JP4988610B2 - 基地局切替装置 - Google Patents

Description

本発明は、移動局と基地局の間で無線通信が行われる際に、移動局側にて無線通信を行う基地局を選択させ、無線通信を行う基地局を切り替えさせる基地局切替装置に関する。

一般に、デジタル無線システムには、音声や文字などのデータを伝送する各チャネルのそれぞれに１つのキャリアを割り当てる一波単信方式（ＳＣＰＣ：Ｓｉｎｇｌｅ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｐｅｒ Ｃａｒｒｉｅｒ）が用いられている。ＳＣＰＣ方式のデジタル無線システムは、例えば狭帯域デジタル通信方式標準規格ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ６１に示されている。

以下に例えばＳＣＰＣ方式のデジタル無線システムを用いる移動局が、無線ＣＨを切り替える切替方法について説明する。
例えばタクシーや携帯型の移動可能な無線機等の移動局は、無線通信を行っている基地局における無線ＣＨ（周波数）の受信電界強度が基準レベル（閾値）よりも低下した場合に、無線ＣＨを切り替える必要があると判別する。受信電界強度は、例えば移動局が無線通信を行っている基地局から離れると低下する。その際、移動局は、例えば搭載している無線機に登録され、使用していない他の複数の無線ＣＨに次々切り替え、各無線ＣＨの受信電界強度を測定する。移動局は、測定した中で受信電界強度が最も高い無線ＣＨを選択し、切り替える。この方法により、移動局は、常に受信電界強度が高い無線ＣＨを使用することとなり、基地局と無線通信を確実に行う。

なお例えば特許文献１には、同一の周波数のキャリアによる通信が確実に得られるようにしたディジタル無線通信システムが開示されている。
特許第３９５０６６８号公報

ここで移動局は、無線ＣＨ１にて無線通信を行う第１の基地局の無線ＣＨ到達エリアと、無線ＣＨ２にて無線通信を行い、第１の基地局と同一のデジタル無線システムを有する第２の基地局の無線ＣＨ到達エリアと、無線ＣＨ１にて無線通信を行い、第１の基地局とは異なるデジタル無線システムを有する第３の基地局の無線ＣＨ到達エリアと、が重複するエリアに配置されたとする。

移動局が第１の基地局と無線通信を行っている際に、無線ＣＨ１の受信電界強度が閾値よりも低下すると、上述した切替方法では、移動局は使用する無線ＣＨを無線ＣＨ２に切り替えることとなる。しかしながら第３の基地局の無線ＣＨ１の受信電界強度が閾値よりも高い状態を維持していると、移動局は、受信電界強度が閾値よりも高い無線ＣＨ１を切り替える必要がないと判別し、第１の基地局と、第２の基地局のどちらとも無線通信を行わない状態になってしまう。よって移動局は、いつまでも無線通信を行いたい基地局と無線通信できない虞が生じ、通信効率が低下してしまう虞が生じる。

また従来の切り替える方法において、受信電界強度が最も高い無線ＣＨが複数の移動局によって選択されると、この無線ＣＨにおける基地局に無線通信が集中してしまう。これにより、１つの移動局あたりの通話時間が減ってしまう。また特定の基地局に無線通信が集中すると、無線通信が使用されない基地局がでてきてしまう。これにより通信効率が低下してしまう。

そのため本発明は、上記事情を鑑みて、所望なＳＣＰＣ方式のデジタル無線システムを用い、無線通信を行っている基地局の受信電界強度が低下した際、移動局側にて同じデジタル無線システムを用いて無線通信を行う基地局を選択させ、選択した基地局に切り替えさせて無線通信を行うことで、通信効率を向上させる基地局切替装置を提供することを目的とする。

本発明は目的を達成するために、移動局に搭載され、前記移動局と無線通信を行っている基地局の受信電界強度が閾値よりも低下、または無線通信を行う前記基地局を所望するタイミングで切り替える際に、前記基地局と同じデジタル無線システムを有する他の前記基地局に無線通信を切り替える基地局切替装置であって、前記基地局の名前と周波数とを有する基地局情報と、識別子との対応関係を記憶する記憶部と、無線通信を行う前記基地局が切り替えられる際に、全ての前記基地局の前記受信電界強度を計測する計測部と、優先されて切り替えられる前記基地局の条件と、前記閾値を設定する設定部と、前記計測部によって計測された前記受信電界強度の計測結果と前記条件を基に前記基地局に優先順位を割り振り、優先順位の順に並び替え、並び替え結果から前記閾値よりも低い前記受信電界強度を有する前記基地局を切替先候補から削除し、切替先候補のなかから前記デジタル無線システムを有する優先順位の高い前記基地局を選択し、選択された前記基地局から送信される無線信号の無線情報チャンネルに格納された前記識別子と前記記憶部に記憶された前記識別子とが一致した場合に、選択された前記基地局に無線通信を切り替える制御部と、を具備し、前記制御部は、前記優先順位に基づいて前記デジタル無線システムの異なる前記基地局が切替先候補として選択された際に、前記記憶部に記憶されている前記識別子を基に、前記切替先候補のなかかから、次に優先順位の低い前記基地局を選択することを特徴とする基地局切替装置を提供する。

また本発明は目的を達成するために、前記切替先候補が残っていない場合、前記計測部は、全ての前記基地局の前記受信電界強度を再計測することを特徴とする上記に記載の基地局切替装置を提供する。

また本発明は目的を達成するために、無線通信が優先順位の高い前記基地局に切り替えられない際、または前記デジタル無線システムを有さない前記基地局に切り替えられた際に、前記制御部は、前記切替先候補のなかかから、前記デジタル無線システムを有し、優先順位の高い前記基地局、または前記デジタル無線システムを有さない前記基地局よりも優先順位の低い前記基地局に切り替えることを特徴とする上記に記載の基地局切替装置を提供する。

