(57)【要約】【課題】  移動体の位置算出処理を省き、低コスト化を可能にすると共に、電波強度を利用する場合も、単純な仕組みで高速なハンドオーバーを可能にする移動体通信システムを得る。【解決手段】  移動体１１の移動経路１２に沿って数珠状に複数台接続された地上局装置１ａ〜１ｄと、地上局装置１ａに接続された上位ネットワーク１６とを備え、地上局装置１ａ〜１ｄは、移動体１１内の移動体端末１３への情報送信の際には、移動体端末１３からの受信電波強度に基づいて電波放射制御を行い、移動体１１の移動に応じた一つの地上局装置からのみ移動体端末１３への情報送信を可能にし、上位ネットワーク１６から転送される送信情報を移動体端末１３に送信し、移動体１１内の移動体端末１３から情報受信の際には、地上局装置１ａ〜１ｄにおいて常に情報受信を可能にし、移動体端末１３から受信される受信情報を上位ネットワーク１６に転送する。【選択図】        図２
2006295628.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信シーケンス情報を含む拡張ヘッダが付加された送信パケットを保持する送信パケット保持部と、
上記送信パケット保持部から送信シーケンス情報順に送信パケットを取り出して出力するパケット送信制御部と、
上記パケット送信制御部からの送信パケットを送信すると共に、受信シーケンス情報を含む拡張ヘッダが付加された受信パケットを受信する電波送受信部と、
上記電波送受信部による受信パケットの受信電波強度に基づいて上位ネットワーク側の隣接する地上局装置に電波放射を禁止する制御パケットを伝送し、反上位ネットワーク側の隣接する地上局装置から伝送される制御パケットが当該地上局装置の電波放射を禁止している場合に、上記電波送受信部による送信パケットの送信を禁止する電波放射制御部と、
上記電波送受信部による受信パケットを上位ネットワーク側の隣接する地上局装置に転送するパケット受信制御部とを備えた地上局装置。
【請求項２】
パケット受信制御部は、
反上位ネットワーク側の隣接する地上局装置から転送される受信パケットを保持すると共に、当該地上局装置の電波送受信部による受信パケットを保持し、各々の拡張ヘッダに含まれる送信シーケンス情報の小さいものから順に受信パケットを選択する受信パケット選択部と、
上記受信パケット選択部により選択された受信パケットの拡張ヘッダに含まれる送信シーケンス情報が重複する場合に、一方の受信パケットを廃棄し、他方の受信パケットのみを上位ネットワーク側の隣接する地上局装置に転送するパケット転送処理部とを備えたことを特徴とする請求項１記載の地上局装置。
【請求項３】
電波送受信部は、
受信パケットの受信の際の受信電波強度を記憶する受信電波強度記憶部を備え、
上位ネットワーク側から当該地上局装置の受信電波強度を伝送要求する要求パケットが伝送された場合に、上記受信電波強度記憶部に記憶された受信電波強度を情報パケットとしてその上位ネットワーク側に伝送することを特徴とする請求項１または請求項２記載の地上局装置。
【請求項４】
移動体識別情報に対応して複数設けられ、移動体識別情報および送信シーケンス情報を含む拡張ヘッダが付加された送信パケットを保持する送信パケット保持部と、
上記送信パケット保持部から移動体識別情報毎に送信シーケンス情報順に送信パケットを取り出して出力するパケット送信制御部と、
上記パケット送信制御部からの送信パケットを送信すると共に、移動体識別情報および受信シーケンス情報を含む拡張ヘッダが付加された受信パケットを受信する電波送受信部と、
上記電波送受信部による受信パケットに付加された拡張ヘッダに含まれる移動体識別情報を検出すると共に、受信パケットを上位ネットワーク側の隣接する地上局装置に転送するパケット受信制御部と
上記パケット受信制御部により検出された移動体識別情報に応じて対応する上記送信パケット保持部を活かす移動体登録処理部と、
上記電波送受信部による受信パケットの受信電波強度に基づいて上位ネットワーク側の隣接する地上局装置に電波放射を禁止する制御パケットを伝送し、反上位ネットワーク側の隣接する地上局装置から伝送される制御パケットが当該地上局装置の電波放射を禁止している場合に、上記電波送受信部による送信パケットの送信を禁止する電波放射制御部とを備えた地上局装置。
【請求項５】
移動体が一方向に移動する移動経路と、
上記移動経路に沿って各々の最大通信エリアよりも短い間隔で数珠状に複数台接続された地上局装置と、
上記数珠状に接続された地上局装置の一端に接続された上位ネットワークとを備え、
上記各々の地上局装置は、
上記移動体内の移動体端末への情報送信の際には、その移動体端末からの受信電波強度に基づいて電波放射制御を行い、その移動体の移動に応じた一つの地上局装置からのみ移動体端末への情報送信を可能にし、上記上位ネットワークから転送される送信情報を上記移動体端末に送信し、
