JP2009253523A - 無線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、保守性に優れ、また運用状態に影響を与えることなく、簡易な方法で確実に、移動体搭載されている装置から地上装置へと自動でログ情報を送信することができる無線通信システムを提供する。
【解決手段】 基地局装置２と車上局装置３とは、複数の無線スロットで構成された無線フレームにおける所定の無線スロットを用いて、無線通信を行う。車上局装置３は、列車の移動速度が所定の速度以上の場合には、在線情報を所定の無線スロットに乗せる。他方、列車の移動速度が所定の速度未満の場合には、在線情報を一のフレームにおける所定の無線スロットに乗せ、ログ情報を他のフレームにおける所定の無線スロットに乗せる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、無線通信システムに係る発明であり、たとえば、列車と基地局との間で無線通信を行う無線通信システムに適用することができる。

列車制御のために用いられる従来の無線システムとして、次のようなものが存在する。

当該無線システムは、地上装置と、基地局装置と、列車に搭載される車上局装置とから構成されている。地上装置と基地局装置とは有線による通信を行い、基地局と車上局装置とは無線による通信を行っている。なお、基地局と車上局装置との間では、たとえばＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）フレームを用いた無線通信が行われる。具体的に、一のＴＤＭＡフレームは、複数の無線スロットで構成（分割）されており、当該無線スロットに所定の情報を載せた状態で、当該ＴＤＭＡフレームを基地局−車上局装置間で送受信する。

在線情報等を上記スロットを利用して、車上局装置間から基地局へ伝送され、当該在線情報等は、基地局から地上装置へと伝送される。地上装置では、在線情報等に基づいて制御情報を生成し、当該制御情報は、地上装置から基地局へと伝送される。そして、基地局は、当該制御情報を上記スロットを利用して、車上局装置間へと伝送する。地上局装置を搭載した列車は、制御情報に基づき、在線位置に対する列車制御を行う。

ところで、制御情報等の無線通信に際して、列車走行区間の受信電界情報や通信状態を監視するための情報（ログ情報）が重要となる。制御情報やログ情報を限られた容量内の無線スロットで通信することは困難である。したがって、無線スロットを利用して伝送する情報は、在線情報や制御情報などの列車制御に関する情報のみとしている。つまり、列車制御の運用への影響を与えないために、ログ情報に関しては、無線を経由せずに、保守端末などを用いて監視端末へ直接送信する必要があった。

具体的に、車上局装置の保守等に関するログ情報（上記のように、車上局装置の無線通信における受信電界情報など）については、制御情報等を伝送するための無線経路とは別の経路で伝送されている。車上局装置とは別に、保守端末が設けられており、地上には、車上局装置の機器状態を監視する監視端末が配置されている。当該保守端末は、車上局装置からログ情報を受信する。そして、保守端末は、受信したログ情報を、監視端末へと伝送する。

しかし、上記構成では、保守員が手動にて、ログ情報を保守端末から監視端末へ送信する必要があり、保守性に問題がある。

そこで、保守性を向上させることができ得る他の先行技術として、特許文献１が存在する。特許文献１に係る列車無線通信方法では、ＴＤＭＡフレームを構成するタイムスロットの一部を用いて、地上中央局と列車に搭載された移動局との間で通信を行っている。さらに、ＴＤＭＡフレームを構成する他のタイムスロットを用いて、地上中央局と線路保守員が携帯する移動局との間で通信を行っている。

なお、上述する従来技術に類似する、列車無線システムや無線に関する先行技術として、特許文献２，３，４が存在する。

特開平１１−１１２４０８号公報 特開２０００−２２９５７１号公報 特開平１０−１０８２６３号公報 特開２０００−２１７１４４号公報

上記特許文献１に係る技術では、制御情報の伝送に使用されるスロット以外の空きスロットを使用して、ログ情報を伝送することができる。しかしながら、当該空きスロットが確保できない場合には、当該ログ情報を伝送することができなくなるという問題が生じる。また、上記特許文献１に係る技術を用いてログ情報を送信する場合には、複数のスロットを使用することとなるので、処理が複雑化するという問題が生じる。

そこで、本発明は、保守性に優れ、また運用状態に影響を与えることなく、簡易な方法で確実に、移動体搭載されている装置から地上装置へと自動でログ情報を送信することができる無線通信システムを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載の無線通信システムは、地上側に設置される第一の装置と、前記第一の装置と無線通信を行い、移動体に搭載される第二の装置とを、備えており、前記第一の装置と前記第二の装置とは、複数のスロットで構成されたフレームにおける所定のスロットを用いて、前記無線通信を行っており、前記第二の装置は、前記移動体の移動速度が所定の速度以上の場合には、前記移動体の運行に関する情報である第一の情報を、各前記フレームにおける前記所定のスロットに乗せ、前記移動体の移動速度が所定の速度未満の場合には、前記第一の情報を、一の前記フレームにおける前記所定のスロットに乗せると共に、前記無線通信に関する情報である第二の情報を、他の前記フレームにおける前記所定のスロットに乗せる、ことを特徴とする。

