JP2010109927A - 無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ハンドオーバを行うために必要な処理を低減できる無線通信システム及び無線
通信方法を提供する。
【解決手段】 無線通信システムの先頭基地局１００−１は、ハンドオーバを実行すると
中間基地局１００−２に対して代理ハンドオーバを行うか否かの問い合わせを行う。代理
ハンドオーバを行う旨の通知を受け取った先頭基地局１００−１は、中間基地局１００−
２に代わり、ハンドオーバを行う。
【選択図】 図６

Description

本発明は、無線通信システム、無線通信装置、及び無線通信方法に関する。

自動車や列車など高速移動体の車内でも、オフィスや家庭環境と同様に、無線ＬＡＮ通
信を快適に行えることが望まれている。一般に、無線ＬＡＮシステムでは、アクセスポイ
ント（ＡＰ）を介して端末（ＳＴ）が、公衆インターネット網と接続する。

高速移動体の車内に設けられるアクセスポイントは、公衆インターネット網と接続する
ため、基地局と無線で通信している。そのため、高速移動体の移動に従って、アクセスポ
イントは、基地局を切り替えるハンドオーバを行う必要がある。高速移動体に設けられた
アクセスポイントがハンドオーバを行う際の処理負担を軽減するために、他の移動体のハ
ンドオーバ情報を利用する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１に記載されるハンドオーバ方法では、路側機制御サーバが、ハンドオーバを
行った移動体からセルエッジ情報を収集する。セルエッジ情報には、位置情報が負荷され
ており、路側機制御サーバは、この位置情報に基づいてセルエッジ情報を路側機に配信す
る。自動車に搭載されたカーナビは、路側機からセルエッジ情報を取得し、このセルエッ
ジ情報に基づいてハンドオーバを行うよう、自動車内にある移動体に指示する。
特開２００３−９２０７公報

特許文献１に記載されるハンドオーバ方法では、路側機は、セルエッジ情報しか有して
おらず、ハンドオーバを行うか否かは、自動車に搭載されたカーナビが判断している。ま
た、カーナビは、ハンドオーバのタイミングを決定するだけであり、実際にハンドオーバ
を行うのは、移動体である。

すなわち、特許文献１に記載されるハンドオーバ方法では、移動体自身がハンドオーバ
を行わなければならず、移動体のハンドオーバ処理を軽減することはできなかった。

そこで、本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、ハンドオーバを
行うために必要な処理を低減できる無線通信システム及び無線通信方法の提供を目的とす
る。

上記目的を達成するために、は、
また、本発明のは、

本発明によると、ハンドオーバを行うために必要な処理を低減できる無線通信システム
、無線通信装置及び無線通信方法を提供することができる。

以下、本発明の実施例を、図面を参照して説明する。

図１乃至図８を用いて本発明の第１の実施例に係る無線通信システムを説明する。図１
は、本実施例にかかる無線通信システムの概要を示す図である。本実施例にかかる無線通
信システムは、列車のような高速移動体に設けられる。

図１の例では、無線通信システムは、列車１の各車両１０−ｎ（ｎは１以上の整数）に
それぞれ車載基地局１００−ｎを有している。

車載基地局１００−ｎは、車両１０−ｎ内の端末２００−ｋ（ｋは１以上の整数）と、
車両外の基地局３００−１（以下、車外基地局と称する）との間の通信を中継する。

列車１は、図１に示す矢印の方向に進み、車外基地局３００−１のセル３００Ａから、
次第に車外基地局３００−２のセル３００Ｂへと移動する。この移動に伴い、各車両１０
−ｎに設けられた車載基地局は、端末２００−ｋに代わり、車外基地局３００−１から車
外基地局３００−２へのハンドオーバを行う。そのため、端末２００−ｋは、処理負荷の
大きいハンドオーバを行わずにすむ。

次に、図２を用いて、本実施例にかかる列車１の詳細を説明する。図２に示す列車１（
高速移動体）は、一列に連結された複数の車両１０−ｎ（ｎは１以上の整数。図２は、ｎ
＝５の例を示す。）を有している。各車両１０−ｎには、それぞれ１つの車載基地局１０
０−ｎが設けられており、複数の端末２００−ｋが存在している。

各車両１０−ｎに設けられた車載基地局１００−ｎは、それぞれが有線または無線で接
続されている。列車１の先頭車両１０−１に設けられる車載基地局１００−１（第１の無
線通信装置。以下、先頭基地局と称する。）は、セル３００Ａからセル３００Ｂへと移動
する（図１参照）場合、車外基地局３００−１から車外基地局３００−２へとハンドオー
バ（ＨＯ：Ｈａｎｄｏｖｅｒ）を行う。さらに、先頭基地局１００−１は、他の車載基地
局１００−ｎに、ハンドオーバを行うか否か問い合わせを行う。ハンドオーバを行う旨の
通知を受け取ると、先頭基地局１００−１は、他の車載基地局１００−ｎの代わりに車外
基地局３００−１から車外基地局３００−２へのハンドオーバ処理の一部を行う。他の車
載基地局の代わりに行うハンドオーバ処理の一部（以下、代理ハンドオーバ、代理ＨＯと
称する）の処理については後述する。

