JP2015130578A - 無線伝送システム、移動体及び無線伝送方法 - Google Patents

Abstract

【課題】移動体同士の無線通信の通信不良を低減する。【解決手段】指向性制御装置１３は、車両２、３の走行時に、指向性制御装置１３に記憶された曲率テーブルを用いて車両位置検出装置１４から取得した車両２、３の位置情報に対応する線路の曲率情報を特定する。指向性制御装置１３は、特定した曲率情報に基づいて、連結された他の車両のアンテナを自らのアンテナのビーム幅角度内に見込む方向に自らのアンテナの指向方向を制御する。【選択図】図２

Description

本発明は、相互に連結された移動体同士でデータ伝送を行う無線伝送システム、他の移動体に連結されて当該他の移動体との間でデータを伝送する移動体及び他の移動体に連結された移動体が当該他の移動体との間でデータを伝送する無線伝送方法に関する。

地下鉄や鉄道などの車両間（相互に連結された移動体同士）において、種々のデータ伝送が行われている。例えば、車両管理等のための業務用データ、旅客サービス等のための行先案内データ、及び、広告等のための映像データ（コンテンツデータ）といった、多くの用途にわたるデータ伝送が用いられている。このようなデータ伝送は、一般に、車両間をつなぐ金属線の引き通し線（配線）を用いた有線伝送により実現されている。

また、このようなデータ伝送の先行技術として、特許文献１には、車両間のデータ伝送を無線通信で行う無線通信システムの技術が開示されている。特許文献１の無線通信システムは、各車両の連結部に指向性アンテナを車両横方向に対して角度θの指向性で調節して設置した状態で各車両の指向性アンテナ同士を対向させることにより、連結部間に挟まれた空間における反射波を発信元に戻り難くして反射波の悪影響を少なくしている。

特開２００３−３１８８１３号公報

車両間におけるデータ伝送は、車両システムや車内サービスの近代化に伴い、伝送データの種類やその容量が増加している。例えば、プラットホーム（platform、以下、「ホーム」という）や車内の監視カメラのリアルタイム映像（プラットホーム監視データ、以下、「ホーム監視データ」という）や、広告情報等のコンテンツ映像といった大容量のデータ伝送等である。

従来の有線伝送による車両間のデータ伝送は、小容量のデータ伝送を目的としており、しかも、高速伝送には対応していなかった。そのため、大容量のデータ伝送を実現するためには、別の配線が必要となり、これに伴う設置スペースの確保や配線作業、配線コストが課題となっていた。
これに対して、特許文献１の無線通信システムでは、上述の配線に関する課題を解決することができる。しかしながら、特許文献１の無線通信システムは、指向性アンテナの指向性が広過ぎれば（鈍過ぎれば）隣接する線路に在線する他の車両の指向性アンテナとの間で電波干渉が発生する虞があり、指向性が狭過ぎれば（鋭過ぎれば）車両同士の位置関係によっては通信不能となる虞がある。詳しくは、相互に連結された車両が直線ではない線路、例えば、曲線状の線路や分岐線を走行中のときに、指向性アンテナが対向せずに通信不良となる虞がある。このため、特許文献１の無線通信システムでは、車両間の無線通信の通信不良が発生する虞があり、安定したデータ伝送を行うことができないという問題があった。

本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、移動体同士の無線通信の通信不良を低減することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る無線伝送システムは、相互に連結された移動体同士でデータを伝送する無線伝送システムである。移動体は、送受信部と、指向性制御部とを備える。送受信部は、指向性を有する第１のアンテナを介して無線通信を行う。指向性制御部は、移動体の位置情報と位置情報に対応する移動体の移動経路の曲率情報とに基づいて、移動体に連結された他の移動体のアンテナを第１のアンテナのビーム幅角度内に見込む方向に第１のアンテナの指向方向を制御する。

本発明によれば、移動経路の曲率に応じて連結された他の移動体のアンテナを第１のアンテナのビーム幅角度内に見込む方向に第１のアンテナの指向方向が制御されるため、移動体同士の無線通信の通信不良を低減することができる。