また、本発明に係る請求項３に記載の無線通信システムは、地上側に設置される第一の装置と、前記第一の装置と無線通信を行い、移動体に搭載される第二の装置とを、備えており、前記第一の装置と前記第二の装置とは、複数のスロットで構成されたフレームにおける所定のスロットを用いて、前記無線通信を行っており、前記第二の装置は、前記フレームにおける使用されている前記スロットの数が所定の数以上の場合には、前記移動体の運行に関する情報である第一の情報を、各前記フレームにおける前記所定のスロットに乗せ、前記フレームにおける使用されている前記スロットの数が所定の数未満の場合には、前記第一の情報を、一の前記フレームにおける前記所定のスロットに乗せると共に、前記無線通信に関する情報である第二の情報を、他の前記フレームにおける前記所定のスロットに乗せる、ことを特徴とする。

本発明の請求項１または請求項３に記載の無線通信システムは、第一の装置と、第一の装置と無線通信を行い、移動体に搭載される第二の装置とを、備えており、第一の装置と第二の装置とは、複数のスロットで構成されたフレームにおける所定のスロットを用いて、無線通信を行っている。

そして、第二の装置は、移動体の移動速度が所定の速度以上の場合には、移動体の運行に関する情報である第一の情報を、各フレームにおける所定のスロットに乗せ、移動体の移動速度が所定の速度未満の場合には、第一の情報を、一のフレームにおける所定のスロットに乗せると共に、無線通信に関する情報である第二の情報を、他のフレームにおける所定のスロットに乗せる。

または、第二の装置は、フレームにおける使用されているスロットの数が所定の数以上の場合には、移動体の運行に関する情報である第一の情報を、各フレームにおける所定のスロットに乗せ、フレームにおける使用されているスロットの数が所定の数未満の場合には、第一の情報を、一のフレームにおける所定のスロットに乗せると共に、無線通信に関する情報である第二の情報を、他のフレームにおける所定のスロットに乗せる。

したがって、移動体の運用（運行）状態に影響を与えることなく、無線に関する第二の情報を自動で第一の装置へと送信できる。また、無線伝送処理を複雑にすることなく簡易な方法で、同じ無線伝送路において、移動体の運行に関する第一の情報と、上記第二の情報をも確実に伝送することができる。さらに、保守員が手動にて第二の情報を送信する必要がなくなる。つまり、保守性を向上させることができる。

本明細書において、「制御情報」、「在線情報」、「ログ情報」、および「速度情報」等について言及する。これらの各情報は、次のようなものである。

制御情報とは、たとえば後述する地上装置１から車上局装置３へ向けて送信される、列車（移動体）の制御に関する情報である。たとえば、他列車（他移動体）の在線状況、地上列車設備の機器状態、移動体に対する走行・停止指示などが含まれる。

また、在線情報（第一の情報と把握できる）、たとえば後述する車上局装置３から地上装置１へ向けて送信される、列車（移動体）の運行に関する情報である。たとえば、列車（移動体）進行方向や線路区間の各エリアに割り当てられたブロック位置、ブロック位置先端からの距離などが含まれる。

また、ログ情報（第二の情報と把握できる）は、たとえば後述する車上局装置３から間端末６へ向けて送信される、列車（移動体）の運行に関する情報である。車上局装置３における無線通信に関する情報である。たとえば、上記制御情報や上記在線情報の伝送履歴情報、無線伝送における受信電界情報、誤り訂正ビット数などが含まれる。

また、速度情報は、たとえば後述する車上局装置３から地上装置１へ向けて送信される、列車（移動体）の速度情報である。たとえば、速度情報は、在線情報に含まれる情報して扱うことができる。なお、列車（移動体）の速度は、後述する車上局装置３内の制御部５において、列車（移動体）の車輪径や回転数などにより計算される。