先頭車両１０−１を除く車両（以下、中間車両と称する。）に設けられる車載基地局（
第２の無線通信装置。以下、中間基地局と称する。）は、先頭基地局１００−１からハン
ドオーバを行うか否か問い合わせを受ける。問い合わせを受けた中間基地局は、ハンドオ
ーバを行うか否か先頭基地局へ通知する。なお、中間基地局１００−２を用いて本実施例
の説明を行うが、他の中間基地局１００−ｎ（ｎは、２以上の整数）であっても同様であ
る。

次に、図３を用いて先頭基地局１００−１の構成を説明する。先頭基地局１００−１は
、車外基地局３００−１，３００−２と通信を行うための車外向けアンテナ１０１、車外
無線部１０２、車外通信部１０３と、先頭車両内に存在する端末２００−ｋと通信を行う
ための車内向けアンテナ１１１、車内無線部１１２、車内通信部１１３と、ハンドオーバ
を行うための無線リンク管理部１３０（実行部）と、代理ＨＯを行う代理ＨＯ処理部１４
０（リソース確保手段）と、他の車載基地局と通信を行う基地局間通信部１５０（第１の
通信手段）と、を有している。

車外無線部１０２は、車外向けアンテナ１０１、車外通信部１０３と接続している。車
外無線部１０２は、車外向けアンテナ１０１を介して受信した無線信号に対して、信号増
幅、周波数変換（ダウンコンバージョン）、直交復調等の無線処理を行い、ベースバンド
信号を生成する。

また、車外無線部１０２は、車外通信部１０３が生成するベースバンド信号に対して、
直交変調、周波数変換（アップコンバージョン）、電力増幅等の無線処理を行い、無線信
号を生成する。この無線信号は、車外向けアンテナ１０１を介して車外基地局へと送信さ
れる。

車外通信部１０３は、車外無線部１０２および車内通信部１１３と接続している。車外
通信部１０３は、車外無線部１０２が生成したベースバンド信号に対して、誤り訂正、復
調処理等の信号処理を行い、中継データを生成する。また、車外通信部１０３は、車内通
信部１１３が生成する中継データに対して、誤り訂正符号の付加、変調処理等の信号処理
を行い、ベースバンド信号を生成する。

車内通信部１１３は、車内無線部１１２および車外通信部１０３と接続している。車内
通信部１１３は、車外通信部１０３が生成する中継データに対して、誤り訂正符号の付加
、変調処理等の信号処理を行い、ベースバンド信号を生成する。また、車内通信部１１３
は、車外無線部１１２が生成したベースバンド信号に対して、誤り訂正、復調処理等の信
号処理を行い、中継データを生成する。

車内無線部１１２は、車内向けアンテナ１１１および車内通信部１１３と接続している
。車内無線部１１２は、車内通信部１１３が生成するベースバンド信号に対して、直交変
調、周波数変換（アップコンバージョン）、電力増幅等の無線処理を行い、無線信号を生
成する。この無線信号は、車内向けアンテナ１１１を介して端末へと送信される。

また、車内無線部１１２は、車内向けアンテナ１１１を介して受信した無線信号に対し
て、信号増幅、周波数変換（ダウンコンバージョン）、直交復調等の無線処理を行い、ベ
ースバンド信号を生成する。

無線リンク管理部１３０は、車外通信部１０３及び代理ＨＯ処理部１５０と接続してい
る。無線リンク管理部１３０は、先頭基地局１００−１のハンドオーバを実行する。無線
リンク管理部１３０は、ハンドオーバを行ったことを、代理ＨＯ処理部１５０に通知する
。

代理ＨＯ処理部１４０は、車外通信部１０３、無線リンク管理部１３０、及び基地局間
通信部１５０と接続している。代理ＨＯ処理部１４０は、無線リンク管理部１３０から、
ハンドオーバを行った旨の通知を受け取ると、基地局間通信部１５０に、中間基地局１０
０−２に対して、ハンドオーバを行うか否かの問い合わせ（代理ＨＯ問い合わせ）を行う
よう指示する。

中間基地局１００−２が代理ＨＯを要求する場合、代理ＨＯ処理部１４０は、基地局間
通信部１５０を介して代理ＨＯリクエストを受信する。代理ＨＯ処理部１４０は、代理Ｈ
Ｏリクエストを受信すると、中間基地局１００−２の代わりに代理ハンドオーバを行う。
代理ハンドオーバを行うと、代理ＨＯ処理部１４０は、車外基地局からリソース通知を受
け取る。代理ＨＯ処理部１４０は、基地局間通信部１５０に、代理ＨＯリクエストを送信
した中間基地局１００−２に対して、車外基地局から受け取ったリソース通知を送信する
よう支持する。

基地局間通信部１５０は、代理ＨＯ処理部１４０及び中間基地局１００−２と接続して
いる。基地局間通信部１５０は、代理ＨＯ処理部１４０の指示に従い代理ＨＯ問い合わせ
またはリソース通知を中間基地局１００−２へ送信する。

続いて、図４を用いて、中間基地局１００−２の構成を説明する。

図４に示す中間基地局１００−２は、車外基地局３００−１，３００−２と通信を行う
ための車外向けアンテナ１０１、車外無線部１０２、車外通信部１０３と、先頭車両内に
存在する端末２００−ｋと通信を行うための車内向けアンテナ１１１、車内無線部１１２
、車内通信部１１３と、無線リンク管理部１６０（決定手段）と、他の車載基地局と通信
を行う基地局間通信部１５０（第３の通信手段）と、を有しており、代理ＨＯ処理部を有
していない点を除き、先頭基地局１００−１とほぼ同じ構成をしている。

