JP3852338B2 - Method for disconnecting communication link of mobile station in road-to-vehicle communication system - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、道路上の移動局と、該道路に沿って配置された無線基地局とが通信する路車間通信システムにおける該移動局の通信リンク接続切断方法に関する。詳細には、複数の無線基地局でマイクロセル又はピコセルを、高速道路、交差点又は一般道に配置する道路無線システムであって、その無線基地局に対する移動局の通信リンク接続切断方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の携帯/自動車電話システムやPHSなどでは、連続かつ安定した通信サービスをユーザに提供することを目的とするため、セルカバレッジに途切れが生じないようにセル設計が行われていた。
【0003】
一方、セル径30m程度のマイクロセルが道路上に連続的に配置される路車間通信システムにおいては、セルサイズが非常に小さいため、電波的に途切れのない連続通信サービスを提供するには膨大な数の基地局を設置する必要がある。更に、繰り返し周波数も2〜3程度しか確保できないため、基地局間の設置距離が短い場合、同一チャネル干渉の影響により回線品質が劣化する可能性が高い。
【0004】
路車間通信システムにハンドオーバ機能を実装する場合は、マイクロセル又はピコセルが一定間隔で配置されることが予想される。この場合、新しいセルに移動局が進入する度に基地局との間でリンク接続及びリンク切断の繰り返しを行うとともに、連続した通信を実現するために、基地局間でハンドオーバのための情報の受け渡しを行う必要がある。
【0005】
電波産業会(ARIB)の標準規格である「狭域通信(DSRC)システム(ARIB STD-T75)」によれば、周波数選定を、受信信号強度によって判定し、無線基地局から定期的に送信される制御信号の誤り検定結果により無線基地局に接続することを推奨している。しかし、リンク接続切断のための具体的なパラメータ、判定条件及び実装方法に関しては、明示されておらず、無線機器を開発するメーカ等に一任している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
図6は、路車間通信システムにおけるリンク接続切断について、短時間のシミュレーション結果を表すグラフである。該グラフは、上述した標準規格に則り、制御信号の誤り検定結果を用いて、リンク接続及び切断を行った場合のリンク接続時間を、実測データをもとにシミュレーション評価したものである。横軸72は時間、縦軸71は移動局が通信しようとしている無線基地局との距離(距離が離れるほどマイナスの値を示す)、プロット73、74はリンク接続及び切断を行ったことを示す。図6によれば、時間2s〜4s及び5.5s〜7sにかけて、何度もリンク接続又は切断を繰返していることを示している(73−1、73−2)。
【0007】
図2は、移動局における受信信号強度の短時間の測定結果を表すグラフである。道路環境における受信信号強度は、図2に示すように、路面からの反射波や受信機内部の熱雑音により、大きく変動している。そのため、ビット誤り率も大きく変動する。従って、上述した標準規格に則り、単純に受信信号強度で周波数を選定し、制御信号の誤り検定結果で、接続処理を行う場合、安定した受信信号強度及び誤り検定結果が得られず、図6のように、接続及び切断を短時間に繰り返し行うことになる。また、送受信周波数が一致しているにも関わらず、受信信号強度の変動により閾値以上の信号強度が得られなかった場合、他の周波数を選定する処理に移行してしまう。
【0008】
そこで、本発明は、セルサイズが非常に小さい路車間通信システムにおいて、高速走行する複数の移動局に対し、路面からの反射波や隣接からの干渉波、受信機内部の熱雑音の影響を軽減し、安定した通信を効率的に実現することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明による路車間通信システムの移動局は、
受信信号強度を計測する受信信号強度検出ステップと、
計測された受信信号強度が閾値に達しているかを判定し、受信信号強度判定結果を導出する受信信号強度判定ステップと、
無線基地局から定期的に送信される制御信号の誤り検定を行い、誤り検定結果を導出する誤り検定ステップと、
無線基地局によって構成される通信エリアに進入する際、又は該通信エリアから退出する際に、受信信号強度判定結果と誤り検定結果とを論理積又は論理和によって無線基地局との通信可否を判定し、通信可否判定結果を導出する通信可否判定ステップと、
通信可否判定結果に基づいて、通信可の場合通信リンクを接続する又はリンク接続状態を維持する、及び通信否の場合通信リンクを切断する又はリンク切断状態を維持するステップと
を有することを特徴とする。
【0010】
