(57)【要約】      （修正有）【課題】携帯端末のスムーズなハンドオーバーを保証することができる移動通信システムを提供すること。【解決手段】列車の軌道に沿って各固定基地局のセルの境界（ハンドオーバー領域）に予め位置情報を通知することができるセンサーを設置し、このセンサーに列車等内に設置された移動基地局を自動検知させ、センサが設置された位置に関する情報を移動基地局に送信し、固定基地局との通信を切替える（ハンドオーバー）よう通知する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体内に移動基地局を搭載し、前記移動体内の移動機の通信を、前記移動基地局を介し該移動基地局と固定基地局とが通信することによって行う移動通信システムにおいて、
前記固定基地局が複数設けられ、該複数の固定基地局のうちの所定の固定基地局によるセルと別の固定基地局によるセルとの境界にセンサーを敷設し、
前記センサーに前記移動基地局が近づいたときに、該センサーと該移動基地局とが通信することを特徴とする移動通信システム。
【請求項２】
前記センサーに前記移動基地局が近づいたときに、該センサーが、該センサーが敷設された位置に関する位置情報を該移動基地局に対して送信することを特徴とする請求項１に記載の移動通信システム。
【請求項３】
前記センサーに前記移動基地局が近づいたときに、該センサーが、該移動基地局が通信する前記固定基地局のハンドオーバーに関する情報を該移動基地局に対して送信することを特徴とする請求項１に記載の移動通信システム。
【請求項４】
前記センサーが前記移動基地局の進行方向を判断する手段を備えたことを特徴とする請求項３に記載の移動通信システム。
【請求項５】
前記センサーに前記移動基地局が近づいたときに、該センサーが、該センサーが敷設された位置の周辺の施設に関する情報を該移動基地局に対して送信することを特徴とする請求項１に記載の移動通信システム。
【請求項６】
請求項１から５のうちのいずれか１項に記載のセンサー。
【請求項７】
請求項１から５のうちのいずれか１項に記載の移動基地局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は移動通信システムに関し、特に、新幹線などによって高速移動時にも移動機すなわち携帯端末による通信、通話が可能な移動通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
高速移動中の携帯端末の使用の普及に伴い、途切れのないシームレスな通信サービスの実現が必須である。
【０００３】
たとえば株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモによるＦＯＭＡサービスで採用しているＷＣＤＭＡ（（Ｗｉｄｅ−ｂａｎｄ  Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式では、移動端末は複数の基地局と同時に通信することができる。このとき、どの基地局も同じ周波数を使っているために、移動端末は、各基地局によるセルの境界付近では複数の基地局からの電波を受け、電波強度やタイミングのズレを計測し、これを収容基地局から目的基地局にネットワーク経由で報告して目的基地局のタイミングを収容基地局のタイミングに修正（アライメント）する。したがって、理論的に、安定的な受信状態を維持しながらセル間を移動することができる。
【０００４】
しかしながら、列車や新幹線等に乗車しているような高速移動中においては、セルの境界では電波強度がめまぐるしく変動するため、端末からのＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｒｅｐｏｒｔにしたがって基地局主導でのハンドオーバーに時間がかかってしまう。こうなると、電波の途切れは改善できるものの、データの流れが止まることがしばしば発生してしまう。
【０００５】
また最近では、ＷＣＤＭＡ方式によるＦＯＭＡサービスの拡大により多くのビジネスマンは携帯電話をビジネスツールとして使うようになり、きわめて高速で移動する新幹線においても、通信の安定を維持することができる移動通信システムの開発が要望されている。
【０００６】
この課題を解決するために、まず、列車などの移動体の内部空間を無線ゾーンとする移動基地局の設置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００７】
この特許文献１によれば、移動体の中の移動機は、この移動基地局経由で移動通信交換局との間の通信回線を確立する。したがって、移動体がトンネル内を通過中であっても通信回線を維持することができ、トンネルの出入りの際にハンドオーバを行う必要もなく、高速移動中でも通信回線を安定に維持することができる。
【０００８】
また、この特許文献１では、移動基地局の中にＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）機能をもつ区間検出装置を有し、移動基地局自身によって区間の切り替わりを検出し、移動通信交換局に通知するように提案されている。