なお、ここでは、車外向けアンテナ１０１、車外無線部１０２、及び車外通信部１０３
を車外基地局と通信を行う通信手段（第２の通信手段）とする。

無線リンク管理部１６０は、車外通信部１０３、基地局通信部１５０と接続している。
無線リンク管理部１６０は、基地局通信部１５０を介して、先頭基地局から代理ＨＯ問い
合わせを受信する。代理ＨＯ問い合わせを受信すると、無線リンク管理部１６０は、車外
通信部１０３から、車外基地局３００及び端末２００−ｋとの通信に必要な帯域（必要帯
域）に関する情報を受け取る。例えば、中間車両１０−２に端末２００−ｋが存在しない
場合は、通信に必要な帯域はなく、「必要帯域＝０」となる。また、端末２００−ｋが存
在しても、通信を行っていない場合は、「必要帯域＝０」となる場合もある。一方、通信
を行っている端末２００−ｋが存在する場合は、通信に必要な帯域があり、「必要帯域＞
０」となる。
無線リンク管理部１６０は、「必要帯域＝０」の場合は、代理ハンドオーバ不要とし、
「必要帯域＞０」の場合は、代理ハンドオーバが必要とする。代理ハンドオーバが必要な
場合、無線リンク管理部１６０は、基地局間通信部１５０に、代理ＨＯリクエストを先頭
基地局へ送信するよう指示する。代理ハンドオーバが不要の場合は、先頭基地局へその旨
を通知してもしなくてもよい。

また、無線リンク管理部１６０は、基地局通信部１５０を介して、先頭基地局１００−
１からリソース通知を受け取る。このリソース通知には、例えば代理ハンドオーバによっ
て中間基地局１００−２に割り当てられた帯域情報や符号系列等のリソース情報が含まれ
る。

無線リンク管理部１６０は、車外通信部１０３を制御し、現在通信を行っている車外基
地局３００−１の受信電力及びハンドオーバ先の車外基地局３００−２の受信電力を測定
する。

無線リンク管理部１６０は、比較部１６１を有している。比較部１６１は、無線リンク
管理部１６０が測定した車外基地局３００−１，３００−２の受信電力を比較する。比較
部１６１の比較結果、（車外基地局３００−２の受信電力）−（車外基地局３００−１の
受信電力）の値が一定以上の場合に、無線リンク管理部１６０は、割り当てられた帯域を
利用して、ハンドオーバ先の車外基地局３００−２との通信を開始するよう車外通信部１
０３を制御する。

ここで、図５を用いて、車外基地局３００−１の構成について説明する。なお、車外基
地局３００−２も同様の構成である。

図５に示す車外基地局３００−１は、車載基地局１００−ｎと通信を行うための、アン
テナ３０１、無線部３０２、通信部３０３と、例えば公衆ネットワーク網など別のネット
ワークに接続するためのネットワークＩＦ部３１０と、車載基地局１００−ｎとの通信に
用いる帯域や符号系列などのリソースを管理するリソース管理部３２０を有する。

無線部３０２は、アンテナ３０１、通信部３０３と接続している。無線部３０２は、
アンテナ３０１を介して受信した無線信号に対して、信号増幅、周波数変換（ダウンコン
バージョン）、直交復調等の無線処理を行い、ベースバンド信号を生成する。

また、無線部３０２は、通信部３０３が生成するベースバンド信号に対して、直交変調
、周波数変換（アップコンバージョン）、電力増幅等の無線処理を行い、無線信号を生成
する。この無線信号は、アンテナ３０１を介して車外基地局へと送信される。

通信部３０３は、無線部３０２、ネットワークＩＦ部３１０、およびリソース管理部３
２０と接続している。通信部３０３は、無線部３０２が生成したベースバンド信号に対し
て、誤り訂正、復調処理等の信号処理を行い、データ信号を生成する。また、通信部３０
３は、ネットワークＩＦ部３１０から渡されたデータ信号に対して、誤り訂正符号の付加
、変調処理等の信号処理を行い、ベースバンド信号を生成する。

ネットワークＩＦ部３１０は、通信部３０３および例えば公衆ネットワーク網など他の
ネットワーク網と接続している。ネットワークＩＦ部３１０は、通信部３０３が生成する
データ信号を他のネットワーク網に送信する。また、ネットワークＩＦ部３１０は、他の
ネットワークから受信したデータ信号を通信部３０３へ受け渡す。

リソース管理部３２０は、先頭基地局１００−１からのハンドオーバ要求または代理ハ
ンドオーバ要求に従い、帯域または符号系列等のリソースを車載基地局１００−ｎに割り
当てる。リソース管理部３２０は、割り当てた帯域または符号系列等のリソース情報を、
通信部３０３、無線部３０２、アンテナ３０１を介して、先頭基地局１００−１へ送信す
る。なお、リソース管理部３２０は、割り当てたリソースが一定期間経っても使用開始さ
れない場合は、リソースを開放する。

図６を用いて、本実施例に係る無線通信システムの動作について説明する。ここでは、
先頭基地局１００−１が車外基地局３００−１から車外基地局３００−２へとハンドオー
バを行った場合について説明する。また、代理ＨＯは、中間基地局１００−２がリクエス
トした場合について説明する。