本発明の実施の形態に係る無線伝送システムの構成の一例を示す図である。 車両同士の無線通信の一例を示す図である。 線路の位置及び曲率の一例を示す図である。 曲率テーブルの一例を示す図である。 通信設定処理の制御内容の一例を示すフローチャートである。 指向性制御処理の制御内容の一例を示すフローチャートである。

以下に、本発明を実施するための形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、図中同一または相当する部分には同じ符号を付す。

（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係る無線伝送システムの構成の一例を示す図である。
無線通信システム１は、図１に示すように、車両（移動体）２と、車両（連結された他の移動体）３と、地上装置（外部装置、地上無線機）４とを備える。
なお、本実施の形態では、車両２、３の進行方向が図１に示す左方向に設定されており、左側の車両２が前方車両（先頭車両）となり、右側の車両３が後方車両（最後尾車両、連結車両）となる場合について説明する。このため、本実施の形態では、図１に示す左方向を進行方向の前方向とし、右方向を進行方向の後方向として説明する。

車両２は、地上装置４や連結された車両３との間で無線通信によってデータ（例えば、業務用データ、行先案内データ、コンテンツデータ、後述するホーム監視データ）を送受信する。

車両３は、連結された車両２との間で無線通信によってデータを送受信する。

地上装置４は、車両２との間で無線通信によってデータを送受信する。地上装置４は、各駅のプラットホーム（以下、「ホーム」という）Ｈに設けられた通信拠点（「拠点１」〜「拠点３」）にそれぞれ設けられている。なお、「拠点２」及び「拠点３」が設けられたホームＨについては、理解を容易にするため図示を省略している。地上装置４は、各通信拠点の無線通信可能な範囲内に停止した車両２、３との間でデータを送受信する。例えば、図１に示すように、「拠点１」に設けられた地上装置４は、「拠点１」の範囲内（図１の破線参照）に停止した車両２との間でデータを送受信する。なお、本実施の形態では、地上装置４は、車両２の正面方向で電波を送受信可能な位置に設けられている。また、地上装置４は、コンテンツ配信装置５及びプラットホーム監視カメラ（以下、「ホーム監視カメラ」という）６に有線で接続されている。

コンテンツ配信装置５は、有線通信によって地上装置４に対してコンテンツデータを配信する。コンテンツ配信装置５は、コンテンツデータ等を記憶する映像記録装置（コンテンツ記憶装置）７を備えた中央編集装置８に有線で接続されており、中央編集装置８によって編集されたコンテンツデータを受信して地上装置４に配信する。

ホーム監視カメラ６は、各駅のホームＨの監視映像や監視画像等を撮像（撮影）することによりプラットホーム監視データ（以下、「ホーム監視データ」という）を取得すると共に、有線通信によって地上装置４に対してホーム監視データを配信する。ホーム監視カメラ６は、各駅のホームＨに設けられた４台のカメラ（「ホーム監視カメラ１」〜「ホーム監視カメラ４」）によって構成されており、各カメラがそれぞれ地上装置４と有線で接続されている。すなわち、地上装置４には４台のカメラからのホーム監視データが配信される。

図２は、車両同士の無線通信の一例を示す図である。
なお、本実施の形態では、図２についても図１と同様に左方向を進行方向の前方向とし、右方向を進行方向の後方向として説明する。
車両２、３は、前側の車上無線機（送受信部）１１と、後側の車上無線機（送受信部）１２と、指向性制御装置（指向性制御部）１３と、車両位置検出装置１４と、トランスポンダ装置１５と、車速パルス装置１６と、情報伝送装置１７と、電力制御装置１８とをそれぞれ備える。

前側の車上無線機１１は、指向性を調節可能な前側のアンテナ１９を備え、連結された車両の後側の車上無線機１２や地上装置４との間で無線通信を行う。本実施の形態では、車両２の前側の車上無線機（移動体の第２の送受信部）１１は、前側のアンテナ（移動体の第２のアンテナ）１９を介して地上装置４との間で無線通信を行う。また、車両３の前側の車上無線機１１（連結された他の移動体の第１の送受信部）は、前側のアンテナ（連結された他の移動体の第１のアンテナ）１９を介して連結された車両２の後側の車上無線機１２との間で無線通信を行う。また、前側の車上無線機１１は、水平面上に設置された複数のアンテナによって構成された前側のアンテナ１９の各アンテナのオン・オフを切り替える方式によって前側のアンテナ１９の指向性を調節する。なお、前側の車上無線機１１は、例えば、車両２、３内の前面ガラスの内側面（進行方向の後側面）に支持されており、前側のアンテナ１９による電波の受信が遮られないように設置されている。

