JP2009111760A - Radio communication system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無線通信システムに係り、特に、あらかじめ中継装置が固定できないような状況においても、適切な位置に中継装置を設置しながら基地局と移動する無線端末との通信を維持する無線通信システムに関する。 The present invention relates to a radio communication system, and more particularly to a radio communication system for maintaining communication between a base station and a moving radio terminal while installing the relay apparatus at an appropriate position even in a situation where the relay apparatus cannot be fixed in advance. About.
従来より、移動する無線端末と基地局とが通信を行なう際に、相互間の通信を維持するため、その通信経路の途中に設置した中継装置を経由させる無線通信システムが知られている(例えば、特許文献1参照。)。中継装置は、必要な無線到達範囲を確保できるように、無線端末及び基地局の性能諸元や対象範囲内の地形、障害物等に基づいてその設置位置があらかじめ決められ、その位置に固定される。そして、これら中継装置を含む無線端末及び基地局からなる無線通信システムは、例えば、キャリアによって整備された通信インフラとして、あるいは、特定の対象業務向けの通信インフラとして整備される。(例えば、特許文献2参照。)。特許文献2に開示された事例では、固定局からの電波の到達範囲内に、固定局のGPS受信情報を移動体あてに中継する中継装置を設置することによって、短い伝送距離の無線機を用いつつ、移動体が、この中継された固定局のGPS受信情報と自身のGPS受信情報とから、自身の3次元座標を実時間で算出している。
ところで、例えば災害救助出動等、野外の厳しい環境での諸活動においては、安全かつ円滑に活動を進めるために、活動の状況を把握・集約する指揮所となる基地局と各作業員の携行する無線端末との間、あるいは無線端末相互間の通信手段を常に安定して確保することが必須となる。一方、これら活動の対象領域では、必ずしも無線通信インフラが十分に整備され利用できるとは限らない。むしろ、利用が困難な場合を前提に、例えば、基地局及び移動する無線端末に加え、所望の無線到達範囲を確保するために設置した中継装置を含む、独自の通信ネットワークを構築し展開しながら活動が進められる。 By the way, in various activities in the harsh outdoor environment, such as disaster rescue operations, the base station, which serves as a command center for grasping and consolidating the status of activities, carries each worker in order to proceed safely and smoothly. It is indispensable to always stably secure communication means between wireless terminals or between wireless terminals. On the other hand, in the target areas of these activities, the wireless communication infrastructure is not always well prepared and available. Rather, assuming that it is difficult to use, for example, while building and developing a unique communication network that includes a base station and a moving wireless terminal, as well as a relay device installed to secure a desired wireless reachable range Activities are promoted.
しかしながら、このような活動現場においては、各作業員は移動しながら活動しており、無線到達範囲は常に変化している。また、活動の進捗に伴って活動領域も時々刻々変化していき、これに連れて確保すべき無線到達範囲も変化する。さらに、無線通信に影響のある活動現場特有の諸条件も様々に変化する。このため、無線通信ネットワークを展開するにあたって、所望の無線到達範囲を確保するために、あらかじめ中継装置を設置する位置を決定して固定することが困難な場合があるという課題があった。 However, in such an activity site, each worker is moving while moving, and the radio coverage is constantly changing. In addition, as the activity progresses, the activity area also changes from time to time, and the wireless reachable range to be secured changes accordingly. In addition, the conditions specific to the activity site that affect wireless communication also vary in various ways. For this reason, when deploying a wireless communication network, there has been a problem that it may be difficult to determine and fix the position where the relay device is installed in advance in order to secure a desired wireless reachable range.
本発明は、上述の事情を考慮してなされたものであり、あらかじめ中継装置が固定されていない状況において、基地局から移動する無線端末に対して中継装置の設置を促す信号を送信する無線通信システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and in a situation where the relay device is not fixed in advance, wireless communication that transmits a signal prompting the wireless terminal moving from the base station to install the relay device The purpose is to provide a system.
