mode is also performed in accordance with a command from the counterpart handover compensator. Therefore, appropriate mode switching according to the state of wireless communication viewed from the other party system is possible, and the efficiency of data communication can be further increased.

尚、本実施形態において、各車上無線部21,22は本発明の移動体側無線送受信手段に相当し、各地上無線部11,12は本発明の地上側無線送受信手段に相当し、車上ルータ23は本発明の移動体側データ中継装置に相当し、地上ルータ13は本発明の地上側データ中継装置に相当し、各ハンドオーバ補償装置15,25における通信制御部42は、本発明のハンドオーバ判断手段、ハンドオーバ情報送出手段、送信データ制御手段、終了判断手段、及び終了情報送出手段に相当する。   In the present embodiment, the on-board radio units 21 and 22 correspond to the mobile-side radio transmission / reception means of the present invention, the terrestrial radio units 11 and 12 correspond to the terrestrial-side radio transmission / reception means of the present invention, The router 23 corresponds to the mobile data relay device of the present invention, the ground router 13 corresponds to the ground data relay device of the present invention, and the communication control unit 42 in each of the handover compensation devices 15 and 25 determines the handover determination of the present invention. Means, means for transmitting handover information, means for transmitting data control, means for determining termination, and means for transmitting termination information.

[変形例]
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の実施の形態は、上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得ることはいうまでもない。
[Modification]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the embodiments of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and can take various forms as long as they belong to the technical scope of the present invention. Needless to say.

例えば、上記実施形態では、ハンドオーバ開始の予測、及びハンドオーバの終了検知のいずれも、相手側システムから受信されるパケットの受信状況に基づいて行うようにしたが、これはあくまでも一例であり、開始予測・終了検知それぞれ適切に行うことができる限り、その具体的方法は特に限定されるものではない。   For example, in the above embodiment, both the handover start prediction and the handover end detection are performed based on the reception status of the packet received from the counterpart system. However, this is merely an example, and the start prediction is performed. -As long as each end detection can be performed appropriately, the specific method is not particularly limited.

例えば、図12に示すように、受信電波の電波強度に基づいて、ハンドオーバの予測・終了検知を行うことも可能である。
図12は、図10に示したハンドオーバ判断制御処理の別の実施例を表すものである。通信制御部42は、この図12のハンドオーバ判断制御処理を開始すると、まずS410にて、現在無線通信中の各系統の無線部からそれぞれRSSIデータを取得することにより、そのRSSIに基づいて、無線通信中の各系統の電波強度を監視する。そして、S420にて、第1又は第2いずれかの系統におけるRSSIが所定の閾値以下か否か判断する。この閾値は、例えば、データ通信を正常に行うことが可能なぎりぎりの状態におけるRSSIとしてもよいし、そのRSSIよりも所定量大きい(或いは小さい)値とするなど、適宜決めることができる。
For example, as shown in FIG. 12, it is also possible to perform handover prediction / end detection based on the radio wave intensity of the received radio wave.
FIG. 12 shows another embodiment of the handover determination control process shown in FIG. When the communication control unit 42 starts the handover determination control process of FIG. 12, first, in S410, the RSSI data is acquired from the radio units of the respective systems currently in radio communication, and based on the RSSI, radio communication is performed. Monitor the radio field strength of each system during communication. In S420, it is determined whether RSSI in either the first or second system is equal to or less than a predetermined threshold. This threshold value may be determined as appropriate, for example, as an RSSI in a state where data communication can be normally performed, or a value larger (or smaller) by a predetermined amount than the RSSI.

そして、いずれの系統のRSSIも閾値より大きければS410に戻るが、いずれかの系統のRSSIが閾値以下ならば、その系統(ハンドオーバ系統)にてハンドオーバが開始される直前であることを予測し(S430)、S440にて、そのハンドオーバ系統以外の系統を介して対向のハンドオーバ補償装置へハンドオーバモード移行命令を送信する。   Then, if the RSSI of any system is larger than the threshold value, the process returns to S410. If the RSSI of any system is less than or equal to the threshold value, it is predicted that the system (handover system) is just before the handover is started ( In S430) and S440, a handover mode transition command is transmitted to the opposite handover compensator via a system other than the handover system.