以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。

＜実施の形態１＞
図１は、本実施の形態に係る無線通信システムの構成を示すブロック図である。当該図１を用いて、無線通信システム１００の構成について説明する。

図１に示すように、無線通信システム１００は、地上装置１、基地局装置（第一の装置と把握できる）２、および車上局装置（第二の装置と把握できる）３から構成されている。

地上装置１は、基地局装置２を介して、車上局装置３との情報のやりとりを行う。車上局装置３の在線位置および駅・線路などに設置された機器状態に応じて、列車（移動体）運行の監視制御を行う。つまり、地上装置１は、車上局装置３に対して、列車の運行情報の通知・列車の制御を行う。

地上装置１は、たとえば集中管理センターに設置される。地上装置１は、車上局装置３から送信されてた在線情報を受信し、当該在線情報に基づいて制御情報を生成する。地上装置１は、生成した制御情報を、基地局装置２へと伝送する。

基地局装置２は、地上において、複数個所に設置され（図１は、一の基地局装置２のみを図示している）、地上装置１と車上局装置３との間における中継装置、および車上局装置３と監視端末６との間における中継装置として機能する。基地局装置２は、車上局装置３から在線情報およびログ情報を受信する。また、基地局装置２は、車上局装置３へ制御情報を送信する。ここで、基地局装置３と車上局装置３との間の通信は、無線通信である。また、基地局装置２は、監視端末６へログ情報を、たとえば無線にて送信する。また、基地局装置２は、地上装置１から制御情報を受信する。基地局装置２は、地上装置１へ在線情報を送信する。ここで、基地局装置２と地上装置１との間の通信は、有線通信である。

車上局装置３は、列車などの移動体（以下、列車として話を進める）に搭載される。車上局装置３は、列車内の機器状態、在線位置、速度などの情報の伝送を行う。車上局装置３は、地上装置１から送信された制御情報を無線にて受信する。そして、車上局装置３（具体的に、制御部５）は、受信した制御情報に基づいて、列車内の機器制御を行う。また、車上局装置３は、制御部５で生成された在線情報、および無線部４で取得したログ情報を、基地局装置２へと無線にて伝送する。

監視端末６は、地上に設置されている。監視端末６は、車上局装置３から送信されたログ情報に基づいて、当該車上局装置３の機器状態の監視を行う。

次に、基地局装置２内の内部構成について説明する。

基地局装置２内には、無線伝送部２１、Ｉ／Ｆ部２２、記憶部２３、および制御部２４が配設されている。無線伝送部２１は、車上局装置３との無線通信の際に、無線スロット制御を行う。Ｉ／Ｆ部２２は、地上装置１との有線接続を行う。記憶部２３は、基地局装置２における機器状態や通信状態をデータとして保存する。また、制御部２４は、各ブロック２１，２２，２３の動作を制御する。なお、監視端末５へのログ情報の送信は、図１には図示していない無線インターフェースを用いて実施される。

次に、車上局装置３内の内部構成について説明する。

車上局装置３は、無線伝送機能を有する無線部４と、在線情報を生成し、地上装置１から送信された制御情報を受信する制御部５とを有する。なお、無線部４には、無線伝送部４１、速度情報監視部４２、Ｉ／Ｆ部４３、記憶部４４、および制御部４５が配設されている。無線伝送部４１は、基地局装置２との無線通信の際に、無線スロット制御を行う。速度情報監視部４２は、制御部５から伝送される在線情報から速度情報を監視する。Ｉ／Ｆ部４３は、制御部５との接続を行う。記憶部４４は、車上局装置３における機器状態や通信状態をデータとして保存する。制御部４５は、各ブロック４１，４２，４３，４４の動作を制御する。たとえば、制御部４５は、無線伝送部４１で取得可能な受信電界強度を、情報として記憶部４４に保存させる。

図２は、基地局装置２と車上局装置３との間で送受信される無線フレーム構成例を示す図である。

図２に示すように、１つの無線フレームは、複数（図２では、＃１〜＃ｎ）の無線スロットで構成されている。基地局装置２と車上局装置３とは、複数の無線スロットで構成された無線フレームにおける所定のスロット（たとえば、無線スロット＃ｉ）を用いて、無線通信を行う。

たとえば、当該無縁スロット＃ｉは、地上装置１で生成された制御情報（または車上局装置３で生成された在線情報）またはログ情報が挿入される「ＤＡＴＡ」の他に、無線同期を確立するための同期ワードが挿入される「ＳＷ」、基地局装置２と車上局装置３との間における無線伝送の際の付加情報として使用できる付加情報が挿入される「ＳＡ」、および誤り検出のために使用される誤りチェック符号が挿入される「ＣＲＣ」と誤り訂正符号が挿入される「ＦＥＣ」などにより構成される。

