专利名称：移动通信系统、无线电交换方法、移动基站和移动终端的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种移动通信系统、无线电交换方法、移动基站和移动终端，尤其是涉及一种当用户在诸如特别快车这样的移动物体中/上使用移动终端时，用于平滑切换到固定基站的移动通信系统、无线电交换方法、移动基站和移动终端。
背景技术：
随着移动电话的普及，移动电话用户的数量逐年增加。另外，将来移动电话市场将进入到基于CDMA(码分多址接入)的下一代移动电话是确定无疑的，在CDMA中码被用于多路复用。CDMA系统具有减少传输功率、多个移动电话共用一个相同的频带等等优点。在CDMA系统中使用扩频通信系统，用于连续和一致的数据传输，而不用于突发传输，从而产生较少的电磁干扰。由于有了这种系统，所以可以预见更多的用户能够在诸如特别快车这样的一个移动物体上/中使用移动电话。然而，在现存的PDC(个人数字蜂窝)通信系统中，移动电话在诸如特别快车这样的一个以高速行进的移动物体中/上使用时，很难平滑地切换到基站。此外，经常出现变得不可能通过移动电话进行通信的情况。所以，不能给列车上或轿车中的用户提供满意的服务。
例如，在日本专利申请公开NO.HEI 10-322747中，公开了一种在高速移动的场合下舒适地通信的移动通信系统。在该系统中，当一个用户的移动终端从设置到用户想要上车的车站入口的无线电基站接收到一个位置控制信号时，该移动终端(移动电话)的控制部分将操作模式从正常操作模式转换到特殊空间模式(高速移动模式)，同时控制一个测量部分以缩短测量一个所接收的场强的平均时间。用这种方法，测量部分能够以较少的时间测量所接收的场强。因此，对于用户来说，在甚至以高速移动的列车上通过移动终端通信也将变得可能。
又例如，在日本专利申请公开NO.HEI 9-84126中，公开了一种移动通信系统。在该系统中，一个高速移动的物体M配备一中继站RS以在无线区域中形成一个微小区。当在移动物体M中/上的移动终端与基站通信时，移动终端一直被连接到移动物体M中/上的中继站RS。因此，中继站RS能够在移动物体M行进时，执行到一个相邻基站的切换。因此，甚至在高速移动的物体M中/上，通过移动终端以与在地面上相同的方式通信也变得可能。
然而，在日本专利申请公开NO.HEI 10-322747公开的系统中，在移动物体中/上的移动终端的模式被转换到特殊的空间模式，仅仅是为了缩短测量所接收的场强的平均时间。此外，该高速移动的物体未配备中继站。在高速移动的条件下，就被要求执行频繁的切换。因此，在切换时移动终端将变得更多地受所接收的场强变化的影响。此外，还有一种建立如上所述的专用设备的需要，这将导致设备成本的增加。
此外，在日本专利申请公开NO.HEI 9-84126中，移动终端一直经由高速移动物体M上的中继站RS与基站(网络)通信。甚至当没有必要使该中继站RS介入通信时，也要经由该中继站RS来执行该通信。因此，中继站RS具有更大的处理负担。此外，当用户在目的地站下车的同时他/她通过移动终端通话时，以及当高速移动的物体M以加速度离开该站时，产生切换处理。因此，该移动终端变得受所接收的场强变化的影响。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种移动通信系统和无线电交换方法，其中当在一个移动物体中/上移动时，由于没有执行到一个固定基站的切换，所以移动终端能与固定基站通信而不受所接收的场强变化的影响。
本发明的另外一个目的是提供一个移动基站，用于代表在移动物体中/上移动的移动终端而执行到固定基站的切换，从而实现稳定的通信而不受所接收场强变化的影响。
本发明的进一步的目的是提供一种移动终端，用于当在移动物体中/上移动时，进行稳定的通信而不受所接收场强变化的影响。
根据本发明的第一个方面，为了实现上面提到的目的，提供一种移动通信系统包括多个固定基站，它们沿着一个能够高速移动的移动物体的移动方向被连续地放置，并且被连接到一个公共电话网络；一个由登上该移动物体的用户所拥有的移动终端；以及一个移动基站，它能被连接到该多个固定基站并且被放置在该移动物体中或者该移动物体上，其中通过由该移动终端进入到该移动基站的通信区域以及通过该移动物体的起动来触发，该移动终端执行从已被连接到该移动终端的固定基站到该移动基站的切换；在该移动物体移动的同时，当该移动物体进入到一个相邻固定基站的通信区域时，该移动基站顺序地执行到该相邻固定基站的切换；以及当该移动物体接近一个停靠站时，移动终端执行从该移动基站到覆盖该站周围的一个通信区域的固定基站的切换。