上記移動体内の移動体端末から情報受信の際には、上記各々の地上局装置において常に情報受信を可能にし、上記移動体端末から受信される受信情報を上記上位ネットワークに転送することを特徴とする移動体通信システム。
【請求項６】
数珠状に接続された複数の地上局装置のうちの上位ネットワークに接続された地上局装置は、
上記上位ネットワークから転送される送信情報に送信シーケンス情報を含む拡張ヘッダを付加して送信パケットを生成する拡張ヘッダ付加部と、
移動体端末から受信される受信パケットあるいは反上位ネットワーク側の隣接する地上局装置から転送される受信パケットの受信シーケンス情報を含む拡張ヘッダを消去して受信情報を上記上位ネットワークに転送する拡張ヘッダ消去部とを備え、
上記各々の地上局装置は、
上記移動体内の移動体端末への情報送信の際には、送信シーケンス情報順に送信パケットを送信し、
上記移動体内の移動体端末から情報受信の際には、複数の地上局装置において常にパケット受信を可能にし、受信された受信パケットのうちの受信シーケンス情報の重複する受信パケットを廃棄すると共に、受信シーケンス情報に応じて受信パケットの並び替えを行い上位ネットワークに転送することを特徴とする請求項５記載の移動体通信システム。
【請求項７】
各々の地上局装置は、
移動体端末からの受信電波強度を記憶し、
上位ネットワークに接続された監視センターから指定された地上局装置の受信電波強度の伝送要求された場合に、その指定された地上局装置に記憶された受信電波強度を上位ネットワークを通じてその監視センターに伝送することを特徴とする請求項５または請求項６記載の移動体通信システム。
【請求項８】
数珠状に複数台接続された地上局装置を一つの数珠繋ぎ区間として、複数の数珠繋ぎ区間を移動経路に沿って配置すると共に、互いに隣り合う数珠繋ぎ区間の両端の地上局装置同士を接続し、
上記数珠繋ぎ区間の両端の地上局装置は、
移動体内の移動体端末への情報送信の際には、その移動体端末からの受信電波強度に基づいて隣り合う数珠繋ぎ区間に跨って電波放射制御を行い、その移動体の移動に応じた一つの地上局装置からのみ移動体端末への情報送信を可能にし、上位ネットワークから転送される送信情報を上記移動体端末に送信することを特徴とする請求項５から請求項７のうちのいずれか１項記載の移動体通信システム。
【請求項９】
複数の移動体が移動経路に沿って地上局装置の最大通信エリア以上の間隔を空けて順に通過する場合に、
上記各々の地上局装置は、
上記移動体内の移動体端末への情報送信の際には、上位ネットワーク側から各移動体毎に対応して転送される送信情報を上記移動体端末に送信し、
上記移動体内の移動体端末から情報受信の際には、上記各々の地上局装置において常に情報受信を可能にし、上記各移動体毎に対応して移動体端末から受信される受信情報を上記上位ネットワークに転送することを特徴とする請求項５記載の移動体通信システム。
【請求項１０】
地上局装置は、
移動体端末からの受信電波強度に基づいて、移動体が当該数珠繋ぎ区間に進入したことを検出した場合に、その移動体内の移動体端末および当該数珠繋ぎ区間の他の地上局装置に、その移動体端末との通信を開始する旨の制御パケットを送信することを特徴とする請求項８項記載の移動体通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、特定の進行経路に沿って移動する移動体との間で通信を行う地上局装置および移動体通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
移動体通信においては、通常、複数の地上局により複数の通信エリアを形成し、移動体端末は、異なる通信エリアに入る度に通信する地上局を切替えながら移動する。この切替技術は、ハンドオーバーと呼ばれ、地上局の通信エリアが限られている場合は、移動体通信に必要な技術である。
【０００３】
ところで、移動体端末の移動経路が不特定である場合は、まず、移動体端末が移動した先で通信する地上局を決定し、次に選択された地上局と移動体端末との間で通信を確立する。従来の手法としては、特定の位置にハンドオーバー点を設置したり、受信電波強度や移動体端末の移動情報に基づいた手法がある（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。受信電波強度に基づいて地上局を選択する手法は、地上局が移動体端末の送信電波を検知し、一定のレベルに達したところでその地上局の通信エリアに新入したと判断する方法である。一方、移動体端末の位置情報に基づいて地上局を選択する手法は、移動体端末の位置を測定し、計算によって次の地上局と最適な切替位置を決定する方法である。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１５２６２７号公報