また、本発明の他の実施形態によれば、受信信号強度検出ステップは、一定の時間幅にわたって計測された受信信号強度に対して移動平均処理操作を行うことも好ましい。
【0011】
更に、本発明の他の実施形態によれば、移動平均処理操作は、i 番目に取得した受信信号強度 S(i) 、重み付け係数λ (0 ≦λ≦ 1) 、 i-1 番目における移動平均 M(i-1) を用いて、 M(i) =( S(i) +λ M(i-1) )/(1+λ)により、 i 番目における移動平均を求めるものであることも好ましい。
【0012】
また、本発明の他の実施形態によれば、誤り検定ステップは、
通信リンクの接続判定用として誤り検定結果の正常受信回数を規定する後方保護段数と、通信リンクの切断判定用として誤り検定結果の異常受信回数を規定する前方保護段数とを有し、
無線基地局と不通状態にあるリンク切断状態と、誤り検定結果が正常となる回数が後方保護段数未満であるリンク接続待機状態と、無線基地局と通信状態にあるリンク接続状態と、誤り検定結果が異常となる回数が前方保護段数未満であるリンク切断待機状態とを有する遷移状態を、無線基地局との間の通信リンク状態及び誤り検定結果に応じて遷移させるステップと、
誤り検定結果が正常である回数が後方保護段数に達していればリンク接続可能であると判定するステップと、
誤り検定結果が異常である回数が前方保護段数に達していればリンク切断と判定するステップと
を有することも好ましい。
【0013】
また、受信信号強度判定ステップにおいて、リンク切断中にリンク接続の判断に用いる閾値と、リンク接続中にリンク切断の判断に用いる閾値を独立に設けることにより、通信エリア退出時において、平均化処理による鈍りの影響を軽減し、安定した通信を提供できる。
【0014】
更に、本発明の他の実施形態によれば、通信可否判定ステップは、通信リンク接続可能であると判定する判定条件と、通信リンク切断であると判定する判定条件とを、別々に指定することも好ましい。例えば、リンク接続判定条件として受信信号強度と誤り検定結果の論理積を用い、かつ、リンク切断条件として受信信号強度と誤り検定結果の論理和を用いた場合、確実なリンク接続処理と、迅速なリンク切断処理とを行うことができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下では、図面を用いて、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【0016】
図1は、本発明による路車間通信システムのシステム構成図である。図1によれば、複数の無線基地局4−1〜4−N(Nは任意の自然数)は、道路8上に連続的に配置されるとともにローカルエリアネットワーク3に接続され、ゲートウェイ1を介した外部ネットワーク、ローカルサーバ2及びローカルエリアネットワーク3に接続されている全無線基地局と互いに通信が行えるように構成されている。また、無線基地局4−1〜4−Nは、無線周波数5−1〜5−Nのf1〜fNを用いて、道路8上に無線セル6−1〜6−Nを構成し、走行方向9に高速走行する移動車両7との間で上り方向10及び下り方向11の通信を行う。
【0017】
図1において、移動車両7が無線セルエリア6−1内に進入すると、無線基地局4−1から定期的に送信される制御信号11を、移動車両7が受信することにより、自局が無線基地局4−1が提供するサービスエリア内に進入したことを認識する。次に、移動車両7は、無線基地局4−1に対して通信リンクを確立するためのリクエスト信号を送出し、無線基地局4−1でリクエスト信号を受け付けることにより通信リンクが確立される。このとき、通信リンクを確立するためにやり取りされる情報としては、移動局の識別符号、無線基地局の識別符号、対応可能なアプリケーション情報等が想定される。尚、以下では、アプリケーションとして下り方向の情報ダウンロードサービスを想定して説明する。
【0018】
図3は、本発明による通信リンク接続切断方法の一例を示す状態遷移図である。移動局は、リンク切断状態31にある場合、無線基地局から定期的に送信される制御信号を受信した時(32−1)、受信した制御信号の信号強度判定と、受信した制御信号の誤り検定とを行う(34−1)。信号強度判定結果が閾値を超え、かつ、誤り検定結果が正常であったとき(35−2)、移動局の状態は、リンク切断状態31からリンク接続状態36へ遷移する。また、信号強度判定結果が閾値未満であるか、又は、誤り検定結果が異常であったとき(35−1)、移動局の状態はリンク切断状態31のまま待機する。
【0019】
移動局は、リンク接続状態36にある場合、無線基地局から定期的に送信される制御信号を受信し(32−2)、受信した制御信号の信号強度判定と、受信した制御信号の誤り検定とを行う(34−2)。信号強度判定結果が閾値未満であり、かつ、誤り検定結果が異常であったとき(35−4)、移動局の状態は、リンク接続状態36からリンク切断状態31へ遷移する。また、信号強度判定結果が閾値を超えるか又は誤り検定結果が正常であったとき(35−3)、移動局の状態は、リンク接続状態36を保持する。
【0020】
