JP2019186789A

JP2019186789A - 無線通信システム

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Publication number: JP2019186789A
Application number: JP2018076879A
Authority: JP
Inventors: 真範伊藤; Masanori Ito
Original assignee: Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd
Priority date: 2018-04-12
Filing date: 2018-04-12
Publication date: 2019-10-24

Abstract

【課題】移動経路上で基地局の規定された通信エリア内に移動局が存在するか否かを移動局及び基地局の双方で適確に判断できる無線通信システムを提供する。【解決手段】無線通信システムの列車４１に搭載される移動局３１の情報処理装置３５は、線路軌道上に設置される予め設定された基地局１１の通話エリアＥへの進入を認識すると、自局の操作盤３６に備えられる表示部３６ａへ進入情報を表示（通話エリア進入表示）する。そして、装置３５は、無線機３２の送受信アンテナからトーン生成装置３３で生成された進入トーンを基地局１１へ送信する。基地局１１では、無線機１２を介してトーン検出装置１３が進入トーンを検出すると、情報処理装置１４によって、付設接続される操作盤１５に備えられる表示部１５ａへ在線の進入情報を表示（基地局通話エリア在線表示）する。【選択図】図１

Description

本発明は、移動経路に設置される基地局と、移動体に搭載された移動局との間で無線通信する無線通信システムに関する。

従来、移動体無線通信分野の無線通信システムでは、移動経路に設置され、規定された通信エリア内で電波発信する基地局から、移動体の移動局を呼び出す際、基地局から移動局に呼び出しを行っている。そして、移動局が自局の通信エリア内に存在するか否かを確認してから通話等の無線通信を行っている。移動局は、通常基地局の通信エリアの情報を管理しておらず、自局が基地局の通信エリア内にあるか否かを正確に確認することができない。

このような不便を解消するため、移動体の移動局から移動経路に設置された位置検出器に位置情報を通知する技術が提案されている。しかしながら、この場合には、移動経路全体にわたって位置検出器を設置する必要があり、位置検出器の設置数が膨大になってしまうという問題がある。また、移動経路付近に位置検出器の設置スペースを確保する必要がある。しかしながら、設置環境によっては、必ずしも、そうした設置スペースを確保できないという問題もある。更に、移動経路が延伸、移設されると、その都度、位置検出器を増設、或いは、移設する必要があり、コスト高を招いてしまうという問題もある。

そこで、移動体の移動経路付近に位置検出器を設置することなく、地上制御装置が適切なタイミングでハンドオーバー先の基地局の無線リソースを割り当てる無線通信システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−１６８７３０号公報

特許文献１の技術では、移動体に備えられた移動局がＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）衛星からの信号に基づいて、特定された移動体の位置情報を、移動経路に沿って配置された基地局を介して地上制御装置に送信する。そして、地上制御装置は、受信した移動体の位置情報に基づいて、ハンドオーバー先の基地局の無線チャネルを移動局に割り当てるようにしている。

係る構成では、移動局側での通信可能な相手となる基地局の選定に便宜が図られる。しかしながら、基地局及び移動局の間で通信相手を呼び出す際、呼出しの応答があるまでは、移動局が基地局の通信エリア内に存在するか否かを認識できないという問題がある。

また、移動経路に設置される基地局に規定される通信エリアが広く、基地局が複数設置される場合には、基地局同士の電界エリアが干渉し、移動局との間で通信できなくなってしまう虞がある。こうした場合でも、通信可能とするためには、移動局が何れの基地局の通信エリアに存在するかを判断し、選択した基地局のみを通信相手として、呼び出しの送信を行い、通話等で判断する必要がある。即ち、移動局では、自局が何れの基地局の規定された通信エリア内に存在するか否かを正確に判断できないという問題がある。

本発明は、このような問題点を解決すべくなされたもので、移動経路上で基地局の規定された通信エリア内に移動局が存在するか否かを移動局と基地局との双方で適確に判断できる無線通信システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の無線通信システムは、移動経路上に固定設置され、規定された通信エリア内で無線通信機能を有する基地局と、移動体に搭載され、基地局との間で無線通信機能を有する移動局と、を備えた無線通信システムにおいて、移動局は、取得した自局の位置情報と、予め設定された基地局の通信エリアの情報と、に基づいて、通信エリアに対して自局が進入したことを認識した場合には進入情報を生成して基地局へ送信し、通信エリアから離脱したことを認識した場合には離脱情報を生成して基地局へ送信し、基地局は、進入情報を取得してから離脱情報を取得するまでの間、進入情報及び離脱情報の送信元である移動局が自局の通信エリア内に存在しており、無線通信可能であると判断する。

本発明によれば、上記構成により、移動経路上で基地局の規定された通信エリア内に移動局が存在するか否かを移動局と基地局との双方で適確に判断できるようになる。

本発明の実施の形態１に係る無線通信システムを、線路軌道上を走行する列車に適用した場合の一例に係る基本構成を示す系統図である。図１に示す無線通信システムの列車に搭載される移動局に備えられるトーン生成装置で生成される列車情報に対する位置情報に応じた進入トーンと離脱トーンとを例示した図である。図１に示す無線通信システムの列車に搭載される移動局における信号処理の動作を示すフローチャートである。図１に示す無線通信システムの線路軌道上に設置される基地局における信号処理の動作を示すフローチャートである。本発明の実施の形態２に係る無線通信システムを、線路軌道上を走行する列車に適用した場合の他例に係る基本構成を示す系統図である。図５に示す無線通信システムの列車に搭載される移動局に備えられるトーン生成装置で生成される列車情報に対する位置情報に応じた進入トーンと離脱トーンとを例示した図である。図５に示す無線通信システムの線路軌道上に設置される一方の基地局における信号処理の動作を示すフローチャートである。図５に示す無線通信システムの線路軌道上に設置される他方の基地局における信号処理の動作を示すフローチャートである。

