JP2024007615A - 無線中継システムとその親機、および通信リソース制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 非常時に迅速に通信リソースを確保できるようにし、安全性をさらに向上させること。【解決手段】 実施形態によれば、無線中継システムは、移動通信システムの基地局から送受される無線帯域信号を物理層で中継するシステムである。無線中継システムは、基地局と無線帯域信号を授受する親機と、複数の子機とを具備する。子機は、それぞれ車両が走行可能な道路に沿うエリアに分散配置される。親機は、通信部と、リソース割り当て制御部とを備える。通信部は、道路の道路付帯設備を管制する施設管制センタと通信する。リソース割り当て制御部は、施設管制センタから通知される情報に基づいて、物理層における無線リソースの割り当てを配下の子機ごとに可変する。【選択図】 図３

Description

本発明の実施形態は、無線中継システムとその親機、および通信リソース制御方法に関する。

道路交通システムは、現代社会には欠かせないインフラである。運輸プラットフォームを取り巻く環境は、ＥＶシフトや自動運転車両、ＭａａＳ（Mobility as a Service）の勃興、超高齢化社会の到来などを背景に大きく変わりつつある。これを受けて、インフラ事業者は、新たな技術を導入した施設の維持管理・運用管理の高度化への検討を進めている。
例えば、トンネルを安全・安心な状態に保つことは、高速道路インフラを管理する管制システムの重要な課題である。長大なトンネルにおける事故・災害は、多くの人命に影響を与える恐れがあり、管理者が最も警戒すべき事象の１つだからである。

一方、移動通信システムも現代社会には欠かせないインフラである。サービス提供エリアの拡大に、無線中継システムが一役買っている。ＤＡＳ（Distributed Antenna System）とも称して知られるこのシステムは、基地局の無線ゾーンを物理層で遠隔に中継するもので、５Ｇ（第五世代移動通信システム）のサービス開始から多くの人に知られるようになった。
無線中継システムは、基地局に接続された親機（マスタユニット）と、光ファイバを介して親機に接続される子機（リモートユニット）とを備える。例えば、トンネルの内側に沿って子機を配置すれば、外からの電波が届かないトンネル内でも移動通信サービスを提供することができる。

特許第６６５２６６７号公報 特開２０１８－１２４６３８号公報 特開２００６－２５２３６５号公報 特開２００５－２４４８７３号公報

事故や災害などの非常時においては、発災箇所からトンネルの入口側の区間を走る車両を直ちに停止させ、出口側の区間を走る車両には速やかな退避を支援することが望ましい。その鍵となるのが通信環境である。トンネル内で救援、復旧のための車両が安全に作業できるようにするためにも、災害の発生から早期に通信環境を確立し、維持することが求められる。
しかし、特に入口側の区間においては通信要求が集中し、甚だしい場合には輻そうが発生して通信できなくなる恐れがある。これは人命にかかわる事態でもあることから、何らかの技術革新が求められる。

そこで、目的は、非常時に迅速に通信リソースを確保できるようにし、安全性をさらに向上させた無線中継システムとその親機、および通信リソース制御方法を提供することにある。

実施形態によれば、無線中継システムは、移動通信システムの基地局から送受される無線帯域信号を物理層で中継するシステムである。無線中継システムは、基地局と無線帯域信号を授受する親機と、複数の子機とを具備する。子機は、それぞれ車両が走行可能な道路に沿うエリアに分散配置され、無線ゾーンを展開する。親機は、通信部と、リソース割り当て制御部とを備える。通信部は、道路の道路付帯設備を管制する施設管制センタと通信する。リソース割り当て制御部は、施設管制センタから通知される情報に基づいてエリア内の発災箇所を特定し、当該発災箇所と車両の進行方向との関係に基づいて、配下の子機ごとに無線リソースの割り当てを可変する。子機の各々は、無線ゾーン形成部と、無線接続部とを備える。無線ゾーン形成部は、親機から割り当てられた無線リソースで無線ゾーンを展開する。無線接続部は、無線ゾーンに在圏するモバイル局と無線接続する。

