(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の電波到達範囲を構築し、該構築する電波到達範囲内に位置する無線装置とリンク状態を確立し、該確立した無線装置と無線通信を行う複数の固定無線基地局と、前記固定無線基地局が構築する電波到達範囲内に少なくとも２つの無線装置を位置させ、前記固定無線基地局とリンク状態を確立するように搭載された前記少なくとも２つの無線装置を制御する通信制御手段を有する移動体と、を有する移動体通信システムであって、
前記通信制御手段は、第１の固定無線基地局とリンク状態を確立している前記移動体の後端部に搭載された後端無線装置と前記移動体内に存在する少なくとも１つの移動体端末との通信網を確立した状態で、第２の固定無線基地局とリンク状態を確立している前記移動体の先端部に搭載された先端無線装置と前記移動体内に存在する少なくとも１つの移動体端末との通信網を確立することができる無線装置接続手段を有することを特徴とする移動体通信システム。
【請求項２】
前記通信制御手段は、前記無線装置接続手段が、前記後端無線装置と前記移動体端末との通信網を確立させ、尚且つ、前記先端無線装置と前記移動体端末との通信網を確立させた場合に、前記先端無線装置、または、前記後端無線装置に対してデータ通信を送るかを選択し、該選択した前記先端無線装置、または、前記後端無線装置に対してデータパケットを送信させる通信データ振分手段を有することを特徴とする請求項１記載の移動体通信システム。
【請求項３】
所定の電波到達範囲を構築し、該構築する電波到達範囲内に位置する無線装置とリンク状態を確立し、該確立した無線装置と無線通信を行う複数の固定無線基地局と、前記固定無線基地局が構築する電波到達範囲内に少なくとも２つの無線装置を位置させ、前記固定無線基地局とリンク状態を確立するように搭載された前記少なくとも２つの無線装置を制御する通信制御手段を有する移動体と、を有する移動体通信システムで行う通信制御方法であって、
前記通信制御手段は、第１の固定無線基地局とリンク状態を確立している前記移動体の後端部に搭載された後端無線装置と前記移動体内に存在する少なくとも１つの移動体端末との通信網を確立した状態で、第２の固定無線基地局とリンク状態を確立している前記移動体の先端部に搭載された先端無線装置と前記移動体内に存在する少なくとも１つの移動体端末との通信網を確立する無線装置接続工程を行うことを特徴とする通信制御方法。
【請求項４】
所定の電波到達範囲を構築する固定無線基地局とリンク状態を確立し、該確立した固定無線基地局と無線通信を行う無線装置を搭載した移動体であって、
前記固定無線基地局が構築する電波到達範囲内に少なくとも２つの無線装置を位置させ、前記固定無線基地局とリンク状態を確立するように搭載された前記少なくとも２つの無線装置を制御する通信制御手段を有し、
前記通信制御手段は、第１の固定無線基地局とリンク状態を確立している前記移動体の後端部に搭載された後端無線装置と前記移動体内に存在する少なくとも１つの移動体端末との通信網を確立した状態で、第２の固定無線基地局とリンク状態を確立している前記移動体の先端部に搭載された先端無線装置と前記移動体内に存在する少なくとも１つの移動体端末との通信網を確立することができる無線装置接続手段を有することを特徴とする移動体。
【請求項５】
所定の電波到達範囲を構築する固定無線基地局とリンク状態を確立し、該確立した固定無線基地局と無線通信を行う無線装置を搭載した移動体で行う通信制御方法であって、
前記固定無線基地局が構築する電波到達範囲内に少なくとも２つの無線装置を位置させ、前記固定無線基地局とリンク状態を確立するように搭載された前記少なくとも２つの無線装置を制御する通信制御手段を有し、
前記通信制御手段は、第１の固定無線基地局とリンク状態を確立している前記移動体の後端部に搭載された後端無線装置と前記移動体内に存在する少なくとも１つの移動体端末との通信網を確立した状態で、第２の固定無線基地局とリンク状態を確立している前記移動体の先端部に搭載された先端無線装置と前記移動体内に存在する少なくとも１つの移動体端末との通信網を確立する無線装置接続工程を行うことを特徴とする通信制御方法。
【請求項６】
所定の電波到達範囲を構築する固定無線基地局とリンク状態を確立し、該確立した固定無線基地局と無線通信を行う無線装置を搭載した移動体で実行させる通信制御プログラムであって、
前記固定無線基地局が構築する電波到達範囲内に少なくとも２つの無線装置を位置させ、前記固定無線基地局とリンク状態を確立するように搭載された前記少なくとも２つの無線装置を制御する通信制御手段を有し、
前記通信制御手段に、第１の固定無線基地局とリンク状態を確立している前記移動体の後端部に搭載された後端無線装置と前記移動体内に存在する少なくとも１つの移動体端末との通信網を確立した状態で、第２の固定無線基地局とリンク状態を確立している前記移動体の先端部に搭載された先端無線装置と前記移動体内に存在する少なくとも１つの移動体端末との通信網を確立させる無線装置接続処理を実行させることを特徴とする通信制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固定基地局が構築する所定の電波到達範囲であるセルを用いて構成されてなる移動体通信システム、移動体、通信制御方法及び通信制御プログラムに関し、特に、高速移動する列車等の移動体に好適な移動体通信システム、移動体、通信制御方法及び通信制御プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