また、移動局がリンク切断状態31にある場合、ある一定時間、制御信号を受信できなかったとき(33)、移動局は順次受信するチャネル周波数を切換え、制御信号が正常に受信されるまで、繰り返し、制御信号の待ち受け受信を行う。
【0021】
図3で示した例は、判定条件として、受信信号強度判定と誤り検定結果の論理積を用いたが、判定条件として、▲1▼受信信号強度判定と誤り検定結果の論理和、▲2▼受信信号強度判定のみ、▲3▼誤り検定結果のみ、の何れを用いてもよい。
【0022】
更に、リンク接続時の判定条件と切断時の判定条件を異なる条件、例えばリンク接続時は誤り検定のみ、リンク切断時は受信信号強度と誤り検定結果の論理和、とした方が効果的である場合もある。
【0023】
しかし、図3で示した方法では、図2に示すように受信信号強度が激しく変動するため、図6のような短時間の接続を抑制する効果は小さい。また、受信信号強度の閾値を低く設定した場合には、通信エリアは広くなるが、受信信号強度の変動により、リンク接続・切断が短時間で繰返される。一方、受信信号強度の閾値を高く設定した場合、受信信号強度の変動による、リンク接続・切断の繰り返しはなくなるが、通信エリアは狭くなってしまう。そこで、数フレーム分の制御信号の受信信号強度を移動平均処理する方法を加える。
【0024】
図4は、移動局における受信信号強度の移動平均処理の結果のグラフである。ここでは、10フレーム分の制御信号の移動平均化を行っている。図4に示すように、受信機内部の熱雑音による変動は平滑化され、路面反射波によるディップの影響も小さくなっているため、短時間の接続を抑制する効果は増加する。従って、接続の判断に用いる受信信号強度の閾値をある程度低く設定する事が可能になる。
【0025】
更に、重み付け係数を用いた移動平均処理方法を示す。i番目に取得した受信信号強度をS(i)、重み付け係数をλ(0≦λ≦1)とすると、i番目における移動平均M(i)は、以下のように表される。
【0026】
M(i)=(S(i)+λM(i-1))/(1+λ)
【0027】
ここで、λが1に近い場合、M(i)は重み付けをしない無限時間前からの移動平均に近くなり、λが0に近い場合、M(i)はS(i)に近くなる。
【0028】
受信信号強度の変動が熱雑音の影響による瞬時値変動であるか、路面等からの反射波によるディップの影響による短区間変動であるかによって、λを調整することにより、より効果的な移動平均処理を行うことが可能になる。具体的には、熱雑音の影響が大きい場合は、λを大きくし、反射波の影響が大きい場合は、λを小さくすると、ビット誤り率特性に近い平均受信信号強度を得ることが可能である。
【0029】
図5は、本発明による誤り検定に保護段数を用いた通信リンク接続切断方法の状態遷移図である。
【0030】
移動局は、リンク切断状態51にある場合、無線基地局から定期的に送信される制御信号を受信した時、受信した制御信号の誤り検定を行う。誤り検定結果が正常であったとき(53−1)、移動局の状態は、リンク切断状態51からリンク接続待機状態52−1へ遷移する。また、誤り検定結果が異常であったとき(54−0)、移動局はリンク切断状態51のまま待機する。
【0031】
移動局がリンク接続待機状態52−1〜52−(K−1)にある場合、受信した制御信号の誤り検定結果が正常であったとき(53−1〜53−(K−1))、正常回数をインクリメントし、正常回数判定を行う。ここで、正常回数が後方保護段数に達しているとき(52−K)、移動局はリンク接続状態55に遷移する。また、正常回数が後方保護段数未満であるとき、移動局はリンク接続待機状態のまま、保持される。移動局がリンク接続待機状態52−1〜52−(K−1)にある場合、受信した制御信号の誤り検定結果が異常であったとき(54−1〜54−(K−1))、移動局はリンク切断状態51に遷移する。
【0032】
移動局がリンク接続状態55にある場合、受信した制御信号の誤り検定結果が異常であったとき(57−1)、移動局は、リンク接続状態55からリンク切断待機状態56−1へ遷移する。また、誤り検定結果が正常であったとき(58−0)、移動局の状態はリンク接続状態55のまま保持される。
【0033】
移動局がリンク切断待機状態56−1〜56−(L−1)にある場合、受信した制御信号の誤り検定結果が異常であったとき(57−2〜57−L)、異常回数を1つ増加(図の左方向に1つ遷移)する。また、受信した制御信号の誤り検定結果が正常であったとき(58−1〜58−(L−1)))、異常回数をデクリメントする。移動局は、誤り検定を行った後、異常回数判定を行い、異常回数が前方保護段数に達したとき(56−L)、リンク切断状態51へ、異常回数が0のとき(58−1)、リンク接続状態55へ遷移する。異常回数が0でなく前方保護段数にも達していないとき、移動局の状態は、リンク切断待機状態56−1〜56−(L−1)のまま、保持される。
【0034】
前述した本発明の種々の実施形態によれば、本発明の技術思想及び見地の範囲における種々の変更、修正及び省略は、当業者によれば容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。