実施形態に係わる無線中継システムの一例を示すシステム図。 図１に示される無線中継システムと施設管制センタ４００との連携を示すシステム図。 親機１００および子機３０１～３０ｎの一例を示す機能ブロック図。 図２に示される中央処理装置５００および監視制御卓７００の一例を示す機能ブロック図。 データベース８００において管理されるデータの一例を示す図。 実施形態に係わる処理手順の一例を示すシーケンス図。 通常時における無線リソース割り当ての一例を示す図。 通常時における無線リソース割り当ての一例を示す図。 火災発生時における無線リソース割り当ての一例を示す図。 火災発生時における無線リソース割り当ての一例を示す図。

（構成）
図１は、実施形態に係わる無線中継システムの一例を示すシステム図である。いわゆるＤＡＳ（Distributed Antenna System）と称して知られるこのシステムは、移動通信システムの基地局の無線ゾーンを、光ファイバ通信を利用して拡張する。すなわち、ＤＡＳは、移動通信システムの基地局からの無線帯域信号を物理層で中継する。ＤＡＳにより、例えば高速道路会社や鉄道事業者の用地といった、細長い空間が延々と続くエリアを効率的にカバーすることができる。

図１において、施設管制センタ４００は、道路施設を管理する管制センタである。また、トンネル内には、火災の発生を検知する火災検知器４、および、トンネル内の映像を取得するカメラも、例えば等間隔で設置される。
更に、ＤＡＳシステムとして、基地局２００と、親機１００と、複数の子機３０１～３０ｎが設けられている。基地局２００に接続された親機１００は、光ファイバを介して複数の子機３０１～３０ｎを収容する。子機３０１～３０ｎは、車両が走行可能な道路に沿って分散配置される。実施形態では、子機３０１～３０ｎが高速道路のトンネルの内側に沿って配設されることを想定する。

親機１００は、子機３０１～３０ｎに対して電波の出力オン／出力オフといった動作を制御することが可能である。子機３０１～３０ｎは、親機１００からの制御に基づいて、それぞれ移動通信システムのエアインタフェース区間の無線帯域信号をアップリンク／ダウンリンク（ＵＬ／ＤＬ）の双方向に送受信する。すなわち、子機３０１～３０ｎはそれぞれ無線ゾーンを展開する。子機３０１～３０ｎの無線ゾーンを合わせて、トンネル内をカバーするＤＡＳのサービスエリアが形成される。これにより、トンネル内のような外部からの電波が届きにくい環境においても移動通信サービスを展開することができる。
車両３の搭乗者が保持するモバイル端末は、子機３０１～３０ｎのいずれかから親機１００、基地局２００を経由して、インターネットなどと通信することができる。
親機１００は、道路の道路付帯設備を管制する施設管制センタ４００とＩＰ（Internet Protocol）ネットワーク１を介して通信し、互いに情報を授受することができる。

図２は、図１に示される無線中継システムと施設管制センタ４００との連携を示すシステム図である。ＩＰネットワーク１と無線中継システム（ＤＡＳ）の親機１００をＩＰのインターフェースで物理的に接続することで、両者を連携させることが可能である。

図２において、トンネル内の火災を検知した火災検知器４は、火災検知信号を生成する。この火災検知信号は、トンネル内の付帯設備を集約的に管理する遠方監視制御装置（以下、情報ハブと称する）６に取り込まれる。情報ハブ６は、火災検知信号をデータ化してＩＰパケットに載せ、ＩＰネットワーク１経由で施設管制センタ４００の中央処理装置５００に伝送する。

火災検知器４だけでなく、カメラ５や、トンネル入り口に設置されるトンネル情報板２なども情報ハブ６に接続される。これらは、例えばイーサネット（登録商標）で相互に接続される。カメラ５からの映像データや火災検知信号をはじめとするトンネル内の情報は、情報ハブ６経由で施設管制センタ４００へ送信される。また、施設管制センタ４００から送信された機器の制御情報などは、情報ハブ６を経由して宛先の機器に送信される。