通信事業者は、無線通信を用いる移動体通信端末装置の普及を図るために、利用エリアの拡大を図っており、近年では、屋内に限らず、地下鉄やトンネルなどの区間にまで利用エリアの拡大を図っている。また、移動中の電車内でも通信端末装置を利用できるようになり、現在では新幹線等の高速の移動体においても通信端末装置を利用することが可能となったことから、多くの人々が、移動中の車内において通信端末装置を利用することが予想される。このため、移動中の車内において通信端末装置を用いたネットビジネスが構築されつつあり、高速移動中の車内から確実に接続先との通信回線を維持できるシステムの開発が要望されているのが現状である。
【０００３】
なお、本発明より先に出願された技術文献として、公衆回線や専用回線に接続可能であり、乗物の外に設置されている乗物外無線基地局と交信する無線移動局と、その無線移動局と乗物内の無線端末とに相互に交信する乗物内無線基地局と、を設け、乗物内から乗物外無線基地局へ十分な速度信号を送信できるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、マイクロセルシステム用の移動体端末（ＰＳ）を用いて、走行中の列車内での通信を可能とするために、移動体端末（ＰＳ）と通信を行うマイクロセルシステム用の列車内無線基地局（ＣＳ）を列車内に複数設け、該設けた列車内無線基地局（ＣＳ）と、列車外部に設置されている無線基地局（ＢＳ）とを接続可能とした移動通信システムがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
また、移動体内部に存在する移動体端末と通信処理を行う通信装置を、移動体上の先端部分と後端部分とに搭載し、移動体が移動した際に、その移動体上に搭載した先端部分と後端部分との通信装置が、外部の固定基地局と交互にリンク状態となるように先端部分と後端部分との通信装置を切り替え、常にリンク状態を確立した移動体通信システムがある（例えば、特許文献３参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−２９８９６７号公報
【特許文献２】
特開平０９−３２７０５７号公報
【特許文献３】
特開平１０−１６４６４０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の固定無線基地局が構築するセル構成は、移動体無線装置と固定無線基地局との間の通信回線を連続して維持するために、セル同士が接する、あるいは、セル同士が重なるように構成していた。
【０００８】
例えば、図１６に示すように、固定無線基地局Ａとリンク状態（固定無線基地局と通信できる状態）にある移動体無線装置１００が、所定の進行方向に移動して、固定無線基地局Ａが構築するセルａの範囲外に移行すると、未リンク状態（固定無線基地局と通信できない状態）となり移動体無線装置１００と固定無線基地局Ａとのリンクが切断され通信することができないこととなる。このため、移動体無線装置１００の通信が途切れないように、図１７に示すように、固定無線基地局Ａが構築するセルａと、固定無線基地局Ｂが構築するセルｂと、のセル同士を接する、あるいは、セル同士を重なるように構成させ、移動体無線装置１００と固定無線基地局Ａとの間に張られていたリンクを解消し、移動体無線装置１００と固定無線基地局Ｂとの間に新たなリンクを張ることで、移動体無線装置１００の通信回線の切断を回避することが可能となる。
【０００９】
しかしながら、従来のセル構成は、固定無線基地局の電波受信可能範囲の大きさと、固定無線基地局の設置区間の距離を考慮して、図１７に示すようにセル同士（セルａ，セルｂ）を接する、あるいは、セル同士（セルａ，セルｂ）を重なるように、固定無線基地局のみでセルを構成していることから、この固定無線基地局の設置個数を削減するには、図１８に示すようにセル同士（セルａ，セルｂ）が相互に離れている構成にすることが好ましい。しかしながら、特許文献１と、特許文献２と、の発明では、セル同士（セルａ，セルｂ）が相互に離れていると、セルａとセルｂとの間に不感区間（固定無線基地局と移動体無線装置とがリンクできない区間）を形成させることとなり、移動体無線装置１００が連続した通信処理ができないこととなる。
【００１０】
また、特許文献３の発明は、図１８に示すように、セル同士（セルａ，セルｂ）が相互に離れている場合でも、第１の移動体通信部と第２の移動体通信部とが交互に固定無線基地局とリンク状態となって連続した通信処理を行うことは可能と考えられるが、特許文献３の発明は、特許文献３の図１から図５に示唆されているように、セル同士が重なる構成において、第１の移動体通信部と第２の移動体通信部とが交互にリンク状態となって、常に何れかがリンク状態となるようにして、通信を途切れることなく行うようにすることを目的とした発明であり、第１の移動体通信部と第２の移動体通信部との各々がリンク状態を確立した際に、切替部が、一方の移動体通信部のリンク状態を解除して、未リンク状態に設定し、他方の移動体通信部のみのリンク状態を確立する制御を行うことから、切替部での制御処理が複雑となり、移動体内のリンク状態を確立する際の切り替え処理が遅くなる虞がある。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、各固定無線基地局が構築するセル間が相互に離れている場合でも、セル間の切替処理を簡潔に行いつつ、連続した通信処理を可能とする移動体通信システム、移動体、通信制御方法及び通信制御プログラムを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために本発明は以下のような特徴を有する。
＜移動体通信システム＞
本発明にかかる移動体通信システムは、