その後、S450に進んで、S410と全く同じようにRSSIに基づいて各系統の電波強度を監視する。そして、S470にて、ハンドオーバ系統(S420〜S430でハンドオーバを予測した系統)のRSSIが閾値を超えたか否かを判断する。そして、ハンドオーバ系統のRSSIが閾値を超えない間はS450に戻るが、ハンドオーバ系統のRSSIが閾値を超えた場合には、そのハンドオーバ系統におけるハンドオーバが終了したことを検知し(S470)、S480にて、対向のハンドオーバ補償装置へノーマルモード移行命令を送信する。   Thereafter, the process proceeds to S450, and the radio field intensity of each system is monitored based on RSSI in exactly the same manner as in S410. Then, in S470, it is determined whether or not the RSSI of the handover system (system in which handover is predicted in S420 to S430) has exceeded a threshold value. While the RSSI of the handover system does not exceed the threshold value, the process returns to S450. However, when the RSSI of the handover system exceeds the threshold value, it is detected that the handover in the handover system has ended (S470), and in S480 The normal mode transition command is transmitted to the opposite handover compensator.

このように、電波強度(RSSI)に基づいてハンドオーバの予測及び終了検知を行う方法によっても、実際のデータ通信を阻害することなく、精度良く予測・終了検知することができる。   As described above, even by a method of performing handover prediction and end detection based on the radio field intensity (RSSI), it is possible to accurately perform prediction / end detection without hindering actual data communication.

また、上記実施形態では、各ハンドオーバ補償装置におけるモード移行は、あくまでも対向のハンドオーバ補償装置からの移行命令に従って受動的に行うものとして説明したが、このように受動的に行うことは必須ではない。例えば、ハンドオーバを予測して対向のハンドオーバ補償装置へハンドオーバモード移行命令を送信した場合には、自身も共にハンドオーバモードに移行するようにしてもよい。   In the above-described embodiment, the mode transition in each handover compensator has been described as passively performed according to the transition command from the opposite handover compensator. However, such a passive transition is not essential. For example, when a handover is predicted and a handover mode shift command is transmitted to the opposite handover compensator, both themselves may shift to the handover mode.

また、ハンドオーバモード移行命令の送信は、ハンドオーバを予測した場合に限らず、実際にハンドオーバが開始されたときに行うようにしてもよい。但し、データ通信の安定化のためには、上記実施形態のようにハンドオーバ開始前にそれを予測してハンドオーバモード移行命令を送信するのが好ましい。   Further, the transmission of the handover mode transition command is not limited to when the handover is predicted, but may be performed when the handover is actually started. However, in order to stabilize the data communication, it is preferable to predict and transmit a handover mode transition command before the start of handover as in the above embodiment.

また、ハンドオーバモードにおいては、ルータからのパケットを、その系統識別子に拘わらず(即ち、正規送出系統がどの系統であるかにかかわらず)、全てのパケットを、双方の系統に送出するようにしてもよい。つまり、各系統に2重送信するのである。   In the handover mode, all packets are sent to both systems regardless of the system identifier (that is, regardless of which system the normal transmission system is) in the handover mode. Also good. That is, it transmits twice to each system.

また、上記実施形態では、地上側において、各系統の各地上無線部はそれぞれ同じ位置・間隔で配置するようにしたが、これはあくまでも一例である。
また、上記実施形態では、各無線部の通信エリアを、その無線部を中心とする所定のエリアであるとしたが(図5等参照)、これはあくまでも一例であり、各無線部の通信エリアをどのように設定するか、また、各無線部の無線周波数(チャンネル)をどのように設定するかについては、適宜決めることができる。
In the above embodiment, the ground radio units of each system are arranged at the same position / interval on the ground side. However, this is merely an example.
In the above embodiment, the communication area of each wireless unit is a predetermined area centered on the wireless unit (see FIG. 5 and the like). However, this is merely an example, and the communication area of each wireless unit. It is possible to appropriately determine how to set the radio frequency and how to set the radio frequency (channel) of each radio unit.