本発明によれば、所望なＳＣＰＣ方式のデジタル無線システムを用い、無線通信を行っている基地局の受信電界強度が低下した際、移動局側にて同じデジタル無線システムを用いて無線通信を行う基地局を選択させ、選択した基地局に切り替えさせて無線通信を行うことで、通信効率を向上させる基地局切替装置を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、移動局が無線通信を行う基地局を選択し無線通信の切り替え行う状態を示す概略図である。無線通信は、基地局３と移動局４の間にて例えばＳＣＰＣ方式を用いて無線信号Ｆ１，ｆ１を送受信して行われる。このＳＣＰＣ方式では、例えば狭帯域デジタル通信方式標準規格ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ６１が設定されている。これにより無線通信の際、データのフレームデータフォーマットや接続手順が決められる。

図１に示すように管理部１と、管理部１と接続する回線交換部２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ）と、回線交換部２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆとそれぞれ接続する基地局３（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ（以下、基地局３ａ〜３ｆ））と、基地局３ａ〜３ｆのいずれか１つと無線通信を行い（無線信号Ｆ１，ｆ１を送受信して）管理部１とデータ通信（データを送受信）を行う移動局４が配置されている。

基地局３ａ〜３ｆは、移動局４と無線通信を行うためのデジタル無線システムを有している。また基地局３ａ〜３ｆとは異なるデジタル無線システムを有する基地局３ｇが設けられている。言い換えると基地局３ｇは、移動局４と無線通信を行うためのデジタル無線システムを有していない基地局である。また移動局４は、基地局３ａ〜３ｆを介して例えば管理部１とデータ通信するため、異なるデジタル無線システムを有する基地局３ｇを介しては行わない（移動局４は、基地局３ｇから無線信号Ｆ１を受信するが用いない）。

基地局３ａは通話エリア２１に所属し、基地局３ｂは通話エリア２２に所属し、基地局３ｃ，３ｄ，３ｅは通話エリア２３に所属し、基地局３ｆは通話エリア２４に所属するものとする。これら通話エリアでは、少ない無線ＣＨ（周波数）資源の有効利用の見地から、同一の無線ＣＨが用いられる。例えば通話エリア２１では無線ＣＨ１が用いられ、通話エリア２２では無線ＣＨ２が用いられ、通話エリア２３では無線ＣＨ３が用いられ、通話エリア２４では無線ＣＨ４が用いられる。無線ＣＨ１，２，３，４は、それぞれ周波数帯が異なる。なお基地局３ｇは、基地局３ａと同一の無線ＣＨである無線ＣＨ１を用いる。また、基地局３ｃ，３ｄ，３ｅは通話エリア２３に所属しているため、回線交換部２ｃ，２ｄ，２ｅは１つに統合されても良い。

移動局４は、無線ＣＨ１，２，３，４を使い分けて基地局３ａ〜３ｆのいずれかと無線信号Ｆ１，ｆ１を送受信し、例えば管理部１とデータ通信する。移動局４は、例えば基地局３ａと無線信号Ｆ１，ｆ１を送受信する際、無線ＣＨ１を選択する。また移動局４は、図１に示すように基地局３ａ〜３ｇの圏内を示す無線ＣＨ到達エリア５ａ〜５ｇが重複するエリアに配置されているものとする。よって移動局４には、無線ＣＨ１〜４が到達する。各無線ＣＨ到達エリアと重複するエリアにおいて、各基地局（各無線信号Ｆ１における無線ＣＨ）の受信電界強度は、移動局４から基地局までの距離に対応する。

なお同じデジタル無線システムを有している６つ基地局３（３ａ〜３ｆ）が、記載されているが、この数は限定されない。また複数の移動局４が配置されていてもよく、例えば移動局４ｂは無線ＣＨ到達エリア５ｂに配置され、移動局４ｅは無線ＣＨ到達エリア５ｅに配置されるものとする。

管理部１は、例えば回線交換部２を統制する図示しない統制台と、回線交換部２と基地局３を介して移動局４と音声情報や文字情報や画像情報などのデータをデータ通信する無線卓と、を有している。無線卓は、指示を有するデータを例えば移動局４に回線交換部２ａと基地局３ａを介して無線ＣＨ１やメール等で無線送信し、また移動局４から送信される無線信号ｆ１を基地局３ａと回線交換部２ａを介して受信し、移動局４から送信されるデータを記憶や表示する。

回線交換部２は、管理部１から送信されたデータを回線交換部２と接続している基地局３に送信する。また回線交換部２は、移動局４から送信されたデータを基地局３を介して受信し、受信したデータを無線卓に送信する。

基地局３は、回線交換部２から送信されたデータを無線信号Ｆ１として無線ＣＨ到達エリア内に配置する移動局４に送信し、無線信号ｆ１として移動局４から送信されたデータを受信した後、回線交換部２に送信する。無線信号Ｆ１は例えばポーリング信号や運用波等であり、無線信号ｆ１は例えばポーリング信号に応答するポーリング応答信号や運用波等である。

図２に示すように基地局３には、例えばデータが移動局４に無線信号Ｆ１として送信される際、基地局３を示す第１の情報である識別子（基地局ＩＤ）を、基地局毎に設定する設定部３０が設けられている。この識別子は、送信元を移動局４に特定させる基地局番号を有している。そのため識別子は、後述する図６に示すように無線信号Ｆ１を送信する基地局毎によって異なる。設定された識別子は、図示しない記憶部によって記憶されていても良い。また例えば基地局３ａが無線ＣＨ１とは異なる無線ＣＨを使う場合、設定部３０は、この無線ＣＨに対して無線ＣＨ１とは異なる識別子を設定する。また設定部３０は、例えば基地局３ｃ，３ｄ，３ｅのように同じ無線ＣＨ３を用いる基地局であっても異なる識別子を設定する。このように設定部３０は、同一基地局であっても無線ＣＨ毎に、また同一の無線ＣＨであっても基地局毎に識別子を設定する。

