JP4187553B2 - 移動体通信システムおよび通信制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、互いに離れて配置される複数の通信機と、それら通信機に対して相対的に移動する通信機とを含む移動体通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、種々の用途に合わせた移動体通信システムが提案されている。例えば、列車と固定通信局との間の通信に関して、従来は音声等の簡単な通信が一般的であった。しかし、セキュリティへの関心が高まる中、列車にも監視カメラを設けることが適当と考えられ、これに伴い、監視カメラで得られる画像を送れるだけの能力をもった通信システムが必要になる。
【０００３】
従来より知られている列車用の通信システムとしては、特許文献１に記載のものが挙げられる。同文献のシステムでは、列車上の通信機が、線路に沿って適当な距離をおいて配置された複数の固定通信局と接続される。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１１５１９３号公報（第４ページ、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開２０００−１１５１９３号公報に記載のシステムでは、送信権を表す信号を含むパケットを固定局から固定局へと送信することにより、固定局間で送信権が移され、これにより固定局間のデータの衝突が回避される。
【０００６】
しかし、送信権の移動のためのパケット送信はオーバーヘッドの要因となり、通信システムにとって不利である。そして、列車のような移動体の通信システムにおいては、簡単かつ確実に１台の移動通信機と線路沿いの複数の通信機との間の通信、すなわち１対多の通信を実現することが望まれる。
【０００７】
なお、上述では、電車を取り上げて本発明の背景を説明したが、上記背景は、電車に限らず、他の移動体にも当てはまり得る。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、比較的簡単に１対多の移動体通信を実現できる技術を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の移動体通信システムは、互いに離れて配置される複数の制御側通信機と、前記複数の制御側通信機に対して相対的に移動する移動通信機と、前記複数の制御側通信機を制御する制御機とを含み、前記制御機は、前記複数の制御側通信機の一つである代表通信機に前記移動通信機との間で双方向通信を行わせるとともに、前記代表通信機以外の制御側通信機に、前記移動通信機が発する信号を受信する一方向通信を行わせる。
【００１０】
この構成によれば、複数の制御側通信機を制御する制御機が設けられ、この制御機により代表通信機が選択され、代表通信機が移動通信機と双方向通信を行い、残りの制御側通信機は、移動通信機が発する信号を受信する一方向通信を行うので、複数の制御側通信機の存在を移動通信機が考慮せずともよく、１対多の移動体通信が比較的簡単に実現でき、このシステムを利用して画像等の送信も可能になる。
【００１１】
また、前記制御機は、前記複数の制御側通信機の各々の通信状態に基づいて前記代表通信機を選択する。本発明において、受信状態は、通信状態の一種と考えてよい。受信状態は例えばパケット受信比で表される。
【００１２】
この構成によれば、代表受信機を通信状態に基づいて選択することで、より確実な通信を行える代表受信機を選択できる。
【００１３】
また、前記制御機は、前記移動通信機が一連のパケットを送信したとき、前記複数の制御側通信機により受信されるパケット群から、前記一連のパケットを取得する。
【００１４】
この構成によれば、複数の制御側通信機で、移動通信機から送信される一連のパケットが受信され、複数の移動通信機から得られるパケット群を用いて、元の一連のパケットが再構成されるので、一連のパケットを確実に得ることができる。本発明のように移動通信機が制御側通信機に対して移動する構成では、マルチパス等の影響で、制御側通信機が一つであると、一部のパケットが抜け落ちる可能性があるのに対して、本発明によれば、パケットが抜けるのを比較的簡易な構成で、効果的に防止できる。
【００１５】
また、前記制御機は、前記複数の制御側通信機により受信されるパケット群に複数の同一パケットが含まれるとき、前記複数の同一パケットの各々を受信した制御側通信機の通信状態に基づいて、前記複数の同一パケットの一つを選択する。
【００１６】
この構成によれば、通信状態に基づいてパケットを選択するので、良好な通信状態で受信されたパケットを採用することができ、画像等のデータの品質を確保できる。
【００１７】
また、前記制御機は、所定の期間内に前記複数の制御側通信機が受信したパケット群から、前記一連のパケットを取得する。
【００１８】
この構成により、異なる一連のデータのパケットの混同が避けられる。そして、混同を防止するための処理が不要なので、処理の簡素化を図れる。
【００１９】
また、本発明においては、前記制御機と前記複数の制御側通信機により、前記複数の制御側通信機が網羅する通信領域をもつ単位通信網が構成され、通信領域が隣接するように複数の単位通信網が設けられる。
【００２０】
この構成により、列車等の細長い区間を移動する移動体システムに対して、本発明の移動通信システムを好適に適用可能である。
【００２１】
また、本発明のシステムは、前記複数の単位通信網のそれぞれ設けられた複数の制御機を制御する上位制御手段を有し、前記上位制御手段は、前記移動通信機の位置情報を取得し、前記位置情報に基づいて、前記移動通信機と通信すべき単位通信網を切り替える制御を行う。
【００２２】
この構成によれば、位置情報に基づくことで、移動体の移動に伴う単位通信網の切替が好適に行われる。そして、上位制御手段から上の構成が上位制御手段以下の構成を制御する必要を無くすことができ、制御システムが簡素でよくなる。
【００２３】
また、本発明においては、前記複数の単位通信網のそれぞれ設けられた複数の制御機を制御する上位制御手段を有し、前記上位制御手段は、隣接する各単位制御網の制御機から、各単位通信網の制御側通信機の通信状態の情報を取得して、取得された通信状態の情報に応じて、前記移動通信機と通信すべき単位通信網を切り替える制御を行う。
【００２４】
この構成によれば、通信状態に応じて、移動体の移動に伴う単位通信網の切替が好適に行われる。また、ここでも、上位制御手段から上の構成が上位制御手段以下の構成を制御する必要を無くすことができ、制御システムが簡素でよくなる。
【００２５】
また、本発明においては、隣接する単位通信網の通信領域が部分的に重複するように、隣接する異なる単位制御網を構成する複数の制御側通信機が近傍または同一箇所に配置されている。
【００２６】
この構成によれば、隣接する異なる単位制御網を構成する複数の制御側通信機を近傍または同一箇所に配置することにより、ハンドオーバを行うのに十分な時間を取ることができる。例えば、画像の切替をスムーズに行える。
【００２７】
また、本発明では、前記移動通信機が周期的に発する信号に応じて前記複数の制御側通信機と前記移動通信機との同期が制御される。
【００２８】
この構成によれば、移動通信機が同期制御を行っており、同期のための信号を複数の制御側通信機で受けるので、例えば、移動通信機に近い制御側通信機がマルチパスの影響で同期の信号を受信できないときでも、他の制御側通信機が受信できる可能性があり、したがって同期をより確実にとれる。
【００２９】
また、本発明のシステムは、前記移動通信機を搭載する移動体の移動初期に移動体識別情報が発生するときに、前記移動通信機に固有の移動通信機固有識別情報を前記移動通信機から通信で取得する初期設定登録通信機と、前記移動通信機固有識別情報を前記移動体識別情報と共に登録し、それら識別情報を前記移動体が移動するあいだ管理し、各単位通信網に位置する移動通信機との通信のために前記移動通信機固有識別情報を提供する識別情報データベースとを含む。
【００３０】
この構成によれば、初期設定登録通信機が設けられ、この初期設定登録通信機が、移動体識別情報の発生時に移動通信機固有識別情報を取得する。この情報が識別情報データベースに登録され、各単位通信網での通信のために提供される。このようにして、各単位通信網で、そこに位置する移動体上の移動通信機と円滑に通信が行える。
【００３１】
本発明の別の態様は、互いに離れて配置される複数の制御側通信機を制御して、前記複数の制御側通信機に対して相対的に移動する移動通信機との通信を行わせる通信制御装置に関する。この通信制御装置は、前記複数の制御側通信機の一つを代表通信機として選択し、前記代表通信機に前記移動通信機との間で双方向通信を行わせるとともに、前記代表通信機以外の制御側通信機に、前記移動通信機が発する信号を受信する一方向通信を行わせる。
【００３２】
この態様によれば、既に述べたように、１対多の移動体通信が比較的簡単に実現できる。
【００３３】
本発明の別の態様は、互いに離れて配置される複数の制御側通信機と、前記複数の制御側通信機に対して相対的に移動する移動通信機と、前記複数の制御側通信機を制御する制御機と、を含み、前記複数の制御側通信機の各々は、前記移動通信機が一連のパケットを送信したとき、受信されたパケットを前記制御機へ出力し、前記制御機は、前記複数の制御側通信機から得られるパケット群から、前記一連のパケットを取得する。
【００３４】
この構成によれば、既に説明したように、複数の移動通信機から得られるパケット群を用いて、元の一連のパケットが再構成されるので、一連のパケットを確実に得ることができる。
【００３５】
本発明の別の態様は、互いに離れて配置される複数の制御側通信機を制御して、前記複数の制御側通信機に対して相対的に移動する移動通信機との通信を行わせる通信制御装置であって、前記移動通信機が一連のパケットを送信したとき、前記複数の制御側通信機により受信されるパケット群から、前記一連のパケットを取得し、前記複数の制御側通信機により受信されるパケット群に複数の同一パケットが含まれるとき、前記複数の同一パケットの各々を受信した制御側通信機の通信状態に基づいて、前記複数の同一パケットの一つを選択する。この構成によっても、既に説明したように、一連のパケットを確実に得ることができる。すなわち、この構成によれば、複数の制御側通信機で、移動通信機から送信される一連のパケットが受信され、複数の移動通信機から得られるパケット群を用いて、元の一連のパケットが再構成されるので、一連のパケットを確実に得ることができる。本発明のように移動通信機が制御側通信機に対して移動する構成では、マルチパス等の影響で、制御側通信機が一つであると、一部のパケットが抜け落ちる可能性があるのに対して、本発明によれば、パケットが抜けるのを比較的簡易な構成で、効果的に防止できる。さらに、この構成によれば、通信状態に基づいてパケットを選択するので、良好な通信状態で受信されたパケットを採用することができ、画像等のデータの品質を確保できる。
【００３６】
本発明の別の態様は、互いに離れて配置される複数の制御側通信機を制御して、前記複数の制御側通信機に対して相対的に移動する移動通信機との通信を行わせる通信制御装置であって、前記移動通信機が一連のパケットを送信したとき、前記複数の制御側通信機により受信されるパケット群から、前記一連のパケットを取得し、所定の期間内に前記複数の制御側通信機が受信したパケット群から、前記一連のパケットを取得する。この構成によっても、既に説明したように、一連のパケットを確実に得ることができる。さらに、この構成により、異なる一連のデータのパケットの混同が避けられる。そして、混同を防止するための処理が不要なので、処理の簡素化を図ることができる。
【００３７】
また、本発明の別態様の移動体通信システムは、互いに離れて配置される複数の制御側通信機と、前記複数の制御側通信機に対して相対的に移動する移動通信機と、前記複数の制御側通信機を制御する制御機と、を含み、さらに、前記移動通信機を搭載する移動体の移動初期に移動体識別情報が発生するときに、前記移動通信機に固有の移動通信機固有識別情報を前記移動通信機から通信で取得する初期設定登録通信機と、前記移動通信機固有識別情報を前記移動体識別情報と共に登録し、それら識別情報を前記移動体が移動するあいだ管理し、各単位通信網に位置する移動通信機との通信のために前記移動通信機固有識別情報を提供する識別情報データベースとを含む。
【００３８】
この構成によれば、既に説明したように、各単位通信網で、そこに位置する移動体上の移動通信機と円滑に通信が行える。
【００３９】
本発明の別の態様は、互いに離れて配置される複数の制御側通信機を制御して、前記複数の制御側通信機に対して相対的に移動する移動通信機と通信を行わせる通信制御方法に関する。本方法は、前記複数の制御側通信機の一つを代表通信機として選択し、前記代表通信機に前記移動通信機との間で双方向通信を行わせるとともに、前記代表通信機以外の制御側通信機に、前記移動通信機が発する信号を受信する一方向通信を行わせる。
【００４０】
この構成によれば、既に説明したように、１対多の移動体通信が比較的簡単に実現できる。
【００４１】
本発明の別の態様は、互いに離れて配置される複数の制御側通信機を制御して、前記複数の制御側通信機に対して相対的に移動する移動通信機と通信を行わせる制御機にて実行される通信制御プログラムである。このプログラムは、前記複数の制御側通信機の一つを代表通信機として選択し、前記代表通信機に前記移動通信機との間で双方向通信を行わせるとともに、前記代表通信機以外の制御側通信機に、前記移動通信機が発する信号を受信する一方向通信を行わせる処理を前記制御機に実行させることを特徴とする通信制御プログラム。また、本発明の別の態様は、上記の通信制御プログラムが格納された、コンピュータにて読取可能な記録媒体である。
【００４２】
これら構成によれば、既に説明したように、１対多の移動体通信が比較的簡単に実現できる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００４４】
図１は、本実施の形態の移動体通信システムの全体構成を示しており、図２は、移動体通信システムが設けられる移動システムを示している。
【００４５】
まず、図２を参照すると、本実施の形態では、移動体が電車（列車）Ｔである。各列車Ｔには、運行ダイヤ上での識別情報である列車番号（以下、列番という）が付けられる。電車の路線は、複数の閉塞区間Ｄへと分割されている。各閉塞区間Ｄには一つの列車Ｔが存在するように列車の運行が制御される。図２の例では、閉塞区間Ｄが、駅で区切られる区間と一致しているが、本発明はこれに限定されない。また、本発明の移動体は電車に限定されない。このように、閉塞区間Ｄは単位制御領域の一例であり、列番は移動体の識別情報の一例である。
【００４６】
次に、図１を参照すると、本実施の形態では、電車の線路に沿って並ぶように複数の単位通信網Ｎが設けられている。本実施の形態では、各単位通信網Ｎは閉塞区間Ｄに対応しているが、本発明はこれに限定されなくてもよい。
【００４７】
各単位通信網Ｎは、複数の制御側通信機Ｓと、それらを制御する制御機Ｃで構成される。複数の制御側通信機Ｓは、線路に沿って、適当な間隔を開けて配置されており、列車Ｔに搭載される移動通信機Ｍとの間で通信を行う。
【００４８】
また、各移動通信機Ｍは、固有のシステムＩＤを有する。このシステムＩＤは、移動通信機Ｍを識別するための移動通信機固有識別情報の一例である。前述の列番（移動体識別情報）は運行スケジュールによって決まり、同じ車両でも運行スケジュールに応じて列番は変化する。これに対して、システムＩＤ（移動通信機識別情報）は、運行スケジュールには関係しない。
【００４９】
複数の制御機Ｃは、さらに、上位制御機Ｃｓにより制御される。制御機Ｃｓは、監視センタＭＣおよび指令所ＤＣと接続されている。上位制御機Ｃｓ、監視センタＭＣおよび指令所ＤＣが、複数の制御機Ｃ（複数の単位通信網Ｎ）を制御する上位の制御手段として機能するともいえる。
【００５０】
本実施の形態の移動体通信システムは、電車内の監視カメラで得られた映像および音声を通信するために用いられる。映像および音声は、移動通信機Ｍから送信され、制御側通信機Ｓで受信される。この観点で、以下の説明では、移動通信機Ｍを送信機、制御側通信機Ｓを受信機と呼ぶ。ただし、上述の説明から明らかなように、送信機、受信機ともに、送信と受信の両方の通信機能を有する。
【００５１】
図３は、図１の移動体通信システムをより詳細に示している。図３に示すように、閉塞区間Ｄ１には、唯一の１編成の列車Ｔ１が走行している。そして、列車Ｔ１の列番はＴＮ１であり、また、列車Ｔ１には送信機Ｍ１が搭載されている。同様に、閉塞区間Ｄ２には列番ＴＮ２の列車Ｔ２が走行しており、列車Ｔ２に送信機Ｍ２が搭載されている。
