CN1328916C - 移动通信系统及该系统的通信控制方法 - Google Patents

Abstract

在一种移动通信系统中，即使当由固定基站所形成的小区彼此分离，也容易地实现了小区之间的切换操作，以便进行连续的通信。对安装在移动单元的首端部分并与一个固定无线基站链接的首端无线电设备、或安装在移动单元的末端部分并与一个固定无线基站链接的末端无线电设备进行选择。在移动单元中，这样选择的首端或末端无线电设备和多个移动终端之间建立通信网络。这样能够在移动单元上构造可通信区(虚小区)，因此，延长了由基站所形成的小区范围。因此，即使当基站小区彼此分离时，通过容易地进行小区间的切换操作，能够进行连续的通信。

Description

移动通信系统及该系统的通信控制方法

技术领域

本发明涉及一种通信系统和一种用于该通信系统的通信控制方法，该通信系统包括小区，所述小区中的每一个均定义了来自与小区相关的固定基站的无线电波的预定无线电波到达范围，具体地，涉及一种移动通信系统和一种用于该系统的通信控制方法，适合于诸如高速移动的诸如列车的移动单元或模块。

背景技术

为了确保利用无线电或无线通信的移动通信终端设备的广泛使用，通信公司已经努力发展了针对终端设备的区域。最近，这些区域已经扩宽到室内区域之外，包括诸如地铁和隧道中的地方的地带。如今，终端设备可以在移动列车中并且甚至在诸如日本快线或新干线的列车的高速移动单元中使用。因此，预计许多人在移动列车中使用这样的通信终端。出于这个目的，利用移动列车中的通信终端，一种类型的网络业务正在得到发展。最近，已经需要开发一种系统，其中，在高速移动的车厢内的终端可以保持与通信方的通信线路。

例如，在本说明书之前递交的日本专利待审公开No.Heill-298967描述了一种技术，其中，设置了可以与公用通信线路和/或租用通信线路相连以与设置在车辆外部的车辆外无线基站通信的无线移动站、以及与该移动站和车辆内的无线终端设备进行通信的车辆内无线基站，从而将信号从车辆发送到车辆外基站。

而且，日本专利待审公开序列号No.09-327057提供了一种移动通信系统，其中，利用针对微小区系统的移动终端设备(PS)来实现运行列车中的通信，在针对微小区系统的列车内设置了多个内部无线站(CS)以与无线终端进行通信，从而使设置在车辆外部的无线基站(BS)与内部站(CS)相连。

日本专利待审公开No.Hei-10-164640描述了一种移动通信系统，其中，在其首端的位置处和其末端的位置处设置了与移动单元中的移动终端进行通信的通信设备。当移动单元从第一位置向第二位置移动时，在移动单元的首端和末端处的通信设备相对于外部固定基站进行转换操作以持续地保持链接状态，其中每一个通信设备与固定基站建立了链接。

在固定无线基站的传统小区结构中，小区彼此相邻或彼此重叠，以便连续地使用移动无线设备和固定无线站之间的通信线路。

如从图16中可以看到，例如，当处于针对固定无线基站A的链接状态，即处于能够与基站A进行通信的状态的移动无线设备100在运行方向上移动到由基站A配置的小区之外的位置时，设备100进入对基站A的未链接或断开状态，即，其中设备100不能与基站A进行通信的状态。即，无线设备100和基站A之间的链接断开，因此，无法在其间进行通信。在这种情况下，为了连续地保持无线设备100的通信，对系统进行配置，从而使基站A的小区a与由固定无线基站B所配置的小区b邻接，或者小区a与小区b重叠，如图17所示。由于这样的结构，在上述情况下，释放了移动设备100和基站A之间的链接，而在设备100和基站B之间准备了新链接。结果，正在由无线终端设备100所使用的通信线路保持相连。

然而，如示出了现有技术的小区结构的图17中可以看到，考虑到每一个固定无线基站的无线电信号可接收范围的每个大小和基站之间的距离，小区(a和b)彼此相邻或彼此重叠。即，仅根据固定基站来配置小区。为了减少在这种情况下的基站数量，有利地，使小区(a和b)彼此分离，如图18所示。然而，根据日本专利待审公开No.Hei-11-298967和Hei-09-327057，当小区(a和b)彼此分离时，在小区a和b之间出现了在固定无线基站和移动无线设备之间无法进行通信的不可通信区。结果，移动无线设备100不能够连续地进行通信。

在日本专利待审公开No.Hei-10-164640中描述的技术中，即使当小区(a和b)如图18所示彼此分离时，也可以考虑第一和第二通信单元变得与固定无线基站交替链接以连续地进行通信。然而，如由图1到5所表示的那样，该技术的目的在于：将第一和第二移动通信单元交替地设置为链接状态，即，当小区彼此重叠时，其中的任一个移动通信单元处于通信状态以连续地实现通信。当移动通信单元的任一个进入链接状态时，切换部分将另一个移动通信单元的链接状态释放为未链接状态，从而仅有一个通信单元处于链接状态。这使切换部分的控制处理较为复杂，因此，在切换操作中存在建立移动通信单元中的链接状态的延迟的担心。

发明内容

因此，已经设计了本发明来消除这些问题，本发明的目的是提出一种移动通信系统和一种用于该系统的通信控制方法，其中，即使当由固定无线基站所配置的小区彼此分离时，可以简单地在针对移动通信单元的小区之间实现切换操作，以连续地进行通信。

为了实现上述目的，根据本发明，提出了一种移动通信系统，包括：多个固定无线基站，每一个无线基站与在来自无线基站的电波到达范围内的无线电设备建立链接状态，以便进行与无线电设备的无线电通信；以及移动单元，包括处于任一个基站的电波到达范围内的至少两个无线电设备，以及通信控制装置，用于控制所述无线电设备，其中：基站被设置为致使所述基站的电波到达范围彼此不重叠；通信控制装置包括：无线电设备连接装置，用于建立移动单元中的多个移动终端和至少一个无线电设备之间的通信网络，所述至少一个无线电设备是从安装在移动单元的首端部分并与基站之一处于链接状态下的首端无线电设备、以及安装在移动单元的末端部分并与基站之一处于链接状态下的末端无线电设备中选出的；以及在一旦释放了首端无线电设备与第一固定无线基站的链接状态，然后建立了首端无线电设备与第二固定无线基站的链接状态时，无线电设备连接装置建立首端无线电设备和移动终端之间的通信网络；以及在一旦释放了末端无线电设备与第一固定无线基站的链接状态，然后建立了末端无线电设备与第二固定无线基站的链接状态时，无线电设备连接装置建立末端无线电设备和移动终端之间的通信网络。