以下、本発明の無線通信システムに係る幾つかの実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

最初に、本発明の無線通信システムについて、移動体無線通信機能の概要について、説明する。本発明の無線通信システムは、移動経路上に固定設置され、規定された通信エリア内で無線通信機能を有する基地局と、移動体に搭載され、基地局との間で無線通信機能を有する移動局と、を備える。

移動局は、ＧＰＳから取得した自局の位置情報と、予め設定された基地局の通信エリアの情報と、に基づいて、通信エリアに対して自局が進入したことを認識した場合、進入情報を生成して基地局へ送信する。また、移動局は、通信エリアから離脱したことを認識した場合、離脱情報を生成して基地局へ送信する。そこで、基地局は、進入情報を取得してから離脱情報を取得するまでの間、進入情報及び離脱情報の送信元である移動局が自局の通信エリア内に存在しており、無線通信可能であると判断する。

このような機能構成とすれば、移動経路上で基地局の規定された通信エリア内に移動局が存在するか否かを移動局と基地局との双方で適確に判断することができる。尚、基地局は、自局の通信エリア内に存在する移動局を識別表示する表示機能を有することが好ましい。

ところで、基地局については、第１通信エリア内で無線通信機能を有する第１基地局と、第１通信エリアと一部が重複する重複エリアを有する第２通信エリア内で無線通信機能を有する第２基地局と、を含む場合を想定できる。

こうした場合、移動局は、進入情報として、第１通信エリアに対する進入時の第１進入情報、離脱時の第１離脱情報を生成すると共に、第２通信エリアに対する進入時の第２進入情報、離脱時の第２離脱情報を生成する。移動局が第１通信エリアから重複エリアを経由して第２通信エリアに進入する場合、第１基地局と第２基地局とが重複エリアで移動局に同時に無線通信を行うことを回避することが望ましい。その理由は、基地局同士の電界エリアが干渉する条件下を回避して、移動局及び基地局との間で支障なく無線通信を行わせるためである。

このため、第１基地局は、移動局が第１通信エリア内に存在しており、無線通信可能であると判断している際、第２進入情報を取得すると、移動局との無線送信機能を中断するようにすれば良い。また、第２基地局は、第２進入情報を取得すると、移動局との無線送信機能を起動するようにすれば良い。

以下は、係る無線通信システムについて、移動経路上を線路軌道上とし、通信エリアを通話エリアとし、移動体を列車とした場合の幾つかの具体的な実施の形態について、説明する。但し、進入情報については、進入トーンを生成し、離脱情報については、離脱トーンを生成するものとする。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る無線通信システムを、線路軌道上を走行する列車４１に適用した場合の一例に係る基本構成を示す系統図である。

図１を参照すれば、この無線通信システムは、上り線ＬＲ及び下り線ＬＤを含む線路軌道経路上に設置され、規定された通話エリアＥ内で無線通信機能を持つ１系統の基地局１１を備える。このため、基地局１１には、送受信アンテナを有する無線機１２が備えられる。また、基地局１１には、表示部１５ａを有する操作部としての操作盤１５が接続される。その他、この無線通信システムは、移動体としての列車４１に搭載され、基地局１１との間で無線通信機能を持つ移動局３１を備える。このため、移動局３１には、送受信アンテナを有する無線機３２が備えられる。また、移動局３１には、ＧＰＳからの自局の位置情報を示すＧＰＳ信号を受信するためのＧＰＳ受信機３４が備えられる。

更に、移動局３１は、ＧＰＳ受信機３４以外に、情報処理装置３５、表示部３６ａを有する操作盤３６、トーン生成装置３３を備える。情報処理装置３５は、ＧＰＳ受信機３４でＧＰＳから取得したＧＰＳ信号に示される自局の位置情報と、予め設定された基地局１１の通話エリアＥの情報と、に基づいて、通話エリアＥに対する進入・離脱を認識する。トーン生成装置３３は、情報処理装置３５の生成指示に従って、進入情報としての進入トーンと離脱情報としての離脱トーンとを生成する。

即ち、移動局３１の情報処理装置３５は、通話エリアＥに対する進入・離脱を認識すると、操作盤３６を介してトーン生成装置３３に対し、進入トーンと離脱トーンとの生成指示を行う。因みに、情報処理装置３５は、自局の位置情報と通話エリアＥの情報とを比較した結果、自局の位置情報が通話エリアＥの情報に含まれると認識した時点で、通話エリアＥ内であると判断する。生成指示を受けたトーン生成装置３３は、進入トーンと離脱トーンとを生成し、無線機３２へ出力する。無線機３２は、基地局１１へ進入トーンと離脱トーンとを送信する。このとき、情報処理装置３５は、進入の認識時に付設される操作盤３６に備えられる表示部３６ａに対して、通話エリア進入表示を表示する。

具体的に云えば、列車４１の走行方向が右側向きの矢印で示す下り線ＬＤであれば、通話エリアＥの左端が基地局進入トーンＴ_ＥＮとなり、通話エリアＥの右端が基地局離脱トーンＴ_ＷＩとなる。これとは、反対に列車４１の走行方向が左側向きの矢印に示す上り線ＬＲであれば、通話エリアＥの右端が基地局進入トーンＴ_ＥＮとなり、通話エリアＥの左端が基地局離脱トーンＴ_ＷＩとなる。そこで、トーン生成装置３３は、これらの関係を区別できるように進入トーンと離脱トーンとを生成する必要がある。