【００５２】
閉塞区間Ｄ１には、複数の受信機Ｓｉ（ｉ＝１〜ｎ）が間隔を開けて配置されている。受信機Ｓｉは、送信機Ｍ１から送信される画像データ等を送受信する。そして、閉塞区間Ｄ１の複数の受信機Ｓｉを制御するための制御機Ｃ１が設けられており、制御機Ｃ１は複数の受信機Ｓｉから画像データ等を受信する。複数の受信機Ｓｉおよび制御機Ｃ１で構成される通信網を、前述のように、単位通信網Ｎと呼ぶ。
【００５３】
別の閉塞区間Ｄ２にも同様の構成が見られる。すなわち、複数の受信機Ｓｉと制御機Ｃ２が設けられており、複数の受信機Ｓｉは、制御機Ｃ２の制御下で送信機Ｍ２と通信する。
【００５４】
さらに、複数の制御機Ｃ１、Ｃ２、、、を制御するために、上位制御機Ｃｓが設けられている。これらの送信機、受信機、制御機および上位制御機の系を無線網ＷＮと呼ぶ。無線網ＷＮは、上述の説明から明らかなように、複数の単位通信網Ｎで構成される。
【００５５】
上位制御機Ｃｓは、監視センタＭＣおよび指令所ＤＣと接続される。監視センタＭＣは、モニタにて車内を監視する。また、指令所ＤＣは、列番・閉塞区間データベースＤＢ１と列番・システムＩＤデータベースＤＢ２（本発明の識別情報データベースに対応）を有する。列番・閉塞区間データベースＤＢ１は列番と閉塞区間番号を管理し、列番・システムＩＤデータベースＤＢ２は列番とシステムＩＤを管理する。
【００５６】
次に、図３を参照し、監視センタＭＣ、指令所ＤＣ、無線網ＷＮで構成される本システムの全体的な動作を説明する。無線網ＷＮからは、常に閉塞区間毎の画像および音声が監視センタＭＣのスイッチャに入力される（Ｓ３１）。また、初期設定で列番とシステムＩＤが指令所ＤＣのデータベースに登録される（Ｓ３２）。この登録動作は、車両が閉塞区間を跨ぐ場合にも、同様に実行される。
【００５７】
監視センタＭＣでモニタの画像を切り替えるとき、監視者は、カメラ切替卓を操作して、見たい列番を指定する。これに応えて、列番が、カメラ切替卓から指令所ＤＣの列番・閉塞区間データベースＤＢ１に送られる（Ｓ３３）。
【００５８】
列番・閉塞区間データベースＤＢ１は、それぞれの列番を付された列車がどの閉塞区間に位置しているかの情報を記憶している。電車の運行管理システムは、列車を円滑に走行させるために、どの閉塞区間にどの列車がいるのかの情報を取得し、この情報をデータベースに記憶させており、これにより、各列車の位置する閉塞区間を常時把握している。この運行管理システムのデータベースが、本システムの列番・閉塞区間データベースＤＢ１として利用される。
【００５９】
そして、列番を監視センタＭＣから受け取ると、列番・閉塞区間データベースＤＢ１では、列番に対応する閉塞区間番号が検索される。そして、検索された閉塞区間番号がスイッチャに通知される（Ｓ３４）。スイッチャには、各閉塞区間毎の画像、音声データが入力されている。スイッチャは、指定の閉塞区間番号の画像、音声データに切り替えて、画像および音声をモニタに出力する。
【００６０】
以上が本実施の形態のシステムの全体的な動作である。本システムでは、閉塞区間毎の画像および音声データが監視センタに入力されてくる。そこで、複数の閉塞区間に位置する複数の列車の画像、例えば、閉塞区間Ｄ１の列番ＴＮ１の画像と閉塞区間Ｄ２の列番２の画像とを両方同時にモニタすることができる。
【００６１】
また、本実施の形態では、閉塞区間ごとに単位通信網が設けられ、単位通信網の制御機から、上位制御機および監視センタへと、単位通信網の複数の受信機で入手されたデータが送られてくる。したがって、監視センサおよび上位制御機といった上位の構成は、単位通信網（閉塞区間）を制御の単位とすればよい。すなわち、単位通信網を構成する複数の受信機の配置が考慮されなくてもよく、また、一つ一つの受信機の受信状態（通信状態に概念的に含まれる）が考慮されなくてもよい。これにより、制御が簡素化している。この点は、以下の各構成の詳細な説明により、さらに明らかになる。
【００６２】
図４は、各列車に搭載される送信機Ｍの構成を示すブロック図である。送信機Ｍは、車載のカメラ１０およびアンテナ１２と接続されている。送信機Ｍは、カメラ１０からの画像データを符号化する画像符号化器１４と、画像符号化器１４から出力される画像データを送信するための送信パケットを生成する送信パケット生成部１６と、無線の送信を行う無線処理部１８とで構成される。
【００６３】
カメラ１０から撮影された画像データが送信機Ｍに入力され、画像符号化器１４で符号化される。次に、送信パケット生成部１６が、符号化された画像データから、受信機Ｓに対して送信するための送信先アドレス、送信元アドレス等のヘッダ情報を送信データに付加した送信パケットを生成する。生成した画像パケットが、無線処理部１８にてアンテナ１２を利用して送信される。音声データも同様にしてパケットデータのかたちで送信される。
【００６４】
図５は、受信機Ｓの構成を示すブロック図である。受信機Ｓはアンテナ２０を有する。そして、受信機Ｍは、無線処理部２２とパケット受信比算出部２４で構成される。
【００６５】
無線処理部２２は、アンテナ２０を使って無線の受信を行う。無線処理部２２が送信機Ｍからパケットを受信すると、パケット受信比算出部２４が、受信したパケットからパケット受信比を算出する。パケット受信比は、「パケット受信比＝（受信パケット数）／（理想受信パケット数）」で定義される。理想受信パケット数とは、データ伝送レートから設計される値である。この式に従ってパケット受信比算出部２４によりパケット受信比が算出されると、受信機Ｓは制御機Ｃへ受信パケットと算出したパケット受信比を出力する。
【００６６】
図６は制御機Ｃの構成を示すブロック図である。制御機Ｃは、複数のパケット受信処理部２６および複数のパケット受信比受信部２８を有する。図示のように、これら複数のパケット受信処理部２６および複数のパケット受信比受信部２８は、複数の制御機Ｓｉ（ｉ＝１〜ｎ）にそれぞれ対応して設けられている。制御機Ｃは、さらに、パケット受信処理部３０、パケット合成部３２、制御部３４、受信時間計測部３６およびタイマ管理部３８を有する。
【００６７】
制御機Ｃの動作を説明すると、まず、受信機Ｓｉ（ｉ＝１〜ｎ）から制御機Ｃにパケット受信比とパケットが入力されてくる。各受信機Ｓｉのパケット受信比およびパケットは、対応するパケット受信比受信部２８およびパケット受信処理部２６に入力される。
【００６８】
複数のパケット受信比受信部２８はパケット受信比をパケット受信比処理部３０に送る。パケット受信比処理部３０は、各受信機Ｓｉから得られるパケット受信比を、所定のパケット受信比しきい値Ｅ０と比較する。パケット受信比がしきい値Ｅ０以上であることが、後段のパケット採用の条件になる。パケット受信比処理部３０は、この条件が満たされているか否か、すなわち、パケット受信比がしきい値Ｅ０以上であるか否かを判定する。パケット受信比処理部３０は、上記の条件が満たされている受信機のパケット受信比を制御部３４へ出力する。
【００６９】
一方、各パケット受信処理部２６は、各受信機Ｓｉからのパケットをパケット合成部３２へ出力する。また、タイマ管理部３８は、制御機Ｃの全体のシステム時間を管理している。受信時間計測部３６では、各受信機Ｓｉからパケットを受信する時に、パケット毎に受信割り込みが発生し、最も早く受信した時間ｔ１からタイマが仕掛けられる。そして、所定の時間ｔ２が経過すると、タイマ管理部３８からタイムアウトが入力される。続いて、タイムアウトがパケット合成部３２に通知される。
【００７０】
制御部３４は、上述したように、パケット受信比がしきい値Ｅ０以上という条件を満たす受信機を示す情報をパケット受信比処理部３０から取得する。この情報は、制御部３４からパケット合成部３２に通知される。パケット合成部３２は、このパケット受信比の条件を満たす受信機Ｓｉから入力されたパケットを用いて、パケット合成を行う。この際、タイムアウト前に取得されたパケットが、パケット合成で使われる。パケット合成については、後段にてさらに説明する。パケット合成で得られたデータは、上位制御機Ｃｓへと出力される。
【００７１】
図７は、上位制御機Ｃｓの構成を示すブロック図である。上位制御機Ｃｓは、複数の閉塞区間にそれぞれ設けられた複数の制御機Ｃｉ（ｉ＝１〜ｎ）を制御する。上記制御機Ｃｓは、複数の制御機Ｃｉにそれぞれ対応する複数の受信処理部４０を有する。さらに、上位制御機Ｃｓは、受信データ解析部４２と、複数の同期データ送信処理部４４と、非同期データ送信処理部４６を有する。複数の同期データ送信処理部４４は、複数の制御機Ｃｉにそれぞれ対応して設けられている。
【００７２】
上位制御機Ｃｓには、制御機Ｃｉ（ｉ＝１〜ｎ）から同期データ、非同期データが入力される。同期データは、画像および音声データである。また、非同期データは、画像およぼ音声以外のデータであり、例えば、システムＩＤ等の制御関連のデータである。同期データおよび非同期データは、各制御機Ｃｉに対応する受信処理部４０に入力され、受信データ解析部４２に提供される。
【００７３】
受信データ解析部４２は、受信データが同期データか非同期データかを判別する。同期データは上述のように画像および音声データである。受信データが同期データであれば、受信データ解析部４２は、受信データを同期データ送信処理部４４に出力する。このとき、制御機番号に対応する同期データ送信処理部４４へと受信データが出力される。例えば、制御機Ｃ１から受信処理部４０が受信した同期データは、制御機Ｃ１に対応する同期データ送信処理部４４へ出力される。同期データ送信処理部４４は、同期データを監視センタＭＣへ出力する。これにより、単位通信網毎、すなわち閉塞区間毎の同期データが監視センタＭＣへ出力される。
【００７４】
一方、受信データがシステムＩＤや閉塞区間番号の非同期データであれば、受信データ解析部４２は、そのデータを非同期データ送信処理部４６に出力する。非同期データ送信処理部４６は、閉塞区間番号およびシステムＩＤを指令所ＤＣへ出力する。
【００７５】
図８は、監視センタＭＣの構成を示すブロック図である。監視センタＭＣには、図８の構成を実現するコンピュータシステムが設置されている。監視センタＭＣは複数の同期データ受信処理部４８を有し、さらに、非同期データ受信処理部５０、同期データスイッチ部４２、制御部５４およびカメラ切替卓５６を有する。同期データスイッチ部４２は、図３のスイッチャに相当する。
【００７６】
複数の同期データ受信処理部４８は、上位制御機Ｃｓの複数の同期データ送信処理部４４に対応している。そして、上位制御機Ｃｓの複数の同期データ送信処理部４４は、前述のように、複数の単位通信網にそれぞれ対応しており、すなわち、複数の閉塞区間にそれぞれ対応している。これにより、複数の同期データ受信処理部４８は、複数の閉塞区間からの同期データ（画像および音声）をそれぞれ受信する。
【００７７】
入力された同期データは、同期データスイッチ部５２に出力される。そして、同期データスイッチ部５２で選択された閉塞区間の同期データがモニタに出力される。
【００７８】
同期データスイッチ部５２での閉塞区間の選択は、以下のようにして、監視を行う監視者の指示に従って行われる。監視者は、カメラ切替卓５６を操作して、所望の閉塞区間を選択する。例えば、各閉塞区間に付された閉塞区間番号が選択される。入力された閉塞区間の指示は、カメラ切替卓５６から、制御部５４を介して、同期データスイッチ部５２へ伝えられる。同期データスイッチ部５２は、指示された閉塞区間の同期データをモニタへ出力するように動作する。
【００７９】
監視者は、カメラ切替卓５６を操作して、所望の列番を入力してもよい。列番は、制御部５４に伝達され、制御部５４から指令所ＤＣへ出力される。これにより、入力された列番の列車が位置する閉塞区間が問い合わされる。指令所ＤＣは、前述のように、閉塞区間とそこに位置する列番を管理する列番・閉塞区間データベースＤＢ１を有する。この列番・閉塞区間データベースＤＢ１が検索され、列番に対応する閉塞区間番号が求められ、監視センタＭＣへ返される。
【００８０】
この応答は、非同期データ受信処理部５０に入力される。入力された閉塞区間番号は同期データスイッチ部５２に出力される。同期データスイッチ部５２では、入力された閉塞区間番号の同期データがモニタへと出力される。
【００８１】
図９は、指令所ＤＣの構成を示すブロック図である。指令所ＤＣには、図９の構成を実現するコンピュータシステムが設置されている。指令所ＤＣのコンピュータシステムは、監視センタＭＣのコンピュータシステムと一体に設けられてもよい。さらに、上位制御機Ｃｓも、監視センタＭＣおよび指令所ＤＣの一方または両方と同じ場所に設けられてもよい。指令所ＤＣは、２つの非同期データ受信処理部５８、６０を有し、さらに、閉塞区間番号検索部６２、データベース制御部６４および非同期データ送信処理部６６を有する。
【００８２】
前述のように、監視センタＭＣは、指令所ＤＣへ、閉塞区間を問い合わせるための列番を送る。この列番が、非同期データ受信処理部５８に入力される。この列番の情報は、閉塞区間番号検索部６２に送られる。閉塞区間番号検索部６２は、列番・閉塞区間データベースＤＢ１を参照して、列番に対応する閉塞区間番号、すなわち、得られた列番の列車が位置する閉塞区間の番号を検索する。検索結果は、非同期データ送信処理部６６から監視センタＭＣに送信される。監視センタＭＣでは、前述のように、閉塞区間番号に基づいて、該当する閉塞区間の同期データがモニタに出力される。
【００８３】
もう一つの非同期データ受信処理部６０には、初期設定時に、上位制御機ＣｓからシステムＩＤが入力される。システムＩＤは、前述のように、列車に搭載される送信に固有の識別情報である。システムＩＤは、例えば列車が始発駅を出るとき、すなわち、列車に列番が付与されるときに、入力される。システムＩＤは、非同期データ受信処理部６０からデータベース制御部６４に出力される。データベース制御部６４は、システムＩＤを、列番・システムＩＤデータベースＤＢ２に登録する。
【００８４】
また、列車が閉塞区間を跨ぐ毎に、新たなシステムＩＤが非同期データ受信処理部６０へ入力されてくる。このシステムＩＤはデータベース制御部６４へ出力される。そして、データベース制御部６４は、システムＩＤを用いて、列番・システムＩＤデータベースＤＢ２から、システムＩＤに対応する列番を検索する。そして、この検索結果の列番を用いて、列番・閉塞区間データベースＤＢ１が更新される。
【００８５】
以上に、本実施の形態における通信システムの典型的な構成例を説明した。次に、他の構成例を説明する。
【００８６】
図１０は、別の構成例を示すブロック図である。図３のシステムでは、列番・閉塞区間データベースＤＢ１が指令所ＤＣに設けられていたのに対して、図１０のシステムでは、列番・閉塞区間データベースＤＢ１が監視センタＭＣに設けられている。図１０の他の構成は、図３のシステムと同様である。以下、既に説明した事項は省略する。
【００８７】
図１０に示されるように、本実施の形態では、無線網ＷＮ（図３と同様）から画像および音声のパケットデータが監視センタＭＣに入力される（Ｓ１０１）。監視センタにて監視者がモニタの画像を切り替えるとき、監視者は、まず、カメラ切替卓を操作して、表示させたい列車の列番を指定する。列番が入力されると、列番・閉塞区間データベースＤＢ１を用いて、列番に対応する閉塞区間番号が検索される（Ｓ１０２）。そして、カメラ操作卓は、検索結果として受け取った閉塞区間番号をスイッチャに渡す（Ｓ１０３）。スイッチャは、指定された閉塞区間番号の画像、音声データをモニターに出力する。
【００８８】
また、前述した図３のシステムの動作と同様に、初期設定時に列番とシステムＩＤが列番・システムＩＤデータベースＤＢ２に登録される（Ｓ１０４）。さらに、車両が閉塞区間を跨ぐ毎に、列番・閉塞区間データベースＤＢ１に登録が行われる（Ｓ１０５）。
【００８９】
図１１は、もう一つの構成例を示すブロック図である。図３のシステムと異なり、図１１のシステムでは、列番・システムＩＤデータベースＤＢ２が上位制御機Ｃｓに設けられている。図１０の他の構成は、図３のシステムと同様であり、以下、既に説明した事項は省略する。
【００９０】
図示のように、本実施の形態では、上位制御機Ｃｓに列番・システムＩＤデータベースＤＢ２が繋がっている。そして、初期設定時に、システムＩＤと列番が列番・システムＩＤデータベースＤＢ２に登録される（Ｓ１１１）。
【００９１】
画像および音声データは、閉塞区間を動的に割り当てられた状態で、監視センタＭＣに送られる（Ｓ１１２）。この動的割当てに対応して、画像および音声データとともに列番の情報が送られる。画像および音声データは、監視センタＭＣのスイッチャに入力される。
【００９２】
