(57)【要約】【課題】本発明は、移動体の通信方法に関するものであり、従来は、移動体は直接固定局と接続しなければ、通信できないという問題があった。【解決手段】上記課題を解決するために、固定局３のサービスエリア外にいる移動体７が固定局３と接続・通信するために、各移動体に中継機能を持たせ、移動体７は、通信エリア１１内にいる移動体６と移動体６の通信エリア内にいる移動体５を介して、固定局３と接続するように構成された移動体間通信中継システムにより解決する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定局または別の移動体と無線通信を行う通信部と固定局との接続可否を判定する固定局接続判定部より成る移動体の通信システムにおいて、移動体が別の移動体や固定局への通信を中継する機能を備える移動体間中継システム。
【請求項２】
請求項１の移動体間中継システムにおいて、移動体が固定局との通信可能エリア外となった時点で、固定局への中継可能な別の移動体を検索し、固定局との通信経路を確保しておく手段を備える移動体間中継システム。
【請求項３】
請求項１の移動体間中継システムにおいて、中継可能な複数の移動体を検索し、最適な経路を選択する手段を備える移動体間中継システム。
【請求項４】
請求項１の移動体間中継システムにおいて、常時複数の中継可能な移動体を検索することで、使用中の経路が使用不可となった場合に、別経路に切り替え通信を継続する手段を備える移動体間中継システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体の無線通信において、移動体が固定局と接続し通信を行う方法及びそのシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、無線通信が行われる携帯用電話装置として、各種方式のものが開発されている。この無線通信を利用した携帯用電話装置は、何れの方式でも基地局を介して通信を行うシステムとなっており、基地局は、有線の電話回線などを介して交換局側と接続されている。各携帯電話装置は、基地局に対して接続要求を行い、接続が許可されたあと通信が可能となる。このように、携帯用電話装置は基地局を介して通信が行われるので、各基地局を中心にして、この基地局からの電波が届く範囲が、通信機である携帯電話装置が使用できるサービスエリアとなっている。このような無線通信による電話システムの場合には、通信機である携帯電話装置が、何れかのサービスエリア内にないと使用できない。このため、自動車電話などの場合には、通常は各サービスエリアが若干重なるような状態で形成させて、一定の地域内ではサービスエリア外になることがないようにしているが、比較的小規模なシステムの場合には、一定の地域内全てをサービスエリアとすることは困難であり、サービスエリアの中にある携帯電話装置は、基地局を介した通信が行われるが、何れのサービスエリアからも外れた携帯電話装置は、サービスエリア内に移動しない限り電話機として使用することができない。特許文献１には、携帯電話装置がサービスエリア内に移動した時点で、携帯電話装置の使用者への通知もしくは自動的に発呼するようにした技術が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−１０７５４８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術は、移動体は固定局と通信可能なエリア内でのみ無線による通信が可能で、移動体が固定局と通信できないエリアにいる場合には、無線通信ができず、移動体へのサービスエリアの拡大のためには、固定局の数を増やしたり、移動体の出力を大きくするなどで対応する必要があるが、固定局の設置コストの増加や移動体の消費電力の増加といった問題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、移動体が固定局と接続できない場合には、周辺の固定局と接続できる移動体が通信を中継するようにしたものである。
【０００６】
さらに、移動体が固定局との通信可能エリア外にいる場合にもすぐに通信ができるよう、固定局との通信可能エリア外となった時点で中継可能な移動体を検索し、固定局との接続経路を確保するようにしたものである。
【０００７】
さらに、中継可能な移動体を複数検索することで、最適な経路を選択するようにしたものである。
【０００８】
さらに、通信を要求する移動体および中継を行う移動体も逐次移動することから、通信途中に中継移動体との通信ができなくなった場合や、別の最適な経路が見つかる場合に備え、常時、別の中継可能な移動体を検索し、最適な経路に切り替えるようにしたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する、図１は、本発明における一実施例である移動体間通信中継システムの構成を示すものである。
【００１０】
本実施例では、ネットワーク４に接続された固定局３と無線により固定局と通信可能なエリア２の外に存在する移動体７がネットワーク４に接続された通信先１と通信する。なお、通信先１は、ネットワーク４に直接接続されていなくても、移動体７と同様に固定局３と通信する別の移動体１３の場合でも同じである。
【００１１】