所定の電波到達範囲を構築し、該構築する電波到達範囲内に位置する無線装置とリンク状態を確立し、該確立した無線装置と無線通信を行う複数の固定無線基地局と、
前記固定無線基地局が構築する電波到達範囲内に少なくとも２つの無線装置を位置させ、前記固定無線基地局とリンク状態を確立するように搭載された前記少なくとも２つの無線装置を制御する通信制御手段を有する移動体と、を有する移動体通信システムであって、
前記通信制御手段は、
前記移動体の先端部に搭載された、前記固定無線基地局とリンク状態を確立している先端無線装置、および、前記移動体の後端部に搭載された、前記固定無線基地局とリンク状態を確立している後端無線装置の少なくとも１つの無線装置と、前記移動体内に存在する少なくとも１つの移動体端末と、の通信網を確立させる無線装置接続手段を有することを特徴とする。
【００１３】
＜通信制御方法＞
また、本発明にかかる通信制御方法は、
所定の電波到達範囲を構築し、該構築する電波到達範囲内に位置する無線装置とリンク状態を確立し、該確立した無線装置と無線通信を行う複数の固定無線基地局と、
前記固定無線基地局が構築する電波到達範囲内に少なくとも２つの無線装置を位置させ、前記固定無線基地局とリンク状態を確立するように搭載された前記少なくとも２つの無線装置を制御する通信制御手段を有する移動体と、を有する移動体通信システムで行う通信制御方法であって、
前記通信制御手段は、
前記移動体の先端部に搭載された、前記固定無線基地局とリンク状態を確立している先端無線装置、および、前記移動体の後端部に搭載された、前記固定無線基地局とリンク状態を確立している後端無線装置の少なくとも１つの無線装置と、前記移動体内に存在する少なくとも１つの移動体端末と、の通信網を確立させる無線装置接続工程を行うことを特徴とする。
【００１４】
＜移動体＞
また、本発明にかかる移動体は、
所定の電波到達範囲を構築する固定無線基地局とリンク状態を確立し、該確立した固定無線基地局と無線通信を行う無線装置を搭載した移動体であって、
前記固定無線基地局が構築する電波到達範囲内に少なくとも２つの無線装置を位置させ、前記固定無線基地局とリンク状態を確立するように搭載された前記少なくとも２つの無線装置を制御する通信制御手段を有し、
前記通信制御手段は、
前記移動体の先端部に搭載された、前記固定無線基地局とリンク状態を確立している先端無線装置、および、前記移動体の後端部に搭載された、前記固定無線基地局とリンク状態を確立している後端無線装置の少なくとも１つの無線装置と、前記移動体内に存在する少なくとも１つの移動体端末と、の通信網を確立させる無線装置接続手段を有することを特徴とする。
【００１５】
＜通信制御方法＞
また、本発明にかかる通信制御方法は、
所定の電波到達範囲を構築する固定無線基地局とリンク状態を確立し、該確立した固定無線基地局と無線通信を行う無線装置を搭載した移動体で行う通信制御方法であって、
前記固定無線基地局が構築する電波到達範囲内に少なくとも２つの無線装置を位置させ、前記固定無線基地局とリンク状態を確立するように搭載された前記少なくとも２つの無線装置を制御する通信制御手段を有し、
前記通信制御手段は、
前記移動体の先端部に搭載された、前記固定無線基地局とリンク状態を確立している先端無線装置、および、前記移動体の後端部に搭載された、前記固定無線基地局とリンク状態を確立している後端無線装置の少なくとも１つの無線装置と、前記移動体内に存在する少なくとも１つの移動体端末と、の通信網を確立させる無線装置接続工程を行うことを特徴とする。
【００１６】
＜通信制御プログラム＞
また、本発明にかかる通信制御プログラムは、
所定の電波到達範囲を構築する固定無線基地局とリンク状態を確立し、該確立した固定無線基地局と無線通信を行う無線装置を搭載した移動体で実行させる通信制御プログラムであって、
前記固定無線基地局が構築する電波到達範囲内に少なくとも２つの無線装置を位置させ、前記固定無線基地局とリンク状態を確立するように搭載された前記少なくとも２つの無線装置を制御する通信制御手段を有し、
前記通信制御手段に、
前記移動体の先端部に搭載された、前記固定無線基地局とリンク状態を確立している先端無線装置、および、前記移動体の後端部に搭載された、前記固定無線基地局とリンク状態を確立している後端無線装置の少なくとも１つの無線装置と、前記移動体内に存在する少なくとも１つの移動体端末と、の通信網を確立させる無線装置接続処理を実行させることを特徴とする。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明にかかる実施の形態について詳細に説明する。
【００２９】
（第１の実施の形態）
まず、図１を参照しながら第１の実施の形態における移動体通信システムの構成について説明する。
【００３０】
移動体通信システムは、固定無線基地局１−１〜Ｎ（Ｎは任意の整数）と、移動体２と、を有して構成されている。なお、移動体２には、固定無線基地局１−１〜Ｎと無線通信を行うための無線装置１０，１１が搭載されている。
【００３１】
固定無線基地局１−１〜Ｎは、ある所定の電波到達範囲となるセルを構築し、そのセル内に存在する移動体２に搭載された無線装置１０，１１と信号処理を行うこととなる。このため、移動体２は、固定無線基地局１−１〜Ｎが構築するセル内に移行すると、移動体２に搭載された無線装置１０，１１と、そのセルを構築する固定無線基地局１−１〜Ｎと、の間でリンクが確立し、無線通信が可能となる。
【００３２】
移動体２は、例えば、電車等のように所定の長さを保持する移動体であり、固定無線基地局１−１〜Ｎが構築するセル間を移動するものである。本実施の形態では、移動体２の先端部と後端部とに、固定無線基地局１−１〜Ｎとデータ通信を行う無線装置（先端無線装置１０、後端無線装置１１）が搭載されて構成されており、この先端無線装置１０と後端無線装置１１とが交互に固定無線基地局１−１〜Ｎとリンクを確立することで連続的に通信可能な区間を構成することが可能となる。以下に、図２を参照しながら、移動体２の構成について詳細に説明する。