監視センタにて監視者がモニタの画像を切り替えるとき、監視者は、まず、カメラ切替卓を操作して、表示させたい列車の列番を指定する。カメラ切替卓は、指定された列番を用いて、指令所ＤＣにある列番・閉塞区間データベースＤＢ１から、列番に対応する閉塞区間番号を検索する（Ｓ１１３）。ここでは、カメラ切替卓の図示しない制御部が、カメラ切替卓に入力された列番を指令所ＤＣへ送る。そして、指令所ＤＣから送られた検索結果がカメラ切替卓の制御部に取得される。
【００９３】
カメラ切替卓は、検索結果として受け取った閉塞区間番号をスイッチャに渡す（Ｓ１１４）。スイッチャは、指定された閉塞区間番号の画像、音声データをモニタに出力する。
【００９４】
また、列車が閉塞区間を跨ぐ毎に列番と閉塞区間番号が、指令所ＤＣにある列番・閉塞区間データベースＤＢ１に登録される（Ｓ１１５）。さらに、上述のように、列番とシステムIDは、初期設定時に、上位制御機Ｃｓに繋がっている列番・システムＩＤデータベースＤＢ２に登録される。
【００９５】
以上、本実施の形態について、主として全体的な構成と動作を説明し、さらにその変形例（図１０、図１１）を説明した。次に、本実施の形態のシステムのより詳細な動作について説明する。以下の説明では、主として図３の構成例を想定する。
【００９６】
「パケット合成」
前述したように、図３の制御機Ｃ１は、配下の複数の受信機Ｓ１、Ｓ２、、、から得られるパケットを使ってパケット合成を行う。制御機Ｃ２も同様のパケット合成を行う。以下、このパケット合成について、図を参照して説明する。
【００９７】
ここでは、まず、図１２を参照し、パケット受信比に基づくパケット合成を説明する。そして、次に、図１３を参照し、パケット受信比に加えて、遅延時間を考慮したパケット合成を説明する。なお、図３のシステムの受信機は、図６を参照して説明したように、タイムアウトまでの経過時間を管理しており、図１３のパケット合成に対応している。
【００９８】
また、ここでは、説明を分かりやすくするために、画像データのパケットのみについて説明する。しかし、音声データのパケットも同様に合成される。
【００９９】
図１２を参照すると、制御機は、受信機Ｓｉ（ｉ＝１〜ｎ）から画像パケットを受信する。また、同時に、制御機は、受信機Ｓｉのパケット受信比Ｅｉ（ｉ＝１〜ｎ）を受信する。
【０１００】
図１２の例において、周期先頭から次の周期先頭までの周期時間はＴであり、同期制御は、後述するように、送信機により行われている。制御機は、時間ｔ１にて、受信機Ｓ１から最初のパケットＶ[０]を受信する。続いて、制御機は、受信機Ｓ１から、１つのフレームを構成する画像パケットを、Ｖ[３]を除いてすべて受信する。１フレームがｎ個のパケットで構成されているとすると、制御機は、受信機Ｓ１から、パケットＶ[３]が落ちているｎ−１個のパケットを受信する。
【０１０１】
同様に、制御機は、受信機Ｓ２からは、パケットＶ[４]、Ｖ[５]、Ｖ[ｍ]が落ちているｎ−３個のパケットを受信する。また、制御機は、受信機Ｓ３からは、パケットＶ[０]、Ｖ[３]〜Ｖ[ｍ]を受信し、受信機Ｓ４からは、パケットＶ[０]のみを受信する。さらに、制御機は、受信機Ｓ５〜Ｓｎからはパケットを全く受信できないとする。
【０１０２】
制御機は、パケット受信比Ｅｉを所定のしきい値Ｅ０と比較する。そして、パケット受信比Ｅｉがしきい値Ｅ０以上であれば（Ｅｉ≧Ｅ０）、対応する受信機Ｓｉのパケットが、パケット合成に使われるための条件を満たしている。図１２の例の場合、受信機Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３のパケット受信比Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３がしきい値Ｅ０以上であり、かつ、Ｅ０≦Ｅ３≦Ｅ２≦Ｅ１の関係があるとする。一方、受信機Ｓ４〜Ｓｎのパケット受信比Ｅ４〜Ｅｎはしきい値Ｅ０未満であるとする。
【０１０３】
この場合、受信機Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３が受信したパケットが、パケット合成の対象になる。制御機は、パケットＶ[０]からパケットＶ[ｎ]まで順番に、受信機Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３が受信したパケットを選択していく。複数の受信機で同一のパケットが受信されている場合には、制御機は、パケット受信比の高い受信機からのパケットを採用する。例えば、パケットＶ[０]は、受信機Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３のすべてで選択されているが、パケット受信比が最も高い受信機Ｓ１のパケットが採用される。制御機は、こうして選択されたパケットを合成して、１フレームの画像データを生成する。
【０１０４】
このような処理の結果、図１２に示されるように、合成されたデータは、受信機Ｓ１から得られたパケットＶ[０]〜パケットＶ[２]、受信機Ｓ２から得られたパケットＶ[３]および受信機Ｓ１から得られたパケットＶ[４]〜Ｖ[ｎ]で構成される。
【０１０５】
図１３は、さらに遅延時間を考慮したパケット合成処理を示している。図１３の例では、制御機は、複数の受信機Ｓｉ（ｉ＝１〜ｎ）から出力される画像パケットを、一定の時間（ｔ２−ｔ１）の間、受け付ける。すなわち、最初に受信機からパケットを受信した時間ｔ１から、時間ｔ２が経過するまで、パケットが受け付けられ、受け付けられたパケット群を用いてパケット合成が行われる。
【０１０６】
ここで、時間ｔ１は、複数の受信機Ｓｉ（ｉ＝１〜ｎ）から送信されるパケット群の中で、最初のパケットが受信された時間である。時間ｔ１は、制御機のソフトウェアに受信割り込みが上がってきた一定時間で定義される周期時間Ｔの先頭からの経過時間を示す。
【０１０７】
時間ｔ２は、最大で時間ｔ１から周期時間Ｔが経過するまでの間の適当な長さに予め設定される。周期時間Ｔは、制御機が管理する一定時間で定義される。ｔ１、ｔ２およびＴは、ｔ２＜ｔ１＋Ｔの関係にある。
【０１０８】
実際の設計としては、ｔ２は以下のように設定される。ｔ１時間は周期時間Ｔと比べて十分に小さい値である。画像データが送信機から受信機に到達する時間は、周期時間Ｔの半分とマージンを加えた時間とすると良い。例えば、画像データが送信機から受信機に到達する時間を、周期時間Ｔの半分であるＴ／２と考える。そして、時間ｔ２を、画像データが受信機に到達する時間にＴ／４時間の余裕を加えた時間と設計する。即ち、ｔ２＝３Ｔ／４時間と設定すれば良い。
【０１０９】
この例のように時間ｔ２を設定すると、複数の受信機Ｓｉが受信するパケットを集めれば、一連のデータを構成する全パケットが高い確率で揃う。しかも、異なる一連のデータのパケットが混ざり、処理が複雑化するのを回避できる。図１３の画像の例では、１フレームを構成するパケットを集めることができ、また、異なるフレームのパケットが混ざらないように図ることができる。
【０１１０】
パケット合成は、以下のようにして行われる。制御機は、上記の時間ｔ２を用いて、時間ｔ２の経過前に受信されたパケットを合成処理に使う。また、パケット受信比については、制御機は、前述の例と同様の処理を行う。すなわち、制御機は、パケット受信比がしきい値Ｅ０以上の受信機から得られたパケットを合成処理に使う。同一のパケットが異なる受信機から得られているときは、パケット受信比が高い受信機から得られたパケットが採用される。
【０１１１】
図１３の例を具体的に説明する。図１３では、受信機Ｓ２で最初にパケットが受信される。この受信時間がｔ１である。受信機Ｓ２では、パケットＶ[３]〜Ｖ[ｍ−１]が受信されないが、残りの全パケットが受信される。
【０１１２】
また、受信機Ｓ１は、パケットＶ[２]を除く全パケットを受信する。しかし、パケットＶ[ｍ]以降のパケットは、時間ｔ２が経過した後に送られてきたパケットである。そのため、タイムアウトの判定に従い、制御機では、パケットＶ[ｍ]以降のパケットは破棄される。
【０１１３】
受信機Ｓ３は、パケットＶ[０]のみを受信している。このパケットＶ[０]は、時間ｔ２より前に受信されている。受信機Ｓ４〜Ｓｎは、パケットを受信していない。
【０１１４】
また、パケット受信比については、受信機Ｓ１、Ｓ２のパケット受信比Ｅ１、Ｅ２がしきい値Ｅ０以上であり、Ｅ１≦Ｅ２である。残りの受信機のパケット受信比はしきい値Ｅ０未満である。そこで、受信機Ｓ１、Ｓ２からのパケットのみがパケット合成で使われる。そして、同じパケットが両受信機Ｓ１、Ｓ２で受信されるときは、受信機Ｓ２が受信したパケットが採用される。図１３の例では、Ｖ[０]、Ｖ[１]は、受信機Ｓ１、Ｓ２で受信されているが、受信機Ｓ２の受信したパケットが採用される。
【０１１５】
このような処理の結果、図示のように、パケットＶ[０]〜Ｖ[２]は、受信機Ｓ２から採用され、パケットＶ[３]〜Ｖ[ｍ−１]は、受信機Ｓ１から採用され、パケットＶ[ｍ]〜Ｖ[ｎ]は、受信機Ｓ２から採用されている。
【０１１６】
以上に説明したように、本実施の形態では、複数の受信機で、送信機から送信される一連のパケットを受信する。そして、複数の受信機から得られるパケット群を用いて、元の一連のパケットを再構成する。これにより、一連のパケットを確実に得ることができる。
【０１１７】
特に、本実施の形態のように送信機が受信機に対して移動する構成では、マルチパス等の影響で、受信機が一つであると、一部のパケットが抜け落ちる可能性がある。これに対して、本発明によれば、パケットが抜けるのを、比較的簡易な構成で、効果的に防止できる。
【０１１８】
また、本実施の形態では、パケット受信比を用いて、高いパケット受信比で受信されたデータを採用するので、画質等のデータの品質を確保できる。本実施の形態ではパケット受信比を用いたが、本発明はこれに限定されない。受信状態または通信状態を示す他のパラメータ、例えば、電界強度RSSI値が用いられても良い。
【０１１９】
また、本実施の形態では、所定の時間が経過する間に受信されたパケットが、合成処理に使用される。これにより、前述したように、異なる一連のデータのパケットの混同が避けられる。混同を防止するための処理が不要なので、処理の簡素化も図れる。
【０１２０】
「代表受信機の選択」
次に、単位通信網における代表受信機の選択について説明する。また、ここでは、本システムにおける、送信機による同期制御についても説明される。
【０１２１】
図１〜図３を用いて既に説明したように、本実施の形態のシステムにおいて、単位通信網は、複数の受信機Ｓｉ（ｉ＝１〜ｎ）で構成される。本システムでは、複数の受信機Ｓｉの一つが制御機Ｃにより代表受信機として選択される。この代表受信機が、列車に搭載される送信機と双方向通信を行う。残りの受信機は、送信機能をマスクされる。この送信マスクにより、残りの受信機は、送信機から送信されるデータの受信のみを行う。代表受信機の選択制御は、以下のようにして、行われる。
【０１２２】
図１４を参照すると、列車上の送信機Ｍが網同期を行う。すなわち、送信機Ｍが所定の周期時間Ｔを刻む。送信機Ｍは、周期先頭がきたときに、複数の受信機Ｓｉ（ｉ＝１〜ｎ、図１４の例ではｎ＝４）に対して、音声パケットおよび画像パケットから構成される同期パケットを送信する（Ｓ１４１）。送信機Ｍは受信機Ｓｉの状態に関わらず、一定時間毎にパケットを送信する。
【０１２３】
各受信機Ｓｉは、同期データを受信し始めてから、送信機Ｍ側と同じ所定の周期時間Ｔを刻む。すなわち、各受信機Ｓｉは、列車が近づいて、同期データを受信し始めると、周期時間Ｔに従う制御を開始する。
【０１２４】
上述のように、送信機Ｍが同期データとしてパケットを送信すると（Ｓ１４１）、複数の受信機Ｓｉの各々は、パケットを受信して、パケット受信比を算出する（Ｓ１４２）。パケット受信比は、既に説明したように、これら受信機Ｓｉを制御する制御機Ｃ（図３）へと送られる。制御機Ｃは、複数の受信機Ｓｉから送られたパケット受信比Ｅｉに基づいて、１台の受信機を、代表受信機として選択する。
【０１２５】
本実施の形態では、制御機Ｃは、最大のパケット受信比をもつ受信機を選択する。図１４の例では、Ｅ２≧Ｅ１≧Ｅ３≧Ｅ４の関係があるので、受信比Ｅ２をもつ受信機Ｓ２が選択される。制御機Ｃは、選択した受信機Ｓ２に対して、周期時間Ｔの経過する間、制御信号「Ｈｉｇｈ」を出力する。また、残りの受信機Ｓ１、Ｓ３、Ｓ４に対して、制御信号「Ｌｏｗ」を出力する。これにより、代表受信機以外の受信機は、送信マスク状態におかれる。代表受信機は、双方向通信により、制御のための通信を行う。
【０１２６】
上記の例では、最大のパケット受信比をもつ受信機が選択されたが、本発明はこれに限定されない。例えば、制御機Ｃは、所定のしきい値以上のパケット受信比を持つ受信機の中で、最も進行方向寄りの受信機１台を選択してもよい。この構成によれば、より長い間、代表受信機を変更しないでよいという利点が得られる。
【０１２７】
図１５は、代表受信機の選択と、それに応じた制御のタイミングを説明する図である。図１５のように、受信機Ｓｉは、送信機Ｍからパケットを受信後(Ｓ１５１）、（Ｔ１＋Ｔ２）時間後までにパケット受信比を算出する(Ｓ１５２）。次に、制御機Ｃへ画像データおよび音声データの同期パケットを出力し終えてから(Ｓ１５３）、算出したパケット受信比をコントローラに対して非同期データで送信する(Ｓ１５４）。このパケット受信比が制御機Ｃに到達する時間をＴ２時間後とすると(Ｓ１５５）、制御機にパケット受信比が到達するのは、送信機Ｍが同期パケットを送信してから(Ｔ１＋２×Ｔ２）時間後となる。ここで、例えば、周期時間Tと比較して、（Ｔ１＋２×Ｔ２）時間がＴ／２となるように設定すれば、周期Ｔの残り時間（Ｔ−（Ｔ１＋２×Ｔ２））で、各受信機に対して図１４の制御信号を出力するのに十分な時間が確保される。この制御信号に従って、各受信機は制御信号がＨｉｇｈであれば送信可能となる。制御信号がＬｏｗであれば、送信不可となり、送信がマスクされる。
【０１２８】
以上に説明したように、本実施の形態では、代表受信機が選択され、代表受信機が送信機と双方向通信を行う。残りの受信機は、一方向通信を行う。これにより、送信機は、複数の受信機の存在を考慮しなくてよい。したがって、移動体通信が簡素な構成で行われる。本実施の形態は、電車の例で示したように、配列された複数の受信機で移動体と通信する場合に、一つの受信機にだけ双方向通信を行うことで、通信システムを簡素化でき、有利である。
【０１２９】
また、本実施の形態では、代表受信機をパケット受信比の大きさに基づいて選択することで、より確実な通信を行える代表受信機を選択できる。また、進行方向寄りの受信機を代表受信機に選ぶことで、より長い間、代表受信機を変更しないでよいという利点が得られる。
【０１３０】
また、本実施の形態では、送信機Ｍが同期制御を行っている。これは、以下の点で有利である。仮に、複数の受信機の一つが同期制御を行ったとする。この場合、同期をとるための受信機の信号が送信機に届かないことがあり得る。例えば、マルチパスの影響で、信号が届かない場合がある。これに対して、送信機が同期のための信号を送る場合、複数の受信機が信号を受けるので、少なくとも一つの受信機が信号を受け取れる可能性が高い。例えば、マルチパスの影響で列車近くの受信機が信号を受け取れないようなときでも、別の受信機が信号を受け取れる。この点で、送信機が同期制御を行うと、同期を確実にとれるという利点がある。
【０１３１】
また、本実施の形態では、パケット受信比を用いたが、本発明はこれに限定されない。受信状態または通信状態を示す他のパラメータ、例えば、電界強度RSSI値が用いられても良い。この点は、上述のパケット合成の処理と同様であり、また以下の処理でも同様である。
【０１３２】
「初期化シーケンス」（システムＩＤの登録、無線チャネル通知）
次に、本システムの初期化シーケンスを説明する。ここでは、システムＩＤのデータベースへの登録と、無線チャネル通知が行われる。
【０１３３】
既に説明したように、各列車は、固有の列車番号（列番）を有している。一編成の列車の列番は、始発駅を列車が発車するときに湧き出す（初期設定）。列番は、運行スケジュールであらかじめ設定されている番号である。例えば、ｘｘ時ｘｘ分発の列車の列番はｘｘと、ダイヤ上で予め決められている。
【０１３４】
列番が湧き出すとき、すなわち列車が始発駅を発車するとき、本システムでは、以下のようにして、システムＩＤが列番・システムＩＤデータベースＤＢ２に登録される。また、無線チャネルが以下のようにして初期化される。
【０１３５】
図１６を参照すると、本実施の形態では、始発駅に初期設定登録用専用受信機Ｓ０が設置されている。初期設定登録用専用受信機Ｓ０は、最初の閉塞区間の制御機Ｃに接続されている。図１６では、上位制御機Ｃｓは省略されている。また、指令所ＤＣは監視センタＭＣに一体化されており、指令所ＤＣも図から省略されている。
【０１３６】