根据该系统，当该移动终端进入到移动基站的通信区域内，和当该移动物体开始移动时，该移动终端执行从固定基站到放置在该移动物体中或者移动物体上的移动基站的切换。此外，当移动物体正在移动时，该移动基站相继地执行到一个固定基站的切换。而且，当该移动物体接近诸如一个车站的下一个停靠站时，该移动基站使该移动终端执行到覆盖该站周围的一个通信区域的固定基站的切换。用这种方法，当移动物体移动时，该移动终端就不必执行到一个固定基站的切换，这导致所接收场强的变化对通过该移动终端的通信影响较小。
根据本发明的第二个方面，提供一种用于根据移动终端的移动而顺序地执行到多个固定基站中的一个相邻固定基站的切换的无线电交换方法，该多个固定基站覆盖各自的、被分为小区的通信区域，该方法包括步骤通过在一个移动物体中或者一个移动物体上的移动终端，执行从覆盖该移动物体所处的通信区域的固定基站到放置在该移动物体中或者该移动物体上的一个移动基站的切换，这通过由用户拥有的该移动终端进入到该移动基站的通信区域以及在该移动物体开始移动时触发；在该移动物体移动的同时，当该移动物体进入到相邻固定基站的一个通信区域时，通过该移动基站顺序地执行到相邻固定基站的切换；以及当该移动物体接近停靠站时，通过该移动终端执行从该移动基站到覆盖该站周围的一个通信区域的固定基站的切换。
根据该方法，当移动终端进入到放置在移动物体中或者移动物体上的移动基站的通信区域时，以及当该移动物体开始移动时，该移动终端执行一个从固定基站到移动基站的切换。在该移动物体移动的同时，该移动基站执行到固定基站的切换。当该移动物体接近于诸如车站这样的停靠站时，该移动终端从移动基站接管到该固定基站的切换过程，该固定基站覆盖了该站周围的通信区域。用这种方法，当该移动物体移动时，该移动终端不必执行一个到固定基站的切换，这导致所接收的场强变化对通过该移动终端的通信的影响较小。
根据本发明的第三个方面，提供一种放置在一个移动物体中或者移动物体上的移动基站，包括第一检测装置，用于检测一个移动终端进入到该移动基站的通信区域；第二检测装置，用于检测该移动终端的用户登上的移动物体开始移动；以及控制装置，用于连接到该移动终端和一个已被连接到该移动终端的固定基站，以便在该移动终端和固定基站之间基于该第一和第二检测装置的检测来继续通信；在该移动物体正在移动时，当该移动物体进入到一个相邻固定基站的通信区域时，执行到该相邻固定基站的切换；以及当该移动物体接近停靠站时，使该移动终端执行到覆盖该站周围的通信区域的固定基站的切换。
根据该配置，当该移动终端进入到移动基站的通信区域时，和当该移动物体开始移动时，该移动终端执行从固定基站到放置在该移动物体中或者该移动物体上的移动基站的切换。当该移动物体接近下一个停靠站时，该移动终端执行从该移动基站到覆盖该站周围的通信区域的固定基站的切换。用这种方法，在该移动物体移动时，该移动终端不必执行到固定基站的切换，这导致所接收场强的变化对通过该移动终端的通信的影响较小。
根据本发明的第四个方面，提供一种能够通过无线电与连接到一个公共电话网络的固定基站通信的移动终端，包括一个通信装置，当该移动终端在一个移动物体中或者在一个移动物体上或者在一个移动物体附近时，该通信装置能够与放置到该移动物体中或者该移动物体上的移动基站通信，其中当该移动终端正在该移动物体中或者该移动物体上移动时，移动终端与移动基站通信；以及当该移动物体接近一个停靠站时，该移动终端执行从移动基站到覆盖该站周围的通信区域的固定基站的切换。
根据该配置，当该移动终端在该移动物体中或者该移动物体上移动时，该移动终端与放置到该移动物体中或者该移动物体上的移动基站通信(或者被连接到该移动基站)。此外，当该移动物体接近于诸如车站这样的下一个停靠站时，该移动终端执行到覆盖该站周围的通信区域的固定基站的切换以便与该固定基站通信。用这种方法，在该移动物体移动时，该移动终端不必执行到一个固定基站的切换，这导致所接收场强的变化对通过该移动终端的通信的影响较小。
结合附图考虑下面的详细描述，本发明的目的和特点将变得显而易见，其中图1是示出了根据本发明的一个移动通信系统的配置图；图2是用于解释图1中示出的各个单元的位置情况的图；图3是示出了当图2中示出的列车在停靠站201的点A处开始起动时，该移动通信系统处理过程的时序图；图4是示出了当图2中示出的列车通过两个相邻固定基站的边界点B时，该移动通信系统处理过程的时序图；图5是示出了当图2中示出的列车通过停靠站202的点C时，该移动通信系统处理过程的时序图。