【００３３】
移動体２に搭載される無線装置１０，１１は、移動体内の通信網を制御する通信制御装置２０と接続されて構成されており、その通信制御装置２０により選択された先端無線装置１０、または、後端無線装置１１が、移動体２を構成する各車両に設置されてなる移動体内通信装置３０を介して、その移動体内通信装置３０の車両内に存在する移動体無線装置４０と通信処理を行うこととなる。なお、移動体内通信装置３０は、移動体内に存在する移動体無線装置４０と通信網を確立させる装置である。
【００３４】
このように、本実施の形態における移動体通信システムは、先端無線装置１０と、後端無線装置１１と、移動体内通信装置３０と、を介して、移動体無線装置４０と固定無線基地局１−１〜Ｎとの間の通信網を確立させることとなる。
【００３５】
なお、第１の実施の形態における通信制御装置２０は、通信経路選択部２１と、通信処理部２２と、を有して構成されており、移動体内通信装置３０と先端無線装置１０との通信網、または、移動体内通信装置３０と後端無線装置１１との通信網を制御することとなる。以下、第１の実施の形態における通信制御装置２０を構成する各機能について説明する。
【００３６】
通信経路選択部２１は、先端無線装置１０と通信処理部２２との接続、又は、後端無線装置１１と通信処理部２２との接続、の何れかを選択し、移動体内への通信網の切替処理を行う。なお、通信経路選択部２１での切替処理は、先端無線装置１０と、後端無線装置１１と、の各々の無線装置が、固定無線基地局１−１〜Ｎと、リンクが切断された際、または、リンクが確立された際に、各々の無線装置が、通信経路選択部２１に通知することで行われる。
【００３７】
通信処理部２２は、通信経路選択部２１により選択切り替えられた通信網を、移動体を構成する各車両に設けられてなる移動体内通信装置３０と接続させ、その移動体内通信装置３０を介して車両内の移動体無線装置４０と先端無線装置１０との間の通信網、または、移動体無線装置４０と後端無線装置１１との間の通信網を確立させる。
【００３８】
次に、図３を参照しながら、先端無線装置１０と、後端無線装置１１と、の内部構成について説明する。
【００３９】
先端無線装置１０と、後端無線装置１１との各々は、制御部１０ａと、無線部１０ｂと、通信処理部１０ｃと、ＮＷ  Ｉ／Ｆ（ネットワーク  インタフェース）部１０ｄと、無線アンテナ部１０ｅと、を有して構成されている。この先端無線装置１０と、後端無線装置１１と、が通信制御装置２０に接続することで、移動体内でネットワークが構築されることとなる。以下、無線装置１０，１１を構成する各機能について説明する。
【００４０】
制御部１０ａは、無線装置内部の各処理を制御する。
【００４１】
無線部１０ｂは、外部に設置されている固定無線基地局１−１〜Ｎからのデータ信号を、無線アンテナ部１０ｅを介して通信処理部１０ｃに送信する。また、通信処理部１０ｃから送信されたデータ信号を、無線アンテナ部１０ｅを介して固定無線基地局１−１〜Ｎに送信する。
【００４２】
通信処理部１０ｃは、無線部１０ｂから送信された固定無線基地局１−１〜Ｎからのデータ信号をＮＷ  Ｉ／Ｆ（ネットワーク  インタフェース）部１０ｄを介して通信制御部２０に送信したり、通信制御部２０からＮＷ  Ｉ／Ｆ（ネットワーク  インタフェース）部１０ｄを介して送信されたデータ信号を無線部１０ｂに送信したりする。
【００４３】
ＮＷ  Ｉ／Ｆ（ネットワーク  インタフェース）部１０ｄは、通信処理部１０ｃから送信されたデータ信号を通信制御部２０に送信する。また、通信制御部２０から送信されたデータ信号を通信処理部１０ｃに送信する。
【００４４】
なお、第１の実施の形態においては、先端無線装置１０を移動体２の先端部に搭載し、後端無線装置１１を移動体２の後端部に搭載したが、これに限定せず、この無線装置１０、１１を、少なくとも移動体上の先端部と後端部とに搭載した移動体２を構成することも可能である。
【００４５】
（移動体に搭載された無線装置と固定無線基地局との処理動作）
次に、図２、図４を参照しながら、移動体２が移動した場合の、移動体２に搭載された無線装置１０，１１と固定無線基地局１−１〜Ｎとの処理動作について説明する。
【００４６】
まず、図４に示すように、移動体２に搭載された先端無線装置１０が、第１の固定無線基地局１−１が構築するセル内に移行すると、先端無線装置１０が第１の固定無線基地局１−１とリンク状態となる。そして、通信制御装置２０の具備する通信経路選択部２１は、先端無線装置１０と通信処理部２２との接続を行い、移動体２内において、先端無線装置１０と第１の固定無線基地局１−１との間のリンク状態のみを確立させる。これにより、移動体２内部に存在する移動体無線装置４０は、先端無線装置１０と接続された列車内の移動体内通信装置３０を介して第１の固定無線基地局１−１とデータ通信を行うことが可能となる。
【００４７】
次に、移動体２が更に移動して、移動体２上に搭載された後端無線装置１１が、第１の固定無線基地局１−１が構築するセル内に移行し、後端無線装置１１が第１の固定無線基地局１−１とリンク状態となる。これにより、先端無線装置１０と後端無線装置１１との各々が第１の固定無線基地局１−１とリンク状態となる。このとき、通信制御装置２０の具備する通信経路選択部２１は、リンク状態を確立した先端無線装置１０と通信処理部２２との接続から、リンク状態を確立した後端無線装置１１と通信処理部２２との接続に切り替え、移動体２内において、後端無線装置１１と第１の固定無線基地局１−１との間のリンク状態のみを確立させる。これにより、移動体２内部に存在する移動体無線装置４０は、後端無線装置１１と接続された列車内の移動体内通信装置３０を介して第１の固定無線基地局１−１とデータ通信を行うことが可能となる。
