JP2015159389A - 無線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】正確な周波数切替処理を自動的に行うことができる無線通信システムを得る。【解決手段】列車１の列無車上装置２は、ＣＨ切替予告用基地局３１及びＣＨ切替確定用基地局３２からの予告信号及び確定信号を、正規の予告確定受信条件を満足する態様で受信した場合、はじめて無線通信の周波数を切り替える周波数切替処理を実行している。そして、正規の予告確定受信条件として、列無車上装置２の記憶部２４内のカギデータとＣＨ切替予告用基地局３１及びＣＨ切替確定用基地局３２内のカギデータそれぞれとが一致するカギデータ一致条件、予告信号単独の受信条件、確定信号単独の受信条件、受信信号及び確定信号の受信内容条件、及び受信時間間隔条件を含んでいる。【選択図】図１

Description

この発明は、列車等の移動体における移動局と基地局との間で無線通信を行う無線通信システムに関し、特に、移動局が無線周波数を自動的に切り替える方式を採用している無線通信システムに関する。

列車の乗務員と地上の司令員とが音声通話を行ったり、車上−地上間でのデータ通信を行ったりするために構築されている無線通信システムである列車無線システムでは、列車上の列車無線システム車上装置(以下、「列無車上装置」と略記する場合あり)と基地局との間で無線通信を行っている。列車が走行している線区に対応して無線周波数が割り当てられており、列無車上装置は走行している線区ごとに定められた無線周波数にＣＨ（チャンネル）切替を行いながら走行している。

従来の列車無線システムにおいては、列無車上装置の無線周波数チャンネル(以下、「無線周波数ＣＨ」と略記する場合あり)を切り替える必要がある時、例えば、路線切替位置などにて、列車の運転士が列無車上装置の操作器を手で操作することにより、手動で切り替えを行っているのが一般的である。

また、手動での周波数切替処理を補佐する目的で、線区切替位置付近に次に切り替えるべき周波数を通知する局を設置し、その線区を通過する車両に対し、次に切り替えるべき周波数を通知することにより、自動的に無線周波数ＣＨの切替を行う方法も検討されている。この方法では、異なる二つの周波数通知局からそれぞれ予告線区データと確定線区データとを送信しており、予告線区データに対応する確定線区データを受信した場合に限り、無線周波数ＣＨを切り替える周波数切替処理を実行することとしている。こうすることで、線区が分かれている場合、ある一方を通過する列車のみの無線周波数ＣＨの切替を実施することができる。

また、特許文献１に開示された無線通信システムでは、予告信号と確定信号とを順次に受信した場合に上記予告信号に基づいて周波数切替を行うことを前提とし、第一の予告信号と第二の予告信号を順次に受信した場合に、周波数切替の基礎とする予告信号を、第一の予告信号から第二の予告信号に更新している。また、この無線通信システムでは、予告信号と無効信号とを順次に受信した場合に、周波数切替の基礎とする信号を無効にしている。これにより、車上局が第一の予告信号として適切でない予告信号を受信した後に、適切でない確定信号を受信する場合でも、それらの間に、第二の予告信号として適切な予告信号を受信するか、無効信号を受信することによって、無線周波数ＣＨの誤切替を防ぐことができる。

ところで、空中線を使った無線通信では、基地局からの電波が届く範囲(エリア)は、環境により変化するため、そのエリアが拡大あるいは縮小する場合がある。そのため、環境によっては、他のエリアで利用すべき予告信号及び確定信号等、不適切な予告信号及び確定信号を受信してしまう場合や、適切な予告信号及び確定信号を受信できない場合や、不適切な第二の予告信号や不適切な無効信号を受信する場合等が想定される。また、予告・確定基地局の故障等により、予告信号、確定信号及び無効信号を受信できない場合も想定される。そうした場合、無線周波数ＣＨの切替漏れが発生するが、このような周波数切替漏れが発生したまま、次のエリアに入ってしまうと(通常)基地局との通信ができなくなってしまうという問題が発生する。また、無線周波数ＣＨの切替漏れにより車上局から異なる周波数の信号を送信してしまい、他の通信を妨害してしまう問題も発生する。

特許公開２０１０−１０８６５号公報

上述したように、従来の手動による無線周波数ＣＨの切替方式では、列車の運転士が列無車上装置の操作器を手動操作する必要があるため、ＣＨ切替時に運転士の手間がかかるだけでなく、ＣＨ切替の誤りやＣＨ切替漏れが発生する可能性がある。また、特許文献１に開示された無線通信システムのように、周波数切替用の装置を設置し自動的に無線周波数ＣＨ切替をする方法を採用した場合、装置の故障や受信エリアの変動が原因となりＣＨ切替の誤りやＣＨ切替漏れが発生してしまうという問題点があった。

この発明は上記問題点を解決するためになされたもので、正確な周波数切替処理を自動的に行うことができる無線通信システムを得ることを目的とする。

この発明に係る請求項１記載の無線通信システムは、移動体上の移動局と複数の基地局との間で無線通信を行う無線通信システムであって、前記複数の基地局は、予告信号及び確定信号を送信する予告信号用基地局及び確定信号用基地局を含み、前記移動局は前記予告信号及び前記確定信号を正規の予告確定受信条件を満足する態様で受信した場合、前記無線通信の周波数を切り替える周波数切替処理を実行し、前記移動局は移動局検証データを有し、前記予告信号は予告検証データを含み、前記確定信号は確定検証データを含み、前記正規の予告確定受信条件は、前記移動局検証データと前記予告検証データ及び前記確定検証データそれぞれとが一致する検証データ一致条件を含む。

請求項１記載の本願発明である無線通信システムにおいて、移動局は予告信号及び確定信号を正規の予告確定受信条件を満足する態様で受信した場合、はじめて周波数切替処理を実行する。そして、正規の予告確定受信条件は、移動局検証データと予告検証データ及び確定検証データそれぞれとが一致する検証データ一致条件を含んでいる。

したがって、本願発明の無線通信システムは、上記正規の予告確定受信条件の満足の有無によって予告信号及び確定信号における受信の良否を正確に認識することができるため、当該移動局が本来受信すべきでない予告信号及び確定信号に相当する信号を受信してしまう誤受信を確実に回避することにより、常に正確な周波数切替処理を自動的に行うことができる効果を奏する。

この発明の実施の形態１である無線通信システムの全体構成の概略を示す説明図である。 図１で示した列無車上装置の機能構成例を示すブロック図である。 列無車上装置によるＣＨ切替方式の処理の流れを示すフローチャートである。 列無車上装置における予告信号受信判定処理の処理例を示すフローチャートである。 列無車上装置におけるＣＨ切替判定処理の処理例を示すフローチャートである。 実施の形態１における列車位置と受信電界強度との関係の一例を示すグラフである。 実施の形態１におけるＣＨ切替判定処理の結果例（その１）を示す説明図である。 実施の形態１におけるＣＨ切替判定処理の結果例（その２）を示す説明図である。 実施の形態１におけるＣＨ切替判定処理の結果例（その３）を示す説明図である。 通常基地局及びＣＨ切替用基地局におけるフレーム使用例を示す説明図である。 この発明の実施の形態２である無線通信システムの全体構成を示す説明図である。 この発明の実施の形態３の無線通信システムの全体構成（第１の態様）を示す説明図である。 実施の形態３における列車の列車位置と受信信号のＤ／Ｕの関係の一例を示すグラフである。 この発明の実施の形態３の無線通信システムの全体構成（第２の態様）を示す説明図である。