施設管制センタ４００は、中央処理装置５００、大型のディスプレイ６００、および監視制御卓７００を備える。中央処理装置５００は、トンネル内付帯設備（火災検知機４、カメラ５など）の稼働状況をディスプレイ６００に表示したり、トンネル内の設備異常などを監視制御卓７００に通知する。これにより各種の情報が、施設管制センタ４００の管制員に通知される。

管制員は、ディスプレイ６００の画面に表示される情報を参照しながら、高速道路の運用を常に維持管理している。例えばトンネル内に火災が発生すると、管制員はカメラ５からの映像等を確認し、確実に火災が発生していることや、火災の発生箇所を特定する。さらに管制員は、監視制御卓７００を操作して、トンネル情報板２に表示するためのメッセージを選択し、メッセージの送信を中央処理装置５００に依頼する。
中央処理装置５００は、監視制御卓７００からの指示に基づき、該当するトンネルの情報ハブ６を経由して、トンネル情報板２にメッセージを表示する。

図３は、親機１００および子機３０１～３０ｎの一例を示す機能ブロック図である。最初に、親機１００について説明する。
親機１００は、信号処理部１１０、多重分離部１３０、プロセッサ１４０、メモリ１５０、基地局インタフェース１６０、ネットワークインタフェース１７０、および、子機インタフェース１８０を備える。すなわち親機１００は、プロセッサおよびメモリを備える、コンピュータである。

基地局インタフェース１６０は、例えば同軸ケーブル等を介して基地局２００に接続される。ネットワークインタフェース１７０は、ＩＰネットワーク１に接続される。子機インタフェース１８０は、配下の子機３０１～３０ｎに、光ファイバを介して接続される。

信号処理部１１０は、基地局インタフェース１６０を介して基地局２００とアップリンク／ダウンリンク（ＵＬ／ＤＬ）信号を授受する。
多重分離部１３０は、信号処理部１１０からのＤＬ信号を光信号に変換したのちキャリアごとに波長多重し、子機インタフェース１８０から光ファイバを介して子機３０１～３０ｎに伝送する。また多重分離部１３０は、光ファイバを介して子機３０１～３０ｎから到来した光信号を波長ごとに分離し、電気信号に変換してデジタル信号を抽出する。このデジタル信号は、信号処理部１１０に送られる。

信号処理部１１０は、送受切替スイッチ（ＳＷ）１１１、Ａ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）１１３、および、Ｄ／Ａ変換器（ＤＡＣ）１１６を備える。送受切替スイッチ１１１は、プロセッサ１４０から与えられるＵＬ／ＤＬ切替タイミングに同期して、対向する基地局２００との間でのＵＬ／ＤＬ切替タイミングを切り替える。これによりＴＤＤ（Time Division Duplex）による通信が実現される。

ダウンリンクにおいて、対向する基地局２００からのキャリア帯域信号は、信号処理部１１０のＡ／Ｄ変換器１１３に送られる。Ａ／Ｄ変換器１１３は、このキャリア帯域信号をデジタル信号に変換し、多重分離部１３０に送る。多重分離部１３０は、信号処理部１１０からのデジタル信号を光信号に変換したのち他の波長と波長多重し、子機インタフェースから光ファイバを介して子機３０１～３０ｎに伝送する。

一方、アップリンクにおいて、多重分離部１３０からのデジタル信号は信号処理部１１０のＤ／Ａ変換器（ＤＡＣ）１１６に入力される。Ｄ／Ａ変換器１１６は、デジタル信号をアナログ信号に変換し、キャリア帯域にまでアップコンバートしてＵＬ信号を再生する。このＵＬ信号は、送受切替スイッチ１１１および同軸ケーブルを介して基地局２００に伝送される。

ところで、親機１００のプロセッサ１４０は、実施形態に係わる処理機能として、ＩＰ通信部１４０ａ、および、リソース割り当て制御部１４０ｂを備える。

ＩＰ通信部１４０ａは、ＩＰネットワーク１を介して施設管制センタ４００と通信する。
リソース割り当て制御部１４０ｂは、施設管制センタ４００から通知される情報に基づいて、配下の子機３０１～３０ｎに対する無線リソースの割り当てを子機ごとに変化させる。つまりリソース割り当て制御部１４０ｂにより、子機とモバイル端末との間の物理層における、通信リソースの割り当てが変更される。