【0035】
【発明の効果】
以上、詳細に説明した本発明によれば、以下のような効果を有する。
(1)道路上に連続的に配置されるセル径30m程度のスポットビームから構成される路車間通信システムにおいて、車両の高速移動に対応したリンク接続・切断を正確かつ効率的に実現することが可能となる。
(2)通信接続切断の短時間の繰返しを抑制し、周波数選定回数を少なくすることができるため、路車間通信システムのスループット特性を改善することができる。
(3)車両が移動することにより生じるリンク接続切断を迅速かつ確実に行えるため、複数の無線セルから構成される通信サービスエリア内で、路車間通信システムのスループット特性を改善することができる。
(4)セルラー系システムのように、複数の無線基地局を制御する無線制御局と無線基地局間の制御信号の授受が基本的に行われないため、コストの高い専用回線が不要となる。
(5)リンク接続切断の制御を移動局と限定された無線基地局との間でのみ行うため、全無線基地局を互いに接続するネットワーク上に流れる制御信号のトラヒック量を極力抑えることができる。
(6)既に実用化されているETC(Electronic Toll Collection、自動料金収受システム)に対して、大幅な装置改修を施すことなく、通信リンク接続切断方法のための機能を実装することが可能となる。
【0036】
図7は、本発明による路車間通信システムにおける通信リンク接続切断方法の効果を表すグラフである。図7によれば、1つの通信エリアにおいて、1度だけリンク接続切断を行う、効率の良い通信を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による路車間通信システムのシステム構成図である。
【図2】移動局における受信信号強度の短時間の測定結果を表すグラフである。
【図3】本発明による通信リンク接続切断方法の一例を示す状態遷移図である
【図4】移動局における受信信号強度の移動平均処理の結果のグラフである。
【図5】本発明による誤り検定に保護段数を用いた通信リンク接続切断方法の状態遷移図である。
【図6】路車間通信システムにおけるリンク接続切断について、短時間のシミュレーション結果を表すグラフである
【図7】本発明による通信リンク接続切断方法の効果を表すグラフである
【符号の説明】
1 ゲートウェイ
2 ローカルサーバ
3 ローカルネットワーク
4−1〜4−N 無線基地局
5−1〜5−N 無線周波数
6−1〜6−N 無線セル
7 移動車両
8 道路
9 移動方向
10 リクエスト信号
11 制御信号
21 受信信号強度軸
22 時間軸
23 受信信号強度データ
31 リンク切断状態
32−1〜32−2 無線基地局からの制御信号受信
33 周波数選定タイムアウト
34−1〜34−2 受信信号強度判定、および誤り検定
35−1〜35−4 リンク接続、または切断条件
41 受信信号強度軸
42 時間軸
43 移動平均処理をした受信信号強度データ
51 リンク切断状態
52−1〜52−K リンク接続待機状態
53−1〜53−K リンク接続待機状態における誤り検定結果正常
54−0〜54−(K−1) リンク接続待機状態における誤り検定結果異常
55 リンク接続状態
56−1〜56−L リンク切断待機状態
57−1〜57−L リンク切断待機状態における誤り検定結果異常
58−0〜58−(L−1) リンク切断待機状態における誤り検定結果正常
71 リンク接続しようとする無線基地局との距離軸
72 時間軸
73−1〜73−2 リンク接続・切断の短時間繰り返し
74−1〜74−2 正常なリンク接続・切断
81 リンク接続しようとする無線基地局との距離軸
82 時間軸
83−1〜83−2 正常なリンク接続・切断[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for disconnecting a communication link of a mobile station in a road-vehicle communication system in which a mobile station on a road communicates with a radio base station arranged along the road. Specifically, the present invention relates to a road radio system in which microcells or picocells are arranged on a highway, an intersection, or a general road among a plurality of radio base stations, and relates to a communication link disconnection method of a mobile station for the radio base station.