後側の車上無線機１２は、指向性を調節可能な後側のアンテナ２０を備え、連結された車両の前側の車上無線機１１との間で無線通信を行う。本実施の形態では、車両２の後側の車上無線機（移動体の第１の送受信部）１２は、後側のアンテナ（移動体の第１のアンテナ）２０を介して連結された車両３の前側の車上無線機１１との間で無線通信を行う。また、後側の車上無線機１２は、前側の車上無線機１１と同様に、後側のアンテナ２０を構成する水平面上の複数のアンテナのオン・オフを切り替える方式によって後側のアンテナ２０の指向性を調節する。なお、後側の車上無線機１２は、前側の車上無線機１１と同様に、例えば、車両２、３の後面ガラスの内側面（進行方向の前側面）に支持されており、後側のアンテナ２０による電波の受信が遮られないように設置されている。

なお、地上装置４と前側の車上無線機１１と後側の車上無線機１２とは、図１に示すように、異なる２つの周波数ｆａ、ｆｂを用いて互いに双方向で同時に無線通信（双方向同時通信）を行うことが可能となっている。

指向性制御装置１３は、前側の車上無線機１１及び後側の車上無線機１２に制御信号を出力し、前側の車上無線機１１及び後側の車上無線機１２を介して前側のアンテナ１９及び後側のアンテナ２０の指向性を制御する。

本実施の形態では、指向性制御装置１３は、所定の車両データ（例えば、一般的な車両情報システムから取得した車両データ）から自らの車両（車両２、３）が先頭車両や最後尾車両であるか、中間車両であるかを識別可能である。このため、車両２の指向性制御装置１３は、車両２が先頭車両であると識別して前側のアンテナ１９の水平方向の指向性の方向（指向方向）を正面方向（前方向）に制御する。また、車両３の指向性制御装置１３についても車両２の指向性制御装置１３と同様に、車両３が最後尾車両であると識別し、後側のアンテナ２０の水平方向の指向方向を正面方向（後方向）に制御する。

さらに、車両２の指向性制御装置１３と車両３の指向性制御装置１３とは、車両２、３の走行時に車上無線機同士でデータの送受信を行うために車両２の後側のアンテナ２０と車両３の前側のアンテナ１９との指向性をそれぞれ制御する。指向性制御装置１３は、車両２、３の走行時に車両位置検出装置１４によって出力された位置検出信号によって自らの車両（車両２又は車両３）の位置情報を特定し、位置情報に対応する線路（移動体の移動経路）の曲率情報に基づいて、前側のアンテナ１９及び後側のアンテナ２０の指向方向を制御することで指向性を制御する。なお、指向性制御装置１３の車両２、３の走行時における前側のアンテナ１９及び後側のアンテナ２０の指向性の制御方法の詳細については後述する。

車両位置検出装置１４は、トランスポンダ装置１５や車速パルス装置１６から出力された信号に基づいて自らの車両が在線する位置（在線位置）の位置情報を検出し、位置検出信号を指向性制御装置１３に出力する。車両位置検出装置１４は、トランスポンダ装置１５からの出力された信号（後述する地上子の検出信号）によって位置情報を取得する。また、車両位置検出装置１４は、トランスポンダ装置１５から次回の信号が出力されるまでの間、車速パルス装置１６から出力された信号（後述する車速パルス信号）に基づいて、トランスポンダ装置１５によって取得した前回の位置情報から現在の位置情報を補間する。

トランスポンダ装置１５は、線路の各定点に設置された地上子の検出信号（自らの車両の絶対的な位置を示す信号、位置情報を特定する信号）を車両位置検出装置１４に出力する。

車速パルス装置１６は、自らの車両の速度を特定するための車速パルス信号（地上子同士の間の車速信号、位置情報を補間するための信号）を車両位置検出装置１４に出力する。

情報伝送装置１７は、自らの車両の車両内ネットワークに接続された機器（例えば、コンテンツデータやホーム監視データを表示するデータ表示器）と前側の車上無線機１１と後側の車上無線機１２との間でデータを伝送する。

