JPH11252628A - 移動基地局の移動速度検出方法及び移動体通信方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 移動体通信システムにおいて、移動基地局の
平均移動速度の検出を簡単かつ確実に行う。 【解決手段】 移動基地局２は、固定基地局１Ａ，１Ｂ
の放射する送信信号を受信し、信号強度測定部１１でそ
の送信信号の強度を測定し、データサンプル部１２によ
ってその信号強度を時系列毎に集計する。移動基地局２
の位置推定部１３では、前記信号強度から該移動基地局
２の位置を推定し、移動速度検出部１４により、移動距
離に対する所要時間より該移動基地局２の平均移動速度
を求め、該移動基地局２が高速移動かあるいは低速移動
かの検出を簡単に行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車電話、携帯
電話等の移動体通信システムにおいて、自動車電話、携
帯電話等の移動基地局の移動状態を検出し、この検出結
果を用いて周波数帯域を有効利用する移動基地局の移動
速度検出方法と、これを用いた移動体通信方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
例えば、次のような文献に記載されるものがあった。 文献：桑原守二監修「自動車電話」（昭６０−２−２）
電子情報通信学会、Ｐ．２３−２５ 何時でも、何処でも、誰とでも通信することを可能とす
る移動体通信システムは、通信の究極的な形態の１つで
あり、近年の自動車電話や携帯電話等に代表されるよう
に、急速に普及しつつある。ところが、普及の増加に伴
い、その周波数帯域の不足が懸念されている。自動車電
話や携帯電話等では、自動車電話や携帯電話等の各端末
（即ち、移動基地局）をマクロセル単位で収容するマク
ロセルラー方式が採用されている。マクロセルラー方式
では、移動基地局に通信サービスを提供する１つの固定
基地局のサービスエリアが数キロメートルと広いため、
移動する移動基地局に対するセルの切替えが十分に可能
である。一方、簡易型携帯電話（ＰＨＳ）等に代表され
るマイクロセルを用いたマイクロセルラー方式では、１
つの固定基地局のサービスエリアが数百メートルと狭
い。このため、周波数の有効利用は可能になるが、移動
する移動基地局に対するセルの切替え成功率が、マクロ
セルラー方式に比べて劣る。従って、周波数有効利用と
セルの切替え成功率の両方を確保するためには、マクロ
セルとマイクロセルを重畳した階層型セルの構成が必要
になると共に、移動基地局の移動状態により、マクロセ
ルとマイクロセルを適宜切替える必要がある。

【０００３】前記文献には、回線設計上の基本であるサ
ービスエリア周辺における受信レベルや同一チャネル干
渉妨害波の受信レベル等を計算するためには伝搬距離特
性を把握することが必要不可欠であると記載されてい
る。この文献によれば、伝搬距離特性として、電界強度
と、移動基地局（端末）・固定基地局間の距離との関係
は、距離が２０Ｋｍまでは電界強度が距離のログ（Log
）スケールに比例し、距離が２０Ｋｍ以上では距離の
リニア（Linear）スケールに比例することが記載されて
いる。よって、移動基地局の移動を判別する手段とし
て、ある時刻ｔにおける電界強度と、ある時刻ｔ＋Ｔに
おける電界強度とから、時刻ｔとｔ＋Ｔにおける移動基
地局・固定基地局間の距離ｄ１とｄ２をそれぞれ割出す
ことが可能である。このため、移動基地局の速度Ｖが次
式（１）で求めれることから、移動基地局の移動検出を
することが出来る。 Ｖ＝ａｂｓ（ｄ１−ｄ２）／Ｔ ・・・（１） 但し、ａｂｓは絶対値演算

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
移動体通信システムにおける移動基地局の移動速度検出
方法と、これを用いた移動体通信方法では、次のような
課題があった。前記文献の方法において、移動基地局が
固定基地局を中心として、円の円周方向に移動したとき
等では、該移動基地局が移動しているにも関わらず、電
界強度が時間Ｔの間であまり変化しない。さらに、移動
基地局と固定基地局の距離が遠い場合、電界強度が時間
Ｔの間であまり変化しない。このように電界強度が時間
Ｔの間であまり変化しないと、移動基地局の平均移動速
度の検出が困難になるという問題が生じる。本発明は、
前記従来技術が持っていた課題を解決し、簡単に平均移
動速度の検出が行える移動基地局の移動速度検出方法
と、これを用いた移動体通信方法を提供することを目的
とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明のうちの請求項１に係る発明では、送受信機
能を有する複数の固定基地局と、送受信機能を有する移
動可能な移動基地局との間で、通信を行う移動体通信シ
ステムにおいて、前記移動基地局又は前記固定基地局
で、次のような処理を行うようにしている。即ち、前記
移動基地局又は前記固定基地局では、前記複数の固定基
地局又は前記移動基地局から放射される送信信号を受信
し、該受信した送信信号の強度を測定して信号強度測定
データを求める信号強度測定処理と、前記信号強度測定
データを時系列毎に集計してサンプルデータを求めるデ
ータサンプル処理と、前記サンプルデータを用い、前記
移動基地局又は固定基地局における電界強度から該移動
基地局の位置を推定して位置推定データを求める位置推
定処理と、移動速度検出処理とを行う。前記移動速度検
出処理では、前記位置推定データを用い、前記移動基地
局の移動距離に対する所要時間より該移動基地局の平均
移動速度Ｖを求め、該平均移動速度Ｖと閾値Ｖ_thとを比
較してＶ≧Ｖ_thならば該移動基地局が高速移動状態、Ｖ
＜Ｖ_thならば該移動基地局が低速移動状態であると検出
し、この検出結果の移動速度検出データを求める処理を
行う。