列番の湧出しは、上述のように、駅に停車中の列車が動き出す時である。図１６に示されるように、駅Ａに停車中の電車に電源が投入されると、列車の送信機Ｍは、システムＩＤを無線で初期設定登録用専用受信機Ｓ０に対して送信する(Ｓ１６１）。初期設定登録用専用受信機Ｓ０は、制御機Ｃに対して有線でシステムＩＤを送信する（Ｓ１６２）。制御機Ｃは、監視センタＭＣに対して、システムＩＤに加えて閉塞区間番号を送信する（Ｓ１６３）。監視センタＭＣに一体化された指令所ＤＣでは、列番・システムＩＤデータベースＤＢ２にシステムＩＤが登録される。すなわち、システムＩＤが取得されると、そのシステムＩＤが、湧き出した列番とともに列番・システムＩＤデータベースＤＢ２に記録される。
【０１３７】
なお、湧出した列番は、監視センタＭＣでは、運行管理システムにより把握されている。運行管理システムは、運行スケジュールに従って発車する列車の列番を検出する。この列番の情報は、列番・閉塞区間データベースＤＢ１にも登録される。
【０１３８】
また、登録されたシステムＩＤは、単位通信網を構成する受信機に通知される。通知対象は、図１６に示されるパターン１またはパターン２の受信機である。この処理については後述する。
【０１３９】
次に、図１７は、初期設定における無線チャネル通知のシーケンスを示している。
【０１４０】
まず、送信機Ｍが搭載されている車両の電源が投入され、送信機Ｍは、出発信号を検出する。この出発信号により送信機Ｍは、初期設定登録用専用受信機Ｓ０にポーリング信号ＡｓＰＯＬＬを送信する(Ｓ１７１)。また、これとは別に、監視センタＭＣは制御機Ｃからのポーリング信号ＡｓＰＯＬＬに従って、制御機Ｃに対して無線チャネル通知を送信する(Ｓ１７２）。制御機Ｃは、初期設定登録用専用受信機Ｓ０からのポーリング信号ＡｓＰＯＬＬに従って、初期設定登録用専用受信機Ｓ０へ無線チャネル通知を送信する(Ｓ１７３）。次に、送信機Ｍからのポーリング信号ＡｓＰＯＬＬに従って、初期設定登録用専用受信機Ｓ０は送信機Ｍに対して無線チャネル通知を送信する(Ｓ１７４）。その後、送信機Ｍ、初期設定登録用専用受信機Ｓ０、共に無線チャネルを変更して、一定時間Ｔａが経過するのを待つ。以上の動作で無線チャネルの設定が行われる。
【０１４１】
一定時間Ｔａの設定は、送信機Ｍ、初期設定登録用専用受信機Ｓ０が共に独自で同一時間の周期Ｔを刻んでいるので、この周期時間Tの整数倍とすればよい。例えば、通常は、時間Ｔａを１Ｔ時間に設定し、伝送エラーが発生している時には、時間Ｔａを３Ｔ時間から４Ｔ時間に設定すれば十分である。
【０１４２】
次に、図１８は、システムＩＤ登録のシーケンスを示している。まず初めに列番湧出しが起こり、図１７の動作が行われた後に、図１８のシーケンスに移る。送信機Ｍは、システムＩＤを無線で初期設定登録用専用受信機Ｓ０に対して送信する(Ｓ１８１）。初期設定登録用専用受信機Ｓ０は、システムＩＤの受信後に、システムＩＤを受け取ったことを示すＡＣＫ信号を返送する(Ｓ１８２）。続いて初期設定登録用専用受信機Ｓ０、制御機Ｃに対して有線でシステムＩＤを送信する(Ｓ１８２）。同様に制御機ＣはＡＣＫ信号を返す。次に、制御機Ｃは監視センタＭＣに対して、受信したシステムＩＤに加えて閉塞区間番号を合わせて送信する(Ｓ１８３）。監視センタＭＣはＡＣＫ信号を返す(Ｓ１８４）。その後、監視センタＭＣは、受信したシステムＩＤを、列番・システムＩＤデータベースＤＢ２に登録する（Ｓ１８４）。また、列番・閉塞区間データベースＤＢ１でも湧き出した列番が登録される。
【０１４３】
その後、制御機Ｃから任意のタイミングでポーリング信号ＡｓＰＯＬＬが送信されてくる。監視センタＭＣは、列番・閉塞区間データベースＤＢ１、列番・システムＩＤデータベースＤＢ２への登録が完了していれば、システムＩＤの登録完了を示す信号を返す(Ｓ１８５）。同様に、制御機Ｃには、初期設定登録用専用受信機Ｓ０からも任意のタイミングでポーリング信号ＡｓＰＯＬＬが送信されてくる。監視センタＭＣからシステムＩＤ登録完了の通知が返ってきた後にポーリング信号ＡｓＰＯＬＬを受信したとき、制御機Ｃは、初期設定登録用専用受信機Ｓ０に対してシステムＩＤ登録完了を返す（Ｓ１８６）。次に、初期設定登録用専用受信機Ｓ０は、送信機Ｍからのポーリング信号ＡｓＰＯＬＬに従って、送信機Ｍに対してシステムＩＤ登録完了を返す(Ｓ１８７）。以上のようにしてシステムＩＤ登録完了を送信機Ｍが受け取った時点で、初期設定が完了となる。
【０１４４】
ここで、一定時間Ｔｂが経過するまでにＳ１８７のシステムＩＤ登録完了が返ってこない場合、タイムアウトとなり、送信機Ｍは図１７のＡへ、初期設定登録用専用受信機Ｓ０は図１７のＢへ戻る。
【０１４５】
一定時間Ｔｂの設定については、送信機Ｍおよび初期設定登録用専用受信機Ｓ０が共に独自に同一時間の周期Ｔを刻んでいるので、一定時間Ｔｂは周期時間Ｔの整数倍とすればよい。例えば、通常は、時間Ｔｂを１Ｔ時間に設定し、伝送エラーが発生している時には、時間Ｔｂを３Ｔ時間から４Ｔ時間に設定すれば十分である。
【０１４６】
また、上記の説明では、送信機と受信機の間の通信、受信機と制御機の間の通信、制御機と監視センタの間の通信では、同一の送信要求信号ＡｓＰＯＬＬ、ＡＣＫ信号が用いられているが、同一の信号が用いられなくてもよい。
【０１４７】
次に、監視センタＭＣから各受信機に対してシステムＩＤを通知する処理について説明する。システムＩＤは、監視センタＭＣから制御機Ｃを経由して受信機に通知される。
【０１４８】
ここでは、通知に関して２つのパターンを説明する。図８を参照すると、第１のパターンは、パケット合成のために選択される受信機に対してシステムＩＤを通知する。前述のパケット合成の説明で述べたように、パケット合成では、パケット受信比に基づき、パケット採用条件を満たす受信機が選択される。この情報が第１のパターン１で利用される。一方、第２のパターンでは、閉塞区間（駅間）のすべての受信機に対して同じシステムＩＤが通知される。
【０１４９】
図１９を参照し、上記の第１のパターン（図１６）におけるシステムの動作を説明する。制御機Ｃは、監視センタＭＣに対してシステムＩＤ要求を出す。これを受信すると、監視センタＭＣは、列番・システムＩＤデータベースＤＢ２と列番・閉塞区間データベースＤＢ１を検索して、制御機Ｃに対してシステムＩＤの通知を行う（Ｓ１９１）。制御機Ｃに制御される閉塞区間に対応する列番が検索され、その列番に対応するシステムＩＤが検索される。
【０１５０】
制御機Ｃは、パケット合成で説明したように、各受信機から得られるパケット受信比の情報を基に、パケットの採用条件を満たす受信機を選択している。前述の例では、パケット受信比がしきい値以上であるとき、採用条件が満たされ、そのような受信機が受信したパケットを使って合成処理が行われる。この合成のために選択された受信機へと、制御機ＣからシステムＩＤが通知される（Ｓ１９２）。この通知は、受信機Ｓからのポーリング信号ＡｓＰＯＬＬに応えて行われる。
【０１５１】
次に、第２のパターン（図１６）におけるシステムの動作を説明する。列車の運行は、ある閉塞区間では、必ず１編成の列車が運行されるように設定されている。これを利用して、制御機Ｃは、閉塞区間のすべての受信機に対して同一のシステムＩＤを通知する。第２のパターンにおける通知のシーケンスは、図１９と同様である。
【０１５２】
次に、図２０を参照し、システムＩＤの通知に関する別の構成を説明する。前述の処理では、監視センタＭＣから制御機Ｃを介して受信機にシステムＩＤが通知された。図２０のシーケンスでは、監視センタＭＣからではなく、制御機ＣからシステムＩＤが通知される。この例では、列番・システムＩＤデータベースＤＢ２は制御機Ｃにより管理される。
【０１５３】
図２０は、列番・システムＩＤデータベースＤＢ２にシステムＩＤを登録するためのシーケンスを示している。送信機Ｍは、初期設定登録用専用受信機Ｓ０に対してシステムＩＤを送信する（Ｓ２０１）。続いて、初期設定登録用専用受信機Ｓ０は、制御機Ｃに対してシステムＩＤを送信する(Ｓ２０２）。制御機Ｃは、初期設定登録用専用受信機Ｓ０から受け取ったシステムＩＤを列番・システムＩＤデータベースＤＢ２へ登録する（Ｓ２０３）。制御機Ｃでの登録が完了した後、初期設定登録用専用受信機Ｓ０からのポーリング信号ＡｓＰＯＬＬに従って、システムＩＤ登録完了が初期設定登録用専用受信機Ｓ０へ送信される（Ｓ２０４）。続いて、初期設定登録用専用受信機Ｓ０は、送信機Ｍからのポーリング信号ＡｓＰＯＬＬに従って、システムＩＤ登録完了を送信機Ｍに対して送信する（Ｓ２０５）。送信機ＭがシステムＩＤ登録完了を受信後、システムＩＤ登録が完了となる。ただし、既に説明した通り、一定時間Ｔｂ内にシステムＩＤ登録完了が受信されなければ、タイムアウトとなり、送信機Ｍは図１７のＡへ、初期設定登録用専用受信機Ｓ０は図１７のＢへ戻る。
【０１５４】
図２１は、図２０により登録されたシステムＩＤを受信機へ通知するためのシーケンスを示している。図示のように、受信機Ｓから制御機ＣへシステムＩＤ要求が出されると、制御機Ｃは、列番・システムＩＤデータベースＤＢ２を検索して、受信機Ｓに対してシステムＩＤの通知を行う（Ｓ２１１）。通知対象の受信機は、上述の第１のパターンまたは第２のパターンに従う。第１のパターンでは、受信機からのパケット受信比が用いられ、任意の複数の受信機へシステムＩＤが通知される。具体的には、パケット合成処理のために選択された受信機へとシステムＩＤが通知される。第２のパターンでは、同一閉塞区間で制御機Ｃに繋がるすべての受信機に対してシステムＩＤが通知される。
【０１５５】
次に、図２２は、閉塞区間を列車が跨ぐときのシステムＩＤ通知のシーケンスを示している。ここでは、監視センタＭＣから受信機ＳへシステムＩＤが通知される。監視センタＭＣは前述のように指令所ＤＣと一体化されている。監視センタＭＣは、指令所ＤＣの機能を利用して、秒単位で列番の位置を管理している。そこで、ある列番の列車が閉塞区間を跨ぐことが分かったとき、その列番のシステムＩＤが検索される（Ｓ２２１）。そして、制御機Ｃからのポーリング信号ＡｓＰＯＬＬを待って、システムＩＤが制御機Ｃへ通知される（Ｓ２２２）。制御機Ｃは、自身に繋がっている受信機Ｓに対してシステムＩＤを通知する（Ｓ２２３）。ここでも、ポーリング信号ＡｓＰＯＬＬに応えてシステムＩＤが通知される。また、通知対象の受信機は、上述の第１のパターンまたは第２のパターンに従う。第１のパターンでは、受信機からのパケット受信比が用いられ、任意の複数の受信機へシステムＩＤが通知される。パケット合成処理のために選択された受信機へとシステムＩＤが通知される。第２のパターンでは、同一閉塞区間で制御機Ｃに繋がるすべての受信機に対してシステムＩＤが通知される。受信機Ｓは、受け取ったシステムＩＤを使って送信機Ｍと通信する。
【０１５６】
以上に説明したように、本実施の形態では、初期設定登録専用受信機が設けられ、この専用受信機が、列番の湧き出しのときにシステムＩＤを取得し、このシステムＩＤが列番・システムＩＤデータベースＤＢ２に登録される。そして、システムＩＤは、各単位通信網、すなわち上記実施の形態では閉塞区間での通信のために提供される。このようにして、各単位通信網で、そこに位置する列車上の送信機と円滑に通信が行える。
【０１５７】
「受信機の配置」
次に、図２３を参照して、本システムに見られる受信機の好適な配置を説明する。図２３では、閉塞区間Ａと閉塞区間Ｂが並んでいる。閉塞区間Ａには、受信機ＳＡｉ（ｉ＝１〜６）が配置されており、それらは１台の制御機ＣＡの制御下にある。これら１台の制御機ＣＡと複数の受信機ＳＡｉにより単位通信網（Ａ系）が構成されている。
【０１５８】
同様に、閉塞区間Ｂには受信機ＳＢｉ（ｉ＝１〜４）が配置されており、それらは１台の制御機ＣＢの制御下にある。そして、制御機ＣＢと複数の受信機ＳＢｉにより単位通信網（Ｂ系）が構成されている。そして、制御機ＣＡおよび制御機ＣＢは、上位制御機Ｃｓにより制御される。
【０１５９】
また、図２３では、その特徴として、異なる制御機ＣＡ、ＣＢの制御下にある受信機ＳＡ６と受信機ＳＢ１が、同じ位置または近くに配置されている。
【０１６０】
本システムの動作を説明すると、列車上の送信機Ｍは、どの閉塞区間に位置するかに関係なく、画像および音声の同期データを連続的に送信している。列車が閉塞区間Ａにいるときは、送信機Ｍと受信機ＳＡｉの間で通信が行われ、同期データは制御機ＣＡから上位制御機Ｃｓを経由し、監視センタＭＣに送られる。閉塞区間Ｂでも同様であり、同期データが制御機ＣＢから上位制御機Ｃｓを経由し、監視センタＭＣへ送られる。
【０１６１】
制御機ＣＡと制御機ＣＢの切替えは、上位制御機Ｃｓにて、列番の位置情報に基づいて行われる。この構成では、例えば、ある列番の列車が閉塞区間Ａから閉塞区間Ｂへと移ったことを示す信号が上位制御機Ｃｓに入力される。列番の位置情報は、既に説明したように、運行管理システムで検知された情報でよい。列番の位置する区間が変わったことが検知されると、上位制御機Ｃｓは、制御機ＣＡから制御機ＣＢへの切替えを行う。
【０１６２】
上記の動作では、閉塞区間Ａの最後の受信機ＳＡ６から閉塞区間Ｂの最初の受信機ＳＢ１に列車が移るとき、上位制御機Ｃｓは、制御機ＣＡと制御機ＣＢを切り替える。このとき、上位制御機Ｃｓは、列車の位置情報に基づき切り替えを行う。このハンドオーバの時間が、図２３の配置によれば、受信機ＳＡ６と受信機ＳＢ１を同位置または近傍に配置したことにより、十分に長くとることができ、これにより、切替えの際の画質等の改善が図れる。
【０１６３】
図２４は、制御機ＣＡの下の受信機ＳＡ６と制御機ＣＢの下の受信機ＳＢ１が同じ位置または近い位置に配置される場合のパケット受信比の変化を示している。横軸は、列車の位置であり、縦軸はパケット受信比である。図示のように、列車が近づいてくると、受信機ＳＡ６および受信機ＳＢ１の受信状況がほぼ同時に良くなる。時速が２００ｋｍ／ｈであり、受信機間隔が５００ｍであるとすると、受信状況が良い時間Ｔｃは９秒である。この時間Ｔｃ内に上位制御機Ｃｓは制御機ＣＡと制御機ＣＢを切り替える。したがって、ハンドオーバを行うのに十分な時間を取ることができる。
【０１６４】
次に、図２５は、制御機の切替え処理の別の例を示している。上記の説明では、制御機の切替えが列車の位置情報に基づいて行われたのに対して、図２５では、制御機がパケット受信比に応じて切り替えられる。
【０１６５】
既に説明したように、図２５において、上位制御機Ｃｓが制御機ＣＡおよび制御機ＣＢを制御しており、制御機ＣＡが受信機ＳＡ６を制御し、制御機ＣＢが受信機ＳＢ１を制御する。受信機ＳＡ６と受信機ＳＢ１は、受信状況が良好な期間が重なるように、同位置または近傍に配置されている。
【０１６６】
図２５の動作としては、まず、送信機Ｍから音声および画像データの同期パケットが送信される（Ｓ２５１）。受信機ＳＡ６、ＳＢ１は、受信したデータからパケット受信比ＥＡ６、ＥＢ１を算出する。
【０１６７】
受信機ＳＡ６は、算出したパケット受信比ＥＡ６を制御機ＣＡに出力する（Ｓ２５２）。制御機ＣＡには、接続されている他の受信機ＳＡ１〜ＳＡ５からもパケット受信比ＥＡ１〜ＥＡ５が出力されてくる。ここで、取得される６つのパケット受信比が、ＥＡ６≧ＥＡ５≧ＥＡ４≧ＥＡ３≧ＥＡ２≧ＥＡ１の関係を有するとする。制御機ＣＡは、最大のパケット受信比ＥＡ６を選択し、このパケット受信比ＥＡ６を上位制御機Ｃｓに対して出力する（Ｓ２５３）。
【０１６８】
同様に、受信機ＳＢ１は、算出したパケット受信比ＥＢ１を制御機ＣＢに出力する（Ｓ２５４）。制御機ＣＢには、接続されている受信機ＳＢ２〜ＳＢ４からもパケット受信比ＳＢ２〜ＳＢ４が出力されてくる。ここで、取得される４つのパケット受信比が、ＥＢ１≧ＥＢ２≧ＥＢ３≧ＥＢ４の関係を有するとする。制御機ＣＢは、最大のパケット受信比ＥＢ１を選択し、このパケット受信比ＥＢ１を上位受信機Ｃｓに対して出力する（Ｓ２５５）。
【０１６９】
上位制御機Ｃｓは、制御機ＣＡ出力されたパケット受信比ＥＡ６と制御機ＣＢから出力されたパケット受信比ＥＢ１を比較する（Ｓ２５６）。ここで、ＥＢ６≦ＥＢ１の関係があるとする。これは、列車の移動に伴い、受信機ＳＢ１の受信状況が良くなったことを示している。
【０１７０】
そこで、上位制御機Ｃｓは、より大きいパケット受信比ＥＢ１を出力した制御機ＣＢに対して以下の制御を行う。すなわち、上位制御機Ｃｓは、制御機ＣＢが受信機に対して出力する制御信号をＨｉｇｈにするように、制御機ＣＢを制御する。
【０１７１】
この制御信号は、既に説明したように、複数の受信機の一つに送信機と双方向通信を行わせるための信号である。そこで、制御機ＣＢは、最大のパケット受信比ＥＢ１を出力する受信機ＳＢ１に、Ｈｉｇｈの制御信号を出力する（Ｓ２５７）。図示されないが、既に説明したとおり、残りの受信機ＳＢ２〜ＳＢ４へはＬｏｗの制御信号が出力される。
【０１７２】