【００４８】
次に、移動体２が更に移動して、移動体２上に搭載された先端無線装置１０とリンク状態にある第１の固定無線基地局１−１が構築するセル内を出る。このとき、通信制御装置２０の具備する通信経路選択部２１は、先端無線装置１０が第１の固定無線基地局１−１が構築するセル内を出たことを検知し、先端無線装置１０が、第２の固定無線基地局１−２が構築するセル内に移行することを認識し、先端無線装置１０と通信処理部２２との接続に切り替える準備を行うこととする。そして、移動体２が更に移行して、移動体２に搭載された先端無線装置１０が移動体２の進行方向にある第２の固定無線基地局１−２が構築するセル内に移行し、先端無線装置１０が第２の固定無線基地局１−２とリンク状態となる。このとき、通信制御装置２０の具備する通信経路選択部２１は、リンク状態を確立した後端無線装置１１と通信処理部２２との接続から、リンク状態を確立した先端無線装置１０と通信処理部２２との接続に切り替え、移動体２内において、後端無線装置１１と第１の固定無線基地局１−１との間のリンク状態のみを確立させる。これにより、移動体２内部に存在する移動体無線装置４０は、先端無線装置１０と接続された列車内の移動体内通信装置３０を介して第２の固定無線基地局１−２とデータ通信を行うことが可能となる。
【００４９】
次に、移動体２が更に移動して、移動体２上に搭載された後端無線装置１１が、後端無線装置１１とリンク状態にある第１の固定無線基地局１−１が構築するセル内を出る。このとき、通信制御装置２０の具備する通信経路選択部２１は、後端無線装置１０が第１の固定無線基地局１−１が構築するセル内を出たことを検知し、後端無線装置１１が、第２の固定無線基地局１−２が構築するセル内に移行することを認識し、後端無線装置１１と通信処理部２２との接続に切り替える準備を行うこととする。そして、移動体２が更に移動して、移動体２上に搭載された後端無線装置１１が、第２の固定無線基地局１−２が構築するセル内に移行し、後端無線装置１１が第２の固定無線基地局１−２とリンク状態となる。これにより、先端無線装置１０と後端無線装置１１との各々が第２の固定無線基地局１−２とリンク状態となる。このとき、通信制御装置２０の具備する通信経路選択部２１は、リンク状態を確立した先端無線装置１０と通信処理部２２との接続から、リンク状態を確立した後端無線装置１１と通信処理部２２との接続に切り替え、移動体２内において、後端無線装置１１と第１の固定無線基地局１−１との間のリンク状態のみを確立させる。これにより、移動体２内部に存在する移動体無線装置４０は、後端無線装置１１と接続された列車内の移動体内通信装置３０を介して第２の固定無線基地局１−２とデータ通信を行うことが可能となる。
【００５０】
このように、外部に設置されている固定無線基地局１−１〜Ｎとリンク状態を確立している先端無線装置１０と通信処理部２２との接続、または、外部に設置されている固定無線基地局１−１〜Ｎとリンク状態を確立している後端無線装置１１と通信処理部２２との接続、を通信経路選択部２１が選択して相互に切り替えることで、外部に設置されている固定無線基地局１−１〜Ｎと、移動体２内部に存在する移動体無線装置４０と、のデータ通信処理が可能となる。
【００５１】
これにより、図５に示すように、固定無線基地局１−１〜Ｎが構築するセルの間隔を空けても、移動体２上に搭載されたリンク状態を確立している先端無線装置１０と後端無線装置１１とを通信経路選択部２１が選択して相互に切り替えることで（▲１▼→▲２▼、▲２▼→▲１▼）、移動体２と固定無線基地局１−１〜Ｎとの通信範囲を、先端無線装置１０と後端無線装置１１との間の距離だけ拡張することが可能となる。従って、図６に示すように、移動体２の長さ分の距離（先端無線装置１０と後端無線装置１１との間の距離）だけ、各固定無線基地局１−１〜Ｎが構築するセルの間に生じる不感区間（固定無線基地局と移動体無線装置とがリンクできない区間）を移動体２に構築される仮想的なセルにより補うことが可能となり、固定無線基地局１−１〜Ｎ間の設置間隔を長くして、固定無線基地局が構築するセル間の隙間を空けることで、固定無線基地局１−１〜Ｎの設置数の低減を図ることが可能となる。また、移動体２に搭載された、先端無線装置１０と後端無線装置１１と、が固定無線基地局１−１〜Ｎとリンク状態を確立した際、または、リンク状態を切断した際に、移動体内の通信制御装置２０の具備する通信経路選択部２１にその旨を通知することで、通信経路選択部２１が、その旨を把握し、リンク状態を確立している先端無線装置１０と通信処理部２２との接続、または、リンク状態を確立している後端無線装置１１と通信処理部２２との接続、の切り替え処理を簡潔に行うことが可能となる。
【００５２】
（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態について説明する。
第２の実施の形態は、上記第１の実施の形態において、先端無線装置１０と固定無線基地局１−１〜Ｎとのリンク状態、または、後端無線装置１１と固定無線基地局１−１〜Ｎとのリンク状態、の何れか一方のリンク状態を移動体２内において確立する際に、先端無線装置１０が固定無線基地局１−１〜Ｎから受信する電波レベルと、後端無線装置１１が固定無線基地局１−１〜Ｎから受信する電波レベルと、の値を比較して、電波レベルの高い方の無線装置のリンクを移動体２内において確立するように設定することとする。以下、図７を参照しながら、第２の実施の形態における移動体通信システムについて説明する。