【特許文献２】特開２００３−２３１４６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の移動体通信システムは以上のように構成されているので、列車のように高速で移動する移動体は、一つの通信エリアに滞在する時間が短く、頻繁に地上局を切り替えるため、動画等のビットレートの高い情報の伝送を目的とした場合に、高速なハンドオーバー手法が必要である。
上記特許文献のように電波強度に基づく方法では、移動体の位置算出と移動予測により移動体端末が通信すべき地上局を正確に決定する。しかしながら、移動位置を検出、移動予測を計算するために特別な装置が必要となりコストが高くなることや、演算処理の待ち時間や処理負荷により通信動作が遅れ、高速な通信の妨げとなるなどの課題があった。
【０００６】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、移動体の位置算出処理を省き、低コスト化を可能にすると共に、電波強度を利用する場合も、単純な仕組みで高速なハンドオーバーを可能にする地上局装置および移動体通信システムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る地上局装置は、送信シーケンス情報を含む拡張ヘッダが付加された送信パケットを保持する送信パケット保持部と、送信パケット保持部から送信シーケンス情報順に送信パケットを取り出して出力するパケット送信制御部と、パケット送信制御部からの送信パケットを送信すると共に、受信シーケンス情報を含む拡張ヘッダが付加された受信パケットを受信する電波送受信部と、電波送受信部による受信パケットの受信電波強度に基づいて上位ネットワーク側の隣接する地上局装置に電波放射を禁止する制御パケットを伝送し、反上位ネットワーク側の隣接する地上局装置から伝送される制御パケットが当該地上局装置の電波放射を禁止している場合に、電波送受信部による送信パケットの送信を禁止する電波放射制御部と、電波送受信部による受信パケットを上位ネットワーク側の隣接する地上局装置に転送するパケット受信制御部とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、パケットの送信の際には、電波放射制御部が移動体端末からの受信電波強度に基づいて電波放射制御を行い、一つの地上局装置からのみパケット送信を可能にすることで、地上局装置相互の通信エリアが重なる区間においても複数の地上局装置が送信するパケットの電波の干渉を抑ることができる。また、パケットの受信の際には、移動体端末からの受信パケットは常に電波送受信部で受信することが可能となるので、移動体端末側からは、地上局装置を特定することなく、パケットを送信することができる。このことから、移動体の位置算出処理を省き、低コスト化を可能にすると共に、電波強度を利用する場合も、単純な仕組みで高速なハンドオーバーを可能にすることができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による地上局装置の詳細を示す構成図であり、図において、地上局装置１は、移動経路に沿って数珠状に複数台接続され、その移動経路を走行する列車等の移動体内の移動体端末と双方向通信を行うものである。また、数珠状に接続された地上局装置１の一端は上位ネットワークに接続されるものである。
地上局装置１において、拡張ヘッダ付加部２は、複数の地上局装置１のうちの上位ネットワークに接続される地上局装置１にのみ設けられ、上位ネットワーク側（この図１では左側）から転送される送信情報である送信パケットに、連番等の送信シーケンス情報を含む拡張ヘッダを付加するものである。送信バッファ（送信パケット保持部）３は、その送信パケットを保持するものである。パケット送信制御部４は、送信バッファ３から送信シーケンス情報順に送信パケットを取り出すものである。
【００１０】
電波送受信部５は、パケット送信制御部４からの送信パケットを送信すると共に、移動体内の移動体端末からの連番等の受信シーケンス情報を含む拡張ヘッダが付加された受信パケットを受信するものである。なお、電波送受信部５において、受信電波強度記憶部６は、受信パケットの受信の際の受信電波強度を記憶するものであり、上位ネットワーク側からこの地上局装置１の受信電波強度を伝送要求する要求パケットが伝送された場合に、この受信電波強度記憶部６に記憶された受信電波強度を情報パケットとして上位ネットワーク側に伝送するものである。
【００１１】
電波放射制御部７は、電波送受信部５による受信パケットの受信電波強度に基づいてその電波送受信部５による送信パケットの送信を許可すると共に、上位ネットワーク側の隣接する地上局装置に電波放射を禁止する制御パケットを伝送するものである。また、反上位ネットワーク側（この図１では右側）の隣接する地上局装置から伝送される制御パケットがこの地上局装置１の電波放射を禁止している場合に、電波送受信部５による送信パケットの送信を禁止するものである。
