JP2014075632A - 移動局、通信システム、基地局、通信方式切り替え方法、及び通信方式切り替えプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】位置情報に基づいて複数の通信方式の間で通信方式を切り替えて、平面上で安定した通信品質で連続的な通信が可能な、移動局、通信システム、基地局、通信方式切り替え方法およびそのプログラムを提供すること。
【解決手段】互いに異なる複数の通信方式で通信を行う基地局と通信を行う移動局であって、該移動局の現在位置についての位置情報を取得する測位手段と、複数の通信方式の通信品質についての現在位置に対する分布情報を含む通信環境情報とプログラムを保持する記憶手段と、プログラムに制御されて複数の通信方式のうちの１つの通信方式で基地局と通信する通信手段と、測位手段により取得された位置情報に対して分布情報が示す通信品質をもとに複数の通信方式から通信手段が基地局と通信する通信方式を選択する制御手段とを有することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、基地局と、基地局に無線回線で接続する移動局とを含む無線システムであって、複数の通信方式の間で通信方式を切り換える移動局、通信システム、基地局、通信方式切り替え方法及びそのプログラムに関する。

基地局と移動局の間で信号を送受信する通信システムにおいては、アナログ送受信方式が採用されてきたが、デジタル送受信方式に代替されつつある。

デジタル送受信方式は、送受信される信号の処理の自由度が大きく、圧縮、誤り検出、誤り訂正などの信号処理により、高速で大量の情報伝達が可能であり、効率的な雑音除去が可能である。すなわち、音声がクリヤで認識しやすい。また、高い秘匿性を伝送信号に持たせることが可能であり、セキュリティ面でアナログ送受信方式よりも有利である。

しかしながら、既存のアナログ送受信方式に代替してデジタル送受信方式のみで通信しようとすると、デジタル送受信方式での基地局無線装置や中継装置を新たに設置する必要があり、設備に大きなコストがかかるという問題がある。

例えば、消防・救急無線通信網では、１５０ＭＨｚ帯でのアナログ通信系に対して、２６０ＭＨｚ帯に８ＭＨｚの周波数帯をデジタル通信系に割り当てられ、既存のアナログ送受信方式での消防・救急無線を移行するよう要請されている。各自治体は、消防・救急無線通信網のデジタル化のため、基地局や中継装置を設置する費用の負担を強いられている。

一般に、デジタル通信に割り当てられる周波数帯は、既存のアナログ通信が占有している周波数帯を避けて、より高い周波数帯域が割り当てられる。

このように、デジタル送受信の通信で使用される搬送波の周波数は、アナログ送受信での通信の搬送波の周波数より高いため通信距離が短く、地形や建物の影響を受けやすいという問題がある。この影響を排除するためにはさらに、基地局無線装置の増設や、中継装置の設置が必要となり、設備にかかるコストが増大する。

一方、既存のアナログ送受信方式は、比較的長波の搬送波に乗せた信号伝送により、受信範囲が広く、また、伝送波の障害となる地形の影響を受けにくいため、受信可能領域が比較的広範囲であり、また受信不能となるような地域が比較的少ない。

さらに、デジタル送受信方式の通信として使用されているＳＣＰＣ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐｅｒ Ｃｈａｎｎｅｌ）などの通信方式では、１通信で１チャネルを占有する。このため、使用可能なチャネルが残されていない場合は、デジタル送受信方式での通信機能を有する移動機であっても、デジタル送受信方式での通信が使えないとの問題がある。

上記のようなデジタル送受信方式の課題に鑑みて、現状では、アナログ送受信方式での通信が利用可能である環境を残し、この通信環境にデジタル送受信方式での通信が利用可能な領域が重ねられている。

このような通信環境において、移動局は、アナログ送受信方式とデジタル送受信方式の両方の通信方式での通信環境を重複して提供することが望ましい。このような通信環境において、移動局はアナログ送受信方式での通信部と、デジタル送受信方式での通信部を搭載し、両方の通信方式での通信機能を有する。

しかしながら、移動局が両方の通信方式の通信部を搭載すると、移動局が大型化し、消費電力が増大する。

この課題に対して、特許文献１は、アナログ送受信方式とデジタル送受信方式という２つの通信方式をソフトウェアでの処理により利用可能にしたソフトウェア無線機を開示する。上記のような通信環境において、通信中の通信システムと通信状態に応じて動作モードを変更し、より良好な通信回線が確保される。