図２は、移動局３１のトーン生成装置３３で生成される列車情報に対する位置情報に応じた進入トーンと離脱トーンとを例示した図である。

図２を参照すれば、列車情報が下り列車４１の場合には、基地局通話エリア下り線端であれば、移動局３１からトーン生成装置３３で生成した基地局進入トーンＴ_ＥＮを送出することになる。また、基地局通話エリア上り線端であれば、移動局３１からトーン生成装置３３で生成した基地局離脱トーンＴ_ＷＩを送出することになる。これに対し、列車情報が上り列車４１の場合には、基地局通話エリア下り線端であれば、移動局３１からトーン生成装置３３で生成した基地局離脱トーンＴ_ＷＩを送出することになる。また、基地局通話エリア上り線端であれば、移動局３１からトーン生成装置３３で生成した基地局進入トーンＴ_ＥＮを送出することになる。

基地局１１は、無線機１２の他、情報検出装置としてのトーン検出装置１３、及び情報処理装置１４を備える。無線機１２は、移動局３１から送信される下り線ＬＤ、上り線ＬＲの基地局進入トーンＴ_ＥＮと基地局離脱トーンＴ_ＷＩとを無線機１２で受信する。トーン検出装置１３は、無線機１２で受信された下り線ＬＤ、上り線ＬＲの基地局進入トーンＴ_ＥＮと基地局離脱トーンＴ_ＷＩとを検出する。情報処理装置１４は、トーン検出装置１３で検出された下り線ＬＤ、上り線ＬＲの基地局進入トーンＴ_ＥＮの検出時に付設接続される操作盤１５に備えられる表示部１５ａへ進入情報に係る基地局通話エリア在線表示を行う。このような機能構成によれば、線路軌道経路上で基地局１１の規定された通話エリアＥ内に移動局３１が存在するか否かを基地局１１及び移動局３１の双方で適確に判断できるようになる。

図３は、移動局３１における信号処理の動作を示すフローチャートである。但し、図３では、移動局３１を搭載した列車４１が下り線ＬＤに走行する場合について、説明する。上り線ＬＲを走行する場合については、反対の関係になるため、説明を省略する。

図３を参照すれば、移動局３１では、まず、ステップＳ１１において、ＧＰＳ受信機３４によりＧＰＳから自局の位置情報を取得する。これにより、位置情報取得の処理が行われる。次に、ステップＳ１２において、情報処理装置３５により、内蔵する記憶装置等から予め記憶設定されている基地局通話エリア位置情報を読み出し、ステップＳ１３に進み、自局の位置情報と基地局通話エリア位置情報とを比較する比較処理を行う。

この比較処理について、具体的には、ステップＳ１４において、情報処理装置３５により自局が基地局１１の通話エリアＥに進入したか否かの判定を行う。この判定の結果、通話エリアＥに進入していれば、ステップＳ１５に進み、トーン生成装置３３に生成指令して進入トーン（例えば、下り線ＬＤの基地局進入トーンＴ_ＥＮ）を生成させる。そして、無線機３２を介して基地局１１へ進入トーンを送出して操作盤３６の通話エリア進入カウンタを＋１として加算する処理を行う。ここで、トーン生成装置３３で生成される進入トーンは、音声通話に使用するもので、無線機３２から一定時間送出される。

この後、情報処理装置３５は、移動局３１を搭載した列車４１が線路軌道上を走行しているので、ステップＳ１６に進み、自局が基地局１１の通話エリアＥから離脱したか否かの判定を行う。この判定は、先のステップＳ１４の判定の結果、通話エリアＥに進入していない場合にも、ステップＳ１５の処理をジャンプして同様に行われるものである。この判定の結果、通話エリアＥから離脱していれば、ステップＳ１７に進み、トーン生成装置３３に生成指令して離脱トーン（例えば、下り線ＬＤの基地局離脱トーンＴ_ＷＩ）を生成させる。そして、無線機３２を介して基地局１１へ離脱トーンを送出して操作盤３６の通話エリア進入カウンタを−１として減算する処理を行う。ここで、トーン生成装置３３で生成される離脱トーンも、音声通話に使用するもので、無線機３２から一定時間送出される。

因みに、移動局３１側では、予め通話エリアＥを把握して管理しているが、基地局１１へ離脱トーンを送出するタイミングを、移動局３１が完全に通話エリアＥを離脱する前に行うものとする。その理由は、送信電波のドップラー効果による受信遅延、基地局１１での情報処理時間等の影響により、離脱トーンの検出が必ずしもリアルタイムで行われない事態を対策するためである。

更に、情報処理装置３５は、ステップＳ１８に進み、操作盤３６の通話エリア進入カウンタが１以上であるか否かの判定を行う。この判定は、先のステップＳ１６の判定の結果、通話エリアＥから離脱していない場合にも、ステップＳ１７の処理をジャンプして同様に行われるものである。この判定の結果、操作盤３６の通話エリア進入カウンタが１以上であれば、情報処理装置３５は、ステップＳ１９に進み、操作盤３６の表示部３６ａでの通話エリア進入表示を点灯させてから、ステップＳ１１に戻って信号処理を繰り返す。また、操作盤３６の通話エリア進入カウンタが１以上でなければ（零であれば）、情報処理装置３５は、ステップＳ２０に進み、操作盤３６の表示部３６ａでの通話エリア進入表示を消灯させてから、ステップＳ１１に戻って信号処理を繰り返す。

図４は、基地局１１における信号処理の動作を示すフローチャートである。但し、図４においても、図３で説明した移動局３１を搭載した列車４１が下り線ＬＤを走行する場合の呼応処理についてのみ、説明する。