＜実施の形態１＞
図１は、この発明の実施の形態１である無線通信システム（列車無線システム）の全体構成の概略を示す説明図である。実施の形態１の無線通信システムは、ＣＨ切替用基地局を用いた無線周波数ＣＨ切替方式を採用している。同図に示すように、実施の形態１の無線通信システムは、線路３上を走行する列車１、基地局１１Ａ及び１１Ｂ（通常の第１及び第２の基地局）、ＣＨ切替予告用基地局３１（予告信号用基地局）及びＣＨ切替確定用基地局３２（確定信号用基地局）を主要構成として有している。なお、基地局１１Ａ及び１１Ｂはそれぞれ通信用のアンテナ１９を有しており、ＣＨ切替予告用基地局３１及びＣＨ切替確定用基地局３２はそれぞれ通信用のアンテナ３９を有している。

線路３は２つの線区４Ａ及び４Ｂに分けられ、線区４Ａは基地局１１Ａによる通信エリア５Ａ内に位置し、線区４Ｂは基地局１１Ｂによる通信エリア５Ｂ内に位置するため、通信エリア５Ａ及び５Ｂにおける無線周波数ＣＨは互いに異なる内容に設定される。すなわち、列車１は、通信エリア５Ａ内の線区４Ａでは無線周波数ｆＡで基地局１１Ａとのデータ送受信を行い、通信エリア５Ｂ内の線区４Ｂでは無線周波数ｆＡと異なる無線周波数ｆＢで基地局１１Ｂとのデータ送受信を行う。

移動体である列車１には列無車上装置２（移動局）が搭載されており、列無車上装置２によって、基地局１１Ａ及び１１Ｂ、並びにＣＨ切替予告用基地局３１及びＣＨ切替確定用基地局３２それぞれとの間で無線通信を行うことができる。具体的には、列無車上装置２は、通信エリア５Ａ内において基地局１１Ａとの通常の無線通信が可能であり、通信エリア５Ｂ内において基地局１１Ｂとの通常の無線通信が可能である。

さらに、ＣＨ切替予告用基地局３１及びＣＨ切替確定用基地局３２は、線路３上の線区４Ａと線区４Ｂの境界付近、すなわち、通信エリア５Ａと通信エリア５Ｂとの混合通信エリア５Ｃ付近に配置される。ＣＨ切替予告用基地局３１は無線周波数ｆＡで「ＣＨ切替報知信号(予告)」（以下、単に「予告信号」と略記する場合あり）を送信し、ＣＨ切替確定用基地局３２は無線周波数ｆＡで「ＣＨ切替報知信号(確定)」（以下、単に「確定信号」と略記する場合あり）を送信する。したがって、図１に示すように、通信エリア５Ａ内の通信エリア５Ｂと重複する混合通信エリア５Ｃ内に、ＣＨ切替予告用基地局３１による予告信号の通信エリア５１と、ＣＨ切替確定用基地局３２による確定信号の通信エリア５２が設定される。

また、図１に示すように、線区４Ａ及び線区４Ｂの遠方に存在し、無線周波数ｆＡにてＣＨ切替予告用基地局３１の送信する「ＣＨ切替報知信号(予告)」（予告信号）とは異なる内容の擬似予告信号を送信するＣＨ切替予告用基地局４１を実施の形態１の動作説明用に存在させている。なお、ＣＨ切替予告用基地局４１は通信用のアンテナ４９を有している。以下の説明では、単に、「ＣＨ切替予告用基地局」と称する場合、擬似のＣＨ切替予告用基地局４１ではなく、本来のＣＨ切替予告用基地局３１を指すものとする。

図２は図１で示した列無車上装置２の機能構成例を示すブロック図である。同図に示すように、列無車上装置２は、アンテナ２１、送受信部２２、制御部２３、及び記憶部２４からなる機能ブロックにより構成されている。

制御部２３は、受信したデータを処理するデータ処理部２３１、受信した信号の妥当性を判定する受信判定部２３２、ＣＨ切替（周波数切替処理）を実施するか否かを判定するＣＨ切替判定部２３３により構成されている。また、記憶部２４には、受信判定を行うための閾値Ｄ１や、ＣＨ切替判定を行うためのカギデータＤ２が記憶されている。また、記憶部２４は、予告信号，確定信号のデータ受信状況を無線データＤ３として、受信した予告信号のデータ内容を予告信号データＤ４として、受信した確定信号のデータ内容を確定信号データＤ５として保持している。

上述した構成において、アンテナ２１を介して受信される受信信号は送受信部２２で受信処理された後、制御部２３によるデータ処理が施され、この際、必要に応じて無線データＤ３、予告信号データＤ４及び確定信号データＤ５が記憶部２４に記憶される。一方、制御部２３によるデータ処理がなされた送信用データは、送受信部２２で送信処理が施された後、アンテナ２１から送信信号として送信される。

図３は、実施の形態１における無線通信システムが採用した列無車上装置２によるＣＨ切替方式の処理の流れを示すフローチャートである。以下、同図を参照して、実施の形態１におけるＣＨ切替方式の処理手順を説明する。

まず、列無車上装置２は、待ち受け状態(ステップＳ１)で待機し、ＣＨ切替予告用基地局３１から予告信号を受信すると(ステップＳ２)、ステップＳ３において後に詳述する予告信号受信判定処理を実行する。

その後、ステップＳ４において、ステップＳ３で実行された予告信号受信判定処理の判定結果が良好（ＯＫ）の場合(YES)はステップＳ５に移行し、上記予告信号受信判定処理の判定結果が不良（ＮＧ）の場合(NO)は、ステップＳ１２においてＣＨ切替（周波数切替処理）を実施することなく終了する。

列無車上装置２は、ステップＳ４でＹＥＳの場合に実行されるステップＳ５において、確定信号の受信を待機する周波数切替確定待機状態で待機し、ＣＨ切替確定用基地局３２から確定信号を受信すると(ステップＳ６)、ステップＳ７において後述する確定信号受信判定処理を実行する。

その後、ステップＳ８において、ステップＳ７で実行された確定信号受信判定処理の判定結果が良好（ＯＫ）の場合(YES)はステップＳ９に移行し、上記確定信号受信判定処理の判定結果が不良（ＮＧ）の場合(NO)は、ステップＳ１２においてＣＨ切替を実施することなく終了する。

列無車上装置２は、ステップＳ８でＹＥＳの場合に実行されるステップＳ９においてＣＨ切替判定処理を実行する。その後、ステップＳ１０において、ステップＳ９で実行されたＣＨ切替判定処理の判定結果が良好（ＯＫ）の場合(YES)はステップＳ１１においてＣＨ切替を実行して処理を終了し、上記ＣＨ切替判定処理の判定結果が不良（ＮＧ）の場合(NO)は、ステップＳ１２においてＣＨ切替を実施することなく終了する。

ステップＳ３及びＳ７で実行される予告信号受信判定処理及び確定信号受信判定処理である受信判定処理は、予告信号及び確定信号の受信状況から受信した「ＣＨ切替報知信号」（予告信号，確定信号）が本来受信すべきものであるかどうかを判断する処理を意味する。受信判定処理の条件として、受信した「ＣＨ切替報知信号」の受信性能に関する条件等が考えられる。

ステップＳ９で実行されるＣＨ切替判定処理とは、列無車上装置２、予告信号及び確定信号との間の相互関係に設けた条件などにより、ＣＨ切替が妥当かどうかを判断する処理である。ＣＨ切替判定処理の条件として、移動局である列無車上装置２が持つ固有の装置検証データ（移動局検証データ）と予告信号及び確定信号に含まれる予告用検証データ及び確定用検証データとの相互関係及び、予告信号，確定信号間における受信内容や受信時刻の差異などの条件が該当する。