【０００６】請求項２に係る発明では、請求項１の移動
基地局の移動速度検出方法において、前記移動基地局
は、前記複数の固定基地局から放射される送信信号を受
信して前記信号強度測定処理及び前記データサンプル処
理を行った後、該移動基地局における電界強度から前記
位置推定処理及び前記移動速度検出処理を行うようにし
ている。このような構成の請求項１及び２に係る発明で
は、例えば、次のような作用が行われる。陸上移動通信
等の移動体通信システムにおいて、移動基地局と固定基
地局との距離に対する電波の伝搬特性は、例えば前記文
献に記載されている。この文献によれば、２局間の距離
に対する電波の伝搬特性は、瞬時値・短区間中央値共
に、場所により異なる。又、長区間中央値も測定する地
形・地物等の条件により異なり、前記文献によれば、移
動基地局と固定基地局との距離が同一付近であっても、
電界強度は２０ｄＢ程の幅を持った値が得られる。

【０００７】そこで、請求項１及び２に係る発明では、
予め移動基地局において、複数の固定基地局（例えば、
マイクロセル及びマクロセル固定基地局等）からの位置
情報に対応する電界情報を取得しておき、このデータを
基に速度検出を行う移動基地局の電界情報と比較し、適
合する場所を推定する。この推定結果から、ある移動距
離に対する所要時間から平均移動速度を検出することに
より、移動基地局が高速移動であるかあるいは低速移動
であるかを、この値を閾値にして区別している。このよ
うに、請求項１及び２に係る発明では、複数の固定基地
局からの送信信号の強度が移動基地局にて測定され、該
移動基地局において、各固定基地局からの受信電界強度
より該移動基地局の位置が推定される。このとき、位置
の移動遷移に対する所要時間より移動基地局の平均移動
速度の状態が検出されるので、該移動基地局と複数の固
定基地局との間の距離が同一で電界強度がほとんど変化
しないときでも、簡単に平均移動速度が検出される。

【０００８】請求項３に係る発明では、請求項１の移動
基地局の移動速度検出方法において、前記移動基地局
は、前記複数の固定基地局から放射される送信信号を受
信して前記信号強度測定処理及び前記データサンプル処
理を行い、該データサンプル処理で求めた前記サンプル
データを前記固定基地局へ転送し、前記固定基地局は、
該固定基地局における電界強度から前記位置推定処理及
び前記移動速度検出処理を行うようにしている。このよ
うな構成を採用したことにより、移動基地局において信
号強度測定処理及びデータサンプル処理が行われ、固定
基地局において位置推定処理及び移動速度検出処理が行
われる。これにより、移動基地局の処理の負担が軽減さ
れる。

【０００９】請求項４に係る発明では、請求項１の移動
基地局の移動速度検出方法において、前記複数の固定基
地局は、前記移動基地局から放射される送信信号を受信
し、前記信号強度測定処理を行って前記信号強度測定デ
ータをそれぞれ求め、該複数の信号強度測定データを該
複数の固定基地局のうちの１つの固定基地局にまとめ、
前記１つの固定基地局は、前記データサンプル処理を行
った後、該固定基地局における電界強度から前記位置推
定処理及び前記移動速度検出処理を行うようにしてい
る。このような構成を採用したことにより、移動基地局
の送信信号の強度が複数の固定基地局にて測定され、こ
れらの各固定基地局において、移動基地局からの受信電
界強度より該移動基地局の位置が推定される。このと
き、請求項１に係る発明と同様に、位置の移動遷移に対
する所要時間より移動基地局の平均移動速度の状態が検
出されるので、該移動基地局と複数の固定基地局との間
の距離が同一で電界強度がほとんど変化しないときで
も、簡単に平均移動速度が検出される。このように、請
求項４に係る発明では、移動基地局からの電波を複数の
固定基地局にて同時に測定することが可能となるので、
測定データ量が請求項１の方法に比べて同一時間に多く
取得でき、平均移動速度の検出精度が向上する。

【００１０】請求項５に係る発明では、送受信機能を有
する移動可能な移動基地局と、送受信機能を有し、第１
のサービスエリア内の前記移動基地局に対して通信サー
ビスを提供する第１の固定基地局と、送受信機能を有
し、前記第１のサービスエリアよりも狭い第２のサービ
スエリア内の前記移動基地局に対して通信サービスを提
供する第２の固定基地局と、送受信機能を有し、移動速
度検出データに基づいて前記第１又は第２の固定基地局
を選択し、該選択した第１又は第２の固定基地局を用い
て前記移動基地局に対する通信サービスの提供を実行さ
せる固定基地局制御手段とを、備えた移動体通信システ
ムにおいて、前記移動基地局、前記固定基地局又は前記
固定基地局制御手段で、次のような処理を行うようにし
ている。即ち、前記移動基地局、前記固定基地局又は前
記固定基地局制御手段では、前記第１及び第２の固定基
地局又は前記移動基地局から放射される送信信号を受信
し、該受信した送信信号の強度を測定して信号強度測定
データを求める信号強度測定処理と、前記信号強度測定
データを時系列毎に集計してサンプルデータを求めるデ
ータサンプル処理と、前記サンプルデータを用い、前記
移動基地局、前記固定基地局又は前記固定基地局制御手
段における電界強度から該移動基地局の位置を推定して
位置推定データを求める位置推定処理と、移動速度検出
処理とを行う。前記移動速度検出処理では、前記位置推
定データを用い、前記移動基地局の移動距離に対する所
要時間より該移動基地局の平均移動速度Ｖを求め、該平
均移動速度Ｖと閾値Ｖ_thとを比較してＶ≧Ｖ_thならば該
移動基地局が高速移動状態、Ｖ＜Ｖ_thならば該移動基地
局が低速移動状態であると検出し、前記固定基地局制御
手段に与える前記移動速度検出データを求める処理を行
う。

