移動体無線通信方法および装置
【課題】列車や自動車等の移動体に搭載された無線子局と基地局との無線通信において、無線通信の連続性を損なうことなく、安定に基地局の複数の無線基地局を切り替えて無線通信する移動体無線通信方法および装置を提供する。
【解決手段】移動体１０１の予め決められた移動ルートに沿って設置された基地局１００の単一指向特性を持つ無線基地局１のアンテナ２と無線通信する移動体１０１に搭載された無線子局のアンテナの距離が移動体１０１の移動に伴って離れるように構成する。更に、移動体１０１の無線子局として第１無線子局４および第２無線子局５の２台を使用し、移動体切替器８による切替前と切替後の無線通信が同時に接続されているように構成する。
【解決手段】移動体１０１の予め決められた移動ルートに沿って設置された基地局１００の単一指向特性を持つ無線基地局１のアンテナ２と無線通信する移動体１０１に搭載された無線子局のアンテナの距離が移動体１０１の移動に伴って離れるように構成する。更に、移動体１０１の無線子局として第１無線子局４および第２無線子局５の２台を使用し、移動体切替器８による切替前と切替後の無線通信が同時に接続されているように構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は移動体通信方法および装置に関し、特に予め決められたルートに沿って移動する列車や車両等の移動体に搭載された無線子局および地上の無線基地局との間で通信する移動体無線通信方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道線路（又は所定ルート）に沿って移動する列車や高速道路（又は所定ルート）を走行する車両等は、事故、故障その他の緊急（又は非常）事態の場合に、運行管理センタその他の場所と通信する必要が生じる。斯かる場合に備えて、移動体には無線通信機である無線子局が搭載されている。そして、この無線子局は、これらのルートに沿って所定区間（必ずしも一定間隔でない）毎に設置された複数の無線基地局のうち、順次の無線基地局との間で接続されて無線通信を可能にする。
【０００３】
斯かる技術分野における又は関連する従来技術は、種々の技術文献に開示されている。軌道上の基地局と軌道上を走行する移動局間で、移動局が基地局に最も近づくとき次（下流）の基地局へ切り替えることにより通信する移動体無線通信方式が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。移動局に２台の受信機が搭載され、複数の基地局と移動局間の干渉を軽減するダイバーシティ受信方式が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。また、回線状態に応じてアンテナおよび送受信ユニットを切り替えて大容量データの送受信を行う移動局と基地局間の無線通信方法および無線通信装置が開示されている（例えば、特許文献３参照。）。更に、移動体が移動中は固定基地局とのハンドオーバを行わない列車の移動通信システム、無線切替方法、移動基地局及び携帯端末機が開示されている（例えば、特許文献４参照。）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１‐１３６１２０号公報（第３‐４頁、第１図）
【特許文献２】特開２００３‐１２４８５５号公報（第３頁、第１図）
【特許文献３】特開２００３‐１３４０２５号公報（第３頁、第１図）
【特許文献４】特開２００４‐３２１５５号公報（第５‐６頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の如き従来技術は、幾つかの課題を有する。先ず、複数あるうちの1つの基地局との通信の受信電界強度の低下を検出して次の基地局に切り替えるときに、次の基地局との通信の受信電界強度が保証されていないことである。その理由は、無線基地局や移動体の無線子局および使用するアンテナが、次の基地局との通信の受信電界強度を保証するように構成されていないからである。
【０００６】
また、基地局との通信に使用している移動体の無線子局をそのまま次の基地局との通信に使用すると、基地局を切り替えるときに、周波数飛びや位相飛びにより瞬断が起き、通信品質の低下が免れなかった。
【０００７】
本発明は、従来技術の上述した課題の鑑みなされたものであり、予め決められたルートを走行する列車や高速走行する車両（移動体）と、地上の基地局との通信を途切れさせることなく継続できる移動体無線通信方法および装置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】
【０００８】
前述の課題を解決するため本発明による移動体無線通信方法および装置は次のような特徴的な構成を採用している。
【０００９】
（１）予め決められたルートに沿って移動する移動体に搭載された無線子局と前記ルートに沿って設置された複数の無線基地局との間で順次無線通信する移動体無線通信方法において、
前記複数の無線基地局のアンテナをそれぞれ単一指向性にするステップと、前記無線子局のアンテナを前記無線通信中の無線基地局との距離が離れるようにするステップと、前記無線通信中の無線基地局の次の無線基地局と無線通信可能になったとき、前記無線通信中の無線基地局を前記次の無線基地局に切り替えるステップとを備える移動体無線通信方法。
（２）前記移動体は、前記複数の無線基地局のうち特定の無線基地局および該特定の無線基地局の次の無線基地局と無線通信する第１および第２無線子局を備え、切替使用される上記（１）の移動体無線通信方法。
（３）前記無線基地局は、前記ルートに沿って「上り」用および「下り」用の複数の無線基地局が設置され、それぞれアンテナの指向性は相互に反対方向に設定される上記（１）又は（２）の移動体無線通信方法。
（４）予め決められたルートに沿って移動する移動体に搭載された無線子局と基地局との間で無線通信する移動体無線通信装置において、
前記基地局は、前記ルートに沿って所定区間毎に設置された複数の無線基地局、該各無線基地局に接続され、単一指向性を有するアンテナおよび前記複数の無線基地局を順次切り替える基地局切替器を備え、
前記移動体は、前記複数の無線基地局のうちの１つの無線基地局と無線通信する第１無線子局、前記１つの無線基地局の次の無線基地局と無線通信する第２無線子局および前記第１無線子局および第２無線子局を切り替える移動体切替器を備え、
前記無線基地局のアンテナおよび前記無線子局のアンテナ間の距離が離れる状態で無線通信する移動体無線通信装置。
（５）前記基地局は、前記ルートに沿って「上り」用および「下り」用の複数の無線基地局が設置され、前記「上り」用および「下り」用の無線基地局のアンテナの指向性は相互に反対方向に設定されている上記（４）の移動体無線通信装置。
（６）前記移動体の無線子局のアンテナは、前記基地局の無線基地局のアンテナと対向する指向性アンテナである上記（４）又は（５）の移動体無線通信装置。
（７）前記移動体の無線子局のアンテナは、無指向性アンテナである上記（４）又は（５）載の移動体無線通信装置。
（８）前記移動体は、前記ルートに沿ってＵターンして移動する上記（４）乃至（７）の何れかの移動体無線通信装置。