在所述移动通信系统中，所述通信控制单元包括无线电波控制装置，用于将由首端无线电设备从与其相关的基站中接收到的无线电波电平的值与由末端无线电设备从与其相关的基站中接收到的无线电波电平的值进行比较。所述无线电设备连接装置建立在移动单元中的移动终端、和作为无线电波控制装置进行比较的结果确定为具有更高无线电波电平值的一个无线电设备之间的通信网络。

在所述移动通信系统中，当从首端无线电设备中发送由首端无线电设备从与其相关的基站中接收到的无线电波时，或者当从末端无线电设备中发送由末端无线电设备从与其相关的基站中接收到的无线电波时，所述无线电波控制装置将这些无线电波的无线电波电平的值相互比较，并且建立在移动单元中的移动终端、和作为无线电波控制装置进行比较的结果确定为具有更高无线电波电平值的一个无线电设备之间的通信网络。

在所述移动通信系统中，首端无线电设备测量由首端无线电设备从与其相关的基站中接收到的无线电波电平的值；而末端无线电设备测量由末端无线电设备从与其相关的基站中接收到的无线电波电平的值。当从中发送由各个无线电设备从测量中得到的值时，所述无线电波控制装置将这些值相互比较，然后建立在移动单元中的移动终端、和作为无线电波控制装置进行比较的结果确定为具有更高无线电波电平值的一个无线电设备之间的通信网络。

在所述移动通信系统中，所述通信控制装置包括：位置信息测量装置，用于在移动单元正在移动的同时测量移动单元的中央位置；位置信息存储装置，用于分别存储固定无线基站的安装位置；以及位置信息检索装置，用于从位置信息存储装置中检索与由位置信息测量装置所测量到的移动单元的中央位置最接近的基站的安装位置；以及当确定由位置信息检索装置检索到的基站的安装位置处于移动单元的前方位置处时，无线电设备连接装置建立首端无线电设备和移动终端之间的通信网络；以及当确定由位置信息检索装置检索到的基站的安装位置处于移动单元的后方位置处时，无线电设备连接装置建立末端无线电设备和移动终端之间的通信网络。

在所述移动通信系统中，所述通信控制单元包括通过时间计算装置，用于获得从首端无线电设备进入由与其相关的基站所形成的无线电波到达范围到设置在移动单元的中央位置处的中央无线电设备进入所述无线电波到达范围的进入时间段、以及从首端无线电设备离开由基站所形成的无线电波到达范围到中央无线电设备离开所述无线电波到达范围的出来时间段。无线电设备连接装置根据由通过时间计算装置所获得的进入时间段，通过预测从中央无线电设备进入所述无线电波到达范围到末端无线电设备进入所述无线电波到达范围的时间段，建立末端无线电设备和移动终端之间的通信网络。无线电设备连接装置通过根据由通过时间计算装置所获得的出来时间段，预测从中央无线电设备离开所述无线电波到达范围到末端无线电设备离开所述无线电波到达范围的时间段，建立首端无线电设备和移动终端之间的通信网络。

在所述移动通信系统中，当末端无线电设备处于与第一基站的链接状态和首端无线电设备处于与第二基站的链接状态时，无线电设备连接装置建立末端无线电设备和移动终端之间的通信网络、以及首端无线电设备和移动终端之间的通信网络。

在所述移动通信网络中，所述通信控制单元包括通信数据分配器装置，当无线电设备连接装置建立了末端无线电设备和移动终端之间的通信网络、以及首端无线电设备和移动终端之间的通信网络时，所述通信数据分配器装置进行检查，以确定将数据传送到首端无线电设备还是末端无线电设备，并将数据分组传送到作为检查结果确定的首端或末端无线电设备。

根据本发明，提出了一种用于移动通信系统的通信控制方法，所述系统包括：多个固定无线基站，每一个无线基站与在来自无线基站的电波到达范围内的无线电设备建立链接状态，以便进行与无线电设备的无线电通信，基站被设置为致使基站的电波到达范围彼此不重叠；以及移动单元，包括处于任一个基站的电波到达范围内的至少两个无线电设备，以及通信控制装置，用于控制所述无线电设备，所述通信控制装置包括无线电设备连接装置，用于建立移动单元中的多个移动终端和至少一个无线电设备之间的通信网络；所述至少一个无线电设备从安装在移动单元的首端部分并与基站之一处于链接状态的首端无线电设备、以及安装在移动单元的末端部分并与基站之一处于链接状态的末端无线电设备中选出，所述方法包括步骤：当无线电设备连接装置检测到发生了一旦释放了首端无线电设备与第一固定无线基站的链接状态，然后建立了首端无线电设备与第二固定无线基站的链接状态的情况时，由无线电设备连接装置选择首端无线电设备，并建立首端无线电设备和移动终端之间的通信网络；以及当无线电设备连接装置检测到在发生了一旦释放了末端无线电设备与第一固定无线基站的链接状态，然后建立了末端无线电设备与第二固定无线基站的链接状态的情况时，由无线电设备连接装置选择末端无线电设备，并建立末端无线电设备和移动终端之间的通信网络。

在所述通信控制方法中，所述通信控制单元还包括无线电波控制装置，用于将由首端无线电设备从与其相关的基站中接收到的无线电波电平的值与由末端无线电设备从与其相关的基站中接收到的无线电波电平的值进行比较。所述方法还包括步骤：由无线电波控制装置将由首端无线电设备从与其相关的基站中接收到的无线电波电平的值与由末端无线电设备从与其相关的基站中接收到的无线电波电平的值进行比较；以及，由无线电设备连接装置建立在移动单元中的移动终端、和作为无线电波控制装置进行比较的结果确定为具有更高无线电波电平值的一个无线电设备之间的通信网络。