パケット受信制御部８は、電波送受信部５による受信パケットを受信シーケンス情報に基づいて重複除去および整列して上位ネットワーク側の隣接する地上局装置に転送するものである。拡張ヘッダ消去部９は、拡張ヘッダ付加部２と同様に複数の地上局装置１のうちの上位ネットワークに接続される地上局装置１にのみ設けられ、受信パケットから受信シーケンス情報を含む拡張ヘッダを消去するものである。
なお、移動体登録処理部１０については、実施の形態３において説明する。
【００１２】
図２はこの発明の実施の形態１による移動体通信システムによる主に移動体端末からの情報受信の際の機能を説明するシステム構成図であり、図において、移動体１１は、例えば列車等に相当するものであり、鉄道等の移動経路１２を一方向に移動するものである。その移動体１１内において、移動体端末１３は、数珠状に接続された地上局装置１ａ〜１ｄと双方向通信を行うものである。また、移動体ネットワーク１４は、移動体端末１３に接続され、移動体１１内の他の端末と移動体端末１３との双方向通信を可能にするものである。
【００１３】
数珠繋ぎ区間１５は、移動経路１２に沿って各々の最大通信エリアよりも短い間隔で数珠状に複数台接続された地上局装置１ａ〜１ｄから成るものであり、その地上局装置１ｂにおいて、電波送受信部５ｂおよびパケット受信制御部８ｂは、図１に示したものと同様なものである。上位ネットワーク１６は、数珠状に接続された地上局装置１ａ〜１ｄの一端の地上局装置１ａに接続されたものである。情報提供装置１７は、上位ネットワーク１６に接続され、インターネットまたは動画等の情報を配信するものである。監視センター１８は、この移動体通信システムを監視するものであり、監視端末１９は、例えば、所望の地上局装置１の受信電波強度を伝送要求する要求パケットをその地上局装置１に伝送し、地上局装置１から応答される情報パケットから受信電波強度を取り出すことにより、所望の地上局装置１の受信電波強度を把握可能にするものである。
【００１４】
図３はこの発明の実施の形態１による地上局装置の受信パケットの重複除去および整列機能を説明する構成図であり、図のパケット受信制御部８ｂにおいて、電波送受信部５ｂにより受信される受信パケット２１は、情報部２２と受信シーケンス情報を含む拡張ヘッダ２３とから成るものである。キュー２４は、この地上局装置１ｂの電波送受信部５ｂにより受信された受信パケットを保持するものである。キュー２５は、上位ネットワーク１６側の隣接する地上局装置１ａから転送される拡張ヘッダ（情報部を除く）を保持するものである。キュー２６は、反上位ネットワーク１６側の隣接する地上局装置１ｃから転送される受信パケットを保持するものである。
【００１５】
受信パケット選択部２７は、キュー２４〜２６に保持された受信パケットおよび拡張ヘッダのうちの各々の拡張ヘッダに含まれる送信シーケンス情報の小さいものから順に受信パケットを選択するものである。
パケット転送処理部２８は、受信パケット選択部２７により順に選択された受信パケットの拡張ヘッダに含まれる受信シーケンス情報が重複する場合に、その重複する受信パケットを廃棄し、受信パケットを受信シーケンス情報順に整列して上位ネットワーク１６側の隣接する地上局装置１ａに転送するものである。
図４はこの発明の実施の形態１による地上局装置の受信パケットの重複除去および整列方法を説明するフローチャートである。
【００１６】
図５はこの発明の実施の形態１による移動体通信システムによる主に移動体端末への情報送信の際の機能を説明するシステム構成図であり、図の地上局装置１ａ〜１ｃにおいて、電波送受信部５ａ〜５ｃ、電波放射制御部７ａ〜７ｃは、図１に示したものと同様なものである。その他の構成については、図２と同様なものである。
【００１７】
次に動作について説明する。
図２において、移動体１１内の移動体端末１３への情報送信の際には、情報提供装置１７より配信された情報は、送信パケットとして上位ネットワーク１６を通じて数珠繋ぎ区間１５に転送される。
図１において、数珠繋ぎ区間１５の上位ネットワーク１６に接続される地上局装置１では、拡張ヘッダ付加部２により、上位ネットワーク１６側から転送される送信パケットに、連番等の送信シーケンス情報を含む拡張ヘッダを付加する。拡張ヘッダが付加された送信パケットは、数珠繋ぎ区間１５の各地上局装置１ｂ〜１ｄにも転送され、各地上局装置１ａ〜１ｄの送信バッファ３に保持される。各地上局装置１ａ〜１ｄのパケット送信制御部４は、送信バッファ３から送信シーケンス情報順に送信パケットを取り出し、各地上局装置１ａ〜１ｄの電波送受信部５は、パケット送信制御部４からの送信パケットを無線送信する。
【００１８】
図２において、移動体１１内の移動体端末１３では、各地上局装置１ａ〜１ｄの電波送受信部５から無線送信された送信パケットを受信し、拡張ヘッダの送信シーケンス情報の重複する送信パケットを廃棄する。例えば、移動体端末１３により受信される送信パケットの送信シーケンス情報が順に、１，２，３，３，４，・・・であれば、重複する送信シーケンス情報「３」のいずれかの送信パケットを廃棄する。