[0002]
[Prior art]
In conventional mobile / car telephone systems, PHS, and the like, cell design has been performed so that cell coverage is not interrupted in order to provide users with continuous and stable communication services.
[0003]
On the other hand, in a road-to-vehicle communication system in which microcells having a cell diameter of about 30 m are continuously arranged on a road, since the cell size is very small, it is enormous to provide a continuous communication service without interruption in radio waves. It is necessary to install several base stations. Further, since only about 2 to 3 repetition frequencies can be secured, there is a high possibility that the line quality is deteriorated due to the influence of co-channel interference when the installation distance between the base stations is short.
[0004]
When a handover function is implemented in a road-vehicle communication system, it is expected that microcells or picocells are arranged at regular intervals. In this case, every time the mobile station enters a new cell, link connection and link disconnection are repeated with the base station, and information for handover is exchanged between the base stations in order to realize continuous communication. Need to do.
[0005]
According to the “Narrowband Communication (DSRC) System (ARIB STD-T75)”, which is the standard of the Radio Industries Association (ARIB), frequency selection is determined by the received signal strength and is periodically transmitted from the radio base station. It is recommended to connect to the radio base station based on the error test result of the control signal. However, specific parameters, determination conditions, and mounting methods for disconnecting the link connection are not clearly described, and are left to the manufacturer or the like who develops the wireless device.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
FIG. 6 is a graph showing a short-time simulation result for link disconnection in the road-vehicle communication system. The graph is a simulation evaluation of the link connection time when link connection and disconnection are performed using the error test result of the control signal in accordance with the standard described above, based on the actual measurement data. The
[0007]
FIG. 2 is a graph showing a short-time measurement result of received signal strength in the mobile station. As shown in FIG. 2, the received signal intensity in the road environment varies greatly due to reflected waves from the road surface and thermal noise inside the receiver. For this reason, the bit error rate varies greatly. Therefore, in the case where the frequency is simply selected based on the received signal strength in accordance with the above-mentioned standard and connection processing is performed using the error test result of the control signal, a stable received signal strength and error test result cannot be obtained. Thus, connection and disconnection are repeated in a short time. In addition, when the signal intensity equal to or higher than the threshold value is not obtained due to fluctuations in the received signal intensity even though the transmission / reception frequencies match, the process shifts to a process of selecting another frequency.
[0008]
Therefore, the present invention reduces the effects of reflected waves from the road surface, interference waves from adjacent areas, and thermal noise inside the receiver for a plurality of high-speed mobile stations in a road-vehicle communication system with a very small cell size. The purpose is to realize stable communication efficiently.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, the mobile station of the road-vehicle communication system according to the present invention provides:
A received signal strength detecting step for measuring the received signal strength;
A received signal strength determination step of determining whether the measured received signal strength has reached a threshold and deriving a received signal strength determination result;
An error test step for performing an error test on a control signal periodically transmitted from a radio base station and deriving an error test result;
When entering or leaving a communication area configured by a radio base station, determine whether communication with the radio base station is possible using a logical product or logical sum of the received signal strength determination result and the error test result when leaving the communication area. A communication availability determination step for deriving a communication availability determination result;
A communication link is connected or a link connection state is maintained if communication is possible based on a communication feasibility determination result , and a communication link is disconnected or a link disconnection state is maintained if communication is not possible, To do.
[0010]
According to another embodiment of the present invention, it is also preferable that the received signal strength detection step performs a moving average processing operation on the received signal strength measured over a certain time width.
[0011]
Further, according to another embodiment of the present invention, the moving average processing operation includes the i- th acquired received signal strength S (i) , the weighting factor λ (0 ≦ λ ≦ 1) , and the i− 1th moving average. It is also preferable that the moving average at the i- th is obtained by using M (i-1) and M (i) = ( S (i) + λ M (i-1) ) / (1 + λ) .