この通信システムは、送受信部をデジタル送受信方式とアナログ送受信方式で共有することにより、装置を小型化し、消費電力を抑制する。また、この通信システムは、移動局の場所や環境に応じて、通信の品質と通信の状態を鑑みて、適宜アナログ送受信方式とデジタル送受信方式を切り替える。

特許文献２は、アナログ受信機とデジタル受信機を備えた移動局が、基地局識別信号の検出状態に応じて、アナログ受信機とデジタル受信機の間で動作を切り替える無線通信システムを開示する。

特許文献３は、複数の無線通信システムや複数のアプリケーションサービスに対応するソフトウェア無線機を開示する。用途別に必要なモジュールをセットにしたモジュール群が用意され、モジュール群単位での入れ替えにより信号処理機能を切り替えることなどにより、記憶装置内のソフトウェアモジュールの管理が行われる。

しかしながら、アナログ送受信方式とデジタル送受信方式の切り替え機能を有する無線装置においては、この切り替え動作により、連続的な通信が維持できないような状態が発生する恐れがある。

特許文献１の開示する無線通信装置においては、制御部１５が受信機の非同期状態を一定時間検知することにより動作モードの変更が判断される。すなわち、一定時間の非同期状態を検出した後に送受信方式の変更が判断されるので、十分な信号強度を維持できない状態の発生を回避できない。このため、切り替え時に通信が途切れる恐れがある。

特許文献２の開示する無線通信システムにおいては、送信電波に含まれるパイロット信号（基地局を識別する信号）を検出し、アナログ受信機による識別信号の検出が不可状態になると、通信方式をアナログ無線方式からデジタル無線方式に切り替える。また、デジタル受信機による識別信号の検出が不可状態になると、通信方式をデジタル無線方式からアナログ無線方式に切り替える。すなわち、識別信号の検出を待って送受信方式の切り替えを行うので、検出が不可状態であることを判定するまでの間、十分な信号強度が維持できない恐れがある。

特許文献３の開示する無線通信システムにおいては、移動無線通信装置が物陰に入る（シャドウイング）ことなどにより、所望の通信品質を満たさなくなったとすると、モジュールの組み込みが必要と判断される。しかしながら、通信品質は、電界測定機能によって検知されるので、通信品質の判定に要する時間により、通信中の送受信方式での信号強度の低下は避けられない。

上記のように、通信品質の低下を検知してから通信方式を変更するのでは、一時的に通信状態が低下する。いずれの通信方式での通信状態が良好であるかどうかをデジタル送受信方式とアナログ送受信方式の両方の通信方式の通信品質を常時検出することにより判断しようとすれば、検出に必要とされる電力が増大する。

これに対して、特許文献４の開示する列車無線システムにおいては、線路上のそれぞれの区間の無線通信方式に対応した無線方式が自動的に選択される。

特許文献４は、実装するソフトウェアの切り替えにより、対応する無線方式への切り替えが可能である列車無線システムを開示する。線路上を進行する列車に搭載した移動局は、受信情報と、配列情報と、方向情報とによって、無線方式の選択を判定する。

すなわち、特許文献４の開示する列車無線システムでは、受信部の受信情報と、無線方式区間の配列を示す配列情報をもとに、移動局装置が存在している無線方式区間が検知される。また、現時点にいる区間と、次の時点で移動する区間を判断し、次の時点の無線方式の選択が判定される。

特開２０１１−２２３５０４号公報 特開２００１−２６７９７７号公報 特開２００６−１５７９３５号公報 特開２００９−１６４９８９号公報

特許文献４の開示する列車無線システムにおいては、移動局である列車は、線路上の区間のそれぞれの無線方式のついての配列情報を保持しており、現在正常に受信している受信情報をもとに現在通過中の線路上の区間を判定する。現在通信中の通信方式で通信できなくなったときに、配列情報により取得した次の区間の通信方式での通信を開始する。

移動局である列車は、線路上の隣接する区間の通信方式での受信状態を監視しながら、通信方式の切り替えを行う。このため、現在通信中の通信方式での通信処理と同時に、別の通信方式での監視処理が必要である。現在通信中の通信方式で十分な信号強度が得られている場合は、この監視処理は無駄になる。

また、現在通信中の通信方式をもとにした現在走行中の区間の判定は、線路上の列車の走行、すなわち、１自由度の移動という限定された条件下でのみ可能であり、平面上という２自由度での移動への適用は困難である。