なお、送信パケットの整列に関しては、各地上局装置１ａ〜１ｄが必ず送信シーケンス情報の順序で送信パケットを送信し、移動体１１側は一つの移動体端末１３でそれら送信パケットを受信することから、移動体端末１３で受信される送信パケットの順序が乱れることは無く、送信パケットを整列する必要は無い。
移動体端末１３では、重複する送信シーケンス情報の送信パケットを廃棄した後、送信パケットの拡張ヘッダを消去し、移動体ネットワーク１４に送信パケットを伝送する。移動体１１内の他の端末では、移動体ネットワーク１４と接続することにより、情報提供装置１７より配信された情報を受信することができる。
【００１９】
図２において、移動体１１内の移動体端末１３から情報受信の際には、移動体１１内の他の端末では、移動体ネットワーク１４を通じて情報をパケット通信し、移動体端末１３では、他の端末から転送される受信パケットに、連番等の受信シーケンス情報を含む拡張ヘッダを付加して各地上局装置１ａ〜１ｄに無線通信する。
図１において、各地上局装置１ａ〜１ｄの電波送受信部５は、常に受信可能にしており、移動体端末１３からの受信パケットを受信する。この時、各地上局装置１ａ〜１ｄの電波送受信部５では、受信パケットの受信の際の受信電波強度を検出すると共に、その検出した受信電波強度を受信電波強度記憶部６に記憶する。
これは、例えば、上位ネットワーク１６に接続された管理センター１８の管理装置１９から地上局装置１ａ〜１ｄのうちの指定された地上局装置の受信電波強度を伝送要求する要求パケットが伝送された場合に、指定に応じた電波送受信部５では、その受信電波強度記憶部６に記憶された受信電波強度を情報パケットとして上位ネットワーク１６を通じて管理センター１８側に伝送するものである。このようにして、管理センター１８の管理装置１９では、各地上局装置１ａ〜１ｄにおける受信電波強度を把握することができる。
【００２０】
図１において、パケット受信制御部８は、電波送受信部５による受信パケットを受信シーケンス情報に基づいて重複除去および整列して上位ネットワーク側の隣接する地上局装置１に転送する。図３はパケット受信制御部８ｂを代表してその機能を説明したものであり、図４はその動作を説明したものである。
図３および図４において、キュー２４には、この地上局装置１ｂの電波送受信部５ｂにより受信された受信パケットが保持され、キュー２５には、上位ネットワーク１６側の隣接する地上局装置１ａから転送される拡張ヘッダ（情報部を除く）が保持され、キュー２６には、反上位ネットワーク１６側の隣接する地上局装置１ｃから転送される受信パケットが保持される。なお、地上局装置１ａから転送される拡張ヘッダは、この地上局装置１ｂのみならず、この数珠繋ぎ区間１５における他の地上局装置１ｃ，１ｄにも転送される。
【００２１】
受信パケット選択部２７は、キュー２４〜２６に受信パケットまたは拡張ヘッダが保持されているか検出し、キュー２４〜２６が空である場合には処理を終了する（ＳＴ１，ＳＴ２）。キュー２４〜２６が空でなければ、キュー２４〜２６のうちの受信シーケンス情報の小さいものから順に受信パケットまたは拡張ヘッダを選択し取り出す（ＳＴ３）。
パケット転送処理部２８は、受信パケット選択部２７により順に取り出された受信パケットまたは拡張ヘッダに含まれる受信シーケンス情報に基づいて以下の処理を行う（ＳＴ４）。
【００２２】
・キュー２４にのみ保持された受信パケットであり、他のキュー２５，２６には同一の受信シーケンス情報を持つ受信パケットまたは拡張ヘッダが無い場合には、この数珠繋ぎ区間１５においてこの地上局装置１ｂだけが受信した受信パケットであると判断して、その受信パケットを地上局装置１ａ側に転送すると共に、地上局装置１ｃ，１ｄにおいて早急に重複パケットを除去するために、その受信パケットの拡張ヘッダのみを地上局装置１ｃ，１ｄ側に転送する。
・キュー２５にのみ保持された拡張ヘッダであり、他のキュー２４，２６には同一の受信シーケンス情報を持つ受信パケットが無い場合には、早急に重複パケットを除去するために転送された拡張ヘッダは不要となるので廃棄する。
・キュー２６にのみ保持された受信パケットであり、他のキュー２４，２５には同一の受信シーケンス情報を持つ受信パケットまたは拡張ヘッダが無い場合には、地上局装置１ｃまたは地上局装置１ｄでは受信されたが、他の地上局装置１ｂ，１ａでは受信されなかった受信パケットであると判断して、その受信パケットを地上局装置１ａ側に転送する。
・キュー２４，２６で重複する受信シーケンス情報を持つ受信パケットがある場合には、一方の受信パケットを廃棄して、他方の受信パケットを地上局装置１ａ側に転送する。
・キュー２５に保持された拡張ヘッダの受信シーケンス情報と重複する受信シーケンス情報を持つ受信パケットがある場合には、例えば、キュー２４，２５、キュー２５，２６、キュー２４〜２６で重複する場合は、それら拡張ヘッダおよび受信パケットを全て廃棄する。