[0012]
Also, according to another embodiment of the present invention, the error verification step comprises:
The number of backward protection stages that prescribes the number of normal receptions of error verification results for connection determination of communication links, and the number of forward protection stages that prescribes the number of abnormal receptions of error inspection results for judgment of communication link disconnection,
Link disconnection state that is disconnected from the radio base station, link connection standby state in which the number of times that the error test result is normal is less than the number of backward protection steps, link connection state that is in communication with the radio base station, and error test result A transition state having a link disconnection waiting state in which the number of times of an error is less than the number of forward protection stages is changed according to a communication link state with the radio base station and an error test result;
Determining that the link connection is possible if the number of times that the error test result is normal reaches the number of backward protection steps; and
It is also preferable to have a step of determining that the link is disconnected if the number of times that the error test result is abnormal has reached the number of forward protection steps.
[0013]
Also, in the received signal strength determination step, the threshold value used for determining link connection during link disconnection and the threshold value used for determining link disconnection during link connection are independently provided, so that when the communication area exits, averaging processing is performed. The effect of dullness can be reduced and stable communication can be provided.
[0014]
Furthermore, according to another embodiment of the present invention, the communication availability determination step designates separately the determination condition for determining that the communication link can be connected and the determination condition for determining that the communication link is disconnected. Is also preferable. For example, when the logical product of the received signal strength and the error test result is used as the link connection determination condition and the logical sum of the received signal strength and the error test result is used as the link disconnection condition, a reliable link connection process and a quick Link disconnection processing can be performed.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0016]
FIG. 1 is a system configuration diagram of a road-vehicle communication system according to the present invention. According to FIG. 1, a plurality of radio base stations 4-1 to 4 -N (N is an arbitrary natural number) are continuously arranged on the
[0017]
In FIG. 1, when the moving
[0018]
FIG. 3 is a state transition diagram showing an example of a communication link connection disconnection method according to the present invention. When the mobile station is in the
[0019]
When the mobile station is in the
[0020]
Further, when the mobile station is in the
[0021]
In the example shown in FIG. 3, the logical product of the received signal strength determination and the error test result is used as the determination condition. However, as the determination condition, (1) the logical sum of the received signal strength determination and the error test result, (2) Only the received signal strength determination or (3) only the error test result may be used.
[0022]
In addition, it is more effective to use different conditions for determining the link connection and disconnection conditions, for example, error test only when the link is connected, and logical sum of the received signal strength and the error test result when the link is disconnected. In some cases.
[0023]
However, in the method shown in FIG. 3, since the received signal strength fluctuates as shown in FIG. 2, the effect of suppressing the short-time connection as shown in FIG. 6 is small. When the threshold value of the received signal strength is set low, the communication area is widened, but link connection / disconnection is repeated in a short time due to fluctuations in the received signal strength. On the other hand, when the threshold value of the received signal strength is set high, link connection / disconnection is not repeated due to fluctuations in the received signal strength, but the communication area becomes narrow. Therefore, a method of moving average processing the received signal strength of control signals for several frames is added.
[0024]
FIG. 4 is a graph of the result of moving average processing of received signal strength in a mobile station. Here, moving average of control signals for 10 frames is performed. As shown in FIG. 4, since the fluctuation due to the thermal noise inside the receiver is smoothed and the influence of the dip due to the road surface reflected wave is reduced, the effect of suppressing the short-time connection is increased. Therefore, it is possible to set the threshold value of the received signal strength used for connection determination to be low to some extent.
[0025]
Furthermore, a moving average processing method using a weighting coefficient is shown. Assuming that the i-th acquired received signal strength is S (i) and the weighting coefficient is λ (0 ≦ λ ≦ 1), the i-th moving average M (i) is expressed as follows.
[0026]
M (i) = (S (i) + λM (i-1)) / (1 + λ)
[0027]
Here, when λ is close to 1, M (i) is close to a moving average from infinite time before weighting, and when λ is close to 0, M (i) is close to S (i).
[0028]
A more effective moving average by adjusting λ depending on whether the fluctuation of the received signal intensity is an instantaneous value fluctuation due to the influence of thermal noise or a short-term fluctuation due to the influence of a dip due to a reflected wave from the road surface, etc. Processing can be performed. Specifically, it is possible to obtain an average received signal strength close to the bit error rate characteristic by increasing λ when the influence of thermal noise is large, and decreasing λ when the influence of reflected wave is large. .
[0029]
FIG. 5 is a state transition diagram of the communication link connection disconnection method using the number of protection stages for error verification according to the present invention.