図４は列無車上装置２における予告信号受信判定処理の処理例を示すフローチャートである。以下、同図を参照して、予告信号受信判定処理の処理手順を説明する。

図３で説明したように、待ち受け状態(Ｓ１)からＣＨ切替予告用基地局３１からの予告信号の受信後(Ｓ２)に、ステップＳ３において予告信号受信判定処理が実行される。

まず、ステップＳ３１において、列無車上装置２は送受信部２２及び制御部２３による受信処理（ステップＳ３１）を実行する。上記受信処理において、ＲＳＳＩ(Received Signal Strength Indication)，ＢＥＲ(Bit Error Ratio），及びＤ／Ｕ（Desired to Undesired signal ratio）等の受信性能を表す指標が測定される。そして、制御部２３のデータ処理部２３１は測定したＲＳＳＩ等の受信性能指標値を無線データＤ３として記憶部２４に格納する。

その後、受信判定部２３２の制御下で、ステップＳ３２〜Ｓ３４において、ステップＳ３１の受信処理で測定されたＲＳＳＩ、ＢＥＲ及びＤ／Ｕが第１〜第３の閾値を満足するか否かを判定する第１〜第３の受信性能判定処理が実行される。なお、上述した第１〜第３の閾値は記憶部２４の閾値Ｄ１として予め格納されている。

上述したステップＳ３２〜Ｓ３４のＲＳＳＩ，ＢＥＲ及びＤ／Ｕによる第１〜第３の受信性能判定処理の良否（ＯＫ，ＮＧ）のうち、第１〜第３の受信性能判定処理が全て良好（ＯＫ）であった場合にステップＳ３５に移行し、第１〜第３の受信性能判定処理のいずれか一つが不良（ＮＧ）であった場合はステップＳ３９において予告信号受信不良（無効）判定がなされる。

列無車上装置２のデータ処理部２３１は、ステップＳ３２〜Ｓ３４で全てＯＫの場合に実行されるステップＳ３５において、受信した予告信号に関するデータ処理を実行する。データ処理には、予告信号の復調確率や受信回数を演算する処理が含まれる。

その後、受信判定部２３２の制御下で、ステップＳ３６及びＳ３７において、ステップＳ３５のデータ処理にて演算された復調確率が所定の閾値以上であるか否かをチェックする第１のデータ判定処理、及び、受信回数が所定の閾値（回数）以上であるか否かをチェックする第２のデータ判定処理が実行される。

上述したステップＳ３６及びＳ３７の第１及び第２のデータ判定処理のうち、第１及び第２のデータ判定処理が全て良好（ＯＫ）であった場合にステップＳ３８において予告信号受信良好（有効）判定がなされ、第１及び第２のデータ判定処理のうちいずれか一つが不良であった場合はステップＳ３９において予告信号受信不良判定がなされる。

次に、ＣＨ切替判定処理の流れを説明する。図５は、列無車上装置２におけるＣＨ切替判定処理の処理例を示すフローチャートである。同図を参照して、ＣＨ切替判定処理の処理手順を説明する。

ＣＨ切替前待ち受け状態(Ｓ９０)から、ステップＳ３８Ａで予告信号受信・良好判定（図３のステップＳ４でＹＥＳ）、ステップＳ３８Ｂで確定信号受信・良好判定（図３のステップＳ８でＹＥＳ）がなされると、ステップＳ９のＣＨ切替判定処理に移行する。

ステップＳ９１において、データ処理部２３１は良好に受信した予告信号及び確定信号に対するデータ処理を実行する。ここでのデータ処理には、予告信号，確定信号の受信内容（使用する無線周波数ＣＨ、通信対象の基地局等）の認識、予告信号の受信から確定信号を受信するまでの経過時間、及び、列無車上装置２の記憶部２４内のカギデータＤ２（移動局検証データ）の読出処理、予告信号に含まれるカギデータ（予告用検証データ）の取得・読出処理、及び確定信号に含まれる確定用カギデータ（確定用検証データ）の取得・読出処理が含まれる。

ステップＳ９１のデータ処理後に、ＣＨ切替判定部２３３の制御下で、ステップＳ９２〜Ｓ９４からなるＣＨ切替判定処理が実行される。

まず、ステップＳ９２において、予告信号及び確定信号の受信内容が正規の受信内容条件を満足するか否かが判定される。例えば、予告信号，確定信号それぞれの受信内容（切替後の利用基地局、切替後の無線周波数ＣＨ等）が一致する場合は正規の受信内容条件を満足し良好（ＯＫ）と判定し、一致しない場合は不良（ＮＧ）と判定する。そして、判定結果が良好であれば、ステップＳ９３に移行し、判定結果が不良であれば、ステップＳ９６に移行する。

次に、ステップＳ９３において、予告信号の受信から確定信号を受信するまでの経過時間が正規の受信時間間隔条件を満足するか否かが判定される。例えば、正規の受信時間間隔が１時間である場合、上記経過時間が１時間以内であれば、正規の受信時間間隔条件を満足し良好（ＯＫ）と判定し、上記経過時間が１時間を越える場合であれば不良（ＮＧ）と判定する。そして、判定結果が良好であれば、ステップＳ９４に移行し、判定結果が不良であれば、ステップＳ９６に移行する。

そして、ステップＳ９４において、カギデータＤ２と予告用及び確定用カギデータそれぞれとが一致するカギデータ一致条件（検証データ一致条件）を満足するか否かが判定される。そして、ステップＳ９４の判定結果が良好（ＯＫ）であれば、ステップＳ９５に移行し、判定結果が不良であれば、ステップＳ９６に移行する。

したがって、ステップＳ９２〜Ｓ９４において、受信内容条件、受信時間間隔条件、及びカギデータ一致条件それぞれの判定処理の良否（ＯＫ，ＮＧ）で分岐され、ステップＳ９２〜Ｓ９４が全て良好であった場合にステップＳ９５においてＣＨ切替良好（ＯＫ）判定がなされ、ステップＳ９２〜Ｓ９４のいずれか一つが不良であった場合はステップＳ９６においてＣＨ切替不良（ＮＧ）判定がなされる。

次に、図１を参照して、列車１が線路３上の線区４Ａから線区４Ｂの方向に走行している場合における列無車上装置２の動作について説明する。列無車上装置２は線区４Ａにおいて無線周波数ｆＡにて、基地局１１Ａと音声を含むデータの通常の無線通信を行っている。列車１が進行し線区４Ａと線区４Ｂの境界のＣＨ切替予告用基地局３１の電波受信エリアとなる通信エリア５１に進んだとする。列無車上装置２は、線区４Ａと線区４Ｂとの境界において、無線周波数ｆＡでＣＨ切替予告用基地局３１から送信される「ＣＨ切替報知信号(予告)」（予告信号）を受信する。

列無車上装置２は、アンテナ２１を介して送受信部２２において予告信号を受信した後、受信した予告信号が本来受信すべきものであるかどうかを判定する予告信号受信判定処理（図４で示した処理）を行う。

予告信号受信判定処理における受信判定条件としては、例えば、無線性能（ＲＳＳＩ，ＢＥＲ，Ｄ／Ｕ等）に閾値を設定し、予告信号の受信性能指標（ＲＳＳＩ等）が閾値を超えているかどうかを判定する処理（ステップＳ３２〜Ｓ３４の第１〜第３の受信性能判定処理）が考えられる。

ここでは、無線性能として受信電界強度（ＲＳＳＩ）を例にとって説明する。受信判定の閾値として５.０ [ｄＢμＶ]以上を設定し、記憶部２４の閾値Ｄ１として記憶しておく。送受信部２２において、ＣＨ切替予告用基地局３１からの予告信号を受信した場合、受信処理時に記憶部２４の無線データＤ３として、予告信号の受信電界強度の値を保持する。仮に、予告信号の受信電界強度が２０.０[ｄＢμＶ]であったとする。制御部２３の受信判定部２３２は、記憶している閾値Ｄ１と無線データＤ３で保持された受信電界強度（値）との比較処理を行う。上記例の場合、受信電界強度（値）が閾値Ｄ１を上回るため、予告信号を良好（有効）と判定する。