所述通信控制方法还包括步骤：当从首端无线电设备中发送由首端无线电设备从与其相关的基站中接收到的无线电波时，或者当从末端无线电设备中发送由末端无线电设备从与其相关的基站中接收到的无线电波时，由所述无线电波控制装置将这些无线电波的无线电波电平的值相互比较，以及由无线电设备连接装置建立在移动单元中的移动终端、和作为无线电波控制装置进行比较的结果确定为具有更高无线电波电平值的一个无线电设备之间的通信网络。

所述通信控制方法还包括步骤：测量由首端无线电设备从与其相关的基站中接收到的无线电波电平的值，并且将所述值传送到无线电波控制装置；测量由末端无线电设备从与其相关的基站中接收到的无线电波电平的值，并且将所述值传送到无线电波控制装置；当发送由各个无线电设备从测量中得到的值时，无线电波控制装置将这些值相互比较，以及由无线电设备连接装置建立在移动单元中的移动终端、和作为无线电波控制装置进行比较的结果确定为具有更高无线电波电平值的一个无线电设备之间的通信网络。

在所述通信控制方法中，所述通信控制单元还包括：位置信息测量装置，用于在移动单元正在移动的同时测量移动单元的中央位置；位置信息存储装置，用于分别存储固定无线基站的安装位置；以及位置信息检索装置，用于从位置信息存储装置中检索与由位置信息测量装置所测量到的移动单元的中央位置最接近的基站的安装位置。所述方法还包括步骤：由位置信息测量装置测量在移动单元正在移动的同时移动单元的中央位置，并且将所述中央位置传送到位置信息检索装置；由位置信息检索装置根据由位置信息测量装置所测量到的移动单元的中央位置，从位置信息存储装置中检索基站之一的安装位置，所述安装位置与所述中央位置最接近的，并且将所述安装位置传送到无线电设备连接装置；以及当确定由位置信息检索装置检索到的基站的安装位置处于移动单元的前方位置处时，由无线电设备连接装置建立首端无线电设备和移动终端之间的通信网络；以及当确定由位置信息检索装置检索到的基站的安装位置处于移动单元的后方位置处时，由无线电设备连接装置建立末端无线电设备和移动终端之间的通信网络。

在所述通信控制方法中，所述通信控制单元还包括通过时间计算装置，用于获得从首端无线电设备进入由与其相关的基站所形成的无线电波到达范围到设置在移动单元的中央位置处的中央无线电设备进入所述无线电波到达范围的进入时间段、以及从首端无线电设备离开由基站所形成的无线电波到达范围到中央无线电设备离开所述无线电波到达范围的出来时间段。所述方法还包括步骤：由通过时间计算装置获得从首端无线电设备进入由与其相关的基站所形成的无线电波到达范围到设置在移动单元的中央位置处的中央无线电设备进入所述无线电波到达范围的进入时间段，并且将所述进入时间段传送到无线电设备连接装置；由无线电设备连接装置根据由通过时间计算装置所获得的进入时间段，通过预测从中央无线电设备进入所述无线电波到达范围到末端无线电设备进入所述无线电波到达范围的时间段，建立末端无线电设备和移动终端之间的通信网络；由通过时间计算装置获得从首端无线电设备离开由基站所形成的无线电波到达范围到中央无线电设备离开所述无线电波到达范围的出来时间段，并且将所述出来时间段传送到无线电设备连接装置；以及由无线电设备连接装置根据由通过时间计算装置所获得的出来时间段，通过预测从中央无线电设备离开所述无线电波到达范围到末端无线电设备离开所述无线电波到达范围的时间段，建立首端无线电设备和移动终端之间的通信网络。

所述通信控制方法还包括步骤：当末端无线电设备处于与第一基站的链接状态和首端无线电设备处于与第二基站的链接状态时，由无线电设备连接装置建立末端无线电设备和移动终端之间的通信网络、以及首端无线电设备和移动终端之间的通信网络。

在所述通信控制方法中，所述通信控制单元还包括通信数据分配器装置，用于进行检查，以确定将数据传送到首端无线电设备还是末端无线电设备，并将数据分组传送到作为检查结果的首端或末端无线电设备。所述方法还包括步骤：当无线电设备连接装置建立了末端无线电设备和移动终端之间的通信网络、以及首端无线电设备和移动终端之间的通信网络时，由所述通信数据分配器装置进行检查，以确定将数据传送到首端无线电设备还是末端无线电设备，并将数据分组传送到作为检查结果确定的首端或末端无线电设备。

