(57)【要約】【課題】  自機の通信系の構成を大きくすることなく、飛行中に自機の移動に伴って通信対象の基地局を切り換えることのできる、移動無線局における通信対象基地局切換方法を得る。【解決手段】  機上局は、通信中の基地局のＴＤＭＡフレーム中の空きスロットを識別し、その空きスロットの期間に、受信周波数を切り換えて周波数の異なる隣接する通信サービスエリアを有する基地局からの信号を受信し、その信号レベルをモニタする。そして、この隣接する基地局の信号レベルと通信中の基地局の信号レベルとを比較し、この比較結果に基づいて通信対象の基地局を切り換える。【選択図】  図１
2007013492.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる周波数を用い移動無線局とＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式で多重化された通信を行なう複数の基地局を含む無線通信システム内で、これら複数の基地局のひとつと移動しながら通信を行なう前記移動無線局における通信対象基地局切換方法であって、
前記移動無線局は、
通信中の前記基地局からの信号を受信してその信号レベルをモニタするとともに、この基地局のＴＤＭＡフレーム中の空きスロットを識別し、
この空きスロットの期間に、周波数の異なる他の前記基地局からの信号を受信してその信号レベルをモニタし、
前記通信中の基地局からの信号レベルのモニタ結果と前記周波数の異なる他の基地局からの信号レベルのモニタ結果とを比較し、
この比較結果に基づいて通信の相手方を前記周波数の異なる他の基地局に切り換えることを特徴とする移動無線局における通信対象基地局切換方法。
【請求項２】
前記移動無線局はさらに移動中における自位置情報を継続的に取得し、
前記空きスロットの期間に前記周波数の異なる他の基地局の信号を受信する際は、前記自位置情報に基づいて、あらかじめ設定された前記各基地局の位置情報対周波数テーブルを検索し、前記通信中の基地局に隣接する前記他の基地局の周波数を取得することを特徴とする請求項1に記載の移動無線局における通信対象基地局切換方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動無線局における通信対象基地局切換方法に係り、特に、無線通信器材を搭載して地上の基地局と通信しながら飛行するヘリコプタ等の移動無線局が、飛行中に自機の移動に伴って通信対象の基地局を切り換える際の切換方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ヘリコプタ等の移動無線局（以下、機上局と表す）と地上の基地局との通信用に種々の無線通信システムが利用されている。
【０００３】
この種の無線通信システム内では、基地局及び複数の機上局が、あらかじめ基地局に対して割り当てられた特定の周波数の電波を用いて、対基地局あるいは機上局相互間の通信を行なう。このときに、互いの送信が競合することのないよう、例えば、ＣＳＭＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｅｎｃｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式等により特定の周波数を共用する。また、通信サービスエリアをオーバーラップさせて互いに異なる周波数を割り当てた複数の基地局を設置するなど、機上局が広汎な空域を移動する場合にも、常に機上局と基地局との間で安定した通信が確保できるように構成される。
【０００４】
このような無線通信システムを利用する機上局に搭載される無線通信装置の構成の一例を、図５に示す。この図５に示す無線通信装置５０は、送受信ともに可能な第１の通信部５１と受信のみが可能な第２の通信部５２から構成されている。
【０００５】
第１の通信部５１は、所定の周波数の電波を送受信するアンテナ部５１１、送受信に応じてアンテナ部５１１の接続を切換える送受信切換部５１２、送信信号を送り出す送信部５１３、受信した信号を復調処理する受信部５１４、及びＣＳＭＡ方式による多重通信を制御するＣＳＭＡ制御部５１５から構成されている。また、第２の通信部５２は、所定の周波数の電波を受信するアンテナ部５２１、及び受信した信号を復調処理する受信部５２２から構成されている。
【０００６】
次に、この図５に例示した従来の無線通信装置５０を搭載した機上局が、飛行中に自機の移動に伴って通信対象の基地局を切換える際の動作を、前述の図５及び図６を参照して説明する。