また、上位制御機Ｃｓは、小さいパケット受信比ＥＡ６を出力した制御機ＣＡに対しては以下の制御を行う。すなわち、上位制御機Ｃｓは、制御機ＣＡが全受信機に対してＬｏｗの制御信号を出力するように、制御機ＣＡを制御する。これに応えて、制御機ＣＡは、受信機ＳＡ１〜ＳＡ５へ、また、受信機ＳＡ６へもＬｏｗの制御信号を送る（Ｓ２５８）。
【０１７３】
以上のようにして制御信号が出力されると、各受信機ＳＡ６、ＳＢ１は、送信機Ｍへの送信が可能か否かを、入力された制御信号に従って判定する。制御信号がＨｉｇｈであれば、送信可能であると判定される。制御信号がＬｏｗであれば、送信がマスクされている（送信不可）と判定される。こうして、受信機ＳＡ６から受信機ＳＢ１への切り替え、すなわち、制御機ＣＡから制御機ＣＢへの切替が行われる。
【０１７４】
次に、図２６を参照すると、この例でも、図２３と同様に、閉塞区間Ａと閉塞区間Ｂが並んでいる。閉塞区間Ａには、受信機ＳＡｉ（ｉ＝１〜５）が配置されており、それらは１台の制御機ＣＡの制御下にある。これら１台の制御機ＣＡと複数の受信機ＳＡｉにより単位通信網（Ａ系）が構成されている。
【０１７５】
同様に、閉塞区間Ｂには受信機ＳＢｉ（ｉ＝１〜４）が配置されており、それらは１台の制御機ＣＢの制御下にある。そして、制御機ＣＢと複数の受信機ＳＢｉにより単位通信網（Ｂ系）が構成されている。
【０１７６】
制御機ＣＡおよび制御機ＣＢは、上位制御機Ｃｓにより制御される。制御機ＣＡから制御機ＣＢへの切替えは、図２３を用いて説明したように、列車の位置情報に基づいて行われる。また、モニタへの画像出力の切替えは、前述のように、監視センタＭＣで行われる。すなわち、列車が閉塞区間Ａから閉塞区間Ｂへ移ると、監視センタＭＣのスイッチャが、制御機ＣＢから得た同期データをモニタへ出力する。
【０１７７】
以上のように、図２６では、閉塞区間毎に制御機が完全に独立に配置される。これにより、閉塞区間Ａと閉塞区間Ｂの間のいわゆるハンドオーバを行う必要がなくなる。これは、監視センタＭＣが制御機Ｃを制御する必要がないことを意味する。監視センタＭＣは上述したような映像の切替えのみを行えばよい。そして、上位制御機Ｃｓが、繋がっている制御機ＣＡと制御機ＣＢの切替を行えばよい。無線系で考えると、制御機ＣＡ、ＣＢ、受信機ＳＡ１〜ＳＡ５、ＳＢ１〜ＳＢ４、送信機Ｍの間で制御が行われればよい。このようにして、本実施の形態によれば、制御構成が簡素化する。
【０１７８】
次に、図２７を参照する。図２７の構成例では、一つの閉塞区間Ａに複数の制御機ＣＡ、ＣＢが配置され、制御機ＣＡの下に受信機ＳＡｉ（ｉ＝１〜５）が位置し、制御機ＣＢの下に受信機ＳＢｉ（ｉ＝１〜４）が位置している。これにより、一つの閉塞区間Ａ内で２つの単位通信網（Ａ系、Ｂ系）が隣接する。
【０１７９】
閉塞区間Ａの全制御機、この例では制御機ＣＡおよび制御機ＣＢは、上位制御機Ｃｓにより制御される。制御機ＣＡと制御機ＣＢの切替は、上位制御機Ｃｓが行う。ここでは、パケット受信比に基づき制御機が切り替えられる。この切替動作は、原理的には、図２５の切替動作と同じである。
【０１８０】
具体的には、各制御機は、配下の複数の受信機のパケット受信比を保持している。制御機ＣＡに繋がっている受信機ＳＡｉ（ｉ＝１〜５）のパケット受信比が制御機ＣＡに保持され、制御機ＣＢに繋がっている受信機ＳＢｉ（ｉ＝１〜４）のパケット受信比が制御機ＣＢに保持されている。制御機ＣＡおよび制御機ＣＢの保持する最大のパケット受信比が比較される。上位制御機Ｃｓは、より大きいパケット受信比を保持する制御機を選択する。
【０１８１】
例えば、制御機ＣＡのパケット受信比が制御機ＣＢのパケット受信比よりも大きいとする。この場合には、上位制御機Ｃｓは制御機ＣＡを選択する。逆の場合は、制御機ＣＢが選択される。
【０１８２】
以上の構成によっても、上位制御機Ｃｓから上の監視センタＭＣは、上位制御機Ｃｓ以下の無線系の構成を制御する必要が無く、映像の切替のみを行えばよい。したがって、制御システムが簡素でよい。また、図２７の構成は、閉塞区間が長いときなどに、受信機と制御機の距離を短くでき、コスト面で有利である。
【０１８３】
「空きチャネル探索」
次に、本システムの空きチャネル探索処理について説明する。空きチャネル探索は、全部の受信機に対して空きチャネル、すなわち、使用可能なチャネルを問い合わせる処理である。各受信機は、全部のチャネル、例えば、１０のチャネルをサーチし、例えばノイズレベルに基づいて空きチャネルを検出し、制御機へ報告する。
【０１８４】
また、空きチャネル探索は送信機でも行われる。送信機は、空きチャネル探索モードの受信機から空きチャネル探索を指示される。空きチャネル探索は、通信相手の受信機、すなわち、既に説明した送信マスク状態にない受信機から指示される。これを受けて、一定時間、通信が中断される。この間に送信機は、例えばノイズに基づいて空きチャネルをサーチする。一定時間が経過すると、通信が再開され、空きチャネルが受信機に通信で報告される。空きチャネルは、受信機から制御機へ報告される。
【０１８５】
以上の空きチャネル探索に関して、本システムは、探索優先モードと映像優先モードを切替可能に構成されている。探索優先モードは、監視センタＭＣでの監視者による操作盤の操作に従って設定される。そして探索優先モードでは、空きチャネル探索が優先される。すなわち、探索優先モードでは、監視者の意志を優先して、空きチャネル探索が実行される。
【０１８６】
監視者の操作に従って探索優先モードが設定されていないときは、映像優先モードが設定されている。映像優先モードでは、監視画像の通信が優先され、空きチャネル探索は行われなくてよい。
【０１８７】
以下、空きチャネル探索のコマンドと同期データ（画像および音声のデータ、Ｉｓｏデータ（Isochronousデータ）ともいう）の通信シーケンスを用いて、２つのモードの空きチャネル探索を説明する。
【０１８８】
図２８は、探索優先モードでのシーケンスを示している。図２８の図面では上位制御機Ｃｓが省略されており、図２８の説明において上位制御機Ｃｓは監視センタＭＣの一部と考えてよい。そして、図２８の例では、監視センタＭＣからの空きチャネル探索要求が、送信機Ｓからの同期データよりも遅れて受信機Ｓに到達する。
【０１８９】
図２８に示すように、通常時は、送信機Ｍから受信機Ｓに向けて同期データが送信される（Ｓ２８１）。受信機Ｓは同期データを制御機Ｃに送信する（Ｓ２８２）。
【０１９０】
一方、監視センタＭＣの監視者は、送信機Ｍ、受信機Ｓおよび制御機Ｃのタイミングとは無関係に、空きチャネル探索の実行を指示する(Ｓ２８３）。そして、制御機Ｃからのポーリングに従って、監視センタＭＣから空きチャネル探索コマンドが送信される（Ｓ２８４）。
【０１９１】
ここで、受信機Ｓ、制御機Ｃのそれぞれが独自の周期を刻んでいるので、受信機Ｓで同期データが到達するタイミングと空きチャネル探索コマンドが到達するタイミングの関係は一定ではない。図２８の例では、先に同期データが到達して、それから空きチャネル探索コマンドが到達する。
【０１９２】
この場合、まず、制御機Ｃは、上述のように、受信機Ｓから同期データを受信する（Ｓ２８２）。次に、制御機Ｃは、受信機Ｓからのポーリングを待って、受信機Ｓに対して空きチャネル探索コマンドを送信する（Ｓ２８５）。この例では、監視センタＭＣの監視者の意志を優先する探索優先モードが設定されているので、制御機Ｃは、受信機Ｓから受信した同期データを破棄して、空きチャネル探索モードに入る（Ｓ２８６）。さらに、受信機Ｓも空きチャネル探索モードに入る（Ｓ２８７）。
【０１９３】
図２９は、送信機Ｍからの同期データが制御機Ｃからの空きチャネル探索コマンドよりも後に受信機Ｓに到達する場合のシーケンスを示している。ここでも探索優先モードが設定されている。
【０１９４】
図２９では、まず、監視センタＭＣの監視者の操作に従い、送信機Ｍ、受信機Ｓおよび制御機Ｃのタイミングに関係なく、空きチャネル探索の実行が指示される(Ｓ２９１）。続いて、監視センタＭＣは、制御機Ｃからのポーリングに従って空きチャネル探索コマンドを制御機Ｃに送信する（Ｓ２９２）。そして、制御機Ｃは、受信機Ｓからのポーリングに従って空きチャネル探索コマンドを受信機Ｓに送信する（Ｓ２９３）。制御機は、受信機Ｓに対して空きチャネル探索コマンドを送信後に、空きチャネル探索モードに入る（Ｓ２９４）。また、受信機Ｓは、空きチャネル探索コマンドを受信後に空きチャネル探索モードに入る（Ｓ２９５）。
【０１９５】
この後、受信機Ｓは送信機Ｍから同期データを受信する（Ｓ２９６）。しかし、受信機Ｓは、既に空きチャネル探索モードに入っているので、受信した同期データを破棄する（Ｓ２９７）。
【０１９６】
図３０は、送信機Ｍからの同期データが制御機Ｃからの空きチャネル探索コマンドと同時に受信機Ｓに到達する場合のシーケンスを示している。
【０１９７】
図３０では、まず、監視センタＭＣの監視者の操作に従い、送信機Ｍ、受信機Ｓおよび制御機Ｃのタイミングに関係なく、空きチャネル探索の実行が指示される(Ｓ３０１）。続いて、監視センタＭＣは、制御機Ｃからのポーリングに従って空きチャネル探索コマンドを制御機Ｃに送信する（Ｓ３０２）。そして、制御機Ｃは、受信機Ｓからのポーリングに従って空きチャネル探索コマンドを受信機Ｓに送信する（Ｓ３０３）。制御機は、受信機Ｓに対して空きチャネル探索コマンドを送信後に、空きチャネル探索モードに入る（Ｓ３０４）。
【０１９８】
受信機Ｓは、空きチャネル探索コマンドと同期データを同時に受信する（Ｓ３０３、Ｓ３０５）。この例では、監視センタＭＣの監視者の意志を優先する探索優先モードが設定されているので、送信機Ｍからの同期データは破棄され、受信機Ｓは空きチャネル探索モードに入る（Ｓ３０６）。
【０１９９】
本システムは、以上のようなシーケンスにより、空きチャネル探索優先でシステムを動作させることができる。
【０２００】
次に、図３１は、映像優先モードのシーケンスを示している。この映像優先モードでは監視映像の表示が優先される。
【０２０１】
図３１では、まず、監視センタＭＣの監視者の操作に従い、送信機Ｍ、受信機Ｓおよび制御機Ｃのタイミングに関係なく、空きチャネル探索の実行が指示される(Ｓ３１１）。続いて、監視センタＭＣは、制御機Ｃからのポーリングに従って空きチャネル探索コマンドを制御機Ｃに送信する（Ｓ３１２）。さらに、制御機Ｃは、受信機Ｓからのポーリングに従って空きチャネル探索コマンドを受信機Ｓに送信する（Ｓ３１３）。制御機は、受信機Ｓに対して空きチャネル探索コマンドを送信後に、空きチャネル探索モードに入る（Ｓ３１４）。
【０２０２】
受信機Ｓは、空きチャネル探索コマンドの受信後に同期データを送信機Ｍから受信する（Ｓ３１５）。映像優先モードが設定されているので、受信機Ｓは、空きチャネル探索コマンドを破棄する（Ｓ３１６）。そして、受信機Ｓは、同期データを制御機Ｃに送信する（Ｓ３１７）。制御機Ｃは、同期データを受信した後に、空きチャネル探索モードから通常モードに入る（Ｓ３１８）。通常モードは、同期データを通信するモードである。以上のシーケンスにより、監視画像表示優先でシステムを動作させることができる。
【０２０３】
以上に、本システムの空きチャネル探索処理を説明した。上述のように、本システムでは、探索優先モードと通信優先モードが切り替えられる。監視者の操作に従って探索優先モードが設定されていないときは、通信優先モードが設定される。通信優先モードでは、映像等のデータ通信が優先される。このようにして、通常は空きチャネル探索を抑制し、データ通信時間をできる長くし、データ通信量を多くするとともに、必要に応じて空きチャネル探索を優先させることができる。
【０２０４】
本実施の形態の如く、列車のような移動体の運行システムに本発明が適用されるとき、通常はデータ通信が優先されるべきである。しかし、マルチパスなどが各受信機の通信状態に悪影響し、しかも、このような悪影響が一定ではない。そのため、システム保守の一環として空きチャネル探索を行って映像が得られる状態を確保することも必要である。このような場合に、本実施の形態の優先モード切替式の空きチャネル探索が有用である。
【０２０５】
「受信機による網同期制御」
次に、受信機による網同期制御を説明する。上述の実施の形態では、送信機がシステムの網同期を制御している（図１４）。これに対して、本実施の形態では、受信機が網同期を制御する。そのために、受信機がポーリングを発行してから送信機が信号を送信する。
【０２０６】
図３２のデータフローを参照すると、システムの網同期は、以下に説明するように、受信機Ｓ１により行われる。まず受信機Ｓ１が、一定時間で定義される周期時間Ｔの先頭でポーリング信号を送信機Ｍに向けて送信する(Ｓ３２１）。送信機Ｍは、ポーリング信号を受信後、画像データおよび音声データの同期データを受信機Ｓ１に向けて送信する(Ｓ３２２）。受信機Ｓ１は、同期データを受信後、次に非同期データ要求である非同期ポーリング信号を送信機Ｍに向けて送信する(Ｓ３２３）。送信機Ｍは非同期ポーリング信号を受信後、非同期データを受信機Ｓ１に向けて送信する(Ｓ３２４）。
【０２０７】
上記のようにして、図３２では、受信機Ｓ１がデータ送信要求であるポーリングを送信する。ただし、本システムでは、複数の受信機Ｓ１〜Ｓ４が存在しているので、図３２のように１台の受信機のみに送信許可が与えられる必要がある。複数の受信機が信号を送信した場合にはデータの衝突が発生してしまうからである。この送信許可の制御は、図１４で説明したようにして行われればよい。ここでは、最大のパケット受信比をもつ受信機を代表に選択する場合を説明する。
【０２０８】
図３２に示されるように、まず、各受信機Ｓ１〜Ｓ４が画像データを受信後にパケット受信比を算出する(Ｓ３２５）。算出したパケット受信比が制御機Ｃに送信される。制御機Ｃは、入力されたパケット受信比を比較し、最大のパケット受信比を送ってきた受信機を選択する（Ｓ３２６）。この例では、受信機Ｓ２が選択される。制御機Ｃは受信機Ｓ１〜Ｓ４に制御信号を送る。このとき、選択された受信機Ｓ２には、Ｈｉｇｈ信号が出力される。出力期間は、一定時間で定義される周期時間Ｔである。残りの受信機Ｓ１、Ｓ３、Ｓ４にはＬｏｗ信号が出力される。
【０２０９】
このような制御信号を受けて、次の周期では、図示のように、受信機Ｓ２が、代表受信機として送信機Ｍと通信し、網同期を行う（Ｓ３２７〜Ｓ３３０）。受信機Ｓ１、Ｓ３、Ｓ４では送信がマスクされる。
【０２１０】
以上に、受信機側での網同期のシーケンスを説明した。本実施の形態では、網同期を行う構成が、移動体側ではなく、固定側（インフラストラクチャ側）にあり、これにより、網同期がより確実に行えるという利点が得られる。
【０２１１】
以上、本発明に好適な実施の形態を説明した。本実施の形態によれば、図１４を参照して説明したように、複数の制御側通信機から代表通信機が選択され、代表通信機が移動通信機と双方向通信を行い、残りの制御側通信機は、移動通信機が発する信号を受信する一方向通信を行うので、複数の制御側通信機の存在を移動通信機が考慮せずともよく、１対多の移動体通信が比較的簡単に実現でき、このシステムを利用して画像等の送信も可能になる。
【０２１２】
また、制御機が、複数の制御側通信機の各々の通信状態に基づいて代表通信機を選択するので、より確実な通信を行える代表受信機を選択できる。
【０２１３】
また、本実施の形態によれば、図１２および図１３を参照して説明したように、移動通信機が一連のパケットを送信したとき、制御機が、複数の制御側通信機から得られるパケット群から一連のパケットを再構成するので、一連のパケットを確実に得ることができる。制御側通信機が一つであると、マルチパス等の影響で一部のパケットが抜け落ちる可能性があるのに対して、本発明によれば、パケットが抜けるのを比較的簡易な構成で効果的に防止できる。
【０２１４】
また、パケット群に複数の同一のパケットが含まれるときに、制御機が、複数の同一のパケットの各々を受信した制御側通信機の通信状態に基づいて一つのパケットを選択するので、良好な通信状態で受信されたパケットを採用することができ、画像等のデータの品質を確保できる。
【０２１５】
また、制御機が、所定の期間内に前記複数の制御側通信機が受信したパケット群から一連のパケットを取得するので、異なる一連のデータのパケットの混同が避けられる。そして、混同を防止するための処理が不要なので、処理の簡素化を図れる。
【０２１６】
また、本実施の形態によれば、図２６および図２７を参照して説明したように、制御機と複数の制御側通信機により単位通信網が構成され、通信領域が隣接するように複数の単位通信網が設けられるので、列車等の細長い区間を移動する移動体システムに対して移動通信システムを好適に適用可能である。
【０２１７】