電力制御装置１８は、前側の車上無線機１１が前側のアンテナ１９から発信する電波と、後側の車上無線機１２が後側のアンテナ２０から発信する電波との送信電力をそれぞれ制御する。

本実施の形態では、電力制御装置１８は、指向性制御装置１３と同様に、車両データから自らの車両が先頭車両や最後尾車両であるか、中間車両であるかを識別可能である。このため、車両２の電力制御装置１８は、車両２が先頭車両であると識別し、車両２、３の走行時に前側のアンテナ１９の電波の送信電力を停止して、車両２の前側のアンテナ１９による電波が隣接する線路に在線する他の車両におけるデータの伝送に干渉しないように制御されている。また、車両３の電力制御装置１８については、車両３が最後尾車両であると識別し、後側のアンテナ２０の電波の送信電力を常に停止する。

また、本実施の形態では、電力制御装置１８は、車上無線機同士がデータ伝送するときの送信電力を車上無線機と地上装置４との間でデータ伝送するときの通常の送信電力よりも低く制御する。詳しくは、車両２の電力制御装置１８は、前側の車上無線機１１の送信電力を高電力（通常の送信電力）に制御し、後側の車上無線機１２の送信電力を低電力（通常の送信電力よりも低い電力）に制御すると共に、車両３の電力制御装置１８は、前側の車上無線機１１の送信電力を低電力に制御する。

以下、指向性制御装置１３の車両２、３の走行時における前側のアンテナ１９及び後側のアンテナ２０の指向性の制御方法の詳細について説明する。
図３は、線路の位置及び曲率の一例を示す図である。
本実施の形態では、例えば、図３に示すように、線路について、出発地点から０〜１５１．１［ｋｍ］が直線であり、１５１．１〜１５１．６［ｋｍ］が線路の曲線や分岐線等によって右曲がり曲率半径８００［ｍ］であり、１５１．６〜１５２．１［ｋｍ］が直線であり、１５２．１〜１５２．６［ｋｍ］が右曲がり曲率半径６００［ｍ］であり、１５２．６〜１５３．１［ｋｍ］が左曲がり曲率半径５００［ｍ］であり、１５３．１［ｋｍ］以降が直線である場合について考える。

ここで、本実施の形態では、出発点から１５１．１［ｋｍ］、１５１．６［ｋｍ］、１５２．１［ｋｍ］、１５２．６［ｋｍ］、１５３．１［ｋｍ］、１５３．６［ｋｍ］の位置の位置情報をそれぞれ「１５１ｋ１００ｍ」、「１５１ｋ６００ｍ」、「１５２ｋ１００ｍ」、「１５２ｋ６００ｍ」、「１５３ｋ１００ｍ」、「１５３ｋ６００ｍ」と表記する。また、線路が直線、右曲がり曲率半径８００［ｍ］、右曲がり曲率半径６００［ｍ］、左曲がり曲率半径５００［ｍ］の曲率情報をそれぞれ「直線」、「右Ｒ＝８００ｍ」、「右Ｒ＝６００ｍ」、「左Ｒ＝５００ｍ」と表記する。

図４は、曲率テーブルの一例を示す図である。
この場合、指向性制御装置１３は、図４に示す曲率テーブルを用いて車両２、３の走行時に車上無線機同士でデータの送受信を行うために前側のアンテナ１９及び後側のアンテナ２０の指向方向を制御する。図４に示す曲率テーブルは、指向性制御装置１３に記憶されており、「走行位置」の欄に示す位置情報と「曲率」の欄に示す曲率情報との対応関係が設定されている。本実施の形態では、曲率テーブルでは、「０〜」と「直線」とが対応し、「１５１ｋ１００ｍ〜」と「右Ｒ＝８００ｍ」とが対応し、「１５１ｋ６００ｍ〜」と「直線」とが対応し、「１５２ｋ１００ｍ〜」と「右Ｒ＝６００ｍ」とが対応し、「１５２ｋ６００ｍ〜」と「直線」とが対応し、「１５３ｋ１００ｍ〜」と「左Ｒ＝５００ｍ」とが対応し、「１５３ｋ６００ｍ〜」と「直線」とが対応している。