【０００７】
図６においては、周波数の異なる２つの基地局Ｘ６１、及び基地局Ｙ６２が、それぞれの通信サービスエリア６１ａ及び６２ａをオーバーラップさせて設置されている。図５に例示した無線通信装置５０を搭載した機上局６３は、飛行経路に沿って基地局Ｘ６１の通信サービスエリア６１ａ内を飛行中は、第１の通信部５１を用いて基地局Ｘ６１に割り当てられた周波数ｆｘで基地局Ｘ６１と通信しながらその信号レベルをモニタする。
【０００８】
同時に、第２の通信部５２を用いて、隣接する基地局Ｙ６２から周波数ｆｙで送信される信号を受信してその信号レベルをモニタする。そして、基地局Ｙ６２の通信サービスエリアに接近し、基地局Ｘ６１の信号レベルが低下して基地局Ｙ６２の信号レベルが高くなると、機上局６３は、通信対象の基地局を、それまでの基地局Ｘ６１から周波数ｆｙの基地局Ｙ６２に切り換えて通信を継続する。
【０００９】
なお、高速で移動する移動体に対して中断することなく通信サービスを提供しうる技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１に開示された事例では、移動体の速度ベクトル及び通信時間からこの移動体が通過するセルを予測し、あらかじめ通信チャネルをこの移動体に割り当てておくことによって、通信サービスの中断を防いでいる。
【特許文献１】特開２００４−８８６５４号公報（第９ページ、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、ヘリコプタ等の航空機内には、機内の限られたスペースに各種の器材が多数まとめて搭載されるため、これら器材に対しては小型化及び軽量化が強く求められる。
【００１１】
しかしながら、上述のような従来の無線通信システムにおいては、機上局は、飛行中に自機の移動に伴って通信対象の基地局を切換えるために、例えば図５のような送受信ともに可能な第１の通信部と受信のみが可能な第２の通信部とを備えた無線通信装置５０を搭載し、第１の通信部でひとつの基地局と通信しながら、第２の通信部で周波数の異なる他の基地局の信号をモニタすることが必要であった。すなわち、最小の構成でも２つの通信部が必要であったため、搭載器材の重量が増加するとともに搭載スペースも確保しなければならず、他の種々の器材とあわせて搭載器材の全体システムをインテグレーションする際の障害になっていた。
【００１２】
本発明は、上述の事情を考慮してなされたものであり、自機の通信系の構成を大きくすることなく、飛行中に自機の移動に伴って通信対象の基地局を切り換える、移動無線局における通信対象基地局切換方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の移動無線局における通信対象基地局切換方法は、互いに異なる周波数を用い移動無線局とＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式で多重化された通信を行なう複数の基地局を含む無線通信システム内で、これら複数の基地局のひとつと移動しながら通信を行なう前記移動無線局における通信対象基地局切換方法であって、前記移動無線局は、通信中の前記基地局からの信号を受信してその信号レベルをモニタするとともに、この基地局のＴＤＭＡフレーム中の空きスロットを識別し、この空きスロットの期間に、周波数の異なる他の前記基地局からの信号を受信してその信号レベルをモニタし、前記通信中の基地局からの信号レベルのモニタ結果と前記周波数の異なる他の基地局からの信号レベルのモニタ結果とを比較し、この比較結果に基づいて通信の相手方を周波数の異なる他の基地局に切り換えることを特徴とする。
【００１４】
また、前記移動無線局はさらに移動中における自位置情報を継続的に取得し、前記空きスロットの期間に前記周波数の異なる他の基地局の信号を受信する際は、前記自位置情報に基づいて、あらかじめ設定された前記各基地局の位置情報対周波数テーブルを検索し、前記通信中の基地局に隣接する前記他の基地局の周波数を取得することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、自機の通信系の構成を大きくすることなく、飛行中に自機の移動に伴って通信対象の基地局を切り換えることのできる、移動無線局における通信対象基地局切換方法を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明に係る移動無線局における通信対象基地局切換方法を実施するための最良の形態について、図１乃至図４を参照して説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１は、本発明に係る移動無線局における通信対象基地局切換方法を実施するための無線通信システムの一例を示す概念図である。この図１では、無線通信システム内に１局の移動無線局としての機上局１、ならびに３局の基地局Ａ２、基地局Ｂ３、及び基地局Ｃ４が存在する場合をモデル化して示している。