図４を参照すれば、基地局１１は、初期的に待受けの状態にあり、ステップＳ２１において、情報処理装置１４が無線機１２及びトーン検出装置１３を通して、移動局３１の無線機３２から進入トーンを受信したか否かの判定を行う。この判定の結果、進入トーンを受信していれば、ステップＳ２２に進み、付設接続された操作盤１５の在線カウンタを＋１として加算する処理を行う。

この後、列車４１の走行が継続しているため、情報処理装置１４は、ステップＳ２３に進み、無線機１２及びトーン検出装置１３を通して、移動局３１の無線機３２から離脱トーンを受信したか否かの判定を行う。この判定は、先のステップＳ２１の判定の結果、進入トーンを受信していない場合にも、ステップＳ２２の処理をジャンプして同様に行われるものである。この判定の結果、離脱トーンを受信していれば、ステップＳ２４に進み、付設接続された操作盤１５の在線カウンタを−１として減算する処理を行う。

更に、情報処理装置１４は、ステップＳ２５に進み、操作盤１５の在線カウンタが１以上であるか否かの判定を行う。この判定は、先のステップＳ２３の判定の結果、離脱トーンを受信していない場合にも、ステップＳ２４の処理をジャンプして同様に行われるものである。この判定の結果、操作盤１５の在線カウンタが１以上であれば、情報処理装置１４は、ステップＳ２６に進み、操作盤１５の表示部１５ａでの基地局１１の在線表示を点灯させてから、ステップＳ２１に戻って信号処理を繰り返す。

また、情報処理装置１４は、操作盤１５の在線カウンタが１以上でなければ（零であれば）、ステップＳ２７に進み、操作盤１５の表示部１５ａでの基地局１１の在線表示を消灯させてから、ステップＳ２１に戻って信号処理を繰り返す。尚、ステップＳ２６、Ｓ２７の基地局１１の在線表示とは、図１の表示部１５ａに示す基地局通話エリア在線表示の略記であるとする。

以上に説明した実施の形態１に係る無線通信システムによれば、移動局３１の情報処理装置３５が基地局１１の通話エリアＥへの進入を認識すると、自局の操作盤３６に備えられる表示部３６ａへ進入情報を表示する。これが上述した通話エリア進入表示の点灯である。そして、情報処理装置３５は、無線機３２の送受信アンテナからトーン生成装置３３で生成された進入トーンを基地局１１へ送信する。基地局１１においても、トーン検出装置１３が進入トーンを検出すると、情報処理装置１４によって、付設接続される操作盤１５に備えられる表示部１５ａへ在線の進入情報を表示する。これが上述した基地局通話エリア在線表示である。

このような機能構成により、基地局１１は、音声呼出し無しで、移動局３１が規定された通話エリアＥ内に在線しているかを判断することが可能になる。また、移動局３１は、自局が基地局１１の通話エリアＥ内であることを認識表示することが可能となる。この結果、線路軌道上で基地局１１の規定された通話エリアＥ内に移動局３１が存在するか否かを基地局１１及び移動局３１の双方で適確に判断できるようになる。

即ち、実施の形態１において、線路軌道上に設置される基地局１１と、列車４１に搭載された移動局３１との間で無線通信により送受信する際、同一周波数の通話エリアＥが限られた場合でも、適切な通信状態を確保することができる。因みに、移動局３１が複数在線する場合には、移動局３１毎に通話エリアＥに対する進入・離脱の判断を行うことになる。こうした場合、基地局１１では、移動局３１の在線数分、並列して処理を行うことになる。具体的には、情報処理装置１４が操作盤１５の表示部１５ａに対して、基地局１１の専用の在線カウンタの数値に従い、その都度、通話エリアＥへの進入情報について、表示の点灯・消灯を行うことになる。

実施の形態２．
図５は、本発明の実施の形態２に係る無線通信システムを、線路軌道上を走行する列車４１に適用した場合の他例に係る基本構成を示す系統図である。

図５を参照すれば、この無線通信システムは、実施の形態１の構成と比べ、規定された通話エリアＥ１内、通話エリアＥ２内で無線通信機能を持つ２系統の基地局１１Ａ、１１Ｂを備える点が相違している。これらの基地局１１Ａ、１１Ｂには、表示部１５ａを有する操作部としての操作盤１５が接続される。基地局１１Ａは、送受信アンテナを有する無線機１２ａ、トーン検出装置１３ａ、及び情報処理装置１４ａを備える。基地局１１Ｂは、送受信アンテナを有する無線機１２ｂ、トーン検出装置１３ｂ、及び情報処理装置１４ｂを備える。即ち、基地局１１Ａ、１１Ｂは、実施の形態１で説明した場合と同様な構成となっている。

また、移動局３１についても、実施の形態１で説明した場合と同様な構成を持つ。但し、移動局３１の情報処理装置３５は、基地局１１Ａの通話エリアＥ１、基地局１１Ｂの通話エリアＥ２に対する進入・離脱を認識すると、操作盤３６を介してトーン生成装置３３に対し、進入トーンと離脱トーンとの生成指示を行う。因みに、情報処理装置３５は、自局の位置情報と通話エリアＥ１の情報とを比較した結果、或いは、自局の位置情報と通話エリアＥ２の情報とを比較した結果、自局の位置情報が通話エリアＥ１、或いは、通話エリアＥ２の情報に含まれると認識した時点で、通話エリアＥ１内、或いは、通話エリアＥ２内であると判断する。