メモリ１５０は、例えばフラッシュメモリ等の不揮発性メモリであり、発災箇所情報１５０ａ、および、子機位置情報１５０ｂを記憶する。発災箇所情報１５０ａは、施設管制センタ４００から通知される情報に含まれる、発災箇所の位置を示す情報である。

子機位置情報１５０ｂは、配下の子機３０１～３０ｎの、トンネル内（サービスエリア）における位置情報を示す情報である。発災箇所情報１５０ａと子機位置情報１５０ｂとを参照して、発災箇所と各子機３０１～３０ｎとの位置関係を特定することができる。

次に、子機３０１～３０ｎについて説明する。
子機３０１～３０ｎは、アンテナ２７、多重分離部２１、プロセッサ２２、遅延調整部２３、Ｄ／Ａ変換器（ＤＡＣ）２４、送受切替スイッチ（ＳＷ）２５、および、Ａ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）２６を備える。

多重分離部２１は、親機１００からの光信号を各波長に分離し、光信号を電気信号に変換してデジタルのＤＬ信号を抽出する。プロセッサ２２は、親機１００のプロセッサ１４０からＤＬ信号を介して遅延調整量を検出し、遅延調整部２３に出力する。
遅延調整部２３は、プロセッサ２２からの遅延調整量に基づいて、ＤＬ信号の送信タイミングを遅延させる。これにより、親機１００、および子機３０１～３０ｎの相互の同期がとられる。

遅延制御されたＤＬ信号は、Ｄ／Ａ変換器２４に出力される。Ｄ／Ａ変換器２４は、ＤＬ信号をアナログ信号に変換し、割り当てチャネルの帯域にアップコンバートする。この無線帯域のＤＬ信号は、送受切替スイッチ２５およびアンテナ２７を介してエア区間に放射され、モバイル端末（図示せず）で受信される。

子機３０１に到達したＵＬ信号は、アンテナ２７から送受切替スイッチ２５を介してＡ／Ｄ変換器２６に送られる。Ａ／Ｄ変換器２６は、モバイル端末からのＵＬ信号をベースバンドにダウンコンバートしたのちデジタルに変換し、デジタル信号を多重分離部２１に出力する。多重分離部２１は、デジタル信号を光信号に変換したのち多重化し、光ファイバを介して親機１００に伝送する。

ところで、子機３０１～３０ｎのプロセッサ２２は、無線ゾーン形成部２２ａ、および、無線接続部２２ｂを備える。

無線ゾーン形成部２２ａは、親機１００から割り当てられた無線リソースで自らの無線ゾーンを展開する。
無線接続部２２ｂは、自らの無線ゾーンに在圏するモバイル局と無線接続する。

図４は、図２に示される中央処理装置５００および監視制御卓７００の一例を示す機能ブロック図である。中央処理装置５００は、ＩＰデータ送受信部５１、受信処理部５２、表示部５３、状況判定部５４、および、送信処理部５５を備える。

送信処理部５５は、データベース８００から取得したデータや、監視制御卓７００から渡されたデータをＩＰデータ送受信部５１に渡す。ＩＰデータ送受信部５１は、取得したデータをＩＰパケット化してＩＰネットワーク１に送出するとともに、ＩＰネットワーク１経由で到達したＩＰパケットからデータを取り出す。ここで、ＩＰネットワーク１から取得されるデータは、例えば火災検知器４により検知されたデータを含む。

受信処理部５２は、ＩＰデータ送受信部５１から渡されたデータをデータベース８００に格納したり、表示部５３に伝送したりする。表示部５３は、受信処理部５２から渡されたデータを視覚化してディスプレイ６００に表示する。