【００５３】
第２の実施の形態における移動体通信システムは、図７に示すように、先端無線装置１０と後端無線装置１１とが接続された通信制御装置２０において、先端無線装置１０が固定無線基地局１−１〜Ｎから受信する電波レベルと、後端無線装置１１が固定無線基地局１−１〜Ｎから受信する電波レベルと、を管理して、その管理する電波レベルの値を比較して、電波レベルの高い方のリンクを確立するための電波管理部２３を具備することとする。
【００５４】
このように、電波管理部２３において、先端無線装置１０が固定無線基地局１−１〜Ｎから受信する電波レベルと、後端無線装置１１が固定無線基地局１−１〜Ｎから受信する電波レベルと、を比較して、電波レベルの高い方のリンク状態を確立することで、移動体２内部に存在する移動体無線装置４０は、通信状態の良好な先端無線装置１０、または、後端無線装置１１、に接続された列車内の移動体内通信装置３０を介して固定無線基地局１−１〜Ｎとデータ通信を行うことが可能となる。
【００５５】
なお、第２の実施の形態における移動体通信システムは、先端無線装置１０が固定無線基地局１−１〜Ｎから受信した電波が通信制御装置２０に送信された際、または、後端無線装置１１が固定無線基地局１−１〜Ｎから受信した電波が通信制御装置２０に送信された際に、通信制御装置２０の具備する電波管理部２３において電波レベルの値を比較し、電波レベルの値が高い方の無線装置のリンク状態を確立することも可能であり、また、先端無線装置１０と後端無線装置１１との各々が固定無線基地局１−１〜Ｎから受信した電波レベルを、先端無線装置１０と後端無線装置１１との各々の装置において測定し、その測定結果を通信制御装置２０に送信することで、通信制御装置２０の具備する電波管理部２３において、電波レベル測定結果を基に、電波レベルの値が高い方の無線装置とリンク状態を確立することも可能である。
【００５６】
（第３の実施の形態）
次に、第３の実施の形態について説明する。
第３の実施の形態は、図８に示すように、第１の実施の形態における移動体通信システムにおいて、移動中の移動体２自身の現在位置（移動体２の中心位置）を計測する位置情報計測部２４と、固定無線基地局１−１〜Ｎ（Ｎは任意の整数）の設置位置を格納する位置情報格納部２５と、移動体２に最も近い固定無線基地局１−１〜Ｎの設置位置を検索する位置情報検索部２６と、を有し、位置情報検索部２６が検索した移動体２に最も近い設置位置の固定無線基地局１−１〜Ｎと、移動体２とが、リンク状態を確立するように、先端無線装置１０と通信処理部２２との接続、または、後端無線装置１１と通信処理部２２との接続、を選択切り替える構成をとる移動体通信システムである。以下、第３の実施の形態における移動体通信システムを構成する特徴となる機能について説明する。
【００５７】
位置情報計測部２４は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）機能を用いて移動体２の現在の位置情報を計測することとする。なお、位置情報計測部２４は、移動体２の位置情報を計測することから、移動体２の中心位置に具備することが好ましい。これにより、移動体２の位置を精度良く測定することが可能となる。
【００５８】
位置情報格納部２５は、移動体２が移動する沿線上に沿って設置されている固定無線基地局１−１〜Ｎの設置位置を予め蓄積記憶したものである。
【００５９】
位置情報検索部２６は、位置情報計測部２４により測定した移動体２の位置情報を基に、位置情報格納部２５を検索し、位置情報計測部２４により測定した位置情報に最も類似する固定無線基地局の設置位置を取得する。そして該取得した、移動体２の位置情報に最も類似する固定無線基地局の設置位置を通信経路選択部２１に送信する。通路経路選択部２１は、位置情報検索部２６から受信した、移動体２の位置情報に最も類似する固定無線基地局の設置位置を基に、移動体２がその設置位置に存在する固定無線基地局とリンク状態を確立するように切り替える。
【００６０】
例えば、通信経路選択部２１は、位置情報検索部２６から受信した移動体２と最も近い固定無線基地局の設置位置が移動体２の前方方向と判定した場合は、先端無線装置１０がその固定無線基地局と最も近いこととなり、通信経路選択部２１は、その固定無線基地局とリンク状態を確立している先端無線装置１０と通信処理部２２との接続をするように切り替える。また、位置情報検索部２６から受信した移動体２と最も近い固定無線基地局の設置位置が移動体２の後方方向と判定した場合は、後端無線装置１１がその固定無線基地局と最も近いこととなり、通信経路選択部２１は、その固定無線基地局とリンク状態を確立している後端無線装置１１と通信処理部２２との接続をするように切り替える。
【００６１】
このように、位置情報計測部２４により計測した位置情報を基に、移動体２の現在位置に最も近い固定無線基地局の設置位置を取得することが可能となるため、移動体２の現在位置に最も近い固定無線基地局とリンク状態を確立するように、先端無線装置１０と通信処理部２２との接続、または、後端無線装置１１と通信処理部２２との接続、を選択切り替えることが可能となる。これにより、移動体２内部に存在する移動体無線装置４０は、通信状態の良好な先端無線装置１０または後端無線装置１１に接続された列車内の移動体内通信装置３０を介して固定無線基地局とデータ通信を行うことが可能となる。
【００６２】
（第４の実施の形態）
次に、第４の実施の形態について説明する。