（９）前記移動体は、前記ルートに沿ってＵターンすることなく往復移動し、それぞれ反対方向の指向性を有する２組の第１無線子局および第２無線子局を備える上記（４）乃至（７）の何れかの移動体無線通信装置。
（１０）予め決められたルートに沿って配置された複数の無線基地局の１つと、移動体に設置された無線子局が対向して通信を行い、前記移動体が前記ルートに沿って移動するに応じて、無線通信相手の無線基地局を順次切り替える移動体無線通信装置において、
それぞれ単一方向の指向性を持つ基地局アンテナを有する複数の無線基地局と、該無線基地局を切り替える基地局切替器と、前記基地局アンテナと対向して通信を行なうアンテナ間距離が離れる方向に移動する前記移動体に設けられ、単一の指向特性を持つ第１移動体アンテナおよび第２移動体アンテナと、前記第１移動体アンテナに接続される第１無線子局と、前記第２移動体アンテナに接続される第２無線子局と、前記第１無線子局がｎ番目の無線基地局と通信を行っている間はその通信を接続し、次の移動先であるｎ＋１番目の無線基地局と前記第２無線子局が通信可能となったとき前記第２無線子局の通信を接続する移動体切替器とを備える移動体無線通信装置。
（１１）前記基地局を「上り」用および「下り」用に２組準備し、前記移動体の「上り」時と「下り」時とでそれぞれの組を切り替えて使用する上記（１０）の移動体無線通信装置。
（１２）前記第１移動体アンテナおよび第２移動体アンテナは、無指向性（オムニ）アンテナである上記（１０）又は（１１）の移動体無線通信装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の移動体無線通信方法および装置によると、次の如き実用上の顕著な効果が得られる。即ち、列車や自動車等の移動体と基地局との通信の連続性を損なうことなく、移動体の移動ルートに沿って設置された複数の無線地上局を次々に切り替えて高品質の無線通信を維持することが可能である。その理由は、基地局の複数の無線基地局アンテナを単一指向性アンテナとして、基地局のアンテナと移動体に搭載された無線子局のアンテナの距離が移動に伴って離れるように構成されているので、現在無線通信中の無線基地局との受信電界強度は徐々に減少（又は減衰）しながら推移し、他方切り替え先の無線基地局との受信電界強度は十分に高いからである。また、移動体に第１および第２無線子局を装備することにより、切替前と切替先との無線通信を同時に保持し、通信の連続性を損なうことなく切替が可能であるからである。
【００１１】
また、本発明によると、予め決められたルートに沿って「上り」用および「下り」用の基地局を設けるので、そのルートをＵターンして移動する自動車やＵターンすることなく往復移動する列車等にも簡単に応用可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明による移動体無線通信方法および装置の好適実施例の構成および動作を、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
先ず、図１は、本発明による移動体無線通信装置の好適実施例の基本構成を示すブロック図である。この移動体無線通信装置は、通常の移動体無線通信装置と同様に、予め決められたルート（又はパス）に沿って地上に固定的に設けられた基地局（地上局又は固定局）１００およびこのルートに沿って移動する列車や自動車等の移動体１０１により構成される。基地局１００は、移動体１０１の移動ルートに沿って所定区間毎に設置された複数の無線基地局１ａ、・・・、１ｎ、１ｎ＋１、・・・およびこれら複数の無線基地局１を切り替える基地局切替器３を含んでいる。そして、これら複数の無線基地局１は、それぞれアンテナ２ａ、２ｂ、・・・、２ｎ、２ｎ＋１、・・・に接続されている。これらのアンテナ２は、特定の方向に指向された実質的に単一指向性を有するアンテナ、例えばパラボラアンテナである。
【００１４】
一方、移動体１０１は、列車や車両に搭載された第１無線子局４および第２無線子局５と、これらの無線子局４、５を切り替える移動体切替器８を備えている。第１無線子局４にはアンテナ６が接続され、同様に第２無線子局５にはアンテナ７が接続されている。これらのアンテナ６、７も指向性アンテナであるのが好ましい。そして、これらのアンテナ６、７は、図１に示す特定例では、図中の矢印Ｐで示す移動体１０１の移動方向と反対方向（即ち後ろ向き）に取り付けられている。
【００１５】
動作を説明すると、移動体１０１の移動ルートに沿って設置されている基地局１００の複数の無線基地局１に沿って移動体１０１が移動する。ある時点で、移動体１０１が１つの無線基地局１ｎの近傍を走行しており、第１無線子局４のアンテナ６が無線基地局１ｎのアンテナ２ｎと対向して無線通信中であると仮定する。従って、基地局切替器３は、無線基地局１ｎを選択し、移動体切替器８は、無線子局４を選択している。そして、移動体１０１に搭載された第２無線子局５は、移動ルートの次（下流）の無線基地局１ｎ＋１と通信を試みている。
【００１６】
移動体１０１が無線基地局１ｎの近傍を移動中には、第２無線子局５とこの無線基地局１ｎの次の無線基地局１ｎ＋１の通信状態は良好でないので、上述した無線基地局１ｎと第１無線子局４との通信が維持される。しかし、移動体１０１が移動方向Ｐへ継続して移動して無線基地局１ｎ＋１を通過すると、第２無線子局５との通信状態が十分になるので、移動体切替器８は第２無線子局５側に切り替えられる。そして、基地局切替器３は、無線基地局１ｎとの接続を断つ。以下、同様に動作させ、移動体１０１に搭載された第１無線子局４および第２移動子局５を交互に切り替え、移動体１０１の移動方向Ｐに沿って、順次の無線基地局１を選択して移動体１０１と基地局１００間の通信路を確立して無線通信を行う。
【００１７】
次に、図２〜図４を参照して、無線基地局１と第１無線子局４および第２無線子局５の切替動作について説明する。これらの図２〜図４は、無線基地局１と無線子局４、５間の距離（横軸）と受信電界強度又は電波強度（縦軸）の関係を示すグラフである。図２は、無線基地局１および無線子局４、５のアンテナ２、６、７が無指向性アンテナである場合のグラフである。一方、図３および図４は、アンテナ２が指向性アンテナであり、無線基地局１と無線子局４、５巻の距離が離れる方向で無線通信する場合（図３）および近づく方向で無線通信する場合（図４）のグラフである。
【００１８】
図２の場合には、実線の特性曲線１０で示す如く、移動体１０１の無線子局（例えば４）が通信中の無線基地局（例えば１ｎ）に近づくに従って受信電解強度は増加し、最も近づいたとき最大となり、そこから離れるに従って減少する。一方、無線子局５と次の無線基地局１ｎ＋１との受信電界強度は、点線の特性曲線１１で示す如く、無線子局４と無線基地局１ｎとの受信電界強度が相当低下した時点から徐々に増加して、移動体１０１が無線基地局１ｎ＋１に最も近づいたとき最大になり、更に遠ざかると減少する。そこで、これらの特性曲線１０、１１のクロスオーバ（交差）部の直前であるＡ点およびＢ点間、即ち相互に隣接する２つの無線基地局１ｎおよび１ｎ＋１の中間で、移動体切替器８および基地局切替器３の切り替えが行われることになる。しかし、この位置では、受信電界強度は、図２に示す如く小さいので、安定した切り替えが困難である。
【００１９】