附图说明

考虑结合附图所采用的以下详细描述，本发明的目的和特征将变得更加明显，其中，

图1是示出了根据本发明的移动通信系统的第一实施例的概况的示意图；

图2是示出了根据本发明的移动通信系统的第一实施例的结构的方框图；

图3是示意地示出了安装在移动通信系统中的移动单元上的无线终端设备的结构的方框图；

图4是示出了在移动通信系统的第一实施例中，当移动单元在固定无线基站之间移动时形成的可通信范围，即虚小区的示意图；

图5是说明性地示出了在第一实施例中，当将在移动单元上的首端无线设备和末端无线设备交替地设置为链接状态和未链接状态时，在移动单元上所形成的可通信范围的图；

图6是示出了通过利用安装在移动单元上的首端无线设备和末端无线设备来消除固定无线基站的小区之间的不可通信区的邻接小区的状态图像的示意图；

图7是示出了移动通信系统的第二实施例的结构的方框图；

图8是示出了移动通信系统的第三实施例的结构的示意图；

图9是示意地示出了第四实施例的移动单元的结构和其中在移动单元的中央位置处另外设置无线设备的单元操作的图；

图10是示出了移动通信系统的第四实施例的结构的图；

图11是示意地示出了在第五实施例中的移动单元建立与设置在分离位置处的两个固定无线基站(1-1和1-2)的链接的状态的图；

图12是示出了移动通信系统的第五实施例的结构的方框图；

图13是示出了在第五实施例中的移动单元的频带改变的示意图；

图14是说明性地示出了当固定无线基站较小地彼此分离时，移动单元的频带改变的图；

图15是示出了当固定无线基站之间的距离加长时，移动单元的频带改变的示意图；

图16是示出了在传统移动通信系统中的移动单元上安装的无线设备的操作的图；

图17是示意地示出了现有技术的移动通信系统中的移动单元上的无线设备的处理实例的图，其中，由固定无线基站所形成的小区彼此重叠；以及

图18是示出了在现有技术的移动通信系统中的移动单元上的安装的无线设备的操作的示意图，其中，使小区与固定无线基站的小区变稀疏。

具体实施方式

接下来，将参考附图，对根据本发明的移动通信系统的实施例进行描述。

第一实施例

将参考图1对移动通信系统的第一实施例进行描述。

所述系统包括固定无线基站1-1到1-N(N是大于1的整数)和移动单元2。所述单元2包括无线设备10和11，以便与基站1-1到1-N进行无线或无线电通信。

基站1-1到1-N将各个小区配置为特定无线电波和与在这样的小区中所存在的移动单元2的无线设备10和11的通信信号的到达范围。当移动单元2移动到由基站1-1到1-N之一所配置的小区中的位置时，在无线设备10和11与相关基站之间设置链接以进行其间的通信。

例如，移动单元2是诸如列车等具有预定长度的移动单元，并且在基站1-1到1-N的小区之间移动。在本实施例中，将无线电设备，即首端无线电单元10设置在移动单元2的首端部分，而将无线电设备，即末端无线电单元11设置在单元2的末端部分，以便与基站1-1到1-N进行数据通信。首端和末端无线电单元10和11交替地建立与基站1-1到1-N之一的链接，以形成可以连续地进行通信的区域。现在将参考图2来详细描述移动单元2的结构。

无线设备10和11与用于控制移动单元中的通信网络的通信控制器20相连。移动单元2的列车的每一个车厢包括内部通信单元30。当控制器20选择无线设备10和11中的任一个时，所选设备通过内部通信单元30与设置在车厢内的移动无线电单元40进行通信。单元30是在移动单元2中建立与移动无线电单元40的通信网络的设备。

在移动通信系统的本实施例中，通过无线电设备10和11和内部通信设备30，在基站1-1到1-N和移动无线设备40之间建立网络。

第一实施例的通信控制器20包括通信路径选择部分21和通信处理部分22，以便控制内部通信单元30和首端无线电单元10或末端无线电单元10之间的通信网络。接下来，将描述第一实施例的控制器20的功能。

通信路径选择器21选择无线设备10和通信处理器22之间、或无线设备11和通信处理器22之间的链接，以改变对移动单元2的通信网络。当无线设备10或11与基站1-1到1-N之一中断开或与其相连时，无线设备10或11将该情况通知给选择器21。然后，选择器21实现如上所述的切换操作。

通信处理器22将由路径选择器21所选择和设置的通信网络与移动单元2的每一个车厢中的内部通信单元30相连。结果，处理器22配置从每一个车厢的移动无线电单元40经由内部通信单元30到无线设备10的通信网络、或移动无线电单元40和无线设备11之间的通信网络。

接下来，参考图3，将描述首端和末端无线通信模块10和11的内部结构。

每一个无线单元10和11包括控制器10a、无线电部分10b、通信处理部分10c、网络接口(NW I/F)部分10d、以及天线10e。当无线单元10或11与通信控制器20相连时，在移动单元2中构成了网络。将不再描述单元10或11的构成组件的功能。

控制器10a控制无线单元中的整个操作。

无线部分10b将来自设置在移动单元外部的基站1-1到1-N的数据信号经由天线10e发送到通信处理器10c。部分10b还经由天线10e，将从通信处理器10c发送来的数据信号传送到相关基站。

通信处理器10c将来自无线基站10b的基站的数据信号经由接口10d提供给通信控制器20。通信部分10c还将来自控制器20的数据信号经由接口10d发送到无线电部分10b。

网络接口10d将来自通信处理器10c的数据信号传送到通信控制器20。接口10d还将来自控制器20的数据信号提供给通信处理器10c。

第一实施例包括在移动单元2的首端部分中的首端无线设备10和在移动单元2的末端部分中的末端无线设备11。本发明并不局限于该实施例。还可以配置移动单元2，其中无线电单元10和11分别至少设置在单元2的首端和末端部分。

无线单元中的无线单元和固定无线基站的操作

现在将参考图2和4来描述无线电单元10和11和固定基站1-1到1-N的操作和处理。

如图4所示，当在移动单元2上的无线电设备10进入由第一基站1-1所形成的单元时，设备10与基站1-1链接。通信控制器20的路径选择部分21将无线电设备10与通信处理器22相连，以设置移动单元2中的无线电设备10和第一基站1-1之间的链接状态。结果，移动单元2中的移动无线电设备40可以通过与无线电设备10相连的列车中的内部通信单元30与基站1-1进行数据通信。

随后，当移动单元2行进并且其上的无线电设备11进入由基站1-1所配置的小区时，将设备11设置为针对基站1-1的链接状态。结果，无线电设备10和11与基站1-1链接。控制器20的路径选择器21选择无线电设备11和通信处理器22之间的链接状态，而不选择无线电设备10和处理器22之间的链接状态。这样仅形成了在移动单元2的无线电设备11和基站1-1之间的链接状态。因此，在移动单元2中的移动无线电设备40可以通过与无线电设备11相连的列车中的内部通信单元30，与基站1-1进行数据通信。

之后，移动单元2进一步行进并离开相对于移动单元2上的首端无线电设备10处于链接状态的基站1-1的小区。控制器20的选择器21检测设备10已经离开基站1-1的小区的情况。选择器21识别到将要进入由第二基站1-2所形成的小区，并准备改变到设备10和通信处理器22之间的连接。当移动单元2在运行方向上前进并且其首端无线电设备10进入第二基站1-2的小区时，设备10与基站1-2链接。在这种情况下，控制器20的选择器21将选择从无线电设备11和通信处理器22之间的链接状态改变到无线电设备10和通信处理器22之间的链接状态，以便仅设置无线电设备11和基站1-2之间的链接状态。因此，在移动单元2中的移动无线模块40可以通过与无线电设备10相连的列车中的内部通信单元30，与第二基站1-2进行数据通信。