上記のように、制御情報（または在線情報）の他に付加情報をつけて無線スロットを伝送することにより、地上装置１における機器状態や車上局装置３における機器状態などの小容量な情報は、伝送することができる。しかし、限られた無線スロット＃ｉの無線伝送容量において、必要な制御情報（在線情報）の伝送を確保した上で、車上局装置３で取得した大容量なログ情報（無線通信における受信電界情報や無線環境による誤り情報など）を、上記付加情報として伝送することは困難である。

そこで、本実施の形態に係る無線通信システム１００では、車上局装置３は、当該車上局装置が搭載される列車の移動速度が所定の速度以上の場合には、各フレームにおける無線スロット＃ｉに、列車の運行（移動）に関する在線情報（第一の情報と把握できる）を乗せる。他方、車上局装置３は、前記列車の移動速度が所定の速度未満の場合には、在線情報を一のフレームにおける無線スロット＃ｉに乗せ、他のフレームにおける無線スロット＃ｉに、在線情報の代わりに、ログ情報（第二の情報と把握できる）を乗せる。つまり、前段の場合と比べて、後段の方が、在線情報を送信する間隔が長くなる。

図３は、無線通信システムにおける各情報（データ）の伝送の様子を示す図である。当該図３を用いて、無線通信システム１００の動作を説明する。

まず、車上局装置３内の制御部５は、無線スロットの割り当て要求のために、接続要求命令を発信する。当該接続要求命令は、無線伝送部４１および基地局装置２を介して、地上装置１へと送信される。地上装置１は、当該接続要求命令に基づいて、たとえば車上局装置３との無線通信のために、たとえば無線スロット＃ｉを割り当てる。その後、地上装置１は、接続応答を発信する。当該接続応答は、基地局装置２および無線伝送部４１を介して、車上局装置３内の制御部５へと送信される。以後、地上装置１と車上局装置３との間では、上記割り当てた無線スロット＃ｉを使用して、各情報の送受信を行う（ステップＳ００１）。

次に、車上局装置３内の制御部５において、速度情報を含む在線情報（列車の走行に関する情報）が生成される。そして、当該制御部５は、当該生成した在線情報を車上局装置３の無線部４へと伝送する（ステップＳ００２）。

次に、無線部４内の記憶部４４に当該在線情報を一時格納しておくと共に、無線部４内の速度情報監視部４２は、当該在線情報に含まれる速度情報を監視する。そして、当該速度情報監視部４２が、速度情報に示される列車の移動速度が所定の速度以上であると判断したとする。この場合には、無線部４内の制御部４５の制御の下、記憶部４２に格納されていた在線情報が、各フレームにおいて無線スロット＃ｉの「ＤＡＴＡ」に乗せられる。そして、当該在線情報が乗せられた無線スロット＃ｉを含む無線フレームは、無線部４内の無線伝送部４１へと伝送される（ステップＳ００３）。なお、上記所定の速度は、予め記憶部４４等に設定（格納）されている。

当該無線伝送部４１は、受信した無線フレームを基地局装置２へと送信する（ステップＳ００４）。ここで、当該ステップＳ００４に際して車上局装置３内の無線部４では、無線スロット＃ｉを構成する付加情報に所定のデータの乗せることにより、基地局装置２に対して、在線情報を含む無線フレームの伝送であることを通知する。

基地局装置２では、無線伝送部２１において、車上局装置３から送信されてきた無線フレームを受信する。そして、制御部２４は、当該無線フレームを構成する無線スロット＃ｉに含まれる付加情報を参照する。ここで、当該付加情報には、当該受信した無線スロット＃ｉには、在線情報が含まれていることを示す情報が乗せられている。したがって、制御部２４の制御の下、Ｉ／Ｆ部２２は、無線スロット＃ｉに乗せられていた在線情報を、地上装置１へと送信する（ステップＳ００５）。

地上装置１は、受信した在線情報を受けて、制御情報を生成する。そして、地上装置１は、当該生成した制御情報を、基地局装置２を介して、車上局装置３（具体的には、制御部５）へと送信する。なお、基地局装置２は、無線スロット＃ｉに当該制御情報を乗せ、当該無線スロット＃ｉを含む無線フレームを、車上局装置３へと伝送する。

さて、車上局装置３内の制御部５において、速度情報を含む在線情報が生成される。そして、当該制御部５は、当該生成した在線情報を車上局装置３内の無線部４へと伝送する。そして、無線部４内の記憶部４４に当該在線情報を一時格納しておくと共に、無線部４内の速度情報監視部４２は、当該在線情報に含まれる速度情報を監視する。当該監視の結果、当該速度情報監視部４２が、速度情報に示される列車の移動速度が上記所定の速度未満であると判断したとする。

