JP3364646B2

JP3364646B2 - 移動体通信システム

Info

Publication number: JP3364646B2
Application number: JP14130897A
Authority: JP
Inventors: 一彦似鳥
Original assignee: 国土交通省国土技術政策総合研究所長
Priority date: 1997-05-30
Filing date: 1997-05-30
Publication date: 2003-01-08
Anticipated expiration: 2017-05-30
Also published as: JPH10336092A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移動体通信システ
ムに関し、より具体的にはさらに、移動局装置、固定制
御局装置および移動通信方法に関し、たとえば、広いネ
ットワークによる路車間通信や車々間通信を行う移動体
通信システムに適用し得る。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両と路側の通信網との間に通信
路を提供するシステムとして、太刀川喜久男他、「ITS
を支える路車間通信・車々車間通信の技術」沖電気研究
開発、1996年7 月、第171 号、第63巻、第 3号、第63頁
〜第68頁に記載されているスポット通信型路車間通信お
よび漏洩同軸ケーブル（LCX ）を用いる連続通信型路車
間通信が提案されていた。

【０００３】スポット通信型路車間通信システムは、路
上にスポット的な電波または光波のビーコンをある間隔
をおいて設け、自動車がそのビーコンの下を通過すると
きに間欠的に通信を行うものである。

【０００４】連続通信型路車間通信システムは、路側に
漏洩同軸ケーブルを敷設し、このケーブルと車両に設置
したアンテナとの間に連続的な無線通信路を提供するも
のである。

【０００５】また、車両相互間に通信路を提供するもの
として、上述の文献にも提案されている車々間通信があ
る。これは、近接して走行する車両相互間に無線通信リ
ンクを形成し、車両相互間での直接の情報伝達を可能に
するシステムである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、スポッ
ト通信型路車間通信システムは、通信が間欠的であるこ
となどのために、自動走行や車群走行には適用困難であ
る。また、漏洩同軸ケーブルを用いた連続通信型路車間
通信システムは、１区間内では連続的な通信が実現され
るが、区間の境界においては通信が一時途絶えるため、
自動走行や車群走行の実現に十分な特性をもっていな
い。

【０００７】さらに、車群走行の実現のためには、路車
間通信と車々間通信を合わせ備えて統合的に運用するこ
とが必要であるが、従来の路車間および車々間通信シス
テムは個別に運用されるものであり、車群走行の実用化
には十分な特性をもっていない。

【０００８】このようなことから、自動走行や車群走行
の実現のために、路車間通信と車々間通信とを合わせ備
え、広範囲に渡っての移動体通信を効率的にしかも短時
間で行うことができるシステムの実現が要請されてい
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、必要
に応じて固定基地局装置または他の移動局装置のいずれ
にもパケット通信を行うことができる移動局装置と、固
定無線ゾーンを形成し、該固定無線ゾーン内の移動局装
置とパケット通信を行う固定基地局装置と、複数の固定
基地局装置とパケット通信を行い、移動局装置の存在を
管理し且つパケット通信制御を行う固定制御局装置を複
数含み、これらの固定制御局装置間のパケット転送を行
うパケット転送手段（たとえば、パケット転送網や、パ
ケット通信システムなど）を含む移動体通信システムで
あって、(1) 移動局装置は、固定無線ゾーンを形成して
いる固定基地局装置または固定無線ゾーン内の他の移動
局装置のいずれにもパケット通信を行うことができるよ
うになっていて、データパケットの生成、中継および交
換を固定基地局装置または他の移動局装置に対して行
い、前記データパケットを送受信するパケット送受信手
段を含み、このパケット送受信手段は、固定基地局装置
とパケット通信を行うための基地局用パケット送受信手
段と、他の移動局装置とのパケット通信を行うために移
動方向に応じていくつかの移動局装置用パケット送受信
手段と、基地局用パケット送受信手段と移動局装置用パ
ケット送受信手段のいずれを使用してデータパケットの
中継・交換を行うかを判断するパケット中継・交換手段
とを含み、(2) 固定制御局装置は、各固定基地局装置の
各無線ゾーンに存在する移動局装置を管理し、自制御局
の無線エリアに存在する移動局装置の識別と、自制御局
内に存在するか否かに関係なく初期登録されホームアド
レスとして登録されている移動局装置の識別と、移動局
装置の移動先アドレスの管理とを行う移動局管理手段
と、入出力データパケットに対する転送方路を移動局管
理手段を使用して判断し、必要に応じてパケット転送手
段または固定基地局装置に対して前記入出力データパケ
ットの中継・交換を行うパケット中継・交換手段とを含
む。

【００１０】このような構成を採ることで、たとえば、
第１の移動局装置から宛先の第２の移動局装置に対する
データパケットを送信した場合、第１の固定基地局装置
で受信され、この第１の固定基地局装置から第１の固定
制御局装置に送られる。ここから、宛先の第２の移動局
装置のホームアドレスとして登録されている第２の固定
制御局装置に送られる。この第２の固定制御局装置に登
録されている宛先の第２の移動局装置の移動先アドレス
を確認することができ、この移動先アドレスの第３の固
定制御局装置に前記データパケットが転送される。この
宛先の第３の固定制御局装置において発信元アドレスが
登録されると共に宛先の第２の移動局装置の存在が確認
される。存在が確認される場合、この宛先の第２の移動
局装置が存在する無線ゾーンの第２の固定基地局装置に
転送され、この第２の固定基地局装置から宛先の前記第
２の移動局装置に着信させることができる。