【００２３】
このように、パケット受信制御部８では、受信パケット選択部２７およびパケット転送処理部２８により、受信パケットの拡張ヘッダに含まれる受信シーケンス情報に基づいて重複受信パケットの廃棄および整列を行い、上位ネットワーク１６側の隣接する地上局装置に転送することができる。
図１において、上位ネットワーク１６側の地上局装置１に受信パケットが転送されれば、その拡張ヘッダ消去部９では、受信パケットから受信シーケンス情報を含む拡張ヘッダを消去する。
図２において、上位ネットワーク１６側の地上局装置１ａから伝送された受信パケットは、上位ネットワーク１６を通じて情報提供装置１７等に伝送され、情報提供装置１７では、受信パケットを受信することができる。
【００２４】
なお、図２に示したように、数珠繋ぎ区間１５における各地上局装置１ａ〜１ｄの電波送受信部５では、移動体１１内の移動体端末１３から受信パケットの受信の際に、常に受信可能にしていたが、移動体１１内の移動体端末１３への送信パケットの送信の際には、以下のような電波放射制御を行う。
図５において、初めに、移動体１１がＡの位置を走行しており、地上局装置１ａと通信していたとする。この時点では、地上局装置１ｂの電波送受信部５ｂで検出される移動体端末１３からの受信パケットの受信電波強度は小さいので、地上局装置１ｂと移動体端末１３との間で通信が行われない。その後、移動体１１が移動し、Ｂの位置に近くなるほど地上局装置１ｂの電波送受信部５ｂで検出される受信電波強度は大きくなる。
【００２５】
電波放射制御部７ｂでは、電波送受信部５ｂによる受信パケットの受信電波強度が所定の閾値を超えた場合に、この地上局装置１ｂの電波送受信部５ｂによる送信パケットの送信を許可すると共に、上位ネットワーク１６側の隣接する地上局装置１ａに送信パケットの送信を禁止する制御パケットを伝送する。地上局装置１ａの電波放射制御部７ａでは、その制御パケットに応じて電波送受信部５ａによる送信パケットの送信を禁止すると共に、地上局装置１ｂに応答パケットを送信する。
【００２６】
さらに、移動体１１が移動し、Ｃの位置に来れば、この地上局装置１ｃと移動体端末１３との間で通信が行われ、地上局装置１ｂの電波放射制御部７ｂでは、地上局装置１ｃから伝送される制御パケットに応じて送信パケットの送信を禁止すると共に、地上局装置１ｃに応答パケットを送信する。
このように、移動体１１内の移動体端末１３への送信パケットの送信の際には、その移動体端末１３からの受信電波強度に基づいて電波放射制御を行い、移動体１１の移動に応じた一つの地上局装置１からのみ移動体端末１３への送信を可能にすることで、電波放射制御により、通信エリアが重なる区間においても複数の地上局装置１が送信する電波の干渉を抑ることができる。
【００２７】
以上のように、この実施の形態１によれば、地上局装置１ａ〜１ｄを移動経路１２に沿って各々の最大通信エリアよりも短い間隔で数珠状に複数台接続したので、数珠繋ぎ区間１５内で移動体端末１３との通信が中断する区間を無くすることができる。
また、地上局装置１ａ〜１ｄが数珠状に接続されているので、隣接する地上局装置間で情報の伝達を高速に実行することができ、効率的なハンドシェイクを実現することができる。
さらに、移動体端末１３からの受信情報を複数の地上局装置で受信できるので、受信効率を向上させることができる。
さらに、移動体端末１３からの受信情報を常に地上局装置で受信することが可能となるので、移動体端末１３側からは、地上局装置を特定することなく、情報を送信することができる。
さらに、電波放射制御により、通信エリアが重なる区間においても複数の地上局装置が送信する電波の干渉を抑ることができる。
このことから、移動体１１の位置算出処理を省き、低コスト化を可能にすると共に、電波強度を利用する場合も、単純な仕組みで高速なハンドオーバーを可能にすることができる。
【００２８】
また、各地上局装置１ａ〜１ｄにおいて、送信情報として送信シーケンス情報を含む拡張ヘッダが付加された送信パケットを用いると共に、受信情報として受信シーケンス情報を含む拡張ヘッダが付加された受信パケットを用いるようにしたので、移動体１１内の移動体端末１３への情報送信の際には、送信シーケンス情報順に送信パケットを送信し、移動体端末１３ではその送信シーケンス情報順に送信パケットを受信することができる。また、移動体１１内の移動体端末１３から情報受信の際には、重複する受信パケットを廃棄すると共に、受信パケットの並び替えを高速に実行することができ、自動的に重複受信パケットの除去および整列を行うことができる。
【００２９】
さらに、各地上局装置１ａ〜１ｄにおいて、受信電波強度を記憶する受信電波強度記憶部６を設けたので、例えば、上位ネットワーク１６に接続された監視センター１８から所望の地上局装置の受信電波強度を一括して受信して、それら受信電波強度を把握することができ、移動体通信システムの監視を容易にすることができる。