しかし、本発明の如くアンテナ２、６、７が単一の指向性を有するアンテナであり、無線子局４、５のアンテナ６、７が移動体１０１の移動方向Ｐと反対方向（即ち、後ろ向き）に取り付けられている場合には、図３に特性曲線１２、１３で示す如く、受信電界強度は、移動体１０１が無線基地局１に近づく直前に急激に増加して、その位置を通過するとき最大となり、この位置から離れるに従って徐々に減少する。そこで、図３中のＡ点、Ｂ点で移動体切替器８および基地局切替器３を切り替え動作させると、この切替時の受信電界強度は十分な大きさであり且つ移動体切替器８が切り替えられる前に第２無線子局５と次の無線基地局１ｎ＋１との間の無線通信は安定に行なわれているので、確実な切替が可能である。
【００２０】
一方、無線子局４、５のアンテナ６、７が移動体１０１の移動方向Ｐ向きに取り付けられている場合には、図４の特性曲線１４、１５に示す如く、受信電界強度は、移動体１０１が無線基地局に近づくに従って徐々に増加し、その位置の近傍で最大になり、そこを通過すると急激に減少する。そこで、図４中のＡ点−Ｂ点で、移動体切替器８および基地局切替器３を切替動作させる。この場合には、切り替えられる第２無線子局５と無線通信される次の無線基地局１ｎ＋１との間の受信電界強度は特性曲線１５に示す如く小さいので、図２の場合の如く安定な切替動作は困難である。
【００２１】
上述の如く、移動体１０１に第１無線子局４および第２無線子局５の１対の無線子局を搭載し、一方の無線子局（例えば４）が特定の無線基地局１ｎと通信中に、他の無線子局（例えば５）は、この特定の無線基地局の次（即ち、下流）の無線基地局１ｎ＋１と無線通信し、所定の受信電界強度になったことを確認した後に移動体切替器８で切り替えている。従って、受信電界強度が不十分な状態での切替が回避でき、無線子局４又は５と無線基地局１間の無線通信を確実にすることが可能である。また、無線子局４、５の切り替えは、既に無線基地局１との通信状態で行われるので、切替時の周波数飛びや位相飛び等による通信の途切れが回避可能であることに注目されたい。更に、図２〜図４を対比すれば明らかな如く、アンテナ２（および６、７）に指向性アンテナを使用し且つ無線通信する無線子局と無線基地局間の距離が離れる状態で無線通信すると、アンテナ２として無指向性（オムニ）アンテナを使用する場合および無線子局と無線基地局間の距離が近づく状態で無線通信する場合に比較して、無線子局および無線基地局１間の切り替えは受信電界強度が大きい状態で行われるので、一層確実な無線通信が保証される。
【００２２】
次に、本発明による移動体無線通信方法および装置の具体例を説明する。先ず、図５は本発明による移動体無線通信装置の第１具体例の構成を示すブロック図である。この第１具体例は、予め決められたルートである線路に沿って［上り］および［下り］の両方向へ移動する列車等の移動体における移動体無線通信装置である。尚、説明の便宜上、図１に示す構成要素の対応する構成要素には、同様の参照符号を使用している。
【００２３】
図５に示す移動体無線通信装置は、例えば「上り」方向の基地局２００Ａ、「下り」方向の基地局２００Ｂおよび移動体２０１により構成される。これら基地局２００Ａおよび２００Ｂは、移動体２０１の移動（又は走行）ルートに沿って所定間隔で設置された複数の無線基地局１ａ、・・・、１ｎ、１ｎ＋１、・・・および基地局切替器３を備えている。そして、これら無線基地局１には、好ましくは指向性アンテナ２が接続されている。これらのアンテナ２は、それぞれ移動体２０１の移動方向に指向されている。また、移動体２０１は、「上り」および「下り」方向への移動時に使用される、それぞれ第１無線子局４と第２無線子局５および移動体切替器８を含む１対の移動局２０１Ａおよび２０１Ｂが搭載されている。そして、これら無線子局４、５には、それぞれ指向性アンテナ６、７が接続されている。
【００２４】
次に、図５に示す移動体無線通信装置の動作を説明する。列車等の移動体２０１は「上り」方向に移動して終点に至ると、方向転換（Ｕターン）することなく運転手が今まで後部であった運転台に移り、逆方向に「下り」を運転するのが普通である。
【００２５】
移動体２０１が「上り」方向へ移動する場合には、「上り」方向に移動するときに使用する地上局２００Ａおよび「上り」方向に移動するときに使用する移動局２０１Ａを使用する。これら基地局２００Ａおよび移動局２０１Ａは、移動体２０１が移動するときに無線アンテナ２、６、７間の距離が離れる方向に構成されている。そのため、図３に示す如く、切替範囲のＡおよびＢ間において切替前の通信の受信電界強度は１２の如く緩やかに減少（又は減衰）しながら推移している。一方、切替先の通信の電界強度は１３の如く充分に高く、上述の如く、通信の連続性を損なうことなく切り替えが可能となる。
【００２６】
一方、移動体２０１が「下り」方向へ移動する場合には、「下り」方向に移動するときに使用する基地局２００Ｂと「下り」方向に移動するときに使用する移動局２０１Ｂを使用する。そのため、これら基地局２００Ｂおよび移動局２０１Ｂは、移動体２０１が移動するときに無線アンテナ２、６、７間の距離が離れる方向で無線通信されるように構成されているので、上述した「上り」方向と同様に通信の連続性を損なうことなく切り替えが可能となる。
【００２７】
次に、図６を参照して、本発明の移動体無線通信装置の第２具体例について説明する。図６は、本発明による移動体無線通信装置の第２具体例の構成を示すブロック図である。この具体例においても、説明の便宜上、図１および図５を参照して上述した構成要素に対応する構成要素には、同様の参照符号を使用する。
【００２８】
図６に示す移動体無線通信装置は、「上り」基地局２００Ａ、「下り」基地局２００Ｂおよび移動体２０１により構成される点で、図５の移動体無線通信装置と同様である。しかし、この移動体２０１は、例えば高速道路を走行する車両のように、図中に矢印Ｑで示す如く方向転換（又はＵターン）可能である。そこで、「上り」基地局２００Ａおよび「下り」基地局２００Ｂは、図５の場合と同様に、所定のルート、例えば高速道路に沿って所定間隔で設置された複数の無線基地局１ａ、・・・、１ｎ、１ｎ＋１、・・・これらの各無線基地局１に接続された指向性アンテナ２ａ、・・・、２ｎ、２ｎ＋１、・・・および基地局切替器３により構成される。
【００２９】
しかし、移動体２０１は、第１無線子局４、第２無線子局５およびこれらに接続された指向性アンテナ６、７の１対（又は１組）と移動体切替器８を備えるのみである。そして、この移動体２０１は、「上り」方向へ移動する場合には図６に示す通りであるが、「下り」方向へ走行する場合には、方向転換して図６と反対方向へ移動する。従って、基地局２００のアンテナ２と移動体２０１のアンテナ６、７は、それぞれ図３に示す如く距離が離れる関係で通信する。
【００３０】
即ち、例えば高速道路を移動（又は走行）する車両である移動体２０１が「上り」を移動するときは、「上り」方向に移動するときに使用する基地局２００Ａと「上り」方向を移動する移動体２０１の無線子局４又は５との間で通信を行う。一方、移動体２０１が「下り」を移動するときには、「下り」方向に移動するときに使用する基地局２００Ｂと「下り」方向を移動中の移動体２０１の無線子局４又は５との間で通信を行う。この場合においても、上述した第1具体例の如く、これらは移動体２０１が移動するとき、無線アンテナ２、６、７間の距離が離れる方向で無線通信するように構成されているので、移動体２０１と基地局２００間の無線通信の連続性を損なうことなく切り替えが可能となる。