また基地局３には、基地局３が送信する無線信号Ｆ１に識別子を格納する第１の格納部３１と、識別子を格納された無線信号Ｆ１に対して後述する処理を施す処理部３２と、無線信号Ｆ１，ｆ１を送受信する送受信部３３が設けられている。
第１の格納部３１は、識別子を無線信号Ｆ１に格納する際、ＳＣＰＣ方式のフレームデータフォーマットの一部である「ＲＩＣＨ」（Ｒａｄｉｏ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｃｈａｎｎｅｌ）に識別子を格納する。「ＲＩＣＨ」は、例えば無線回線を維持するために上述したデータを伝送するチャネル(無線情報チャネル)である。

基地局３において、一般に「ＲＩＣＨ」は、図３に示すように例えば１７ビットに設定されている。「ＲＩＣＨ」において、予め１１ビットの領域は、２ビットと３ビットと３ビットと３ビットに区分けされており、第１の格納部３１は、それぞれに無線信号Ｆ１の種別等を特定する特定情報を予め格納している。よって第１の格納部３１は、残りの６ビットの領域に識別子を格納する。なお第１の格納部３１は、図３に示すように６ビットの領域全てに識別子を格納しているがこれに限定する必要はない。第１の格納部３１は、例えば３ビットの領域に識別子を格納し、残りの３ビットの領域に別の情報等を格納してもよい。

識別子は、図６に示すように例えば基地局３ａから送信される無線信号Ｆ１における無線ＣＨ１と基地局３ｂから送信される無線信号Ｆ１における無線ＣＨ２によって異なる。例えば識別子が６ビットの領域に格納される場合、例えば前者の識別子の基地局番号は「０００００１」と設定部３０によって設定され、後者の識別子の基地局番号は「００００１０」と設定部３０によって設定される。

処理部３２は、識別子を格納している「ＲＩＣＨ」に対して誤り検出を行うためのＣＲＣ処理を施し、固定ビットなどを挿入付加し、例えば畳み込み符号化の方式などを用いた誤り訂正符号化処理を施して５６ビットのフレームデータフォーマットに変換し、所定周期で分散させるインタリーブ処理を施す。

また処理部３２は、識別子を有し５６ビットに変換された「ＲＩＣＨ」に、例えば図４に示すような、「ＬＰ＋Ｒ」と「Ｐａ」と「ＴＣＨ」と「ＳＷ」と「未定義領域」を付加しフレームデータフォーマットを生成する。図４に示す数値は、予め設定されるビット数を示す。
「ＬＰ＋Ｒ」は、リニアライザのトレーニング期間とバースト波の過渡応答(ランプアップ、ランプダウン)用に割り当てた時間である。「Ｐａ」は、プリアンブル信号である。「ＴＣＨ」は、トラフィックチャネルであり、音声データを伝送する。「ＳＷ」は、同期ワード（Ｓｙｎｃ Ｗｏｒｄ)である。

送受信部３３は、「ＲＩＣＨ」において第１の格納部３１によって格納された識別子を有し、上述したフレームデータフォーマットを用いた無線信号Ｆ１を移動局４に送信し、移動局４から無線信号ｆ１を受信する。

図５に示すように移動局４には、無線信号Ｆ１，ｆ１を送受信する送受信部４１と、表示部４２と、出力部４３と、操作部４４と、記憶部４５と、計測部４６と、制御部４７が設けられている。

表示部４２は、例えば上述した無線信号Ｆ１に含まれ、無線卓から送信された文字情報や画像情報等を表示する。出力部４３は、無線卓等から送信される音声情報等を出力する。

操作部４４は、例えば乗務員が例えば配車要求に対する応答操作や、無線通信を行う基地局３が切り替えられる際に乗務員が切替先の条件を設定操作する端末である。

詳細には、操作部４４は、受信電界強度に対する閾値を設定し、また切替先を設定する際、例えば条件Ａや条件Ｂといった優先されて切り替えられる基地局（切替先）の条件を設定し、切替先を選択する。条件Ａとは、例えば無線通信を行っていた基地局３と同一の通話エリアに所属する基地局３を優先させることである。また条件Ｂとは、例えば無線通信を行っていた基地局３と同一の通話エリアに所属する基地局３以外の基地局３を優先させることである。この設定は、表示部４２に表示され、乗務員によって設定される。なお本実施形態の切替先の条件において、条件Ａと条件Ｂが設定された場合、条件Ａに該当する基地局は、条件Ｂに該当する基地局よりも優先されて切り替わる。

これにより移動局４は、受信電界強度が閾値よりも低下した場合に、設定された切替先の条件を基に無線通信を行う基地局３を切り替える。

また操作部４４は、乗務員が基地局３を切り替えるために、乗務員によって押し下げられるサーチボタン４４ａを有している。詳細には、このサーチボタン４４ａは、例えば受信電界強度が閾値よりも低下していなくても、無線通信の感度を向上させるために受信電界強度がより高い他の基地局３と無線通信を行うために基地局３を切り替える際に、乗務員によって押し下げられる。このようにサーチボタン４４ａは、所望するタイミングで他の基地局３と無線通信を行うために基地局３を切り替える切替部である。つまりサーチボタン４４ａが押し下げられた場合、移動局４は、上記にて設定された切替先の条件を基に基地局３を切り替える。

このように本実施形態において、移動局４は、例えば受信電界強度が閾値よりも低下した場合や所望するタイミングでサーチボタン４４ａが押し下げられた場合に、切替先の条件を基に無線通信を行う基地局３を切り替える。

記憶部４５は、操作部４４によって設定された受信電界強度に対する閾値を記憶する。また記憶部４５は、図６に示すデータベース５１を格納している。このデータベース５１には、識別子と、識別子に対応し、識別子を基に基地局３を特定するための基地局情報が登録されている。基地局情報には、例えば基地局３ａ，３ｂ，３ｃといった基地局名と、各基地局の周波数（無線ＣＨ）と、基地局が所属する通話エリアが含まれている。例えばデータベース５１には、識別子「０００００１」を格納する無線信号Ｆ１の基地局３は、通話エリア２１に所属し、無線ＣＨ１を用いる基地局３ａであることが登録されている。