しかし、遠方にあるＣＨ切替予告用基地局４１からの本来受信するべきでない擬似予告信号が受信できてしまう場合もある。この場合、ＣＨ切替予告用基地局４１からの擬似予告信号の受信電界強度が、仮に−５.０[ｄＢμＶ]であったとすると、擬似予告信号の受信電界強度は閾値Ｄ１以下であるため、受信判定部２３２は受信不良（ＮＧ）と判定し、擬似予告信号を不良（無効）と判定することができる。

図６は実施の形態１における列車位置と受信電界強度との関係の一例を示すグラフである。同図において、横軸は線路上の列車位置を表しており、縦軸は列車位置における各信号の受信電界強度を表している。また、図６において、通信ポイントＰ５１は通信エリア５１の中心位置、通信ポイントＰ５２は通信エリア５２の中心位置、通信ポイントＰ４０は通信エリア５１，５２間の中心位置に相当する。

図６で示す例の場合、横軸正の方向に列車１が走行するとＣＨ切替予告用基地局３１からの予告信号を受信する。このとき予告信号の受信電界強度Ｌ１３が受信電界強度による（受信判定用）閾値ＴＨ１を超えた時点で受信判定良好（ＯＫ）となる。なお、閾値ＴＨ１は閾値Ｄ１により規定される。

さらに、列車１が正の向きに進行すると、遠方にあるＣＨ切替予告用基地局４１からの本来受信するべきでない擬似予告信号を受信する。このとき、擬似予告信号の受信電界強度Ｌ１４は、受信電界強度による閾値ＴＨ１よりも小さいので受信判定不良（ＮＧ）となる。

さらに、列車１が正の向きに進行すると、後に詳述するように、ＣＨ切替確定用基地局３２からの確定信号を受信する。このとき確定信号の受信電界強度Ｌ１５が、受信電界強度による閾値ＴＨ１を超えた時点で受信判定良好となる。

また、別のケースとしては、受信回数及び復調確率に閾値を設けることで判定してもよい（図４のステップＳ３７，Ｓ３８の処理に相当）。例えば、３回以上のシンクワード（同期ワード）を検出して、連続して３回ともデータ復調可能であるという閾値を設定する。すなわち、受信回数の閾値を３回とし、復調確率の閾値を１００％とする。

この場合、ＣＨ切替予告用基地局３１からの予告信号を受信した場合には、３回受信し３回連続データ復調可能であったとすると、受信回数の閾値、及び復調確率の閾値による条件を共に満足するため、判定良好となる。しかし、遠方にあるＣＨ切替予告用基地局４１からの本来受信するべきでない擬似予告信号のシンクワードを受信してしまう場合もある。この場合、３回シンクワードを検出するが、そのうち２回はデータ復調不可能であったとすると、受信回数の閾値は満足するが、復調確率の閾値は満足しないため、受信判定部２３２は擬似予告信号を受信不良（無効）と判定する。

このように、列無車上装置２は、予告信号受信判定処理を行い、予告信号を受信良好（ＯＫ）と判定した場合、一定時間、ＣＨ切替確定用基地局３２からの確定信号を待機するＣＨ切替確定待機状態（図３のステップＳ５の処理に相当）に移行し、確定信号の受信待ち状態となる。

次に、図１において、列車１が線区４Ａから線区４Ｂの方向にさらに進行し、線区４Ａと線区４Ｂの境界のＣＨ切替確定用基地局３２の電波受信エリアである通信エリア５２に進んだとする。列無車上装置２は、線区４Ａと線区４Ｂと境界の混合通信エリア５Ｃ内における通信エリア５２において、無線周波数ｆＡでＣＨ切替確定用基地局３２から送信される確定信号を受信する。

列無車上装置２は、確定信号を受信すると、受信した確定信号が本来受信すべきものであるかどうかを判定する確定信号受信判定処理を行う。確定信号受信判定処理における判定条件は、対象が予告信号から確定信号に代わる点を除き同条件であり、確定信号受信判定処理は上述した予告信号受信判定処理と同様に実行される。

次に、列無車上装置２は確定信号の受信良好と判定すると、ＣＨ切替が妥当かどうかを判断する無線周波数のＣＨ切替判定処理を実行する（図３のステップＳ９の処理，図５で詳細を示した処理に相当）。

ＣＨ切替判定処理の判定条件として、ここでは例えば、列無車上装置２、予告信号及び確定信号それぞれにカギデータを持たせ、それぞれのカギデータが一致するという、カギデータ一致条件を設定し、このカギデータ一致条件を満足した場合にのみ、ＣＨ切替を実行することとする（図５のステップＳ９４の処理に相当）。

図７は実施の形態１におけるＣＨ切替判定処理の結果例（その１）を示す説明図である。なお、実施の形態１における図１と同様の構成の部分については、同一符号を付与して説明を適宜省略する。また、図７〜図９では、ＣＨ切替判定処理の判定条件としてカギデータ一致条件のみ課していると仮定する。

列無車上装置２は記憶部２４内に検証データとしてカギデータＸを所有しており、ＣＨ切替予告用基地局３１及びＣＨ切替確定用基地局３２はそれぞれ検証データとしてカギデータＸを記憶部３７及び３８にそれぞれ所有している。列無車上装置２のカギデータＸは、図２における記憶部２４のカギデータＤ２として記憶されている。以下、説明の都合上、列無車上装置２が所有するカギデータＸをカギデータＸ２、ＣＨ切替予告用基地局３１が所有するカギデータをカギデータＸ３１、ＣＨ切替確定用基地局３２が所有するカギデータをカギデータＸ３２とする。

図７において、カギデータＸ２を記憶部２４内に有する列無車上装置２が、ＣＨ切替予告用基地局３１から送信された、カギデータＸ３１を含む予告信号を受信する場合を説明する。予告信号受信判定処理の判定結果が良好の場合、列無車上装置２は受信した予告信号を制御部２３内のデータ処理部２３１にてデータ処理し、データ処理した予告信号のデータ内容（カギデータＸ３１を含む）を記憶部２４に予告信号データＤ４として保持する。

次に、ＣＨ切替確定用基地局３２から送信された、カギデータＸ３２を含む確定信号を受信する。確定信号受信判定処理の判定結果が良好の場合、列無車上装置２は受信した確定信号を制御部２３内のデータ処理部２３１にてデータ処理し、予告信号と同様、データ処理した確定信号のデータ内容（カギデータＸ３２を含む）を記憶部２４に確定信号データＤ５として保持する。

その後、制御部２３のＣＨ切替判定部２３３は、カギデータＤ２として記憶しているカギデータＸ２と、予告信号データＤ４及び確定信号データＤ５におけるカギデータＸ３２及びＸ３３それぞれの比較処理を行う。図７で示す例の場合、「カギデータＸ２＝Ｘ３２＝Ｘ３３」の関係にあり、カギデータ一致条件を満足するため、ＣＨ切替判定処理は良好と判定し、列無車上装置２は、無線周波数ＣＨをｆＡからｆＢに切り替える周波数切替処理を実行する。

図８は実施の形態１におけるＣＨ切替判定処理の結果例（その２）を示す説明図である。なお、実施の形態１における図７と同様の構成の部分については、同一符号を付与して説明を適宜省略する。