一例として、例えば第1系統地上無線部11については、下り方向に指向性を有するアンテナを用いることでその設置位置から下り方向へ一定距離離れた位置までの範囲が通信エリアとなるようにし、第2系統地上無線部12については、上り方向に指向性を有するアンテナを用いることでその設置位置から上り方向へ一定距離離れた位置までの範囲が通信エリアとなるようにする。各系統とも、列車20の走行方向に隣接する通信エリア相互間は、上記実施形態と同様、その端部領域(走行方向の端部)が一部重複するように設定する。この場合、同じ位置に設置される各系統の地上無線部11,12の無線周波数は同じ周波数とすることができる。   As an example, for the first system terrestrial radio unit 11, for example, by using an antenna having directivity in the down direction, a range from the installation position to a position away from the installation direction by a certain distance becomes a communication area. The dual-system terrestrial radio unit 12 uses an antenna having directivity in the upward direction so that a range from the installation position to a position separated by a certain distance in the upward direction becomes a communication area. In each system, the communication areas adjacent to each other in the traveling direction of the train 20 are set so that the end regions (end portions in the traveling direction) partially overlap as in the above embodiment. In this case, the radio frequencies of the ground radio units 11 and 12 of the respective systems installed at the same position can be the same frequency.

対する列車20においては、例えば、第1系統の第1車上無線部21については、列車20における上り方向側の先頭車両に設置すると共に、上り方向に指向性を有するアンテナを用いることでその設置位置から上り方向へ一定距離離れた位置までの範囲が通信エリアとなるようにし、第2系統の第2車上無線部22については、列車20における下り方向側の先頭車両に設置すると共に、下り方向に指向性を有するアンテナを用いることでその設置位置から下り方向へ一定距離離れた位置までの範囲が通信エリアとなるようにする。   On the other hand, in the train 20, for example, the first on-board radio unit 21 of the first system is installed in the leading vehicle on the upside of the train 20 and the antenna having directivity in the up direction is used. The range from the position to a position separated by a certain distance in the upward direction becomes a communication area, and the second onboard radio unit 22 of the second system is installed in the leading vehicle on the down direction side in the train 20 and By using an antenna having directivity in the direction, a range from the installation position to a position separated by a certain distance in the downward direction becomes a communication area.

上記のように各無線部の通信エリアが設定されているような移動体無線通信システムに対しても、上記実施形態と同様、本発明を適用することが可能である。尚勿論、上記例示した通信エリアの設定例についてもあくまでも一例に過ぎないことは言うまでもない。   As described above, the present invention can be applied to a mobile radio communication system in which the communication area of each radio unit is set as described above. Of course, it is needless to say that the example of setting the communication area exemplified above is merely an example.

また、上記実施形態では、通信系統として第1系統及び第2系統の2つの系統を有する移動体無線通信システム10を例に挙げて説明したが、本発明の適用は、2つの系統を有するものに限定されるものではない。   Moreover, in the said embodiment, although the mobile radio | wireless communications system 10 which has two systems, a 1st system and a 2nd system, was mentioned as an example and demonstrated, the application of this invention has two systems It is not limited to.

1a,1b,1c,2a,2b,2c,20a,20b…アンテナ、10…移動体無線通信システム、11(11−1,11−2,11−3・・・)…第1系統地上無線部、12(12−1,12−2,12−3・・・)…第2系統地上無線部、13…地上ルータ、14…インターネット、15…地上側ハンドオーバ補償装置、20…列車、21…第1車上無線部、22…第2車上無線部、23…車上ルータ、24…AP、25…車上側ハンドオーバ補償装置、26…PC、31…RF部、32…ベースバンド部、41…系統側入出力部、42…通信制御部、43…ルータ側入出力部、51…第1伝送路、52…第2伝送路   1a, 1b, 1c, 2a, 2b, 2c, 20a, 20b ... antenna, 10 ... mobile radio communication system, 11 (11-1, 11-2, 11-3 ...) ... first system ground radio unit , 12 (12-1, 12-2, 12-3...) ... second system terrestrial radio unit, 13 ... ground router, 14 ... internet, 15 ... ground side handover compensator, 20 ... train, 21 ... 1 on-vehicle radio unit, 22 ... second on-vehicle radio unit, 23 ... on-vehicle router, 24 ... AP, 25 ... on-vehicle side handover compensation device, 26 ... PC, 31 ... RF unit, 32 ... baseband unit, 41 ... System side input / output unit, 42 ... Communication control unit, 43 ... Router side input / output unit, 51 ... First transmission path, 52 ... Second transmission path