移动单元2前进，并且其上的末端无线电设备11离开与无线电设备11链接的第一基站1-1的中心。然后，控制器20的选择器21检测设备10处于基站1-1的小区之外的情况。选择器21识别到设备10将要进入第二基站1-2的小区，并且准备改变到末端无线设备11和通信处理器22之间的链接。当移动单元2进一步行进，并且在其上的末端无线电设备11进入第二基站1-2的小区时，将设备11设置为与基站1-2的链接状态。无线设备10和11在这种情况下与基站1-2链接。通信控制器20的路径选择器21进行从无线电设备10和通信处理器22之间的连接向无线电设备11和通信处理器22之间的连接的转换操作。结果，这样仅建立了无线电设备11和首端基站1-1之间的链接状态。因此，在移动单元2中的无线模块可以通过与末端无线电设备11相连的列车中的内部通信单元30，与第二基站1-2进行数据通信。

如上所述，通信路径选择器21交替地选择通信处理器22和与其相关的基站链接的首端无线设备10之间的连接、以及通信处理器22和与其相关的基站链接的末端无线设备11之间的链接。结果，这样能够使移动单元2中的移动无线电设备40与相关基站进行数据通信。

即使当固定无线基站1-1到1-N配置了如图5所示的彼此分离的小区时，路径选择器21交替地选择在移动单元2上处于链接状态的无线设备10和11(从①到②，从②到①)，因此，在移动单元2和基站1-1到1-N之间的可通信范围可以按照无线设备10和11之间的长度延伸。因此，如图6所示，出现在基站的小区之间的不敏感区(其中，不能够在移动无线设备40和基站1-1到1-N之间建立任何链接)可以由移动单元2所形成的虚小区来支持，具体说，就是在无线设备10和11之间的具有移动单元2的长度的虚小区。结果，能够延长基站1-1到1-N之间的间隔，因此，可以有利地减少其数量。当将首端或末端无线电设备10或11设置为链接状态或从其中释放时，设备10或11向移动单元2中的通信控制器20的路径选择器21通知该情况。因此，选择器21可以容易地识别设备10或11的链接状态，以容易地进行在处于链接状态的无线电设备10和通信处理器22间的连接、与处于链接状态的无线电设备11和通信处理器22间的连接之间的转换操作。

第二实施例

接下来，将描述根据本发明的第二实施例。

第二实施例与第一实施例的不同如下所述。在设置无线电设备10和基站1-1到1-N之一之间的链接状态、或移动单元2的无线电设备11和基站1-1到1-N之一之间的链接状态的操作中，将由设备10从与设备10链接的基站中接收到的无线电波电平与由设备11从与其链接的基站中接收到的无线电波电平进行比较。结果，系统利用较高的无线电波电平，针对无线电设备10或11设置移动单元2中的链接状态。接下来，参考图7，将描述移动通信系统的第二实施例。

在第二实施例中，与首端和末端无线设备10和11相连的通信控制器20包括无线电波控制器23，用于控制由设备10从与其相关的基站中接收到的无线电波电平、以及由设备11从与其相关的基站中接收到的无线电波电平。控制器23将这些无线电波的值相互比较，以建立对于无线电波电平更高的设备10或11的链接。

无线电波控制器23通过如上所述地比较设备10和11之间的无线电波电平，设置针对具有更高无线电波电平的设备10或11的链接状态。因此，在移动单元2中的移动无线设备40可以通过与无线电设备10或11相连的列车中的内部通信模块30，在更好通信状态下进行与相关基站的数据通信。

在第二实施例中，还可能的是，当将由首端或末端无线电设备10或11从与其相关的基站中接收到的无线电波传送到通信控制器20时，通信控制器20中的无线电波控制器23将这些无线电波电平的值相互比较，以便建立具有更高无线电波电平的无线电设备10或11的链接状态。还可能的是，无线电设备10和11分别测量从与其相关的基站中接收到的无线电波电平，以便将测量结果提供给通信控制器20。利用由控制器20接收到的结果值，无线电波控制器23进行检查，以便为具有更高电波电平值的无线电波10或11设置链接状态。

第三实施例

接下来，将描述根据本发明的第三实施例。

如从图8中可以看到，该第三实施例是，通过在第一实施例中另外设置用于测量处于移动状态的移动单元2的当前位置(中央位置)的位置信息测量部分24、用于存储固定无线基站1-1到1-N(N是大于1的整数)的安装位置的位置信息存储部分25、以及用于检索离移动单元2最近的基站1-1到1-N之一的安装位置的位置信息检索部分26，来实现的。在移动通信系统的结构中，为了建立移动单元2和由检索部分26确定为离单元2最近的基站之间的链接状态，有选择地改变首端无线电设备10和通信处理器22之间的连接、或者末端无线电设备11和处理器22之间的连接。现在将描述作为第三实施例的方案的功能。

位置信息测量部分24利用全球定位系统(GPS)来获得移动单元2的当前位置。较好的是，将部分24设置在单元2的中央位置以测量其位置。这增加了这样测量出的位置的精度。

位置联系存储器25预先存储了沿着移动单元2行进的线路安装的固定无线基站1-1到1-N的安装位置。

位置信息检索部分26根据由测量部分24所获得的移动单元2的位置信息，执行在存储器25中的检索，从而获得与该位置信息最相关的一个基站的安装位置。部分26将该基站的安装位置传送到路径选择器21。利用来自检索部分26的安装位置，选择器21进行转换操作，以便设置链接状态或在移动单元2和处于安装位置的基站之间的链接。

当选择器21确定基站的安装位置处于移动单元2的前方位置时，首端无线电模块10最接近该基站。因此，选择器21执行转换操作，以便将与该基站链接的无线电模块10与通信处理器22相连。当选择器22确定基站的安装位置处于移动单元2的后方位置时，则认为末端无线电模块11最接近该基站。结果，选择器21实现了切换操作，以便将与该基站链接的无线电模块11与通信处理器22相连。

