(57)【要約】【課題】  移動体が高速で移動しても連続したシームレスの通信を行うことができる移動体通信システム及び通信装置を提供する。【解決手段】  サーバ２４に接続される通信中継装置２３に並列接続される端末局２１及び端末局２２を備えた移動体であって、隣接する無線通信範囲が重複するエリア３３，３４を有するように設置された複数の基地局１１，１２，１３のうち隣接する基地局の少なくとも一方から送信される通番を付したデータを端末局２１，２２の少なくとも一方で受信して、通信中継装置２３によりサーバ２４に送信し、サーバ２４は先着のデータを記憶して遅れて着信した同一通番のデータを廃棄するようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サーバと、該サーバに接続された第１の通信中継装置と、該第１の通信中継装置に伝送線により直列接続される複数の第２の通信中継装置と、前記第１及び第２の通信中継装置のそれぞれに接続され、隣接する無線通信範囲が重複するエリアを有するように設置された基地局とを備え、移動体に搭載された２つの端末局の少なくとも一方から送信された通番を付したデータを前記基地局で受信して、前記第１及び第２の通信中継装置を介して前記サーバに送信し、前記サーバは先着のデータを記憶して遅れて着信した同一通番のデータを廃棄する移動体通信装置。
【請求項２】
サーバと、該サーバに接続される通信中継装置と、該通信中継装置に並列接続される第１の端末局及び第２の端末局を備えた移動体であって、隣接する無線通信範囲が重複するエリアを有するように設置された複数の基地局のうち隣接する基地局の少なくとも一方から送信される通番を付したデータを前記第１及び第２の端末局の少なくとも一方で受信して、前記通信中継装置により前記サーバに送信し、前記サーバは先着のデータを記憶して遅れて着信した同一通番のデータを廃棄する移動体通信装置。
【請求項３】
第１のサーバと、該第１のサーバに接続された第１の通信中継装置と、該第１の通信中継装置に伝送線により直列接続される複数の第２の通信中継装置と、前記第１及び第２の通信中継装置のそれぞれに接続され、隣接する無線通信範囲が重複するエリアを有するように設置された基地局を有する固定局と、第２のサーバと、該第２のサーバに接続される第３の通信中継装置と、該第３の通信中継装置に並列接続される第１の端末局及び第２の端末局を備えた移動体とを備え、前記第１のサーバから送信される通番を付したデータを前記第１及び第２の通信中継装置を介してそれぞれの基地局に送信し、前記第１及び第２の端末局の少なくとも一方で受信して前記第３の通信中継装置により前記第２のサーバに送信し、前記第２のサーバは先着のデータを記憶して遅れて着信した同一通番のデータを廃棄する移動体通信装置。
【請求項４】
第１のサーバと、該第１のサーバに接続された第１の通信中継装置と、該第１の通信中継装置に伝送線により直列接続される複数の第２の通信中継装置と、前記第１及び第２の通信中継装置のそれぞれに接続され、隣接する無線通信範囲が重複するエリアを有するように設置された基地局を有する固定局と、第２のサーバと、該第２のサーバに接続される第３の通信中継装置と、該第３の通信中継装置に並列接続される第１の端末局及び第２の端末局を備えた移動体とを備え、前記第２のサーバから送信される通番を付したデータを前記第３の通信中継装置を介して第１及び第２の端末局に送信し、隣接する前記基地局の少なくとも一方で受信して前記第１及び第２の通信中継装置により前記第１のサーバに送信し、前記第１のサーバは先着のデータを記憶して遅れて着信した同一通番のデータを廃棄する移動体通信装置。
【請求項５】
前記基地局の通信周波数は、１つおきの基地局で同一周波数であり、隣接する基地局で異なる周波数に設定されている請求項１から４のいずれかに記載の移動体通信装置。
【請求項６】
前記第１及び第２の端末局の通信周波数は、互いに異なる周波数であって、前記基地局の通信周波数と一致する周波数に設定されている請求項１から４のいずれかに記載の移動体通信装置。
【請求項７】