列無車上装置２はカギデータＸとは異なるカギデータＹを所有している。以下、説明の都合上、列無車上装置２が所有するカギデータＹをカギデータＹ２とする。

図８では、カギデータＸとは異なるカギデータＹ２を有する列無車上装置２が、線路３上の線区４Ａから線区４Ｂへ移動しており、ＣＨ切替予告用基地局３１から送信され、カギデータＸ３１を含む予告信号を受信し、ＣＨ切替確定用基地局３２から送信され、カギデータＸ３２を含む確定信号を受信した後、ＣＨ切替判定処理が実行される。図８で示す例の場合、「カギデータＹ２」と「カギデータＸ３２（＝Ｘ３３）」とは不一致となり、カギデータ一致条件を満足することができないため、ＣＨ切替判定処理は不良と判定し、列無車上装置２は、無線周波数ＣＨをｆＡから切り替えることなく、ＣＨ切替確定待機状態をキャンセルする。

図９は実施の形態１におけるＣＨ切替判定処理の結果例（その３）を示す説明図である。なお、実施の形態１における図７と同様の構成の部分については、同一符号を付与して説明を適宜省略する。ＣＨ切替確定用基地局３２はカギデータＸと異なるカギデータＹを記憶部３８内に有している。以下、説明の都合上、ＣＨ切替確定用基地局３２が所有するカギデータＹをカギデータＹ３２とする。

図９では、カギデータＸ２を有する列無車上装置２が線区４Ａから線区４Ｂへ移動しており、ＣＨ切替予告用基地局３１から送信され、カギデータＸ３１を含む予告信号を受信し、ＣＨ切替確定用基地局３２から送信され、カギデータＹ３２を含む確定信号を受信した後、ＣＨ切替判定処理が実行される。図９で示す例の場合、「カギデータＸ２」と「カギデータＹ３２」とは不一致となり、カギデータ一致条件を満足することができないため、ＣＨ切替判定処理は不良と判断し、列無車上装置２は、無線周波数ＣＨをｆＡから切り替えることなく、ＣＨ切替確定待機状態をキャンセルする。

なお、図７〜図９で示した例では、ＣＨ切替判定処理が実行される場合の結果例を示したが、ＣＨ切替判定処理を実行することなく、ＣＨ切替確定待機状態からの時間制約を課しても良い。

例えば、列無車上装置２は、ＣＨ切替確定待機状態（図３のステップＳ５）となってから、一定時間以内にＣＨ切替判定処理による判定結果が得られなかった場合、確定信号の受信及びその後のＣＨ切替判定処理を実行することなく、ＣＨ切替確定待機状態をキャンセルするようにしても良い。

列無車上装置２は、無線周波数ＣＨを無線周波数ｆＡから無線周波数ｆＢに切り替えた後は、基地局１１Ａとの無線通信は行わず、無線周波数ｆＢにより基地局１１Ｂとの無線通信を開始する。

なお、周波数切替処理の完了まで、列無車上装置２は無線周波数ｆＡによる基地局１１Ａとの無線通信を継続する。

通常基地局である基地局１１Ａ及び１１ＢとＣＨ切替用基地局であるＣＨ切替予告用基地局３１及びＣＨ切替確定用基地局３２は、フレームの使用領域を分割し、互いの未使用領域を使用することにより、電波干渉が発生しないようにされている。

図１０は通常基地局及びＣＨ切替用基地局におけるフレーム使用例を示す説明図である。

同図に示すように、通常基地局である基地局１１Ａ，１１Ｂでは識別可能なフレームＦＭ０〜ＦＭＸ（複数フレーム）のうち、フレームＦＭ１を使用せず、それ以外のフレームＦＭ０，フレームＦＭ２〜ＦＭＸを使用フレームとして通常のデータ通信を行っている。一方、ＣＨ切替基地局であるＣＨ切替予告用基地局３１及びＣＨ切替確定用基地局３２は、フレームＦＭ１のみを使用フレームとし、予告信号及び確定信号によるデータ通信を行っている。このため、通常基地局１１Ａ，１１ＢとＣＨ切替用基地局３１，３２では、同時に電波を輻射することはなく、干渉の影響を考慮する必要はない。

上記のように，実施の形態１の無線通信システムでは、ＣＨ切替予告用基地局３１及びＣＨ切替確定用基地局３２との無線通信を行うことにより、運転士の手による無線周波数ＣＨ切替動作を不要としており、運転士の負荷を低減している。

また、無線周波数ＣＨの切替動作を自動化することにより、無線周波数ＣＨ切替漏れや無線周波数ＣＨの切替間違いなどの人為的ミスを防ぐことができる。

また、ＣＨ切替予告用基地局３１による予告信号とＣＨ切替確定用基地局３２による確定信号とを使用し、列無車上装置２により予告信号及び確定信号それぞれ単独の受信判定処理を実行させることにより、ＣＨ切替報知信号（予告信号，確定信号）の誤受信による誤ったＣＨ切替が実行される可能性を小さくすることが可能となる。

また、データ内容の一致等のＣＨ切替報知信号（予告信号，確定信号）の相互関係に設けた条件に基づくＣＨ切替判定処理を行うことにより、ＣＨ切替報知信号の誤受信による誤ったＣＨ切替の可能性をより一層小さくすることが可能である。

また、列無車上装置２とＣＨ切替報知信号（予告信号，確定信号）の相互関係に設けた、カギデータ一致条件に基づくＣＨ切替判定処理を行うことにより、ＣＨ切替報知信号の誤受信による誤ったＣＨ切替の可能性を大幅に小さくすることが可能である。

また、列無車上装置２に固有のカギデータＤ２を持たせて、列無車上装置２とＣＨ切替報知信号の相互関係に設けたＣＨ切替判定処理を行うことができるため、同じ線路３を走行する複数の列車に対し異なるカギデータＤ２を設定することにより、同じ線路３を走行する複数の列車間で別々の周波数ＣＨ設定を行うことが可能である。

また、ＣＨ切替用基地局３１，３２の無線周波数を通常基地局１１Ａ.１１Ｂと同一とすることで、周波数の有効利用を図ることができる。

また、ＣＨ切替用基地局３１，３２と通常基地局１１Ａ，１１Ｂとが、無線通信フレームを互いの未使用領域を使用することにより、通常の基地局と通信を継続したまま、互いの干渉を受けることなく、無線周波数ＣＨ切替を実施可能である。

このように、実施の形態１の無線通信システムにおいて、列車１の列無車上装置２（移動局）は、ＣＨ切替予告用基地局３１及びＣＨ切替確定用基地局３２からの予告信号及び確定信号を正規の予告確定受信条件を満足する態様で受信した場合、はじめて無線通信の周波数を切り替える周波数切替処理を実行している。

そして、正規の予告確定受信条件として、記憶部２４内のカギデータ（移動局検証データ）とＣＨ切替予告用基地局３１及びＣＨ切替確定用基地局３２内のカギデータ（予告検証データ及び確定検証データ）それぞれとが一致するカギデータ一致条件を含んでいる。

したがって、実施の形態１の無線通信システムは、上記カギデータ一致条件の満足の有無によって、予告信号及び確定信号が本来受信すべき信号であるか否かの良否を正確に認識することができる。このため、列無車上装置２が本来受信すべきでない予告信号及び確定信号に相当する擬似信号を本来受信すべき信号と判定してしまう誤受信を確実に回避することにより、常に正確な周波数切り替え処理（無線周波数ＣＨの切り替え処理）を自動的に行うことができる。

さらに、正規の予告確定受信条件として、予告信号単独の受信条件及び確定信号単独の受信条件（例えば、図４のステップＳ３２〜Ｓ３４，Ｓ３６及びＳ３７で示す処理内容）をさらに含めることにより、より精度の高い周波数切り替え処理を行うことができる。

加えて、正規の予告確定受信条件として、受信内容条件（例えば、図５のステップＳ９２の処理）及び受信時間間隔条件（図５のステップＳ９３の処理）をさらに含めることにより、より精度の高い周波数切り替え処理を行うことができる。