【００１１】請求項６に係る発明では、請求項５の移動
体通信方法において、前記移動基地局は、前記第１及び
第２の固定基地局から放射される送信信号を受信して前
記信号強度測定処理及び前記データサンプル処理を行っ
た後、該移動基地局における電界強度から前記位置推定
処理及び前記移動速度検出処理を行うようにしている。
このような構成の請求項５及び６に係る発明では、請求
項１に係る発明と同様に、位置推定処理によって移動基
地局の場所の推定が行われ、移動速度検出処理により、
移動距離とこの所要時間から該移動基地局が高速移動状
態かあるいは低速移動状態かが検出される。この検出結
果に基づき、第１又は第２の固定基地局のいずれか一方
が選択され、移動基地局との間で通信が行われる。請求
項７に係る発明では、請求項５の移動体通信方法におい
て、前記移動基地局は、前記第１及び第２の固定基地局
から放射される送信信号を受信して前記信号強度測定処
理及び前記データサンプル処理を行い、該データサンプ
ル処理で求めた前記サンプルデータを前記固定基地局へ
転送し、前記固定基地局は、該固定基地局における電界
強度から前記位置推定処理及び前記移動速度検出処理を
行うようにしている。これにより、移動基地局の処理の
負担が軽減される。

【００１２】請求項８に係る発明では、請求項５の移動
体通信方法において、前記第１及び第２の固定基地局
は、前記移動基地局から放射される送信信号を受信し、
前記信号強度測定処理を行って前記信号強度測定データ
をそれぞれ求め、該２つの信号強度測定データを該第１
又は第２の固定基地局のうちの１つの固定基地局にまと
め、前記１つの固定基地局は、前記データサンプル処理
を行った後、該固定基地局における電界強度から前記位
置推定処理及び前記移動速度検出処理を行うようにして
いる。このような構成を採用したことにより、移動基地
局からの電波が第１及び第２の固定基地局にて同時に測
定される。これにより、測定データ量が請求項５及び６
の方法に比べて同一時間に多く取得でき、平均移動速度
の検出精度が向上する。請求項９に係る発明では、請求
項５の移動体通信方法において、前記第１及び第２の固
定基地局は、前記移動基地局から放射される送信信号を
受信して前記信号強度測定処理を行い、前記信号強度測
定データをそれぞれ求めて前記固定基地局制御手段へ転
送し、前記固定基地局制御手段は、前記転送されてきた
２つの信号強度測定データから前記データサンプル処理
を行った後、該固定基地局制御手段における電界強度か
ら前記位置推定処理及び前記移動速度検出処理を行うよ
うにしている。これにより、処理行程の集中制御が行え
る。

【００１３】請求項１０に係る発明では、請求項５の移
動体通信方法において、前記移動基地局は、前記第１及
び第２の固定基地局から放射される送信信号を受信して
前記信号強度測定処理及び前記データサンプル処理を行
い、該データサンプル処理で求めた前記サンプルデータ
を該固定基地局を経由して、前記固定基地局制御手段へ
転送し、前記固定基地局制御手段は、前記移動基地局よ
り転送されてきた電界強度から前記位置推定処理及び前
記移動速度検出処理を行うようにしている。請求項１１
に係る発明では、請求項５の移動体通信方法において、
前記第１及び第２の固定基地局は、前記移動基地局から
放射される送信信号を受信して前記信号強度測定処理及
び前記データサンプル処理をそれぞれ行い、該データサ
ンプル処理で求めた前記サンプルデータをそれぞれ求め
て前記固定基地局制御手段へ転送し、前記固定基地局制
御手段は、前記固定基地局より転送されてきた電界強度
から前記位置推定処理及び前記移動速度検出処理を行う
ようにしている。このような構成の請求項１０及び１１
に係る発明では、固定基地局の負荷が軽くなった形で、
処理行程の集中制御が行える。

【００１４】

【発明の実施の形態】第１の実施形態 図１（ａ），（ｂ）は本発明の第１の実施形態を示す自
動車電話、携帯電話等の移動体通信システムの概略の構
成図であり、同図（ａ）は固定基地局及び移動基地局の
構成図、及び同図（ｂ）は移動速度検出装置の構成図で
ある。この図１の移動体通信システムでは、例えば、固
定基地局の数が２局、及び移動基地局の数が１局につい
ての構成が示されている。図１（ａ）に示すように、本
実施形態の移動体通信システムでは、送信信号を放射す
る２つの固定基地局１Ａ，１Ｂからの電波を移動基地局
２で受信し、これらの固定基地局１Ａ又は１Ｂと移動基
地局２との間で自動車電話、携帯電話等の無線通信を行
うようになっている。図１（ｂ）に示すように、移動基
地局２内にはアンテナ３が設けられ、このアンテナ３に
移動速度検出装置１０が接続されている。移動速度検出
装置１０は、移動基地局２の平均移動速度Ｖを求め、こ
の速度Ｖが高速移動であるかあるいは低速移動であるか
を検出し、この検出結果を移動速度検出データＤ１４と
して出力する装置であり、個別回路あるいはプログラム
制御されるプロセッサ等で構成されている。

【００１５】移動速度検出装置１０は、アンテナ３に接
続された信号強度測定部１１を有している。信号強度測
定部１１は、アンテナ３で受信された固定基地局１Ａと
１Ｂからの送信信号の強度を測定して信号強度測定デー
タＤ１１を求める信号強度測定処理を行う機能を有し、
この出力側にデータサンプル部１２が接続されている。
データサンプル部１２は、信号強度測定データＤ１１を
時系列毎に集計してサンプルデータＤ１２を求めるデー
タサンプル処理を行う機能を有し、この出力側に位置推
定部１３が接続されている。位置推定部１３は、位置情
報計算部１３−１及び位置移動比較部１３−２で構成さ
れ、入力されたサンプルデータＤ１２より、移動基地局
２における電界強度から該移動基地局２の位置を推定し
て位置推定データＤ１３を求める位置推定処理を行う機
能を有し、この出力側に移動速度検出部１４が接続され
ている。移動速度検出部１４は、移動速度計算部１４−
１及び移動速度比較部１４−２で構成され、位置推定デ
ータＤ１３を入力し、推定された移動基地局２の位置か
ら移動距離に対する所要時間より該移動基地局２の平均
移動速度Ｖを求め、この平均移動速度Ｖを閾値Ｖ_thと比
較して該移動基地局２が高速移動かあるいは低速移動か
を検出し、この検出結果を移動速度検出データＤ１４と
して出力する移動速度検出処理を行う機能を有してい
る。