状況判定部５４は、受信処理部５２から渡されたデータを解読し、例えば火災検知器４の検知データに基づいて、トンネルに火災が発生したかどうかを判定する。トンネルに火災が発生したと判定すると、状況判定部５４は、データベース８００に保持された情報を参照して親機１００に通知するための情報を作成し、送信処理部５５に渡す。この情報は、送信処理部５５、およびＩＰデータ送受信部５１を介してＩＰネットワーク１に送出され、宛先の親機１００にまで届けられる。

監視制御卓７００は、トンネル内情報表示部７１、モニタ７２、操作部７３、データ作成部７４、およびデータベース７５を備える。
トンネル内情報表示部７１は、中央処理装置５００から送られた、例えばカメラ５のリアルタイム画像をモニタ７２に表示する。これにより管制員はトンネル内の道路付帯設備の状況を目視確認することができ、火災検知器４の誤動作による警報の発生を防止することができる。また、目視確認により実際に火災の発生していることが確認されると、管制員は操作部７３を操作して、例えばトンネル情報板に注意を喚起するためのメッセージを表示する。

データベース７５は、例えば渋滞中のメッセージテンプレート７５ａ、または火災発生中のメッセージテンプレート７５ｂを記憶する。管制員は操作部７３を操作して、道路付帯設備の状況に応じたメッセージを選択する。データ作成部７４は、選択されたメッセージに基づく制御データを作成し、中央処理装置５００の送信処理部５５に渡す。送信処理部５５は、制御データを処理してＩＰデータ送受信部５１に渡し、ＩＰデータ送受信部５１は、制御データをＩＰパケット化してＩＰネットワーク１に送出する。

中央処理装置５００からアクセス可能なデータベース８００は、トンネル内の道路付帯設備を監視し、取得した状況を管理するためのデータベースである。

図５は、データベース８００において管理されるデータの一例を示す図である。データベース８００は、トンネル識別コード８１、火災検知器管理テーブル８２、子機管理テーブル８３、火災状況管理テーブル８４、カメラ管理テーブル８５、および、情報板管理テーブル８６を管理する。

トンネル識別コード８１は、監視対象であるトンネルを一意に識別するためのコード情報である。トンネル識別コード８１により、システムは、例えばトンネルの場所を特定することができる。
火災検知器管理テーブル８２は、それぞれの火災検知器４（図２）に、そのトンネル出口方向に位置する子機の識別情報を対応付けて管理するためのテーブルである。火災検知器管理テーブル８２には、例えば火災検知器４が火災を検知した際に電波出力を停止（停波）する子機の識別子コードが格納される。実施形態では、それぞれの火災検知器４に、その火災検知器４の場所からトンネル出口方向に設置された子機の識別コードが対応付けられる。

子機管理テーブル８３は、子機３０１～３０ｎごとに、その稼働状況を対応付けて管理するためのテーブルである。
火災状況管理テーブル８４は、それぞれの火災検知器４（図２）において火災が検知されているかを示す情報（火災状況）を対応付けて管理するためのテーブルである。

カメラ管理テーブル８５は、それぞれのカメラ５ごとに、その現在の状態を対応付けて管理するためのテーブルである。
情報板管理テーブル８６は、トンネル情報板２（図２）ごとに、その現在の表示内容（表示状態）を対応付けて管理するためのテーブルである。

（作用）
次に、上記構成における作用を説明する。
図６は、実施形態に係わる処理手順の一例を示すシーケンス図である。
いずれかの火災検知器４により火災が検知されると（ステップＳ１）、当該火災検知器４は、火災検知情報を発出する。この火災検知情報は、情報ハブ６からＩＰネットワーク１を経由して、施設管制センタ４００の中央処理装置５００に通知される。

火災検知情報を受けた中央処理装置５００は、データベース８００の火災状況管理テーブル８４に火災状況を登録するともに、火災発生の通知を受けたトンネルや火災発生位置をディスプレイ６００などに表示する。さらに中央処理装置５００は、管制員による確認を待ち受ける（ステップＳ３）。
管制員は、ディスプレイ６００に表示される各カメラ５の画像を確認し、火災の発生を裏付ける映像を確認できなければ、誤報であるとして（Ｙｅｓ）システムはアイドル状態に戻る（ステップＳ４）。