この場合には、無線部４内の制御部４５の制御の下、無線部４にて取得されたログ情報が、無線スロット＃ｉの「ＤＡＴＡ」に乗せられる。そして、当該ログ情報が乗せられた無線スロット＃ｉを含む無線フレーム（他のフレーム）は、無線部４の無線伝送部４１へと伝送される（ステップＳ００６）。つまり、上記無線スロット＃ｉには、在線情報でなく、ログ情報が乗せられる。ここで、車上局装置３の機器の状況および通信状態を表すログ情報は、無線部４内の記憶部４４に一時保存されている。したがって、制御部４５は、記憶部４４から一時保存されているログ情報を読み出し、当該読み出したログ情報を無線スロット＃ｉに乗せる。

当該無線伝送部４１は、受信した無線フレームを基地局装置２へと送信する。ここで、当該無線フレームの送信に際して車上局装置３内の無線部４では、無線スロット＃ｉを構成する付加情報に所定のデータの乗せることにより、基地局装置２に対して、ログ情報を含む無線フレームの伝送であることを通知する。

基地局装置２では、無線伝送部２１において、車上局装置３から送信されてきた無線フレームを受信する。そして、基地局装置内の制御部２４は、当該無線フレームを構成する無線スロット＃ｉに含まれる付加情報を参照する。ここで、当該付加情報には、当該受信した無線スロット＃ｉには、ログ情報が含まれていることを示す情報が乗せられている。したがって、制御部２４の制御の下、基地局装置２は、無線スロット＃ｉに乗せられていたログ情報を、地上装置１でなく、ログ情報解析を行う監視端末６１と送信する（ステップＳ００７）。

なお、ステップＳ００６、Ｓ００７のステップにおいて、地上装置１は在線情報を受信しない。したがって、地上装置１は、所定のタイミングで、ダミーの制御情報を生成する。そして、地上装置１は、当該生成したダミーの制御情報を、基地局装置２を介して、車上局装置３（具体的には、制御部５）へと送信する。なお、基地局装置２は、無線スロット＃ｉに当該ダミーの制御情報を乗せ、当該無線スロット＃ｉを含む無線フレームを、車上局装置３へと伝送する。

なお、図３に示す例では、列車の移動速度が上記所定の速度未満である場合には、以後、ログ情報を乗せた他のフレームと在線情報を乗せた一のフレームとの伝送が交互に実施される。これにより、見かけ上の在線情報の伝送間隔が長くなり、当該長くなることにより設けられたフレームにおいてログ情報が伝送される。

以上のように、本実施の形態に係る無線通信システム１００では、車上局装置３は、列車の移動速度が所定の速度以上の場合には、無線スロット＃ｉに在線情報を乗せる。他方、車上局装置３は、前記列車の移動速度が所定の速度未満の場合には、一のフレームにおける無線スロット＃ｉに在線情報を乗せ、他のフレームにおける無線スロット＃ｉにログ情報を乗せる。

つまり、基地局装置２と車上局装置３間の無線伝送は、車上局装置３に対して割り当てられた無線スロット＃ｉを用いて、無線フレーム毎に行われる。ここで、車上局装置３から基地局装置２へ伝送される在籍情報に含まれ速度情報を監視し、列車の速度が所定の速度未満なら、見かけ上、在線情報のフレーム伝送間隔を長くする。これにより、伝送間隔を長くすることでできた空きフレームを利用して、上記ログ情報を基地局装置２（地上装置１）へと伝送する。

したがって、列車停止状態または低速走行状態などの列車の運行（運用）への影響が低い状態で、つまり運用状態に影響を与えることなく、上記ログ情報を自動で基地局装置２（地上装置１）へと送信できる。

また、無線伝送処理を複雑にすることなく簡易な方法で、同じ無線伝送路において、在線情報の伝送とともに、受信電界情報や通信情報などの容量の大きなログ情報をも確実に伝送することができる。

さらに、在線情報を伝送する無線伝送路と同じ無線伝送路を用いて当該ログ情報を自動送信している。これにより、保守員が監視端末へ手動にてログ情報を送信する必要がなくなる。つまり、本実施の形態に係る無線通信システム１００では、保守性を向上させることができる。

たとえば、図４に示す構成（無線スロットを利用して伝送する情報を在線情報や制御情報などの列車制御に関する情報のみとし、ログ情報に関しては当該無線スロットを利用せず別の伝送路で伝送する構成）の場合には、車上局装置３とは別に設けられた保守端末７が車上局装置よりログ情報を収集する。そして、保守員が手動で、保守端末７から、地上別途設置された監視端末６へログ情報を送信する。このように、図４の構成では、保守員が、手動で、ログ情報を保守端末７から監視端末６へ送信しているので、保守性に問題がある。