【００１６】図２は、図１（ｂ）の移動速度検出装置１
０を用いた本発明の第１の実施形態を示す移動体通信シ
ステムにおける移動基地局の移動速度検出方法を示すフ
ローチャートである。以下、この図２のフローチャート
を参照しつつ、図１の移動基地局２における移動速度の
検出手順を説明する。まず、２つの固定基地局１Ａと１
Ｂが送信信号を放射すると、この送信信号が移動基地局
２へ伝送され、該移動基地局２のアンテナ３で受信さ
れ、移動速度検出装置１０内の信号強度測定部１１に与
えられる。図２のステップＳ１の信号強度測定処理にお
いて、信号強度測定部１１は、送信信号における搬送波
信号を受信して検波し、この検波した信号の強度を測定
する。この信号強度の瞬時値は、例えば、一定時間Ｔ１
［ｓ］毎に平均化され、信号強度測定データＤ１１とし
てデータサンプル部１２へ出力される。この信号強度測
定部１１の信号強度測定処理では、各固定基地局１Ａ，
１Ｂの受信データに対して処理が行われ、ステップＳ２
へ進む。

【００１７】ステップＳ２のデータサンプル処理におい
て、データサンプル部１２は、各固定基地局１Ａ，１Ｂ
毎の信号強度測定部１１で時間Ｔ１［ｓ］毎に測定され
た信号強度信号Ｒ（Ｔ）の信号強度測定データＤ１１に
対して、ｍ個のデータより中央値を取る（時間Ｔ２
［ｓ］＝Ｔ１×ｍ［ｓ］）。そして、各固定基地局１
Ａ，１Ｂの信号強度測定データＤ１１を時系列毎に集計
を行ったサンプルデータＤ１２は、位置推定部１３へ出
力され、ステップＳ３へ進む。ステップＳ３の位置推定
処理において、位置推定部１３は、各固定基地局１Ａ，
１Ｂ毎に処理された信号強度測定部１１で時間Ｔ１
［ｓ］毎に測定し、データサンプル部１２で時間Ｔ２
［ｓ］毎に中央値を取り、各固定基地局１Ａ，１Ｂの時
系列毎に集計を行ったサンプルデータＤ１２に対して、
以下のような位置情報計算部１３−１でのステップＳ３
−１の位置情報計算処理と、位置移動比較部１３−２で
のステップＳ３−２の位置移動比較処理とを行う。ステ
ップＳ３−１の位置情報計算処理において、位置情報計
算部１３−１は、時系列毎に集計を行ったサンプルデー
タＤ１２に対して、予め各固定基地局１Ａ，１Ｂ毎に各
々の位置で電界強度を測定し、この測定データをある場
所毎に平均した値との差を取り、閾値Ｅ_thを満たす場所
を計算する。さらに、閾値Ｅ_thを満たす場所に対して、
各固定基地局１Ａ，１Ｂ毎の測定データをある場所毎に
平均した値との差の合計を取り、次のように一番小さい
値となる場所を計算する。

【００１８】例えば、次式（２）のような処理を行って
位置を計算する。 Ｅｒｒ₋ｊ(ｉ)＝ａｂｓ（ｅＢＳ₋ｊ(ｋ)−ＥＢＳ₋ｊ(ｉ)）＜Ｅ_th ＰＳ(ｋ)＝ｍｉｎ（Σ Ｅｒｒ₋ｊ(ｉ)） ・・・（２） 但し、ａｂｓ；絶対値演算 Σ；ｊ＝１〜Ｊまでの加算演算（Ｊは電界強度の測定に
用いた固定基地局の総数） 式（２）において、ｉはある決められた位置、ｊは固定
基地局１Ａ，１Ｂの番号、ｋはある時点における移動基
地局２の測定地点、ＥＢＳ₋ｊ(ｉ)はある決められた位
置における電界強度の平均値、ｅＢＳ₋ｊ(ｋ)はある時
点における移動基地局２の測定地点における電界強度、
Ｅｒｒ₋ｊ(ｉ)はある時点における移動基地局２の測定
地点において、ある決められた位置における各固定基地
局１Ａ，１Ｂの電界強度の誤差、Ｅ_thはある決められた
位置における各固定基地局１Ａ，１Ｂの電界強度の許容
誤差、ＰＳ(ｋ)はＥｒｒ₋ｊ(ｉ)の和が最小となるある
決められた位置である。

【００１９】位置情報となるＰＳ(ｋ)は、位置移動比較
部１３−２へ出力され、ステップＳ３−２へ進む。ステ
ップＳ３−２の位置移動比較処理において、位置移動比
較部１３−２は、過去の時間Ｔ３［ｓ］において、閾値
Ｔ_th％以上、位置ＰＳ(ｋ)が同じ地点を推定した所を起
点とする。そして、時間と共に移動する移動基地局２
を、式（２）を満たす隣接した位置ＰＳ(ｋ)の遷移を追
跡することにより求める。この遷移情報の位置推定デー
タＤ１３は、移動速度検出部１４へ出力され、ステップ
Ｓ４へ進む。ステップ４の移動速度検出処理において、
移動速度検出部１４は、位置推定部１３より得られた式
（２）を満たす隣接した位置ＰＳ(ｋ)の位置推定データ
Ｄ１３に対して、以下のような移動速度計算部１４−１
でのステップＳ４−１の移動速度計算処理と、移動速度
比較部１４−２でのステップＳ４−２の移動速度比較処
理とを行う。