根据由测量部分24所获得的位置信息，获得了最接近于移动单元2的当前位置的基站的安装位置。因此，能够通过切换操作来选择模块10和处理器22之间的连接、或者模块11和处理器22之间的连接，从而建立移动单元2和最接近于单元2的当前位置的基站之间的链接状态。结果，在移动单元2中的移动无线电设备40能够通过与处于更有利的通信状态的首端或末端无线电模块10或11相连的列车中的内部通信单元30，与基站进行数据通信。

第四实施例

接下来，将描述根据本发明的移动通信系统的第四实施例。

移动通信系统的第四实施例包括：处于移动单元2的中央位置的无线电设备(中央无线电设备)12，如图9所示。在该结构中，获得了在移动单元2上的首端无线电设备10进入由固定无线基站所形成的小区的时刻和设备10离开基站的小区的时刻、以及在单元2上的中央无线电设备12进入无线基站的小区的时刻和设备12离开基站小区的时刻。根据在设备10和12之间的各个时间间隔(Δt1，Δt1’)，系统预测出在单元2上的末端无线电设备11进入无线基站小区的时刻(Δt2)、以及设备11离开该小区的时刻(Δt2’)。利用预测得到的时间值，系统有选择地进行在首端无线电设备10和通信处理器22间的连接、与末端无线电设备11和处理器22间的连接之间的转换操作。现在将参考图10，描述第四实施例的结构。

在第四实施例的移动通信系统中，通信控制器20包括通过时间计算部分27。通过时间计算部分27首先获取首端无线电设备10进入基站小区的时间值和设备10离开该小区的时间值、以及中央无线电设备12进入小区的时间值和设备12离开小区的时间值。利用这些时间值，部分27获得了针对无线电设备10和12的通过时间值(Δt1，Δt1’)。根据该通过时间值，通过时间计算部分27计算末端无线电设备11进入小区的时刻(Δt2)和设备11离开小区的时刻(Δt2’)。根据从中央无线电设备12进入小区和设备12离开小区所得到的时间值(Δt2)，通过时间计算部分27向路径选择器21发出切换请求，以实现在首端无线电设备10和通信处理器22间的连接、与末端无线电设备11和处理器22间的连接之间的切换操作。根据从中央无线电设备12离开小区和末端设备11离开小区所得到的时间值(Δt2’)，通过时间计算部分27向路径选择器21发送转换请求，以执行在末端无线电设备11和处理器22间的连接、与首端无线电设备10和处理器22间的连接之间的转换操作。

由于设备12处于设备10和11之间的中央位置，在设备10和12之间的距离r1实质上等于设备12和11之间的r2，即，r1＝r2。假定移动单元2以固定速度行进。然后，从设备10进入小区到设备12进入小区的时间段(Δt1)几乎等于从设备12进入小区到设备11进入小区的时间段(Δt2)。因此，系统可以认为Δt2＝Δt1。类似地，从设备12离开小区到设备11离开小区的时间段(Δt2’)实质上等于设备10离开小区到设备12离开小区的时间段(Δt1’)。因此，系统可以认为Δt2’＝Δt1’。在该描述中，在首端无线电设备10和通信处理器22间的连接、与末端无线电设备11和处理器22间的连接之间执行切换操作。然而，还可以向其中加上中央无线电设备12和通信处理器22间的连接。在这种情况下，在三个无线电设备10到12之间对链接状态进行转换。

第五实施例

现在将描述根据本发明的第五实施例。

如从图11中可以看到，当在移动通信系统的第五实施例中相对于彼此分离的两个固定无线基站1-1和1-2来设置链接状态时，能够通过保持针对基站1-1和1-2的链接状态，保持基站1-1和1-2的频带。接下来，将参考图12来描述第五实施例的操作。

在该实施例中，例如，当如图11所示，末端无线电设备11属于第一基站1-1而首端无线电设备10属于第二基站1-2时，图12所示的通信控制器20的路径选择器21有选择地建立设备11和通信处理器22间的连接、以及设备10和处理器22间的连接。因此，能够设置在每一个无线电设备10和11与分别与其相关的基站之间的通信网络。如从图13中可以看到，当移动单元2上的设备10和11分别属于不同的基站时，移动单元2可以占用普通频带的两倍宽度的频带。图13包括在其下部包括示出了在移动单元的首端位置(首端无线电设备10的位置)中的频带改变的曲线图。

在第五实施例中，同时建立了无线电设备11和路径选择器21之间的连接、以及无线电设备10和选择器21之间的连接。结果，通信控制器20包括通信数据分配器28，以便确定作为数据目的地的无线电设备10或11。分配器28指示路径选择器21将数据分组发送到确定为数据目的地的设备10或11。根据来自分配器28的指示，路径选择部分21选择去往无线电设备10或11的通信路径以向其传送数据分组。

如从图11中可以看到，通过延长在移动单元2上的无线电设备10和11之间的距离R2，和/或通过缩短基站1-1的小区和基站1-2的小区之间的距离，第五实施例的移动通信系统可以增加保持建立针对无线电设备10和11的链接状态的时间段。例如，如图14所示，当缩短了基站的安装位置之间的间隔时，基站小区之间的距离R1变短。结果，延长了保持建立针对无线电设备10和11的链接状态的时间段。在移动单元2中，针对表达为R2-R1的频带区域，保持针对设备10和设备11的链接状态。当基站小区之间的间隔R1实质上等于移动单元2上的无线电设备10和11之间的距离R2时，其中，设备10和11分别属于两个基站的范围消失，即，R2-R1＝0，如图15所示。因此，移动单元2可以仅使用一个无线电频带。

仅已描述了根据本发明的优选实施例。在本发明的范围和技术内，各种改变和修改都是可行的。例如，在移动通信系统的实施例中的移动单元2中所建立的网络是不受限制的。即，还可以使用有线和无线网络。可以将移动单元2中的网络配置为无线和有线通信路径的结合。

根据本发明，能够提供以下优点。

在根据本发明的移动通信系统和通信控制方法中，对安装在移动单元的首端部分并与固定无线基站链接的首端无线电设备、或安装在移动单元的末端部分并与固定无线基站链接的末端无线电设备进行选择。因此，将所选的无线电设备与移动单元中的多个移动终端相连以构成通信网络。因此，即使当由基站形成的小区彼此分离时，通过容易地进行小区之间的切换操作，连续地执行通信。结果，能够减少安装在系统中的固定无线基站的数量。