本実施の形態では、指向性制御装置１３は、車両位置検出装置１４によって出力された検出信号から自らの車両の実際の位置情報を特定（取得）し、実際の位置情報が「１５１ｋ１００ｍ」、「１５１ｋ６００ｍ」、「１５２ｋ１００ｍ」、「１５２ｋ６００ｍ」、「１５３ｋ１００ｍ」、「１５３ｋ６００ｍ」の何れかとなったときに、対応する曲率に応じて前側のアンテナ１９及び後側のアンテナ２０の水平方向の指向方向を調整する。指向性制御装置１３は、前側のアンテナ１９及び後側のアンテナ２０の水平方向の指向方向を、隣接する線路に在線する車両（連結されていない他の車両、隣接線番に在線する車両）を自らのアンテナのビーム幅角度内に見込まない方向であって、連結された他の車両のアンテナを自らのアンテナのビーム幅角度内に見込む方向に制御する。

詳しくは、まず、指向性制御装置１３は、実際の位置情報が「１５１ｋ１００ｍ」となるまで線路が直線であるため、自らのアンテナ（車両２の後側のアンテナ２０又は車両３の前側のアンテナ１９）の水平方向のビーム幅角度を、互いのアンテナの指向方向が正対（対向）可能、且つ、所定の閾値以上の受信レベルを確保可能な最も狭い角度に制御する。次に、指向性制御装置１３は、実際の位置情報が「１５１ｋ１００ｍ」となったときには線路が右曲がり曲率半径８００ｍに変化するため、自らのアンテナの水平方向の指向方向を右曲がり曲率半径８００ｍに応じて進行方向に対して右方向に変化させる。

次に、指向性制御装置１３は、実際の位置情報が「１５１ｋ６００ｍ」となったときには線路が直線に戻るため、自らのアンテナの水平方向の指向方向を最初の状態に戻す。次に、指向性制御装置１３は、実際の位置情報が「１５２ｋ１００ｍ」となったときには線路が右曲がり曲率半径６００ｍに変化するため、自らのアンテナの水平方向の指向方向を右曲がり曲率半径６００ｍに応じて進行方向に対して右方向に変化させる。

次に、指向性制御装置１３は、実際の位置情報が「１５２ｋ６００ｍ」となったときには線路が直線に戻るため、自らのアンテナの水平方向の指向方向を最初の状態に戻す。次に、指向性制御装置１３は、実際の位置情報が「１５３ｋ１００ｍ」となったときには線路が左曲がり曲率半径５００ｍに変化するため、自らのアンテナの水平方向の指向方向を左曲がり曲率半径５００ｍに応じて進行方向に対して左方向に変化させる。
そして、指向性制御装置１３は、実際の位置情報が「１５３ｋ６００ｍ」となったときには線路が直線に戻るため、自らのアンテナの水平方向の指向方向を最初の状態に戻す。

なお、本実施形態では、前側の車上無線機１１及び後側の車上無線機１２が自らのアンテナを構成する各アンテナのオン・オフを切り替える方式で指向方向を調節する構成であるため、各アンテナのアンテナビーム幅の単位で指向方向を制御することが可能である。すなわち、本実施形態では、曲率情報が変化して指向方向を変更する各タイミングにおいて指向方向を離散的に変更することが可能である。

以下、無線伝送システムの動作について説明する。
図５は、通信設定処理の制御内容の一例を示すフローチャートである。
図５に示す通信設定処理は、車両２、３に電源が投入されて無線伝送システム１が起動すると開始する。まず、車両２、３の指向性制御装置１３は、前側の車上無線機１１及び後側の車上無線機１２に制御信号を出力し、前側のアンテナ１９及び後側のアンテナ２０の水平方向の指向方向を正面方向に制御する（ステップＳ１０１）。

指向性の方向を正面方向に制御した後、車両２、３の指向性制御装置１３及び電力制御装置１８は、自らの車両が先頭車両であるか否かを判別する（ステップＳ１０２）。電力制御装置１８は、先頭車両である場合（ステップＳ１０２；ＹＥＳ）、前側のアンテナ１９の送信電力を高電力、後側のアンテナ２０の送信電力を低電力に設定する（ステップＳ１０３）。なお、電力制御装置１８は、前側のアンテナ１９については車両２、３の停止時のみ送信電力を出力する。送信電力の設定後、指向性制御装置１３は、後側のアンテナ２０の水平方向の指向性について後述する指向性制御処理を開始し（ステップＳ１０４）、処理を終了する。