列車１の先頭車両１０−１が、セル３００Ａとセル３００Ｂとが重なっている領域（セ
ルエッジ）に入ると、先頭基地局１００−１は、車外基地局３００−１から車外基地局３
００−２へとハンドオーバを行う（ステップＳ１０１）。

次に、先頭基地局１００−１は、中間基地局１００−２に対して、代理ハンドオーバを
行うか否か代理ＨＯ問い合わせを行う（ステップＳ１０２）。中間基地局１００−２は、
「必要帯域＞０」の場合に、代理ＨＯリクエストを先頭基地局１００−１に送信する（ス
テップＳ１０３）。

代理ＨＯリクエストを受信すると、先頭基地局１００−１は、代理ハンドオーバを行い
（ステップＳ１０４）、リソース通知を中間基地局１００−２に通知する（ステップＳ１
０５）。中間基地局１００−２は、リソース通知に従い、ハンドオーバを完了するか否か
を決定する。中間基地局１００−２は、ハンドオーバを完了する、すなわち、リソース通
知で通知されたリソースで通信を行うと決定すると、該リソースで車外基地局３００−２
と通信を開始する（ステップＳ１０６）。

次に、図７乃至図を用いて無線通信システムの動作の詳細を説明する。

（先頭基地局のハンドオーバ）
まず、先頭基地局１００−１は、定期的にセルサーチを行っている（ステップＳ２０１
）。セルサーチの結果を元に、先頭基地局１００−１は、車外基地局３００−１との通信
品質と、車外基地局３００−２との通信品質とを比較する（ステップＳ２０２）。

比較の結果、車外基地局３００−１との通信品質が大きい場合は、先頭基地局１００−
１は、ハンドオーバを行わず、車外基地局３００−１との通信を維持する（ステップＳ２
０２のｎｏ）。一方、車外基地局３００−２との通信品質が大きい場合は、先頭基地局１
００−１は、車外基地局３００−１から車外基地局３００−２へのハンドオーバを決定す
る（ステップＳ２０２のｙｅｓ）。ここで、通信品質とは、例えば受信信号強度や、受信
信号の誤り率など、先頭基地局１００−１と車外基地局３００−１，２との通信の品質を
表すものであればよい。

次に、先頭基地局１００−１は、車外基地局３００−２に対し、接続要求を送信する（
ステップＳ２０３）。この接続要求には、例えば先頭基地局１００−１が通信に必要とす
るリソース（帯域等）が含まれている。

接続要求を受信した車外基地局３００−２は、リソース管理部３２０が割り当てたリソ
ースを先頭基地局１００−１へ通知する。先頭基地局１００−１は、この通知を受け取る
と（ステップＳ２０４）、割り当てられたリソースを元に通信を開始する（ステップＳ２
０５）。

先頭基地局１００−１は、車外基地局３００−２との接続が確立すると、車外基地局３
００−１に接続切断要求を送信し、車外基地局３００−１との接続を終了する（ステップ
Ｓ２０６）。

なお、ここでは、ソフトハンドオーバの一例について説明したが、例えばハードハンド
オーバなど従来用いられているハンドオーバであればいずれの処理を適用してもよい。

（代理ハンドオーバ）
続いて、図８を用いて、代理ハンドオーバ（代理ＨＯ）処理について説明する。

先頭基地局１００−１は、車外基地局３００−１から車外基地局３００−２への接続切
り替えが終了すると、中間基地局１００−２に、代理ＨＯ問い合わせを行う（ステップＳ
３０１）。

中間基地局１００−２は、代理ＨＯ問い合わせを受信すると、代理ハンドオーバをリク
エストするか否かを決定する。中間基地局１００−２は、必要帯域の有無を確認する。例
えば、中間車両１０−２に端末２００−ｋ（ｋは１以上の整数。）が存在し、この端末２
００−ｋが中間基地局１００−２を介して車外基地局３００−１と通信を行っている場合
は、端末２００−ｋと車外基地局３００との間の通信を中継するために、中間基地局１０
０−２は、帯域が必要であると判断する。必要な帯域の大きさは、中間車両１０−２内に
存在する端末の数や、１つの端末と車外基地局との通信を中継するために必要なリソース
の大きさによって変化する。

必要帯域がある（必要帯域＞０）場合（ステップＳ３０２のｙｅｓ）、中間基地局１０
０−２は、代理ＨＯリクエストを、先頭基地局１００−１に通知する（ステップＳ３０３
）。なお、この代理ＨＯリクエストには、必要帯域が含まれている。一方、必要帯域がな
い（必要帯域＝０）場合、中間基地局１００−２は、先頭基地局１００−１に、代理ＨＯ
リクエストを通知しない。または、中間基地局１００−２は、先頭基地局１００−１に、
必要帯域が「０」であることを含む代理ＨＯリクエストを通知してもよい。

先頭基地局１００−１は、代理ＨＯリクエストを受信すると、中間基地局１００−２の
代理でハンドオーバを行う。

具体的には、まず先頭基地局１００−１は、車外基地局３００−２に対して、接続要求
を送信する（ステップＳ３０４）。この接続要求には、中間基地局１００−２が必要とす
る帯域及び中間基地局１００−２の代理である旨が含まれている。