具体实施例方式
现在参考附图，详细解释本发明的实施例。
图1是示出了根据本发明的一个移动通信系统的配置图，以及图2是用于解释图1中示出的各个单元的位置情况的框图。
在图1中，根据本发明的移动通信系统包括诸如特别快车这样的列车101、移动基站102、移动终端103、固定基站104和105、基站控制设备106和网络(公共电话网络)107。移动基站102被放置在列车101中或者列车101上。移动终端103由列车101内外的用户使用。固定基站104和105与移动基站102或者移动终端103通过无线电通信。基站控制设备106被连接到固定基站104和105。网络107被连接到基站控制设备106。顺便提一下，移动终端103是移动电话。此外，网络107包括移动电话网络、固定线路电话网络和因特网。
如图2所示，列车101在经由车站201和202铺设的轨道203上运行。固定基站104被放置以便覆盖车站201周围的通信区域(小区)。另一方面，固定基站105被放置以便覆盖车站202周围的通信区域(小区)。在列车101中或者列车101上的移动终端103通常被连接到覆盖车站201周围的通信区域的固定基站104。当列车101开始运行时，移动终端103被连接到移动基站102。用这种方法，移动终端103能与固定基站104侧通信而不用执行切换。
因为列车101以预定的速度在固定轨道203上行进，所以容易定位列车101的位置。因此，移动基站102能根据列车101的位置信息而唯一地标识要被接入(连接)的下一个固定基站。此外，移动终端103仅被连接到移动基站102以便在移动时与固定基站104或者105通信。在这个场合，移动终端103不必执行切换。接下来，当列车101接近于与车站201相邻的车站202时，移动基站102基于列车101的位置信息来执行到覆盖车站202周围的通信区域的固定基站105的切换，以便连续地通信。
下面，将参考附图1到5解释根据本发明的移动通信系统的操作。
图3是示出了当图2中示出的列车101在车站201的点A处开始起动时，该移动通信系统处理过程的时序图。图4是示出了当列车101通过固定基站104和105的边界点B时，该移动通信系统处理过程的时序图。此外，图5示出了当列车101通过车站202的点C时，该移动通信系统处理过程的时序图。顺便提一下，图3到5中的字母“S”表示一个步骤。
在图3中，当移动终端103的一个用户在车站201的站台等处使用移动终端103时，移动终端103经由覆盖车站201周围的通信区域的固定基站104被连接到网络107(步骤S301和S302)。之后，当用户登上列车101(步骤S300A)时，移动终端103检测放置在列车101中或者列车101上的移动基站102(步骤S303)，并且通知固定基站104检测结果(步骤S304)。当接收该检测结果时，固定基站104通知网络107在步骤S304处所获得的信息(步骤S305)。
当列车101开始运行时，移动基站102检测到该移动(步骤S300B)并通知固定基站104该信息(步骤S306)。此外，固定基站104通知网络107在步骤S306处所获得的信息(步骤S307)。接下来，网络107通知固定基站104移动终端103将要执行切换的指示(步骤S308)。固定基站104将该指示转发到移动终端103(步骤S309)。
接下来，移动终端103把该连接点从固定基站104切换到移动基站102(步骤S300C)。用这种方法，移动终端103经由移动基站102和固定基站104被连接到网络107以便连续地通信(步骤S310，S311和S312)。
下面，将参考图4解释在列车运行期间，当列车101经过在固定基站104和105的通信区域之间的边界点B时移动通信系统的处理过程。当列车101经过如图2所示的边界点B时，移动基站102基于列车101的位置信息检测将被连接的下一个固定基站(步骤S400A)。在这里，移动基站102检测覆盖下一个车站202周围的通信区域的固定基站105(步骤S401)。移动基站102通知固定基站104有关该固定基站105的检测到的信息(步骤S402)。固定基站104通知网络107已接收的检测信息(步骤S403)。接下来，网络107通知固定基站104移动基站102将执行切换的指示(步骤S404)。固定基站104向移动基站102通知该指示(步骤S405)。移动基站102激活切换功能并把连接点从固定基站104切换到固定基站105(步骤S400B)。随后，该移动基站102通过固定基站105与网络107通信(步骤S406和S407)。于是，列车101上的移动终端103经由车上的移动基站102持续地通信。因此，移动终端103不必执行切换过程。