【０００９】
さらに、列車の路線区間および先の位置情報を事前にわかることから、そうした発車タイミング情報および位置情報に基づき、区間の切り替わりを移動基地局に通知するアイデアもある（特許文献２参照）。
【００１０】
この特許文献２は、機列車は決まった軌道に沿って移動するため、位置特定が容易で、位置情報からハンドオーバ先を一意に予定し、移動基地局は予定通りにハンドオーバをするというものである。
【００１１】
【特許文献１】特開２００２−３３５５７３号公報
【特許文献２】特開２００４−３２１５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１によれば、移動基地局を経由して移動端末と通信交換局との間の通信回線の確立をある程度は保証することができる。
【００１３】
しかし、線路ごとまたは鉄道本線ごとに各列車と接近する位置に、中継ケーブルの敷設が必要であるため、設置のスペースとコストがかかるという問題がある。きわめて高速で移動する新幹線においては、固定局への無線の切り替えが望ましい一方で、タイムリーなハンドオーバーの実現は難しい。さらに、言及されているＧＰＳ機能をもつ区間検出装置もＧＰＳの信号に左右されるため、実現が難しいと予想される。
【００１４】
特許文献２は、位置情報からハンドオーバ先を一意に予定しないといけない。列車のダイヤが乱れる場合、ハンドオーバー先の基地局情報が狂う。列車の運行情報の変更に伴い位置情報の変更が必要のため、ネットワークの負担が重くなる。
【００１５】
本発明の目的は上記の問題点を解消し、携帯端末のスムーズなハンドオーバーを保証することができる移動通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、列車の軌道に沿って各固定基地局のセルの境界（ハンドオーバー領域）に予め位置情報を通知することができるセンサーを設置し、このセンサーに列車等内に設置された移動基地局を自動検知させる。
【００１７】
その列車等がセンサーに接近するとき、センサーは列車の進行方向およびセル電波強度を判断し、移動基地局に目的基地局へのスイッチングを通知する。移動基地局はセンサーの指示を受け、固定基地局とコミュニケーションし、携帯端末のスムーズなハンドオーバーを保証する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、列車の運行状況が変っても、常にハンドオーバー先のセル情報を通知することができる。さらに、固定基地局と通信する携帯端末が高速移動しているときに固定基地局とのハンドオーバを行わずに済む。
【００１９】
また本発明によれば、列車内に設置されている移動基地局とセンサーとの情報交換により、携帯端末ではユーザが欲しい情報（たとえば近隣の各種施設（百貨店、映画館、病院、銀行等）の情報）等を容易に入手することができる。
【００２０】
また、ユーザが列車からいつ下車しても、携帯端末では、その駅近辺の周辺セル情報を事前に入手することができ、セルサーチの対象セルの数が少なくて済むし、セルサーチの時間短縮もできる。また、これまで周辺セル情報やセル周辺の局所的な情報を一手に管理する情報センターの負担を大幅に減らすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本発明による移動通信システムの一実施の形態のシステム構成を示すブロック図である。
【００２３】
図１によれば、列車の通過エリアを複数のセルによってカバーしている。
【００２４】
セル２０１は、固定基地局３０１によってカバーされる領域であり、セル２０２は、固定基地局３０２によってカバーされる領域であり、セル２０３は、固定基地局３０３によってカバーされる領域である。
【００２５】
線路２０４上を運行する列車には移動基地局１０１Ａが搭載されている。
【００２６】
センサーは列車の軌道に沿ってセルの境界（ハンドオーバー領域）ごとに敷設される。この実施の形態では、セル２０１とセル２０２との境界にセンサー１０が敷設され、セル２０２とセル２０３との境界にセンサー２０が敷設される。
【００２７】
図２は、図１に示した実施の形態において、各構成の関連を示すブロック図である。
【００２８】
センサー１０や２０には位置情報サーバが搭載されており、この位置情報サーバには自センサーが敷設されている場所における固定基地局の情報などの位置情報が記憶されている。
【００２９】
センサー１０や２０は、列車１０１内に搭載された移動基地局１０１Ａとの間で無線通信を行う。
【００３０】
センサー１０や２０は、移動基地局１０１Ａからの電波を受信し、その強度を検出する手段や、その強度の時間的変化に基づき、移動基地局１０１Ａが搭載された列車１０１がセンサーに対して近づいてきているのか、遠ざかっているのかすなわち列車１０１の進行方向を求める手段を備えている。
【００３１】