接続要求を受信した車外基地局３００−２は、リソースを中間基地局１００−２に割り
当てる（ステップＳ３０５）。車外基地局３００−２は、割り当てたリソースの情報を先
頭基地局１００−１へ通知する（ステップＳ３０６）。先頭基地局１００−１は、この通
知を受け取ると、このリソース通知を中間基地局１００−２へ送信する（ステップＳ３０
７）。

中間基地局１００−２は、先頭基地局１００−１からリソース通知を受信すると、現在
通信を行っている車外基地局３００−１の受信電力を測定する。さらに、中間基地局１０
０−２は、ハンドオーバ先の候補である車外基地局３００−２の受信電力を測定する。車
外基地局３００−２の受信電力が、車外基地局３００−１の受信電力より一定値以上大き
い、すなわち（車外基地局３００−２の受信電力）−（車外基地局３００−１の受信電力
）≧（閾値Ｔｈ）の場合（ステップＳ３０８のｙｅｓ）、中間基地局１００−２は、最終
的にハンドオーバを行うことを決定する。中間基地局１００−２は、リソース通知に含ま
れるリソースを用いて、車外基地局３００−２と通信を開始する（ステップＳ３０９）と
ともに、車外基地局３００−１に接続切断要求を通知する。

一方、車外基地局３００−２の受信電力が、車外基地局３００−１の受信電力より一定
値未満、すなわち（車外基地局３００−２の受信電力_{３００−２}）−（車外基地局３００
−１の受信電力_{３００−１}）＜（閾値Ｔｈ）の場合（ステップＳ３０８のｎｏ）、中間基
地局１００−２は、最終的にハンドオーバを行わないことを決定する。このとき、中間基
地局１００−２は、車外基地局３００−２に対し、リソースを開放するよう要求を通知し
てもよい（ステップＳ３１０）。

以上のように、第１の実施例によれば、先頭基地局１００−１が、中間基地局１００−
２の代わりにハンドオーバ処理の一部を行うことで、中間基地局１００−２は、ハンドオ
ーバ処理を軽減することができる。

先頭基地局１００−１がハンドオーバを行った時点で、代理ＨＯ問い合わせを行うため
、中間基地局１００−２は、セルエッジに到達する前に、ハンドオーバの要否を決定でき
る。中間基地局１００−２は、セルエッジに到達する前に、車外基地局３００−２との通
信に必要なリソースを予め確保しておくことが可能となる。したがって、中間基地局１０
０−２は、ハンドオーバを確実に行えるようになる。

（変形例）
上述した第１の実施例では、車外基地局３００−２の受信電力が、車外基地局３００−
１の受信電力より一定値未満の場合、中間基地局１００−２は、車外基地局３００−２に
対し、リソースを開放するよう要求を通知している。本変形例では、一度受信電力の比較
を行った後、すぐにリソースの開放を要求するのではなく、受信電力の比較を一定期間繰
り返し行う。

これにより、中間基地局１００−２は、セルエッジに到達する前にリソースの確保が行
えるとともに、実際にセルエッジに近づく、あるいは到達してから車外基地局３００−２
との通信を開始することができる。

次に、図９及び図１０を用いて、本発明の第２の実施例に係る無線通信システムを説明
する。例えば、高速移動体が列車であった場合、進行方向によって、先頭車両と最後尾車
両とが入れ替わる可能性がある。また、車両の連結等により、中間車両と先頭車両とが入
れ替わる可能性がある。

本実施例は、上述した場合に対応するため、複数の車両に先頭基地局を設けた場合につ
いて説明する。なお、以下、代理ＨＯを行う車載基地局を先頭基地局と呼び、それ以外の
車載基地局を中間基地局と呼ぶ。そのため、先頭車両以外にも先頭基地局が設けられる場
合がある。

本実施例にかかる無線通信システムの中間基地局１００−２２は、ハンドオーバ先の車
外基地局を記憶する記憶部１７０（記憶手段）を備えている。それ以外の構成は、第１の
実施例と同じであるため、説明を省略する。

図９は、本実施例にかかる中間基地局１００−２２の構成を示すブロック図である。図
９に示すように、記憶部１７０は、無線リンク管理部１６０に接続している。記憶部１７
０には、無線リンク管理部１６０によって、ハンドオーバ先の車外基地局が記憶される。
すなわち、記憶部１７０は、中間基地局１００−２２が今まで通信を確立したことのある
車外基地局の履歴が保存されている。

続いて、図１０を用いて本実施例に係る無線通信システムの動作を説明する。中間基地
局１００−２２が、代理ＨＯリクエストを送信するか否かを決定する手順を除き、図１に
示す無線通信システムの動作とほぼ同じであるため、同一符号を付し説明を省略する。

（代理ハンドオーバ）

中間基地局１００−２２は、代理ＨＯ問い合わせを受信すると、代理ハンドオーバを
リクエストするか否かを決定する。中間基地局１００−２２は、必要帯域の有無を確認す
る（ステップＳ３０２）。

さらに、本実施例に係る中間基地局１００−２２では、必要帯域がある場合、無線リン
ク管理部１６０が、記憶部１７０を参照し、代理ＨＯ問い合わせに含まれるハンドオーバ
先の車外基地局３００−２が、記憶部１７０に記憶されているか否かを確認する。