尽管已经参考特定的说明性实施例对本发明进行了描述，但是本发明并不由这些实施例而是由所附权利要求来限定。应该意识到，在没有脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域的技术人员可以改变或修改这些实施例。

Claims (16)

1.一种移动通信系统，包括：

多个固定无线基站，每一个无线基站与在来自无线基站的电波到达范围内的无线电设备建立链接状态，以便进行与无线电设备的无线电通信；以及

移动单元，包括处于任一个基站的电波到达范围内的至少两个无线电设备，以及通信控制装置，用于控制所述无线电设备，其中：

基站被设置为致使所述基站的电波到达范围彼此不重叠；

通信控制装置包括：无线电设备连接装置，用于建立移动单元中的多个移动终端和至少一个无线电设备之间的通信网络，所述至少一个无线电设备是从安装在移动单元的首端部分并与基站之一处于链接状态下的首端无线电设备、以及安装在移动单元的末端部分并与基站之一处于链接状态下的末端无线电设备中选出的；以及

在一旦释放了首端无线电设备与第一固定无线基站的链接状态，然后建立了首端无线电设备与第二固定无线基站的链接状态时，无线电设备连接装置建立首端无线电设备和移动终端之间的通信网络；以及

在一旦释放了末端无线电设备与第一固定无线基站的链接状态，然后建立了末端无线电设备与第二固定无线基站的链接状态时，无线电设备连接装置建立末端无线电设备和移动终端之间的通信网络。

2.根据权利要求1所述的移动通信系统，其特征在于：

通信控制装置包括无线电波控制装置，用于将由首端无线电设备从与其相关的基站中接收到的无线电波电平的值与由末端无线电设备从与其相关的基站中接收到的无线电波电平的值进行比较；以及

无线电设备连接装置建立在移动单元中的移动终端、和作为无线电波控制装置进行比较的结果确定为具有更高无线电波电平值的一个无线电设备之间的通信网络。

3.根据权利要求2所述的移动通信系统，其特征在于：当从首端无线电设备中发送由首端无线电设备从与其相关的基站中接收到的无线电波时，或者当从末端无线电设备中发送由末端无线电设备从与其相关的基站中接收到的无线电波时，所述无线电波控制装置将这些无线电波的无线电波电平的值相互比较，并且建立在移动单元中的移动终端、和作为无线电波控制装置进行比较的结果确定为具有更高无线电波电平值的一个无线电设备之间的通信网络。

4.根据权利要求2所述的移动通信系统，其特征在于：

首端无线电设备测量由首端无线电设备从与其相关的基站中接收到的无线电波电平的值；

末端无线电设备测量由末端无线电设备从与其相关的基站中接收到的无线电波电平的值；以及

当从中发送由各个无线电设备从测量中得到的值时，无线电波控制装置将这些值相互比较，并且建立在移动单元中的移动终端、和作为无线电波控制装置进行比较的结果确定为具有更高无线电波电平值的一个无线电设备之间的通信网络。

5.根据权利要求1所述的移动通信系统，其特征在于：

通信控制装置包括：

位置信息测量装置，用于在移动单元正在移动的同时测量移动单元的中央位置；

位置信息存储装置，用于分别存储固定无线基站的安装位置；以及

位置信息检索装置，用于从位置信息存储装置中检索与由位置信息测量装置所测量到的移动单元的中央位置最接近的基站的安装位置；以及

当确定由位置信息检索装置检索到的基站的安装位置处于移动单元的前方位置处时，无线电设备连接装置建立首端无线电设备和移动终端之间的通信网络；以及

当确定由位置信息检索装置检索到的基站的安装位置处于移动单元的后方位置处时，无线电设备连接装置建立末端无线电设备和移动终端之间的通信网络。

6.根据权利要求1所述的移动通信系统，其特征在于：

通信控制装置包括通过时间计算装置，用于获得从首端无线电设备进入由与其相关的基站所形成的无线电波到达范围到设置在移动单元的中央位置处的中央无线电设备进入所述无线电波到达范围的进入时间段、以及从首端无线电设备离开由基站所形成的无线电波到达范围到中央无线电设备离开所述无线电波到达范围的出来时间段；以及

无线电设备连接装置通过根据由通过时间计算装置所获得的进入时间段，预测从中央无线电设备进入所述无线电波到达范围到末端无线电设备进入所述无线电波到达范围的时间段，建立末端无线电设备和移动终端之间的通信网络；以及

通过根据由通过时间计算装置所获得的出来时间段，预测从中央无线电设备离开所述无线电波到达范围到末端无线电设备离开所述无线电波到达范围的时间段，建立首端无线电设备和移动终端之间的通信网络。

7.根据权利要求1所述的移动通信系统，其特征在于：当末端无线电设备处于与第一基站的链接状态和首端无线电设备处于与第二基站的链接状态时，无线电设备连接装置建立末端无线电设备和移动终端之间的通信网络、以及首端无线电设备和移动终端之间的通信网络。

8.根据权利要求7所述的移动通信系统，其特征在于：通信控制装置包括通信数据分配器装置，当无线电设备连接装置建立了末端无线电设备和移动终端之间的通信网络、以及首端无线电设备和移动终端之间的通信网络时，所述通信数据分配器装置进行检查，以确定将数据传送到首端无线电设备还是末端无线电设备，并将数据分组传送到作为检查结果确定的首端或末端无线电设备。

9.一种用于移动通信系统的通信控制方法，所述系统包括：多个固定无线基站，每一个无线基站与在来自无线基站的电波到达范围内的无线电设备建立链接状态，以便进行与无线电设备的无线电通信，基站被设置为致使基站的电波到达范围彼此不重叠；以及移动单元，包括处于任一个基站的电波到达范围内的至少两个无线电设备，以及通信控制装置，用于控制所述无线电设备，所述通信控制装置包括无线电设备连接装置，用于建立移动单元中的多个移动终端和至少一个无线电设备之间的通信网络；所述至少一个无线电设备从安装在移动单元的首端部分并与基站之一处于链接状态的首端无线电设备、以及安装在移动单元的末端部分并与基站之一处于链接状态的末端无线电设备中选出，所述方法包括步骤：