計測部４６は、無線通信を行う基地局３が切り替えられる際に、全ての基地局３から送信される無線信号Ｆ１における無線ＣＨの受信電界強度を計測する。無線通信を行う基地局が切り替えられる際とは、例えば移動局４が無線通信を行っている基地局３の受信電界強度が閾値を下回った際、またはサーチボタン４４ａが押し下げられた際であり、計測部４６は、このタイミングにて全ての基地局３の受信電界強度を計測する。なお受信電界強度が閾値を下回る、とは、例えば移動局４が基地局３の圏外に移動したり、無線通信を行っている基地局３から離れることである。また計測部４６は、常時受信電界強度を計測していてもよい。

制御部４７は、無線通信を行っている基地局３の受信電界強度が閾値よりも低下したか否かを判別する。低下している場合、制御部４７は、計測部４６によって計測された計測結果から例えば図８に示すようなリスト６１を作成する。

リスト６１には、基地局名と、各基地局３の受信電界強度の計測値の対応関係がまとめられている。例えばリスト６１には、基地局３ａにおける受信電界強度の計測値が９０、基地局３ｂにおける受信電界強度の計測値が６０、基地局３ｃにおける受信電界強度の計測値が１９０、基地局３ｄにおける受信電界強度の計測値が２００、基地局３ｅにおける受信電界強度の計測値が７０、基地局３ｆにおける受信電界強度の計測値が２２０、基地局３ｇにおける受信電界強度の計測値が２３０であることがまとめられる。このようなリスト６１は、記憶部４５に記憶される。

また制御部４７は、リスト６１から、操作部４４によって設定された切替先の条件をもとに、無線通信を行う基地局３を受信電界強度（計測値）が高い順に並び替える。並び替えられた順番が、優先順位（切替先候補の順番）となる。制御部４７は、並び替えた結果をリストにまとめる。

例えば無線通信を行っている基地局３ｅから切り替え、切替先の条件として、基地局３ｅと同一の通話エリアに所属する基地局３ｄ，３ｃを優先させる条件Ａと、基地局３ｅ以外で基地局３ａを優先させる条件Ｂが設定されている場合、制御部４７は、上述した計測値から基地局３ｄ，３ｃ，３ａ，３ｇ，３ｆ，３ｂの順で並び替え、並び替え結果を図９Ａに示すようなリスト６２のようにまとめる。このようなリスト６２は、記憶部４５に記憶され、表示部４２に表示される。

そして制御部４７は、操作部４４によって設定された閾値よりも低い受信電界強度を有する基地局３を無線通信を行う切替先候補から削除する。さらに制御部４７は、削除した結果をリストにまとめる。例えば閾値が８０に設定されている場合、制御部４７は、リスト６２から基地局３ｂを削除し、例えば図９Ｂに示すようにリスト６３にまとめる。リスト６３は、記憶部４５に記憶され、表示部４２に表示される。

次に制御部４７は、切替先候補となる基地局３と同期を取る。制御部４７は、所望する時間以内に同期が取れたか否かを判別する。この時間は、予め設定され記憶部４５に記憶されていても良いし、操作部４４によって切替先の条件が設定される度に、操作部４４にて設定されても良い。
その際、制御部４７は、同期が取れた基地局３が移動局４と無線通信を行うためのデジタル無線システムを有しているか、判別する。そのため制御部４７は、この判別を、同期が取れた基地局３の無線ＣＨにおいて、無線信号Ｆ１に格納されている識別子に対応する基地局情報がデータベース５１に登録されているか否かを基に行う。

登録されている場合、無線通信の切替先の基地局３が確定する。そして移動局４は、切替先に確定された基地局３と無線通信を行う。

例えばリスト６３において、制御部４７は、優先順位が最も高い基地局３ｄと同期をとる。制御部４７は、所望時間以内に同期が取れた場合、基地局３ｄが移動局４と無線通信を行うためのデジタル無線システムを有している基地局３か、を判別する。つまり制御部４７は、基地局３ｄの識別子「０００１００」がデータベース５１に登録されている基地局情報に対応するか、を判別する。基地局３ｄの識別子に対応する基地局情報はデータベース５１に登録されているため、無線通信の切替先が基地局３ｄに確定する。そして移動局４は、基地局３ｄと無線通信を行う。

このように制御部４７は、計測部４６によって計測された受信電界強度の計測結果と操作部４４によって設定された条件を基に基地局３に優先順位を割り振り、優先順位の順に並び替える。そして制御部４７は、並び替え結果から操作部４４によって設定された閾値よりも低い受信電界強度を有する基地局３を切替先候補から削除し、残った切替先候補のなかから所望するデジタル無線システムを有する優先順位の高い基地局３に切り替えて、無線通信を行う。

なお同期が取れない場合や、基地局情報が登録されていない場合、制御部４７は、この基地局３を切替先とはみなさず、この基地局３の優先順位よりも１つ低い優先順位の基地局３と同期をとる。

例えば制御部４７は、基地局３ｄと所望時間以内に同期が取れない場合、基地局３ｃに切り替えて上記動作を繰り返す。基地局３ｃと所望時間以内に同期が取れない場合、基地局３ａに切り替えて上記動作を繰り返す。なお制御部４７は基地局３ｇと所望時間以内に同期が取れても、基地局３ｇの識別子に対応する基地局情報はデータベース５１に登録されていない。よって制御部４７は基地局３ｇを切替先とはみなさず、基地局３ｇの優先順位よりも１つ優先順位が低い基地局３ｆと同期をとる。

このように優先順位の高い例えば基地局３ｄと同期が取れず、無線通信が優先順位の高い基地局３ｄに切り替えられない際、またはデジタル無線システムを有していない基地局３ｇに切り替えられた際に、制御部４７は、切替先候補のなかかから、デジタル無線システムを有し、優先順位の高い基地局３ｄ、またはデジタル無線システムを有さない基地局３ｇよりも優先順位の低い例えば基地局３ｃ，３ｆに切り替え、切替先を確定しようとする。