【００３０】
実施の形態２．
図６はこの発明の実施の形態２による移動体通信システムによる主に移動体端末への情報送信の際の機能を説明するシステム構成図であり、図において、数珠繋ぎ区間１５ａ，１５ｂは、互いに隣り合う数珠繋ぎ区間であり、両端の地上局装置１ｅ，１ａの電波放射制御部７ｅ，７ａ同士を接続したものである。電波送受信部５ｅは、地上局装置１ｅの電波送受信部である。その他の構成については、図５と同様なものである。
【００３１】
次に動作について説明する。
上記実施の形態１では、同一の数珠繋ぎ区間１５内の地上局装置１ａ〜１ｄにおいて電波放射制御を行ったが、この実施の形態２では、互いに隣り合う数珠繋ぎ区間１５ａ，１５ｂの両端の地上局装置１ｅ，１ａ同士においても電波放射制御を行うようにしたものである。
図６において、移動体１１がＡの位置を走行しており、地上局装置１ｅと通信していたとする。その後、移動体１１が移動しＢの位置に来て、地上局装置１ａの電波送受信部５ａで検出される受信電波強度が所定の閾値を超えた場合に、電波放射制御部７ａでは、この地上局装置１ａの電波送受信部５ａによる送信パケットの送信を許可すると共に、隣り合う数珠繋ぎ区間１５ａの地上局装置１ｅに送信パケットの送信を禁止する制御パケットを伝送する。地上局装置１ｅの電波放射制御部７ｅでは、電波送受信部５ｅによる送信パケットの送信を禁止すると共に、地上局装置１ａに応答パケットを送信する。
【００３２】
さらに、移動体１１が移動し、Ｃの位置に来れば、この地上局装置１ｂと移動体端末１３との間で通信が行われ、地上局装置１ａの電波放射制御部７ａでは、地上局装置１ｂから伝送される制御パケットに応じて送信パケットの送信を禁止すると共に、地上局装置１ｂに応答パケットを送信する。
【００３３】
以上のように、この実施の形態２によれば、隣り合う数珠繋ぎ区間１５ａ，１５ｂを跨る電波放射制御により、数珠繋ぎ区間１５ａ，１５ｂを跨る地上局装置１ｅ，１ａ同士で通信エリアが重なる区間においても複数の地上局装置が送信する電波の干渉を抑ることができる。
【００３４】
実施の形態３．
この実施の形態３は、異なる複数の移動体１１が数珠繋ぎ区間１５に進入してきた場合に、各移動体１１内の移動体端末１３と通信可能にするものであり、各移動体１１内の移動体端末１３から受信される受信パケットには、その移動体１１に応じた移動体識別情報および受信シーケンス情報を含む拡張ヘッダが付加されているものとする。
図１において、拡張ヘッダ付加部２は、送信パケットに、後述する移動体登録処理部１０からの移動体識別情報および送信シーケンス情報を含む拡張ヘッダを付加するものである。送信バッファ３は、予め移動体識別情報に対応して複数設けられ、移動体登録処理部１０からの制御情報に応じた送信バッファを活かし、その活かした送信バッファに移動体識別情報および送信シーケンス情報を含む拡張ヘッダが付加された送信パケットを保持するものである。パケット送信制御部４は、移動体登録処理部１０からの制御情報に応じた送信バッファ３から送信シーケンス情報順に送信パケットを取り出すものである。
【００３５】
電波送受信部５は、パケット送信制御部４からの送信パケットを送信すると共に、移動体識別情報および受信シーケンス情報を含む拡張ヘッダが付加された受信パケットを受信するものである。パケット受信制御部８は、電波送受信部５による受信パケットに付加された拡張ヘッダに含まれる移動体識別情報を検出すると共に、受信シーケンス情報に基づいて重複除去および整列して上位ネットワーク側の隣接する地上局装置に転送するものである。
移動体登録処理部１０は、パケット受信制御部８により検出された移動体識別情報に応じて拡張ヘッダ付加部２に移動体識別情報を出力すると共に、送信バッファ３およびパケット送信制御部４に制御情報を出力するものである。
【００３６】
次に動作について説明する。
異なる複数の移動体１１が数珠繋ぎ区間１５に各地上局装置１ａ〜１ｄの最大通信エリア以上の間隔を空けて順に進入して来た場合に、各地上局装置１ａ〜１ｄにおいて各移動体１１内の移動体端末１３から受信される受信パケットには、その移動体１１に応じた移動体識別情報および受信シーケンス情報を含む拡張ヘッダが付加されている。
移動体１１内の移動体端末１３から情報受信の際には、各地上局装置１ａ〜１ｄにおいて常に情報受信を可能にしており、電波送受信部５は、その受信パケットを受信し、パケット受信制御部８は、電波送受信部５による受信パケットに付加された拡張ヘッダに含まれる移動体識別情報を検出すると共に、移動体識別情報毎の受信シーケンス情報に基づいて重複除去および整列して上位ネットワーク側の隣接する地上局装置に転送する。この重複受信パケットの除去および整列方法は、上記実施の形態１と同様である。
このようにして、各移動体１１毎に対応して移動体端末１３から受信される受信情報を上位ネットワーク１６に転送することができる。また、重複する受信パケットの廃棄および受信パケットの並び替えについても、移動体識別情報毎、すなわち、送信された移動体１１毎に実行することができる。