記憶部１７０に、車外基地局３００−２が記憶されている場合、中間基地局１００−２
２は、車外基地局３００−２へのハンドオーバは不要であると決定する。一方、記憶部１
７０に車外基地局３００−２が記憶されていない場合（ステップＳ３２０のｙｅｓ）、中
間基地局１００−２２は、車外基地局３００−２へのハンドオーバは必要であるとし、先
頭基地局１００−１に代理ＨＯリクエストを送信する（ステップＳ３０３）。

記憶部１７０には、中間基地局１００−２２が今まで通信を確立したことのある車外基
地局の履歴が保存されている。従って、中間基地局１００−２２は、ハンドオーバ先の車
外基地局３００−２と通信したことがない場合に、車外基地局３００−２へのハンドオー
バを決定する。

なお、記憶部１７０に記憶されている車外基地局の履歴の管理は、無線リンク管理部１
６０が行う。無線リンク管理部１６０は、ハンドオーバが終了し、車外基地局３００−２
との通信が開始されると、記憶部１７０に車外基地局３００−２の情報を記録する。また
、無線リンク管理部１６０は、記録してから一定期間たった車外基地局の情報を、記憶部
１７０から削除する。あるいは、記憶している車外基地局の数が一定数を超えた場合、最
も古い車外基地局の情報に、新しい車外基地局の情報を上書きしてもよい。

また、代理ＨＯリクエストは、必要帯域が「０」以上で、かつ記憶部１７０にハンドオ
ーバ先の車外基地局３００−２が記憶されていない場合に、先頭基地局に送信されればよ
い。すなわち、図１０のステップＳ３０２及びステップ３２０は、順序を入れ替えても差
し支えない。

以上のように、第２の実施例によれば、第１の実施例と同様の効果が得られるとともに
、先頭基地局が先頭車両以外の車両に設けられている場合でも、適切に中間基地局１００
−２２のハンドオーバを遂行できる。

先頭基地局が複数の車両に設けられている場合、中間基地局は、複数の先頭基地局から
代理ＨＯ問い合わせを受信する可能性がある。中間基地局は、今まで通信を行っていない
車外基地局を選択して代理ＨＯリクエストを送信する。これにより、中間基地局は、先頭
車両に設けられた先頭基地局（もしくは、複数の先頭基地局の中で、最も先頭車両に近い
先頭基地局）に対し、代理ＨＯリクエストを送信することができる。これにより、中間基
地局は、適切な車外基地局へのハンドオーバが可能となる。これは、図１に示すように、
進行方向先頭に位置する先頭基地局が、次にハンドオーバすべきセルに最も早く到達する
と考えられるためである。一度通信を行ったことのある車外基地局へのハンドオーバを行
うか否かの問い合わせを行った先頭基地局は、中間基地局より進行方向に対して後方に位
置していると考えられる。

次に、図１１及び図１３を用いて、本発明の第３の実施例に係る無線通信システムを説
明する。本実施例によると、車載基地局１００−ｎが位置情報を取得することで、中間基
地局が的確にハンドオーバを行えるようになる。

本実施例に係る無線通信システムの先頭基地局１００−１３、中間基地局１００−２３
は、図３に示す先頭基地局１００−１、図４に示す中間基地局１００−２に、位置情報取
得部１８０，１９０（第１、第２の取得手段）を追加した構成となっている。重複する構
成には、同一符号を付し説明を省略する。

図１１に、本実施例に係る先頭基地局１００−１３を示す。先頭基地局１００−１３は
、図３に示す先頭基地局１００−１の構成に加え、新たに、位置情報取得部１８０と、ア
ンテナ１８１を備えている。

位置情報取得部１８０は、アンテナ１８１を介して、路側機（図示せず）から位置情報
を取得する。位置情報取得部１８０は、取得した位置情報を無線リンク管理部１３０に通
知する。位置情報の取得は、定期的に行ってもよく、また無線リンク管理部１３０からハ
ンドオーバが行われる（または行われた）ことが通知されてから行ってもよい。

無線リンク管理部１３０は、ハンドオーバを実行すると、位置情報取得部１８０から通
知された位置情報とともに、ハンドオーバが完了した旨を代理ＨＯ管理部１４０に通知す
る。

代理ＨＯ管理部１４０は、無線リンク管理部１３０からの通知を受け取ると、代理ＨＯ
問い合わせを、基地局間通信部１５０を介して、中間基地局１００−２３へ送信する。こ
の代理ＨＯ問い合わせには、位置情報が含まれている。

図１２に、本実施例に係る中間基地局１００−２３を示す。先頭基地局１００−２３は
、図４に示す中間基地局１００−２３の構成に加え、新たに、位置情報取得部１９０と、
アンテナ１９１を備えている。

位置情報取得部１９０は、アンテナ１９１を介して、路側機（図示せず）から位置情報
を取得する。位置情報取得部１９０は、取得した位置情報を無線リンク管理部１６０に通
知する。位置情報の取得は、無線リンク管理部１６０の指示に従って行われる。

無線リンク管理部１６０は、先頭基地局１００−１３からリソース通知を受信すると、
位置情報取得部１９０に位置情報を取得するように指示する。無線リンク管理部１６０は
、位置情報を元に、ハンドオーバ先である車外基地局３００−２との通信を開始するか否
か決定する。

通信を開始しないと決定した場合は、一定期間経過後、再度位置情報取得部１９０に、
位置情報を取得するように指示する。無線リンク管理部１６０は、位置情報を元に、ハン
ドオーバ先である車外基地局３００−２との通信を開始するか否か決定する。