このような基地局切替において、管理部１と移動局４は、上述したように回線交換部２と基地局３を介して無線信号Ｆ１，ｆ１を用いてデータ通信を行う。また管理部１と各移動局４は、回線交換部２と基地局３を介して無線信号Ｆ１，ｆ１を用いて例えば一斉通話を含むデータ通信を行う。

また同一の基地局３の圏内に配置されている移動局４同士は、直接波を利用して例えば通話を含むデータ通信を行う。また基地局３ｂの圏内に配置されている移動局４ｂと基地局３ｅの圏内に配置されている移動局４ｅは、回線交換部２ｂ，２ｅと基地局３ｂ，３ｅを介して例えば通話を含むデータ通信を行う。

全ての移動局４は、無線信号Ｆ１，ｆ１と直接波を切り替えてデータ通信を行う。
文字情報と音声情報は、同時に送受信を行える。また基地局３同士や回線交換部２同士は、接続していても良い。

次に本実施形態における基地局の切替方法について図７を参照して説明する。
この切替方法は、例えば移動局４が管理部１とデータ通信を行うために、移動局４が基地局３ｅと無線通信を行っている際に、例えば基地局３ｅの受信電界強度が閾値よりも低下した場合やサーチボタン４４ａが押し下げられた場合に用いられる。またこの切替方法は、例えば移動局４ｂ，４ｅが、例えば基地局３ｂ，３ｅと、回線交換部２ｂ，２ｅを介してデータ通信を行う際や、例えば管理部１と移動局４ｂ，４ｅが基地局３ｂ，３ｅと回線交換部２ｂ，２ｅを介して一斉に通信を行う際にも用いられる。
なお切替方法において、第１乃至第３の並び替え例を用いて説明する。
第１乃至第３の並び替え例において、移動局４は、基地局３ｅと無線通信を行っており、受信電界強度の閾値が操作部４４によって８０に設定されているものとする。

ここで移動局４が基地局３ｅの圏外に移動するといったように基地局３ｅから離れると、基地局３ｅの受信電界強度が閾値よりも低下していると制御部４７によって判別される。またはサーチボタン４４ａが所望するタイミングにて押し下げられる（Ｓｔｅｐ１）。

これにより全ての基地局（基地局３ａ〜３ｆと基地局３ｇ）の受信電界強度が計測部４６によって計測される（Ｓｔｅｐ２）。そして例えば図８に示すようなリスト６１が、制御部４７によって作成される。

同時に、切替先の条件が操作部４４によって設定される（Ｓｔｅｐ３）。例えば第１の並び替え例において、条件Ａと条件Ｂとが操作部４４によって設定される。これにより切替先の基地局が移動局側で選択される。
第１の並び替え例は、条件Ａとして基地局３ｅと同一の通話エリア２３に所属する基地局３ｃ，３ｄを優先させ、条件Ｂとして例えば基地局３ｅ以外で基地局３ａを優先させると設定される。

なおＳｔｅｐ１の直後に、表示部４２には、切替先の条件を指定するように乗務員に知らせる旨のメッセージが表示されても良い。また出力部４３が切替先の条件を指定するように乗務員に知らせる旨の音声を出力しても良い。またＳｔｅｐ３における切替先の条件は、Ｓｔｅｐ１の前にて予め設定されても良い。

そして設定された切替先の条件を基に、切替先の基地局３の優先順位（切替先候補の順番）が制御部４７によって設定され（割り振られ）、切替先候補が制御部４７によって優先順位の高い基地局から順に並び替えられる（Ｓｔｅｐ４）。切替先候補の順番は、リスト６１から、基地局３ｄ，３ｃ，３ａ，３ｇ，３ｆ，３ｂの順に並び替えられる。並び替えられた結果は、制御部４７によって図９Ａに示すようなリスト６２にまとめられる。

なお基地局３ｄの優先順位が基地局３ｃの優先順位よりも高い理由は、基地局３ｃの受信電界強度の計測値よりも基地局３ｄの受信電界強度の計測値が高いからである。基地局３ｇと基地局３ｆと基地局３ｂにおいても同様である。

さらにリスト６２（並び替え結果）から、閾値よりも低い受信電界強度を有する基地局３が、制御部４７によって切替先候補から削除される（Ｓｔｅｐ５）。この場合、閾値８０よりも低い受信電界強度を有する基地局３ｂが削除される。なお例えば閾値が１５０に設定されている場合、Ｓｔｅｐ５において、リスト６２から基地局３ａと、基地局３ｂと、が切替先候補から制御部４７によって削除される。
そして削除された結果は、制御部４７によって図９Ｂに示すようにリスト６３にまとめられる。

次に、リスト６３（削除された結果）から、切替先候補が残っているか、制御部４７によって判別される（Ｓｔｅｐ６）。この場合、基地局３ｄ，３ｃ，３ａ，３ｇ，３ｆが切替先候補として残る。
切替先候補が残っている場合（Ｓｔｅｐ６：Ｙｅｓ）、無線通信の切替先は制御部４７によって最も優先順位が高い基地局３に切り替わり、移動局４はこの基地局３と同期を取る（Ｓｔｅｐ７）。この場合、無線通信の切替先は基地局３ｄに切り替わり、移動局４は基地局３ｄと同期を取る。

次に、移動局４は所望する時間以内に最も優先順位が高い基地局３と同期を取れたか、制御部４７によって判別される（Ｓｔｅｐ８）。
同期が取れた場合（Ｓｔｅｐ８：Ｙｅｓ）、この基地局３は、移動局４と無線通信を行うためのデジタル無線システムを有している基地局３であるか、制御部４７によって判別される（Ｓｔｅｐ９）。基地局３が、移動局４と無線通信を行うためのデジタル無線システムを有している基地局３である場合（Ｓｔｅｐ９：Ｙｅｓ）、無線通信の切替先の基地局３が確定する（Ｓｔｅｐ１０）。また移動局４は、切替先に確定された基地局３と無線通信を行う（Ｓｔｅｐ１１）。