【００３１】
尚、以上の実施例では、移動体２０１の無線子局４、５として同一方向に指向性のある２個のアンテナ６および７を使用すると説明した。しかし、本発明は、斯かる構成に限定されない。例えば、図７に示す如く第１無線子局４および第２無線子局５に対して、アンテナ共用器９を使用して１個のアンテナ６を共通使用しても同様の効果が得られることが理解されよう。
【００３２】
更に、図８に示す如く、移動体２０１の第１無線子局４および第２無線子局５のアンテナを無指向性（オムニ）アンテナ６´および７´にしても、無線基地局のアンテナ２が単一指向性を有していれば、図３に示したのと同様の受信電界特性が得られ、通信の連続性を損なうことなく切り替えが可能である。
【００３３】
以上、本発明による移動体無線通信方法および装置の好適実施例の構成および動作を詳述した。しかし、斯かる実施例は、本発明の単なる例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではないことに留意されたい。本発明の要旨および精神を逸脱することなく、特定用途に応じて種々の変形変更が可能であることが、当業者には容易に理解できよう。本発明は、例えば鉄道の列車と地上との連続的通信や、高速道路を走行する自動車の地上との連続的通信に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明による移動体無線通装置の構成を示すブロック図である。
【図２】無線基地局と移動体の無線子局のアンテナに無指向性（オムニ）アンテナを使用したときの移動距離に対する受信電界強度の特性図である。
【図３】指向性アンテナを使用し、無線基地局と無線子局のアンテナ間の距離が離れる方向で無線通信する場合の移動距離に対する受信電界強度の特性図である。
【図４】基地局アンテナと対向して通信を行なうアンテナ間距離が近づく方向に移動する移動体に移動体アンテナが設置された場合の距離に対する受信電界強度の特性図である。
【図５】本発明による移動体無線通信装置の第１具体例の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明による移動体無線通信装置の第２具体例の構成を示すブロック図である。
【図７】移動体の無線子局のアンテナを共通使用する例である。
【図８】移動体の無線子局のアンテナに無指向性（オムニ）アンテナを使用する例である。
【符号の説明】
【００３５】
１ 無線基地局
２ 基地局アンテナ
３ 基地局切替器
４ 第１無線子局
５ 第２無線子局
６ 第１移動体アンテナ
７ 第２移動体アンテナ
８ 移動体切替器
９ アンテナ共用器
１００、２００ 基地局
１０１、２０１ 移動体
【技術分野】
【０００１】
本発明は移動体通信方法および装置に関し、特に予め決められたルートに沿って移動する列車や車両等の移動体に搭載された無線子局および地上の無線基地局との間で通信する移動体無線通信方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道線路（又は所定ルート）に沿って移動する列車や高速道路（又は所定ルート）を走行する車両等は、事故、故障その他の緊急（又は非常）事態の場合に、運行管理センタその他の場所と通信する必要が生じる。斯かる場合に備えて、移動体には無線通信機である無線子局が搭載されている。そして、この無線子局は、これらのルートに沿って所定区間（必ずしも一定間隔でない）毎に設置された複数の無線基地局のうち、順次の無線基地局との間で接続されて無線通信を可能にする。
【０００３】
斯かる技術分野における又は関連する従来技術は、種々の技術文献に開示されている。軌道上の基地局と軌道上を走行する移動局間で、移動局が基地局に最も近づくとき次（下流）の基地局へ切り替えることにより通信する移動体無線通信方式が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。移動局に２台の受信機が搭載され、複数の基地局と移動局間の干渉を軽減するダイバーシティ受信方式が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。また、回線状態に応じてアンテナおよび送受信ユニットを切り替えて大容量データの送受信を行う移動局と基地局間の無線通信方法および無線通信装置が開示されている（例えば、特許文献３参照。）。更に、移動体が移動中は固定基地局とのハンドオーバを行わない列車の移動通信システム、無線切替方法、移動基地局及び携帯端末機が開示されている（例えば、特許文献４参照。）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１‐１３６１２０号公報（第３‐４頁、第１図）
【特許文献２】特開２００３‐１２４８５５号公報（第３頁、第１図）
【特許文献３】特開２００３‐１３４０２５号公報（第３頁、第１図）
【特許文献４】特開２００４‐３２１５５号公報（第５‐６頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の如き従来技術は、幾つかの課題を有する。先ず、複数あるうちの1つの基地局との通信の受信電界強度の低下を検出して次の基地局に切り替えるときに、次の基地局との通信の受信電界強度が保証されていないことである。その理由は、無線基地局や移動体の無線子局および使用するアンテナが、次の基地局との通信の受信電界強度を保証するように構成されていないからである。
【０００６】
また、基地局との通信に使用している移動体の無線子局をそのまま次の基地局との通信に使用すると、基地局を切り替えるときに、周波数飛びや位相飛びにより瞬断が起き、通信品質の低下が免れなかった。
【０００７】
本発明は、従来技術の上述した課題の鑑みなされたものであり、予め決められたルートを走行する列車や高速走行する車両（移動体）と、地上の基地局との通信を途切れさせることなく継続できる移動体無線通信方法および装置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】
【０００８】
前述の課題を解決するため本発明による移動体無線通信方法および装置は次のような特徴的な構成を採用している。
【０００９】
（１）予め決められたルートに沿って移動する移動体に搭載された無線子局と前記ルートに沿って設置された複数の無線基地局との間で順次無線通信する移動体無線通信方法において、
前記複数の無線基地局のアンテナをそれぞれ単一指向性にするステップと、前記無線子局のアンテナを前記無線通信中の無線基地局との距離が離れるようにするステップと、前記無線通信中の無線基地局の次の無線基地局と無線通信可能になったとき、前記無線通信中の無線基地局を前記次の無線基地局に切り替えるステップとを備える移動体無線通信方法。
（２）前記移動体は、前記複数の無線基地局のうち特定の無線基地局および該特定の無線基地局の次の無線基地局と無線通信する第１および第２無線子局を備え、切替使用される上記（１）の移動体無線通信方法。