【００１１】また、移動局と固定基地局との間のシャド
ウイングなどによって、第１の移動局装置から第１の固
定基地局装置へのパケット送信が成立できない場合に、
第１の移動局装置から他の移動局装置を介して第１の固
定基地局装置で受信させることで、パケット通信を成立
させることもできるようになる。

【００１２】さらに、宛先の第２の移動局装置で応答パ
ケットが生成され送信された場合、第２の固定基地局装
置で受信され、第３の固定制御局装置に転送され、登録
されている発信元アドレスが確認され、この発信元アド
レスの第１の固定制御局装置に直接転送され、発信元ア
ドレスの第１の固定制御局装置で第１の移動局装置の存
在が確認されると、発信元アドレスの第１の移動局装置
に応答パケットが通知されることになる。

【００１３】以上のようにして、路車間通信と車々間通
信を介して異なる固定制御局装置の移動局装置間でのパ
ケット通信を迅速に行うことができるようになる。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に本発明の好適な実施の形態を
図面を用いて説明する。そこで、本実施例においては、
将来の高速道路などで必要とされる、車群走行、自動走
行、走行環境情報の提供、危険警告サービスなどに共通
に使用される情報通信基盤の実現を目的とし、道路上を
走行する自動車と路側の固定通信網との間で情報伝達
（路車間通信）を行うと同時に、走行車両相互間での情
報伝達（車々間通信）や、車々間通信を利用した迂回中
継による路車間通信をも実現する移動体通信システムを
構成する。

【００１５】本実施例の移動体通信システムの概略的な
構成を述べると次のようになる。すなわち、(1) 道路上
を走行する車両に搭載される移動局と路側に設置された
固定通信網との間に情報通信を行うための無線通信路を
提供する移動体通信システムにおいて、固定通信網が、
移動局とデータパケットを送受する無線通信を行う第１
の送受信器を有する基地局と複数の基地局を接続する制
御局と複数の制御局を相互接続するバックボーン通信網
（たとえば、ATM 交換網、フレームリレー交換網、デー
タ交換網、専用線交換網など）とを含む。

【００１６】移動局は、第１の送受信器と、データパケ
ットを送受する無線通信を行う第２の送受信器とを有す
る。制御局は、エンドユーザの求めに応じて各種の情報
サービスを提供する応用システムと、位置情報源から得
られる移動局の位置情報を統計処理し、その結果に基づ
いて移動局と無線通信を行う基地局、制御局および応用
システムを切り替える判断を下す車両追尾システムと、
基地局、応用システムおよびバックボーン通信網との間
でのデータパケットの経路制御を行うルータとを有す
る。このルータは、移動局のホームアドレスと移動先ア
ドレスとの対応を表すアドレス表を有し、このアドレス
表を用いてデータパケットの宛先アドレスを決定し、且
つこのアドレス表の更新を車両追尾システムの出力に基
づいて行うように構成する。

【００１７】(2) また、移動局は、第１の送受信器と、
データパケットを送受する無線通信を行う第２の送受信
器と、他の移動局の送受信器とデータパケットを送受す
る無線通信を行う第３および第４の送受信器と、データ
パケットの宛先または発信源となる端末装置と、これら
の第１、第２、第３の送受信器および端末装置の間での
データパケットの経路制御を行う第１のルータとを有す
る。

【００１８】制御局は、エンドユーザの求めに応じて各
種の情報サービスを提供する応用システムと、位置情報
源から得られる移動局の位置情報を統計処理し、その結
果に基づいて移動局と無線通信を行う基地局、制御局お
よび応用システムを切り替える判断を下す車両追尾シス
テムと、応用システム、バックボーン通信網および第３
のルータとの間でのデータパケットの経路制御を行う第
２のルータと、１つの車群に属する移動局群に対応して
サブルータを生成し、このサブルータは移動局群の各移
動局が持つ第１のルータと共通の経路情報に基づきこれ
らの移動局相互間およびこれら移動局と第２のルータと
の間でのデータパケットの経路制御を行う第３のルータ
とを有するように構成する。

【００１９】(3) さらに、車両追尾システムは、各移動
局に対応してその位置を追尾する追尾フィルタを移動局
の位置情報に基づいて生成させたり、消滅させたりさせ
るように構成する。(4) さらにまた、上記第３のルータ
は、一つの車群に属する移動局群に対応して、且つ移動
局群の位置情報に基づいて、移動局群を扱うサブルータ
を生成したり、また消滅させたりするように構成する。
(5) また、車群が車両追尾システムの出力に基づいて決
定されるように構成する。(6) さらに、移動局への通信
チャネルの割り当ての変更を車両追尾システムの出力に
基づいて行うように構成する。

【００２０】図１は、本実施例の移動体通信システムの
一例の制御局と基地局と車両移動局との関係を示す構成
図である。図１において、本移動体通信システムは、高
速道路などの自動車道路を走行する車両の移動局10a,10
b,10c と、その高速道路に設置された基地局12a との間
に連続的な無線通信リンク（路車間通信リンク）4a,4b,
4cを実現すると共に、移動局相互間にも直接の無線通信
リンク（車々間通信リンク）2a,2bを実現する。