無線リンク管理部１６０は、一定期間の間または一定回数だけ、位置情報取得部１９０
に位置情報を取得するように指示する。

続いて、図１３を用いて本実施例に係る無線通信システムの動作を説明する。先頭基地
局１００−１３が位置情報を取得する手順、及び中間基地局１００−２３が車外基地局３
００−２と通信を開始するか否かを決定する手順が、図１に示す無線通信システムと異な
る。それ以外の動作には、同一符号を付し説明を省略する。

（代理ハンドオーバ）
先頭基地局１００−１３は、車外基地局３００−１から車外基地局３００−２へのハン
ドオーバを実行すると、ハンドオーバを実行した時点の先頭基地局１００−１３の位置情
報を取得する（ステップＳ３３１）。

先頭基地局１００−１３は、ハンドオーバを実行した時点の先頭基地局１００−１３の
位置情報を含む代理ＨＯ問い合わせを、中間基地局１００−２３に送信する。

先頭基地局１００−１３は、代理ＨＯリクエストを受信すると、中間基地局１００−２
３の代理として、車外基地局３００−２への代理ハンドオーバを実行する。先頭基地局１
００−１３は、車外基地局３００−２と通信を行い、リソース通知を受信する。先頭基地
局１００−１３は、車外基地局３００−２から受信したリソース通知を中間基地局１００
−２３に送信する。（ステップＳ３０３〜ステップＳ３０７）

リソース通知を受信した中間基地局１００−２３は、中間基地局１００−２３の現在の
位置情報を取得する（ステップＳ３３２）。次に、中間基地局１００−２３は、代理ＨＯ
問い合わせに含まれる位置情報（第１の位置_{１００−１３}）と、現在の位置情報（第２の
位置_{１００−２３}）とを比較する（ステップＳ３３３）。この比較は、比較部１６１で行
われる。

比較結果、代理ＨＯ問い合わせに含まれている位置の近傍に、現在の中間基地局１００
−２３が位置する場合（ステップＳ３３３のｙｅｓ）、中間基地局１００−２３は、受信
電力を元に、基地局３００−２と通信を開始するか否かを決定する。

一方、代理ＨＯ問い合わせに含まれている位置の近傍に、現在の中間基地局１００−２
３が位置しない場合（ステップＳ３３３のｎｏ）、中間基地局１００−２３は、ステップ
Ｓ３３２に戻り、一定期間後、再度位置情報を取得する。

代理ＨＯ問い合わせに含まれている位置の近傍に、現在の中間基地局１００−２３が位
置するか否かの判断は、現在の位置情報（位置_{１００−２３}）と、代理ＨＯ問い合わせに
含まれる位置情報（位置_{１００−１３}）から、両者の位置の距離を測定し、距離が一定値
以下であった場合に、近傍であると判断する。

中間基地局１００−２３は、現在の位置情報（位置_{１００−２３}）と、代理ＨＯ問い合
わせに含まれる位置情報（位置_{１００−１３}）を比較し、代理ＨＯ問い合わせに含まれて
いる位置、すなわち先頭基地局１００−１３がハンドオーバを行った位置と、現在の中間
基地局１００−２３の位置が近いか否かを判断している。

以上のように、第３の実施例によれば、第１の実施例と同様の効果が得られるとともに
、先頭基地局１００−１３がハンドオーバを行った位置の近傍で、中間基地局１００−２
３がハンドオーバを完了することができるため、中間基地局１００−２３は、適切にハン
ドオーバを行うことができる。このように、中間基地局１００−２３は、ハンドオーバの
適切なタイミングを知ることができ、中間基地局１００−２３のハンドオーバ成功確率を
改善することができる。

なお、上述した実施例では、位置情報取得に路側機を用いているが、ＧＰＳ等を用いて
もよい。

また、位置情報は、代理ＨＯ問い合わせとともに中間基地局１００−２３に通知しても
よく、リソース通知（図１３のステップＳ３０７）に含めて通知しても良い。

先頭基地局１００−１３がハンドオーバを行った位置と、現在の中間基地局１００−２
３の位置が近いか否かの判断は、例えば、中間基地局１００−２３が初めに取得した位置
と位置１００−１３との距離ｄ１と、ｐ回目に取得した中間基地局１００−２３の位置と
位置１００−１３との距離ｄｐとを比較し、０＜ｄ１−ｄｐ＜Ｔｈ２の場合に、近いと判
断してもよい。また、ｄｐ＞ｄ１となった場合に、中間基地局１００−２３が、車外基地
局３００−２にリソース開放要求を通知するようにしてもよい。

第３の実施例では、図４に示す中間基地局１００−２に位置情報取得部１９０を追加し
ているが、図９に示す中間基地局１００−２２に位置情報取得部１９０を追加してもよい
。この場合、中間基地局１００−２３の定期的な位置情報を記憶部１７０が記憶しており
、位置情報を比較することで、代理ＨＯリクエストを送信するか否かを決めても良い。例
えば、先頭基地局１００−１３が通知する位置情報が記憶部１７０に記憶されている場合
は、代理ＨＯリクエストを送信しないと決定するようにしてもよい。