上記目的を達成するために、本発明の無線通信システムは、自己位置情報を通報しながら移動する複数の無線端末と、これら無線端末を配下に持つ基地局と、前記無線端末と前記基地局との間の通信を中継する中継装置とを有する無線通信システムにおいて、前記基地局は、前記無線端末と無線信号を授受する送受信部と、自己位置情報を取得する自己位置取得部と、前記無線端末の性能諸元及び展開経路を含む端末基本情報テーブルと、地図情報を格納する地図ファイルと、無線到達範囲を算出する演算部と、この無線到達範囲の算出に用いる地勢情報及び付帯条件の入力を受け付けるとともに、前記演算部での算出結果を表示する操作表示部とを備え、前記無線端末との通信を開始する前に、前記演算部にて前記端末基本情報テーブル、及び前記地図ファイルに基づいた第1の無線到達範囲、ならびにさらに前記地勢情報及び付帯条件を加えた第2の無線到達範囲をそれぞれ算出して前記操作表示部に表示し、前記無線端末との通信を開始後は、前記演算部にて前記無線端末の位置情報、無線信号のレベル、及びデータ誤り発生頻度に基づき第3の無線到達範囲を算出して前記操作表示部に表示し、前記無線端末が前記第3の無線到達範囲のあらかじめ設定された辺縁部に入ったとき、前記無線端末に前記中継装置の設置を促す信号を送出することを特徴とする。 To achieve the above object, a wireless communication system of the present invention includes a plurality of wireless terminals that move while reporting self-location information, a base station that has these wireless terminals, the wireless terminal, and the base station. In the wireless communication system having a relay device that relays communication between the base station, the base station transmits / receives a wireless signal to / from the wireless terminal, a self-position acquiring unit that acquires self-position information, and the wireless terminal Terminal basic information table including performance specifications and deployment route, map file for storing map information, calculation unit for calculating radio coverage, and input of topographic information and incidental conditions used for calculation of radio coverage An operation display unit that receives and displays a calculation result in the calculation unit, and before starting communication with the wireless terminal, in the calculation unit, the terminal basic information table, And a first wireless reachable range based on the map file and a second wireless reachable range to which the terrain information and incidental conditions are further added are calculated and displayed on the operation display unit to communicate with the wireless terminal. After the start, the calculation unit calculates a third wireless reachable range based on the position information of the wireless terminal, the level of the wireless signal, and the data error occurrence frequency, and displays it on the operation display unit. Is transmitted to the wireless terminal when it enters the predetermined edge of the third wireless reachable range, and a signal prompting the wireless terminal to install the relay device is transmitted.
本発明によれば、移動する無線端末に対して基地局から中継装置の設置を促す信号を送信するので、適切な位置に中継装置を設置することができ、あらかじめ中継装置が固定できないような通信環境下においても無線通信を維持することのできる無線通信システムを得ることができる。 According to the present invention, since the base station transmits a signal prompting the installation of the relay device to the mobile radio terminal, it is possible to install the relay device at an appropriate position, so that the relay device cannot be fixed in advance. A wireless communication system capable of maintaining wireless communication even in an environment can be obtained.
以下に、本発明に係る無線通信システムを実施するための最良の形態について、図1乃至図5を参照して説明する。 The best mode for carrying out a wireless communication system according to the present invention will be described below with reference to FIGS.