【００２１】移動局10a,10b,10c には、基地局12a との
間に無線通信リンク4a,4b,4cを張るための上部送受信器
13a,13b,13c 、前方の他車両の移動局との間に無線通信
リンク2a,2b を張るための前部送受信器14a,14b,14c 、
後方の他車両の移動局との間に無線通信リンク2a,2b を
張るための後部送受信器16a,16b,16c が設置されてい
る。

【００２２】また、道路側には、これら移動局10a,10b,
10c と無線通信を行うために複数の基地局12a,12b 〜12
n がその車線方向にほぼ一定間隔で設置され、基地局12
a は、移動局10a,10b,10c との間に無線通信リンク4a,4
b,4cを張るための送受信器18を備えている。この送受信
器18には、電波放射器としてアンテナが備えられてい
る。

【００２３】図２は、本実施例における移動体通信シス
テムの全体系統図を示すものである。基地局12a は、一
つの無線ゾーンを形成し、その無線ゾーンの中に存在す
る移動局10a 〜10n との間に無線通信リンク4a〜4nを張
る。基地局12a は、有線または無線の伝送路6aを介して
制御局15a に接続される。一つの制御局15a は、それに
接続される複数の基地局12a 〜12n が形成する無線ゾー
ンをつないだ連続的な一つの無線エリアを形成する。さ
らに、複数の制御局15a 〜15n がバックボーン通信網20
0 で相互接続される。これらの制御局15a 〜15n の無線
エリアをつなぐことによって、長距離にわたる高速道路
上で連続した通信サービスエリアを実現することがで
き、この中で連続通信を実現することが可能になる。な
お、無線ゾーン間の電波の干渉は、通常のセル方式の移
動無線通信で採用されているシステムと同様な方法によ
って回避することができる。

【００２４】図３は、本実施例の移動局10の機能構成図
である。この図３において、移動局10は、前方の移動局
と通信を行うための前部送受信器14と、基地局と通信を
行うための上部送受信器13と、後方の移動局と通信を行
うための後部送受信器16と、自動運転のための端末装置
22a と、情報検索のための端末装置22b と、これらの端
末装置や送受信器との間で必要なパケット交換を行うル
ータ20とから構成されている。

【００２５】ルータ20は、レベル１ルータであり、サブ
ネットワーク内の経路制御を行う役割を果たす。上部送
受信器13は、基地局12の送受信器18との間に無線通信リ
ンク４を張りデータパケットを送受信する。前部送受信
器14は、前方の他車両の後部送受信器16との間に無線通
信リンク２を張りデータパケットを送受信する。後部送
受信器16は、後方の他車両の前部送受信器14との間に無
線通信リンク２を張りデータパケットを送受信する。

【００２６】図４は、本実施例の基地局12の機能構成図
である。この図４において、基地局12は、移動局10と通
信を行う送受信器18と、制御局15と通信を行う網接続装
置24とから構成されている。網接続装置24は、伝送路６
を通じて制御局15に接続され、移動局10の上部送受信器
13から送信され、送受信器18で受信されたデータパケッ
トを制御局15に伝送する。逆に、制御局15から送信され
たデータパケットは、網接続装置24、送受信器18を通じ
て移動局10の上部送受信器13に伝送される。

【００２７】図５は、本実施例の制御局15の機能構成図
である。この図５において、制御局15は、移動局10を追
尾する車両追尾システム31と、基地局12と回線接続制御
を行う基地局スイッチ34と、移動局10とのデータパケッ
トの交換を制御する移動ルータ33と、道路交通情報シス
テムなどの応用システム35と、バックボーン通信網200
と接続すると共に車両追尾システム31や移動ルータ33や
応用システム35などとの間のデータパケットの交換を制
御するルータ32とから構成されている。

【００２８】車両追尾システム31は、移動局10の位置を
追尾し、移動局10が無線ゾーンおよび無線エリアの境界
を越えるタイミングを検出し、ハンドオーバなどの処理
を起動する。このため、車両追尾システム31は、移動局
10を追尾するための追尾フィルタ32a 〜32n と、移動局
10の位置を管理する位置データベース311 と、基地局12
の無線ゾーンの境界を記録する無線ゾーンデータベース
312 と、制御局15の無線エリアの境界を記録する無線エ
リアデータベース313 と、基地局12に接続されている移
動局10を管理する基地局データベース314 と、車群を管
理する車群データベース315 と、これらのデータベース
の管理や追尾フィルタの処理やルータ32との通信のため
の通信・処理制御プログラムなどから構成されている。

【００２９】ルータ32は、車両追尾システム31や移動ル
ータ33や応用システム35などのシステム相互間でデータ
パケット交換を行うため通信制御プログラムを備えて構
成される。移動ルータ33は、車群表331 を備えて車群に
対応してサブルータ33a 〜33n を生成し、これらのサブ
ルータ33a 〜33n は、車群内でのデータパケットの経路
制御を行うため通信制御プログラムを備えて構成され
る。

【００３０】基地局スイッチ34は、伝送路6a〜6nを介し
て複数の基地局12a 〜12n に接続され、移動ルータ33か
らの指令にしたがいそれらの基地局12a 〜12n の中から
一つを選択して移動ルータ33に接続する。応用システム
35は、エンドユーザの求めに応じて各種の情報サービス
を提供するためにデータベースを備えている。バックボ
ーン通信網200 は、複数の制御局15a 〜15n を相互接続
するためのデータ交換網である。