Claims (8)

所定の移動経路を移動する移動体に設けられた移動体側通信システムと、前記移動経路に沿って設けられた地上通信システムとの間で、複数の系統にて、無線によるデータ通信が可能に構成され、
前記移動体側通信システムには前記系統毎に移動体側無線送受信手段が設けられると共に、前記地上通信システムには、前記移動経路に沿って所定間隔で配置された複数の地上側無線送受信手段が伝送路を介して接続されてなる一群の地上側ネットワークが前記系統毎に個別に設けられて、同じ前記系統の前記移動体側無線送受信手段と前記地上側無線送受信手段との間でそれぞれ無線によるデータの送受信が行われ、該無線によるデータの送受信は、所定の形式のパケット単位で行われると共に、前記系統毎に、前記移動体側無線送受信手段とデータの送受信を行う前記地上側無線送受信手段が前記移動体の移動に伴って順次切り替わっていくハンドオーバが行われるよう構成され、
前記移動体側通信システムには、前記各移動体側無線送受信手段と前記移動体内の通信機器との間のデータ伝送を中継する装置であって、前記通信機器から入力された前記地上通信システム側への送信データを、パケット毎に、前記各系統のうち所定の分散方法にて選択した何れか1つの系統である正規送出系統の前記移動体側無線送受信手段へ送出するよう構成された移動体側データ中継装置が設けられ、前記地上通信システムには、前記各地上側ネットワークと外部ネットワークとの間のデータ伝送を中継する装置であって、前記外部ネットワークから入力された前記移動体側への送信データを、パケット毎に、前記各系統のうち所定の分散方法にて選択した何れか1つの系統である正規送出系統の前記地上側無線送受信手段へ送出するよう構成された地上側データ中継装置が設けられてなる、移動体無線通信システムにおいて、
前記移動体側通信システムにおける前記移動体側データ中継装置と前記各移動体側無線送受信手段との間、及び前記地上通信システムにおける前記地上側データ中継装置と前記各地上側ネットワークとの間に、それぞれデータ伝送を中継するために設けられるハンドオーバ補償装置であって、
前記系統毎に、前記ハンドオーバが開始されたか、又は前記移動体側無線送受信手段と前記地上側無線送受信手段との間の無線によるデータ送受信の状態が前記ハンドオーバ開始直前の所定の開始直前状態となったかの何れかであるハンドオーバ状態になったか否かを判断する、ハンドオーバ判断手段と、
前記ハンドオーバ判断手段により前記各系統の何れかが前記ハンドオーバ状態と判断された場合に、前記移動体側通信システム及び前記地上通信システムのうち当該ハンドオーバ補償装置が設けられている側のシステムである自システムにおける、そのハンドオーバ状態と判断された系統であるハンドオーバ判断系統以外の系統の前記無線送受信手段へ、該ハンドオーバ判断系統が前記ハンドオーバ状態であることを示すハンドオーバ情報を送出することによって、該ハンドオーバ情報を前記自システムに対する通信相手側のシステムである相手側システムへ無線送信させる、ハンドオーバ情報送出手段と、
前記相手側システムから前記ハンドオーバ情報が受信されていない通常時は、前記自システムにおける前記データ中継装置からの送信データを、パケット毎に、前記正規送出系統の前記無線送受信手段へ送出する、ノーマルモードにて動作し、前記相手側システムから前記ハンドオーバ情報が受信された場合には、少なくともそのハンドオーバ情報に対応した前記ハンドオーバが終了するまでは、前記自システムにおける前記データ中継装置からの送信データを構成する前記パケットのうち、前記正規送出系統が前記ハンドオーバ判断系統であるハンドオーバ系統側パケットについては、前記正規送出系統に代えて又は該正規送出系統に加えて、該正規送出系統とは異なる系統の前記無線送受信手段へ送出する、ハンドオーバモードにて動作する、送信データ制御手段と、
を備えていることを特徴とするハンドオーバ補償装置。
Configuration that enables wireless data communication in a plurality of systems between a mobile communication system provided on a mobile moving along a predetermined movement route and a ground communication system provided along the movement route And
The mobile communication system includes mobile radio transmission / reception means for each of the systems, and the ground communication system includes a plurality of ground wireless transmission / reception means arranged at predetermined intervals along the movement path. A group of terrestrial networks connected to each other is provided individually for each of the systems, and data is transmitted and received wirelessly between the mobile-side wireless transmission / reception means and the terrestrial-side wireless transmission / reception means of the same system. The wireless data transmission / reception is performed in packet units of a predetermined format, and the ground side wireless transmission / reception means for transmitting / receiving data to / from the mobile body side wireless transmission / reception means is connected to the mobile body for each system. It is configured to be handed over sequentially with the movement of
The mobile-side communication system is an apparatus that relays data transmission between each mobile-side wireless transmission / reception means and communication equipment in the mobile body, and that is connected to the terrestrial communication system input from the communication equipment. A mobile-side data relay device configured to send transmission data to each mobile-side wireless transmission / reception means of a regular transmission system that is one of the systems selected by a predetermined distribution method for each packet. The terrestrial communication system is a device that relays data transmission between the local network and the external network, and transmits transmission data to the mobile unit input from the external network for each packet. To the terrestrial wireless transmission / reception means of the regular transmission system which is one of the systems selected by a predetermined distribution method. Cormorant configured ground side data relay apparatus is provided, in a mobile radio communication system,