また、基地局１１Ａ，列無車上装置２間で行う通常の送受信信号と、ＣＨ切替予告用基地局３１及びＣＨ切替確定用基地局３２からの予告信号及び確定信号とは、フレームＦＭ１〜ＦＭＸ（複数フレーム）内で互いに重複することなく使用フレーム割り当てられるため、予告信号及び確定信号によって列無車上装置２と基地局１１Ａとの無線通信に影響を与えることなく、周波数切替処理を自動的に行うことができる。

（変形例）
図５のステップＳ９４におけるカギデータ一致条件において、予告信号におけるカギデータを重視した以下の対応も変形例として考えられる。

列無車上装置２は上述したように記憶部２４にカギデータＤ２を保持している。予告信号を受信時に予告信号用のカギデータを認識する。カギデータＤ２と予告信号用のカギデータとが不一致の場合、予告信号用のカギデータの内容にカギデータＤ２が書き換えられる。そして、カギデータＤ２（予告信号用のカギデータ）と確定信号用のカギデータとが一致することをカギデータ一致条件とする。

その後、確定信号の受信時に確定信号用のカギデータを認識し、カギデータＤ２と確定信号用のカギデータとの一致／不一致によって、ＣＨ切替判定処理の良否を判定する。

このように、ステップＳ９４における処理を、予告信号におけるカギデータを重視した対応として実行することもできる。

＜実施の形態２＞
実施の形態１では、線路３上の線区４Ａから線区４Ｂとの境界付近に、ＣＨ切替予告用基地局３１とＣＨ切替確定用基地局３２とを配置し、無線周波数ＣＨの切替を自動的に行う方法を示した。実施の形態２では、線区４Ｂの始点付近にＣＨ切替強制用基地局３３をさらに設置することで、（無線）周波数ＣＨ切替漏れを回避する、無線通信システムを実現している。

ＣＨ切替予告用基地局３１あるいはＣＨ切替確定用基地局３２の故障などが原因で予告信号あるいは確定信号を受信することができなかった場合や、予告信号あるいは確定信号を受信しても移動体である列車１が混合通信エリア５Ｃ内で長時間停止して制限時間を経過してタイムアウトするなど、一定の条件を満たさなかった場合に周波数ＣＨ切替漏れが発生する。実施の形態２では、上述した周波数ＣＨ切替漏れが発生した場合においても、「ＣＨ切替報知信号(強制)」（以下、「強制信号」と略記する場合あり）による周波数ＣＨ切替を自動的に行うようにしている。

図１１は、この発明の実施の形態２である無線通信システム（列車無線システム）の全体構成を示す説明図である。実施の形態２では、実施の形態１の構成に加え、強制信号を用いた無線周波数ＣＨ切替方式をさらに採用している。

なお、実施の形態２における無線通信システムの構成のうち、図１で示した実施の形態１の無線通信システムと同一の構成の部分については、同一符号を付与し適宜説明を省略する。

同図に示すように、実施の形態２の無線通信システムは、実施の形態１の無線通信システムの構成に加え、線路３上の線区４Ｂ始点付近において無線周波数ｆＡで強制信号を送信するＣＨ切替強制用基地局３３（強制信号用基地局）をさらに有して構成される。

列無車上装置２は、ＣＨ切替強制用基地局３３からの強制信号を受信し強制信号受信判定処理を行う。そして、強制信号の内容に基づく強制信号用のＣＨ切替判定処理を行い、良好（ＯＫ）の場合、無線周波数ＣＨを切り替える周波数切替処理を実行する。

強制信号受信判定処理とは、実施の形態１で説明した予告信号受信判定処理（確定信号受信判定処理）と同様、強制信号が本来受信すべきものであるかどうかを判定する処理である。

強制信号用のＣＨ切替判定処理とは、列無車上装置２と強制信号と予告信号と確定信号との間の相互関係に設けた条件から、ＣＨ切替の妥当性を判断する処理である。

次に、図１１を参照して、列車１が線路３上の線区４Ａから線区４Ｂの方向に走行している場合の動作について説明する。実施の形態２では、本来、ＣＨ切替報知信号(予告信号，確定信号)により、周波数ＣＨ切替が行われるはずだったが、前述の通り、周波数ＣＨ切替漏れが発生していることを前提として説明する。

周波数ＣＨ切替漏れが発生した状態で列車１が進行し、線区４Ａで定められている無線周波数ｆＡの設定のまま、線区Ａと線区４Ｂの境界である混合通信エリア５Ｃを通過し、線区４ＢのＣＨ切替強制用基地局３３の電波受信エリアである通信エリア５Ｂ内に進んだとする。このとき、列車１の列無車上装置２は、線区４Ｂの通信エリア５３において、無線周波数ｆＡでＣＨ切替強制用基地局３３から送信される強制信号を受信する。

強制信号を受信した列無車上装置２は、受信した強制信号が本来受信すべきものであるかどうかを判定する強制信号受信判定処理を行う。強制信号受信判定処理における判定条件は、予告信号（確定信号）と同様、ＣＨ切替強制用基地局３３からの通信状況などの条件（例えば、図４のステップＳ３２〜Ｓ３４，Ｓ３６及びＳ３７で示す条件）である。

列無車上装置２は強制信号受信判定処理により強制信号が受信良好と判定すると、ＣＨ切替が妥当かどうかを判断する強制信号用のＣＨ切替判定処理を実行する。

ＣＨ切替判定処理の判定条件としては、例えば、実施の形態１と同様に、列無車上装置２及び、強制信号にカギデータを持たせ、両者のカギデータが一致するという、カギデータ一致条件を設定する等が考えられる。この場合、両者のカギデータが一致した場合、強制信号の指示内容に基づき列無車上装置２は無線周波数ＣＨを切り替える無は周波数切替処理を実行する。

また、ＣＨ切替判定処理用の他の判定条件として、強制信号と予告信号及び確定信号との間の相互関係に設けた条件により、ＣＨ切替が妥当かどうかを判断してもよい。相互関係に設けた条件として、予告信号と確定信号の受信履歴、受信順序、あるいは受信時間の差異等の予め定めた条件等が該当する。例えば、予告信号受信判定処理は良好で予告信号は受信できていたが、確定信号受信判定処理は不良で確定信号を受信できなかった状態である予告・確定受信状況条件を判定条件とすることが考えられる。このような予告・確定受信状況条件を満足するとき、強制信号を有効とし、強制信号に基づく無線周波数ＣＨの切替処理が自動的に実行することにより、ＣＨ切替漏れを解消し、正しい無線周波数ＣＨに切り替えることができる。

このように、実施の形態２では、強制信号受信判定処理における判定条件及びＣＨ切替判定処理における判定条件を強制信号に対する正規の強制受信条件として課している。

上記のように、実施の形態２の無線通信システムは、列無車上装置２がＣＨ切替強制用基地局３３と強制信号の無線通信を行うことにより、無線周波数ＣＨ切替漏れを防止することが可能となる。

また、無線周波数ＣＨ切替動作を自動化することで、運転士の負荷を低減し、人為的に発生するミスを防ぐことが可能である。

このように、実施の形態２の無線通信システムは、ＣＨ切替強制用基地局３３を備え、列無車上装置２にＣＨ切替強制用基地局３３からの強制信号に対応する処理（正規の強制受信条件を課して実行される強制信号受信判定処理及びＣＨ切替判定処理）を実行させることにより、何らかの原因で、本来行うべき周波数切替処理が実行されなかった場合でも、強制信号によって列無車上装置２（移動局）に周波数切り替え処理を確実に行わせることができる。