【００３７】
また、移動体登録処理部１０は、パケット受信制御部８により検出された移動体識別情報に応じて拡張ヘッダ付加部２に移動体識別情報を出力すると共に、送信バッファ３およびパケット送信制御部４に制御情報を出力する。
移動体１１内の移動体端末１３への情報送信の際には、上位ネットワーク１６側から各移動体１１毎に対応して送信パケットが転送される場合、拡張ヘッダ付加部２は、その送信パケットに移動体登録処理部１０からの移動体識別情報および送信シーケンス情報を含む拡張ヘッダを付加し、送信バッファ３は、移動体登録処理部１０からの制御情報に応じた送信バッファを活かし、その活かした送信バッファに移動体識別情報および送信シーケンス情報を含む拡張ヘッダが付加された送信パケットを保持する。パケット送信制御部４は、移動体登録処理部１０からの制御情報に応じた送信バッファ３から送信シーケンス情報順に送信パケットを取り出し、電波送受信部５は、パケット送信制御部４からの送信パケットを移動体端末１３に無線送信する。
このようにして、上位ネットワーク１６側から各移動体１１毎に対応して転送される送信情報を対応する移動体端末１３に送信することができる。
【００３８】
以上のように、この実施の形態３によれば、複数の移動体１１が移動経路１２に沿って地上局装置１ａ〜１ｄの最大通信エリア以上の間隔を空けて順に通過する場合であっても、上位ネットワーク１６側から各移動体１１毎に対応して転送される送信情報を移動体端末１３に送信し、また、各移動体１１毎に対応して移動体端末１３から受信される受信情報を上位ネットワーク１６に転送することができる。
また、重複する受信パケットの廃棄および受信パケットの並び替えについても、移動体識別情報毎、すなわち、送信された移動体１１毎に実行することができる。
さらに、移動体１１毎に移動体識別情報が予め設定され、受信パケットが受信された際には、その拡張ヘッダに含まれる移動体識別情報に応じた送信バッファを活かすことにより、上位ネットワーク１６側からその移動体１１に応じた送信パケットを送信バッファ３に保持することができ、その移動体１１に応じた送信パケットを送信することができる。
【００３９】
なお、上記実施の形態１から上記実施の形態３において、地上局装置１は、移動体端末１３からの受信電波強度に基づいて、移動体１１がその数珠繋ぎ区間１５に進入したことを検出した場合に、その移動体１１内の移動体端末１３およびその数珠繋ぎ区間１５の他の地上局装置１に、その移動体端末１３との通信を開始する旨の制御パケットを送信し、移動体端末１３およびその他の地上局装置１では、その制御パケットの受信に応じて、情報の送受信の準備を行うようにしても良く、この場合、移動体端末１３および他の地上局装置１では、即座に通信の準備を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】この発明の実施の形態１による地上局装置の詳細を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１による移動体通信システムによる主に移動体端末からの情報受信の際の機能を説明するシステム構成図である。
【図３】この発明の実施の形態１による地上局装置の受信パケットの重複除去および整列機能を説明する構成図である。
【図４】この発明の実施の形態１による地上局装置の受信パケットの重複除去および整列方法を説明するフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態１による移動体通信システムによる主に移動体端末への情報送信の際の機能を説明するシステム構成図である。
【図６】この発明の実施の形態２による移動体通信システムによる主に移動体端末への情報送信の際の機能を説明するシステム構成図である。
【符号の説明】
【００４１】
１，１ａ〜１ｅ  地上局装置、２  拡張ヘッダ付加部、３  送信バッファ（送信パケット保持部）、４  パケット送信制御部、５，５ａ〜５ｃ，５ｅ  電波送受信部、６  受信電波強度記憶部、７，７ａ〜７ｃ，７ｅ  電波放射制御部、８，８ｂ  パケット受信制御部、９  拡張ヘッダ消去部、１０  移動体登録処理部、１１  移動体、１２  移動経路、１３  移動体端末、１４  移動体ネットワーク、１５，１５ａ，１５ｂ  数珠繋ぎ区間、１６  上位ネットワーク、１７  情報提供装置、１８  監視センター、１９  監視端末、２１  受信パケット、２２  情報部、２３  拡張ヘッダ、２４〜２６  キュー、２７  受信パケット選択部、２８  パケット転送処理部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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