デジタル送受信方式での通信かアナログ送受信方式での通信かという区別のみで、平面上の現在位置を推定することは困難である。また、特許文献４の配列情報に対応する、隣接する領域の送受信方式という情報は、平面上での移動方向の自由度が線路上での自由度に比べて大きいので、複雑で膨大なものになる。

本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、平面上で安定した通信品質で連続的な通信が可能な、移動局、通信システム、基地局、通信方式切り替え方法およびそのプログラムを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の移動局は、互いに異なる複数の通信方式で通信を行う基地局と通信を行う移動局であって、移動局の現在位置についての位置情報を取得する測位手段と、複数の通信方式の通信品質についての現在位置に対する分布情報を含む通信環境情報とプログラムを保持する記憶手段と、プログラムに制御されて複数の通信方式のうちの１つの通信方式で基地局と通信する通信手段と、測位手段により取得された位置情報に対して分布情報が示す通信品質をもとに複数の通信方式から通信手段が基地局と通信する通信方式を選択する制御手段とを有することを特徴とする。

また、本発明の通信システムは、互いに異なる複数の通信方式で通信を行う基地局と、基地局と通信を行う移動局を備えた通信システムであって、移動局は、現在位置についての位置情報を取得する測位手段と、複数の通信方式の通信品質についての現在位置に対する分布情報を含む通信環境情報とプログラムを保持する記憶手段と、プログラムに制御されて複数の通信方式のうちの１つの通信方式で基地局と通信する通信手段と、測位手段により取得された位置情報に対して分布情報が示す通信品質をもとに複数の通信方式から通信手段が基地局と通信する通信方式を選択する制御手段とを有することを特徴とする。

さらに、本発明の基地局は、互いに異なる複数の通信方式で移動局と通信が可能な基地局であって、移動局の現在位置についての位置情報と、移動局が保持する、複数の通信方式の通信品質についての現在位置に対する分布情報をもとに移動局が複数の通信方式から選択した通信方式で、移動局と通信を行うことを特徴とする。

また、本発明の通信方式切り替え方法は、互いに異なる複数の通信方式で通信を行う基地局と移動局との間の通信の通信方式を切り替える通信方式切り替え方法であって、移動局の現在位置についての位置情報を取得するステップと、複数の通信方式の通信品質についての現在位置に対する分布情報を含む通信環境情報から位置情報に対する通信品質を参照するステップと、参照された通信品質をもとに複数の通信方式から基地局と移動局との間の通信の通信方式を選択するステップとを有することを特徴とする。

さらに、本発明の通信方式切り替えプログラムは、互いに異なる複数の通信方式で通信を行う基地局と移動局との間の通信の通信方式を切り替える通信方式切り替えプログラムであって、移動局の現在位置についての位置情報を取得する処理と、複数の通信方式の通信品質についての現在位置に対する分布情報を含む通信環境情報から位置情報に対する通信品質を参照する処理と、参照された通信品質をもとに複数の通信方式から基地局と移動局との間の通信の通信方式を選択する処理とをコンピュータに行わせることを特徴とする。

本発明によれば、移動機の通信範囲が拡大し、複数の通信方式のうちの一方の通信方式のみが可能な地域でも他方の通信方式のみが可能な地域でも同様に、安定した通信が可能である。

本発明の第１の実施形態に係る移動局の構成の一例を示す。 本発明の第１の実施形態に係る通信方式切り替え方法の手続きの一例を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る移動局の構成の一例を示す。 本発明の第２の実施形態に係る通信システムの構成の一例を示す。 本発明の第２の実施形態に係る通信方式切り替え方法の手続きの一例を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る通信方式切り替え方法の手続きの別の例を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る移動局に保持される位置情報の一例を示す。 本発明の第２の実施形態に係る移動局に保持される位置情報の一例を示す。

発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。ただし、本発明は以下に示す実施形態に限定されない。
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る移動局の構成の一例を示す。

本実施形態に係る移動局１０１は、互いに異なる複数の通信方式で通信を行う基地局と通信を行う移動局であって、測位手段１１０３と、記憶手段１１０５と、通信手段１１０４と制御手段１１０２とを有する。

測位手段１１０３は、移動局の現在位置についての位置情報を取得する。記憶手段１１０５は、複数の通信方式の通信品質についての現在位置に対する分布情報を含む通信環境情報と、プログラムを保持する。通信手段１１０４は、プログラムに制御されて、複数の通信方式のうちの１つの通信方式で基地局と通信する。制御手段１１０２は、測位手段１１０３により取得された位置情報に対して分布情報が示す通信品質をもとに、複数の通信方式から通信手段１１０４が基地局と通信する通信方式を選択する。