Data transmission is performed between the mobile data relay device and the mobile radio transmission / reception means in the mobile communication system and between the ground data relay device and the local network in the ground communication system. A handover compensation device provided for relaying,
Whether the handover is started for each system, or whether the state of data transmission / reception between the mobile-side wireless transmission / reception unit and the ground-side wireless transmission / reception unit is the state immediately before the start of the handover immediately before the start of the handover. A handover determining means for determining whether or not a handover state has occurred,
When the handover determining means determines that any one of the systems is in the handover state, the own system which is a system on the side where the handover compensation device is provided in the mobile communication system and the terrestrial communication system The handover information indicating that the handover determination system is in the handover state is transmitted to the wireless transmission / reception means of a system other than the handover determination system which is the system determined to be in the handover state. Handover information sending means for wirelessly transmitting to a partner system which is a communication partner system for the own system;
In normal mode when the handover information is not received from the counterpart system, the transmission data from the data relay device in the own system is sent to the wireless transmission / reception means of the regular transmission system for each packet. When the handover information is received from the counterpart system, the transmission data from the data relay device in the local system is configured at least until the handover corresponding to the handover information is completed. Among the packets to be performed, for the handover system side packet whose normal transmission system is the handover determination system, instead of the normal transmission system or in addition to the normal transmission system, the system of a system different from the normal transmission system Operates in handover mode for sending to wireless transceiver That, and the transmission data control means,
A handover compensation apparatus comprising:
請求項1に記載のハンドオーバ補償装置であって、
前記ハンドオーバ判断手段は、前記移動体側無線送受信手段と前記地上側無線送受信手段との間の無線によるデータ送受信の状態が前記開始直前状態となったか否かを判断し、該開始直前状態となった場合に、前記ハンドオーバ状態になったと判断する
ことを特徴とするハンドオーバ補償装置。
The handover compensation device according to claim 1,
The handover determining means determines whether or not the state of wireless data transmission / reception between the mobile-side wireless transmission / reception means and the ground-side wireless transmission / reception means is the state immediately before the start, and has entered the state immediately before the start. In this case, it is determined that the handover state has been established.
請求項2に記載のハンドオーバ補償装置であって、
前記ハンドオーバ判断手段は、前記系統毎に、前記自システムにおける前記無線送受信手段による前記相手側システムからの前記パケットの受信状態を監視し、何れかの前記系統において前記パケットの受信状態が、予め設定した、正常に受信されない状態であることを示す受信異常状態となった場合に、前記開始直前状態になったと判断する
ことを特徴とするハンドオーバ補償装置。
The handover compensation device according to claim 2, wherein
The handover determining unit monitors the reception state of the packet from the counterpart system by the wireless transmission / reception unit in the local system for each system, and the reception state of the packet in any of the systems is set in advance. The handover compensator characterized by determining that the state immediately before the start is reached when a reception abnormal state indicating that the reception is not normally performed.
請求項2に記載のハンドオーバ補償装置であって、
前記各無線送受信手段は、前記相手側システムにおけるデータ送受信対象の前記無線送受信手段からの受信電波の強度を検出する電波強度検出手段を備え、