【００３１】図６は、本実施例のルータ32および移動ル
ータ33において経路制御されるデータパケットのネット
ワークアドレスの構成図である。この図６において、ネ
ットワークアドレスは、アドレスが表す個別のシステム
（たとえば、移動局10、サーバ、固定端末など）に最初
に登録された制御局15、これをホーム制御局と呼び、こ
のホーム制御局15の位置を示すホームアドレスHAD と、
移動局アドレスやサーバアドレスや固定端末アドレスな
どを識別するための個別アドレスKAD と、移動局10の移
動先の制御局15の位置を表す移動先アドレスIAD とから
構成されている。

【００３２】各個別システム（たとえば、移動局10、サ
ーバ、固定端末など）は、いずれかの制御局15（ホーム
制御局）に最初に登録されており、固定のホームアドレ
スHAD を持っている。また、個別アドレスKAD も固定で
ある。

【００３３】一方、移動先アドレスIAD は、移動局10の
移動に伴い変化する。データパケットの発信局は、宛先
アドレスの中のホームアドレスHAD と個別アドレスKAD
とを指定すれば、移動体通信システム内で移動先アドレ
スIAD が適切に埋められ、このデータパケットは宛先に
届けられる。上述の図５の制御局15のルータ32には、こ
れらのアドレスの対応を示すアドレス表32a が備えられ
ており、宛先アドレスおよび発信源アドレスの中の移動
先アドレスが未定のデータパケットについては、このア
ドレス表32a を使用して移動先アドレスIAD を決定す
る。この過程を「アドレス解決」と呼ぶ。

【００３４】図７は、本実施例の制御局15内のルータ32
のアドレス表32a への移動局アドレスの登録方法を示す
フローチャートである。この図７において、アドレス表
32aへの移動局アドレスの登録方法は、まず、移動局A
が新たに移動体通信システムに接続されたときは（ステ
ップS20 ）、接続された制御局15とその移動局A のホー
ム制御局15a のアドレス表32a にこの移動局A のアドレ
スが登録される（ステップS30 ）。つぎに、移動局A が
進行方向前方の制御局15に移動した場合には（ステップ
S32 ）、この前方制御局15のアドレス表32a にこの移動
局A のアドレスが登録される( ステップS34)。

【００３５】また、ルータ32を通過するデータパケット
に含まれる宛先アドレスおよび発信源アドレスに新たな
アドレス情報が含まれている場合にも（ステップS15
）、その新たなアドレス情報をその制御局15のルータ3
2のアドレス表32a に登録される（ステップS25 ）。

【００３６】図８は、本実施例の車両追尾システム31の
データフロー図である。この図８において、矩形ブロッ
クは本車両追尾システム31に接続される外部システムを
示し、円形ブロックはプロセスを示し、水平な２本の平
行線はデータストアを示し、矢印はデータの流れを示
す。ここで、位置情報源30は、移動局10の位置情報を提
供するものであり、たとえば、移動局10の位置計測機能
を持つ基地局、GPS 受信器などの位置計測機能を持つ移
動局などを示す。

【００３７】本車両追尾システム31は、プロセスP1にお
いて各移動局10に対応して、位置情報源30の位置情報30
1 および後方制御局15の車両追尾システム31からの追尾
フィルタのパラメータ302 とから追尾フィルタを計算す
る。図９は、本実施例の追尾フィルタ32a 〜32n を求め
るための処理の流れを示す図である。この図９におい
て、先ず、各移動局に対応して追尾フィルタを生成し
（ステップS31 ）、位置情報源30からの位置情報301 を
追尾フィルタの入力とする（ステップS34 ）。追尾フィ
ルタは、多項式フィルタなどの統計的処理方法によって
移動局10の時々刻々の位置および速度を算出し（ステッ
プS37 ）、この算出結果を位置データベース311 に記録
する（ステップS40 ）。

【００３８】次に、図８のプロセスP2において、位置デ
ータベース311 の内容を各無線ゾーンの境界を記憶した
ゾーンデータベース312 の内容と比較し、各移動局10が
無線ゾーンの境界を越えると予想される時刻を求め、そ
の結果（ゾーン切り替え信号303 ）を基地局スイッチ34
に出力する。

【００３９】次で、プロセスP3において、その結果（ゾ
ーン名信号304 ）を制御局15の無線エリアの境界を表す
無線エリアデータベース313 の内容と比較し、制御局15
の切り替えの判定を行う。制御局切り替えの判定が下さ
れたなら、自局（この車両追尾システムが所属する制御
局15）およびホーム制御局15のルータ32のアドレス表32
a の中の当該移動局10の移動先アドレスIAD を前方制御
局（切り替えるべき制御局）15のアドレスに変更（AMT
（移動目標アドレス）更新305,306 ）し、前方制御局15
のルータ32のアドレス表に当該移動局の登録を追加（AM
T 追加307 ）し、後方制御局（自局の手前の制御局15）
のルータ32のアドレス表32a から当該移動局の登録を削
除（AMT 削除308 ）すると共に、制御局切り替えを行い
（309 ）、プロセスP4において、追尾フィルタの前方制
御局へのハンドオーバ（追尾フィルタのパラメータ類31
0 を転送し、その動作を引き継がせる）を実行する。