【００１８】
この無線通信システム内において、機上局１は、例えばＧＰＳ等により自位置情報を取得しながら所定の経路を飛行するとともに、飛行中は、同じ通信システム内に存在する３局の基地局のいずれか１局と通信を行なう。
【００１９】
その通信対象となる基地局Ａ２、基地局Ｂ３、及び基地局Ｃ４は、それぞれに通信サービスエリア２ａ、３ａ、及び４ａを有し、これら通信サービスエリアがオーバーラップするように設置されている。これら３つの各基地局には、それぞれ機上局１との通信用に異なる周波数ｆａ、ｆｂ、及びｆｃが割り当てられている。また、機上局との通信は、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式によって多重化され、自通信サービスエリア内を移動する複数の機上局との同時通信を可能としている。
【００２０】
図２に、各基地局における多重化されたＴＤＭＡフレームの一例を示す。図２に示すように、このＴＤＭＡフレームの１フレーム２０は、基地局からの同期信号送信スロット２１、基地局から機上局への送信スロット２２、機上局から基地局へのアサイン要求スロット２３、及びアサインスロット部２４から構成されている。
【００２１】
基地局からの同期信号送信スロット２１は、基地局からこの基地局を利用する機上局に向けてタイミングや周波数等を含む各種の同期に必要な同期信号を送信するスロットである。基地局から機上局への送信スロット２２は、基地局からこの基地局を利用する各機上局あてに通信メッセージを送信するスロットである。機上局から基地局へのアサイン要求スロット２３は、機上局から基地局に対して後述するアサインスロット部２４の割り当て要求を送信するスロットである。
【００２２】
アサインスロット部２４は、ｎ個の機上局へのアサインスロット２４１〜２４ｎから構成されている。これらｎ個の機上局へのアサインスロット２４１〜２４ｎは、機上局から基地局または同じ基地局を利用する他の機上局あてに通信メッセージを送信するスロットである。このスロットは、基地局を利用するすべての機上局に重複することなく１スロットずつ割り当てられる。図２に示した事例のように、ｎ個の機上局へのアサインスロット２４１〜２４ｎが設けられている場合には、局数がｎ局までの機上局と多重化された通信が可能となる。また、機上局の数がｎ局より少ない場合には、その分、未割り当てとなる。
【００２３】
次に、前述の図１及び図２、ならびに図３のフローチャート及び図４の説明図を参照して、機上局が飛行中に自機の移動に伴って通信対象の基地局を切り換える際の動作について説明する。
【００２４】
図３は、飛行中の機上局１が、自機の移動に伴って通信対象の基地局を切り換える際の動作を説明するためのフローチャートである。まず、機上局１は、ＧＰＳ等により例えば緯度・経度等の自機位置情報を継続的に取得しながら、飛行経路に沿って基地局Ａ２の通信サービスエリア２ａに進入すると（ＳＴ１）、周波数ｆａで基地局Ａ２から送信される同期信号を受信し、基地局Ａ２とのＴＤＭＡフレーム同期を含む各種の同期を確立する（ＳＴ２）。同期が確立すると、ＴＤＭＡフレーム中の機上局から基地局へのアサイン要求スロット２３で、ひとつの機上局へのアサインスロット２４ｉの割り当てを要求する。そして、基地局Ａ２から、例えばスロット２４１の割り当てが完了すると、この割り当てられたスロット２４１を用いて基地局Ａ２との通信を開始する（ＳＴ３）。通信中は、基地局Ａ２の信号レベルを継続してモニタする（ＳＴ４）。
【００２５】
加えて、基地局Ａ２とＴＤＭＡフレーム同期が確立できている間、機上局１は、アサインスロット部２４の割り当て状況を把握する。すなわち、アサインスロット部２４における他の機上局の送信状況のモニタ結果、機上局から基地局へのアサイン要求スロット２３における他の機上局からのアサイン要求状況のモニタ結果、及び基地局から機上局への送信スロット２２における他の機上局へのメッセージ送信のモニタ結果等に基づき、ｎ個の機上局へのアサインスロット２４１〜２４ｎのすべてに対して、同じ基地局Ａ２を利用する他の機上局に割り当て済みのスロットであるか、未割り当てのスロットであるかを識別する。その結果、例えば機上局１以外に基地局Ａ２を利用する機上局が存在しなければ、機上局へのアサインスロット２４２〜２４ｎは未割り当ての空きスロットとして識別される（ＳＴ５）。