（３）前記無線基地局は、前記ルートに沿って「上り」用および「下り」用の複数の無線基地局が設置され、それぞれアンテナの指向性は相互に反対方向に設定される上記（１）又は（２）の移動体無線通信方法。
（４）予め決められたルートに沿って移動する移動体に搭載された無線子局と基地局との間で無線通信する移動体無線通信装置において、
前記基地局は、前記ルートに沿って所定区間毎に設置された複数の無線基地局、該各無線基地局に接続され、単一指向性を有するアンテナおよび前記複数の無線基地局を順次切り替える基地局切替器を備え、
前記移動体は、前記複数の無線基地局のうちの１つの無線基地局と無線通信する第１無線子局、前記１つの無線基地局の次の無線基地局と無線通信する第２無線子局および前記第１無線子局および第２無線子局を切り替える移動体切替器を備え、
前記無線基地局のアンテナおよび前記無線子局のアンテナ間の距離が離れる状態で無線通信する移動体無線通信装置。
（５）前記基地局は、前記ルートに沿って「上り」用および「下り」用の複数の無線基地局が設置され、前記「上り」用および「下り」用の無線基地局のアンテナの指向性は相互に反対方向に設定されている上記（４）の移動体無線通信装置。
（６）前記移動体の無線子局のアンテナは、前記基地局の無線基地局のアンテナと対向する指向性アンテナである上記（４）又は（５）の移動体無線通信装置。
（７）前記移動体の無線子局のアンテナは、無指向性アンテナである上記（４）又は（５）載の移動体無線通信装置。
（８）前記移動体は、前記ルートに沿ってＵターンして移動する上記（４）乃至（７）の何れかの移動体無線通信装置。
（９）前記移動体は、前記ルートに沿ってＵターンすることなく往復移動し、それぞれ反対方向の指向性を有する２組の第１無線子局および第２無線子局を備える上記（４）乃至（７）の何れかの移動体無線通信装置。
（１０）予め決められたルートに沿って配置された複数の無線基地局の１つと、移動体に設置された無線子局が対向して通信を行い、前記移動体が前記ルートに沿って移動するに応じて、無線通信相手の無線基地局を順次切り替える移動体無線通信装置において、
それぞれ単一方向の指向性を持つ基地局アンテナを有する複数の無線基地局と、該無線基地局を切り替える基地局切替器と、前記基地局アンテナと対向して通信を行なうアンテナ間距離が離れる方向に移動する前記移動体に設けられ、単一の指向特性を持つ第１移動体アンテナおよび第２移動体アンテナと、前記第１移動体アンテナに接続される第１無線子局と、前記第２移動体アンテナに接続される第２無線子局と、前記第１無線子局がｎ番目の無線基地局と通信を行っている間はその通信を接続し、次の移動先であるｎ＋１番目の無線基地局と前記第２無線子局が通信可能となったとき前記第２無線子局の通信を接続する移動体切替器とを備える移動体無線通信装置。
（１１）前記基地局を「上り」用および「下り」用に２組準備し、前記移動体の「上り」時と「下り」時とでそれぞれの組を切り替えて使用する上記（１０）の移動体無線通信装置。
（１２）前記第１移動体アンテナおよび第２移動体アンテナは、無指向性（オムニ）アンテナである上記（１０）又は（１１）の移動体無線通信装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の移動体無線通信方法および装置によると、次の如き実用上の顕著な効果が得られる。即ち、列車や自動車等の移動体と基地局との通信の連続性を損なうことなく、移動体の移動ルートに沿って設置された複数の無線地上局を次々に切り替えて高品質の無線通信を維持することが可能である。その理由は、基地局の複数の無線基地局アンテナを単一指向性アンテナとして、基地局のアンテナと移動体に搭載された無線子局のアンテナの距離が移動に伴って離れるように構成されているので、現在無線通信中の無線基地局との受信電界強度は徐々に減少（又は減衰）しながら推移し、他方切り替え先の無線基地局との受信電界強度は十分に高いからである。また、移動体に第１および第２無線子局を装備することにより、切替前と切替先との無線通信を同時に保持し、通信の連続性を損なうことなく切替が可能であるからである。
【００１１】
また、本発明によると、予め決められたルートに沿って「上り」用および「下り」用の基地局を設けるので、そのルートをＵターンして移動する自動車やＵターンすることなく往復移動する列車等にも簡単に応用可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明による移動体無線通信方法および装置の好適実施例の構成および動作を、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
先ず、図１は、本発明による移動体無線通信装置の好適実施例の基本構成を示すブロック図である。この移動体無線通信装置は、通常の移動体無線通信装置と同様に、予め決められたルート（又はパス）に沿って地上に固定的に設けられた基地局（地上局又は固定局）１００およびこのルートに沿って移動する列車や自動車等の移動体１０１により構成される。基地局１００は、移動体１０１の移動ルートに沿って所定区間毎に設置された複数の無線基地局１ａ、・・・、１ｎ、１ｎ＋１、・・・およびこれら複数の無線基地局１を切り替える基地局切替器３を含んでいる。そして、これら複数の無線基地局１は、それぞれアンテナ２ａ、２ｂ、・・・、２ｎ、２ｎ＋１、・・・に接続されている。これらのアンテナ２は、特定の方向に指向された実質的に単一指向性を有するアンテナ、例えばパラボラアンテナである。
【００１４】
一方、移動体１０１は、列車や車両に搭載された第１無線子局４および第２無線子局５と、これらの無線子局４、５を切り替える移動体切替器８を備えている。第１無線子局４にはアンテナ６が接続され、同様に第２無線子局５にはアンテナ７が接続されている。これらのアンテナ６、７も指向性アンテナであるのが好ましい。そして、これらのアンテナ６、７は、図１に示す特定例では、図中の矢印Ｐで示す移動体１０１の移動方向と反対方向（即ち後ろ向き）に取り付けられている。
【００１５】
動作を説明すると、移動体１０１の移動ルートに沿って設置されている基地局１００の複数の無線基地局１に沿って移動体１０１が移動する。ある時点で、移動体１０１が１つの無線基地局１ｎの近傍を走行しており、第１無線子局４のアンテナ６が無線基地局１ｎのアンテナ２ｎと対向して無線通信中であると仮定する。従って、基地局切替器３は、無線基地局１ｎを選択し、移動体切替器８は、無線子局４を選択している。そして、移動体１０１に搭載された第２無線子局５は、移動ルートの次（下流）の無線基地局１ｎ＋１と通信を試みている。
【００１６】
移動体１０１が無線基地局１ｎの近傍を移動中には、第２無線子局５とこの無線基地局１ｎの次の無線基地局１ｎ＋１の通信状態は良好でないので、上述した無線基地局１ｎと第１無線子局４との通信が維持される。しかし、移動体１０１が移動方向Ｐへ継続して移動して無線基地局１ｎ＋１を通過すると、第２無線子局５との通信状態が十分になるので、移動体切替器８は第２無線子局５側に切り替えられる。そして、基地局切替器３は、無線基地局１ｎとの接続を断つ。以下、同様に動作させ、移動体１０１に搭載された第１無線子局４および第２移動子局５を交互に切り替え、移動体１０１の移動方向Ｐに沿って、順次の無線基地局１を選択して移動体１０１と基地局１００間の通信路を確立して無線通信を行う。