【００４０】また、車両追尾システム31は、上記プロセ
スP3において、制御局切り替えを行うと判断すると、制
御局名316 をもとにプロセスP5において、このときの境
界の情報を各応用システムのサービスエリアの境界を表
す応用システム35のサービスエリアデータベース35a の
内容と比較し、応用システム35に対する切り替えの判定
を行い、切り替えが必要な場合には応用システム35に切
り替え指令信号317 を与えてその旨を伝える。

【００４１】さらに、プロセスP6において、位置データ
ベース311 の内容をもとに、近い距離に存在する移動局
同士が車群を構成するものと見なし、その車群に属する
移動局10に車群IDを付与し、車群の先頭を走行する移動
局10に印を付け、その結果を車群データベース315 に記
録する。この車群データベース315 の内容を自制御局15
の移動ルータ33に出力する。

【００４２】さらにまた、プロセスP7においては、電波
資源を管理する。図10は、本実施例における電波資源を
管理するための処理フロチャートである。この図10にお
いて、まず、位置データベース311 の内容と基地局スイ
ッチ34とから得られるチャネル番号318 をもとに、同一
チャネルを利用している移動局10が接続されている基地
局を探索し（ステップS52 ）、基地局間の距離を求め
（ステップS54 ）、電波の干渉性を推定し( ステップS5
6)、干渉が許容限界を越えると予想される場合には、チ
ャネルの変更319 を決定し（ステップS58 ）、その決定
結果を基地局データベース314 に記録すると共に( ステ
ップS60)、基地局スイッチ34に伝える（ステップS62
）。

【００４３】システムの動作説明：次に、本実施例の移
動体通信システムの動作を上述の図１〜図10を参照しな
がら説明する。先ず、移動局10は、基地局12が形成する
無線ゾーンの中に存在するときは、その基地局12との間
に無線通信リンク4 を張り、基地局12、伝送路6 を通じ
て、制御局15の基地局スイッチ34を通じて移動ルータ33
に接続される。

【００４４】移動ルータ33の中には、各車群に対応して
生成され、経路制御の機能を持つサブルータ33a 〜33n
があり、これらのサブルータ33a 〜33n はパケット交換
の機能を果たす。また、これらのサブルータ33a 〜33n
は、その車群に属する移動局相互間を結ぶ無線通信リン
ク２とそれら移動局10と基地局12とを結ぶ無線通信リン
ク４および基地局12と制御局15とを結ぶ伝送路６からな
る通信網（これを「車群サブネットワーク」と呼ぶ）に
対してレベル２ルータ（サブネットワーク間およびサブ
ネットワーク内の経路制御を行う）の役割を果たす。一
方、移動局内のルータ20は、レベル１ルータとして、サ
ブネットワーク内の経路制御を行う役割を果たす。

【００４５】あるサブルータ33a およびそれに対応する
車群に属する移動局10のルータ20は、OSPF（Open Short
est Path First）などの通常のルーチングプロトコルを
用いて相互に車群サブネットワーク内の通信リンクの接
続状態を表すリンク状態パケット（Link Status Packe
t）を伝え合う。リンク状態パケットがサブネットワー
クに行き渡ると、制御局15のサブルータ33a および移動
局10のルータ20によって、このサブネットワーク内での
経路制御が実行され、データパケットは、最適経路を通
って宛先の移動局10の端末装置22、制御局内のシステ
ム、またはバックボーン通信網200 を通って上位のシス
テムに届けられる。

【００４６】ある移動局10の路車間通信リンクが前方を
走行する大型車両などによるシャドウイングのために遮
断された場合には、その接続状態がリンク状態パケット
に反映されて車群内の移動局10のルータ20および制御局
15の移動ルータ33に伝えられ、これらのルータの経路制
御機能によって自動的に他の移動局10を経由する迂回中
継がなされる。

【００４７】制御局15の移動ルータ33には、各移動局10
に対してそれが属する車群を表す車群表331 が設けられ
ている。この車群表331 には、制御局15の車両追尾シス
テム31の車群データベース315 から送られる情報が書き
込まれる。制御局15のルータ32は、入力されたデータパ
ケットの宛先の移動先アドレスが自制御局15を示してい
るものなら、そのデータパケットを制御局15の移動ルー
タ33に送る。この移動ルータ33は、車群表331 を見て宛
先の移動局10が属する車群を見つけ、この車群に対応す
るサブルータ33a の経路制御にしたがってこのデータパ
ケットを基地局スイッチ34を通じて移動局宛に送り出
す。

【００４８】制御局15の基地局スイッチ34には、各移動
局10に対してそれが接続される基地局番号(ID)とチャネ
ル番号を表す基地局表341 が設けられており、この基地
局表341 の内容に応じて移動ルータ33から送られたデー
タパケットの宛先基地局12とチャネルを切り替える。移
動局10が一つの無線ゾーンから隣接する無線ゾーンとの
境界に移動してきたなら、制御局15の車両追尾システム
31は、ゾーン切り替えの指令を基地局スイッチ34に送
る。基地局スイッチ34は、基地局表341 のこの移動局10
に対応する基地局番号(ID)を書き換える。この処理動作
によって、同じ制御局15の配下にある基地局間のハンド
オーバ（基地局12の切り替え）を実現することができ
る。なお、移動局10へのチャネルの割り当ては、基地局
12の電波資源管理機能によって実行され、その結果が基
地局スイッチ34の基地局表341 のチャネル番号の欄に書
き込まれる。