なお、強制信号に対応する処理として、強制信号受信判定処理のみを採用し、ＣＨ切替判定処理を省略しても、上記効果を達成することができる。

さらに、実施の形態２の無線通信システムは、強制信号用のＣＨ切替判定処理の判定条件（正規の強制受信条件）として、予告信号が正常に受信され、かつ、確定信号が正常に受信されなかった予告・確定受信状況条件を設定することができる。

実施の形態２は上記予告・確定受信状況条件を設定することにより、予告信号が受信され、かつ、確定信号が受信されなかった場合には、強制信号によって列無車上装置２に無線周波数ＣＨの切り替え処理を自動的に行わせることができる。

＜実施の形態３＞
実施の形態１では、線路３上の線区４Ａから線区４Ｂとの境界となる混合通信エリア５Ｃでの通信を実現すべく、ＣＨ切替予告用基地局３１とＣＨ切替確定用基地局３２とを配置し、無線周波数ＣＨ切替を自動的に行う無線通信システムを示した。また、実施の形態２では、混合通信エリア５Ｃを通過した線区４Ｂの通信エリア５３での通信を実現すべく、ＣＨ切替強制用基地局３３をさらに配置し、無線周波数ＣＨ切替漏れを防ぐ無線通信システムを示した。

実施の形態３では、実施の形態２の構成に加え、無線周波数ＣＨ切替を不要としたい路線上にＣＨ誤切替防止用基地局３４を配置し、予告信号及び確定信号の誤受信、無線周波数ＣＨの誤切替を防ぐ無線通信システムを実現している。

ＣＨ切替予告用基地局３１あるいはＣＨ切替確定用基地局３２の故障や周囲の環境などに因っては、本来受信する必要のない擬似予告信号あるいは擬似確定信号を受信してしまう可能性がある。そこで、実施の形態３では、ＣＨ誤切替防止用基地局３４（誤切替防止用基地局）を設置し、ＣＨ切替予告用基地局３１及びＣＨ切替確定用基地局３２と同一周波数、同一タイミングにて「ＣＨ切替報知信号(誤切替防止：確定)」（以下、単に「誤切替防止信号」と略記する場合あり）を送信することにより、擬似予告信号及び擬似確定信号の誤受信、無線周波数ＣＨの誤切替を回避している。

図１２はこの発明の実施の形態３の無線通信システム（列車無線システム）の全体構成（第１の態様）を示す説明図である。実施の形態３では、前述したように、誤切替防止信号を用いた無線周波数ＣＨ切替方式を採用している。なお、実施の形態３の無線通信システムの構成のうち、図１１で示した実施の形態２の無線通信システムと同一の構成の部分については、同一符号を付与して適宜説明を省略する。

図１２に示すように、線路３は中途で２つの線路３Ｘ及び線路３Ｂに分岐している。分岐するまでの線路３の線区が線区４Ａ１となり、線路３Ｘ上の線区が線区４Ａ２、線路３Ｂ上の線区が線区４Ｂに分類される。そして、線区４Ａ１及び線区４Ａ２用に基地局１１Ｃが配置され、基地局１１Ｃによる通信エリア５Ａ１及び５Ａ２が線区４Ａ１及び４Ａ２をカバーしている。

実施の形態３の無線通信システムは、通信エリア５Ａ２内、及びその近傍が通信エリア５４となるように、無線周波数ｆＡで誤切替防止信号を送信するＣＨ誤切替防止用基地局３４をさらに配置している。

ＣＨ誤切替防止用基地局３４は、ＣＨ切替予告用基地局３１及びＣＨ切替確定用基地局３２それぞれと同一周波数、同一タイミングにて誤切替防止信号を送信する。このように、予告信号及び確定信号と誤切替防止信号とは、同一周波数、同一タイミングで送信されているため、干渉し互いに妨害波となる。なお、図１０に示すように、複数フレームを用いて通信を行う場合、誤切替防止信号、予告信号及び確定信号は同一のフレーム（例えば、フレームＦＭ１）を使用することになる。

ここで、誤切替防止信号の受信判定の条件として、受信性能であるＤ/Ｕ(希望信号と不要信号の比)に閾値を設定する。一方、受信するべきでない擬似予告信号及び擬似確定信号は、誤切替防止信号と比較して無視できるように受信判定の条件を設定することで、不要な擬似信号による誤切替を防ぐことが可能である。

また、線路３Ｘ上を走行する列車１の列無車上装置２が、擬似予告信号を誤受信したとしても、さらに、擬似確定信号を受信し、確定信号受信判定処理及びＣＨ切替判定処理を満足して無線周波数ＣＨ切替が実施される前に、誤切替防止信号を受信すれば、ＣＨ切替確定待機状態をキャンセルし、誤切替を防止することができる。

以下、図１２を参照して、列車１が線路３（線区４Ａ１）から線路３Ｘ（延伸線区である線区４Ａ２）の方向に向けて走行している場合の動作を説明する。線区４Ａ１から線区４Ａ２への渡りにおいては、無線周波数ＣＨの切替は不要である。ここで、線路３Ｂ上の線区４Ｂの周波数予告データを含んだ予告信号の通信エリア５１及び線区４Ｂの周波数確定データを含んだ確定信号の通信エリア５２の少なくとも一部が、線路３上の線区４Ａ２に及んでいる場合を前提とする。この場合、線路３Ｘ上の線区４Ａ２に在線している列車１にとってＣＨ切替確定用基地局３２からの確定信号は、本来受信すべきでない擬似確定信号となる。

線区４Ａ２の通信エリア５１にて、予告信号を受信し予告信号受信判定処理が良好と判定した場合、一定時間、ＣＨ切替確定用基地局３２からの確定信号を待機する周波数切替確定待機状態（図３のステップＳ５）になる。

次に、図１２において列車１がさらに線区４Ａ２を進行方向に進み、無線周波数ｆＡで確定信号を送信するＣＨ切替確定用基地局３２の通信エリア５２に入ってしまったとする。しかし、このとき、同時に、ＣＨ誤切替防止用基地局３４より無線周波数ｆＡで誤切替防止信号が送信され、誤切替防止信号の通信エリア５４を、通信エリア５２に重なるように、ＣＨ誤切替防止用基地局３４を置局設計していたとする。

この場合、ＣＨ切替確定用基地局３２からの確定信号は本来受信すべきでない擬似確定信号であり、誤切替防止信号は受信すべき信号となる。ここで、同一周波数ｆＡ、同一タイミングで送信される確定信号と誤切替防止信号との干渉が起こり、互いに妨害波となる。ここで、擬似確定信号は誤切替防止信号と比べて十分無視できるように、確定信号受信判定処理における受信判定条件を設定することにより、ＣＨ切替確定用基地局３２からの確定信号の誤受信を防ぐことができる。

例えば、確定信号受信判定処理の受信判定条件として、受信信号Ｄ/Ｕが５.０[ｄＢ]以上であることを条件とする。図１２において、仮に、ＣＨ切替確定用基地局３２からの確定信号の受信電界強度を５.０[ｄＢμＶ]とし、ＣＨ誤切替防止用基地局３４からの誤切替防止信号の受信電界強度を２０[ｄＢμＶ]とすると、確定信号にとってのＤ/Ｕは−１５.０[ｄＢ]となり、確定信号受信判定処理において受信判定不良となり、確定信号の受信は無効となる。

図１３は実施の形態３における列車１の列車位置と受信信号のＤ／Ｕの関係の一例を示すグラフである。同図において、横軸は線路上の列車位置を表しており、縦軸は列車位置における各受信信号のＤ／Ｕを表している。図１３において、通信ポイントＰ５１は通信エリア５１の中心位置、通信ポイントＰ５２は通信エリア５２の中心位置に相当する。