下面，将参考图5解释当列车101经过车站202的点C时，移动通信系统的处理过程。当列车101要到达如图2所示的车站202(点C)时，移动基站102基于位置信息检测接近车站202的列车101(步骤SS00A)。接下来，移动基站102向已连接的固定基站105通知检测到的结果(步骤S501)。当接收到该检测到的结果时，固定基站105向网络107通知在步骤S501处已接收的信息(步骤S502)。接下来，网络107向固定基站105通知移动终端103将执行切换的指示(步骤S503)。当接收到该指示时，固定基站105通知移动基站102所接收的信息(步骤S504)。接下来，移动基站102通知移动终端103从固定基站105接收到的指示(步骤S505)。之后，移动终端103履行切换功能(步骤S500B)并把链接点从当前连接的移动基站102切换到固定基站105以便与网络107通信(步骤S506和S507)。
表1示出了上文中描述的移动终端103、移动基站102以及固定基站104和105中的连接关系。<表1>
用这种方法，当列车101移动时，移动终端103经由该移动基站102连接到覆盖列车101当时所处的通信区域的固定基站。无论列车101什么时候到达下一站，该连接点都从移动基站102切换到覆盖所到达车站周围的通信区域的固定基站。也就是说，无论列车101什么时候到达下一站，移动终端103都直接连接到覆盖所到达车站周围的通信区域的固定基站而不经由移动基站102。因此，在列车上通信期间，不需要通过移动终端103来执行切换。接下来，当列车101接近车站时，该连接点从移动基站102切换到覆盖该车站周围的通信区域的固定基站。因此，当用户通过移动终端103通话时他/她在到达站下车，以及当列车101离开该车站时，不需要执行额外的切换过程。此外，在这一点，移动终端103被连接到固定基站而不经由该移动基站102，正如在通常的通信环境中一样。因此，伴随着切换过程的接收场强的变化对经由移动终端103的通信没有影响。
顺便说一下，虽然在上文所述的实施例中采用列车(特别快车)作为一个移动物体的实例，但本发明可用于沿着预定轨道移动的任何对象。移动物体的实例包括沿着高速公路或者高速道路行进的快速公共汽车。在这种情况下，公共汽车站起车站201和202的作用。
此外，除了移动电话之外，移动终端103还包括PHS(个人手持电话系统)、具有无线通信功能且能被连接到一个公共电话网络的PDA(个人数字助理)等等。
如上文所述，根据本发明的移动通信系统、无线电交换方法和移动基站，当移动终端进入到由放置在移动物体中或者移动物体上的移动基站所覆盖的通信区域时，以及当该移动物体开始移动时，该移动终端从固定基站切换到移动基站。用这种方法，则移动终端和固定基站之间的通信经由该移动基站执行。此外，当该移动物体正在移动时，移动基站相继地顺序切换到下一固定基站。此外，当该移动物体接近诸如车站这样的停靠站时，该移动终端从移动基站接管切换过程以便执行到固定基站的切换，该固定基站覆盖该站周围的通信区域。用这种方法，当移动物体正在移动时，该移动终端不必执行到固定基站的切换。而且，消除所接收场强的变化对经由该移动终端的通信的不利影响也变为可能。
此外，根据本发明，当移动终端在移动物体上移动时，移动终端经由放置在该移动物体中或者移动物体内的移动基站与固定基站通信。接下来，当该移动物体接近诸如车站这样的停靠站时，移动终端执行到覆盖该站周围的通信区域的固定基站的切换。用这种方法，经由移动终端的通信不受所接收场强的变化的影响。
尽管已参考特殊示范性的实施例描述本发明，但本发明不由该实施方案限制而是仅由所附权利要求限定。应该理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域的普通技术人员能够改变或者修改该实施例。
权利要求
1.一种移动通信系统包括多个固定基站，它们沿着一个能够高速移动的移动物体的移动方向连续地放置，并且被连接到一个公共电话网络；一个由登上该移动物体的用户拥有的移动终端；以及一个移动基站，它能被连接到该多个固定基站并且被放置在该移动物体中或者该移动物体上，其中通过由该移动终端进入到该移动基站的通信区域以及通过该移动物体的起动来触发，该移动终端执行从已被连接到该移动终端的固定基站到该移动基站的切换；在该移动物体移动时，当该移动物体进入到一个相邻固定基站的通信区域时，该移动基站顺序地执行到该相邻固定基站的切换；以及当该移动物体接近一个停靠站时，该移动终端执行从该移动基站到覆盖该停靠站周围的通信区域的固定基站的切换。