一方、先頭車両ではない場合（ステップＳ１０２；ＮＯ）、車両２、３の指向性制御装置１３及び電力制御装置１８は、自らの車両が最後尾車両であるか否かを判別する（ステップＳ１０５）。電力制御装置１８は、最後尾車両である場合（ステップＳ１０５；ＹＥＳ）、前側のアンテナ１９の送信電力を低電力に設定する（ステップＳ１０６）。なお、電力制御装置１８は、後側のアンテナ２０については送信電力を出力しない。送信電力の設定後、指向性制御装置１３は、前側のアンテナ１９の水平方向の指向性について後述する指向性制御処理を開始し（ステップＳ１０７）、処理を終了する。

一方、最後尾車両ではない場合（ステップＳ１０５；ＮＯ）、すなわち、中間車両である場合、電力制御装置１８は、前側のアンテナ１９及び後側のアンテナ２０の送信電力を低電力に設定する（ステップＳ１０８）。送信電力の設定後、指向性制御装置１３は、前側のアンテナ１９及び後側のアンテナ２０の水平方向の指向性について後述する指向性制御処理を開始し（ステップＳ１０９）、処理を終了する。

図６は、指向性制御処理の制御内容の一例を示すフローチャートである。
また、図６に示す指向性制御処理は、通信設定処理のステップＳ１０４、Ｓ１０７、Ｓ１０９を実行すると開始する。まず、指向性制御装置１３は、車両位置検出装置１４によって出力された検出信号から自らの車両の実際の位置情報を取得する（ステップＳ２０１）。位置情報の取得後、指向性制御装置１３は、図４に示す曲率テーブルにおいて位置情報に対応する曲率情報が変化したか否かを判定する（ステップＳ２０２）。指向性制御装置１３は、曲率情報が変化しない場合（ステップＳ２０２；ＮＯ）、ステップＳ２０１の処理に戻り、曲率情報が変化した場合（ステップＳ２０２；ＹＥＳ）、曲率に応じて制御対象のアンテナ１９、２０の水平方向の指向方向を調整し（ステップＳ２０３）、ステップＳ２０１の処理に戻る。

以上説明したように、本実施の形態に係る無線通信システム１によれば、指向性制御装置１３は、車両２、３の走行時に図４に示す曲率テーブルを用いて取得した位置情報に対応する曲率情報に基づいて、連結された他の車両のアンテナをビーム幅角度内に見込む方向に前側のアンテナ１９及び後側のアンテナ２０の指向方向を制御する。
この結果、無線通信システム１は、アンテナの指向方向を制御しない特許文献１等の無線通信システムよりも曲線状の線路や分岐線を通過したときの相互に連結された車両同士の無線通信の通信不良を低減することができる。

本実施の形態に係る無線通信システム１によれば、指向性制御装置１３は、自らのアンテナの水平方向のビーム幅角度を、互いのアンテナの指向方向が正対可能、且つ、所定の閾値以上の受信レベルを確保可能な最も狭い角度に制御する。このため、指向性制御装置１３は、連結された他の車両のアンテナをビーム幅角度内に見込む方向であって、隣接する線路に在線する車両をビーム幅角度内に見込まない方向に前側のアンテナ１９及び後側のアンテナ２０の指向方向を制御されている。
この結果、無線通信システム１は、アンテナの指向方向を制御しない特許文献１等の無線通信システムよりも隣接する線路に在線する車両の無線通信の通信不良を低減することができる。

本実施の形態に係る無線通信システム１によれば、指向性制御装置１３は、曲率情報によって特定される線路の曲率が小さくなるに連れて制御対象のアンテナ１９、２０の指向方向の変化量を小さくし、曲率が大きくなるに連れて制御対象のアンテナ１９、２０の指向方向の変化量を大きくする。
この結果、無線通信システム１は、制御対象のアンテナ１９、２０の水平方向のビーム幅角度を、常に互いのアンテナの指向方向が正対可能、且つ、所定の閾値以上の受信レベルを確保可能な最も狭い角度に制御できる。したがって、無線通信システム１は、アンテナの指向方向を制御しない特許文献１等の無線通信システムよりも制御対象のアンテナ１９、２０の指向性を鋭くする（ビーム幅角度を狭くする）ことができ、相互に連結された車両同士の間の狭い間隔で電波が多重反射して通信不良が発生することを低減できる。