前記通信中継装置がリピータハブとスイッチングハブを有し、前記サーバから送信されたデータはリピータハブへ送信され、前記基地局又は端末局から送信されるデータはスイッチングハブに送信されるように結線されている請求項１から４のいずれかに記載の移動体通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定的に設けられた複数の基地局と通信する移動局が高速で移動する場合でも連続して通信を行うことのできる移動体通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、〔特許文献１〕に記載のように、高速移動体と、高速移動体の内部に位置した移動体通信装置と、各々同時に３つの移動体通信装置と通信することができるようにデータ伝送路であるスロットを４組有し、半径数百メートル程度の通信範囲であるセルを有する複数の固定基地局と、中央基地局で構成され、高速移動体は、移動体通信装置と固定基地局との間の通信する第一の移動体通信部，第二の移動体通信部，移動体内基地局，移動体内基地局と第一の移動体通信部又は第二の移動体通信部との接続を切り替える切替部，切替制御部を有しており、高速移動体がある固定基地局に入ると第一の移動体通信部とを介して固定基地局の第一のスロットにより通信し、更に移動して後端部分までセル内に入ると第二の移動体通信部により第二のスロットにより通信して切替制御部は第一の移動体通信部とのリンク状態を解除し、高速移動体が更に移動して先頭部分が隣接するセル内に入ると、第一の移動体通信部とリンクし、第二の移動体通信部とのリンク状態を解除することを繰り返して高速移動体との通信が途切れないようにする移動体通信システムがある。
【０００３】
又、〔特許文献２〕に記載のように、セルを通過中の車に搭載された移動局は、無線機における第１の基地局からの受信レベルが低下する前に、次のセルの第２の基地局の情報を取得し、無線機を用いて第２の基地局との間の同期をとり、無線機の受信レベルが低下したとき、スイッチにより第１の基地局のチャンネルから第２の基地局の空きチャンネルへの切り替えを行うハンドオーバ・システムがある。
【０００４】
【特許文献２】特開平１０−１６４６４０号公報
【特許文献３】特開平１１−２７７２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
〔特許文献１〕に記載の従来の技術では、移動体がセル内を移動する際に通信するスロットを切り替えるが、この切り替えは、移動体に設けられている第一，第二の移動体通信部の切り替え及び中央基地局により固定基地局のスロットの切り替えを同期して行う、移動体に設けられている第一，第二の移動体通信部の切り替え及び中央基地局により固定基地局間のスロットの切り替えを同期して行う、さらに移動体に設けられている第一，第二の移動体通信部の切り替え及び中央基地局間の固定基地局のスロットの切り替えを同期して行う必要がある。このように通信部の複雑な切り替えが必要なため、切り替えの同期がとれないと連続的な通信を実現できなく、通信不可能な通信遮断時間が発生する可能性がある問題がある。
【０００６】
又、〔特許文献２〕に記載の従来の技術では、移動局がエリアからエリアに移る時に、通信している基地局からの受信レベルが低下して電波状態が劣化した場合に、次の基地局の情報を取得し、電波状態の良い基地局とのコネクションを確立させて初めて通信が再開されるものであり、基地局の切り替え時にどの基地局とも通信不可能な通信遮断時間が発生するという問題がある。
【０００７】
本発明の第１の目的は、移動体が高速で移動しても連続したシームレスの通信を行うことができる移動体通信装置を提供することにある。
【０００８】
本発明の第２の目的は、複数の移動局が存在する場合でも、移動局と固定局間で双方向の連続的な通信を行うことができる移動体通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の移動体通信装置は、サーバに接続された第１の通信中継装置に伝送線により直列接続される複数の第２の通信中継装置と、第１及び第２の通信中継装置のそれぞれに接続され、隣接する無線通信範囲が重複するエリアを有するように設置された基地局とを備え、移動体に搭載された２つの端末局の少なくとも一方から送信された通番を付したデータを前記基地局で受信して、第１及び第２の通信中継装置を介してサーバに送信し、サーバは先着のデータを記憶して遅れて着信した同一通番のデータを廃棄するようにしたものである。
【００１０】