図1は、本発明に係る無線通信システムの一実施例の構成を示すブロック図である。この事例では、無線端末及び中継装置がそれぞれ1台の場合を例示している。図1に例示したように、この無線通信システムは、無線端末10、中継装置20、及び基地局30から構成されている。無線端末10は、無線信号により基地局30と直接、あるいは中継装置20を経由して、自己位置情報ならびに無線信号のレベル及びデータの誤り発生頻度の通報を含むメッセージの通信を行なう。中継装置20は、無線端末10と基地局との間の通信を中継する。基地局30は、無線信号により無線端末10と直接、あるいは中継装置20を経由してメッセージの通信を行ないながら無線到達範囲を算出し、この算出結果に基づき無線端末10に対して中継装置20の設置を促す信号を送出する。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a radio communication system according to the present invention. In this example, the case where there are one wireless terminal and one relay device is illustrated. As illustrated in FIG. 1, the wireless communication system includes a
本実施例においては、無線端末10は、GPSにより自己位置情報を取得する自己位置取得部11、ならびに無線信号のレベル及びデータの誤り発生頻度を取得しながら無線信号を送受信する送受信部12を備えている。中継装置20は、GPSにより自己位置情報を取得する自己位置情報取得部21、及び無線端末10と基地局30との間の無線信号による通信を中継する中継部22を備えている。また、基地局30は、自己位置取得部31、送受信部32、演算部33、操作表示部34、端末基本情報テーブル35、及び地図ファイル36を備えている。
In the present embodiment, the
自己位置取得部31は、GPSにより自己位置情報を取得し、演算部33に送出する。送受信部32は、無線信号のレベル及びデータの誤り発生頻度を取得しながら、無線端末10または中継装置20との間で無線信号を送受信する。演算部33は、自己位置情報、無線信号のレベル、ならびに後述する端末基本情報テーブル35、地図ファイル36、操作表示部34からの地勢情報及び付帯条件に基づき無線到達範囲を算出するとともに、この算出結果に基づき無線端末10に対する中継装置20の設置を促す信号を生成する。操作表示部34は、操作員等によって入力される地勢情報及び付帯条件を含む各種操作入力を受け付けるとともに、演算部33で算出された無線到達範囲を表示する。本実施例においては、入力される地勢情報としては、活動現場において無線通信に影響を与える、例えば後述の地図ファイル36には明示されない建造物や森林等の位置及び領域等の障害物情報を含み、また付帯条件としては、同様に活動現場においてその時々に応じて無線通信に影響を与える、例えば天候による減衰情報、及び通信経路障害情報を含むものとしている。
The self-
端末基本情報テーブル35は、複数の無線端末10それぞれの性能諸元及び展開経路を含むテーブルとして、あらかじめ設定される。本実施例における端末基本情報テーブルの一例を図2に示す。この図2の事例では、無線端末10のそれぞれに対して、固有の端末番号及び所有者に加え、その性能諸元として送信電力及び周波数、ならびに展開経路として所定時間経過後における移動予定地点を順次設定した場合を示している。地図ファイル36は、標高を含み地形図を数値化した数値地図データベースである。
The terminal basic information table 35 is set in advance as a table including performance specifications and deployment routes of each of the plurality of
上記した基地局30の構成の中で、演算部33、操作表示部34、端末基本情報テーブル35、及び地図ファイル36は、例えばパーソナルコンピュータやワークステーションといった、汎用的に用いられるコンピュータシステム上にインプリメントすることができる。これらコンピュータシステムの構成の一例を図3に示す。このコンピュータシステムは、CPU41、メモリ62、入力装置63、出力装置64、入出力インターフェイス65、HDD66、及び外部記憶装置67から構成されている。
In the configuration of the
CPU61は、このコンピュータシステム全体の制御を行なうものであり、無線到達範囲の算出演算を含むメモリ62に展開された各種の演算機能を実現するためのプログラムに従って各種処理を実行する。入力装置63は、例えばキーボードやマウス等からなり、上記した操作員等によって入力される地勢情報及び付帯条件を含む各種操作入力を受け付ける。出力装置64は、例えばCRT表示器やLCD表示器からなり、無線到達範囲の算出結果に加え、操作員等の入力操作に伴う表示や各種情報処理結果に伴う表示を行なう。入出力インターフェイス65は、自己位置取得部31及び送受信部32を含む各部との間のデータの授受を行なう。HDD66には、上記演算部33の演算機能を含む各種情報サービスを実現するためのプログラムが記憶されており、記憶されているプログラムは、機能実行時にメモリ62に転送される。外部記憶装置67は、大容量の記憶装置であり、端末基本情報テーブル35、及び地図ファイル36を含む各種データを蓄積・記憶する。
The
次に、前出の図1乃至図3、ならびに図4のフローチャート及び図5の説明図を参照して、上述のように構成された本実施例の無線通信システムの動作について説明する。以下の説明では、無線端末10を1台とし、基地局を中心にして説明する。図4は、図1に例示した本発明に係る無線通信システムの一実施例の動作を説明するためのフローチャートである。
Next, the operation of the wireless communication system of the present embodiment configured as described above will be described with reference to FIGS. 1 to 3 and the flowchart of FIG. 4 and the explanatory diagram of FIG. In the following description, the description will be given centering on the base station with one
まず、基地局30が動作を開始すると、演算部33は、端末基本情報テーブル35を参照して、各無線端末10の性能諸元及び展開経路を取得する(ST401)。次に、演算部33は、自己位置情報取得部31で取得した自己位置情報を受けとる。この自己位置情報はGPS用いて取得され、例えば緯度・経度で表現されたものである(ST402)。さらに、この自己位置情報に基づいて、地図ファイル36から自己位置周辺の地図データを読み出す(ST403)。そして、第1の無線到達範囲である基準値による無線到達範囲を算出し、操作表示部34に表示する(ST404)。