また、複数の制御機を制御する上位制御手段が設けられ、上位制御手段が、移動通信機の位置情報に基づいて、移動通信機と通信すべき単位通信網を切り替える制御を行うので、単位通信網の切替が好適に行われる。そして、上位制御手段から上の構成が上位制御手段以下の構成を制御する必要を無くすことができ、制御システムが簡素でよくなる。
【０２１８】
また、別の形態では、上位制御手段が、隣接する各単位制御網の制御側通信機の通信状態の情報に応じて、移動通信機と通信すべき単位通信網を切り替える制御を行う。この形態によっても単位通信網の切替が好適に行われる。また、ここでも、上位制御手段から上の構成が上位制御手段以下の構成を制御する必要を無くすことができ、制御システムが簡素でよくなる。
【０２１９】
また、隣接する単位通信網の通信領域が部分的に重複するように、隣接する異なる単位制御網を構成する複数の制御側通信機が近傍または同一箇所に配置することにより、ハンドオーバを行うのに十分な時間を取ることができ、切替を円滑に行える。
【０２２０】
また、図１４を参照して説明したように、本実施の形態では、移動通信機が周期的に発する信号に応じて複数の制御側通信機と移動通信機との同期が制御される。同期のための信号を複数の制御側通信機で受けるので、例えば、移動通信機に近い制御側通信機がマルチパスの影響で同期の信号を受信できないときでも、他の制御側通信機が受信できる可能性があり、したがって同期をより確実にとれる。
【０２２１】
また、図１６等を用いて説明したように、本実施の形態では、初期設定登録通信機が、移動体識別情報の発生時に移動通信機固有識別情報を取得する。この情報が識別情報データベースに登録され、各単位通信網での通信のために提供される。このようにして、各単位通信網で、そこに位置する移動体上の移動通信機と円滑に通信が行える。
【０２２２】
以上、本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の実施の形態が、本発明の範囲内で当業者により任意に変形可能なことはもちろんである。
【０２２３】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明は、複数の制御側通信機を制御する制御機を設け、この制御機が代表通信機を選択し、代表通信機が移動通信機と双方向通信を行い、残りの制御側通信機が、移動通信機の発する信号を受信する一方向通信を行うように構成したので、複数の制御側通信機の存在を移動通信機が考慮せずともよく、１対多の移動体通信が比較的簡単に実現できるという極めてすぐれた効果を有する移動体通信システムを提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の移動体通信システム全体を示す図
【図２】本実施の形態の移動体通信システムが設けられる移動システムを示す図
【図３】２つの閉塞区間に着目して移動体通信システムを示す図
【図４】移動体通信システムの送信機の構成を示すブロック図
【図５】移動体通信システムの受信機の構成を示すブロック図
【図６】移動体通信システムの制御機の構成を示すブロック図
【図７】移動体通信システムの上位制御機の構成を示すブロック図
【図８】移動体通信システムの監視センタの構成を示すブロック図
【図９】移動体通信システムの指令所の構成を示すブロック図
【図１０】移動体通信システムの変形例を示すブロック図
【図１１】移動体通信システムの変形例を示すブロック図
【図１２】パケット受信比に基づくパケット合成処理を示す図
【図１３】パケット受信比と遅延時間を用いるパケット合成処理を示す図
【図１４】代表受信機の選択処理を示す図
【図１５】代表受信機の選択処理を示す図
【図１６】初期設定でのシステムＩＤ登録および無線チャネル通知の処理を示す図
【図１７】初期設定における無線チャネル通知のシーケンスを示す図
【図１８】システムＩＤ登録のシーケンスを示す図
【図１９】受信機へのシステムＩＤ通知のシーケンスを示す図
【図２０】制御機がシステムＩＤを管理する場合におけるシステムＩＤ登録のシーケンスを示す図
【図２１】制御機がシステムＩＤを管理する場合におけるシステムＩＤ通知のシーケンスを示す図
【図２２】閉塞区間を列車が跨ぐときのシステムＩＤ通知のシーケンスを示す図
【図２３】異なる制御機に制御される２つの受信機を同位置または近傍に配置する好適な受信機配置を示す図
【図２４】異なる制御機に制御される２つの受信機を同位置または近傍に配置したときのパケット受信比の変化を模式的に示す図
【図２５】異なる制御機に制御される２つの受信機を同位置に配置したときのパケット受信比に基づく制御機の切替処理を示す図
【図２６】１つの閉塞区間に１つの制御機が配置される構成を示す図
【図２７】１つの閉塞区間に複数の制御機が配置される構成を示す図
【図２８】探索優先モードでの空きチャネル探索において、同期データより空きチャネル探索コマンドが遅れて受信機に到達するときのシーケンスを示す図
【図２９】探索優先モードでの空きチャネル探索において、同期データより空きチャネル探索コマンドが先に受信機に到達するときのシーケンスを示す図
【図３０】探索優先モードでの空きチャネル探索において、同期データと空きチャネル探索コマンドが同時に受信機に到達するときのシーケンスを示す図
【図３１】映像優先モードでの空きチャネル探索のシーケンスを示す図
【図３２】受信機による網同期制御処理を示す図
【符号の説明】
ＭＣ 監視センタ
ＤＣ 指令所
Ｃｓ 上位制御機
Ｃ 制御機
Ｓ 受信機
Ｍ 送信機
Ｔ 列車
ＴＮ 列番
Ｎ 単位通信網
ＷＮ 無線網
【発明の属する技術分野】
本発明は、互いに離れて配置される複数の通信機と、それら通信機に対して相対的に移動する通信機とを含む移動体通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、種々の用途に合わせた移動体通信システムが提案されている。例えば、列車と固定通信局との間の通信に関して、従来は音声等の簡単な通信が一般的であった。しかし、セキュリティへの関心が高まる中、列車にも監視カメラを設けることが適当と考えられ、これに伴い、監視カメラで得られる画像を送れるだけの能力をもった通信システムが必要になる。
【０００３】
従来より知られている列車用の通信システムとしては、特許文献１に記載のものが挙げられる。同文献のシステムでは、列車上の通信機が、線路に沿って適当な距離をおいて配置された複数の固定通信局と接続される。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１１５１９３号公報（第４ページ、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開２０００−１１５１９３号公報に記載のシステムでは、送信権を表す信号を含むパケットを固定局から固定局へと送信することにより、固定局間で送信権が移され、これにより固定局間のデータの衝突が回避される。
【０００６】
しかし、送信権の移動のためのパケット送信はオーバーヘッドの要因となり、通信システムにとって不利である。そして、列車のような移動体の通信システムにおいては、簡単かつ確実に１台の移動通信機と線路沿いの複数の通信機との間の通信、すなわち１対多の通信を実現することが望まれる。
【０００７】
なお、上述では、電車を取り上げて本発明の背景を説明したが、上記背景は、電車に限らず、他の移動体にも当てはまり得る。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、比較的簡単に１対多の移動体通信を実現できる技術を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の移動体通信システムは、互いに離れて配置される複数の制御側通信機と、前記複数の制御側通信機に対して相対的に移動する移動通信機と、前記複数の制御側通信機を制御する制御機とを含み、前記制御機は、前記複数の制御側通信機の一つである代表通信機に前記移動通信機との間で双方向通信を行わせるとともに、前記代表通信機以外の制御側通信機に、前記移動通信機が発する信号を受信する一方向通信を行わせる。
【００１０】
この構成によれば、複数の制御側通信機を制御する制御機が設けられ、この制御機により代表通信機が選択され、代表通信機が移動通信機と双方向通信を行い、残りの制御側通信機は、移動通信機が発する信号を受信する一方向通信を行うので、複数の制御側通信機の存在を移動通信機が考慮せずともよく、１対多の移動体通信が比較的簡単に実現でき、このシステムを利用して画像等の送信も可能になる。
【００１１】
また、前記制御機は、前記複数の制御側通信機の各々の通信状態に基づいて前記代表通信機を選択する。本発明において、受信状態は、通信状態の一種と考えてよい。受信状態は例えばパケット受信比で表される。
【００１２】
この構成によれば、代表受信機を通信状態に基づいて選択することで、より確実な通信を行える代表受信機を選択できる。
【００１３】
また、前記制御機は、前記移動通信機が一連のパケットを送信したとき、前記複数の制御側通信機により受信されるパケット群から、前記一連のパケットを取得する。
【００１４】
この構成によれば、複数の制御側通信機で、移動通信機から送信される一連のパケットが受信され、複数の移動通信機から得られるパケット群を用いて、元の一連のパケットが再構成されるので、一連のパケットを確実に得ることができる。本発明のように移動通信機が制御側通信機に対して移動する構成では、マルチパス等の影響で、制御側通信機が一つであると、一部のパケットが抜け落ちる可能性があるのに対して、本発明によれば、パケットが抜けるのを比較的簡易な構成で、効果的に防止できる。
【００１５】
また、前記制御機は、前記複数の制御側通信機により受信されるパケット群に複数の同一パケットが含まれるとき、前記複数の同一パケットの各々を受信した制御側通信機の通信状態に基づいて、前記複数の同一パケットの一つを選択する。
【００１６】
この構成によれば、通信状態に基づいてパケットを選択するので、良好な通信状態で受信されたパケットを採用することができ、画像等のデータの品質を確保できる。
【００１７】
また、前記制御機は、所定の期間内に前記複数の制御側通信機が受信したパケット群から、前記一連のパケットを取得する。
【００１８】
この構成により、異なる一連のデータのパケットの混同が避けられる。そして、混同を防止するための処理が不要なので、処理の簡素化を図れる。
【００１９】
また、本発明においては、前記制御機と前記複数の制御側通信機により、前記複数の制御側通信機が網羅する通信領域をもつ単位通信網が構成され、通信領域が隣接するように複数の単位通信網が設けられる。
【００２０】
この構成により、列車等の細長い区間を移動する移動体システムに対して、本発明の移動通信システムを好適に適用可能である。
【００２１】
また、本発明のシステムは、前記複数の単位通信網のそれぞれ設けられた複数の制御機を制御する上位制御手段を有し、前記上位制御手段は、前記移動通信機の位置情報を取得し、前記位置情報に基づいて、前記移動通信機と通信すべき単位通信網を切り替える制御を行う。
【００２２】
この構成によれば、位置情報に基づくことで、移動体の移動に伴う単位通信網の切替が好適に行われる。そして、上位制御手段から上の構成が上位制御手段以下の構成を制御する必要を無くすことができ、制御システムが簡素でよくなる。
【００２３】
また、本発明においては、前記複数の単位通信網のそれぞれ設けられた複数の制御機を制御する上位制御手段を有し、前記上位制御手段は、隣接する各単位制御網の制御機から、各単位通信網の制御側通信機の通信状態の情報を取得して、取得された通信状態の情報に応じて、前記移動通信機と通信すべき単位通信網を切り替える制御を行う。
【００２４】
この構成によれば、通信状態に応じて、移動体の移動に伴う単位通信網の切替が好適に行われる。また、ここでも、上位制御手段から上の構成が上位制御手段以下の構成を制御する必要を無くすことができ、制御システムが簡素でよくなる。
【００２５】
また、本発明においては、隣接する単位通信網の通信領域が部分的に重複するように、隣接する異なる単位制御網を構成する複数の制御側通信機が近傍または同一箇所に配置されている。
【００２６】
この構成によれば、隣接する異なる単位制御網を構成する複数の制御側通信機を近傍または同一箇所に配置することにより、ハンドオーバを行うのに十分な時間を取ることができる。例えば、画像の切替をスムーズに行える。
【００２７】
また、本発明では、前記移動通信機が周期的に発する信号に応じて前記複数の制御側通信機と前記移動通信機との同期が制御される。
【００２８】
この構成によれば、移動通信機が同期制御を行っており、同期のための信号を複数の制御側通信機で受けるので、例えば、移動通信機に近い制御側通信機がマルチパスの影響で同期の信号を受信できないときでも、他の制御側通信機が受信できる可能性があり、したがって同期をより確実にとれる。
【００２９】
また、本発明のシステムは、前記移動通信機を搭載する移動体の移動初期に移動体識別情報が発生するときに、前記移動通信機に固有の移動通信機固有識別情報を前記移動通信機から通信で取得する初期設定登録通信機と、前記移動通信機固有識別情報を前記移動体識別情報と共に登録し、それら識別情報を前記移動体が移動するあいだ管理し、各単位通信網に位置する移動通信機との通信のために前記移動通信機固有識別情報を提供する識別情報データベースとを含む。
【００３０】
この構成によれば、初期設定登録通信機が設けられ、この初期設定登録通信機が、移動体識別情報の発生時に移動通信機固有識別情報を取得する。この情報が識別情報データベースに登録され、各単位通信網での通信のために提供される。このようにして、各単位通信網で、そこに位置する移動体上の移動通信機と円滑に通信が行える。
【００３１】
本発明の別の態様は、互いに離れて配置される複数の制御側通信機を制御して、前記複数の制御側通信機に対して相対的に移動する移動通信機との通信を行わせる通信制御装置に関する。この通信制御装置は、前記複数の制御側通信機の一つを代表通信機として選択し、前記代表通信機に前記移動通信機との間で双方向通信を行わせるとともに、前記代表通信機以外の制御側通信機に、前記移動通信機が発する信号を受信する一方向通信を行わせる。
【００３２】
この態様によれば、既に述べたように、１対多の移動体通信が比較的簡単に実現できる。
【００３３】
本発明の別の態様は、互いに離れて配置される複数の制御側通信機と、前記複数の制御側通信機に対して相対的に移動する移動通信機と、前記複数の制御側通信機を制御する制御機と、を含み、前記複数の制御側通信機の各々は、前記移動通信機が一連のパケットを送信したとき、受信されたパケットを前記制御機へ出力し、前記制御機は、前記複数の制御側通信機から得られるパケット群から、前記一連のパケットを取得する。
【００３４】
この構成によれば、既に説明したように、複数の移動通信機から得られるパケット群を用いて、元の一連のパケットが再構成されるので、一連のパケットを確実に得ることができる。
【００３５】
本発明の別の態様は、互いに離れて配置される複数の制御側通信機を制御して、前記複数の制御側通信機に対して相対的に移動する移動通信機との通信を行わせる通信制御装置であって、前記移動通信機が一連のパケットを送信したとき、前記複数の制御側通信機により受信されるパケット群から、前記一連のパケットを取得し、前記複数の制御側通信機により受信されるパケット群に複数の同一パケットが含まれるとき、前記複数の同一パケットの各々を受信した制御側通信機の通信状態に基づいて、前記複数の同一パケットの一つを選択する。この構成によっても、既に説明したように、一連のパケットを確実に得ることができる。すなわち、この構成によれば、複数の制御側通信機で、移動通信機から送信される一連のパケットが受信され、複数の移動通信機から得られるパケット群を用いて、元の一連のパケットが再構成されるので、一連のパケットを確実に得ることができる。本発明のように移動通信機が制御側通信機に対して移動する構成では、マルチパス等の影響で、制御側通信機が一つであると、一部のパケットが抜け落ちる可能性があるのに対して、本発明によれば、パケットが抜けるのを比較的簡易な構成で、効果的に防止できる。さらに、この構成によれば、通信状態に基づいてパケットを選択するので、良好な通信状態で受信されたパケットを採用することができ、画像等のデータの品質を確保できる。
【００３６】
本発明の別の態様は、互いに離れて配置される複数の制御側通信機を制御して、前記複数の制御側通信機に対して相対的に移動する移動通信機との通信を行わせる通信制御装置であって、前記移動通信機が一連のパケットを送信したとき、前記複数の制御側通信機により受信されるパケット群から、前記一連のパケットを取得し、所定の期間内に前記複数の制御側通信機が受信したパケット群から、前記一連のパケットを取得する。この構成によっても、既に説明したように、一連のパケットを確実に得ることができる。さらに、この構成により、異なる一連のデータのパケットの混同が避けられる。そして、混同を防止するための処理が不要なので、処理の簡素化を図ることができる。