第４の実施の形態は、図９に示すように、移動体２上の中心位置に無線装置（中心無線装置）１２を新たに搭載し、移動体２上に搭載した先端無線装置１０と、中心無線装置１２と、が、固定無線基地局が構築するセル内に入った時間と、セル内から出る時間と、を求め、その求めた先端無線装置１０と中心無線装置１２との時間間隔（Δｔ１、Δｔ１ '）を基に、後端無線装置１１がセル内に入る時間（Δｔ２）と、セル内から出る時間（Δｔ２ '）と、を予測し、先端無線装置１０と通信処理部２２との接続、または、後端無線装置１１と通信処理部２２との接続、を選択切り替える構成をとる移動体通信システムである。以下、図１０を参照しながら、第４の実施の形態における移動体通信システムの構成について説明する。
【００６３】
第４の実施の形態における移動体通信システムは、移動体２上に搭載した先端無線装置１０と、中心無線装置１２と、が、固定無線基地局が構築するセル内に入った時間と、セル内から出る時間と、を求め、その求めた先端無線装置１０と中心無線装置１２との時間から、先端無線装置１０から中心無線装置１２までの通過時間（Δｔ１、Δｔ１ '）を基に、後端無線装置１１がセル内に入る時間（Δｔ２）と、セル内から出る時間（Δｔ２ '）と、を算出する通過時間算出部２７を通信制御装置２０に具備し、通過時間算出部２７が算出した、中心無線装置１２がセル内に入ってから後端無線装置１１がセル内に入るまでの時間（Δｔ２）を基に、通過時間算出部２７は、通信経路選択部２１に対して、先端無線装置１０と通信処理部２２との接続から、後端無線装置１１と通信処理部２２との接続に切り替えるように切り替え要求を行う。また、通過時間算出部２７が算出した、中心無線装置１２がセル内から出た後に後端無線装置１１がセル内から出るまでの時間（Δｔ２ '）を基に、通過時間算出部２７は、通信経路選択部２１に対して、後端無線装置１１と通信処理部２２との接続から、先端無線装置１０と通信処理部２２との接続に切り替えるように切替え要求を行う。
【００６４】
なお、中心無線装置１２は、先端無線装置１０と後端無線装置１１との中間に位置することとなるため、先端無線装置１０と中心無線装置１２との距離（ｒ１）と、中心無線装置１２と後端無線装置１１との距離（ｒ２）と、の距離は一致し（ｒ１＝ｒ２）、また、移動体２の速度は一定と仮定すると、先端無線装置１０がセル内に入ってから中心無線装置１２がセル内に入るまでの時間（Δｔ１）と、中心無線装置１２がセル内に入ってから後端無線装置１１がセル内に入るまでの時間（Δｔ２）と、が等しいことからΔｔ２＝Δｔ１を算出することが可能となる。また、同様にして、中心無線装置１２がセル内から出た後に後端無線装置１１がセル内から出るまでの時間（Δｔ２ '）＝先端無線装置１０がセル内から出た後に中心無線装置１２がセル内から出るまでの時間（Δｔ１ '）を算出することが可能となる。なお、上記において、先端無線装置１０と通信処理部２２との接続、または、後端無線装置１１と通信処理部２２との接続、を切り替えることとしたが、中心無線装置１２と通信処理部２２との接続も行うようにして、３つの無線装置を交互に切り替えてリンク状態を確立することも可能である。
【００６５】
（第５の実施の形態）
次に、第５の実施の形態について説明する。
第５の実施の形態における移動体通信システムは、図１１に示すように、離間した２つの固定無線基地局（１−１，１−２）とリンク状態を確立した際に、その２つの固定無線基地局（１−１，１−２）とリンク状態を保持することで、２つの固定無線基地局（１−１，１−２）の帯域を確保することが可能となる移動体通信システムである。以下、図１２を参照しながら、第５の実施の形態における移動体通信システムについて説明する。
【００６６】
第５の実施の形態における移動体通信システムは、例えば、図１１に示すように、後端無線装置１１が第１の固定無線基地局１−１に帰属しており、尚且つ、先端無線装置１０が第２の固定無線基地局１−２に帰属している場合に、両方の帰属関係を保持するように、図１２に示す通信制御装置２０の具備する通信経路選択部２１が、後端無線装置１１と通信処理部２２との接続と、先端無線装置１０と通信処理部２２との接続と、の各々を接続させるようにする。これにより、先端無線装置１０と後端無線装置１１との各々の無線装置と固定無線基地局との通信網を確立することが可能となるため、図１３に示すように、移動体２上に搭載された先端無線装置１０と後端無線装置１１との各々が、異なる固定無線基地局に帰属している場合には、移動体２が、２倍の無線帯域を確保することが可能となる。なお、図１３に示す、移動体２における無線帯域の変化を示すグラフは、移動体２の先端部分（先端無線装置１０の位置）を基に作成した際の帯域変化を示している。
【００６７】
なお、第５の実施の形態における移動体通信システムは、後端無線装置１１と通信経路選択部２１との接続と、先端無線装置１０と通信経路選択部２１との接続と、の各々を接続させることから、通信制御装置２０は、先端無線装置１０、または、後端無線装置１１のどちらの無線装置に対してデータ通信を送るのかを決定し、該決定した無線装置に対してデータパケットを送信するように通信経路選択部２１に指示を行う通信データ振分部２８を有して構成されている。これにより、通信経路選択部２８は、通信データ振分部２８からの指示に従い、先端無線装置１０、または、後端無線装置１１への通信経路を選択し、該選択した無線装置に対してデータパケットを送出することとなる。
【００６８】