本実施の形態に係る無線通信システム１によれば、車両２の前側の車上無線機１１は、車両２が「拠点１」の範囲内に停止したときに、地上装置４との間でデータを送受信することが可能となっている。
この結果、無線通信システム１は、車上無線機を連結された他の車両の車上無線機だけでなく地上装置４とも無線通信可能とし、１台の車上無線機で複数の用途のデータ伝送を行うことにより、車両２、３の搭載機器の省スペース化、低コスト化を図ることができる。

本実施の形態に係る無線通信システム１によれば、先頭車両である車両２の電力制御装置１８は、前側のアンテナ１９の送信電力を高電力（通常の電力）、後側のアンテナ２０の送信電力を低電力に設定する。
この結果、無線通信システム１は、車両２から離れた地上装置４と電波を送受信する必要がある前側のアンテナ１９よりも相互に連結された車両同士の間の狭い間隔で電波が相手のアンテナに到達し易い後側のアンテナ２０の送信電力を低減でき、後側のアンテナ２０の送信電力を低電力に設定しない車両よりも車両全体の消費電力を低減できる。

本実施の形態に係る無線通信システム１によれば、車両２、３には、それぞれ前側の車上無線機１１と後側の車上無線機１２と情報伝送装置１７とが設けられており、情報伝送装置１７は、自らの車両の車両内ネットワークに接続された機器と前側の車上無線機１１と後側の車上無線機１２との間でデータを伝送する。
この結果、無線通信システム１は、車両２、３の情報伝送装置１７を介して、車両２の前側の車上無線機１１が地上装置４から受信したコンテンツデータやホーム監視データ等を、車両２の車両内ネットワーク機器、車両２の後側の車上無線機１２、車両３の前側の車上無線機１１、車両２の車両内ネットワーク機器、車両２の後側の車上無線機１２に伝送できる。すなわち、無線通信システム１は、地上装置４が送信したコンテンツデータやホーム監視データ等を、全ての車両２、３に伝送できる。

なお、本実施の形態のように、指向性制御装置１３は、図４に示す曲率テーブルを用いて車両２、３の走行時に取得した位置情報に応じた曲率情報に対応する変化量だけ前側のアンテナ１９及び後側のアンテナ２０の指向方向を移動させることが好ましいが、指向方向の制御方法についてはこれに限定されず、例えば、相手の車上無線機からの電波の受信状況に基づいて前側のアンテナ１９及び後側のアンテナ２０の指向方向を移動させながら受信レベルが最大となる方向を検索する方法であってもよい。

本実施の形態では、前側の車上無線機１１及び後側の車上無線機１２は、アンテナを切り替える方式によって指向方向を制御するが、指向方向を制御する方法はこれに限定されず、例えば、水平面上に設置された複数のアンテナによって構成された前側のアンテナ１９の各アンテナから放射される電波の位相を制御するフェーズドアレイ方式（ＡＰＡＡ：Active Phased Array Antenna方式）によって指向方向を制御することも可能である。

本実施形態では、前側の車上無線機１１及び後側の車上無線機１２がアンテナのオン・オフを切り替える方式で各アンテナの指向方向を離散的に変化させているが、各アンテナの指向方向を連続的に変化させる制御をすることも可能である。

本実施の形態では、車両２、３は、車上無線機のみ前側の車上無線機１１及び後側の車上無線機１２と前後に２台設けられ、他の装置は１台のみ設けられていたが、他の装置も前後に２台ずつ別々に設けて、前側の各装置を前側の車上無線機１１を制御するための装置とし、後側の各装置を前側の車上無線機１１を制御するための装置としてもよい。この場合、車両２、３の搭載機器によりスペースがより占有されたり、高コスト化したりするが、車上無線機の制御を前後で分担することによって位置情報の検出精度が向上して指向方向を変更するタイミングを精度良く判別したり各装置の演算負荷を低減したりすることができる。