図２は、本発明の実施形態に係る通信方式切り替え方法の手続きの一例を示すフローチャートである。

移動局１０１は、測位手段１１０３により位置情報を受信する（ステップＳ２０１）。取得した位置情報を元に、記憶手段１１０５に保持されている送受信方式についての分布情報を参照して、現在の位置での送受信方式を選択する。制御手段１１０２は、現在の通信方式の切り替えが必要かどうかを決定し、通信手段１１０４に指示する。すなわち、記憶手段１１０５に保持された分布情報から、現在の位置で通信方式（モード）の切り替えが必要であると判定されれば（Ｓ２０２ＹＥＳ）、現モードを切り替える（ステップＳ２０３）。現モードでの切り替えが不要であると判定されれば、現モードでの通信を継続する（ステップＳ２０４）。

本実施形態に係る移動局によれば、位置情報に基づいて通信方式を切り替えることにより、移動機の通信範囲が拡大し、複数の通信方式のうち、いずれの通信方式のみが可能な地域でも同様に、安定した通信が可能である。
［第２の実施形態］
［構成］
図３は、本発明の第２の実施形態に係る移動局の構成の一例を示す。

本実施形態に係る移動局１０１は、基地局とデータを送受信するデータ送受信部１０４と、ＧＰＳ受信部１０３と、記憶部１０５と、制御部１０２と、入出力インタフェース１０７を有する。ＧＰＳ受信部１０３は、上空にある衛星からの信号を参照して現在位置についての情報を取得する測位手段である。記憶部１０５は、現在位置についての通信状態情報と送受信方式についての分布情報を保持する。

ここで、分布情報とは、ＧＰＳで測位して取得される緯度や経度などの座標値で特定される平面上の位置に対して、デジタル送受信方法とアナログ送受信方法のうちのいずれかを選択する際に参照できる情報である。例えば、現在位置を示す平面座標値に対して、いずれの送受信方法を選択すべきかを指標値として記載する。必要に応じて補間処理をして指標値を取得する。この指標値は、それぞれの送受信方法による通信品質を示す。この分布情報をもとにして、例えば、地図上にデジタル送受信方式を選択すべき領域とアナログ送受信方式を選択すべき領域を画定することができる。

制御部１０２は、データ送受信部１０４の送受信方式をアナログ送受信方式（Ａ）とデジタル送受信方式（Ｄ）の間で適宜切り替えるＡ／Ｄ切替制御部１０６を含む。

入出力インタフェース１０７は、ユーザが移動局に対して音声などを入力し、通信相手からの音声を再生する。

図４は、本実施形態に係る通信システムの構成の一例を示す。

本実施形態において、基地局は、デジタル送受信方式による無線通信により移動局１０１と信号の送受信を行うデジタル無線基地局３０１と、アナログ送受信方式による無線通信により移動局１０１と信号の送受信を行うアナログ無線基地局３０２とを含む。

移動局１０１は、デジタル無線基地局３０１とアナログ無線基地局３０２の両方と十分な信号強度で通信可能である場合は、デジタル送受信方式（以下、デジタルモードと称する）でデータ通信を行う。移動局１０１が移動して、アナログ無線基地局３０２のみと十分な信号強度で通信可能である場合は、アナログ送受信方式（以下、アナログモードと称する）でデータ通信を行う。

図４に示される本実施形態に係る通信システムの構成は、例えば、消防無線システムに適用できる。この構成において、アナログモードは１５０ＭＨｚ帯アナログ無線システムであり、デジタルモードは２６０ＭＨｚ帯デジタル無線システムであり、これらの無線システムが併用される。

図４においては、デジタルモードでデータ通信を行うデジタル無線基地局３０１とアナログモードでデータ通信を行うアナログ無線基地局３０２とが分離されるが、これに限定されない。１つの基地局がデジタルモードでのデータ通信とアナログモードでのデータ通信を行うように構成してもよい。上述のように、通信される信号がデジタルモードかアナログモードかにより、搬送波の伝播の性質には両モードの間で差があるので、基地局の位置が同じであってもアナログモードの信号とデジタルモードの信号が同じ強度で受信されるとは限らない。
［動作］
図５は、本発明の実施形態に係る通信方式切り替え方法の手続きの一例を示すフローチャートである。