列車１０１内の携帯端末１０２から発信要求があった場合、移動基地局１０１Ａ、固定基地局３０１を介して、電話網であるネットワーク４００に送信される。
【００３２】
図３は、センサー１０の周辺環境に関する情報について説明するブロック図である。
【００３３】
図３に示すように、センサー１０または固定基地局３０１は、列車１０１すなわち列車１０１に搭載した移動基地局１０２や、周辺の各種施設（百貨店、映画館、病院、銀行等）の位置情報を管理し、その情報を記憶してある。
【００３４】
これらの位置情報は、たとえばセンサー１０に内蔵される位置情報サーバに蓄積され、携帯端末１０２からリクエストに応じ、移動基地局１０１Ａを介して携帯端末１０２に送信され、ユーザーはこれを参照することができる。
【００３５】
次に、本実施の形態の移動通信システムの動作について、図面を参照してさらに詳しく説明する。
【００３６】
図４は、図１に示した移動通信システムの動作を示すフローチャートである。
【００３７】
図１に示すように、移動基地局１０１Ａを搭載した列車１０１がセンサー１０に接近すると、センサー１０は図、４に示されるように条件判断を行う。
【００３８】
センサー１０は、移動基地局１０１Ａを搭載した列車１０１がセンサー１０に接近、通過したならば（Ａ−１）、移動基地局１０１Ａからの電波の強度の時間的な変化に基づいて列車１０１の進行方向を判断する（Ａ−２）。
【００３９】
固定基地局３０１からの信号が固定基地局３０２からの信号よりも弱まる方向に進行しているのであれば、通信相手を固定基地局３０２に切り替えるように、移動基地局１０１Ａに通知する（Ａ−３）。
【００４０】
反対に、固定基地局３０１からの信号が固定基地局３０２からの信号よりも強まる方向に進行しているのであれば、通信相手を固定基地局３０１に切り替えるように、移動基地局１０１Ａに通知する（Ａ−４）。
【００４１】
このステップ（Ａ−３）、（Ａ−４）では、移動基地局１０１Ａにハンドオーバー先セル情報の指示を発信する。なお、センサー１０は次のセルに入る隣接点に敷設され、移動基地局１０１Ａとの通信に十分な時間的余裕が得られる位置に敷設されている。
【００４２】
図５は、図１に示した移動通信システムの各構成どうしの通信タイミングを示すタイミングチャートである。
【００４３】
本実施の形態の各構成のうち携帯端末１０２、移動基地局１０１Ａ、センサー１０、固定基地局３０１、固定基地局３０２、ネットワーク４００は以下に説明するように通信を行う。なお、この例は、列車１０１がセル２０１からセル２０２に移動する場合のものである。
【００４４】
携帯端末１０２が移動基地局１０１Ａと通信中（Ｓ６０１）の状態において、列車１０１がセンサー１０を通過するとき、センサー１０は列車１０１の位置判断（Ｓ６０２）を上述のようにして行い、無線通信によって移動基地局１０１Ａに通知する。移動基地局１０１Ａはその指示を受け、固定基地局３０１にハンドオーバーのリクエストを出す。固定基地局３０１はその指示を受け、ネットワーク４００に通知し、固定基地局３０２にハンドオーバーする（Ｓ６０３、Ｓ６０４、Ｓ６０５、Ｓ６０６）。センサー１０は移動基地局１０１Ａに固定基地局３０２への切り替え指示を出すとともに、固定基地局３０２の周辺セル情報、および周辺の各種施設（百貨店、映画館、病院、銀行等）の位置情報を位置情報サーバから提供する。
【００４５】
携帯端末１０２は、移動基地局１０１Ａを介して固定基地局３０１、ネットワーク４００と通信し、ハンドオーバー後は、携帯端末１０２は、移動基地局１０１Ａを介して固定基地局３０２、ネットワーク４００と通信する。
【００４６】
上述のように、携帯端末１０２や移動基地局１０１Ａは、センサー１０と情報交換することによって、移動基地局１０１Ａは列車のダイヤが乱れたとしても、実際の運行状況に応じて行き先の各セル２０１、２０２、２０３の情報とそれに対応する位置情報を事前に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明による移動通信システムの一実施の形態のシステム構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示した実施の形態において、各構成の関連を示すブロック図である。
【図３】センサー１０の周辺環境に関する情報について説明するブロック図である。
【図４】図１に示した移動通信システムの動作を示すフローチャートである。
【図５】図１に示した移動通信システムの各構成どうしの通信タイミングを示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００４８】
１０、２０  センサー
１０１  列車
１０１Ａ  移動基地局
１０２  携帯端末（移動機）
２０１、２０２、２０３  セル
３０１、３０２、３０３  固定基地局
４００  ネットワーク
【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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