【００２０】ステップＳ４−１の移動速度計算処理にお
いて、移動速度計算部１４−１は、移動基地局２の位置
ＰＳ(ｋ)の遷移に要する時間を測定し、遷移した位置Ｐ
Ｓ（ｋ）の遷移による移動距離ｄと遷移に要する時間ｔ
から、平均移動速度Ｖ＝ｄ／ｔを計算し、ステップＳ４
−２へ進む。ステップＳ４−２の移動速度比較処理にお
いて、移動速度比較部１４−２は、移動基地局２の平均
移動速度Ｖに対して、ステップＳ４−２ａ〜Ｓ４−２ｃ
で閾値制御を行う。即ち、平均移動速度Ｖ≧閾値Ｖ_thな
らば、移動基地局２が高速移動と判定し、平均移動速度
Ｖ＜閾値Ｖ_thならば、該移動基地局２が低速移動と判定
する。この判定結果である移動速度検出データＤ１４
は、例えば、ハンドオーバのトリガ信号として使用す
る。以上のように、この第１の実施形態の移動速度検出
方法では、移動基地局２にて固定基地局１Ａ，１Ｂの送
信信号の強度を測定し、この信号強度より該移動基地局
２の位置を推定し、移動距離に対する所要時間より平均
移動速度Ｖを求め、該移動基地局２の速度が低速かある
いは高速かを判定するので、固定基地局１Ａ又は１Ｂと
移動基地局２との間の距離が同一で電界強度があまり変
化しないときでも、簡単に平均移動速度Ｖの検出を行う
ことが可能である。

【００２１】第２の実施形態 図３は、本発明の第２の実施形態を示す自動車電話、携
帯電話等の移動体通信システムの概略の構成図である。
この移動体通信システムは、サービスエリア（第１のサ
ービスエリア）の広いマクロセルＭ１と、サービスエリ
ア（第２のサービスエリア）の狭いマイクロセルＭ２と
を重畳した階層型セル構成を用い、自動車電話機、携帯
電話機等の移動可能な移動基地局２−１に対して通信サ
ービスを提供し、通信路を設定するシステムである。マ
クロセルＭ１には、マクロセル用の第１の固定基地局１
−１が配備され、さらに、マイクロセルＭ２には、マイ
クロセル用の第２の固定基地局１−２が配備され、これ
らのマクロセルＭ１がマイクロセルＭ２のサービスエリ
アをカバーするようになっている。この移動体通信シス
テムには、さらに、外部との交換機能を有すると共に、
固定基地局１−１又は１−２のいずれか一方を選択して
移動基地局２−１に対する通信サービスを提供させる機
能を有する固定基地局制御手段（例えば、固定基地局制
御部）４が設けられている。ここでは、移動基地局２−
１に、図１（ｂ）のアンテナ３と移動速度検出装置１０
が設けられている。

【００２２】次に、図３の移動体通信システムにおける
この第２の実施形態の移動体通信方法について説明す
る。まず、マクロセル用固定基地局１−１とマイクロセ
ル用固定基地局１−２とから送信信号が放射されると、
この送信信号が移動基地局２−１のアンテナ３で受信さ
れ、この受信信号が該移動基地局２−１内の移動速度検
出装置１０へ送られる。移動基地局２−１内の移動速度
検出装置１０では、第１の実施形態と同様に、図２のス
テップＳ１，Ｓ２，Ｓ３の各処理を行い、ステップＳ３
の位置推定処理の処理結果である位置推定データＤ１３
より、移動速度計算部１４−１においてステップＳ４−
１の移動速度計算処理によって移動基地局２−１の平均
移動速度Ｖを測定し、ステップＳ４−２の移動速度比較
処理へ進む。ステップＳ４−２の移動速度比較処理にお
いて、移動速度比較部１４−２では、平均移動速度Ｖが
閾値Ｖ_thより大きいと判定したならば、該移動基地局２
−１が高速移動であると判定し、該平均移動速度Ｖが閾
値Ｖ_thより小さいと判定したならば、該移動基地局２−
１が低速移動であると判定し、これらの判定結果を移動
速度検出データＤ１４として出力する。この移動速度検
出データＤ１４は、移動基地局２−１から無線回線にて
固定基地局１−１又は１−２へ伝送され、該固定基地局
１−１又は１−２から固定基地局制御部４へ報告され
る。

【００２３】このとき、移動基地局２−１がマイクロセ
ル用固定基地局１−２と通信していた場合、図２のステ
ップＳ４において低速移動と判定したときに、そのまま
ステップＳ１からの処理を継続する。これに対し、高速
移動と判定した場合、固定基地局制御部４は、移動基地
局２−１との通信をマイクロセル用固定基地局１−２か
らマクロセル用固定基地局１−１へ移す。この際、固定
基地局制御部４は、移動速度比較部１４−２から出力さ
れた移動速度検出データＤ１４に基づき、移動基地局２
−１との通信をマイクロセル用固定基地局１−２からマ
クロセル用固定基地局１−１へ移すトリガ信号を出力す
る。これと同時に、セルの切替え精度を上げるために、
固定基地局制御部４では、電界強度の変化（例えば、電
界強度・距離特性又はレベル交差回数、フェードデュレ
ーション等）、電力スペクトルの広り幅、送信タイミン
グのずれ、伝送遅延の差等の移動速度を割出せるもの
で、移動基地局２−１の移動状態を確認した上で、通信
をマイクロセル用固定基地局１−２からマクロセル用固
定基地局１−１へ移しても良い。

【００２４】一方、移動基地局２−１がマクロセル用固
定基地局１−１と通信していた場合、移動速度比較部１
４−２が、図２のステップＳ４において高速移動と判定
したときには、そのままステップＳ１からの処理を継続
する。低速移動と判定した場合、固定基地局制御部４で
は、移動基地局２−１の通信をマクロセル用固定基地局
１−１からマイクロセル用固定基地局１−２へ移す。こ
の際、固定基地局制御部４では、移動速度比較部１４−
２から出力された移動速度検出データＤ１４に基づき、
移動基地局２−１との通信をマクロセル用固定基地局１
−１からマイクロセル用固定基地局１−２へ移すトリガ
信号を出力する。これと同時に、セルの切替え精度を上
げるために、固定基地局制御部４では、電界強度の変化
（例えば、電界強度・距離特性又はレベル交差回数、フ
ェードデュレーション等）、電力スペクトルの広り幅、
通信タイミングのずれ、伝送遅延の差等の移動速度を割
出せるもので、移動基地局２−１の移動状態を確認した
上で、通信をマクロセル用固定基地局１−１からマイク
ロセル用固定基地局１−２へ移しても良い。