この場合、基地局３ｄは、移動局４と無線通信を行うためのデジタル無線システムを有している。詳細には、基地局３ｄの無線ＣＨ３において、無線信号Ｆ１には、第１の格納部３１によって「ＲＩＣＨ」に識別子「０００１００」が格納されている。無線信号Ｆ１は、処理部３２によって上述した処理を施され、送受信部３３によって移動局に送信される。移動局４が送受信部４１にて受信した際、識別子「０００１００」に対応する基地局情報がデータベース５１に登録されているか、制御部４７によって判別される。データベース５１には、識別子「０００１００」に対応する基地局情報が登録されている。よって無線通信の切替先は制御部４７によって基地局３ｄに確定し、移動局４は基地局３ｄと無線通信を行う。これにより動作が終了する。

なお、閾値が例えば２４０に設定されると、リスト６２から全ての基地局３が切替先候補から制御部４７によって削除され、切替先候補が残らない（Ｓｔｅｐ６：Ｎｏ）。この場合、Ｓｔｅｐ２に戻り、全ての基地局３の受信電界強度が計測部４６によって再計測される。

また同期が取れない場合（Ｓｔｅｐ８：Ｎｏ）、及び基地局３が移動局４と無線通信を行うためのデジタル無線システムを有していない基地局３（例えば基地局３ｇ）である場合（Ｓｔｅｐ９：Ｎｏ）、同期が取れない基地局３と基地局３ｇ以外で切替先候補が残っているか、制御部４７によって判別される（Ｓｔｅｐ１２）。
切替先候補が残っている場合（Ｓｔｅｐ１２：Ｙｅｓ）、無線通信の切替先は、制御部４７によって、Ｓｔｅｐ８の基地局３の優先順位、またはＳｔｅｐ９の基地局３の優先順位よりも１つ低い優先順位を有する基地局３に切り替わる。つまり無線通信の切替先は、優先順位が高い基地局３から、この基地局３の優先順位よりも１つ低い基地局３に切り替わる。移動局４はこの基地局３と同期を取る（Ｓｔｅｐ１３）。
上記の場合、無線通信の切替先は、基地局３ｄから基地局３ｃに切り替わる。移動局４はこの基地局３ｃと同期を取る。

次に、移動局４は所望する時間以内に基地局３と同期を取れたか、制御部４７によって判別される（Ｓｔｅｐ１４）。
同期が取れた場合（Ｓｔｅｐ１４：Ｙｅｓ）、この基地局３は、移動局４と無線通信を行うためのデジタル無線システムを有している基地局３であるか、制御部４７によって判別される（Ｓｔｅｐ１５）。

基地局３は、移動局４と無線通信を行うためのデジタル無線システムを有している基地局３である場合（Ｓｔｅｐ１５：Ｙｅｓ）、Ｓｔｅｐ１０に進む。
上記の場合、無線通信の切替先は基地局３ｃに切り替わり、移動局４は基地局３ｃと同期を取り、取れた場合、基地局３ｃは、デジタル無線システムを有している基地局３であると制御部４７によって判別される。
このように優先順位の高い例えば基地局３ｄと同期が取れず、無線通信が優先順位の高い基地局３ｄに切り替えられない際、無線通信の切替先は、制御部４７によって、切替先候補のなかかから基地局３ｄよりも優先順位の１つ低い基地局３ｃに切り替えられる。同様に基地局３ｃに切り替えられない際、無線通信の切替先は、制御部４７によって、基地局３ａに切り替えられる。

また同期が取れない場合（Ｓｔｅｐ１４：Ｎｏ）、及び基地局３が移動局４と無線通信を行うためのデジタル無線システムを有していない基地局（例えば基地局３ｇ）である場合（Ｓｔｅｐ１５：Ｎｏ）、Ｓｔｅｐ１２に戻る。
また例えば基地局３ｄ，３ｃ，３ａと同期が取れない場合、Ｓｔｅｐ１３において、無線通信の切替先は基地局３ｇに切り替わり、移動局４は基地局３ｇと同期を取る。さらに移動局４が所望する時間以内に基地局３ｇと同期を取れた場合（Ｓｔｅｐ１４：Ｙｅｓ）、Ｓｔｅｐ１５に進む。その際、基地局３ｇは、移動局４と無線通信を行うためのデジタル無線システムを有している基地局３ではない（Ｓｔｅｐ１５：Ｎｏ）。言い換えると基地局３ｇの識別子に対応する基地局情報はデータベース５１に登録されていない。よってＳｔｅｐ１２に戻る。そしてＳｔｅｐ１３において、無線通信の切替先は、基地局３ｆに切り替わる。移動局４はこの基地局３ｆと同期を取る。
このようにデジタル無線システムを有していない基地局３ｇに切り替えられた際、無線通信の切替先は、第１の並び替え例において、制御部４７によって基地局３ｇよりも優先順位の低い基地局３ｆに切り替わる。

また移動局４は基地局３ｆと同期を取れなかった場合（Ｓｔｅｐ１４：Ｎｏ）、Ｓｔｅｐ１２に戻る。この場合、切替先候補が残っていないため（Ｓｔｅｐ１２：Ｎｏ）、Ｓｔｅｐ２に戻る。

次に第２の並び替え例について説明する。
Ｓｔｅｐ１，２の動作は、上述した第１の並び替え例と同様である。Ｓｔｅｐ３の切替先の条件において、条件Ａと条件Ｂが設定されない。
つまり第２の並び替え例において、条件Ａは、基地局３ｅと同一の通話エリア２３に所属する基地局３ｃ，３ｄを優先させず、条件Ｂは、例えば基地局３ｅ以外の基地局をどれも優先させない、と設定される。