【００４９】移動局10が新たに本移動体通信システムに
接続された場合には、接続された制御局15（自局）およ
びホーム制御局15のルータ32のアドレス表32a に当該移
動局10のアドレスを登録する。これによって、当該移動
局10宛に発信されたデータパケットの内、アドレス解決
が未解決のためホーム制御局15に届いたものも自局に転
送され、当該移動局10に届けられるようになる。すなわ
ち、たとえば、移動局10a が移動局10b 宛にデータパケ
ットを送信した場合に、移動局10a が接続されている
（発信）制御局15a は、移動局10b が登録されているホ
ーム制御局15b にデータパケットを転送し、ホーム制御
局15b はアドレス表32a を参照して移動局10a が接続さ
れている（発信）制御局15c にデータパケットを転送
し、移動局10b に着信させる。このときに着信制御局15
c は、発信源（発信元）である移動局10a が制御局15a
に存在することを登録し、移動局10b が移動局10a に応
答を返す場合は、アドレス表32a を参照して制御局15a
に応答パケットを転送し、移動局10a に応答通知するこ
とができる。

【００５０】このようにホーム制御局15b を経由してき
たデータパケットによって着信制御局15c のルータ32の
アドレス表32a に発信源のアドレスが登録されるので、
発信源宛の応答パケットは直接発信制御局15a に届けら
れる。また、この応答パケットによって発信制御局15a
のルータ32のアドレス表32a に当該移動局10b のアドレ
スが登録されるので、次回から発信源から当該移動局10
b へ送られるデータパケットは、ホーム制御局15b を経
由せずに直接着信制御局15c に届けられる。

【００５１】移動局10が制御局15の無線エリアの境界に
移動してきた場合には、車両追尾システム31は、自制御
局15のルータ32とホーム制御局15のルータ32にアドレス
表32a の更新の指令を伝えると共に、前方制御局15のル
ータ32にアドレス表32a への登録の追加を、後方制御局
15のルータ32にアドレス表32a からの登録の削除を指示
する。もしも、この移動局10が車群の先頭の移動局10で
あるなら、移動ルータ33は、先ず、前方制御局15の移動
ルータ33にこの移動局10を扱うサブルータ33aの生成を
指示し、ついで、この移動局10の基地局12との接続を前
方制御局15の基地局12へ、両制御局15の基地局スイッチ
34の基地局表341 を書き換えることによって切り替えを
行う。

【００５２】もしも、この移動局10が車群の先頭の移動
局10でないと判断される場合は、元のサブルータ33a か
ら前方制御局15内に生成されたサブルータ33a に移動局
10を移すと共に、上述と同様の基地局12の切り替えを行
う。

【００５３】また、制御局15のルータ32は、そのアドレ
ス表32a に登録されている移動局10の移動先制御局15お
よび固定の端末などが所属する制御局15に対し移動局10
の移動先アドレスの更新を指示する。同様に、ホーム制
御局15のルータ32も、そのアドレス表32a に登録されて
いる移動局10の移動先制御局15および固定の端末などが
所属する制御局15に対して移動局10の移動先アドレスの
更新を指示する。

【００５４】以上の処理動作によって、無線エリアをま
たいで一つの車群サブネットワークを扱う二つのレベル
２ルータが生成され、無線エリアをまたぐハンドオーバ
が実現され、自制御局15、ホーム制御局15およびアドレ
ス表32a に登録されている制御局15に届けられたデータ
パケットは、前方制御局15に転送され、当該移動局10に
届けられるようになる。

【００５５】これと並行して、必要と判定されたなら、
応用システム35の切り替えを行う。車群に属する全ての
移動局10が無線エリアの境界を通り過ぎたなら、元のサ
ブルータ33a を消滅させる。

【００５６】移動局10が本移動体通信システムから切断
された場合には、全てのルータ32のアドレス表32a から
当該移動局10の登録を削除する。なお、移動局10の移動
に伴い使用中のチャネルに干渉が生じる可能性が生じた
ならば、制御局15の車両追尾システム31のプロセスP7の
電波資源管理機能を用いて移動局10へのチャネルの割り
当てを変更する。

【００５７】以上のように、本実施例によれば、移動局
10の位置情報を追尾フィルタによって統計処理するた
め、移動局10の位置を正確に推定したり、未来位置を予
測したりすることができるので、その結果を用いて基地
局12や制御局15の切り替えを正確に行え、且つ遅れるこ
となく行うことができ、さらに、制御局15のルータ32に
アドレス表32a を設け、基地局スイッチ34に基地局表34
1 を設け、制御局15の切り替えをこのアドレス表32a の
更新によって、基地局12の切り替えを基地局表341 の書
き替えによって実現しているので、移動局10が路上を高
速移動する場合にも、基地局12と移動局10との間の情報
通信（路車間通信）を長距離に渡って切れ目なく連続的
に提供することができる。

【００５８】また、移動局10のアドレスを移動先とは関
係なく固定のホームアドレスで指定できるため、移動に
関係なく移動局10にメッセージを届けることができる。
また、移動を意識せずに応用システム35を開発すること
ができ、応用システム35の開発効率を向上させることが
できる。