移動局１０１は、入出力される音声の音質や通信データの秘匿性を維持するために、可能であればデジタルモードで運用する（ステップＳ４０１）。

移動局１０１は、移動後の適当な時期に、或いは所定の時間ごとに定期的に、ＧＰＳ受信部１０３により位置情報を受信する（ステップＳ４０２）。取得した位置情報を元に、記憶部１０５に保持されている送受信方式についての分布情報を参照して、現在の位置での送受信方式を選択する。Ａ／Ｄ切替制御部１０６は、現在の位置での送受信方式についての情報があれば（Ｓ４０３ＹＥＳ）、現在の通信方式（モード）の切り替えが必要かどうかを決定し、データ送受信部１０４に指示する。すなわち、現在デジタルモードでデータ通信を行っており、記憶部１０５に保持された分布情報から、現在の位置ではデジタルモードでの信号強度が不十分であると判定されれば（Ｓ４０４ＹＥＳ）、デジタルモードでのデータ通信をアナログモードのデータ通信に切り替える（ステップＳ４０５）。現在の位置でのデジタルモードでの信号強度が十分強いと判定されれば、デジタルモードでのデータ通信を継続する（ステップＳ４０６）。現在アナログモードでデータ通信を行っており、記憶部１０５に保持された分布情報から、現在の位置に対するモードの指標値を参照し、デジタルモードの信号強度が十分に大きいと判定されれば（Ｓ４０４ＹＥＳ）、アナログモードでのデータ通信をデジタルモードでのデータ通信に切り替える（ステップＳ４０５）。

この時点で、制御部１０２は、記憶部１０５に保持された分布情報の変更が必要であると判断すると（Ｓ４０７ＹＥＳ）、分布情報を更新する。すなわち、現在位置に対して、保持された分布情報に示されるモードが現在通信中のモードと異なる場合、或いは、分布情報に示されるモードで通信しているものの、信号強度が十分でないと判断される場合は、現在位置に対するモードの指標値が書き換えられる。変更が不要であると判断されれば（Ｓ４０７ＮＯ）、更新処理は行わない。

通信環境は時間的に変化する。アナログ送受信方式のような比較的周波数の低い搬送波での通信は、天候により電波を受信しにくくなる場合がある。また、建築物が新たに出現したり撤去されたりすると、搬送波の周波数が高いデジタル送受信方式での通信環境は容易に変化する。また、特許文献４の開示する列車無線システムでは、線路から離れた地点に移動局が移動した場合、送受信方式を選択できない。

分布情報の変更の要否は、モードの切り替えまたは継続の後、移動局の通信状態の是非をもとに判断してもよい。また、それぞれのモードでの信号強度を検出し、検出結果にもとづいて判断してもよい。

図６は、モード切り替え又は継続後に信号強度を検出して、その結果にもとづいて分布情報の更新の要否を判断する手順の一例を示す。

図７はＧＰＳ受信部１０３が取得した位置情報を元に、記憶部１０５が保持する、位置についての通信状態情報の一例を示す。

ＧＰＳ受信部１０３が取得した時刻と位置は、図７の表のセルに記入される。現在移動局１０１がいる位置と、この位置でのアナログモードでの信号の受信強度とデジタルモードでの信号の受信強度が検出され（図６ステップＳ４０９）、検出された値が図７のセルに記入される。

また、移動局１０１が通信経路を確立する通信相手としての基地局についての情報を記入してもよい。基地局の発する送信電波に含まれる基地局識別情報により、通信相手の基地局が特定される。

それぞれの送受信方式での信号の受信強度を元に、ステップＳ４０４で選択した送受信方式からさらに切り替えが必要かどうかが判断される（ステップＳ４１０）。切り替えが必要であると判断されると（Ｓ４１０ＹＥＳ）、現在のモードから切り替えられる（ステップＳ４１１）。切り替えが不要であると判断されると（Ｓ４１０ＮＯ）、現在のモードが継続される（ステップＳ４１２）。

この時点で決定された送受信方式は、図７の表中のモードの欄に記入される。

なお、ステップＳ４１０において切り替えが必要であると判断された場合、すなわち、記憶部１０５に保持される送受信方式についての分布情報が、信号強度の実測値による結果と相違する場合は、実測値の結果が優先され、保持された分布情報の変更が必要であると判断される（Ｓ４０７ＹＥＳ）。図７に例示された通信状態情報として記録された実測値による結果を元に、分布情報が更新される（ステップＳ４０８）。