前記ハンドオーバ判断手段は、前記電波強度検出手段により検出された前記受信電波の強度が予め設定した電波強度閾値以下である場合に、前記開始直前状態になったと判断する
ことを特徴とするハンドオーバ補償装置。
The handover compensation device according to claim 2, wherein
Each of the wireless transmission / reception means includes radio field intensity detection means for detecting the intensity of the received radio wave from the radio transmission / reception means for data transmission / reception in the counterpart system
The handover determining unit determines that the state immediately before the start has been reached when the intensity of the received radio wave detected by the radio field intensity detecting unit is equal to or less than a preset radio field intensity threshold value. .
請求項1〜請求項4の何れか1項に記載のハンドオーバ補償装置であって、
前記ハンドオーバ判断手段により前記各系統の何れかが前記ハンドオーバ状態と判断された後、該判断された前記ハンドオーバ判断系統における前記ハンドオーバが終了したか否かを判断する終了判断手段と、
前記終了判断手段にて前記ハンドオーバが終了したと判断された場合に、前記自システムにおける一又は複数の系統の前記無線送受信手段へ、該ハンドオーバが終了したことを示す終了情報を送出することによって、該終了情報を前記相手側システムへ無線送信させる、終了情報送出手段と、
を備え、
前記送信データ制御手段は、前記相手側システムからの前記ハンドオーバ情報の受信によって前記ハンドオーバモードでの動作を開始した後、該相手側システムから前記終了情報が受信された場合に、前記ノーマルモードでの動作に移行する
ことを特徴とするハンドオーバ補償装置。
The handover compensation device according to any one of claims 1 to 4,
An end determination means for determining whether or not the handover in the determined handover determination system is completed after any one of the systems is determined as the handover state by the handover determination means;
When the end determination unit determines that the handover has ended, by sending end information indicating that the handover has ended to one or a plurality of wireless transmission / reception units of the own system, End information sending means for wirelessly transmitting the end information to the counterpart system;
With
The transmission data control means starts the operation in the handover mode by receiving the handover information from the counterpart system, and then receives the end information from the counterpart system when the end information is received from the counterpart system. A handover compensator characterized by transitioning to operation.
請求項5に記載のハンドオーバ補償装置であって、
前記送信データ制御手段は、前記相手側システムからの前記ハンドオーバ情報の受信によって前記ハンドオーバモードでの動作を開始した後も、前記ハンドオーバ系統側パケットを前記正規送出系統にも送出するよう構成されており、
前記終了判断手段は、前記自システムの前記ハンドオーバ情報送出手段が前記ハンドオーバ情報を送出した後、前記ハンドオーバ判断系統における前記相手側システムからのデータの受信状態が、該ハンドオーバ情報に対応した前記ハンドオーバが終了したことを示す所定のハンドオーバ終了状態となった場合に、該ハンドオーバが終了したものと判断する
ことを特徴とするハンドオーバ補償装置。
The handover compensation device according to claim 5, wherein
The transmission data control means is configured to send the handover system side packet to the regular transmission system even after starting the operation in the handover mode by receiving the handover information from the counterpart system. ,
After the handover information sending means of the own system sends the handover information, the termination judging means indicates that the handover status corresponding to the handover information indicates that the data reception state from the counterpart system in the handover judgment system is A handover compensation device, characterized in that, when a predetermined handover completion state indicating completion has been reached, it is determined that the handover has been completed.
請求項1〜請求項6の何れか1項に記載のハンドオーバ補償装置であって、
前記送信データ制御手段は、前記自システムの前記ハンドオーバ判断手段により前記各系統の何れかが前記ハンドオーバ状態と判断された場合、少なくともそのハンドオーバ状態に対応したハンドオーバが終了するまでは、自身においても、該ハンドオーバ状態と判断された系統を前記ハンドオーバ判断系統として前記ハンドオーバモードにて動作する
ことを特徴とするハンドオーバ補償装置。
The handover compensation device according to any one of claims 1 to 6,
When the transmission data control unit determines that any one of the systems is in the handover state by the handover determination unit of the own system, at least until the handover corresponding to the handover state ends, The handover compensator characterized by operating in the handover mode with the system determined to be in the handover state as the handover determining system.