これによりＳｔｅｐ４において、基地局３の切替先候補の順番は、受信電界強度の計測値が高い順に並び替えられる。つまり基地局３の切替先候補の順番は、基地局３ｇ，３ｆ，３ｄ，３ｃ，３ｂ，３ａの順に並び替えられる。並び替えられた結果は、制御部４７によって図１０Ａに示すようなリスト６４にまとめられる。

さらにＳｔｅｐ５において、リスト６４（並び替え結果）から、閾値８０よりも低い受信電界強度を有する基地局３ｂが削除される。そして削除された結果は、制御部４７によって図１０Ｂに示すようなリスト６５にまとめられる。

なおＳｔｅｐ７において移動局４は基地局３ｇと同期を取り、Ｓｔｅｐ８において移動局４は所望する時間以内に基地局３ｇと同期を取れたとしても、基地局３ｇは、上述したように移動局４と無線通信を行うためのデジタル無線システムを有している基地局３ではない（Ｓｔｅｐ９：Ｎｏ）。よってＳｔｅｐ１２に進む。
これら以外の各Ｓｔｅｐにおける動作は、第１の並び替え例と略同様であるため、詳細な説明は省略する。

次に第３の並び替え例について説明する。
Ｓｔｅｐ１，２の動作は、上述した第１の並び替え例と同様である。Ｓｔｅｐ３の切替先の条件において、条件Ａが設定されず、条件Ｂが設定される。
つまり第３の並び替え例において、条件Ａは、基地局３ｅと同一の通話エリア２３に所属する基地局３ｃ，３ｄを優先させず、条件Ｂは、例えば基地局３ｅ以外で基地局３ａを優先させる、と設定される。

これによりＳｔｅｐ４において、基地局３の切替先候補の順番は、基地局３ａ，３ｇ，３ｆ，３ｄ，３ｃ，３ｂの順に並び替えられる。並び替えられた結果は、制御部４７によって図１１Ａに示すようなリスト６６にまとめられる。

さらにＳｔｅｐ５において、リスト６６（並び替え結果）から、閾値８０よりも低い受信電界強度を有する基地局３ｂが削除される。そして削除された結果は、制御部４７によって図１１Ｂに示すようなリスト６７にまとめられる。
これら以外の各Ｓｔｅｐにおける動作は、第１の並び替え例と略同様であるため、詳細な説明は省略する。

このように本実施形態は、移動局４側にて、無線通信を行う基地局３の切替先の条件を設定することで、無線通信を行っている基地局３の受信電界強度が低下しても、この条件を基に、受信電界強度が低下した基地局３が用いているＳＣＰＣ方式のデジタル無線システムを有する基地局３に切り替えて無線通信を行うことができる。
また本実施形態は、切替先の条件を設定することで、所望するタイミングでサーチボタン４４ａが押し下げられた際でも所望するタイミングで他の基地局３に切り替えて無線通信を行うことができる。
これにより本実施形態は、受信電界強度が低下しても無線通信を切り替えることができ、無線通信が遮断してしまうことを防止でき、またサーチボタン４４ａによって所望するタイミングにて無線通信を切り替えることができるため、通信効率を向上させることができる。

また本実施形態は、識別子によって、同期を取った基地局３が、受信電界強度が低下した基地局３と同じＳＣＰＣ方式のデジタル無線システムを用いているか、移動局４側にて判別し、同じシステムを用いている場合にのみ、この基地局３と無線通信を行わせることができる。また本実施形態は、同期を取った基地局３が同じシステムを用いていない場合、同期を取った基地局３よりも優先順位が低く、同じシステム用いている基地局３と無線通信を行わせることができる。これにより本実施形態は、例えば無線通信を行っている基地局３の受信電界強度が低下しても、移動局４側にて同じデジタル無線システムを有する他の基地局３に切り替えることができるために、通信効率を下げることなく基地局３と無駄なく無線通信を行うことができる。

また本実施形態は、移動局４側にて、優先するべき基地局３を設定、選択できるため、特定の基地局３に無線通信が集中することを防止できる。よって本実施形態は、１つの移動局４あたりの通話時間が減ってしまことを防止できる。また本実施形態は、使用される基地局３と、使用されない基地局３が出てくることを防止できるため、通信効率の低下を防止することができる。

また本実施形態は、第２の並び替え例にように条件Ａ，Ｂを設定しなくても、識別子を基に、受信電界強度が高い順に、受信電界強度が低下した基地局３と同じデジタル無線システムを用いている基地局３を切り替えることができる。これにより本実施形態は、無線通信を行っている基地局３ａの受信電界強度が低下し、例えば基地局３ｇの受信電界強度が高くても、基地局３ａと同じデジタル無線システムを用いている基地局３ｂ〜３ｆのいずれかに切り替えて無線通信を行うことができる。これにより本実施形態は、無線通信を行いたい基地局３と無線通信できないことを防止でき、通信効率が低下してしまうことを防止できる。

なお切替先の条件は、Ｓｔｅｐ３において、例えば所望する時間の間で設定されない場合、例えば記憶部４５に予め記憶されている切替先の条件が用いられても良い。記憶されている切替先の条件とは、例えば最近使用された切替先の条件である。

また条件Ａに該当する基地局は、条件Ｂに該当する基地局よりも優先されているがこれに限定する必要はない。例えば操作部４４は、条件Ａ，Ｂどちらを優先するか設定を行っても良い。また予め、条件Ｂに該当する基地局が条件Ａに該当する基地局よりも優先されていても良い。また条件Ｂに複数の基地局を設定しても良い。
また切替先の条件は、条件Ａと条件Ｂに限定する必要はなく、例えば条件Ｃをさらに加えても良い。条件Ｃは、例えば無線通信を行っていた基地局３と同一の通話エリア以外で優先させる通話エリアを設定することである。このように本実施形態は、用途に応じて、切替先の条件を加えたり、設定を変更しても良い。