生成指示を受けたトーン生成装置３３は、進入トーンと離脱トーンとを通話エリアＥ１、通話エリアＥ２について、別々に生成し、無線機３２へ出力する。無線機３２は、基地局１１へ通話エリアＥ１、通話エリアＥ２の別々な進入トーンと離脱トーンとを送信する。このとき、情報処理装置３５は、進入の認識時に付設される操作盤３６に備えられる表示部３６ａに対して、通話エリア進入表示を表示する。

具体的に云えば、列車４１の走行方向が右側向きの矢印で示す下り線ＬＤであれば、基地局１１Ｂに係る通話エリアＥ２の左端が基地局Ｂ進入トーンＴＢ_ＥＮとなり、通話エリアＥ２の右端が基地局Ｂ離脱トーンＴＢ_ＷＩとなる。また、これに接近して設置された基地局１１Ａに係る通話エリアＥ１の左端が基地局Ａ進入トーンＴＡ_ＥＮとなり、通話エリアＥ１の右端が基地局Ａ離脱トーンＴＡ_ＷＩとなる。基地局Ａ進入トーンＴＡ_ＥＮと基地局Ｂ離脱トーンＴＢ_ＷＩとは、重なり領域となっている。

これとは、反対に列車４１の走行方向が左側向きの矢印に示す上り線ＬＲであれば、基地局１１Ａに係る通話エリアＥ１の右端が基地局Ａ進入トーンＴＡ_ＥＮとなり、通話エリアＥ１の左端が基地局Ａ離脱トーンＴＡ_ＷＩとなる。また、これに接近して設置された基地局１１Ｂに係る通話エリアＥ２の右端が基地局Ｂ進入トーンＴＢ_ＥＮとなり、通話エリアＥ２の左端が基地局Ｂ離脱トーンＴＢ_ＷＩとなる。基地局Ｂ離脱トーンＴＢ_ＷＩと基地局Ａ進入トーンＴＡ_ＥＮとが重なり領域となっている点は、上述した通りである。そこで、トーン生成装置３３は、これらの関係についても区別できるように進入トーンと離脱トーンとを生成する必要がある。但し、上り線ＬＲ、下り線ＬＤを問わず、ここでの基地局Ａ離脱トーンＴＡ_ＷＩ、基地局Ｂ離脱トーンＴＢ_ＷＩを送出するタイミングについても、移動局３１が完全に通話エリアＥ１、Ｅ２を離脱する前に行うものとする。

図６は、移動局３１のトーン生成装置３３で生成される列車情報に対する位置情報に応じた進入トーンと離脱トーンとを例示した図である。

図６を参照すれば、列車情報が下り列車４１の場合には、基地局Ａ通話エリア下り線端であれば、移動局３１からトーン生成装置３３で生成した基地局Ａ進入トーンＴＡ_ＥＮを送出することになる。また、基地局Ａ通話エリア上り線端であれば、移動局３１からトーン生成装置３３で生成した基地局Ａ離脱トーンＴＡ_ＷＩを送出することになる。これに接近して設置された地局Ｂ通話エリア下り線端であれば、移動局３１からトーン生成装置３３で生成した基地局Ｂ進入トーンＴＢ_ＥＮを送出することになる。また、基地局Ｂ通話エリア上り線端であれば、移動局３１からトーン生成装置３３で生成した基地局Ｂ離脱トーンＴＢ_ＷＩを送出することになる。

これに対し、列車情報が上り列車４１の場合には、基地局Ａ通話エリア下り線端であれば、移動局３１からトーン生成装置３３で生成した基地局離脱トーンＴＡ_ＷＩを送出することになる。また、基地局Ａ通話エリア上り線端であれば、移動局３１からトーン生成装置３３で生成した基地局進入トーンＴＡ_ＥＮを送出することになる。これに接近して設置された地局Ｂ通話エリア下り線端であれば、移動局３１からトーン生成装置３３で生成した基地局Ｂ進入トーンＴＢ_ＥＮを送出することになる。また、基地局Ｂ通話エリア上り線端であれば、移動局３１からトーン生成装置３３で生成した基地局Ｂ離脱トーンＴＢ_ＷＩを送出することになる。

基地局１１Ａは、無線機１２ａの他、情報検出装置としてのトーン検出装置１３ａ、及び情報処理装置１４ａを備える。無線機１２ａは、移動局３１から送信される下り線ＬＤ、上り線ＬＲの基地局Ａ進入トーンＴＡ_ＥＮと基地局Ａ離脱トーンＴＡ_ＷＩとを無線機１２ａで受信する。トーン検出装置１３ａは、無線機１２ａで受信された下り線ＬＤ、上り線ＬＲの基地局Ａ進入トーンＴＡ_ＥＮと基地局Ａ離脱トーンＴＡ_ＷＩとを検出する。情報処理装置１４ａは、トーン検出装置１３ａで検出された下り線ＬＤ、上り線ＬＲの基地局Ａ進入トーンＴＡ_ＥＮの検出時に付設接続される操作盤１５に備えられる表示部１５ａへ進入情報に係る基地局Ａ通話エリア在線表示を行う。

基地局１１Ｂについても、同様であり、無線機１２ｂの他、情報検出装置としてのトーン検出装置１３ｂ、及び情報処理装置１４ｂを備える。無線機１２ｂは、移動局３１から送信される下り線ＬＤ、上り線ＬＲの基地局Ｂ進入トーンＴＢ_ＥＮと基地局Ｂ離脱トーンＴＢ_ＷＩとを無線機１２ｂで受信する。トーン検出装置１３ｂは、無線機１２ｂで受信された下り線ＬＤ、上り線ＬＲの基地局Ｂ進入トーンＴＢ_ＥＮと基地局Ｂ離脱トーンＴＢ_ＷＩとを検出する。情報処理装置１４ｂは、トーン検出装置１３ｂで検出された下り線ＬＤ、上り線ＬＲの基地局Ｂ進入トーンＴＢ_ＥＮの検出時に付設接続される操作盤１５に備えられる表示部１５ａへ進入情報に係る基地局Ｂ通話エリア在線表示を行う。