First, when the
これに続けて演算部33は、操作表示部34で受け付けた地勢情報及び付帯条件を受けとる。本実施例では、地勢情報としては活動現場における無線通信に影響のある障害物の位置及び領域情報とし、付帯条件としては、無線通信に短期的に影響のある要素として天候情報及び通信経路障害情報を受けとるものとしている(ST405)。そして、これらをST404のステップで算出した基準値による無線到達範囲に適用し、第2の無線到達範囲である理論値による無線到達範囲を算出して操作表示部34に重畳表示する。このステップまでにおける操作表示部34の表示画面の一例を図5(a)に例示する。この図5(a)の事例では、基地局30の位置511を中心にして、ST404のステップで算出した基準値による無線到達範囲512、このステップで算出した理論値による無線到達範囲513、及びST405のステップで受けとった地勢情報に基づいた障害物の領域514が表示されている(ST406)。
Subsequently, the
これらの処理ステップが行なわれてから、無線端末10は基地局と通信を開始し、例えば作業員等に携行されて移動する。移動中は、無線端末10は自己位置取得部11において、GPSにより自己位置情報を、例えば緯度・経度で取得する。また、送受信部12において基地局30からの無線信号を受信した際に、そのレベル及びデータの誤り発生頻度を取得する。そして、これら取得した自己位置情報、無線信号のレベル及びデータの誤り発生頻度を基地局30に通報する。通報するタイミングは、例えば移動速度に対応させた所定の時間間隔毎に、あるいは所定の移動距離毎とする等、運用状況に応じて種々の設定を選択できる。
After these processing steps are performed, the
基地局30は、この無線端末10からの通報を受けとると(ST407)、この無線端末10の位置、ならびに互いの無線信号のレベル及びデータの誤り発生頻度を、ST406のステップで算出した理論値による無線到達範囲に適用し、第3の無線到達範囲である実測値による無線到達範囲を算出する。すなわち、ここでは実際の無線通信における実測パラメータ値に基づき、安定して通信を維持確保できる無線到達範囲を再計算している。そして、算出結果を操作表示部34に表示する。このステップでの操作表示部34の表示画面の一例を図5(b)に例示する。この図5(b)の事例では、ST406のステップでの表示に加え、直前のステップで得た無線端末10の位置情報に基づくその位置515、及びこのステップで算出した実測値による無線到達範囲516が描画されている(ST408)。
When the
さらに基地局30内の演算部33では、位置515に表示された無線端末10からの位置情報に基づいて、この無線端末10が、ST408のステップで算出した無線到達範囲516内にあるかを判定する。そして、無線到達範囲516の境界から所定の距離範囲に入った場合、すなわち、無線到達範囲516から外れそうである場合(ST409のY)、基地局30は、無線端末10に対して、中継装置20の設置を促す信号を送信する。この信号は無線端末10側で受信され、例えば、表示ランプ、表示メッセージ、音声メッセージ等により、この無線端末10を携行する作業員等に通知される(ST410)。
Further, the
この後、中継装置20が設置され、中継装置20もGPSにより自己位置を取得して基地局30へ通報を開始すると、上述したST407からのステップを繰り返す中で、中継装置20を含めた実測値による無線到達範囲が再計算されて操作表示部34に描画される。中継装置20を設置した後の表示画面の一例を図5(c)に例示する。この図5(c)の事例では、図5(b)の事例に対して、新たに設置された中継装置20の位置517、および再計算された実測値による無線到達範囲516aが描画されている。そして、動作終了が指示されるまで、上述の動作を繰り返す(ST411)。
After this, when the
以上説明したように、本実施例においては、複数の移動端末とこれらを配下に持つ基地局、及び中継装置を有する無線通信システムにおいて、基地局は通信を開始する前に、移動端末の性能諸元及び展開経路、ならびに地図データに基づき、基準値による無線到達範囲を、また、これに活動現場における障害物等の地勢情報及び天候や経路障害等の付帯条件を適用して理論値による無線到達範囲をそれぞれ算出し表示している。さらに、無線端末と通信を開始した後は、基地局は、無線端末の位置情報及び無線信号の実測パラメータに基づき、無線端末と安定した通信を維持確保できる実測値による無線到達範囲を算出している。そして、無線端末の位置がこの範囲から外れそうであると、無線端末に対して中継装置の設置を促す信号を送出している。 As described above, in this embodiment, in a wireless communication system having a plurality of mobile terminals, a base station having them, and a relay device, the base station performs various performance characteristics of the mobile terminal before starting communication. Based on the original and development routes, and map data, the wireless reach by reference values, and by applying terrain information such as obstacles at the activity site and incidental conditions such as weather and route obstacles, wireless reach by theoretical values Each range is calculated and displayed. Furthermore, after starting communication with the wireless terminal, the base station calculates a wireless reachable range based on measured values that can maintain and ensure stable communication with the wireless terminal based on the position information of the wireless terminal and the measured parameters of the wireless signal. Yes. When the position of the wireless terminal is likely to be out of this range, a signal that prompts the wireless terminal to install a relay device is transmitted.