[0030]
When the mobile station is in the link disconnection state 51, when receiving a control signal periodically transmitted from the radio base station, the mobile station performs an error test on the received control signal. When the error test result is normal (53-1), the state of the mobile station transitions from the link disconnection state 51 to the link connection standby state 52-1. When the error test result is abnormal (54-0), the mobile station stands by in the link disconnection state 51.
[0031]
When the mobile station is in the link connection standby state 52-1 to 52- (K-1), when the error test result of the received control signal is normal (53-1 to 53- (K-1)), The normal count is incremented and the normal count is determined. Here, when the number of normal times has reached the number of backward protection stages (52-K), the mobile station transitions to the
[0032]
When the mobile station is in the
[0033]
When the mobile station is in the link disconnection standby state 56-1 to 56- (L-1), when the error test result of the received control signal is abnormal (57-2 to 57-L), the number of abnormalities is set to 1. Increase (one transition in the left direction in the figure). When the error test result of the received control signal is normal (58-1 to 58- (L-1)), the number of abnormalities is decremented. After performing the error test, the mobile station determines the number of abnormalities, and when the number of abnormalities reaches the number of forward protection stages (56-L), when the number of abnormalities is 0 (58-1). Transition to the
[0034]
According to the various embodiments of the present invention described above, various changes, modifications, and omissions within the scope of the technical idea and the viewpoint of the present invention can be easily made by those skilled in the art. The above description is merely an example, and is not intended to be restrictive. The invention is limited only as defined in the following claims and the equivalents thereto.
[0035]
【The invention's effect】
As described above, the present invention described in detail has the following effects.
(1) In a road-to-vehicle communication system composed of spot beams having a cell diameter of about 30 m continuously arranged on a road, link connection / disconnection corresponding to high-speed movement of the vehicle can be realized accurately and efficiently. It becomes possible.
(2) Since the short-time repetition of communication connection disconnection can be suppressed and the frequency selection frequency can be reduced, the throughput characteristics of the road-vehicle communication system can be improved.
(3) Since the link connection disconnection caused by the movement of the vehicle can be performed promptly and reliably, the throughput characteristics of the road-to-vehicle communication system can be improved within the communication service area composed of a plurality of radio cells.
(4) Since a control signal is not basically exchanged between a radio base station and a radio base station that controls a plurality of radio base stations as in a cellular system, a costly dedicated line becomes unnecessary.
(5) Since the link connection disconnection control is performed only between the mobile station and the limited radio base station, the traffic amount of the control signal flowing on the network connecting all the radio base stations can be minimized.
(6) With respect to ETC (Electronic Toll Collection, automatic toll collection system) that has already been put into practical use, it is possible to implement a function for a communication link connection disconnection method without performing a major device modification. .
[0036]
FIG. 7 is a graph showing the effect of the communication link connection disconnection method in the road-vehicle communication system according to the present invention. According to FIG. 7, it is possible to provide efficient communication in which a link connection is cut only once in one communication area.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system configuration diagram of a road-vehicle communication system according to the present invention.
FIG. 2 is a graph showing a short-time measurement result of received signal strength in a mobile station.
FIG. 3 is a state transition diagram showing an example of a communication link connection disconnection method according to the present invention. FIG. 4 is a graph showing a result of moving average processing of received signal strength in a mobile station.
FIG. 5 is a state transition diagram of a communication link connection disconnection method using the number of protection stages for error verification according to the present invention.