当无线电设备连接装置检测到发生了一旦释放了首端无线电设备与第一固定无线基站的链接状态，然后建立了首端无线电设备与第二固定无线基站的链接状态的情况时，由无线电设备连接装置选择首端无线电设备，并建立首端无线电设备和移动终端之间的通信网络；以及

当无线电设备连接装置检测到在发生了一旦释放了末端无线电设备与第一固定无线基站的链接状态，然后建立了末端无线电设备与第二固定无线基站的链接状态的情况时，由无线电设备连接装置选择末端无线电设备，并建立末端无线电设备和移动终端之间的通信网络。

10.根据权利要求9所述的通信控制方法，其中通信控制装置还包括无线电波控制装置，用于将由首端无线电设备从与其相关的基站中接收到的无线电波电平的值与由末端无线电设备从与其相关的基站中接收到的无线电波电平的值进行比较，其特征在于所述方法还包括步骤：

由无线电波控制装置将由首端无线电设备从与其相关的基站中接收到的无线电波电平的值与由末端无线电设备从与其相关的基站中接收到的无线电波电平的值进行比较；以及

由无线电设备连接装置建立在移动单元中的移动终端、和作为无线电波控制装置进行比较的结果确定为具有更高无线电波电平值的一个无线电设备之间的通信网络。

11.根据权利要求10所述的通信控制方法，其特征在于：还包括步骤：

当从首端无线电设备中发送由首端无线电设备从与其相关的基站中接收到的无线电波时，或者当从末端无线电设备中发送由末端无线电设备从与其相关的基站中接收到的无线电波时，由所述无线电波控制装置将这些无线电波的无线电波电平的值相互比较，以及

由无线电设备连接装置建立在移动单元中的移动终端、和作为无线电波控制装置进行比较的结果确定为具有更高无线电波电平值的一个无线电设备之间的通信网络。

12.根据权利要求10所述的通信控制方法，其特征在于：还包括步骤：

测量由首端无线电设备从与其相关的基站中接收到的无线电波电平的值，并且将所述值传送到无线电波控制装置；

测量由末端无线电设备从与其相关的基站中接收到的无线电波电平的值，并且将所述值传送到无线电波控制装置；

当发送由各个无线电设备从测量中得到的值时，无线电波控制装置将这些值相互比较，以及

由无线电设备连接装置建立在移动单元中的移动终端、和作为无线电波控制装置进行比较的结果确定为具有更高无线电波电平值的一个无线电设备之间的通信网络。

13.根据权利要求9所述的通信控制方法，其中所述通信控制装置还包括：位置信息测量装置，用于在移动单元正在移动的同时测量移动单元的中央位置；位置信息存储装置，用于分别存储固定无线基站的安装位置；以及位置信息检索装置，用于从位置信息存储装置中检索与由位置信息测量装置所测量到的移动单元的中央位置最接近的基站的安装位置，其特征在于所述方法还包括步骤：

由位置信息测量装置在移动单元正在移动的同时测量移动单元的中央位置，并且将所述中央位置传送到位置信息检索装置；

由位置信息检索装置根据由位置信息测量装置所测量到的移动单元的中央位置，从位置信息存储装置中检索基站之一的安装位置，所述安装位置是与所述中央位置最接近的，并且将所述安装位置传送到无线电设备连接装置；以及

当确定由位置信息检索装置检索到的基站的安装位置处于移动单元的前方位置处时，由无线电设备连接装置建立首端无线电设备和移动终端之间的通信网络；以及

当确定由位置信息检索装置检索到的基站的安装位置处于移动单元的后方位置处时，由无线电设备连接装置建立末端无线电设备和移动终端之间的通信网络。

14.根据权利要求9所述的通信控制方法，其中所述通信控制装置还包括通过时间计算装置，用于获得从首端无线电设备进入由与其相关的基站所形成的无线电波到达范围到设置在移动单元的中央位置处的中央无线电设备进入所述无线电波到达范围的进入时间段、以及从首端无线电设备离开由基站所形成的无线电波到达范围到中央无线电设备离开所述无线电波到达范围的出来时间段，其特征在于所述方法还包括步骤：

由通过时间计算装置获得从首端无线电设备进入由与其相关的基站所形成的无线电波到达范围到设置在移动单元的中央位置处的中央无线电设备进入所述无线电波到达范围的进入时间段，并且将所述进入时间段传送到无线电设备连接装置；

由无线电设备连接装置通过根据由通过时间计算装置所获得的进入时间段，通过预测从中央无线电设备进入所述无线电波到达范围到末端无线电设备进入所述无线电波到达范围的时间段，建立末端无线电设备和移动终端之间的通信网络；

由通过时间计算装置获得从首端无线电设备离开由基站所形成的无线电波到达范围到中央无线电设备离开所述无线电波到达范围的出来时间段，并且将所述出来时间段传送到无线电设备连接装置；以及

由无线电设备连接装置通过根据由通过时间计算装置所获得的出来时间段，通过预测从中央无线电设备离开所述无线电波到达范围到末端无线电设备离开所述无线电波到达范围的时间段，建立首端无线电设备和移动终端之间的通信网络。

15.根据权利要求9所述的通信控制方法，其特征在于还包括步骤：当末端无线电设备处于与第一基站的链接状态以及首端无线电设备处于与第二基站的链接状态时，由无线电设备连接装置建立末端无线电设备和移动终端之间的通信网络、以及首端无线电设备和移动终端之间的通信网络。

16.根据权利要求15所述的通信控制方法，其中所述通信控制装置还包括通信数据分配器装置，用于进行检查，以确定将数据传送到首端无线电设备还是末端无线电设备，并将数据分组传送到作为检查结果确定的首端或末端无线电设备，其特征在于所述方法还包括步骤：当无线电设备连接装置建立了末端无线电设备和移动终端之间的通信网络、以及首端无线电设备和移动终端之间的通信网络时，由所述通信数据分配器装置进行检查，以确定将数据传送到首端无线电设备还是末端无线电设备，并将数据分组传送到作为检查结果确定的首端或末端无线电设备。

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