【００１７】
次に、図２〜図４を参照して、無線基地局１と第１無線子局４および第２無線子局５の切替動作について説明する。これらの図２〜図４は、無線基地局１と無線子局４、５間の距離（横軸）と受信電界強度又は電波強度（縦軸）の関係を示すグラフである。図２は、無線基地局１および無線子局４、５のアンテナ２、６、７が無指向性アンテナである場合のグラフである。一方、図３および図４は、アンテナ２が指向性アンテナであり、無線基地局１と無線子局４、５巻の距離が離れる方向で無線通信する場合（図３）および近づく方向で無線通信する場合（図４）のグラフである。
【００１８】
図２の場合には、実線の特性曲線１０で示す如く、移動体１０１の無線子局（例えば４）が通信中の無線基地局（例えば１ｎ）に近づくに従って受信電解強度は増加し、最も近づいたとき最大となり、そこから離れるに従って減少する。一方、無線子局５と次の無線基地局１ｎ＋１との受信電界強度は、点線の特性曲線１１で示す如く、無線子局４と無線基地局１ｎとの受信電界強度が相当低下した時点から徐々に増加して、移動体１０１が無線基地局１ｎ＋１に最も近づいたとき最大になり、更に遠ざかると減少する。そこで、これらの特性曲線１０、１１のクロスオーバ（交差）部の直前であるＡ点およびＢ点間、即ち相互に隣接する２つの無線基地局１ｎおよび１ｎ＋１の中間で、移動体切替器８および基地局切替器３の切り替えが行われることになる。しかし、この位置では、受信電界強度は、図２に示す如く小さいので、安定した切り替えが困難である。
【００１９】
しかし、本発明の如くアンテナ２、６、７が単一の指向性を有するアンテナであり、無線子局４、５のアンテナ６、７が移動体１０１の移動方向Ｐと反対方向（即ち、後ろ向き）に取り付けられている場合には、図３に特性曲線１２、１３で示す如く、受信電界強度は、移動体１０１が無線基地局１に近づく直前に急激に増加して、その位置を通過するとき最大となり、この位置から離れるに従って徐々に減少する。そこで、図３中のＡ点、Ｂ点で移動体切替器８および基地局切替器３を切り替え動作させると、この切替時の受信電界強度は十分な大きさであり且つ移動体切替器８が切り替えられる前に第２無線子局５と次の無線基地局１ｎ＋１との間の無線通信は安定に行なわれているので、確実な切替が可能である。
【００２０】
一方、無線子局４、５のアンテナ６、７が移動体１０１の移動方向Ｐ向きに取り付けられている場合には、図４の特性曲線１４、１５に示す如く、受信電界強度は、移動体１０１が無線基地局に近づくに従って徐々に増加し、その位置の近傍で最大になり、そこを通過すると急激に減少する。そこで、図４中のＡ点−Ｂ点で、移動体切替器８および基地局切替器３を切替動作させる。この場合には、切り替えられる第２無線子局５と無線通信される次の無線基地局１ｎ＋１との間の受信電界強度は特性曲線１５に示す如く小さいので、図２の場合の如く安定な切替動作は困難である。
【００２１】
上述の如く、移動体１０１に第１無線子局４および第２無線子局５の１対の無線子局を搭載し、一方の無線子局（例えば４）が特定の無線基地局１ｎと通信中に、他の無線子局（例えば５）は、この特定の無線基地局の次（即ち、下流）の無線基地局１ｎ＋１と無線通信し、所定の受信電界強度になったことを確認した後に移動体切替器８で切り替えている。従って、受信電界強度が不十分な状態での切替が回避でき、無線子局４又は５と無線基地局１間の無線通信を確実にすることが可能である。また、無線子局４、５の切り替えは、既に無線基地局１との通信状態で行われるので、切替時の周波数飛びや位相飛び等による通信の途切れが回避可能であることに注目されたい。更に、図２〜図４を対比すれば明らかな如く、アンテナ２（および６、７）に指向性アンテナを使用し且つ無線通信する無線子局と無線基地局間の距離が離れる状態で無線通信すると、アンテナ２として無指向性（オムニ）アンテナを使用する場合および無線子局と無線基地局間の距離が近づく状態で無線通信する場合に比較して、無線子局および無線基地局１間の切り替えは受信電界強度が大きい状態で行われるので、一層確実な無線通信が保証される。
【００２２】
次に、本発明による移動体無線通信方法および装置の具体例を説明する。先ず、図５は本発明による移動体無線通信装置の第１具体例の構成を示すブロック図である。この第１具体例は、予め決められたルートである線路に沿って［上り］および［下り］の両方向へ移動する列車等の移動体における移動体無線通信装置である。尚、説明の便宜上、図１に示す構成要素の対応する構成要素には、同様の参照符号を使用している。
【００２３】
図５に示す移動体無線通信装置は、例えば「上り」方向の基地局２００Ａ、「下り」方向の基地局２００Ｂおよび移動体２０１により構成される。これら基地局２００Ａおよび２００Ｂは、移動体２０１の移動（又は走行）ルートに沿って所定間隔で設置された複数の無線基地局１ａ、・・・、１ｎ、１ｎ＋１、・・・および基地局切替器３を備えている。そして、これら無線基地局１には、好ましくは指向性アンテナ２が接続されている。これらのアンテナ２は、それぞれ移動体２０１の移動方向に指向されている。また、移動体２０１は、「上り」および「下り」方向への移動時に使用される、それぞれ第１無線子局４と第２無線子局５および移動体切替器８を含む１対の移動局２０１Ａおよび２０１Ｂが搭載されている。そして、これら無線子局４、５には、それぞれ指向性アンテナ６、７が接続されている。
【００２４】
次に、図５に示す移動体無線通信装置の動作を説明する。列車等の移動体２０１は「上り」方向に移動して終点に至ると、方向転換（Ｕターン）することなく運転手が今まで後部であった運転台に移り、逆方向に「下り」を運転するのが普通である。
【００２５】
移動体２０１が「上り」方向へ移動する場合には、「上り」方向に移動するときに使用する地上局２００Ａおよび「上り」方向に移動するときに使用する移動局２０１Ａを使用する。これら基地局２００Ａおよび移動局２０１Ａは、移動体２０１が移動するときに無線アンテナ２、６、７間の距離が離れる方向に構成されている。そのため、図３に示す如く、切替範囲のＡおよびＢ間において切替前の通信の受信電界強度は１２の如く緩やかに減少（又は減衰）しながら推移している。一方、切替先の通信の電界強度は１３の如く充分に高く、上述の如く、通信の連続性を損なうことなく切り替えが可能となる。
【００２６】
一方、移動体２０１が「下り」方向へ移動する場合には、「下り」方向に移動するときに使用する基地局２００Ｂと「下り」方向に移動するときに使用する移動局２０１Ｂを使用する。そのため、これら基地局２００Ｂおよび移動局２０１Ｂは、移動体２０１が移動するときに無線アンテナ２、６、７間の距離が離れる方向で無線通信されるように構成されているので、上述した「上り」方向と同様に通信の連続性を損なうことなく切り替えが可能となる。
【００２７】
次に、図６を参照して、本発明の移動体無線通信装置の第２具体例について説明する。図６は、本発明による移動体無線通信装置の第２具体例の構成を示すブロック図である。この具体例においても、説明の便宜上、図１および図５を参照して上述した構成要素に対応する構成要素には、同様の参照符号を使用する。
【００２８】