移動体７は、固定局と通信可能なエリア２の外に存在し直接固定局３と通信することができないため、移動体７の通信エリア１１内の全移動体に対して、固定局３までの中継要求を出す。このとき、移動体７の現在位置・移動速度・移動方向・通信に必要な時間も中継要求に含めて通知する。中継要求を受けた移動体６、８では、固定局と通信可能なエリア２内にいるか判断し、固定局と通信可能なエリア２の外であれば、移動体７と同様に、自移動体６、８の通信エリア１０、１２内の全移動体に対して、固定局までの中継要求を出す。移動体６から中継要求を受けた移動体５でも、固定局と通信可能なエリア２内であるか判断し、固定局と通信可能なエリア２内であれば、中継応答を移動体６に返す。このとき、移動体５の識別情報・現在位置・移動速度・移動方向も中継応答に含めて通知する。移動体５からの中継応答を受けた移動体６でも、移動体６の識別情報・現在位置・移動速度・移動方向と中継先の移動体５の識別情報を中継応答として移動体７に返す。移動体７では、移動体６からの中継応答を受けて、固定局３までのまでの通信経路を移動体７→移動体６→移動体５→固定局３と決定する。
【００１２】
移動体７が複数の移動体から中継応答を受けた場合には、中継する移動体の数・移動体の位置・移動速度・移動方向・通信に必要な時間を元に最適の経路を決定する。
【００１３】
固定局３までの経路が確定すると、中継の移動体を介して、通信先１または移動体１３と通信を行う。
【００１４】
通常、移動体は、固定局と通信可能なエリア２の外へ移動した時点で、他の移動体を中継して固定局３と通信できる経路を探索する。また、定期的に固定局３との通信の可否および中継の移動体を介して固定局３と通信が可能か確認を行い、固定局３までの通信経路のリフレッシュを行う。
【００１５】
図２は、図１で示した移動体７を構成する各要素について示すものであり、通信部２０では、固定局や他の中継移動体への送信を送信機能２１を使用して行い、固定局や他の中継移動体からの受信を受信機能２２で行う。
【００１６】
通信経路決定部２３では、固定局と直接接続が可能かどうかを判定を固定局接続判定機能２４で行い、固定局と接続できない場合には、周辺の移動体の検索を周辺移動体検索機能２５で行う。  周辺の移動体が見つかった場合には、固定局への中継要求を中継要求処理機能２６で要求し、周辺の移動体からの中継応答を中継応答処理機能２７で処理する。中継可能な移動体が見つかれば、最適な経路を経路決定機能２８で決定する。
【００１７】
中継要求処理部２９では、他の移動体からの中継要求を受けた場合に、中継が可能かどうかの判定を中継可否判定機能３０で行う。他の移動体への中継要求を行う場合、自移動体の情報の送信を自情報送信機能３１で行い、他の移動体からの中継要求をさらに中継する場合には、要求元の情報の送信を要求元情報送信機能３２で行う。
【００１８】
位置・速度・方向特定部３３では、自移動体の現在位置の特定を自位置特定機能３４で行い、自移動体が移動している場合の移動速度の特定を自移動速度特定機能３５で行い、自移動体の移動方向の特定を自移動方向特定機能３６で行う。
【００１９】
通信量・通信所要時間計算部３７では、通信を行うデータ量の計算を通信量計算機能３８で行い、通信に必要な時間の計算を所要時間計算機能３９で行う。
【００２０】
中継応答処理部４０では、他の移動体からの中継応答を受けた場合に、応答を返した移動体との相対位置の判定を中継移動体との相対情報判定機能４１で行い、中継応答が他の移動体からの中継要求に対しての応答であった場合には、中継要求元への返信を中継要求元への返信機能４２で行う。
【００２１】
経路リフレッシュ部４３では、定期的に自移動体の位置・移動速度・方向の変化を自位置・移動速度・方向の変化確認機能４４で確認する。固定局や中継移動体との通信が途絶えていないかの確認を通信途絶判定機能４５で行い、通信が途絶えた場合に備え、別経路の検索を別経路検索機能４６で行う。通信が途絶えた場合には、検索済みの別経路への切り替えを経路切り替え機能４７で行う。移動体情報蓄積部４８に図７と図８の自移動体についての情報と中継移動体についての情報格納をテーブルを設け、図７と図８の詳細は後述する。
【００２２】
図３は、移動体が固定局との通信経路を決定する流れを示す。固定局と通信可能なエリア内であるか判定し（ステップ４９）、固定局と通信可能なエリア内であれば固定局と直接通信可能状態とする（ステップ５０）。固定局と通信可能なエリア外であれば、周辺の移動体の検索を行い（ステップ５１）、周辺に移動体があるか判定し（ステップ５２）、移動体がなければ、通信不可状態とする（ステップ５３）。周辺に移動体があれば、中継要求を行い（ステップ５４）、中継応答があるか判定する（ステップ５５）。中継応答があれば、中継移動体経由で通信可能状態とし（ステップ５６）、複数の中継応答があれば最適な経路を選択する（ステップ５７）。
【００２３】
図４は、移動体が中継要求を受けた場合の処理の流れを示す。中継要求が自移動体か他移動体かを判定し（ステップ５８）、自移動体であれば、検索済みの経路があるか判定する（ステップ５９）。検索済みの経路がなければ、中継移動体なしとして通信不可状態とし（ステップ６０）、検索済みの経路があれば、検索済みの中継移動体を使用して通信可能状態とする（ステップ６１）。他移動体からの中継要求であれば、検索済みの経路を使用して中継可能かどうか判定し（ステップ６２）、中継可能な場合のみ自移動体の情報と中継移動体の情報を中継要求元に返す（ステップ６３）。
【００２４】