なお、本発明は上記実施例そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨
を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施例に開示されてい
る複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施例
に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施例に
わたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明の第１の実施例に係る無線通信システムの概略を示す図。 本発明の第１の実施例に係る無線通信システムの構成を示す図。 本発明の第１の実施例に係る先頭基地局１００−１の構成を示すブロック図。 本発明の第１の実施例に係る中間基地局１００−２の構成を示すブロック図。 本発明の第１の実施例に係る車外基地局３００−１の構成を示すブロック図。 本発明の第１の実施例に係る無線通信システムの動作を示す図。 本発明の第１の実施例に係る先頭基地局１００−１が行うハンドオーバを説明する図。 本発明の第１の実施例に係る代理ハンドオーバを説明する図。 本発明の第２の実施例に係る中間基地局１００−２２の構成を示すブロック図。 本発明の第２の実施例に係る代理ハンドオーバを説明する図。 本発明の第３の実施例に係る先頭基地局１００−１３の構成を示すブロック図。 本発明の第３の実施例に係る中間基地局１００−２３の構成を示すブロック図。 本発明の第３の実施例に係る代理ハンドオーバを説明する図。

符号の説明

１・・・列車，１０−ｎ・・・車両
１０１，１１１，１８１，１９１，３０２・・・アンテナ
１０２，１１２，３０２・・・無線部
１０３，１１３，３０３・・・通信部
１３０，１６０・・・無線リンク管理部
１５０・・・基地局間通信部
１７０・・・記憶部
１８０，１９０・・・位置情報取得部
３１０・・・ネットワークＩＦ部
３２０・・・リソース管理部

Claims (8)

1. 同一方向に移動する複数の車両にそれぞれ設置される第１の無線通信装置と第２の無線
   通信装置を有する無線通信システムであって、
   前記第１の無線通信装置は、
   第１の基地局から第２の基地局へハンドオーバを実行する実行手段と、
   前記第２の無線通信装置が前記第２の基地局と通信を行うために必要なリソースを確
   保するリソース確保手段と、
   確保した前記リソースの情報を、前記第２の無線通信装置に通知する第１の通信手段
   と、
   を備え、
   前記第２の無線通信装置は、
   前記第１の無線通信装置から通知される前記リソースの情報を元に、前記第２の基地
   局と通信を行う第２の通信手段と、
   を備えることを特徴とする無線通信システム。
2. 前記第１の通信手段は、
   前記ハンドオーバを実行後、前記第２の無線通信装置にリソースの確保を行うか否か
   の問い合わせを行い、
   前記第２の無線通信装置は、
   前記問い合わせを受けて、リソースの確保を要求するか否かを決定する決定手段と、
   リソースの確保を要求すると決定した場合に、前記第１の無線通信装置にリソースの
   確保要求を通知する第３の通信手段をさらに備える
   ことを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
3. 前記決定手段は、前記第２の無線通信装置と通信を行っている無線通信端末が存在する
   場合に、前記リソースの確保が必要であると決定することを特徴とする請求項１記載の無
   線通信システム。
4. 前記第２の無線通信装置は、
   通信中の基地局の受信電力及び前記第２の基地局の受信電力を比較する比較手段をさ
   らに備え、
   前記第２の通信手段は、前記比較手段の比較結果、前記第２の基地局の受信電力が前
   記第１の基地局の受信電力より一定値以上大きい場合に、前記第２の基地局と通信を開始
   する
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
5. 前記第２の無線通信装置は、
   通信を行った基地局の情報を記憶する記憶手段をさらに備え、
   前記決定手段は、前記第２の基地局が前記記憶手段に記憶されていない場合に、前記
   リソースの確保を要求すると決定する
   ことを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
6. 前記第１の無線通信装置は、
   前記実行手段がハンドオーバを実行した第１の位置を取得する取得手段をさらに備え
   、
   前記第１の通信手段は、前記第１の位置を前記第２の無線通信装置に通知する
   ことを特徴とし、
   前記第２の無線通信装置は、
   前記第２の無線通信装置の位置を取得する取得手段をさらに備え、
   前記比較手段は、前記第１の位置と、前記取得手段が取得した第２の位置との距離が
   一定値以下か否かを比較し、
   前記第２の通信手段は、前記距離が一定値以下の場合に、前記第２の基地局と通信を
   開始する
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
7. 同一方向に移動する複数の車両に設置される無線通信装置であって、
   第１の基地局から第２の基地局へハンドオーバを実行する実行手段と、
   前記車両に設置される第２の無線通信装置が前記第２の基地局と通信を行うために必要
   なリソースを確保するリソース確保手段と、
   確保した前記リソースの情報を、前記第２の無線通信装置に通知する第１の通信手段
   と、
   を備えることを特徴とする無線通信装置。
8. 同一方向に移動する複数の車両にそれぞれ設置される第１の無線通信装置および大２の
   無線通信装置の無線通信方法であって、
   前記第１の無線通信装置の実行手段が、第１の基地局から第２の基地局へとハンドオー
   バを実行する実行ステップと、
   前記第１の無線通信装置のリソース確保手段が、前記第２の無線通信装置が前記第２の
   基地局と通信を行うために必要なリソースを確保するリソース確保ステップと、
   前記第１の無線通信装置の第１の通信手段が、確保した前記リソースの情報を前記第２
   の無線通信装置に通知する第１の通信ステップと
   前記第１の通信手段からの通知を受けて、前記第２の無線通信装置の第２の通信手段が
   、確保した前記リソースの情報を元に、前記第２の基地局と通信を行う第２の通信ステッ
   プと、
   を備えることを特徴とする無線通信方法。

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