【００２５】以上のように、この第２の実施形態の移動
体通信方法では、次の（ａ），（ｂ）のような利点があ
る。 （ａ） 移動基地局２−１内に設けられた移動速度検出
装置１０では、第１の実施形態と同様に、固定基地局１
−１，１−２の送信信号の強度を測定し、該固定基地局
１−１，１−２からの電界強度データをサンプリングし
て位置を推定し、平均移動速度Ｖを求めて移動基地局２
−１の移動速度の状態を判定している。このため、移動
基地局２−１と固定基地局１−１又は１−２との間の距
離の変化が同一で、電界強度が時間Ｔの間であまり変化
しないときでも、移動基地局２−１の移動速度を簡単か
つ正確に検出することが出来る。 （ｂ） 固定基地局制御部４では、移動基地局２−１の
移動状態の移動速度検出データＤ１４に基づき、固定基
地局１−１，１−２へトリガ信号を与えて選択し、該移
動基地局２−１が高速移動と判定したときには、マクロ
セル用固定基地局１−１で通信させ、低速移動と判定し
たときは、マイクロセル用固定基地局１−２へ通信を移
すので、マクロセルＭ１とマイクロセルＭ２の有効利用
を図ることが可能である。

【００２６】なお、本発明は上記実施形態に限定され
ず、他の種々の実施形態が考えられる。他の実施形態と
しては、例えば、次の（ｉ）〜（ｘ）のようなものがあ
る。 （ｉ） 図１において、移動基地局２に設けられた移動
速度検出装置１０内の位置推定部１３及び移動速度検出
部１４を除去し、この除去した位置推定部１３及び移動
速度検出部１４を固定基地局１Ａ又は１Ｂに設け、移動
基地局２に設けられた信号強度測定部１１から出力され
る信号強度測定データＤ１１を、該移動基地局２に設け
られたデータサンプル部１２によって時系列毎に集計
し、該移動基地局２から固定基地局１Ａ又は１Ｂへ転送
するようにしても良い。これにより、固定基地局１Ａ又
は１Ｂにおいて、位置推定部１３による位置推定処理
と、移動速度検出部１４による移動速度検出処理とが行
われるので、移動基地局２の処理の負荷を軽減すること
が可能になる。 （ii） 図１において、移動基地局２に設けられた移動
速度検出装置１０を除去し、この除去した移動速度検出
装置１０を各固定基地局１Ａ，１Ｂにそれぞれ設けても
良い。このような構成にすると、固定基地局１Ａと１Ｂ
は移動基地局２からの送信信号を受信し、これらの送信
信号の強度を測定して信号強度測定データＤ１１を求
め、該移動基地局２からの電波をこれらの２つの固定基
地局１Ａ，１Ｂにて同時に測定することが可能になる。
これにより、前記（ｉ）の方法に比べて、測定データ量
が同一時間に多く取得でき、平均移動速度Ｖの検出精度
を高めることが出来る。

【００２７】(iii） 図３において、移動基地局２−１
に設けられた位置測定部１３及び移動速度検出部１４を
除去し、この除去した位置推定部１３及び移動速度検出
部１４を固定基地局１−１又は１−２に設け、移動基地
局２−１に設けられた信号強度測定部１１から出力され
る信号強度測定データＤ１１を、該移動基地局２−１に
設けられたデータサンプル部１２によって時系列毎に集
計し、該移動基地局２−１から固定基地局１−１又は１
−２へ転送するようにしても良い。これにより、固定基
地局１−１又は１−２において、位置推定部１３による
位置推定処理と、移動速度検出部１４における移動速度
検出処理とが行われるので、移動基地局２−１の処理の
負荷を軽減することが可能になる。 （iv） 図３において、移動基地局２−１に設けられた
移動速度検出装置１０を除去し、この除去した移動速度
検出装置１０を各固定基地局１−１，１−２に設けても
良い。このような構成にすれば、固定基地局１−１と１
−２は移動基地局２−１からの送信信号を受信し、これ
らの送信信号の強度を測定して信号強度測定データＤ１
１を求めて、該移動基地局２−１からの電波をこれら２
つの固定基地局１−１，１−２にて同時に測定すること
が可能になる。このため、前記(iii）の方法に比べて、
測定データ量が同一時間に多く取得でき、平均移動速度
Ｖの検出精度を高めることが出来る。

【００２８】（ｖ） 図３において、移動基地局２−１
に設けられた移動速度検出装置１０を除去し、この除去
した移動速度検出装置１０のうちの信号強度測定部１１
を各固定基地局１−１，１−２に設けると共に、データ
サンプル部１２、位置推定部１３及び移動速度検出部１
４を固定基地局制御部４に設けても良い。これにより、
固定基地局制御部４において、データサンプル処理、位
置推定処理、及び移動速度検出処理が行われるので、こ
れらの処理行程を固定基地局制御部４にて集中制御する
ことが可能になる。 （vi） 図３において、移動基地局２−１に設けられた
位置推定部１３及び移動速度検出部１４を除去し、この
除去した位置推定部１３及び移動速度検出部１４を固定
基地局制御部４に設けても良い。これにより、前記(ii
i)に比べて、固定基地局１−１，１−２の負荷を軽くし
た形で、これらの処理行程を固定基地局制御部４にて集
中制御することが可能になる。 (vii） 図３において、移動基地局２−１に設けられた
移動速度検出装置１０を除去し、この除去した移動速度
検出装置１０のうちの信号強度測定部１１及びデータサ
ンプル部１２を各固定基地局１−１，１−２に設けると
共に、位置推定部１３及び移動速度検出部１４を固定基
地局制御部４に設けても良い。これにより、前記（ｖ）
に比べて、固定基地局１−１，１−２の負荷を軽くした
形で、これらの処理行程を固定基地局制御部４にて集中
制御することが可能となる。