2.如权利要求1要求的移动通信系统，其中该移动物体是一交通工具；以及该交通工具沿着一个预定的轨道移动，在该轨道处设置至少一个停靠站。
3.如权利要求1要求的移动通信系统，其中该移动终端是移动电话、个人手持电话系统、或者能被连接到公共电话网络的个人数字助理。
4.一种用于根据移动终端的移动而顺序地执行到多个固定基站中的一个相邻固定基站的的切换的无线电交换方法，该多个固定基站覆盖各自的、被分成小区的通信区域，该方法包括步骤通过在一个移动物体中或者一个移动物体上的移动终端，执行从覆盖该移动物体所处的通信区域的固定基站到放置在该移动物体中或者该移动物体上的一个移动基站的切换，该切换通过由用户拥有的移动终端进入到移动基站的通信区域以及当该移动物体开始移动时触发；在该移动物体移动的同时，当该移动物体进入到相邻固定基站的通信区域时，通过该移动基站顺序地执行到相邻固定基站的切换；以及当该移动物体接近停靠站时，通过该移动终端执行从该移动基站到覆盖该停靠站周围的通信区域的固定基站的切换。
5.如权利要求4要求的无线电交换方法，其中该移动物体是一交通工具；以及该交通工具沿着一个预定的轨道移动，在该轨道处设置至少一个停靠站。
6.如权利要求4要求的无线电交换方法，其中该移动终端是移动电话、个人手持电话系统、或者能被连接到公共电话网络的个人数字助理。
7.一种被放置到移动物体中或者移动物体上的移动基站，包括第一检测装置，用于检测一个移动终端进入到该移动基站的通信区域；第二检测装置，用于检测该移动终端的用户登上的移动物体开始移动；以及控制装置，用于连接到该移动终端和一个被连接到该移动终端的固定基站，以便在该移动终端和固定基站之间基于该第一和第二检测装置的检测来继续通信；在该移动物体移动时，当该移动物体进入到一个相邻固定基站的通信区域时，执行到该相邻固定基站的切换；以及当该移动物体接近该停靠站时，使该移动终端执行到覆盖该停靠站周围的通信区域的固定基站的切换。
8.如权利要求7要求的移动基站，其中，当该第二检测装置检测到该移动物体开始移动时，控制装置向公共电话网络通知该第二检测装置的检测以指导该移动终端执行到移动基站的切换。
9.如权利要求7要求的移动基站，其中控制装置包括一个第三检测装置，用于检测移动物体进入到一个被放置成与当前被连接的固定基站相邻的固定基站的通信区域，以便向公共电话网络通告该第三检测装置的检测，并且根据响应于该通告而来自该公共电话网络的指示，执行到该相邻固定基站的切换。
10.如权利要求7要求的移动基站，其中控制装置包括一个第四检测装置，用于检测该移动物体接近下一个停靠站，以便一个公共电话网络基于由该第四检测装置的检测向该移动终端通知执行到一个固定基站的切换的指示，所述固定基站覆盖该下一个停靠站周围的通信区域。
11.一种能够通过无线电与连接到一个公共电话网络的固定基站通信的移动终端，包括一个通信装置，当该移动终端在移动物体中或者在移动物体上或者在移动物体附近时，该通信装置能够与放置在该移动物体中或移动物体上的移动基站通信，其中当该移动终端正在该移动物体中或者在该移动物体上移动时，该移动终端与该移动基站通信；以及当该移动物体接近一个停靠站时，该移动终端执行从移动基站到覆盖该停靠站周围的通信区域的固定基站的切换。
全文摘要
一种移动通信系统、无线电交换方法、移动基站和移动终端，其中当移动终端在移动物体中或者移动物体上移动时，该移动终端不执行到一个固定基站的切换，以避免所接收场强的变化对通信的不利影响。连接到一个公共电话网络的固定基站沿着列车的行进方向放置。拥有移动终端的用户登上的列车配备能被连接到固定基站的移动基站。移动基站检测移动终端进入到由移动基站覆盖的通信区域，同时列车开始移动到下一个车站。通过这两种检测来触发，移动基站从移动终端接管到固定基站的切换过程。当移动时，移动基站相继地执行到下一个基站的切换。当列车接近下一个车站时，该移动终端代表该移动基站执行到覆盖所到达车站周围的通信区域的固定基站的切换。
文档编号H04B7/26GK1477887SQ0314386
公开日2004年2月25日 申请日期2003年6月24日 优先权日2002年6月24日
发明者王伟忠 申请人:日本电气株式会社