しかし、上記の通り、本実施の形態に係る無線通信システム１００では、在線情報を伝送する無線伝送路と同じ無線伝送路を用いて当該ログ情報を自動送信している。したがって、保守員による手動でのログ情報の送信操作が不要となり、保守性を向上させることができる。

なお、上記では、ログ情報の伝送を１フレームとして記載している。しかし、連続した複数フレームに渡って当該ログ情報を伝送しても良い。図５に、ログ情報を２フレーム連続で伝送する場合を図示する。速度情報監視部４２が、速度情報に示される列車の移動速度が上記所定の速度未満であると判断したとする。この場合には、たとえば図５に示すように、ログ情報を２フレーム連続で伝送する。

また、ログ情報を何フレーム連続で伝送するのかを、列車の速度情報にあわせて可変とすることも可能である（図６参照）。図６の例では、速度情報が０以上、１０ｋｍ／ｈ未満であれば、ログ情報を３フレーム連続で伝送する。また、速度情報が１０ｋｍ／ｈ以上、２０ｋｍ／ｈ未満であれば、ログ情報を２フレーム連続で伝送する。また、速度情報が２０ｋｍ／ｈ以上、３０ｋｍ／ｈ未満であれば、ログ情報を１フレームのみで伝送する。なお、速度情報が３０ｋｍ／ｈ以上（所定の速度と解する）であれば、ログ情報を伝送しない（在線情報を伝送する）。

＜実施の形態２＞
本実施の形態に係る無線通信システムでは、車上局装置３は、無線フレームにおける使用されている無線スロットの数が所定の数以上の場合には、各フレームにおける無線スロット＃ｉに、列車の運行（移動）に関する在線情報（第一の情報と把握できる）を乗せる。他方、車上局装置３は、無線フレームにおける使用されている無線スロットの数が所定の数未満の場合には、一のフレームにおける無線スロット＃ｉに在線情報を乗せ、他のフレームにおける無線スロット＃ｉに、在線情報の代わりに、ログ情報（第二の情報と把握できる）を乗せる。

図７は、本実施の形態に係る無線通信システムにおける各情報（データ）の伝送の様子を示す図である。当該図７を用いて、本実施の形態に係る無線通信システムの動作を説明する。なお、本実施の形態に係る無線通信システムの構成は図１と同じであり、本実施の形態において、基地局装置２と車上局装置３との間で送受信される無線フレーム構成例も図２と同じである。なお、本実施の形態では、図１に示されている速度情報監視部４２を省略することができる。

まず、車上局装置３内の制御部５は、無線スロットの割り当て要求のために、接続要求命令を発信する。当該接続要求命令は、無線伝送部４１および基地局装置２を介して、地上装置１へと送信される。地上装置１は、当該接続要求命令に基づいて、たとえば車上局装置３との無線通信のために、たとえば無線スロット＃ｉを割り当てる。その後、地上装置１は、接続応答を発信する。当該接続応答は、基地局装置２および無線伝送部４１を介して、車上局装置３内の制御部５へと送信される。以後、地上装置１と車上局装置３との間では、上記割り当てた無線スロット＃ｉを使用して、各情報の送受信を行う（ステップＳ１０１）。

次に、車上局装置３内の制御部５において、速度情報を含む在線情報（列車の走行に関する情報）が生成される。そして、当該制御部５は、当該生成した在線情報を車上局装置３の無線部４へと伝送する（ステップＳ１０２）。

次に、無線部４内の記憶部４４に当該在線情報を一時格納しておくと共に、無線部４内の制御部４５は、基地局装置２と車上局装置３との間伝送されている無線フレームを監視する。そして、当該制御部４５が、監視している無線フレームにおいて、使用されている無線スロットの数が所定の数以上であると判断したとする。つまり、監視している無線フレームにおいて、複数の在線列車により、所定の数以上の無線スロットが使用されているとする。この場合には、無線部４内の制御部４５の制御の下、記憶部４２に格納されていた在線情報が、各フレームにおける無線スロット＃ｉの「ＤＡＴＡ」に乗せられる。そして、当該在線情報が乗せられた無線スロット＃ｉを含む無線フレームは、無線部４内の無線伝送部４１へと伝送される（ステップＳ１０３）。なお、上記所定の数は、予め記憶部４４等に設定（格納）されている。