１ 無線通信システム、２、３ 車両、４ 地上装置、５ コンテンツ配信装置、６ プラットホーム監視カメラ、７ 映像記録装置、８ 中央編集装置、１１ 前側の車上無線機（送受信部、連結された他の移動体の第１の送受信部、移動体の第２の送受信部）、１２ 後側の車上無線機（送受信部、移動体の第１の送受信部）、１３ 指向性制御装置、１４ 車両位置検出装置、１５ トランスポンダ装置、１６ 車速パルス装置、１７ 情報伝送装置、１８ 電力制御装置、１９ 前側のアンテナ（連結された他の移動体の第１のアンテナ、移動体の第２のアンテナ）、２０ 後側のアンテナ（移動体の第１のアンテナ）、Ｈ プラットホーム。

Claims (8)

1. 相互に連結された移動体同士でデータを伝送する無線伝送システムであって、
   前記移動体は、
   指向性を有する第１のアンテナを介して無線通信を行う送受信部と、
   前記移動体の位置情報と当該位置情報に対応する前記移動体の移動経路の曲率情報とに基づいて、前記移動体に連結された他の移動体のアンテナを前記第１のアンテナのビーム幅角度内に見込む方向に前記第１のアンテナの指向方向を制御する指向性制御部と、
   を備える無線伝送システム。
2. 前記指向性制御部は、前記位置情報と前記曲率情報とに基づいて、前記移動体に連結されていない他の移動体を前記第１のアンテナのビーム幅角度内に見込まない方向に前記第１のアンテナの指向方向を制御する、
   請求項１に記載の無線伝送システム。
3. 前記指向性制御部は、前記位置情報と前記曲率情報とによって特定された前記移動経路の曲率が小さくなるに連れて前記移動体が直進する方向からの前記第１のアンテナの指向方向の変化量を小さくすると共に、前記移動経路の曲率が大きくなるに連れて前記移動体が直進する方向からの前記第１のアンテナの指向方向の変化量を大きくする、
   請求項１又は２に記載の無線伝送システム。
4. 前記移動体は、前記移動体の外部に設けられた外部装置との間でデータを伝送可能であり、
   前記送受信部は、前記第１のアンテナが前記連結された他の移動体のアンテナからの電波を受信不能なときには前記外部装置との間で無線通信を行う、
   請求項１から３の何れか１項に記載の無線伝送システム。
5. 前記移動体は、前記連結された他の移動体との間でデータを伝送する場合には前記外部装置との間でデータを伝送する場合よりも電波の送信電力を低く制御する電力制御部を更に備える、
   請求項４に記載の無線伝送システム。
6. 前記送受信部は、前記第１のアンテナを介して無線通信を行う第１の送受信部と、指向性を有する第２のアンテナを介して無線通信を行う第２の送受信部とを含み、
   前記移動体は、前記第２の送受信部が前記外部装置との間で無線通信を行い且つ前記第１の送受信部が前記連結された他の移動体との間で無線通信を行う場合には、前記外部装置から伝送されたデータを前記連結された他の移動体に伝送する、
   請求項４又は５に記載の無線伝送システム。
7. 他の移動体に連結されて当該他の移動体との間でデータを伝送する移動体であって、
   指向性を有する第１のアンテナを介して無線通信を行う送受信部と、
   前記移動体の位置情報と当該位置情報に対応する前記移動体の移動経路の曲率情報とに基づいて、前記他の移動体のアンテナを前記第１のアンテナのビーム幅角度内に見込む方向に前記第１のアンテナの指向方向を制御する指向性制御部と、
   を備える移動体。
8. 他の移動体に連結された移動体が当該他の移動体との間でデータを伝送する無線伝送方法であって、
   前記移動体が実行する
   指向性を有する第１のアンテナを介して無線通信を行う送受信ステップと、
   前記移動体の位置情報と当該位置情報に対応する前記移動体の移動経路の曲率情報とに基づいて、前記他の移動体のアンテナを前記第１のアンテナのビーム幅角度内に見込む方向に前記第１のアンテナの指向方向を制御する指向性制御ステップと、
   を備える無線伝送方法。

Images