火災による炎や煙などを目視できれば、管制員は誤報でない（Ｎｏ）ことを確認し、操作部７３（図２）を操作してトンネル情報板に表示する内容を選択する。ここでは、［トンネル火災発生］メッセージが選択される。このメッセージは、中央処理装置５００からＩＰネットワーク１、および情報ハブ６を経由してトンネル情報板２に届けられ、表示される。

さらに、中央処理装置５００は、発災箇所の位置を示す発災箇所情報を、ＩＰネットワーク１経由で親機１００に宛てて送信する（ステップＳ５）
発災箇所情報を受信した親機１００は、当該情報をメモリ１５０に記憶するとともに（発災箇所情報１５０ａ）、停波すべき子機を特定する（ステップＳ６）。ここで、親機１００のリソース割り当て制御部１４０ｂ（図３）は、発災箇所と子機３０１～３０ｎの位置情報とに基づいて、停波すべき子機を特定する。

リソース割り当て制御部１４０ｂは、例えば、発災箇所よりも車両の進行方向に対して前方の子機を停波する。そして、停波したことによって余った無線リソースを、発災箇所よりも進行方向に対して後方の子機に再配分する。

例えば子機３０１と３０２との間で火災が発生したとすると、リソース割り当て制御部１４０ｂは、各子機３０１～３０３へのリソースの配分を再計算し（ステップＳ７）、その結果を踏まえたリソース再設定要求を子機３０１～３０３に送信する。
これを受けた子機３０１は、自らの無線ゾーンにおけるタイムスロットスケジュールを再設定する（ステップＳ８）。
そして、子機３０２、３０３は、いずれも停波する（ステップＳ９、Ｓ１０）。

ここで、無線リソースとしては、例えば時分割多重される複数のタイムスロットや、周波数多重される複数の周波数帯域などを挙げることができる。実施形態ではタイムスロットを例として説明する。

図７および図８は、通常時における無線リソース割り当ての一例を示す図である。
図７に示されるように、通常時においては、サービスエリアの子機３０１～３０３に対して無線リソースがおおよそ均等に割り当てられる。７台の車両３ａ～車両３ｇがサービスエリアに存在するとする。そうすると、図８に示されるように、スロットτ１は車両３ａに、スロットτ２は車両３ｂに、…、スロットτ７は車両３ｇに、それぞれ割り当てられる。従来はこの割り当てが固定的であり、火災が発生したときに割り当て不要な子機に対しても、無線リソースが割り当てられてしまう。

これに対し実施形態では、図７、図８の状態から例えば子機３０１と３０２との間に火災が発生すると、タイムスロット割り当てが動的に変更される。
図９および図１０は、火災発生時における無線リソース割り当ての一例を示す図である。
図９に示されるように、子機３０１と３０２との間に火災が発生すると、子機３０２，３０３が停波される。これにより余ったタイムスロットは子機３０１に再配分され、図１０に示されるように、τ４以降のスロットにおいて車両３ａ，３ｂ，３ｃとの通信が繰り返される。これにより車両３ａ，３ｂ，３ｃは、火災が発生前よりも通信帯域を拡大することができ。必要な情報を迅速に取得することが可能になる。

（効果）
以上説明したようにこの実施形態では、火災検知器４により火災が検知されると、施設管制センタ４００からＤＡＳの親機１００に、発災箇所情報を通知する。これを受けた親機１００は、発災箇所から前方の子機を停波して、その分の通信リソースを、残存する子機に再配分するようにした。

火災が発生すると、火災発生現場より手前の区間を走る車両に緊急停止の情報を伝えると共に、火災発生現場以降の車両にはトンネルからの速やかな退避を支援することが求められる。しかし既存の技術では、道路情報板の表示など人への情報提供は行われているが、情報通信インフラに対する情報の提供が十分とは言えなかった。救援・復旧のための車両が安全にトンネル内で作業できるように、トンネル内の通信環境の早期確立・維持が求められる。しかし既存の技術では、火災発生現場周辺などの、必要な場所に対して通信環境を維持することが困難であった。