これにより、適切な位置に中継装置を設置することができ、特に通信インフラの整備が不十分な地域等、あらかじめ中継装置が固定できないような通信環境下においても無線通信を維持することのできる無線通信システムを得ることができる。また、これら算出結果、ならびに中継装置及び移動端末の展開に伴う位置は、基地局の操作表示部に表示されるので、基地局側では無線到達範囲を確認しながら無線通信システムを効率的に運用することが可能となる。 As a result, a relay device can be installed at an appropriate position, and wireless communication that can maintain wireless communication even in a communication environment where the relay device cannot be fixed in advance, such as in an area where communication infrastructure is insufficiently established. A communication system can be obtained. In addition, since the calculation results and the positions associated with the deployment of the relay device and the mobile terminal are displayed on the operation display unit of the base station, the base station side efficiently operates the radio communication system while checking the radio reachable range. It becomes possible to do.
なお、本発明は、上記した実施の形態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、上記した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態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、異なる実施の形態にわたる構成要素を適宜組み合せてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the above-described embodiments. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
10 無線端末
11、21、31 自己位置取得部
12、32 送受信部
20 中継装置
22 中継部
30 基地局
33 演算部
34 操作表示部
35 端末基本情報テーブル
36 地図ファイル
DESCRIPTION OF
Claims (4)
これら無線端末を配下に持つ基地局と、
前記無線端末と前記基地局との間の通信を中継する中継装置とを有する無線通信システムにおいて、
前記基地局は、
前記無線端末と無線信号を授受する送受信部と、
自己位置情報を取得する自己位置取得部と、
前記無線端末の性能諸元及び展開経路を含む端末基本情報テーブルと、
地図情報を格納する地図ファイルと、
無線到達範囲を算出する演算部と、
この無線到達範囲の算出に用いる地勢情報及び付帯条件の入力を受け付けるとともに、前記演算部での算出結果を表示する操作表示部とを備え、
前記無線端末との通信を開始する前に、前記演算部にて前記端末基本情報テーブル、及び前記地図ファイルに基づいた第1の無線到達範囲、ならびにさらに前記地勢情報及び付帯条件を加えた第2の無線到達範囲をそれぞれ算出して前記操作表示部に表示し、
前記無線端末との通信を開始後は、前記演算部にて前記無線端末の位置情報、無線信号のレベル、及びデータ誤り発生頻度に基づき第3の無線到達範囲を算出して前記操作表示部に表示し、
前記無線端末が前記第3の無線到達範囲のあらかじめ設定された辺縁部に入ったとき、前記無線端末に前記中継装置の設置を促す信号を送出することを特徴とする無線通信システム。 Multiple wireless terminals that move while reporting self-location information,
A base station with these wireless terminals under control,
In a wireless communication system having a relay device that relays communication between the wireless terminal and the base station,
The base station
A transmission / reception unit that exchanges radio signals with the wireless terminal;
A self-position acquisition unit that acquires self-position information;
A terminal basic information table including performance specifications and deployment routes of the wireless terminal;
A map file that stores map information;
A calculation unit for calculating a wireless coverage area;
An operation display unit that accepts input of topographic information and incidental conditions used for calculation of the wireless reach, and displays a calculation result in the calculation unit,
Before starting communication with the wireless terminal, a second wireless range based on the terminal basic information table and the map file, and further adding the topographic information and incidental conditions in the computing unit. Each wireless reachable range is calculated and displayed on the operation display unit,
After starting communication with the wireless terminal, the calculation unit calculates a third wireless reachable range based on the position information of the wireless terminal, the level of the wireless signal, and the frequency of data error occurrence, and displays the operation display unit. Display
A wireless communication system, wherein when the wireless terminal enters a predetermined edge of the third wireless reachable range, a signal that prompts the wireless terminal to install the relay device is transmitted.
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WO2021140882A1 (en) * | 2020-01-06 | 2021-07-15 | 株式会社かもめや | Communication network construction method and communication network consturuction device |
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