又、サーバに接続される通信中継装置に並列接続される第１の端末局及び第２の端末局を備えた移動体であって、隣接する無線通信範囲が重複するエリアを有するように設置された複数の基地局のうち隣接する基地局の少なくとも一方から送信される通番を付したデータを第１及び第２の端末局の少なくとも一方で受信して、通信中継装置によりサーバに送信し、サーバは先着のデータを記憶して遅れて着信した同一通番のデータを廃棄するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、隣接する基地局間でオーバラップさせている重複エリアを移動局が移動している時に、隣接している基地局との独立した通信が可能であり、連続的な無線通信を実現できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
移動体が高速で移動しても連絡したシームレスの通信を行える移動体通信システムを実現する。
【実施例１】
【００１３】
本発明の一実施例を図１から図２により説明する。図１は、本実施例の移動体通信システムの構成図である。本実施例では、移動体として列車を例にとり、地上側と移動体間の移動体通信システムについて説明する。移動体は、バス，電車等としても適用できる。
【００１４】
列車が走行する沿線には、設定された間隔で基地局１１，１２，１３が配置されている。基地局１１，１２，１３にはそれぞれ通信中継装置１５，１６，１７が設けられ、通信中継装置１５，１６，１７はイーサネット（登録商標）ケーブルなどの伝送線１４で直列接続されている。通信中継装置１５はサーバ１８と接続され、これらの基地局１１，１２，１３、通信中継装置１５，１６，１７、伝送線１４、サーバ１８で固定局１０が構成されている。固定局１０はネットワーク１９を介して接続され、地上側のネットワークを構成している。
【００１５】
固定局１０のサーバ１８は相互にネットワーク１９を介して通信を行い、相互に走行する列車の位置情報，列車から送信されるデータ，列車に送信するデータ等を記憶している。又、各固定局１０のサーバ１８は、さらに上位の計算機と接続され、上位の計算機からの指示がある場合は、この指示に沿ってデータの送受信の通信，計算等を行う。サーバ
１８から送信されるデータは、パケットフォマットで送信される。このパケットには、データを区別するための番号（以下、通番という）を有しており、同一のデータはこの通番により判別される。基地局が列車から受信するデータは、同様にパケットフォマットであり、データを区別するための通番を有している。
【００１６】
線路を走行する列車２０には、２つの端末局２１，２２、通信中継装置２３、サーバ
２４が設けられ、端末局２１，２２はそれぞれ伝送線２５により通信中継装置２３に接続され、通信中継装置２３はサーバ２４に接続されている。
【００１７】
基地局１１，１２，１３及び端末局２１，２２には、それぞれ図示していない無線装置が設けられており、通信できるようになっている。基地局１１の無線通信範囲はエリア
３０、基地局１２の無線通信範囲はエリア３１、基地局１３の無線通信範囲はエリア３２であり、エリア３０とエリア３１は重複エリア３３を、エリア３１とエリア３２は重複エリア３４を有するようになっている。基地局１１と基地局１３で通信に用いられる周波数は同一周波数のｆ１であり、基地局１２で通信に用いられる周波数はｆ１と異なる周波数ｆ２に設定されている。無線通信には、８０２．１１準拠の無線ＬＡＮ，ミリ波，ＵＷＢ等の無線インフラを用いることができ、移動体の種類によって適切なものを選択して用いることができる。ミリ波は３０ＧＨｚ以上の帯域の電波が用いられる。
【００１８】
同一の周波数である基地局１１及び基地局１３との通信は端末局２１で行い、異なる周波数である基地局１２との通信は端末局２２で行う。図１に示す例では、３つの基地局の場合を示しているが、３つより多くの基地局を設置する場合は、隣接する基地局との間の通信は互いに異なる周波数を用い、１つおきの基地局との間の通信は同一周波数で行うようにする。このようにすることにより、隣接する基地局間の通信に用いる周波数が異なるため、重複エリア内で相互の電波が干渉するのを防ぐことができる。又、周波数を変えているので、８０１．１１準拠の無線ＬＡＮではチャンネルを変更していることになっている。
【００１９】
以上では、基地局から送信される電波を端末局で受信する場合を説明したが、端末局から送信される電波を基地局で受信する場合も同様であり、端末局２１で用いる周波数は
ｆ１、端末局２２で用いる周波数はｆ２である。列車２０の位置情報から通信する端末局が選択される。
【００２０】
又、基地局１３のエリア３２と隣接する固定局の基地局のエリアも重複エリアを形成するようになっている。列車２０の位置情報によりこの重複エリアに列車２０が移動したと判断された場合、あるいはその前から固定局１０のサーバ１８と隣接する固定局のサーバは同一のデータを基地局から列車２０に送信する。