所定の移動経路を移動する移動体に設けられた移動体側通信システムと、前記移動経路に沿って設けられた地上通信システムとの間で、複数の系統にて、無線によるデータ通信が可能に構成され、
前記移動体側通信システムには前記系統毎に移動体側無線送受信手段が設けられると共に、前記地上通信システムには、前記移動経路に沿って所定間隔で配置された複数の地上側無線送受信手段が伝送路を介して接続されてなる一群の地上側ネットワークが前記系統毎に個別に設けられ、同じ前記系統の前記移動体側無線送受信手段と前記地上側無線送受信手段との間でそれぞれ無線によるデータの送受信が行われ、該無線によるデータの送受信は、所定の形式のパケット単位で行われると共に、前記系統毎に、前記移動体側無線送受信手段とデータの送受信を行う前記地上側無線送受信手段が前記移動体の移動に伴って順次切り替わっていくハンドオーバが行われるよう構成され、
前記移動体側通信システムには、前記各移動体側無線送受信手段と前記移動体内の通信機器との間のデータ伝送を中継する装置であって、前記通信機器から入力された前記地上通信システム側への送信データを、パケット毎に、前記各系統のうち所定の分散方法にて選択した何れか1つの系統である正規送出系統の前記移動体側無線送受信手段へ送出するよう構成された移動体側データ中継装置が設けられ、前記地上通信システムには、前記各地上側ネットワークと外部ネットワークとの間のデータ伝送を中継する装置であって、前記外部ネットワークから入力された前記移動体側への送信データを、パケット毎に、前記各系統のうち所定の分散方法にて選択した何れか1つの系統である正規送出系統の前記地上側無線送受信手段へ送出するよう構成された地上側データ中継装置が設けられてなる、移動体無線通信システムであって、
前記移動体側通信システムにおける前記移動体側データ中継装置と前記各移動体側無線送受信手段との間、及び前記地上通信システムにおける前記地上側データ中継装置と前記各地上側ネットワークとの間には、それぞれ、請求項1〜請求項7の何れか1項に記載のハンドオーバ補償装置が設けられている
ことを特徴とする移動体無線通信システム。
Configuration that enables wireless data communication in a plurality of systems between a mobile communication system provided on a mobile moving along a predetermined movement route and a ground communication system provided along the movement route And
The mobile communication system includes mobile radio transmission / reception means for each of the systems, and the ground communication system includes a plurality of ground wireless transmission / reception means arranged at predetermined intervals along the movement path. A group of ground-side networks connected to each other are individually provided for each system, and wireless transmission and reception of data is performed between the mobile-side wireless transmission / reception means and the ground-side wireless transmission / reception means of the same system. The wireless data transmission / reception is performed in units of packets in a predetermined format, and the ground side wireless transmission / reception means for transmitting / receiving data to / from the mobile body side wireless transmission / reception means for each system. It is configured to be handed over sequentially as it moves,
The mobile-side communication system is an apparatus that relays data transmission between each mobile-side wireless transmission / reception means and communication equipment in the mobile body, and that is connected to the terrestrial communication system input from the communication equipment. A mobile-side data relay device configured to send transmission data to each mobile-side wireless transmission / reception means of a regular transmission system that is one of the systems selected by a predetermined distribution method for each packet. The terrestrial communication system is a device that relays data transmission between the local network and the external network, and transmits transmission data to the mobile unit input from the external network for each packet. To the terrestrial wireless transmission / reception means of the regular transmission system which is one of the systems selected by a predetermined distribution method. Cormorant configured ground side data relay apparatus is provided, a mobile radio communication system,
Between the mobile data relay device and each mobile radio transmission / reception means in the mobile communication system, and between the terrestrial data relay device and the local network in the ground communication system, respectively, A mobile radio communication system comprising the handover compensation device according to any one of claims 1 to 7.
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JP7431568B2 (en) 2019-12-11 2024-02-15 株式会社国際電気通信基礎技術研究所 A control device, a communication system equipped with the control device, a program to be executed by a computer, and a computer-readable recording medium on which the program is recorded.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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