図８は、本実施形態に係る移動局１０１に保持される、送受信方式についての分布情報の一例を示す。ＧＰＳ受信部１０３により取得される位置情報に対応した地図上で、アナログモードでの通信のみが可能な領域と、アナログモードでの通信とデジタルモードでの通信が可能な領域と、いずれの方式の通信も不可能な領域が示される。なお、アナログモードでの通信が不可能で、デジタルモードでの通信が可能な領域もありえるが、図８では例示を省略する。

図８に示される分布情報は、基地局の位置や送信電波の強度などの情報を含んでも良い。また、図８では、地図上の領域は、デジタルモード、アナログモード、いずれも不可能の３つの領域に分類されているが、これに限定されない。それぞれのモードの指標値を信号強度などによってさらに複数のレベルに分類してもよいし、指標値として連続的な値が地図上の所定の位置に保持されてもよい。さらに、モードの指標値は、デジタルモードのそれぞれの通信方式の情報を含んでもよい。

図７に示される、位置についての通信状態情報をもとに、図８の分布情報が更新される。地図上の各地点において得られた情報を元に領域の画定処理が行われる。すなわち、地図上の地点においてそれぞれのモードの指標値が、例えば、デジタルモードからアナログモードへの変更があると、その地点はデジタルモードの領域を出てアナログモードの領域に入る。これにより、地図上でデジタルモードの領域とアナログモードの領域との境界線が変更される。新たに追加された地点の情報が得られると、地図上で領域の境界線の精度が高くなる。

なお、図８に示される分布情報を参照して、ＧＰＳ受信部が取得した位置により、現在の位置の送受信方式についての情報が信頼できる領域にあると判断される場合は、ステップＳ４０９からステップＳ４０８までの手続きを省略してもよい。これにより、送受信方式決定に必要な処理が軽減される。

また、現在の位置での分布情報がそれほど信頼できない場合（Ｓ４０３ＮＯ）は、図８の分布情報に従ったモードの切り替え判定をせず、信号強度の実測値を元に送受信方式が決定される。決定した送受信方式と位置情報を元に、送受信方式の分布情報が更新される（ステップＳ４０８）。

関連技術においては、基地局からの送信電波を受信し、その強度を比較することにより、デジタルモードとアナログモードの切り替えを判断していた。すなわち、通信中の送信電波の受信が困難になったことを確認して、モードの切り替え処理を開始していた。

これに対して、本実施形態に係る通信方式切り替え方法によれば、移動局の現在位置をもとにして、いずれのモードの通信が行われるかが判断されるので、通信相手となる移動局が在圏しない場合は、基地局は送信電波を発する必要がない。これにより、基地局の消費電力を削減することができる。

モード切り替え時の通信経路の確立は、例えば、次の手順で行われる。すなわち、移動局１０１が最初に発信を行う場合は、ＧＰＳ受信部により取得した現在位置と、分布情報とにもとづいて、移動局１０１が、デジタルモードとアナログモードから選択されたモードでの信号を発する。選択されたモードの通信を行う基地局はこれを受信して、通信確立に必要な信号を応答する。移動局１０１は、基地局から応答された信号に含まれる基地局の識別信号を検出して、通信を確立する。

選択されたモードでの応答信号が得られなかった場合、或いは、応答信号の強度が十分でないと判断された場合は、移動局１０１は、選択したモードでの通信をあきらめて、他方のモードでの通信経路の確立処理を開始する。

また、地理的に離れた位置にある複数の基地局が、移動局１０１の発した信号に応答することがある。このような場合は、応答信号の強度が大きい方の基地局を通信経路の確立に選択してもよい。或いは、移動局１０１の記憶部が保持する分布情報に基づいて、移動局が移動する方向を考慮して、通信をより長く維持する可能性が高い方の基地局を選択してもよい。

通信開始時において、基地局３０１、３０２が最初に発信を行う場合は、移動局１０１から定期的に発信される位置登録情報を検出して、これに元にして、通信方式を選択する。

この移動局１０１から発信される位置登録情報で、有効な信号が検出されない場合は、デジタル無線基地局３０１とアナログ無線基地局３０２の両方から信号を発する。移動局１０１から返されるこの信号への応答を元にして、通信方式が選択される。複数の移動局が在圏している状態で、すべての移動局に一斉に通信する場合も、デジタル無線基地局３０１とアナログ無線基地局３０２の両方から信号を発すればよい。