図６に示す移動体無線通信装置は、「上り」基地局２００Ａ、「下り」基地局２００Ｂおよび移動体２０１により構成される点で、図５の移動体無線通信装置と同様である。しかし、この移動体２０１は、例えば高速道路を走行する車両のように、図中に矢印Ｑで示す如く方向転換（又はＵターン）可能である。そこで、「上り」基地局２００Ａおよび「下り」基地局２００Ｂは、図５の場合と同様に、所定のルート、例えば高速道路に沿って所定間隔で設置された複数の無線基地局１ａ、・・・、１ｎ、１ｎ＋１、・・・これらの各無線基地局１に接続された指向性アンテナ２ａ、・・・、２ｎ、２ｎ＋１、・・・および基地局切替器３により構成される。
【００２９】
しかし、移動体２０１は、第１無線子局４、第２無線子局５およびこれらに接続された指向性アンテナ６、７の１対（又は１組）と移動体切替器８を備えるのみである。そして、この移動体２０１は、「上り」方向へ移動する場合には図６に示す通りであるが、「下り」方向へ走行する場合には、方向転換して図６と反対方向へ移動する。従って、基地局２００のアンテナ２と移動体２０１のアンテナ６、７は、それぞれ図３に示す如く距離が離れる関係で通信する。
【００３０】
即ち、例えば高速道路を移動（又は走行）する車両である移動体２０１が「上り」を移動するときは、「上り」方向に移動するときに使用する基地局２００Ａと「上り」方向を移動する移動体２０１の無線子局４又は５との間で通信を行う。一方、移動体２０１が「下り」を移動するときには、「下り」方向に移動するときに使用する基地局２００Ｂと「下り」方向を移動中の移動体２０１の無線子局４又は５との間で通信を行う。この場合においても、上述した第1具体例の如く、これらは移動体２０１が移動するとき、無線アンテナ２、６、７間の距離が離れる方向で無線通信するように構成されているので、移動体２０１と基地局２００間の無線通信の連続性を損なうことなく切り替えが可能となる。
【００３１】
尚、以上の実施例では、移動体２０１の無線子局４、５として同一方向に指向性のある２個のアンテナ６および７を使用すると説明した。しかし、本発明は、斯かる構成に限定されない。例えば、図７に示す如く第１無線子局４および第２無線子局５に対して、アンテナ共用器９を使用して１個のアンテナ６を共通使用しても同様の効果が得られることが理解されよう。
【００３２】
更に、図８に示す如く、移動体２０１の第１無線子局４および第２無線子局５のアンテナを無指向性（オムニ）アンテナ６´および７´にしても、無線基地局のアンテナ２が単一指向性を有していれば、図３に示したのと同様の受信電界特性が得られ、通信の連続性を損なうことなく切り替えが可能である。
【００３３】
以上、本発明による移動体無線通信方法および装置の好適実施例の構成および動作を詳述した。しかし、斯かる実施例は、本発明の単なる例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではないことに留意されたい。本発明の要旨および精神を逸脱することなく、特定用途に応じて種々の変形変更が可能であることが、当業者には容易に理解できよう。本発明は、例えば鉄道の列車と地上との連続的通信や、高速道路を走行する自動車の地上との連続的通信に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明による移動体無線通装置の構成を示すブロック図である。
【図２】無線基地局と移動体の無線子局のアンテナに無指向性（オムニ）アンテナを使用したときの移動距離に対する受信電界強度の特性図である。
【図３】指向性アンテナを使用し、無線基地局と無線子局のアンテナ間の距離が離れる方向で無線通信する場合の移動距離に対する受信電界強度の特性図である。
【図４】基地局アンテナと対向して通信を行なうアンテナ間距離が近づく方向に移動する移動体に移動体アンテナが設置された場合の距離に対する受信電界強度の特性図である。
【図５】本発明による移動体無線通信装置の第１具体例の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明による移動体無線通信装置の第２具体例の構成を示すブロック図である。
【図７】移動体の無線子局のアンテナを共通使用する例である。
【図８】移動体の無線子局のアンテナに無指向性（オムニ）アンテナを使用する例である。
【符号の説明】
【００３５】
１ 無線基地局
２ 基地局アンテナ
３ 基地局切替器
４ 第１無線子局
５ 第２無線子局
６ 第１移動体アンテナ
７ 第２移動体アンテナ
８ 移動体切替器
９ アンテナ共用器
１００、２００ 基地局
１０１、２０１ 移動体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め決められたルートに沿って移動する移動体に搭載された無線子局と前記ルートに沿って設置された複数の無線基地局との間で順次無線通信する移動体無線通信方法において、
前記複数の無線基地局のアンテナをそれぞれ単一指向性にするステップと、前記無線子局のアンテナを前記無線通信中の無線基地局との距離が離れるようにするステップと、前記無線通信中の無線基地局の次の無線基地局と無線通信可能になったとき、前記無線通信中の無線基地局を前記次の無線基地局に切り替えるステップとを備えることを特徴とする移動体無線通信方法。
【請求項２】
前記移動体は、前記複数の無線基地局のうち特定の無線基地局および該特定の無線基地局の次の無線基地局と無線通信する第１および第２無線子局を備え、切替使用されることを特徴とする請求項１に記載の移動体無線通信方法。
【請求項３】
前記無線基地局は、前記ルートに沿って「上り」用および「下り」用の複数の無線基地局が設置され、それぞれアンテナの指向性は相互に反対方向に設定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の移動体無線通信方法。
【請求項４】
予め決められたルートに沿って移動する移動体に搭載された無線子局と基地局との間で無線通信する移動体無線通信装置において、
前記基地局は、前記ルートに沿って所定区間毎に設置された複数の無線基地局、該各無線基地局に接続され、単一指向性を有するアンテナおよび前記複数の無線基地局を順次切り替える基地局切替器を備え、
前記移動体は、前記複数の無線基地局のうちの１つの無線基地局と無線通信する第１無線子局、前記１つの無線基地局の次の無線基地局と無線通信する第２無線子局および前記第１無線子局および第２無線子局を切り替える移動体切替器を備え、
前記無線基地局のアンテナおよび前記無線子局のアンテナ間の距離が離れる状態で無線通信することを特徴とする移動体無線通信装置。
【請求項５】
前記基地局は、前記ルートに沿って「上り」用および「下り」用の複数の無線基地局が設置され、前記「上り」用および「下り」用の無線基地局のアンテナの指向性は相互に反対方向に設定されていることを特徴とする請求項４に記載の移動体無線通信装置。
【請求項６】
前記移動体の無線子局のアンテナは、前記基地局の無線基地局のアンテナと対向する指向性アンテナであることを特徴とする請求項４又は５に記載の移動体無線通信装置。
【請求項７】
前記移動体の無線子局のアンテナは、無指向性アンテナであることを特徴とする請求項４又は５に記載の移動体無線通信装置。
【請求項８】