【００２９】(viii) 図１及び図３では、２つの固定基
地局１Ａ，１Ｂ，１−１，１−２を配備しているが、こ
れらを３つ以上設けても、上記実施形態と同様の作用及
び効果が得られる。 （ix） 図３では、マクロセルＭ１とマイクロセルＭ２
の組合わせで説明したが、本発明は例えば、ピコセルと
マクロセルＭ１、ピコセルとマイクロセルＭ２等、サー
ビスエリアの大きいものと小さいものが組合わされたセ
ル構成の場合にも、上記実施形態と同様の作用及び効果
が得られる。 （ｘ） 図３では、移動基地局２−１に対して通話路を
設定するサービスを想定して説明しているが、他のサー
ビスを行う場合も、上記実施形態と同様の処理を行うこ
とにより、周波数帯域を有効に利用出来る。

【００３０】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明のう
ちの請求項１〜３に係る発明によれば、複数の固定基地
局の送信信号の強度を移動基地局にて測定し、各固定基
地局の受信電界強度より移動基地局の位置を推定し、こ
の推定した位置の移動遷移に対する所要時間より移動基
地局の平均移動速度Ｖを検出するようにしている。これ
により、移動基地局と複数の固定基地局との間の距離が
同一で、電界強度がほとんど変化しないときでも、簡単
に平均移動速度を検出することが出来る。請求項４に係
る発明によれば、移動基地局の送信信号の強度を複数の
固定基地局にて測定し、これらの各固定基地局における
受信電界強度より移動基地局の位置を推定し、この推定
した位置の移動遷移に対する所要時間より移動基地局の
平均移動速度Ｖを検出するようにしている。これによ
り、請求項１〜３に係る発明と同様に、移動基地局と複
数の固定基地局との間の距離が同一で、電界強度がほと
んど変化しないときでも、簡単に平均移動速度を検出す
ることが出来る。請求項５〜７及び請求項１０に係る発
明によれば、第１及び第２の固定基地局（例えば、マイ
クロセル固定基地局及びマクロセル固定基地局等）の送
信信号の強度を移動基地局にて測定し、各固定基地局の
受信電界強度より移動基地局の位置を推定し、この推定
した位置の移動遷移に対する所要時間より移動基地局の
平均移動速度Ｖを検出し、この移動基地局の移動速度検
出データを基に、第１又は第２の固定基地局を選択して
通信サービスを提供しているので、周波数帯域を有効利
用出来る。

【００３１】請求項８に係る発明によれば、移動基地局
の送信信号の強度を第１及び第２の固定基地局にて測定
し、これらの各固定基地局における受信電界強度より移
動基地局の位置を推定し、この推定した位置の移動遷移
に対する所要時間より該移動基地局の平均移動速度Ｖを
検出し、この移動基地局の移動速度検出データを基に、
第１又は第２の固定基地局を選択して通信サービスを提
供しているので、請求項５に係る発明と同様に、周波数
帯域を有効利用出来る。請求項９及び請求項１１に係る
発明によれば、移動基地局の送信信号の強度を各固定基
地局にて測定し、固定基地局制御手段により、各固定基
地局における受信電界強度より移動基地局の位置を推定
し、この推定した位置の移動遷移に対する所要時間より
該移動基地局の平均移動速度Ｖを求め、この移動速度検
出データを基に、第１又は第２の固定基地局を選択して
通信サービスを提供しているので、請求項５に係る発明
と同様に、周波数帯域を有効利用出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態を示す移動体通信シス
テムの概略の構成図である。

【図２】図１の移動速度検出方法を示すフローチャート
である。

【図３】本発明の第２の実施形態を示す移動体通信シス
テムの概略の構成図である。

【符号の説明】

１Ａ，１Ｂ，１−１，１−２ 固定基地局 ２，２−１ 移動基地局 ３ アンテナ ４ 固定基地局制御部 １０ 移動速度検出装置 １１ 信号強度測定部 １２ データサンプル部 １３ 位置推定部 １４ 移動速度検出部 Ｓ１ 信号強度測定処理 Ｓ２ データサンプル処理 Ｓ３ 位置推定処理 Ｓ４ 移動速度検出処理