当該無線伝送部４１は、受信した無線フレームを基地局装置２へと送信する（ステップＳ１０４）。ここで、当該ステップＳ１０４に際して車上局装置３内の無線部４では、無線スロット＃ｉを構成する付加情報に所定のデータの乗せることにより、基地局装置２に対して、在線情報を含む無線フレームの伝送であることを通知する。

基地局装置２では、無線伝送部２１において、車上局装置３から送信されてきた無線フレームを受信する。そして、制御部２４は、当該無線フレームを構成する無線スロット＃ｉに含まれる付加情報を参照する。ここで、当該付加情報には、当該受信した無線スロット＃ｉには、在線情報が含まれていることを示す情報が乗せられている。したがって、制御部２４の制御の下、Ｉ／Ｆ部２２は、無線スロット＃ｉに乗せられていた在線情報を、地上装置１へと送信する（ステップＳ１０５）。

地上装置１は、受信した在線情報を受けて、制御情報を生成する。そして、地上装置１は、当該生成した制御情報を、基地局装置２を介して、車上局装置３（具体的には、制御部５）へと送信する。なお、基地局装置２は、無線スロット＃ｉに当該制御情報を乗せ、当該無線スロット＃ｉを含む無線フレームを、車上局装置３へと伝送する。

さて、車上局装置３内の制御部５において、速度情報を含む在線情報が生成される。そして、当該制御部５は、当該生成した在線情報を車上局装置３内の無線部４へと伝送する。そして、無線部４内の記憶部４４に当該在線情報を一時格納しておくと共に、無線部４内の制御部４５は、基地局装置２と車上局装置３との間伝送されている無線フレームを監視する。

当該監視の結果、そして、当該制御部４５が、監視している無線フレームにおいて、使用されている無線スロットの数が所定の数未満であると判断したとする。つまり、監視している無線フレームにおいて、少数の在線列車により、所定の数未満の無線スロットしか使用されているとする。

この場合には、無線部４内の制御部４５の制御の下、無線部４にて取得されたログ情報が、フレーム（他のフレーム）における無線スロット＃ｉの「ＤＡＴＡ」に乗せられる。そして、当該ログ情報が乗せられた無線スロット＃ｉを含む無線フレームは、無線部４内の無線伝送部４１へと伝送される（ステップＳ１０６）。つまり、上記無線スロット＃ｉには、在線情報でなく、ログ情報が乗せられる。ここで、車上局装置３の機器の状況および通信状態を表すログ情報は、無線部４内の記憶部４４に一時保存されている。したがって、制御部４５は、記憶部４４から一時保存されているログ情報を読み出し、当該読み出したログ情報を無線スロット＃ｉに乗せる。

当該無線伝送部４１は、受信した無線フレームを基地局装置２へと送信する。ここで、当該無線フレームの送信に際して車上局装置３内の無線部４では、無線スロット＃ｉを構成する付加情報に所定のデータの乗せることにより、基地局装置２に対して、ログ情報を含む無線フレームの伝送であることを通知する。

基地局装置２では、無線伝送部２１において、車上局装置３から送信されてきた無線フレームを受信する。そして、無線伝送部２１内の制御部２４は、当該無線フレームを構成する無線スロット＃ｉに含まれる付加情報を参照する。ここで、当該付加情報には、当該受信した無線スロット＃ｉには、ログ情報が含まれていることを示す情報が乗せられている。したがって、制御部２４の制御の下、基地局装置２は、無線スロット＃ｉに乗せられていたログ情報を、地上装置１でなく、ログ情報解析を行う監視端末６へと送信する（ステップＳ１０７）。

なお、ステップＳ１０６、Ｓ１０７のステップにおいて、地上装置１は在線情報を受信しない。したがって、地上装置１は、所定のタイミングで、ダミーの制御情報を生成する。そして、地上装置１は、当該生成したダミーの制御情報を、基地局装置２を介して、車上局装置３（具体的には、制御部５）へと送信する。なお、基地局装置２は、無線スロット＃ｉに当該ダミーの制御情報を乗せ、当該無線スロット＃ｉを含む無線フレームを、車上局装置３へと伝送する。

なお、図７に示す例では、使用されている無線スロットの数が所定の数未満である場合には、以後、ログ情報を乗せた他のフレームと在線情報を乗せた一のフレームとの伝送が交互に実施される。これにより、見かけ上の在線情報の伝送間隔が長くなり、当該長くなることにより設けられたフレームにおいてログ情報が伝送される。