また、第５の実施の形態における移動体通信システムは、図１１に示す、移動体２上に搭載される先端無線装置１０と後端無線装置１１との間の距離：Ｒ２を長くするか、または／及び、固定無線基地局１−１が構築するセルと固定無線基地局１−２が構築するセルとの間の距離：Ｒ１を短くすることで、先端無線装置１０と後端無線装置１１との双方のリンク状態を確保する時間を長くすることが可能となる。例えば、図１４に示すように、固定無線基地局間の設置位置を短くすると、固定無線基地局が構築するセル間の距離：Ｒ１が短くなることから、先端無線装置１０と後端無線装置１１との双方のリンク状態を確保する時間が長くなり、移動体２において、先端無線装置１０と後端無線装置１１との双方のリンク状態を確保する帯域区間はＲ２−Ｒ１の区間となる。また、図１５に示すように、固定無線基地局間の設置位置を長くして、固定無線基地局が構築するセル間の距離：Ｒ１を、移動体２に搭載した先端無線装置１０と後端無線装置１１との間の距離：Ｒ２とほぼ同一にすると、２つの固定無線基地局に帰属する区間がなくなることから（Ｒ２−Ｒ１＝０）、移動体２における無線帯域は１つとなる。
【００６９】
なお、上述する実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更実施が可能である。例えば、本実施の形態における移動体２の中の移動体通信システムを確立する通信網は特に限定するものではなく、有線、無線のどちらでも適用可能であり、移動体２の中の通信網は、無線、有線を組み合わせて様々な通信網を構築することが可能となる。
【００７０】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように本発明は以下のような効果を奏する。
本発明によれば、各固定無線基地局が構築するセル間が相互に離れている場合でも、セル間の切替処理を簡潔に行いつつ、連続した通信処理が可能となるため、固定無線基地局の設置個数を削減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる第１の実施の形態における移動体通信システムを示す概略図である。
【図２】本発明にかかる第１の実施の形態における移動体通信システムの構成を示す図である。
【図３】移動体通信システムを構成する移動体に搭載される無線端末装置の構成を示す図である。
【図４】第１の実施の形態における移動体通信システムを構成する移動体が、固定無線基地局間を移動する際に構築する通信可能な範囲（仮想的なセル）を示す図である。
【図５】第１の実施の形態における移動体に搭載された先端無線装置と後端無線装置とが交互に切り替わる際に、移動体上に構築される通信範囲を示す図である。
【図６】移動体に搭載された先端無線装置と後端無線装置とにより、固定無線基地局が構築するセル間に生じる不感区間を補うことで、連続したセルを構築した状態を示すイメージ図である。
【図７】第２の実施の形態における移動体通信システムの構成を示す図である。
【図８】第３の実施の形態における移動体通信システムの構成を示す図である。
【図９】第４の実施の形態における移動体の構成を示す図であり、移動体の中心位置に無線装置を新たに搭載した際の処理動作を示す図である。
【図１０】第４の実施の形態における移動体通信システムの構成を示す図である。
【図１１】第５の実施の形態における移動体が、離間した２つの固定無線基地局（１−１，１−２）とリンク状態を確立した状態を示す図である。
【図１２】第５の実施の形態における移動体通信システムの構成を示す図である。
【図１３】第５の実施の形態における移動体の帯域変化を示す図である。
【図１４】固定無線基地局間の設置位置を短くした場合における、移動体の帯域変化の区間を示す図である。
【図１５】固定無線基地局間の設置位置を長くした場合における、移動体の帯域変化の区間を示す図である。
【図１６】従来の移動体通信システムにおいて、移動体に搭載された無線装置における処理動作を示す図である。
【図１７】従来の移動体通信システムにおいて、移動体に搭載された無線装置における処理動作を示す図であり、固定無線基地局が構築するセルを重ねた場合の処理動作を示す図である。
【図１８】従来の移動体通信システムにおいて、移動体に搭載された無線装置における処理動作を示す図であり、固定無線基地局が構築するセルの間を間引いた場合の処理動作を示す図である。
【符号の説明】
１−１〜Ｎ  固定無線基地局
２  移動体
１０  先端無線装置
１０ａ  制御部
１０ｂ  無線部
１０ｃ  通信処理部
１０ｄ  ＮＷ  Ｉ／Ｆ（ネットワーク  インタフェース）部
１０ｅ  無線アンテナ
１１  後端無線装置
１２  中心無線装置
２０  通信制御装置
２１  通信経路選択部
２２  通信処理部
２３  電波管理部
２４  位置情報計測部
２５  位置情報格納部
２６  位置情報検索部
２７  通過時間算出部
２８  通信データ振分部
３０  移動体内通信装置
４０  移動体無線装置
【図１】
0004289043.tif 000002
【図２】
0004289043.tif 000003
【図３】
0004289043.tif 000004
【図４】
0004289043.tif 000005
【図５】
0004289043.tif 000006
【図６】
0004289043.tif 000007
【図７】
0004289043.tif 000008
【図８】
0004289043.tif 000009
【図９】
0004289043.tif 000010
【図１０】
0004289043.tif 000011
【図１１】
0004289043.tif 000012
【図１２】
0004289043.tif 000013
【図１３】
0004289043.tif 000014
【図１４】
0004289043.tif 000015
【図１５】
0004289043.tif 000016
【図１６】
0004289043.tif 000017
【図１７】
0004289043.tif 000018
【図１８】
0004289043.tif 000019