但し、基地局１１Ａ、１１Ｂの情報処理装置１４ａ、１４ｂは、下り線ＬＤ、上り線ＬＲの基地局Ａ進入トーンＴＡ_ＥＮ、基地局Ｂ進入トーンＴＢ_ＥＮの検出時に自局の通信エリアＥ１、Ｅ２に移動局３１が存在するか否かを判断する。この判断の結果、移動局３１が存在すると判断した場合、基地局１１Ａ、１１Ｂの無線送信機能を起動し、且つ付設接続される操作盤１５に備えられる表示部１５ａへ進入情報を表示する。例えば、図５中に示されるように、表示部１５ａの基地局Ａ通話エリア在線表示、基地局Ｂ通話エリア在線表示を点灯する。

また、情報処理装置１４ａ、１４ｂは、移動局３１が存在しないと判断すると、操作盤１５を介して、基地局１１Ａ、１１Ｂの無線送信機能を中断するように無線通信を切替設定する。この場合、表示部１５ａの基地局Ａ通話エリア在線表示、基地局Ｂ通話エリア在線表示を消灯する。更に、操作盤１５の表示部１５ａの基地局Ａ通話エリア在線表示、基地局Ｂ通話エリア在線表示の点灯・消灯に合わせ、それらの下側には、基地局Ａ選択、基地局Ｂ選択を点灯・消灯できるようになっている。このような機能構成によれば、線路軌道経路上で基地局１１Ａ、１１Ｂの規定された通話エリアＥ１内、通話エリアＥ２内に移動局３１が存在するか否かを各基地局１１Ａ、１１Ｂ及び移動局３１の双方で適確に判断できるようになる。

図７は、実施の形態２に係る無線通信システムの線路軌道上に設置される一方の基地局１１Ａにおける信号処理の動作を示すフローチャートである。但し、図７においても、移動局３１を搭載した列車４１が下り線ＬＤを走行する場合の呼応処理についてのみ、説明する。

図７を参照すれば、基地局１１Ａは、初期的に待受けの状態にあり、ステップＳ４１において、情報処理装置１４ａが無線機１２ａ及びトーン検出装置１３ａを通して、移動局３１の無線機３２から基地局Ａ進入トーンＴＡ_ＥＮを受信したか否かの判定を行う。この判定の結果、基地局Ａ進入トーンＴＡ_ＥＮを受信していれば、ステップＳ４２に進み、付設接続された操作盤１５の基地局Ａ用の在線カウンタを＋１として加算する処理を行う。

この後、列車４１の走行が継続しているため、情報処理装置１４ａは、ステップＳ４３に進み、無線機１２ａ及びトーン検出装置１３ａを通して、移動局３１の無線機３２から基地局Ａ離脱トーンＴＡ_ＷＩを受信したか否かの判定を行う。この判定は、先のステップＳ４１の判定の結果、基地局Ａ進入トーンＴＡ_ＥＮを受信していない場合にも、ステップＳ４２の処理をジャンプして同様に行われるものである。この判定の結果、基地局Ａ離脱トーンＴＡ_ＷＩを受信していれば、ステップＳ４４に進み、付設接続された操作盤１５の基地局Ａ用の在線カウンタを−１として減算する処理を行う。

更に、情報処理装置１４ａは、ステップＳ４５に進み、操作盤１５の基地局Ａ用の在線カウンタが１以上であるか否かの判定を行う。この判定は、先のステップＳ４３の判定の結果、基地局Ａ離脱トーンＴＡ_ＷＩを受信していない場合にも、ステップＳ４４の処理をジャンプして同様に行われるものである。この判定の結果、操作盤１５の基地局Ａ用の在線カウンタが１以上であれば、情報処理装置１４ａは、ステップＳ４６に進み、操作盤１５の表示部１５ａでの基地局１１Ａ用の在線表示を点灯させてから、ステップＳ４１に戻って信号処理を繰り返す。

また、操作盤１５の基地局Ａ用の在線カウンタが１以上でなければ（零であれば）、情報処理装置１４ａは、ステップＳ４７に進み、操作盤１５の表示部１５ａでの基地局１１Ａ用の在線表示を消灯させてから、ステップＳ４１に戻って信号処理を繰り返す。尚、ステップＳ４６、Ｓ４７の基地局１１Ａ用の在線表示とは、図５の表示部１５ａに示される基地局Ａ通話エリア在線表示の略記であるとする。

ところで、情報処理装置１４ａは、操作盤１５を経由して、基地局１１Ａ、１１Ｂのうちの移動局３１の在線する基地局１１Ａが無線送信でき、基地局１１Ｂが無線受信できるように、基地局１１Ａと基地局１１Ｂとの無線通信機能を切替設定する。この結果、基地局１１Ａは、無線送信機能が起動された電波送信可能な状態となり、基地局１１Ｂは、無線送信機能が中断された電波受信可能で、電波送信できない設定となる。但し、移動局３１以外に、別の移動局が基地局１１Ｂの通話エリアＥ２内に在線する場合には、この限りでなくなる。

図８は、実施の形態２に係る無線通信システムの線路軌道上に設置される他方の基地局１１Ｂにおける信号処理の動作を示すフローチャートである。但し、図８においても、移動局３１を搭載した列車４１が下り線ＬＤを走行する場合の呼応処理についてのみ、説明する。