【００５９】さらに、移動局相互間の情報通信（たとえ
ば、車々間通信）が路車間通信と統合して提供されるた
め、移動局相互間で低い遅延の情報伝達を実現すること
ができる他に、移動局10が大型車によるシャドウイング
によって基地局12との間に路車間通信リンクを張れない
場合にも、車々間通信リンクを利用して他の移動局10を
経由する迂回中継によって制御局15との間の通信路を確
保することができるようになり、通信の信頼性を大きく
向上させることができるようになる。したがって、道路
上の情報通信基盤として広く共通的に適用することがで
きる。

【００６０】上述の実施例では、路側に設置する基地局
12の電波放射器としてアンテナを用いるシステムを説明
したが、この電波放射器として漏洩同軸ケーブル(LCX)
を使用しても同様の効果を得ることができる。

【００６１】また、上述の実施例では、移動局10と基地
局12との間（路車間）、移動局10と前方の他の移動局10
との間（車々間）、および移動局10と後方の他の移動局
10との間（車々間）に無線通信リンクを張るために、移
動局10に３個の送受信器を使用したが、第１の無線通信
リンクと第２の無線通信リンクとを一つの送受信器で実
現することもでき、また、第２の無線通信リンクと第３
の無線通信リンクを一つの送受信器で実現することもで
き、また第１の無線通信リンク〜第３の無線通信リンク
までを一つの送受信器で実現することもできる。

【００６２】さらに、上述の実施例では、路車間通信と
車々間通信とを統合して実現しているが、路車間通信だ
け、または車々間通信だけを独立に構成することもでき
る。

【００６３】

【発明の効果】以上述べたように本発明は、移動局装置
が、データパケットの生成、中継および交換を固定基地
局装置または他の移動局装置に対して行い、データパケ
ットを送受信し、固定制御局装置が、各固定基地局装置
の各無線ゾーンに存在する移動局装置を管理し、自制御
局の無線エリアに存在する移動局装置の識別と、自制御
局内に存在するか否かに関係なく初期登録されホームア
ドレスとして登録されている移動局装置の識別と、移動
局装置の移動先アドレスの管理とを行い、入出力データ
パケットに対する転送方路を上記識別および管理に基づ
き判断し、必要に応じてパケット転送網または固定基地
局装置に対して入出力データパケットの中継・交換を行
うように構成したことで、自動走行や車群走行の実現の
ために、路車間通信と車々間通信とを合わせ備え、広範
囲に渡っての移動体通信を効率的にしかも短時間で行う
ことができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の移動体通信システムの一例の
制御局と基地局と車両移動局との関係を示す構成図であ
る。

【図２】図１に示す実施例における移動体通信システム
の全体系統を示す図である。

【図３】同実施例の移動局の機能構成図である。

【図４】同実施例の基地局の機能構成図である。

【図５】同実施例の制御局の機能構成図である。

【図６】同実施例のルータおよび移動ルータにおいて経
路制御されるデータパケットのネットワークアドレスの
構成図である。

【図７】同実施例の制御局内のルータのアドレス表への
移動局アドレスの登録方法の例を示すフローチャートで
ある。

【図８】同実施例の車両追尾システムの処理フロー図で
ある。

【図９】同実施例の追尾フィルタを求めるための処理の
流れを示す図である。

【図１０】同実施例における電波資源を管理するための
処理フローの例を示すフロー図である。

【符号の説明】

２、４無線通信リンク 10 移動局 12 基地局 13 上部送受信器 14 前部送受信器 15 制御局 16 後部送受信器 20、32 ルータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04B 7/24 - 7/26 102 H04Q 7/00 - 7/38