【００３７】
また、本発明の別態様の移動体通信システムは、互いに離れて配置される複数の制御側通信機と、前記複数の制御側通信機に対して相対的に移動する移動通信機と、前記複数の制御側通信機を制御する制御機と、を含み、さらに、前記移動通信機を搭載する移動体の移動初期に移動体識別情報が発生するときに、前記移動通信機に固有の移動通信機固有識別情報を前記移動通信機から通信で取得する初期設定登録通信機と、前記移動通信機固有識別情報を前記移動体識別情報と共に登録し、それら識別情報を前記移動体が移動するあいだ管理し、各単位通信網に位置する移動通信機との通信のために前記移動通信機固有識別情報を提供する識別情報データベースとを含む。
【００３８】
この構成によれば、既に説明したように、各単位通信網で、そこに位置する移動体上の移動通信機と円滑に通信が行える。
【００３９】
本発明の別の態様は、互いに離れて配置される複数の制御側通信機を制御して、前記複数の制御側通信機に対して相対的に移動する移動通信機と通信を行わせる通信制御方法に関する。本方法は、前記複数の制御側通信機の一つを代表通信機として選択し、前記代表通信機に前記移動通信機との間で双方向通信を行わせるとともに、前記代表通信機以外の制御側通信機に、前記移動通信機が発する信号を受信する一方向通信を行わせる。
【００４０】
この構成によれば、既に説明したように、１対多の移動体通信が比較的簡単に実現できる。
【００４１】
本発明の別の態様は、互いに離れて配置される複数の制御側通信機を制御して、前記複数の制御側通信機に対して相対的に移動する移動通信機と通信を行わせる制御機にて実行される通信制御プログラムである。このプログラムは、前記複数の制御側通信機の一つを代表通信機として選択し、前記代表通信機に前記移動通信機との間で双方向通信を行わせるとともに、前記代表通信機以外の制御側通信機に、前記移動通信機が発する信号を受信する一方向通信を行わせる処理を前記制御機に実行させることを特徴とする通信制御プログラム。また、本発明の別の態様は、上記の通信制御プログラムが格納された、コンピュータにて読取可能な記録媒体である。
【００４２】
これら構成によれば、既に説明したように、１対多の移動体通信が比較的簡単に実現できる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００４４】
図１は、本実施の形態の移動体通信システムの全体構成を示しており、図２は、移動体通信システムが設けられる移動システムを示している。
【００４５】
まず、図２を参照すると、本実施の形態では、移動体が電車（列車）Ｔである。各列車Ｔには、運行ダイヤ上での識別情報である列車番号（以下、列番という）が付けられる。電車の路線は、複数の閉塞区間Ｄへと分割されている。各閉塞区間Ｄには一つの列車Ｔが存在するように列車の運行が制御される。図２の例では、閉塞区間Ｄが、駅で区切られる区間と一致しているが、本発明はこれに限定されない。また、本発明の移動体は電車に限定されない。このように、閉塞区間Ｄは単位制御領域の一例であり、列番は移動体の識別情報の一例である。
【００４６】
次に、図１を参照すると、本実施の形態では、電車の線路に沿って並ぶように複数の単位通信網Ｎが設けられている。本実施の形態では、各単位通信網Ｎは閉塞区間Ｄに対応しているが、本発明はこれに限定されなくてもよい。
【００４７】
各単位通信網Ｎは、複数の制御側通信機Ｓと、それらを制御する制御機Ｃで構成される。複数の制御側通信機Ｓは、線路に沿って、適当な間隔を開けて配置されており、列車Ｔに搭載される移動通信機Ｍとの間で通信を行う。
【００４８】
また、各移動通信機Ｍは、固有のシステムＩＤを有する。このシステムＩＤは、移動通信機Ｍを識別するための移動通信機固有識別情報の一例である。前述の列番（移動体識別情報）は運行スケジュールによって決まり、同じ車両でも運行スケジュールに応じて列番は変化する。これに対して、システムＩＤ（移動通信機識別情報）は、運行スケジュールには関係しない。
【００４９】
複数の制御機Ｃは、さらに、上位制御機Ｃｓにより制御される。制御機Ｃｓは、監視センタＭＣおよび指令所ＤＣと接続されている。上位制御機Ｃｓ、監視センタＭＣおよび指令所ＤＣが、複数の制御機Ｃ（複数の単位通信網Ｎ）を制御する上位の制御手段として機能するともいえる。
【００５０】
本実施の形態の移動体通信システムは、電車内の監視カメラで得られた映像および音声を通信するために用いられる。映像および音声は、移動通信機Ｍから送信され、制御側通信機Ｓで受信される。この観点で、以下の説明では、移動通信機Ｍを送信機、制御側通信機Ｓを受信機と呼ぶ。ただし、上述の説明から明らかなように、送信機、受信機ともに、送信と受信の両方の通信機能を有する。
【００５１】
図３は、図１の移動体通信システムをより詳細に示している。図３に示すように、閉塞区間Ｄ１には、唯一の１編成の列車Ｔ１が走行している。そして、列車Ｔ１の列番はＴＮ１であり、また、列車Ｔ１には送信機Ｍ１が搭載されている。同様に、閉塞区間Ｄ２には列番ＴＮ２の列車Ｔ２が走行しており、列車Ｔ２に送信機Ｍ２が搭載されている。
【００５２】
閉塞区間Ｄ１には、複数の受信機Ｓｉ（ｉ＝１〜ｎ）が間隔を開けて配置されている。受信機Ｓｉは、送信機Ｍ１から送信される画像データ等を送受信する。そして、閉塞区間Ｄ１の複数の受信機Ｓｉを制御するための制御機Ｃ１が設けられており、制御機Ｃ１は複数の受信機Ｓｉから画像データ等を受信する。複数の受信機Ｓｉおよび制御機Ｃ１で構成される通信網を、前述のように、単位通信網Ｎと呼ぶ。
【００５３】
別の閉塞区間Ｄ２にも同様の構成が見られる。すなわち、複数の受信機Ｓｉと制御機Ｃ２が設けられており、複数の受信機Ｓｉは、制御機Ｃ２の制御下で送信機Ｍ２と通信する。
【００５４】
さらに、複数の制御機Ｃ１、Ｃ２、、、を制御するために、上位制御機Ｃｓが設けられている。これらの送信機、受信機、制御機および上位制御機の系を無線網ＷＮと呼ぶ。無線網ＷＮは、上述の説明から明らかなように、複数の単位通信網Ｎで構成される。
【００５５】
上位制御機Ｃｓは、監視センタＭＣおよび指令所ＤＣと接続される。監視センタＭＣは、モニタにて車内を監視する。また、指令所ＤＣは、列番・閉塞区間データベースＤＢ１と列番・システムＩＤデータベースＤＢ２（本発明の識別情報データベースに対応）を有する。列番・閉塞区間データベースＤＢ１は列番と閉塞区間番号を管理し、列番・システムＩＤデータベースＤＢ２は列番とシステムＩＤを管理する。
【００５６】
次に、図３を参照し、監視センタＭＣ、指令所ＤＣ、無線網ＷＮで構成される本システムの全体的な動作を説明する。無線網ＷＮからは、常に閉塞区間毎の画像および音声が監視センタＭＣのスイッチャに入力される（Ｓ３１）。また、初期設定で列番とシステムＩＤが指令所ＤＣのデータベースに登録される（Ｓ３２）。この登録動作は、車両が閉塞区間を跨ぐ場合にも、同様に実行される。
【００５７】
監視センタＭＣでモニタの画像を切り替えるとき、監視者は、カメラ切替卓を操作して、見たい列番を指定する。これに応えて、列番が、カメラ切替卓から指令所ＤＣの列番・閉塞区間データベースＤＢ１に送られる（Ｓ３３）。
【００５８】
列番・閉塞区間データベースＤＢ１は、それぞれの列番を付された列車がどの閉塞区間に位置しているかの情報を記憶している。電車の運行管理システムは、列車を円滑に走行させるために、どの閉塞区間にどの列車がいるのかの情報を取得し、この情報をデータベースに記憶させており、これにより、各列車の位置する閉塞区間を常時把握している。この運行管理システムのデータベースが、本システムの列番・閉塞区間データベースＤＢ１として利用される。
【００５９】
そして、列番を監視センタＭＣから受け取ると、列番・閉塞区間データベースＤＢ１では、列番に対応する閉塞区間番号が検索される。そして、検索された閉塞区間番号がスイッチャに通知される（Ｓ３４）。スイッチャには、各閉塞区間毎の画像、音声データが入力されている。スイッチャは、指定の閉塞区間番号の画像、音声データに切り替えて、画像および音声をモニタに出力する。
【００６０】
以上が本実施の形態のシステムの全体的な動作である。本システムでは、閉塞区間毎の画像および音声データが監視センタに入力されてくる。そこで、複数の閉塞区間に位置する複数の列車の画像、例えば、閉塞区間Ｄ１の列番ＴＮ１の画像と閉塞区間Ｄ２の列番２の画像とを両方同時にモニタすることができる。
【００６１】
また、本実施の形態では、閉塞区間ごとに単位通信網が設けられ、単位通信網の制御機から、上位制御機および監視センタへと、単位通信網の複数の受信機で入手されたデータが送られてくる。したがって、監視センサおよび上位制御機といった上位の構成は、単位通信網（閉塞区間）を制御の単位とすればよい。すなわち、単位通信網を構成する複数の受信機の配置が考慮されなくてもよく、また、一つ一つの受信機の受信状態（通信状態に概念的に含まれる）が考慮されなくてもよい。これにより、制御が簡素化している。この点は、以下の各構成の詳細な説明により、さらに明らかになる。
【００６２】
図４は、各列車に搭載される送信機Ｍの構成を示すブロック図である。送信機Ｍは、車載のカメラ１０およびアンテナ１２と接続されている。送信機Ｍは、カメラ１０からの画像データを符号化する画像符号化器１４と、画像符号化器１４から出力される画像データを送信するための送信パケットを生成する送信パケット生成部１６と、無線の送信を行う無線処理部１８とで構成される。
【００６３】
カメラ１０から撮影された画像データが送信機Ｍに入力され、画像符号化器１４で符号化される。次に、送信パケット生成部１６が、符号化された画像データから、受信機Ｓに対して送信するための送信先アドレス、送信元アドレス等のヘッダ情報を送信データに付加した送信パケットを生成する。生成した画像パケットが、無線処理部１８にてアンテナ１２を利用して送信される。音声データも同様にしてパケットデータのかたちで送信される。
【００６４】
図５は、受信機Ｓの構成を示すブロック図である。受信機Ｓはアンテナ２０を有する。そして、受信機Ｍは、無線処理部２２とパケット受信比算出部２４で構成される。
【００６５】
無線処理部２２は、アンテナ２０を使って無線の受信を行う。無線処理部２２が送信機Ｍからパケットを受信すると、パケット受信比算出部２４が、受信したパケットからパケット受信比を算出する。パケット受信比は、「パケット受信比＝（受信パケット数）／（理想受信パケット数）」で定義される。理想受信パケット数とは、データ伝送レートから設計される値である。この式に従ってパケット受信比算出部２４によりパケット受信比が算出されると、受信機Ｓは制御機Ｃへ受信パケットと算出したパケット受信比を出力する。
【００６６】
図６は制御機Ｃの構成を示すブロック図である。制御機Ｃは、複数のパケット受信処理部２６および複数のパケット受信比受信部２８を有する。図示のように、これら複数のパケット受信処理部２６および複数のパケット受信比受信部２８は、複数の制御機Ｓｉ（ｉ＝１〜ｎ）にそれぞれ対応して設けられている。制御機Ｃは、さらに、パケット受信処理部３０、パケット合成部３２、制御部３４、受信時間計測部３６およびタイマ管理部３８を有する。
【００６７】
制御機Ｃの動作を説明すると、まず、受信機Ｓｉ（ｉ＝１〜ｎ）から制御機Ｃにパケット受信比とパケットが入力されてくる。各受信機Ｓｉのパケット受信比およびパケットは、対応するパケット受信比受信部２８およびパケット受信処理部２６に入力される。
【００６８】
複数のパケット受信比受信部２８はパケット受信比をパケット受信比処理部３０に送る。パケット受信比処理部３０は、各受信機Ｓｉから得られるパケット受信比を、所定のパケット受信比しきい値Ｅ０と比較する。パケット受信比がしきい値Ｅ０以上であることが、後段のパケット採用の条件になる。パケット受信比処理部３０は、この条件が満たされているか否か、すなわち、パケット受信比がしきい値Ｅ０以上であるか否かを判定する。パケット受信比処理部３０は、上記の条件が満たされている受信機のパケット受信比を制御部３４へ出力する。
【００６９】
一方、各パケット受信処理部２６は、各受信機Ｓｉからのパケットをパケット合成部３２へ出力する。また、タイマ管理部３８は、制御機Ｃの全体のシステム時間を管理している。受信時間計測部３６では、各受信機Ｓｉからパケットを受信する時に、パケット毎に受信割り込みが発生し、最も早く受信した時間ｔ１からタイマが仕掛けられる。そして、所定の時間ｔ２が経過すると、タイマ管理部３８からタイムアウトが入力される。続いて、タイムアウトがパケット合成部３２に通知される。
【００７０】
制御部３４は、上述したように、パケット受信比がしきい値Ｅ０以上という条件を満たす受信機を示す情報をパケット受信比処理部３０から取得する。この情報は、制御部３４からパケット合成部３２に通知される。パケット合成部３２は、このパケット受信比の条件を満たす受信機Ｓｉから入力されたパケットを用いて、パケット合成を行う。この際、タイムアウト前に取得されたパケットが、パケット合成で使われる。パケット合成については、後段にてさらに説明する。パケット合成で得られたデータは、上位制御機Ｃｓへと出力される。
【００７１】
図７は、上位制御機Ｃｓの構成を示すブロック図である。上位制御機Ｃｓは、複数の閉塞区間にそれぞれ設けられた複数の制御機Ｃｉ（ｉ＝１〜ｎ）を制御する。上記制御機Ｃｓは、複数の制御機Ｃｉにそれぞれ対応する複数の受信処理部４０を有する。さらに、上位制御機Ｃｓは、受信データ解析部４２と、複数の同期データ送信処理部４４と、非同期データ送信処理部４６を有する。複数の同期データ送信処理部４４は、複数の制御機Ｃｉにそれぞれ対応して設けられている。
【００７２】
上位制御機Ｃｓには、制御機Ｃｉ（ｉ＝１〜ｎ）から同期データ、非同期データが入力される。同期データは、画像および音声データである。また、非同期データは、画像およぼ音声以外のデータであり、例えば、システムＩＤ等の制御関連のデータである。同期データおよび非同期データは、各制御機Ｃｉに対応する受信処理部４０に入力され、受信データ解析部４２に提供される。
【００７３】
受信データ解析部４２は、受信データが同期データか非同期データかを判別する。同期データは上述のように画像および音声データである。受信データが同期データであれば、受信データ解析部４２は、受信データを同期データ送信処理部４４に出力する。このとき、制御機番号に対応する同期データ送信処理部４４へと受信データが出力される。例えば、制御機Ｃ１から受信処理部４０が受信した同期データは、制御機Ｃ１に対応する同期データ送信処理部４４へ出力される。同期データ送信処理部４４は、同期データを監視センタＭＣへ出力する。これにより、単位通信網毎、すなわち閉塞区間毎の同期データが監視センタＭＣへ出力される。
【００７４】
一方、受信データがシステムＩＤや閉塞区間番号の非同期データであれば、受信データ解析部４２は、そのデータを非同期データ送信処理部４６に出力する。非同期データ送信処理部４６は、閉塞区間番号およびシステムＩＤを指令所ＤＣへ出力する。
【００７５】
図８は、監視センタＭＣの構成を示すブロック図である。監視センタＭＣには、図８の構成を実現するコンピュータシステムが設置されている。監視センタＭＣは複数の同期データ受信処理部４８を有し、さらに、非同期データ受信処理部５０、同期データスイッチ部４２、制御部５４およびカメラ切替卓５６を有する。同期データスイッチ部４２は、図３のスイッチャに相当する。
【００７６】
複数の同期データ受信処理部４８は、上位制御機Ｃｓの複数の同期データ送信処理部４４に対応している。そして、上位制御機Ｃｓの複数の同期データ送信処理部４４は、前述のように、複数の単位通信網にそれぞれ対応しており、すなわち、複数の閉塞区間にそれぞれ対応している。これにより、複数の同期データ受信処理部４８は、複数の閉塞区間からの同期データ（画像および音声）をそれぞれ受信する。
【００７７】
入力された同期データは、同期データスイッチ部５２に出力される。そして、同期データスイッチ部５２で選択された閉塞区間の同期データがモニタに出力される。
【００７８】
同期データスイッチ部５２での閉塞区間の選択は、以下のようにして、監視を行う監視者の指示に従って行われる。監視者は、カメラ切替卓５６を操作して、所望の閉塞区間を選択する。例えば、各閉塞区間に付された閉塞区間番号が選択される。入力された閉塞区間の指示は、カメラ切替卓５６から、制御部５４を介して、同期データスイッチ部５２へ伝えられる。同期データスイッチ部５２は、指示された閉塞区間の同期データをモニタへ出力するように動作する。