以上のように、本実施の形態に係る無線通信システムでは、車上局装置３は、無線フレームにおける使用されている無線スロットの数が所定の数以上の場合には、各フレームにおける無線スロット＃ｉに在線情報を乗せる。他方、車上局装置３は、無線フレームにおける使用されている無線スロットの数が所定の数未満の場合には、一のフレームにおける無線スロット＃ｉには在線情報を乗せ、他のフレームにおける無線スロット＃ｉにログ情報を乗せる。

つまり、基地局装置２と車上局装置３間の無線伝送は、車上局装置３に対して割り当てられた無線スロット＃ｉを用いて、無線フレーム毎に行われる。ここで、車上局装置３−基地局装置２に伝送される無線フレームを監視し、使用されている無線スロット数が所定の数未満なら、見かけ上、在線情報のフレーム伝送間隔を長くする。これにより、伝送間隔を長くすることでできた空きフレームを利用して、上記ログ情報を基地局装置２（地上装置１）へと伝送する。

したがって、運用状態に影響を与えることなく、上記ログ情報を自動で基地局装置２（地上装置１）へと送信できる。

また、無線伝送処理を複雑にすることなく簡易な方法で、同じ無線伝送路において、在線情報の伝送とともに、受信電界情報や通信情報などの容量の大きなログ情報をも確実に伝送することができる。

さらに、在線情報を伝送する無線伝送路と同じ無線伝送路を用いて当該ログ情報を自動送信している。これにより、保守員が監視端末へ手動にてログ情報を送信する必要がなくなる。つまり、本実施の形態に係る無線通信システム１００では、保守性を向上させることができる。

なお、上記では、ログ情報の伝送を１フレームとして記載している。しかし、連続した複数フレームに渡って当該ログ情報を伝送しても良い。たとえば、ログ情報を２フレーム連続で伝送しても良い。制御部４５が、監視している無線フレームにおいて、使用されている無線スロットの数が所定の数未満であると判断したとする。この場合には、ログ情報を２フレーム連続で伝送し、その後、在線情報を所定数のフレームに渡って伝送後、再び、ログ情報を２フレーム連続で伝送する。当該伝送を繰り返す。

本発明に係る無線通信システムの構成を示すブロック図である。 無線フレームの構成例を示す図である。 実施の形態１に係る無線通信システムの動作を説明するための図である。 実施の形態１に係る無線通信システムの効果を説明するための図である。 ログ情報を２フレーム連続で伝送する様子を示す図である。 ログ情報を何フレーム連続で伝送するのかを、速度情報に応じて変化させる例を示す図である。 実施の形態２に係る無線通信システムの動作を説明するための図である。

符号の説明

１ 地上装置、２ 基地局装置、３ 車上局装置、４ 無線部、５ 制御部、６ 監視部、２１，４１ 無線伝送部、４２ 速度情報監視部、２２，４３ Ｉ／Ｆ部、２３，４４ 記憶部、２４，４５ 制御部、１００ 無線通信システム。

Claims (3)

1. 地上側に設置される第一の装置と、
   前記第一の装置と無線通信を行い、移動体に搭載される第二の装置とを、
   備えており、
   前記第一の装置と前記第二の装置とは、
   複数のスロットで構成されたフレームにおける所定のスロットを用いて、前記無線通信を行っており、
   前記第二の装置は、
   前記移動体の移動速度が所定の速度以上の場合には、前記移動体の運行に関する情報である第一の情報を、各前記フレームにおける前記所定のスロットに乗せ、
   前記移動体の移動速度が所定の速度未満の場合には、前記第一の情報を、一の前記フレームにおける前記所定のスロットに乗せると共に、前記無線通信に関する情報である第二の情報を、他の前記フレームにおける前記所定のスロットに乗せる、
   ことを特徴とする無線通信システム。
2. 前記移動体の前記移動速度が減少するに従い、前記第二の情報を伝送する前記他のフレームの連続伝送フレーム数を増加する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
3. 地上側に設置される第一の装置と、
   前記第一の装置と無線通信を行い、移動体に搭載される第二の装置とを、
   備えており、
   前記第一の装置と前記第二の装置とは、
   複数のスロットで構成されたフレームにおける所定のスロットを用いて、前記無線通信を行っており、
   前記第二の装置は、
   前記フレームにおける使用されている前記スロットの数が所定の数以上の場合には、前記移動体の運行に関する情報である第一の情報を、各前記フレームにおける前記所定のスロットに乗せ、
   前記フレームにおける使用されている前記スロットの数が所定の数未満の場合には、前記第一の情報を、一の前記フレームにおける前記所定のスロットに乗せると共に、前記無線通信に関する情報である第二の情報を、他の前記フレームにおける前記所定のスロットに乗せる、
   ことを特徴とする無線通信システム。

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