本実施形態に係る通信システムにおいては、移動局無線装置の無線送受信部をソフトウェア無線により構成する。これにより、移動局は、小規模な構成で、デジタル送受信方式とアナログ送受信方式の両方の通信方式に対応できる。

通信方式を切り替えることにより、移動機の通信範囲が拡大し、アナログ送受信のみが可能な地域でもデジタル送受信のみが可能な地域でも同様に、安定した通信が可能である。

本実施形態に係る通信方式切り替え方法によれば、ＧＰＳ受信部１０３により取得した位置情報を元にして、アナログモードとデジタルモードのうち、適切な通信方式が自動的に選択される。これにより、移動局１０１の移動によりデジタルモードでの信号強度が低下しても、ユーザは通信方式の変更を気にする必要がない。

移動機の位置がＧＰＳなどの測位手段により検出され、予め取得された、アナログ通信方式の通信環境の分布情報と、デジタル通信方式の通信環境の分布情報を元にして、いずれの通信方式をどの時点で選択するかが判断される。測位により取得した位置情報と、選択された通信方式での通信品質についての実測値情報により、通信環境の分布情報は逐次更新される。

また、移動した位置での信号強度を実測していずれの通信方式を選択するか判定し、これに基づいて分布情報を更新するため、時間的に変化する通信状態の分布を、記憶部１０５に保持される分布情報に自動的に反映させることができる。これにより、最新の分布情報に基づいた、精度の高い通信方式の選択が可能である。これにより、時間的に変化する通信環境に対応して、通信環境の分布情報が得られる。
［変形例］
本発明の実施形態においては、ＧＰＳ受信部１０３により取得した位置情報により分布情報を更新したが、これに限定されない。

例えば、更新された分布情報を定期的に基地局に送信し、基地局が更新情報を蓄積し、これを定期的にすべての移動局に配信することにより、最新の分布情報をすべての移動局で共有することができる。これにより、移動が少ない移動局であっても、最新の精度の高い分布情報を取得でき、初めて訪問する位置であっても通信方式を判定することができる。

この更新情報を他の通信装置に通知することにより、最新の分布情報が共有され、効率的な更新処理が可能になる。

十分に精度の高い分布情報を有する移動局１０１であれば、図６のステップＳ４０９からステップＳ４０８の手順を省略することができる。これにより、信号強度の検出と分布情報の更新に必要な時間と処理を削減することができるので、消費電力を抑制することができる。

また、ＳＣＰＣなどのデジタル通信方式でデータが通信される通信システムにおいては、デジタルモードが選択されても、使用可能なチャネルがない場合がある。このような通信システムでは、自動的にアナログモードに通信方式を切り替える切替手段を設けてもよい。

さらに、移動局１０１の移動を、ＧＰＳ受信部１０３が取得する位置情報に基づいて検出し、図８に示されるような送受信方式についての分布情報をもとに、通信方式の切り替え時期を予測することが可能である。これにより、デジタル信号強度の低下により通信品質が悪化する前に、アナログモードに通信方式を切り替えることができるので、通信品質を維持したままデータ通信を継続することができる。

測位により取得した位置情報の時間経過をもとに、移動機の移動方向と移動速度を算出し、通信環境の分布情報から、通信品質の低下を回避するよう、通信方式の切り替え時刻を予測してスケジュールすることも可能である。切り替えに要する遅延時間を考慮した切り替え処理が可能であり、通信品質が安定する。

また、通信方式を切り替えようとするときに、切り替え先の他方の通信方式の通信品質が、この後移動局が移動した位置でも優位であるかどうかは判断できない。たとえば、たまたま物陰に入ったためにデジタル信号の通信品質が低下している場合など、物陰から出ればデジタル信号の通信品質は回復すると期待されることがある。移動局がこのような状態のときに、移動機の移動を示唆する手段を有してもよい。この場合は、通信方式を変更するより、移動機の位置を変更することにより通信を維持することができる。

さらに、信号強度が通信の維持に必要な閾値以上であっても、通信品質が十分ではない場合がある。このようなときに、通信品質の低下を許容してでもデジタルモードでの通信を維持したい場合がある。また、アナログモードでの信号強度が広範囲で十分大きな値であるときは、できるだけアナログモードでの通信を維持したい場合もある。このようなユーザの要求に従って、デジタルモードの優先と、アナログモードの優先とを設定できるような設定手段を有してもよい。