図８を参照すれば、基地局１１Ｂは、初期的に待受けの状態にあり、ステップＳ５１において、情報処理装置１４ｂが無線機１２ｂ及びトーン検出装置１３ｂを通して、移動局３１の無線機３２から基地局Ｂ進入トーンＴＢ_ＥＮを受信したか否かの判定を行う。この判定の結果、基地局Ｂ進入トーンＴＢ_ＥＮを受信していれば、ステップＳ５２に進み、付設接続された操作盤１５の基地局Ｂ用の在線カウンタを＋１として加算する処理を行う。

この後、列車４１の走行が継続しているため、情報処理装置１４ｂは、ステップＳ５３に進み、無線機１２ｂ及びトーン検出装置１３ｂを通して、移動局３１の無線機３２から基地局Ｂ離脱トーンＴＢ_ＷＩを受信したか否かの判定を行う。この判定は、先のステップＳ５１の判定の結果、基地局Ｂ進入トーンＴＢ_ＥＮを受信していない場合にも、ステップＳ５２の処理をジャンプして同様に行われるものである。この判定の結果、基地局Ｂ離脱トーンＴＢ_ＷＩを受信していれば、ステップＳ５４に進み、付設接続された操作盤１５の基地局Ｂ用の在線カウンタを−１として減算する処理を行う。

更に、情報処理装置１４ｂは、ステップＳ５５に進み、操作盤１５の基地局Ｂ用の在線カウンタが１以上であるか否かの判定を行う。この判定は、先のステップＳ５３の判定の結果、基地局Ｂ離脱トーンＴＢ_ＷＩを受信していない場合にも、ステップＳ５４の処理をジャンプして同様に行われるものである。この判定の結果、操作盤１５の基地局Ｂ用の在線カウンタが１以上であれば、情報処理装置１４ｂは、ステップＳ５６に進み、操作盤１５の表示部１５ａでの基地局１１Ｂ用の在線表示を点灯させてから、ステップＳ５１に戻って信号処理を繰り返す。

また、操作盤１５の基地局Ｂ用の在線カウンタが１以上でなければ（零であれば）、情報処理装置１４ｂは、ステップＳ５７に進み、操作盤１５の表示部１５ａでの基地局１１Ｂ用の在線表示を消灯させてから、ステップＳ５１に戻って信号処理を繰り返す。尚、ステップＳ５６、Ｓ５７の基地局１１Ｂ用の在線表示とは、図５の表示部１５ａに示される基地局Ｂ通話エリア在線表示の略記であるとする。

ところで、情報処理装置１４ｂは、操作盤１５を経由して、基地局１１Ａ、１１Ｂのうちの移動局３１が在線する基地局１１Ｂが無線送信でき、基地局１１Ａが無線受信できるように、基地局１１Ａと基地局１１Ｂとの無線通信機能を切替設定する。この結果、基地局１１Ｂは、無線送信機能が起動された電波送信可能な状態となり、基地局１１Ａは、無線送信機能が中断された電波受信可能で、電波送信できない設定となる。但し、移動局３１以外に、別の移動局が基地局１１Ａの通話エリアＥ１内に在線する場合には、この限りでなくなる。

以上に説明した実施の形態２に係る無線通信システムによれば、移動局３１で情報処理装置３５が基地局１１Ａ、１１Ｂの通話エリアＥ１、Ｅ２への進入を認識すると、自局の操作盤３６に備えられる表示部３６ａへ進入情報を表示する。これが上述した通話エリア進入表示の点灯である。また、情報処理装置３５は、トーン生成装置３３で生成した専用の進入トーンを基地局１１Ａ、１１Ｂへ送信する。

基地局１１Ａ、１１Ｂでは、トーン検出装置１３ａ、１３ｂが専用の進入トーンを検出した際、情報処理装置１４ａ、１４ｂが自局の通信エリアＥ１、Ｅ２に移動局３１が存在するか否かを判断する。この判断の結果、移動局３１が存在すると判断すると、情報処理装置１４ａ、１４ｂは、無線機１２ａ、１２ｂの送受信アンテナによる無線送信機能を起動し、且つ付設接続される操作盤１５に備えられる表示部１５ａへ進入情報を表示する。これが上述した基地局Ａ通話エリア在線表示、或いは、基地局Ｂ通話エリア在線表示の点灯である。

また、各基地局１１Ａ、１１Ｂでは、情報処理装置１４ａ、１４ｂによって、移動局３１が存在しないと判断すると、無線機１２ａ、１２ｂの送受信アンテナによる無線送信機能を中断し、表示部１５ａへの進入情報の表示を解除する。これが上述した基地局Ａ通話エリア在線表示、或いは、基地局Ｂ通話エリア在線表示の消灯である。情報処理装置１４ａ、１４ｂは、基地局Ａ通話エリア在線表示、基地局Ｂ通話エリア在線表示の点灯・消灯に合わせて、基地局Ａ選択、基地局Ｂ選択の点灯・消灯も行う。この結果、重なり領域（オーバーリーチ区間）における同時の電波送信の働きによる電波干渉を回避することができる。