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】必要に応じて固定基地局装置または他の
移動局装置のいずれにもパケット通信を行うことができ
る移動局装置と、固定無線ゾーンを形成し、該固定無線
ゾーン内の前記移動局装置とパケット通信を行う固定基
地局装置と、複数の前記固定基地局装置とパケット通信
を行い、前記移動局装置の存在を管理し且つパケット通
信制御を行う固定制御局装置を複数含み、これらの固定
制御局装置間のパケット転送を行うパケット転送手段を
含む移動体通信システムであって、前記移動局装置は、固定無線ゾーンを形成している固定
基地局装置または前記固定無線ゾーン内の他の移動局装
置のいずれにもパケット通信を行うことができるように
なっていて、データパケットの生成、中継および交換を
前記固定基地局装置または他の移動局装置に対して行
い、前記データパケットを送受信するパケット送受信手
段を含み、このパケット送受信手段は、前記固定基地局
装置とパケット通信を行うための基地局用パケット送受
信手段と、前記他の移動局装置とのパケット通信を行う
ために移動方向に応じていくつかの移動局装置用パケッ
ト送受信手段と、前記基地局用パケット送受信手段と前
記移動局装置用パケット送受信手段のいずれを使用して
データパケットの中継・交換を行うかを判断するパケッ
ト中継・交換手段とを含み、前記固定制御局装置は、前記各固定基地局装置の各無線ゾーンに存在する移動局
装置を管理し、自制御局の無線エリアに存在する移動局
装置の識別と、自制御局内に存在するか否かに関係なく
初期登録されホームアドレスとして登録されている移動
局装置の識別と、前記移動局装置の移動先アドレスの管
理とを行う移動局管理手段と、入出力データパケットに対する転送方路を前記移動局管
理手段を使用して判断し、必要に応じて前記パケット転
送手段または前記固定基地局装置に対して前記入出力デ
ータパケットの中継・交換を行うパケット中継・交換手
段とを含むことを特徹とする移動体通信システム。
【請求項２】請求項１に記載のシステムにおいて、前
記移動局装置が別の固定制御局装置の無線エリアに移動
した場合、前記固定制御局装置の移動局管理手段は、移
動先の固定制御局装置に管理を指令すると共に、前記移
動先アドレスを更新することを特徴とする移動体通信シ
ステム。
【請求項３】固定無線ゾーンを形成している固定基地
局装置または前記固定無線ゾーン内の他の移動局装置の
いずれにもパケット通信を行うことができる移動局装置
において、該装置は、データパケットの生成、中継および交換を前記固定基地
局装置または他の移動局装置に対して行い、前記データ
パケットを送受信するパケット送受信手段を含み、この
パケット送受信手段は、前記固定基地局装置とパケット
通信を行うための基地局用パケット送受信手段と、前記
他の移動局装置とのパケット通信を行うために移動方向
に応じていくつかの移動局装置用パケット送受信手段
と、前記基地局用パケット送受信手段と前記移動局装置
用パケット送受信手段のいずれを使用してデータパケッ
トの中継・交換を行うかを判断するパケット中継・交換
手段とを含むことを特徴とする移動局装置。
【請求項４】固定無線ゾーンが形成され、該固定無線
ゾーン内の、移動局装置とパケット通信を行う固定基地
局装置の複数とパケット通信を行い前記移動局装置の存
在を管理し且つパケット通信制御を行うための固定制御
局装置であって、前記各固定基地局装置の各無線ゾーンごとに存在する移
動局装置を管理し、自制御局の無線エリアに存在する移
動局装置の識別と、自制御局内に存在するか否かに関係
なく初期登録されホームアドレスとして登録されている
移動局装置の識別と、前記移動局装置の移動先アドレス
の管理とを行う移動局管理手段と、入出力データパケットに対する転送方路を前記移動局管
理手段を使用して判断し、必要に応じて装置外部または
前記固定基地局装置に対して前記入出力データパケット
の中継・交換を行うパケット中継・交換手段と、前記移動局装置からのデータパケットを受信し、各無線
ゾーン内で移動局装置の群が認識される場合に、移動局
群として管理する移動局群管理手段を含むことを特徴と
する固定制御局装置。
【請求項５】請求項４に記載の固定制御局装置におい
て、前記移動局管理手段は、自制御局の無線エリアに存
在する前記移動局装置の位置と速度を追尾し管理するこ
とを特徴とする固定制御局装置。
【請求項６】必要に応じて固定基地局装置または他の
移動局装置のいずれにもパケット通信を行うことができ
る移動局装置と、固定無線ゾーンを形成し、該固定無線
ゾーン内の前記移動局装置とパケット通信を行う固定基
地局装置と、複数の前記固定基地局装置とパケット通信
を行い、前記移動局装置の存在を管理し且つパケット通
信制御を行う固定制御局装置を複数含み、これらの固定
制御局装置間のパケット転送を行うパケット転送手段を
含む移動体通信システムにおける移動通信方法であっ
て、前記移動局装置は、データパケットの生成、中継および
交換を目的の方路に対して行い、前記データパケットを
送受信するパケット送受信手段を含み、前記固定制御局装置は、前記各固定基地局装置の各無線ゾーンに存在する移動局
装置を管理し、自制御局の無線エリアに存在する移動局
装置の識別と、自制御局内に存在するか否かに関係なく
初期登録されホームアドレスとして登録されている移動
局装置の識別と、前記移動局装置の移動先アドレスの管
理とを行う移動局管理手段と、入出力データパケットに対する転送方路を前記移動局管
理手段を使用して判断し、必要に応じて前記前記パケッ
ト転送手段または前記固定基地局装置に対して前記デー
タパケットの中継・交換を行うパケット中継・交換手段
とを含み、第1の移動局装置から宛先の第２の移動局装置に対する
データパケットが送信されると、第1の固定基地局装置
で受信され、第１の固定基地局装置から第１の固定制御
局装置に送られ、宛先の第２の移動局装置のホームアド
レスとして登録されている第２の固定制御局装置に送ら
れ、第２の固定制御局装置に登録されている宛先の前記
第２の移動局装置の移動先アドレスが確認され、該移動
先アドレスの第３の固定制御局装置において発信元アド
レスが登録されると共に宛先の前記第２の移動局装置の
存在が確認されると、この宛先の第２の移動局装置が存
在する無線ゾーンの第２の固定基地局装置に転送され、
第２の固定基地局から宛先の前記第２の移動局装置に着
信されることを特徴とする移動通信方法。
【請求項７】請求項６に記載の移動通信方法におい
て、該方法は、前記第１の移動局装置から前記第１の固
定基地局装置へのパケット送信が成立できない場合に、
前記第１の移動局装置から同じ無線ゾーン内の他の移動
局装置を介して前記第１の固定基地局装置で受信させる
ことを特徴とする移動通信方法。
【請求項８】請求項６または７に記載の移動通信方法
において、該方法は、宛先の前記第２の移動局装置で応
答パケットが生成され送信されると、前記第２の固定基
地局装置で受信され、前記第３の固定制御局装置に転送
され、前記登録されている発信元アドレスが確認され、
該発信元アドレスの前記第１の移動局装置の存在が確認
され、前記発信元アドレスの前記第１の移動局装置の存
在が確認され、前記発信元アドレスの前記第１の移動局
装置に前記応答パケットが通知されることを特徴とする
移動通信方法。