【００２６】
これらのステップとあわせて、機上局１は、継続的に取得している自機位置情報に基づいて、あらかじめ設定された基地局の位置情報対周波数テーブルを検索し、飛行中の通信サービスエリア２ａに隣接する通信サービスエリアを有する他の基地局の周波数を取得する。このときに検索する基地局の位置情報対周波数テーブルの一例を図４に示す。
【００２７】
この図４に示した事例では、基地局名に対応させて、その位置情報としての緯度・経度、及び割り当てられた周波数があらかじめ設定されている。機上局１は、自機位置情報をもとにこのテーブル中の基地局位置情報を参照し、飛行中の通信サービスエリア２ａに隣接する通信サービスエリアを有する基地局名として、例えば基地局Ｂを抽出し、さらに抽出した基地局名からその周波数ｆｂを取得する（ＳＴ６）。
【００２８】
これに続けて機上局１は、ＳＴ５のステップで空きスロットとして識別されたアサインスロット部２４内の機上局へのアサインスロット２４２〜２４ｎの期間、周波数をｆａからｆｂに切り換えて、隣接する通信サービスエリアを有する基地局Ｂ３からの信号を受信し、その信号レベルをモニタする（ＳＴ７）。そして、ＳＴ４のステップでモニタした基地局Ａ２の信号レベルと、このＳＴ７のステップでモニタした基地局Ｂ３の信号レベルとを比較する（ＳＴ８）。
【００２９】
比較の結果、基地局Ａ２の信号レベルが高ければ、機上局１は基地局Ａ２との通信を継続する（ＳＴ９のＹ）。一方、基地局Ｂ３の通信サービスエリア３ａに進入し、基地局Ａ２からの信号レベルが低下して基地局Ｂ３からの信号レベルが高くなると（ＳＴ９のＮ）、機上局１は、通信対象の基地局を、それまでの基地局２Ａから異なる周波数ｆｂの基地局Ｂ３に切り換える。そして、基地局Ｂ３との間でＳＴ２からと同様のステップを繰り返し、基地局Ｂ３との通信を開始する（ＳＴ１０）。
【００３０】
この後、機上局１は、引き続き飛行経路に沿って基地局Ｂ３の通信サービスエリア３ａ内を飛行し、基地局Ｂ３と通信しながら、そのＴＤＭＡフレームの空きスロットで、隣接する基地局Ｃ４からの周波数ｆｃの信号レベルをモニタする。そして、そのモニタ結果により、さらに通信対象の基地局を周波数ｆｃの基地局Ｃ４に切り換えて通信を継続する（ＳＴ１１）。
【００３１】
以上説明したように、本実施例においては、機上局は、通信中の基地局のＴＤＭＡフレーム中の空きスロットを識別し、その空きスロットの期間に、周波数の異なる隣接する通信サービスエリアを有する基地局からの信号を受信し、その信号レベルをモニタしている。
【００３２】
従って、２つの通信部を備えてそれぞれに異なる周波数の基地局からの信号を受信することなく、少なくともひとつの通信部を備え、その受信周波数を切り換えることにより２つの基地局からの信号を受信してその信号レベルをモニタすることができる。これにより、機上局は、自機の通信系の構成を大きくすることなく、より小型軽量に構成することができる。
【００３３】
また、機上局は、飛行中に自機位置情報に基づいて隣接する基地局を検索するとともに、この隣接する基地局の信号レベルと通信中の基地局の信号レベルとを比較し、この比較結果に基づいて通信対象の基地局を切り換えている。これにより、機上局は、飛行中も基地局との通信を中断することなく、安定かつ円滑に継続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る移動無線局における通信対象基地局切換方法を実施するための無線通信システムの一例をモデル化して示す概念図。
【図２】ＴＤＭＡフレームの一例を示す説明図。
【図３】機上局が通信対象の基地局を切り換える際の動作を説明するためのフローチャート。
【図４】基地局の位置情報対周波数テーブルの一例を示す説明図。
【図５】機上局に搭載される従来の無線通信装置の構成の一例を示すブロック図。
【図６】従来の無線通信装置を搭載した機上局が通信対象の基地局を切換える際の動作を説明するための図。
【符号の説明】
【００３５】
１  機上局
２、３、４  基地局
【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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