因みに、オーバーリーチ区間での電波干渉の十分な対策は、移動局３１の情報処理装置３５と基地局１１Ａ、１１Ｂの情報処理装置１４ａ、１４ｂとに対し、細部機能を加えれば、容易に実現できる。具体的に云えば、移動局３１の情報処理装置３５は、基地局１１Ａ、１１Ｂのうちの最寄りの基地局の通信エリアに対する進入を認識すると、進入トーンを生成して最寄りの基地局へ送信し、且つ操作盤３６の表示部３６ａへ進入情報を表示する。また、移動局３１の情報処理装置３５は、最寄りの基地局の通信エリアに対する離脱を認識する前に、最寄りの基地局に隣接する基地局の通信エリアに対する進入を認識すると、進入トーンを生成して隣接する基地局へ送信する。このときの進入の認識時にも、表示部３６ａへ進入情報を継続して表示する。こうした処理の流れでは、例えば、表示部３６ａの通話エリア進入表示が継続して点灯されることになる。

これに対し、各基地局１１Ａ、１１Ｂにおける情報処理装置１４ａ、１４ｂは、無線通信機能の切替設定として、隣接する基地局での情報処理装置が進入トーンをトーン検出装置で検出したとき、操作盤１５を経由して最寄りの基地局での無線送信機能を中断する。また、隣接する基地局での情報処理装置は、同時に自局での無線送信機能を起動し、且つ係る動作条件を示す表示パターンを操作盤１５の表示部１５ａに表示する。こうした処理の流れでは、例えば、表示部１５ａの基地局Ａ通話エリア在線表示及び基地局Ａ選択、或いは、基地局Ｂ通話エリア在線表示及び基地局Ｂ選択の何れかが点灯されることになる。

何れにせよ、上記機能構成により、基地局１１Ａ、１１Ｂは、音声呼出し無しで、移動局３１が規定された通話エリアＥ１内、通話エリアＥ２内に在線しているかを判断することが可能になる。また、移動局３１は、自局が基地局１１Ａの通話エリアＥ１内か、或いは、基地局１１Ｂの通話エリアＥ２内であることを表示することが可能となる。この結果、線路軌道上で基地局１１Ａ、１１Ｂの規定された通話エリアＥ１内、或いは、基地局１１Ｂの通話エリアＥ２内に移動局３１が存在するか否かを基地局１１Ａ、１１Ｂ及び移動局３１の双方で適確に判断できるようになる。更に、オーバーリーチ区間における同時の電波送信の働きによる電波干渉を回避することができる。

即ち、実施の形態２においても、線路軌道上に設置される基地局１１Ａ、１１Ｂと、列車４１に搭載された移動局３１との間で、無線通信により送受信する際、同一周波数の通話エリアＥ１、Ｅ２が限られた場合でも、適切な通信状態を確保することができる。因みに、移動局３１が複数在線する場合には、移動局３１毎に通話エリアＥ１、Ｅ２に対する進入・離脱の判断を行うことになる。こうした場合、基地局１１Ａ、１１Ｂでは、移動局３１の在線数分、並列して処理を行うことになる。具体的には、情報処理装置１４ａ、１４ｂが操作盤１５における基地局１１Ａ、１１Ｂの専用の在線カウンタの数値に従い、その都度、通話エリアＥ１、Ｅ２の進入情報について、表示部１５ａに対して、表示の点灯・消灯を行うことになる。

１１、１１Ａ、１１Ｂ基地局、１２、１２ａ、１２ｂ、３２無線機、１３、１３ａ、１３ｂトーン検出装置、１４、１４ａ、１４ｂ、３５情報処理装置、１５、３６操作盤１５ａ、３６ａ表示部、３１移動局、３３トーン生成装置、３４ＧＰＳ受信機、４１列車、Ｅ、Ｅ１、Ｅ２通話エリア。

Claims

移動経路上に固定設置され、規定された通信エリア内で無線通信機能を有する基地局と、移動体に搭載され、前記基地局との間で無線通信機能を有する移動局と、を備えた無線通信システムにおいて、
前記移動局は、取得した自局の位置情報と、予め設定された前記基地局の前記通信エリアの情報と、に基づいて、当該通信エリアに対して自局が進入したことを認識した場合、進入情報を生成して当該基地局へ送信し、当該通信エリアから離脱したことを認識した場合、離脱情報を生成して当該基地局へ送信し、
前記基地局は、前記進入情報を取得してから前記離脱情報を取得するまでの間、当該進入情報及び当該離脱情報の送信元である前記移動局が自局の通信エリア内に存在しており、無線通信可能であると判断する
無線通信システム。
前記基地局は、自局の通信エリア内に存在する前記移動局を識別表示する表示機能を有する
請求項１に記載の無線通信システム。
前記基地局は、第１通信エリア内で無線通信機能を有する第１基地局と、前記第１通信エリアと一部が重複する重複エリアを有する第２通信エリア内で無線通信機能を有する第２基地局と、を含み、
前記移動局は、前記進入情報として、前記第１通信エリアに対する進入時の第１進入情報、離脱時の第１離脱情報を生成すると共に、前記第２通信エリアに対する進入時の第２進入情報、離脱時の第２離脱情報を生成し、
前記移動局が前記第１通信エリアから前記重複エリアを経由して前記第２通信エリアに進入する場合、前記第１基地局と前記第２基地局とが当該重複エリアで当該移動局に同時に無線通信を行うことを回避するため、
前記第１基地局は、前記移動局が前記第１通信エリア内に存在しており、無線通信可能であると判断している際、前記第２進入情報を取得すると、当該移動局との無線送信機能を中断し、
前記第２基地局は、前記第２進入情報を取得すると、前記移動局との無線送信機能を起動する
請求項１又は２に記載の無線通信システム。
前記移動経路上は、線路軌道上であり、
前記通信エリアは、通話エリアであり、
前記移動体は、列車であり、
前記進入情報は、進入トーンであり、
前記離脱情報は、離脱トーンである
請求項１〜３の何れか１項に記載の無線通信システム。