図１３に示すように、横軸正の方向に列車１が走行するとＣＨ切替予告用基地局３１からの予告信号を受信する。このとき、予告信号のＤ/Ｕ値Ｌ１７が受信信号Ｄ/Ｕによる受信判定用の閾値ＴＨ２を超えた時点で予告信号受信判定処理が良好となる。なお、閾値ＴＨ２は閾値Ｄ１として記憶部２４に格納されている。

さらに、列車１が正の向きに進行すると、ＣＨ切替確定用基地局３２からの本来受信するべきでない確定信号を受信する。図１３の確定信号のＤ／Ｕ値Ｌ１９の点線部分は、確定信号の他に受信信号がない状態で得られる確定信号の理想Ｄ／Ｕであるとする。

さらに、列車１が進行するとＣＨ誤切替防止用基地局３４からの誤切替防止信号を受信し始める。誤切替防止信号」のＤ/Ｕ値Ｌ１８は本来受信するべきでない確定信号のＤ／Ｕ値Ｌ１９と比較して大きくなるように、ＣＨ誤切替防止用基地局３４の置局設計を行っていたとする。

この場合、誤切替防止信号は確定信号にとって妨害波となり、確定信号のＤ／Ｕ値Ｌ１９は点線のときよりも低下していく。すなわち、実線で示す実際の確定信号のＤ／Ｕ値Ｌ１９は、受信信号Ｄ／Ｕによる受信判定用の閾値ＴＨ２よりも小さくなるため、確定信号受信判定処理は受信不良と判定することになる。

図１４はこの発明の実施の形態３の無線通信システム（列車無線システム）の全体構成（第２の態様）を示す説明図である。同図に示すように、第２の態様では、列車１が線区４Ａ２を進行方向に進み、無線周波数ｆＡで確定信号を送信するＣＨ切替確定用基地局３２の通信エリア５２に入ってしまう前に、ＣＨ誤切替防止用基地局３４から送信される誤切替防止信号を通信エリア５４にて受信するようにしている。列無車上装置２は、誤切替防止信号を受信した場合、確定信号を待機する周波数切替確定待機状態を自動的にキャンセルする。

このように、第２の態様では、図１２で示した第１の態様と比較して、ＣＨ誤切替防止用基地局３４の通信エリア５４が、ＣＨ切替確定用基地局３２の通信エリア５２より線区４Ａ２の前方向に設けられている点が異なっている。

第２の態様の場合、列車１の列無車上装置２は、ＣＨ切替確定用基地局３２からの確定信号を受信する前段階において、線区４Ａ２上の通信エリア５４にてＣＨ誤切替防止用基地局３４からの誤切替防止信号を受信するようにしている。

したがって、その後、列車１がさらに線区４Ａ２を進行方向に進むと、無線周波数ｆＡでＣＨ切替確定用基地局３２から送信される確定信号を受信する。しかし、すでに誤切替防止信号を受信しており、周波数切替確定待機状態を自動的にキャンセルし、予告信号をキャンセルすることができるため、新たに受信した確定信号も破棄することができる。

上述したように、実施の形態３の無線通信システム（第１及び第２の態様）は、誤切替防止信号を送信するＣＨ誤切替防止用基地局３４をさらに設置することにより、本来受信不要であるＣＨ切替予告用基地局３１からの予告信号、あるいはＣＨ切替確定用基地局３２からの確定信号の誤受信を効果的に回避することができる。

また、実施の形態３の第２の態様では、仮に予告信号を受信しても、列車１の進行方向において通信エリア５４を通信エリア５２の前方に設定することにより、確定信号の受信に先がけて、誤切替防止信号を受信できるようにしている。したがって、第２の態様では、誤切替防振信号を受信することができれば、ＣＨ切替確定待機状態をキャンセルして、確定信号の受信前に確定信号を無効にできるため、無線周波数ＣＨの誤切替防止を確実に行うことができる。

上記のように、実施の形態３の無線通信システムの第１及び第２の態様における誤切替防止信号、予告信号及び確定信号は同一周波数に設定され、誤切替防止信号は予告信号及び確定信号と同一タイミングで送信される。

したがって、実施の形態３の無線通信システムでは、ＣＨ誤切替防止用基地局３４から送信される誤切替防止信号によって、本来受信すべきでない予告信号及び確定信号が誤って列車１の列無車上装置２に受信される現象を効果的に回避することができる効果を奏する。

＜その他＞
列無車上装置２の送受信部２２並びに制御部２３のデータ処理部２３１，受信判定部２３２、及びＣＨ切替判定部２３３は、例えば、ソフトウェアに基づくＣＰＵを用いたプログラム処理によって実行される。記憶部２４は、例えば、ＨＤＤ、ＤＶＤ、メモリなどによって構成される。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。

１ 列車、２ 列無車上装置、１１Ａ〜１１Ｃ 基地局、２２ 送受信部、２３ 制御部、２４ 記憶部、３１ ＣＨ切替予告用基地局、３２ ＣＨ切替確定用基地局、３３ ＣＨ切替強制用基地局、３４ ＣＨ誤切替防止用基地局、２３１ データ処理部、２３２ 受信判定部、２３３ ＣＨ切替判定部。

Claims (7)

1. 移動体上の移動局と複数の基地局との間で無線通信を行う無線通信システムであって、
   前記複数の基地局は、予告信号及び確定信号を送信する予告信号用基地局及び確定信号用基地局を含み、
   前記移動局は前記予告信号及び前記確定信号を正規の予告確定受信条件を満足する態様で受信した場合、前記無線通信の周波数を切り替える周波数切替処理を実行し、
   前記移動局は移動局検証データを有し、前記予告信号は予告検証データを含み、前記確定信号は確定検証データを含み、
   前記正規の予告確定受信条件は、
   前記移動局検証データと前記予告検証データ及び前記確定検証データそれぞれとが一致する検証データ一致条件を含む、
   無線通信システム。
2. 請求項１記載の無線通信システムであって、
   前記正規の予告確定受信条件は、
   前記予告信号単独の受信条件、及び前記確定信号単独の受信条件をさらに含む、
   無線通信システム。
3. 請求項１または請求項２記載の無線通信システムであって、
   前記正規の予告確定受信条件は、
   前記予告信号，前記確定信号間における受信内容条件、及び
   前記確定信号，前記確定信号間における受信時間間隔条件をさらに含む、
   無線通信システム。
4. 請求項１から請求項３のうち、いずれか１項に記載の無線通信システムであって、
   前記無線通信は複数フレーム単位に実行され、
   前記複数の基地局は、前記移動局と通常の送受信信号の送受信を行う通常の基地局をさらに含み、
   前記送受信信号と前記予告信号及び前記確定信号とは前記複数フレーム内で互いに重複することなく使用フレームが割り当てられる、
   無線通信システム。
5. 請求項１から請求項４のうち、いずれか１項に記載の無線通信システムであって、
   前記複数の基地局は、強制信号を送信する強制信号用基地局をさらに含み、
   前記移動局は前記強制信号を正規の強制受信条件を満足する態様で受信した場合、前記周波数切替処理を実行し、
   前記正規の強制受信条件は、前記確定信号単独の受信条件を含む、
   無線通信システム。
6. 請求項５記載の無線通信システムであって、
   前記正規の強制受信条件は、
   前記予告信号が正常に受信され、かつ、前記確定信号が正常に受信されなかった予告・確定受信状況条件をさらに含む、
   無線通信システム。
7. 請求項１から請求項６のうち、いずれか１項に記載の無線通信システムであって、
   前記複数の基地局は、誤切替防止信号を送信する誤切替防止用基地局をさらに含み、
   前記誤切替防止信号は、前記予告信号及び前記確定信号と同一周波数に設定され、かつ、前記予告信号及び前記確定信号と同一タイミングで送信される、
   無線通信システム。

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