なお、上述の処理動作を実行させるためのプログラムを、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＭＯ（Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｏｐｔｉｃａｌ ｄｉｓｋ）などのコンピュータ読取可能な記録媒体に格納して配布し、当該プログラムをコンピュータにインストールすることにより、上述の処理動作を実行する装置を構成しても良い。

本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、複数の通信方式で通信が可能な通信システムに好適に適用できる。

１０１ 移動局
１０２ 制御部
１０３ ＧＰＳ受信部
１０４ データ送受信部
１０５ 記憶部
１０６ Ａ／Ｄ切替制御部
１０７ 入出力インタフェース
３０１ デジタル無線基地局
３０２ アナログ無線基地局
１１０２ 制御手段
１１０３ 測位手段
１１０４ 通信手段
１１０５ 記憶手段

Claims (10)

1. 互いに異なる複数の通信方式で通信を行う基地局と通信を行う移動局であって、
   該移動局の現在位置についての位置情報を取得する測位手段と、
   前記複数の通信方式の通信品質についての前記現在位置に対する分布情報を含む通信環境情報と、プログラムを保持する記憶手段と、
   前記プログラムに制御されて、前記複数の通信方式のうちの１つの通信方式で前記基地局と通信する通信手段と、
   前記測位手段により取得された位置情報に対して前記分布情報が示す通信品質をもとに、前記複数の通信方式から前記通信手段が前記基地局と通信する通信方式を選択する制御手段と
   を有することを特徴とする、移動局。
2. 前記制御手段は、前記通信手段による通信の通信品質と前記位置情報をもとに、前記通信環境情報を更新することを特徴とする、請求項１に記載の移動局。
3. 前記測位手段により取得された位置情報をもとに取得された前記移動局の移動方向と移動速度と、前記通信環境情報をもとに、前記制御手段は、前記通信手段の通信方式を切り替える時期を予測することを特徴とする、請求項１または２に記載の移動局。
4. 前記通信手段は、前記通信環境情報の更新についての更新情報を前記基地局に通知し、前記基地局により所定の時刻に配信される配信情報を受信し、
   前記制御手段は、前記受信した配信情報をもとに、前記通信環境情報を更新することを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の移動局。
5. 前記制御手段は、前記通信手段による通信の通信品質と前記位置情報と前記分布情報をもとに、該移動局の移動を示唆することを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の移動局。
6. 請求項１乃至３および５のいずれか１項に記載の移動局と
   前記移動局と通信を行う基地局と
   を備えていることを特徴とする、通信システム。
7. 前記移動局の通信手段は、前記通信環境情報の更新についての更新情報を前記基地局に通知し、
   前記基地局は、前記更新情報をもとに配信情報を生成し、所定の時刻に前記移動局に送信し、
   前記移動局の制御手段は、前記配信情報をもとに、前記移動局の通信環境情報を更新することを特徴とする、請求項６に記載の通信システム。
8. 互いに異なる複数の通信方式で移動局と通信が可能な基地局であって、
   前記移動局の現在位置についての位置情報と、前記移動局が保持する、前記複数の通信方式の通信品質についての前記現在位置に対する分布情報をもとに前記移動局が前記複数の通信方式から選択した通信方式で、前記移動局と通信を行うことを特徴とする、基地局。
9. 互いに異なる複数の通信方式で通信を行う基地局と移動局との間の通信の通信方式を切り替える、通信方式切り替え方法であって、
   移動局の現在位置についての位置情報を取得するステップと、
   前記複数の通信方式の通信品質についての前記現在位置に対する分布情報を含む通信環境情報から、前記位置情報に対する通信品質を参照するステップと、
   前記参照された通信品質をもとに、前記複数の通信方式から、前記基地局と前記移動局との間の通信の通信方式を選択するステップと
   を有することを特徴とする、通信方式切り替え方法。
10. 互いに異なる複数の通信方式で通信を行う基地局と移動局との間の通信の通信方式を切り替える、通信方式切り替えプログラムであって、
    移動局の現在位置についての位置情報を取得する処理と、
    前記複数の通信方式の通信品質についての前記現在位置に対する分布情報を含む通信環境情報から、前記位置情報に対する通信品質を参照する処理と、
    前記参照された通信品質をもとに、前記複数の通信方式から、前記基地局と前記移動局との間の通信の通信方式を選択する処理と
    をコンピュータに行わせることを特徴とする、通信方式切り替えプログラム。

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