【００２１】
通信中継装置１５〜１７，２３の構成について図２により説明する。図２に示すように、通信中継装置には、３つの伝送線４３，４４，４５と接続するためのポートが設けられ、伝送線４３は通信中継装置内部の伝送線５１によりスイッチングハブ４２と接続され、スイッチングハブ４２は伝送線５０により伝送線４５と接続されている。又、伝送線４３は通信中継装置内部の伝送線４６によりリピータハブ４１と接続され、リピータハブ４１は伝送線４８により伝送線４５と接続されている。伝送線４４は、通信中継装置内部の伝送線４９によりスイッチングハブ４２と、伝送線４７によりリピータハブ４１とそれぞれ接続されている。
【００２２】
リピータハブ４１は、受信したデータを接続されている全てのポートに中継する機能を有し、スイッチングハブ４２は、受信したデータを接続されているポートのうちの１つのポートに伝送する機能を有する。伝送線４３から通信中継装置が受信したデータは、伝送線４６を通ってリピータハブ４１に送られ、リピータハブ４１は受信したデータを伝送線４７と伝送線４８に送信し、伝送線４４と伝送線４５を通って伝送される。この例では、ポートは３つの場合を示しているが、４つ以上のポートを有する場合にも接続されている全てのポートに中継するようになっている。
【００２３】
一方、伝送線４４あるいは伝送線４５から通信中継装置が受信したデータは、伝送線
４９あるいは伝送線５０を通ってスイッチングハブ４２に送られ、スイッチングハブ４２で受信したデータをバッファリングし、宛先を判断し、その宛先に送信できる伝送線を選択してデータを送信する。ポートが３つの場合は、伝送線５１を介して伝送線４３に送信されるようになっている。ポートが４つ以上の場合は、宛先に送信できる伝送線を選択判断してその伝送線に送信する。
【００２４】
このように、通信中継装置は、ポートが３つの場合は、定められた第１のポートから入力されたデータは、他の第２，第３の２つのポートから中継され、第２，第３の２つのポートのうちのいずれかから入力されたデータは、第１のポートから出力される特性を有している。
【００２５】
通信中継装置１５，１６，１７には、サーバ１８から通信中継装置１５への伝送線，通信中継装置１５から通信中継装置１６への伝送線，通信中継装置１６から通信中継装置
１７への伝送線は上述した伝送線４３で構成され、通信中継装置１５から基地局１１への伝送線，通信中継装置１６から基地局１２への伝送線，通信中継装置１７から基地局１３への伝送線は、それぞれ上述した伝送線４４で構成されている。
【００２６】
列車２０に設置されたサーバ２４，通信中継装置２３，端末局２１，２２との接続は次のように構成されている。サーバ２４と通信中継装置２３とは伝送線４３で接続され、通信中継装置２３と端末局２１，２２とは伝送線４４，４５で並列接続されている。
【００２７】
このような構成により、サーバ１８から通信中継装置１５へデータが送信されると、リピータハブ４１で全てのポートにデータが送信され、伝送線４７を介して基地局１１と、伝送線４８を介して通信中継装置１６とにデータが送信される。同様にして通信中継装置１６から基地局１２と通信中継装置１７へデータが送信され、通信中継装置１７から基地局１３へデータが送信される。すなわち、サーバ１８から送信されたデータは、基地局
１１〜１３で同報的に送信され、線路を走行している列車２０の端末局２１，２２によって受信される。
【００２８】
列車２０の端末局２１，２２のいずれか一方あるいは両方で受信されたデータは、伝送線４４，４５いずれか一方あるいは両方からスイッチングハブ４２へ送信され、スイッチングハブ４２から伝送線４３を通ってサーバ２４へ送信される。
【００２９】
一方、列車２０のサーバ２４から送信されるデータは、伝送線４３を介してリピータハブ４１で受信され、伝送線４４，４５を介して端末局２１，２２へ送信される。端末局
２１，２２が受信したデータは、基地局１１〜１３のうち通信している端末局から基地局へ送信される。
【００３０】
基地局１１〜１３のうちの１つ又は２つの基地局で受信されたデータは、伝送線４４を通ってスイッチングハブ４２で受信され、伝送線４３を介して受信した通信中継装置から通信中継装置１５へ順次送信されてサーバ１８へ送信される。
【００３１】
このように構成された移動体通信システム１において、列車２０がエリア３０内を走行している場合は、端末局２１と基地局１１とがリンクを確立させて通信する。この時、端末局２１はサーバ１８から送信されるパケットフォーマットのデータを受信し、端末局