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送受信機能を有する複数の固定基地局
   と、送受信機能を有する移動可能な移動基地局との間
   で、通信を行う移動体通信システムにおいて、 前記複数の固定基地局又は前記移動基地局から放射され
   る送信信号を受信し、該受信した送信信号の強度を測定
   して信号強度測定データを求める信号強度測定処理と、 前記信号強度測定データを時系列毎に集計してサンプル
   データを求めるデータサンプル処理と、 前記サンプルデータを用い、前記移動基地局又は固定基
   地局における電界強度から該移動基地局の位置を推定し
   て位置推定データを求める位置推定処理と、 前記位置推定データを用い、前記移動基地局の移動距離
   に対する所要時間より該移動基地局の平均移動速度Ｖを
   求め、該平均移動速度Ｖと閾値Ｖ_thとを比較してＶ≧Ｖ
   _thならば該移動基地局が高速移動状態、Ｖ＜Ｖ_thならば
   該移動基地局が低速移動状態であると検出し、この検出
   結果の移動速度検出データを求める移動速度検出処理と
   を、行うことを特徴とする移動基地局の移動速度検出方
   法。
2. 【請求項２】 前記移動基地局では、前記複数の固定基
   地局から放射される送信信号を受信して前記信号強度測
   定処理及び前記データサンプル処理を行った後、該移動
   基地局における電界強度から前記位置推定処理及び前記
   移動速度検出処理を行うことを特徴とする請求項１記載
   の移動基地局の移動速度検出方法。
3. 【請求項３】 前記移動基地局では、前記複数の固定基
   地局から放射される送信信号を受信して前記信号強度測
   定処理及び前記データサンプル処理を行い、該データサ
   ンプル処理で求めた前記サンプルデータを前記固定基地
   局へ転送し、 前記固定基地局では、該固定基地局における電界強度か
   ら前記位置推定処理及び前記移動速度検出処理を行うこ
   とを特徴とする請求項１記載の移動基地局の移動速度検
   出方法。
4. 【請求項４】 前記複数の固定基地局では、前記移動基
   地局から放射される送信信号を受信し、前記信号強度測
   定処理を行って前記信号強度測定データをそれぞれ求
   め、該複数の信号強度測定データを該複数の固定基地局
   のうちの１つの固定基地局にまとめ、 前記１つの固定基地局では、前記データサンプル処理を
   行った後、該固定基地局における電界強度から前記位置
   推定処理及び前記移動速度検出処理を行うことを特徴と
   する請求項１記載の移動基地局の移動速度検出方法。
5. 【請求項５】 送受信機能を有する移動可能な移動基地
   局と、 送受信機能を有し、第１のサービスエリア内の前記移動
   基地局に対して通信サービスを提供する第１の固定基地
   局と、 送受信機能を有し、前記第１のサービスエリアよりも狭
   い第２のサービスエリア内の前記移動基地局に対して通
   信サービスを提供する第２の固定基地局と、 送受信機能を有し、移動速度検出データに基づいて前記
   第１又は第２の固定基地局を選択し、該選択した第１又
   は第２の固定基地局を用いて前記移動基地局に対する通
   信サービスの提供を実行させる固定基地局制御手段と
   を、備えた移動体通信システムにおいて、 前記第１及び第２の固定基地局又は前記移動基地局から
   放射される送信信号を受信し、該受信した送信信号の強
   度を測定して信号強度測定データを求める信号強度測定
   処理と、 前記信号強度測定データを時系列毎に集計してサンプル
   データを求めるデータサンプル処理と、 前記サンプルデータを用い、前記移動基地局、前記固定
   基地局又は前記固定基地局制御手段における電界強度か
   ら該移動基地局の位置を推定して位置推定データを求め
   る位置推定処理と、 前記位置推定データを用い、前記移動基地局の移動距離
   に対する所要時間より該移動基地局の平均移動速度Ｖを
   求め、該平均移動速度Ｖと閾値Ｖ_thとを比較してＶ≧Ｖ
   _thならば該移動基地局が高速移動状態、Ｖ＜Ｖ_thならば
   該移動基地局が低速移動状態であると検出し、前記固定
   基地局制御手段に与える前記移動速度検出データを求め
   る移動速度検出処理とを、行うことを特徴とする移動体
   通信方法。
6. 【請求項６】 前記移動基地局では、前記第１及び第２
   の固定基地局から放射される送信信号を受信して前記信
   号強度測定処理及び前記データサンプル処理を行った
   後、該移動基地局における電界強度から前記位置推定処
   理及び前記移動速度検出処理を行うことを特徴とする請
   求項５記載の移動体通信方法。
7. 【請求項７】 前記移動基地局では、前記第１及び第２
   の固定基地局から放射される送信信号を受信して前記信
   号強度測定処理及び前記データサンプル処理を行い、該
   データサンプル処理で求めた前記サンプルデータを前記
   固定基地局へ転送し、 前記固定基地局では、該固定基地局における電界強度か
   ら前記位置推定処理及び前記移動速度検出処理を行うこ
   とを特徴とする請求項５記載の移動体通信方法。
8. 【請求項８】 前記第１及び第２の固定基地局では、前
   記移動基地局から放射される送信信号を受信し、前記信
   号強度測定処理を行って前記信号強度測定データをそれ
   ぞれ求め、該２つの信号強度測定データを該第１又は第
   ２の固定基地局のうちの１つの固定基地局にまとめ、 前記１つの固定基地局では、前記データサンプル処理を
   行った後、該固定基地局における電界強度から前記位置
   推定処理及び前記移動速度検出処理を行うことを特徴と
   する請求項５記載の移動体通信方法。
9. 【請求項９】 前記第１及び第２の固定基地局では、前
   記移動基地局から放射される送信信号を受信して前記信
   号強度測定処理を行い、前記信号強度測定データをそれ
   ぞれ求めて前記固定基地局制御手段へ転送し、 前記固定基地局制御手段では、前記転送されてきた２つ
   の信号強度測定データから前記データサンプル処理を行
   った後、該固定基地局制御手段における電界強度から前
   記位置推定処理及び前記移動速度検出処理を行うことを
   特徴とする請求項５記載の移動体通信方法。
10. 【請求項１０】 前記移動基地局では、前記第１及び第
    ２の固定基地局から放射される送信信号を受信して前記
    信号強度測定処理及び前記データサンプル処理を行い、
    該データサンプル処理で求めた前記サンプルデータを該
    固定基地局を経由して、前記固定基地局制御手段へ転送
    し、 前記固定基地局制御手段では、前記移動基地局より転送
    されてきた電界強度から前記位置推定処理及び前記移動
    速度検出処理を行うことを特徴とする請求項５記載の移
    動体通信方法。
11. 【請求項１１】 前記第１及び第２の固定基地局では、
    前記移動基地局から放射される送信信号を受信して前記
    信号強度測定処理及び前記データサンプル処理をそれぞ
    れ行い、該データサンプル処理で求めた前記サンプルデ
    ータをそれぞれ求めて前記固定基地局制御手段へ転送
    し、 前記固定基地局制御手段では、前記固定基地局より転送
    されてきた電界強度から前記位置推定処理及び前記移動
    速度検出処理を行うことを特徴とする請求項５記載の移
    動体通信方法。