FIG. 6 is a graph showing a short-time simulation result of link connection disconnection in a road-to-vehicle communication system. FIG. 7 is a graph showing the effect of the communication link connection disconnection method according to the present invention.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gateway 2 Local server 3 Local network 4-1 to 4-N Radio base station 5-1 to 5-N Radio frequency 6-1 to 6-N Radio cell 7 Moving vehicle 8 Road 9 Moving direction 10 Request signal 11 Control signal 21 Received signal strength axis 22 Time axis 23 Received signal strength data 31 Link disconnection state 32-1 to 22-2 Reception of control signal from radio base station 33 Frequency selection timeout 34-1 to 34-2 Received signal strength judgment and error Test 35-1 to 35-4 Link connection or disconnection condition 41 Received signal strength axis 42 Time axis 43 Received signal strength data 51 subjected to moving average processing 51 Link disconnected state 52-1 to 52-K Link connection standby state 53-1 53-K Error test result in link connection standby state normal 54-0 to 54- (K-1) Error detection in link connection standby state Result error 55 Link connection status 56-1 to 56-L Link disconnection waiting state 57-1 to 57-L Error test result error in link disconnection standby state 58-0 to 58- (L-1) Error in link disconnection standby state Test result Normal 71 Distance axis 72 with radio base station to be linked Link time axis 73-1 to 73-2 Repeated short time of link connection / disconnection 74-1-74-2 Normal link connection / disconnection 81 Link connection Distance axis 82 with time base 83-1 to 83-2 Normal link connection / disconnection
Claims (4)
受信信号強度を計測する受信信号強度検出ステップと、
計測された前記受信信号強度が閾値に達しているかを判定し、受信信号強度判定結果を導出する受信信号強度判定ステップと、
前記無線基地局から定期的に送信される制御信号の誤り検定を行い、誤り検定結果を導出する誤り検定ステップと、
前記無線基地局によって構成される通信エリアに進入する際に、前記受信信号強度判定結果が閾値を超えかつ前記誤り検定結果が正常であったときのみ、前記無線基地局と通信可であると判定し、又は前記通信エリアから退出する際に、前記受信信号強度判定結果が閾値を超え若しくは前記誤り検定結果が正常であったときのみ、前記無線基地局と通信可であると判定し、通信可否判定結果を導出する通信可否判定ステップと、
前記通信可否判定結果に基づいて、前記通信エリアに進入する際に通信可の場合通信リンクを接続し通信否の場合リンク切断状態を維持する、又は前記通信エリアから退出する際に通信可の場合通信リンク接続状態を維持し通信否の場合通信リンクを切断するステップと
を有することを特徴とする移動局の通信リンク接続切断方法。In the mobile station communication link connection disconnection method in a road-vehicle communication system in which a mobile station on a road communicates with a radio base station arranged along the road, the mobile station includes:
A received signal strength detecting step for measuring the received signal strength;
A reception signal strength determination step of determining whether the measured reception signal strength has reached a threshold and deriving a reception signal strength determination result;
An error test step for performing an error test on a control signal periodically transmitted from the radio base station and deriving an error test result;
When entering the communication area configured by the radio base station, it is determined that communication with the radio base station is possible only when the received signal strength determination result exceeds a threshold and the error test result is normal. Or, when leaving the communication area, it is determined that communication with the radio base station is possible only when the received signal strength determination result exceeds a threshold value or the error test result is normal, A communication availability determination step for deriving a determination result; and
When communication is possible when entering the communication area based on the communication availability determination result, a communication link is connected and a link disconnection state is maintained when communication is not possible, or communication is possible when leaving the communication area A communication link connection disconnection method for a mobile station, comprising the step of maintaining the communication link connection state and disconnecting the communication link in the case of communication failure .
通信リンクの接続判定用として前記誤り検定結果の正常受信回数を規定する後方保護段数と、通信リンクの切断判定用として前記誤り検定結果の異常受信回数を規定する前方保護段数とを有し、
前記無線基地局と不通状態にあるリンク切断状態と、前記誤り検定結果が正常となる回数が前記後方保護段数未満であるリンク接続待機状態と、前記無線基地局と通信状態にあるリンク接続状態と、前記誤り検定結果が異常となる回数が前記前方保護段数未満であるリンク切断待機状態とを有する遷移状態を、前記無線基地局との間の通信リンク状態及び前記誤り検定結果に応じて遷移させるステップと、
前記誤り検定結果が正常である回数が前記後方保護段数に達していればリンク接続可能であると判定するステップと、
前記誤り検定結果が異常である回数が前記前方保護段数に達していればリンク切断と判定するステップと
を有することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の移動局のリンク接続切断方法。The error test step includes:
A back protection stage number that defines the number of normal receptions of the error test result for connection determination of a communication link, and a front protection stage number that defines the number of abnormal receptions of the error test result for determination of communication link disconnection,
A link disconnection state in which the wireless base station is disconnected, a link connection standby state in which the number of times the error test result is normal is less than the number of back protection stages, a link connection state in communication with the wireless base station, The transition state having the link disconnection standby state in which the number of times the error test result becomes abnormal is less than the number of forward protection stages is shifted according to the communication link state with the radio base station and the error test result. Steps,
Determining that the link connection is possible if the number of times that the error test result is normal reaches the number of backward protection steps;
4. The mobile station link according to claim 1, further comprising: determining that the link is disconnected if the number of times that the error test result is abnormal has reached the number of forward protection stages. 5. Disconnection method.
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