これに対し実施形態では、トンネル内の通信基盤として敷設された無線中継システムに火災情報を与え、サービスエリアを動的に変化させるようにした。つまり、施設管制センタ４００の道路トンネル非常用施設（火災検知器４、カメラ５など）から発災箇所の情報を取得し、これに応じてＤＡＳの子機の電波発射を制御することにより、トンネル内の特定の区間だけをサービスエリア化するようにした。つまり、通信可能な区間を限定して通信対象となる端末を絞り込み、これにより、残ったエリアにおいては個々の通信の帯域を拡大したり。安定化を図ることができる。

トンネル内で火災が発生した場合、発災箇所からトンネル出口方向の子機を停波することによって、発生箇所からトンネル入り口方向の通信環境を維持することが可能となる。つまり、子機の電波出力を止めることにより、必要なエリアに無線リソースを割り当てることが可能となる。

これらのことから、実施形態によれば、非常時に迅速に通信リソースを確保できるようになり、これにより、安全性をさらに向上させた無線中継システムとその親機、および通信リソース制御方法を提供することが可能にある。

なお、この発明は上記実施の形態に限定されるものではない。
例えば実施形態では、発災箇所より前方の子機を停波したが、必ずしも停波する必要は無い。停波しないで、少しだけでも通信の余地を残すべくタイムスロットを確保しておいても良い。要するに、発災箇所と車両の進行方向との関係に基づいて、子機ごとの無線リソースの割り当てをダイナミックに変化させることで、非常時に迅速に通信リソースを確保することが可能になる。

また、例えば、図１に示される親機１００にインフラシェアリングを適用し、異なるキャリア（事業体）の基地局を親機１００に収容できるようにしても良い。この種の親機は、事業者共用装置とも称される。

また、ＤＡＳを、ローカル５Ｇのエリアに適用することも可能である。ローカル５Ｇは、免許人が自ら所有するエリアで移動体通信サービスを提供できるという制度である。ローカル５ＧではＴＤＤ（Time Division Duplex：時分割複信）方式の準同期運用、あるいは非同期運用が許されている。この種のシステムにおいても実施形態の技術を適用することが可能である。

また、例えば、停波されなかった子機に再分配される通信リソースはタイムスロットに限るものではなく、周波数、あるいは波長リソースであっても良い。さらに、周波数とタイムスロットで定義される、いわゆるリソースユニットを再分配しても良い。

また、実施形態では、親機１００の主導により停波すべき子機を決定し、リソースを再配分するようにした。これに代えて、施設管制センタ４００の中央処理装置５００の主導により、必要な制御を行っても良い。例えば、図５のデータベース８００に火災検知器管理テーブル８２が記憶されているので、停波すべき子機を中央処理装置５００の側で特定することは可能である。

そこで、火災検知器４から火災の発生が通知されると、中央処理装置５００からの制御により火災から出口側の子機を自動的に停止するとともに、入口側の子機に無線リソースを再分配しても良い。

中央処理装置５００が火災を検知すると、どの子機を停止するかをデータベース８００から取得した情報から決定し、当該子機の停波を親機１００に指示する。これを受けた親機１００は、該当する子機を停波する。これにより、トンネル火災周辺の通信環境を維持することが可能となる。

ただし、管制員により、火災検知器４から通知された火災発生が誤報であることが確認されたならば、管制員は、ただちに子機の起動要求を中央処理装置５００に送信する。これを受けた中央処理装置５００は、停波した子機を直ちに再起動し、再分配した無線リソースを再び元に戻す制御を行う。このようにすることで、火災通知が誤報の場合、自動で子機を停止してしまっても、操作員のマニュアル操作により子機を確実に復旧させることができる。