なおＳｔｅｐ４，５において、優先順位が高い基地局から順に並び替えられた後、閾値よりも低い受信電界強度を有する基地局が切替先候補から削除されているが、これに限定する必要はない。閾値よりも低い受信電界強度を有する基地局が切替先候補から削除された後、優先順位が高い基地局から順に並び替えられてもよい。

また全ての基地局３が切替先候補から制御部４７によって削除され、切替先候補が残らない場合（Ｓｔｅｐ６：Ｎｏ）、Ｓｔｅｐ２に戻ったがこれに限定する必要はない。
例えば閾値が制御部４７によって下げられ、切替先候補が制御部４７によって再設定されても良い。例えば閾値が２４０に設定されて、切替先候補が全て削除されてしまった場合、閾値は２３０に下げられて、切替先候補が再設定される。この場合、制御部４７は、閾値を２４０から１度に１０下げて２３０に設定したが、この下げる値や回数は、例えば操作部４４によって所望に設定可能である。もちろん下げる値や下げる回数は、予め設定されていても良い。

また例えば切替先の条件が設定される際に、例えば基地局３から移動局４に、基地局３における無線通信の混み具合（集中の度合い）を示す情報が送信されても良い。一般に移動局４は、無線通信の回線が混んでいる基地局３を避ける。そのため本実施形態は、この情報を基に切替先の基地局３を移動局４側に設定させことができるため、特定の基地局３に無線通信が集中することを防止でき、通信効率を向上させることができる。

また第１の格納部３１は「ＲＩＣＨ」により多くの識別子を格納するほど、基地局３は自局を特定できる情報をより多く移動局４に送信することができる。これにより移動局４は、受信する無線信号Ｆ１が、使用していたデジタル無線システムと同一であることをより確実に判別することができる。

また第１の格納部３１は「ＲＩＣＨ」に識別子を格納したがこれに限定する必要はなく、例えば図４に示すフレームデータフォーマットの「未定義」領域に格納しても良い。

また、図１では、回線交換部２と基地局３は、管理部１とは独立した形態であるが、基地局切替システムの規模に応じて管理部１と回線交換部２と基地局３を一体に構成することもできる。

このように本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。

図１は、本実施形態において無線通信を行う基地局を設定し、通信先をこの基地局に切り替える基地局切替システムを示す概略構成図である。 図２は、本実施形態の基地局のシステム構成を概略的に示す概略構成図である。 図３は、ＳＣＰＣ方式の基地局切替装置における送信フレームデータフォーマットの一部である「ＲＩＣＨ」の一例を示す図である。 図４は、ＳＣＰＣ方式の基地局切替装置における送信フレームデータフォーマットの一例を示す図である。 図５は、本実施形態の基地局切替装置の概略構成図である。 図６は、識別子と、識別子に対応し、識別子を基に基地局を特定するための基地局情報が登録されているデータベースを示す図である。 図７は、基地局の切替方法を示すフローチャートである。 図８は、基地局と、各基地局の受信電界強度の計測値の対応関係がまとめられているリストである。 図９Ａは、第１の並び替え例における切替先の条件をもとに、無線通信を行う基地局を受信電界強度が高い順に並び替えた結果をまとめたリストを示す図である。 図９Ｂは、図９Ａに示すリストから閾値よりも低い受信電界強度を有する基地局を切替先候補から削除した結果をまとめたリストを示す図である。 図１０Ａは、第２の並び替え例における切替先の条件をもとに、無線通信を行う基地局を受信電界強度が高い順に並び替えた結果をまとめたリストを示す図である。 図１０Ｂは、図１０Ａに示すリストから閾値よりも低い受信電界強度を有する基地局を切替先候補から削除した結果をまとめたリストを示す図である。 図１１Ａは、第３の並び替え例における切替先の条件をもとに、無線通信を行う基地局を受信電界強度が高い順に並び替えた結果をまとめたリストを示す図である。 図１１Ｂは、図１１Ａに示すリストから閾値よりも低い受信電界強度を有する基地局を切替先候補から削除した結果をまとめたリストを示す図である。

符号の説明

１…管理部、２ａ〜２ｆ…回線交換部、３ａ〜３ｇ…基地局、４，４ｂ，４ｅ…移動局、５ａ〜５ｇ…無線ＣＨ到達エリア、３０…設定部、３１…第１の格納部、３２…処理部、３３…送受信部、４１…送受信部、４２…表示部、４３…出力部、４４…操作部、４４ａ…サーチボタン、４５…記憶部、４６…計測部、４７…制御部、５１…データベース、６１〜６７…リスト。

Claims (1)

1. 移動局に搭載され、前記移動局と無線通信を行っている基地局の受信電界強度が閾値よりも低下、または無線通信を行う前記基地局を所望するタイミングで切り替える際に、前記基地局と同じデジタル無線システムを有する他の前記基地局に無線通信を切り替える基地局切替装置であって、
   前記基地局の名前と周波数とを有する基地局情報と、識別子との対応関係を記憶する記憶部と、
   無線通信を行う前記基地局が切り替えられる際に、全ての前記基地局の前記受信電界強度を計測する計測部と、
   優先されて切り替えられる前記基地局の条件と、前記閾値を設定する設定部と、
   前記計測部によって計測された前記受信電界強度の計測結果と前記条件を基に前記基地局に優先順位を割り振り、優先順位の順に並び替え、並び替え結果から前記閾値よりも低い前記受信電界強度を有する前記基地局を切替先候補から削除し、切替先候補のなかから前記デジタル無線システムを有する優先順位の高い前記基地局を選択し、選択された前記基地局から送信される無線信号の無線情報チャンネルに格納された前記識別子と前記記憶部に記憶された前記識別子とが一致した場合に、選択された前記基地局に無線通信を切り替える制御部と、
   を具備し、
   前記制御部は、前記優先順位に基づいて前記デジタル無線システムの異なる前記基地局が切替先候補として選択された際に、前記記憶部に記憶されている前記識別子を基に、前記切替先候補のなかかから、次に優先順位の低い前記基地局を選択することを特徴とする基地局切替装置。

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