２２はデータを受信しないので、端末局２１がデータを先着受信したことになり、通信中継装置２３を経由した端末局２１で受信したデータがサーバ２４に記憶される。又、列車２０のサーバ２４から送信されるパケットフォーマットのデータも通番を有しており、端末局２１と端末局２２から送信されるが、リンクが確立されているのは端末局２１と基地局１１間であるので、基地局１１が受信したデータが通信中継装置を介してサーバ１８に送られ記憶される。
【００３２】
列車２０が移動して重複エリア３３を走行するようになると、端末局２２が基地局１２とリンクを確立させて通信できるようになる。この場合は、端末局２１と端末局２２でサーバ１８から送信される同じ通番のデータを受信する。端末局２１と端末局２２で受信されたデータは、通信中継装置２３を介してサーバ２４へ送信される。サーバ２４は、端末局２１と端末局２２から送信されたデータをそれぞれ受信し、同じ通番か否かを判断する。同じ通番のデータであれば、先着したデータを記憶し、遅れて着信したデータは破棄する。異なる通番であれば、それぞれ同じ通番のデータの着順を比較し、先着したデータを記憶して遅れて着信したデータを破棄する。このように構成しているので、端末局の切り替えを行わなくてもよく、多重受信も防ぐことができる。
【００３３】
一方、列車２０のサーバ２４から送信されるデータは、端末局２１と端末局２２から送信されるが、端末局２１と基地局１１間及び端末局２２と基地局１２間でリンクが確立されているので、基地局１１及び基地局１２が受信したデータが通信中継装置を介してサーバ１８に送られ、先着のデータは記憶され、遅れて着信したデータは破棄される。
【００３４】
その後、列車２０がエリア３１に移動してエリア３０から外れるか基地局１１からの電波受信状態が劣化した状態では、端末局２１と基地局１１とのリンクを解除するが、端末局２２が基地局１２とリンクされているので、基地局との通信を継続する。この場合は、端末局２２がデータを先着受信したことになり、通信中継装置２３を経由した端末局２２で受信したデータがサーバ２４に記憶される。又、列車２０のサーバ２４から送信されるデータは、リンクが確立されているのは端末局２２と基地局１２間で送受信され、基地局１１が受信したデータが通信中継装置を介してサーバ１８に送られ記憶される。
【００３５】
さらに列車２０が移動して重複エリア３４を走行するようになると、端末局２１が基地局１３とリンクを確立させて通信できるようになる。この場合は、端末局２１又は端末局２２から先着で受信したデータをサーバ２４が記憶し、他の端末局からのデータは破棄する。一方、列車２０のサーバ２４から送信されるデータは、端末局２１と端末局２２から送信され、端末局２１と基地局１１間及び端末局２２と基地局１２間でリンクが確立されているので、基地局１１及び基地局１２が受信したデータが通信中継装置を介してサーバ１８に送られ、先着のデータは記憶され、遅れて着信したデータは破棄される。
【００３６】
このように、周波数によって通信する端末局を決め、重複エリアでは２つの基地局との通信を２つの端末局で行い、２重化しているので、新幹線の車両のように列車２０が高速で移動しても連続したシームレスの通信を行うことができる。
【００３７】
本実施例によれば、隣接する基地局間でオーバラップさせている重複エリアを移動局が移動している時に、隣接している基地局との独立した通信が可能であり、連続的な無線通信を実現できる。又、通信中継装置を用いているので、複数の移動局が存在する場合でも、移動局と固定局間で双方向の連続的な通信を行うことができる。
【００３８】
又、２種類の周波数を交互に並べているので、隣接する基地局間では異なる周波数で通信できので、隣接する基地局間での干渉によるスループットの低下を防いで利用効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施例である移動体通信システムの構成図である。
【図２】通信中継装置の構成図である。
【符号の説明】
【００４０】
１…移動通信システム、１０…固定局、１１，１２，１３…基地局、１４，２５，４３，４４，４５，４６，４７，５１…伝送線、１５，１６，１７，２３…通信中継装置、
１８，２４…サーバ、１９…ネットワーク、２０…列車、２１，２２…端末局、３０，
３１，３２…エリア、３３，３４…重複エリア、４１…リピータハブ、４２…スイッチングハブ。
【図１】
2005117112.tif 000003
【図２】
2005117112.tif 000004