前記移動体は、前記ルートに沿ってＵターンして移動することを特徴とする請求項４乃至７の何れかに記載の移動体無線通信装置。
【請求項９】
前記移動体は、前記ルートに沿ってＵターンすることなく往復移動し、それぞれ反対方向の指向性を有する２組の第１無線子局および第２無線子局を備えることを特徴とする請求項４乃至７の何れかに記載の移動体無線通信装置。
【請求項１０】
予め決められたルートに沿って配置された複数の無線基地局の１つと、移動体に設置された無線子局が対向して通信を行い、前記移動体が前記ルートに沿って移動するに応じて、無線通信相手の無線基地局を順次切り替える移動体無線通信装置において、
それぞれ単一方向の指向性を持つ基地局アンテナを有する複数の無線基地局と、該無線基地局を切り替える基地局切替器と、前記基地局アンテナと対向して通信を行なうアンテナ間距離が離れる方向に移動する前記移動体に設けられ、単一の指向特性を持つ第１移動体アンテナおよび第２移動体アンテナと、前記第１移動体アンテナに接続される第１無線子局と、前記第２移動体アンテナに接続される第２無線子局と、前記第１無線子局がｎ番目の無線基地局と通信を行っている間はその通信を接続し、次の移動先であるｎ＋１番目の無線基地局と前記第２無線子局が通信可能となったとき前記第２無線子局の通信を接続する移動体切替器とを備えることを特徴とする移動体無線通信装置。
【請求項１１】
前記基地局を「上り」用および「下り」用に２組準備し、前記移動体の「上り」時と「下り」時とでそれぞれの組を切り替えて使用することを特徴とする請求項１０に記載の移動体無線通信装置。
【請求項１２】
前記第１移動体アンテナおよび第２移動体アンテナは、無指向性（オムニ）アンテナであることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の移動体無線通信装置。
【請求項１】
予め決められたルートに沿って移動する移動体に搭載された無線子局と前記ルートに沿って設置された複数の無線基地局との間で順次無線通信する移動体無線通信方法において、
前記複数の無線基地局のアンテナをそれぞれ単一指向性にするステップと、前記無線子局のアンテナを前記無線通信中の無線基地局との距離が離れるようにするステップと、前記無線通信中の無線基地局の次の無線基地局と無線通信可能になったとき、前記無線通信中の無線基地局を前記次の無線基地局に切り替えるステップとを備えることを特徴とする移動体無線通信方法。
【請求項２】
前記移動体は、前記複数の無線基地局のうち特定の無線基地局および該特定の無線基地局の次の無線基地局と無線通信する第１および第２無線子局を備え、切替使用されることを特徴とする請求項１に記載の移動体無線通信方法。
【請求項３】
前記無線基地局は、前記ルートに沿って「上り」用および「下り」用の複数の無線基地局が設置され、それぞれアンテナの指向性は相互に反対方向に設定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の移動体無線通信方法。
【請求項４】
予め決められたルートに沿って移動する移動体に搭載された無線子局と基地局との間で無線通信する移動体無線通信装置において、
前記基地局は、前記ルートに沿って所定区間毎に設置された複数の無線基地局、該各無線基地局に接続され、単一指向性を有するアンテナおよび前記複数の無線基地局を順次切り替える基地局切替器を備え、
前記移動体は、前記複数の無線基地局のうちの１つの無線基地局と無線通信する第１無線子局、前記１つの無線基地局の次の無線基地局と無線通信する第２無線子局および前記第１無線子局および第２無線子局を切り替える移動体切替器を備え、
前記無線基地局のアンテナおよび前記無線子局のアンテナ間の距離が離れる状態で無線通信することを特徴とする移動体無線通信装置。
【請求項５】
前記基地局は、前記ルートに沿って「上り」用および「下り」用の複数の無線基地局が設置され、前記「上り」用および「下り」用の無線基地局のアンテナの指向性は相互に反対方向に設定されていることを特徴とする請求項４に記載の移動体無線通信装置。
【請求項６】
前記移動体の無線子局のアンテナは、前記基地局の無線基地局のアンテナと対向する指向性アンテナであることを特徴とする請求項４又は５に記載の移動体無線通信装置。
【請求項７】
前記移動体の無線子局のアンテナは、無指向性アンテナであることを特徴とする請求項４又は５に記載の移動体無線通信装置。
【請求項８】
前記移動体は、前記ルートに沿ってＵターンして移動することを特徴とする請求項４乃至７の何れかに記載の移動体無線通信装置。
【請求項９】
前記移動体は、前記ルートに沿ってＵターンすることなく往復移動し、それぞれ反対方向の指向性を有する２組の第１無線子局および第２無線子局を備えることを特徴とする請求項４乃至７の何れかに記載の移動体無線通信装置。
【請求項１０】
予め決められたルートに沿って配置された複数の無線基地局の１つと、移動体に設置された無線子局が対向して通信を行い、前記移動体が前記ルートに沿って移動するに応じて、無線通信相手の無線基地局を順次切り替える移動体無線通信装置において、
それぞれ単一方向の指向性を持つ基地局アンテナを有する複数の無線基地局と、該無線基地局を切り替える基地局切替器と、前記基地局アンテナと対向して通信を行なうアンテナ間距離が離れる方向に移動する前記移動体に設けられ、単一の指向特性を持つ第１移動体アンテナおよび第２移動体アンテナと、前記第１移動体アンテナに接続される第１無線子局と、前記第２移動体アンテナに接続される第２無線子局と、前記第１無線子局がｎ番目の無線基地局と通信を行っている間はその通信を接続し、次の移動先であるｎ＋１番目の無線基地局と前記第２無線子局が通信可能となったとき前記第２無線子局の通信を接続する移動体切替器とを備えることを特徴とする移動体無線通信装置。
【請求項１１】
前記基地局を「上り」用および「下り」用に２組準備し、前記移動体の「上り」時と「下り」時とでそれぞれの組を切り替えて使用することを特徴とする請求項１０に記載の移動体無線通信装置。
【請求項１２】
前記第１移動体アンテナおよび第２移動体アンテナは、無指向性（オムニ）アンテナであることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の移動体無線通信装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−６３５１（Ｐ２００７−６３５１Ａ）
【公開日】平成１９年１月１１日（２００７．１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１８６６４７（Ｐ２００５−１８６６４７）
【出願日】平成１７年６月２７日（２００５．６．２７）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１月１１日（２００７．１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月２７日（２００５．６．２７）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
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