実施形態を説明したが、この実施形態は例として提示するものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…ＩＰネットワーク、２…トンネル情報板、３（３ａ～３ｇ）…車両、４…火災検知器、５…カメラ、６…情報ハブ、２１…多重分離部、２２…プロセッサ、２２ａ…無線ゾーン形成部、２２ｂ…無線接続部、２３…遅延調整部、２４…Ｄ／Ａ変換器、２５…送受切替スイッチ、２６…Ａ／Ｄ変換器、２７…アンテナ、５１…ＩＰデータ送受信部、５２…受信処理部、５３…表示部、５４…状況判定部、５５…送信処理部、６０…ディスプレイ、７１…トンネル内情報表示部、７２…モニタ、７３…操作部、７４…データ作成部、７５…データベース、７５ａ…渋滞中メッセージテンプレート、７５ｂ…火災発生中メッセージテンプレート、８１…トンネル識別コード、８２…火災検知器管理テーブル、８３…子機管理テーブル、８４…火災状況管理テーブル、８５…カメラ管理テーブル、８６…情報板管理テーブル、１００…親機、１１０…信号処理部、１１１…送受切替スイッチ、１１３…Ａ／Ｄ変換器、１１６…Ｄ／Ａ変換器、１３０…多重分離部、１４０…プロセッサ、１４０ａ…ＩＰ通信部、１４０ｂ…制御部、１５０…メモリ、１５０ａ…発災箇所情報、１５０ｂ…子機位置情報、１６０…基地局インタフェース、１７０…ネットワークインタフェース、１８０…子機インタフェース、２００…基地局、３０１～３０ｎ…子機、４００…施設管制センタ、５００…中央処理装置、６００…ディスプレイ、７００…監視制御卓、８００…データベース。

Claims (5)

1. 移動通信システムの基地局から送受される無線帯域信号を物理層で中継する無線中継システムにおいて、
   前記基地局と前記無線帯域信号を授受する親機と、
   車両が走行可能な道路に沿うエリアに分散配置され無線ゾーンを展開する複数の子機とを具備し、
   前記親機は、
   前記道路の道路付帯設備を管制する施設管制センタと通信する通信部と、
   前記施設管制センタから通知される情報に基づいて前記エリア内の発災箇所を特定し、当該発災箇所と前記車両の進行方向との関係に基づいて配下の子機ごとに無線リソースの割り当てを可変するリソース割り当て制御部とを備え、
   前記子機の各々は、
   前記親機から割り当てられた無線リソースで前記無線ゾーンを展開する無線ゾーン形成部と、
   前記無線ゾーンに在圏するモバイル局と無線接続する無線接続部とを備える、無線中継システム。
2. 前記リソース割り当て制御部は、前記発災箇所よりも前記進行方向に対して前方の子機を停波し、前記発災箇所よりも前記進行方向に対して後方の子機に前記無線リソースを再配分する、
   請求項１に記載の無線中継システム。
3. 前記親機は、配下の子機の前記エリアにおける位置情報を記憶する記憶部をさらに備え、
   前記リソース割り当て制御部は、停波すべき子機を、前記発災箇所と前記配下の子機の位置情報とに基づいて特定する、
   請求項２に記載の無線中継システム。
4. 移動通信システムの基地局から送受される無線帯域信号を物理層で中継する無線中継システムの親機において、
   車両が走行可能な道路に沿うエリアに分散配置され、それぞれ無線ゾーンを展開する複数の子機を収容する子機インタフェースと、
   道路の道路付帯設備を管制する施設管制センタと通信する通信部と、
   前記施設管制センタから通知される情報に基づいて前記エリア内の発災箇所を特定し、当該発災箇所と前記車両の進行方向との関係に基づいて配下の子機ごとに無線リソースの割り当てを可変するリソース割り当て制御部とを具備する、親機。
5. 移動通信システムの基地局と無線帯域信号を授受する親機と、車両が走行可能な道路に沿うエリアに分散配置され無線ゾーンを展開する複数の子機とを具備し、前記無線帯域信号を物理層で中継する無線中継システムにおける通信リソース制御方法において、
   前記親機が、前記道路の道路付帯設備を管制する施設管制センタから通知される情報に基づいて前記エリア内の発災箇所を特定し、当該発災箇所と前記車両の進行方向との関係に基づいて配下の子機ごとに無線リソースの割り当てを可変する過程と、
   前記子機の各々が、前記親機から割り当てられた無線リソースで前記無線ゾーンを展開する過程とを具備する、
   通信リソース制御方法。