図５は、移動体が中継応答を受けた場合の処理の流れを示す。受けた中継応答の要求元が自移動体か他移動体かを判定し（ステップ６４）、要求元が他移動体であれば、自移動体の情報と中継移動体の情報を取得し（ステップ６５）、中継要求元へ自移動体の情報と中継移動体の情報を返す（ステップ６６）。要求元が自移動体であれば、自移動体の情報を取得し（ステップ６７）、中継応答を返した移動体との相対位置等の情報を判定する（ステップ６８）。判定の結果、中継路として使用可能であるか判定し（ステップ６９）、使用可能であれば、中継移動体として確保し中継路の確保応答をする（ステップ７０）。
【００２５】
図６は、経路のリフレッシュを行う場合の処理の流れを示す。自移動体の位置が変化したがどうか判定し（ステップ７１）、変化していれば、現在の情報を取得・保存する（ステップ７２）。現在検索済みの経路より最適な別経路が存在しないか検索を行い（ステップ７３）、最適な経路が見つかれば（ステップ７４）、経路の切り替えを行う（ステップ７５）。
【００２６】
図７は、移動体の情報を格納しているテーブルであり、移動体の電源を入れた時点で作成する。固定局と通信可能なエリア内であるかのすテータスを固定局との接続ステータス７７で、自移動体の現在位置を自移動体の現在位置７８で、自移動体の現在の移動速度を自移動体の現在移動速度７９で、自移動体の現在の移動方向を自移動体の現在移動方向８０で示し、この情報の収集時刻を情報収集時刻７６に格納している。また、通信量８１と通信に必要な時間８２を通信を行う場合に設定する。自移動体の情報は、一定時間毎に収集しており、前回の収集情報を、前回収集した自移動体位置８３、前回収集した自移動体移動速度８４、前回収集した自移動体移動方向８５に格納し、現在の情報と前回収集した情報を元に、中継移動体との相対位置の判定に使用する。
【００２７】
図８は、中継要求を行い、応答があった移動体の情報を格納しているテーブルで、固定局までの中継移動体の情報を格納している。固定局までの中継移動体数を中継移動体数８６で示し、中継移動体からの応答情報を中継移動体識別ＩＤ８７、９２、中継移動体位置８８、９３、中継移動体移動速度８９、９４、中継移動体移動方向９０、９５、情報取得時刻を９１、９６に格納している。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、移動体の通信において、移動体が固定局と接続可能なエリア外にいる場合においても、通信ができるという効果がある。
【００２９】
本発明では、移動体が中継を行うことにより、固定局の設置数を削減できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における一実施例である、移動体間通信中継システムの全体構成を示すものである。
【図２】図１で示した移動体７を構成する各要素について示すものである。
【図３】移動体が固定局との通信経路を決定する流れを示すフローチャートである。
【図４】移動体が中継要求を受けた場合の処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】移動体が中継応答を受けた場合の処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】自移動体の情報を格納しているテーブルである。
【図７】固定局までの中継移動体の情報を格納しているテーブルである。
【図８】中継要求を行い、応答があった移動体の情報を格納しているテーブルである。
【符号の説明】
１  通信先
２  固定局と通信可能なエリア
３  固定局
４  ネットワーク
５  移動体（固定局と通信可能なエリア内）
６  移動体（固定局と通信可能なエリア外）
７  移動体（通信要求元）
８  移動体（固定局と通信可能なエリア外）
９  移動体の通信可能エリア
１０  移動体の通信可能エリア
１１  移動体の通信可能エリア
１２  移動体の通信可能エリア
１３  通信先移動体（固定局と通信可能なエリア内）
２０  通信部
２１  送信機能
２２  受信機能
２３  通信経路決定部
２４  固定局接続判定機能
２５  周辺移動体検索機能
２６  中継要求処理機能
２７  中継応答処理機能
２８  経路決定機能
２９  中継要求処理部
３０  中継可否判定機能
３１  自情報送信機能
３２  要求元情報送信機能
３３  位置・速度・方向特定部
３４  自位置特定機能
３５  自移動速度特定機能
３６  自移動方向特定機能
３７  通信量・通信所要時間計算部
３８  通信量計算機能
３９  所要時間計算機能
４０  中継応答処理部
４１  中継移動体との相対情報判定機能
４２  中継要求元への返信機能
４３  経路フレッシュ部
４４  自位置・移動速度・方向の変化確認機能
４５  通信途絶判定機能
４６  別経路検索機能
４７  経路切り替え機能
４８  移動体情報蓄積部
【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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【図７】
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【図８】
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