【００７９】
監視者は、カメラ切替卓５６を操作して、所望の列番を入力してもよい。列番は、制御部５４に伝達され、制御部５４から指令所ＤＣへ出力される。これにより、入力された列番の列車が位置する閉塞区間が問い合わされる。指令所ＤＣは、前述のように、閉塞区間とそこに位置する列番を管理する列番・閉塞区間データベースＤＢ１を有する。この列番・閉塞区間データベースＤＢ１が検索され、列番に対応する閉塞区間番号が求められ、監視センタＭＣへ返される。
【００８０】
この応答は、非同期データ受信処理部５０に入力される。入力された閉塞区間番号は同期データスイッチ部５２に出力される。同期データスイッチ部５２では、入力された閉塞区間番号の同期データがモニタへと出力される。
【００８１】
図９は、指令所ＤＣの構成を示すブロック図である。指令所ＤＣには、図９の構成を実現するコンピュータシステムが設置されている。指令所ＤＣのコンピュータシステムは、監視センタＭＣのコンピュータシステムと一体に設けられてもよい。さらに、上位制御機Ｃｓも、監視センタＭＣおよび指令所ＤＣの一方または両方と同じ場所に設けられてもよい。指令所ＤＣは、２つの非同期データ受信処理部５８、６０を有し、さらに、閉塞区間番号検索部６２、データベース制御部６４および非同期データ送信処理部６６を有する。
【００８２】
前述のように、監視センタＭＣは、指令所ＤＣへ、閉塞区間を問い合わせるための列番を送る。この列番が、非同期データ受信処理部５８に入力される。この列番の情報は、閉塞区間番号検索部６２に送られる。閉塞区間番号検索部６２は、列番・閉塞区間データベースＤＢ１を参照して、列番に対応する閉塞区間番号、すなわち、得られた列番の列車が位置する閉塞区間の番号を検索する。検索結果は、非同期データ送信処理部６６から監視センタＭＣに送信される。監視センタＭＣでは、前述のように、閉塞区間番号に基づいて、該当する閉塞区間の同期データがモニタに出力される。
【００８３】
もう一つの非同期データ受信処理部６０には、初期設定時に、上位制御機ＣｓからシステムＩＤが入力される。システムＩＤは、前述のように、列車に搭載される送信に固有の識別情報である。システムＩＤは、例えば列車が始発駅を出るとき、すなわち、列車に列番が付与されるときに、入力される。システムＩＤは、非同期データ受信処理部６０からデータベース制御部６４に出力される。データベース制御部６４は、システムＩＤを、列番・システムＩＤデータベースＤＢ２に登録する。
【００８４】
また、列車が閉塞区間を跨ぐ毎に、新たなシステムＩＤが非同期データ受信処理部６０へ入力されてくる。このシステムＩＤはデータベース制御部６４へ出力される。そして、データベース制御部６４は、システムＩＤを用いて、列番・システムＩＤデータベースＤＢ２から、システムＩＤに対応する列番を検索する。そして、この検索結果の列番を用いて、列番・閉塞区間データベースＤＢ１が更新される。
【００８５】
以上に、本実施の形態における通信システムの典型的な構成例を説明した。次に、他の構成例を説明する。
【００８６】
図１０は、別の構成例を示すブロック図である。図３のシステムでは、列番・閉塞区間データベースＤＢ１が指令所ＤＣに設けられていたのに対して、図１０のシステムでは、列番・閉塞区間データベースＤＢ１が監視センタＭＣに設けられている。図１０の他の構成は、図３のシステムと同様である。以下、既に説明した事項は省略する。
【００８７】
図１０に示されるように、本実施の形態では、無線網ＷＮ（図３と同様）から画像および音声のパケットデータが監視センタＭＣに入力される（Ｓ１０１）。監視センタにて監視者がモニタの画像を切り替えるとき、監視者は、まず、カメラ切替卓を操作して、表示させたい列車の列番を指定する。列番が入力されると、列番・閉塞区間データベースＤＢ１を用いて、列番に対応する閉塞区間番号が検索される（Ｓ１０２）。そして、カメラ操作卓は、検索結果として受け取った閉塞区間番号をスイッチャに渡す（Ｓ１０３）。スイッチャは、指定された閉塞区間番号の画像、音声データをモニターに出力する。
【００８８】
また、前述した図３のシステムの動作と同様に、初期設定時に列番とシステムＩＤが列番・システムＩＤデータベースＤＢ２に登録される（Ｓ１０４）。さらに、車両が閉塞区間を跨ぐ毎に、列番・閉塞区間データベースＤＢ１に登録が行われる（Ｓ１０５）。
【００８９】
図１１は、もう一つの構成例を示すブロック図である。図３のシステムと異なり、図１１のシステムでは、列番・システムＩＤデータベースＤＢ２が上位制御機Ｃｓに設けられている。図１０の他の構成は、図３のシステムと同様であり、以下、既に説明した事項は省略する。
【００９０】
図示のように、本実施の形態では、上位制御機Ｃｓに列番・システムＩＤデータベースＤＢ２が繋がっている。そして、初期設定時に、システムＩＤと列番が列番・システムＩＤデータベースＤＢ２に登録される（Ｓ１１１）。
【００９１】
画像および音声データは、閉塞区間を動的に割り当てられた状態で、監視センタＭＣに送られる（Ｓ１１２）。この動的割当てに対応して、画像および音声データとともに列番の情報が送られる。画像および音声データは、監視センタＭＣのスイッチャに入力される。
【００９２】
監視センタにて監視者がモニタの画像を切り替えるとき、監視者は、まず、カメラ切替卓を操作して、表示させたい列車の列番を指定する。カメラ切替卓は、指定された列番を用いて、指令所ＤＣにある列番・閉塞区間データベースＤＢ１から、列番に対応する閉塞区間番号を検索する（Ｓ１１３）。ここでは、カメラ切替卓の図示しない制御部が、カメラ切替卓に入力された列番を指令所ＤＣへ送る。そして、指令所ＤＣから送られた検索結果がカメラ切替卓の制御部に取得される。
【００９３】
カメラ切替卓は、検索結果として受け取った閉塞区間番号をスイッチャに渡す（Ｓ１１４）。スイッチャは、指定された閉塞区間番号の画像、音声データをモニタに出力する。
【００９４】
また、列車が閉塞区間を跨ぐ毎に列番と閉塞区間番号が、指令所ＤＣにある列番・閉塞区間データベースＤＢ１に登録される（Ｓ１１５）。さらに、上述のように、列番とシステムIDは、初期設定時に、上位制御機Ｃｓに繋がっている列番・システムＩＤデータベースＤＢ２に登録される。
【００９５】
以上、本実施の形態について、主として全体的な構成と動作を説明し、さらにその変形例（図１０、図１１）を説明した。次に、本実施の形態のシステムのより詳細な動作について説明する。以下の説明では、主として図３の構成例を想定する。
【００９６】
「パケット合成」
前述したように、図３の制御機Ｃ１は、配下の複数の受信機Ｓ１、Ｓ２、、、から得られるパケットを使ってパケット合成を行う。制御機Ｃ２も同様のパケット合成を行う。以下、このパケット合成について、図を参照して説明する。
【００９７】
ここでは、まず、図１２を参照し、パケット受信比に基づくパケット合成を説明する。そして、次に、図１３を参照し、パケット受信比に加えて、遅延時間を考慮したパケット合成を説明する。なお、図３のシステムの受信機は、図６を参照して説明したように、タイムアウトまでの経過時間を管理しており、図１３のパケット合成に対応している。
【００９８】
また、ここでは、説明を分かりやすくするために、画像データのパケットのみについて説明する。しかし、音声データのパケットも同様に合成される。
【００９９】
図１２を参照すると、制御機は、受信機Ｓｉ（ｉ＝１〜ｎ）から画像パケットを受信する。また、同時に、制御機は、受信機Ｓｉのパケット受信比Ｅｉ（ｉ＝１〜ｎ）を受信する。
【０１００】
図１２の例において、周期先頭から次の周期先頭までの周期時間はＴであり、同期制御は、後述するように、送信機により行われている。制御機は、時間ｔ１にて、受信機Ｓ１から最初のパケットＶ[０]を受信する。続いて、制御機は、受信機Ｓ１から、１つのフレームを構成する画像パケットを、Ｖ[３]を除いてすべて受信する。１フレームがｎ個のパケットで構成されているとすると、制御機は、受信機Ｓ１から、パケットＶ[３]が落ちているｎ−１個のパケットを受信する。
【０１０１】
同様に、制御機は、受信機Ｓ２からは、パケットＶ[４]、Ｖ[５]、Ｖ[ｍ]が落ちているｎ−３個のパケットを受信する。また、制御機は、受信機Ｓ３からは、パケットＶ[０]、Ｖ[３]〜Ｖ[ｍ]を受信し、受信機Ｓ４からは、パケットＶ[０]のみを受信する。さらに、制御機は、受信機Ｓ５〜Ｓｎからはパケットを全く受信できないとする。
【０１０２】
制御機は、パケット受信比Ｅｉを所定のしきい値Ｅ０と比較する。そして、パケット受信比Ｅｉがしきい値Ｅ０以上であれば（Ｅｉ≧Ｅ０）、対応する受信機Ｓｉのパケットが、パケット合成に使われるための条件を満たしている。図１２の例の場合、受信機Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３のパケット受信比Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３がしきい値Ｅ０以上であり、かつ、Ｅ０≦Ｅ３≦Ｅ２≦Ｅ１の関係があるとする。一方、受信機Ｓ４〜Ｓｎのパケット受信比Ｅ４〜Ｅｎはしきい値Ｅ０未満であるとする。
【０１０３】
この場合、受信機Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３が受信したパケットが、パケット合成の対象になる。制御機は、パケットＶ[０]からパケットＶ[ｎ]まで順番に、受信機Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３が受信したパケットを選択していく。複数の受信機で同一のパケットが受信されている場合には、制御機は、パケット受信比の高い受信機からのパケットを採用する。例えば、パケットＶ[０]は、受信機Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３のすべてで選択されているが、パケット受信比が最も高い受信機Ｓ１のパケットが採用される。制御機は、こうして選択されたパケットを合成して、１フレームの画像データを生成する。
【０１０４】
このような処理の結果、図１２に示されるように、合成されたデータは、受信機Ｓ１から得られたパケットＶ[０]〜パケットＶ[２]、受信機Ｓ２から得られたパケットＶ[３]および受信機Ｓ１から得られたパケットＶ[４]〜Ｖ[ｎ]で構成される。
【０１０５】
図１３は、さらに遅延時間を考慮したパケット合成処理を示している。図１３の例では、制御機は、複数の受信機Ｓｉ（ｉ＝１〜ｎ）から出力される画像パケットを、一定の時間（ｔ２−ｔ１）の間、受け付ける。すなわち、最初に受信機からパケットを受信した時間ｔ１から、時間ｔ２が経過するまで、パケットが受け付けられ、受け付けられたパケット群を用いてパケット合成が行われる。
【０１０６】
ここで、時間ｔ１は、複数の受信機Ｓｉ（ｉ＝１〜ｎ）から送信されるパケット群の中で、最初のパケットが受信された時間である。時間ｔ１は、制御機のソフトウェアに受信割り込みが上がってきた一定時間で定義される周期時間Ｔの先頭からの経過時間を示す。
【０１０７】
時間ｔ２は、最大で時間ｔ１から周期時間Ｔが経過するまでの間の適当な長さに予め設定される。周期時間Ｔは、制御機が管理する一定時間で定義される。ｔ１、ｔ２およびＴは、ｔ２＜ｔ１＋Ｔの関係にある。
【０１０８】
実際の設計としては、ｔ２は以下のように設定される。ｔ１時間は周期時間Ｔと比べて十分に小さい値である。画像データが送信機から受信機に到達する時間は、周期時間Ｔの半分とマージンを加えた時間とすると良い。例えば、画像データが送信機から受信機に到達する時間を、周期時間Ｔの半分であるＴ／２と考える。そして、時間ｔ２を、画像データが受信機に到達する時間にＴ／４時間の余裕を加えた時間と設計する。即ち、ｔ２＝３Ｔ／４時間と設定すれば良い。
【０１０９】
この例のように時間ｔ２を設定すると、複数の受信機Ｓｉが受信するパケットを集めれば、一連のデータを構成する全パケットが高い確率で揃う。しかも、異なる一連のデータのパケットが混ざり、処理が複雑化するのを回避できる。図１３の画像の例では、１フレームを構成するパケットを集めることができ、また、異なるフレームのパケットが混ざらないように図ることができる。
【０１１０】
パケット合成は、以下のようにして行われる。制御機は、上記の時間ｔ２を用いて、時間ｔ２の経過前に受信されたパケットを合成処理に使う。また、パケット受信比については、制御機は、前述の例と同様の処理を行う。すなわち、制御機は、パケット受信比がしきい値Ｅ０以上の受信機から得られたパケットを合成処理に使う。同一のパケットが異なる受信機から得られているときは、パケット受信比が高い受信機から得られたパケットが採用される。
【０１１１】
図１３の例を具体的に説明する。図１３では、受信機Ｓ２で最初にパケットが受信される。この受信時間がｔ１である。受信機Ｓ２では、パケットＶ[３]〜Ｖ[ｍ−１]が受信されないが、残りの全パケットが受信される。
【０１１２】
また、受信機Ｓ１は、パケットＶ[２]を除く全パケットを受信する。しかし、パケットＶ[ｍ]以降のパケットは、時間ｔ２が経過した後に送られてきたパケットである。そのため、タイムアウトの判定に従い、制御機では、パケットＶ[ｍ]以降のパケットは破棄される。
【０１１３】
受信機Ｓ３は、パケットＶ[０]のみを受信している。このパケットＶ[０]は、時間ｔ２より前に受信されている。受信機Ｓ４〜Ｓｎは、パケットを受信していない。
【０１１４】
また、パケット受信比については、受信機Ｓ１、Ｓ２のパケット受信比Ｅ１、Ｅ２がしきい値Ｅ０以上であり、Ｅ１≦Ｅ２である。残りの受信機のパケット受信比はしきい値Ｅ０未満である。そこで、受信機Ｓ１、Ｓ２からのパケットのみがパケット合成で使われる。そして、同じパケットが両受信機Ｓ１、Ｓ２で受信されるときは、受信機Ｓ２が受信したパケットが採用される。図１３の例では、Ｖ[０]、Ｖ[１]は、受信機Ｓ１、Ｓ２で受信されているが、受信機Ｓ２の受信したパケットが採用される。
【０１１５】
このような処理の結果、図示のように、パケットＶ[０]〜Ｖ[２]は、受信機Ｓ２から採用され、パケットＶ[３]〜Ｖ[ｍ−１]は、受信機Ｓ１から採用され、パケットＶ[ｍ]〜Ｖ[ｎ]は、受信機Ｓ２から採用されている。
【０１１６】
以上に説明したように、本実施の形態では、複数の受信機で、送信機から送信される一連のパケットを受信する。そして、複数の受信機から得られるパケット群を用いて、元の一連のパケットを再構成する。これにより、一連のパケットを確実に得ることができる。
【０１１７】
特に、本実施の形態のように送信機が受信機に対して移動する構成では、マルチパス等の影響で、受信機が一つであると、一部のパケットが抜け落ちる可能性がある。これに対して、本発明によれば、パケットが抜けるのを、比較的簡易な構成で、効果的に防止できる。
【０１１８】
また、本実施の形態では、パケット受信比を用いて、高いパケット受信比で受信されたデータを採用するので、画質等のデータの品質を確保できる。本実施の形態ではパケット受信比を用いたが、本発明はこれに限定されない。受信状態または通信状態を示す他のパラメータ、例えば、電界強度RSSI値が用いられても良い。
【０１１９】
また、本実施の形態では、所定の時間が経過する間に受信されたパケットが、合成処理に使用される。これにより、前述したように、異なる一連のデータのパケットの混同が避けられる。混同を防止するための処理が不要なので、処理の簡素化も図れる。
【０１２０】
「代表受信機の選択」
次に、単位通信網における代表受信機の選択について説明する。また、ここでは、本システムにおける、送信機による同期制御についても説明される。
【０１２１】
図１〜図３を用いて既に説明したように、本実施の形態のシステムにおいて、単位通信網は、複数の受信機Ｓｉ（ｉ＝１〜ｎ）で構成される。本システムでは、複数の受信機Ｓｉの一つが制御機Ｃにより代表受信機として選択される。この代表受信機が、列車に搭載される送信機と双方向通信を行う。残りの受信機は、送信機能をマスクされる。この送信マスクにより、残りの受信機は、送信機から送信されるデータの受信のみを行う。代表受信機の選択制御は、以下のようにして、行われる。
【０１２２】
図１４を参照すると、列車上の送信機Ｍが網同期を行う。すなわち、送信機Ｍが所定の周期時間Ｔを刻む。送信機Ｍは、周期先頭がきたときに、複数の受信機Ｓｉ（ｉ＝１〜ｎ、図１４の例ではｎ＝４）に対して、音声パケットおよび画像パケットから構成される同期パケットを送信する（Ｓ１４１）。送信機Ｍは受信機Ｓｉの状態に関わらず、一定時間毎にパケットを送信する。
【０１２３】
各受信機Ｓｉは、同期データを受信し始めてから、送信機Ｍ側と同じ所定の周期時間Ｔを刻む。すなわち、各受信機Ｓｉは、列車が近づいて、同期データを受信し始めると、周期時間Ｔに従う制御を開始する。
【０１２４】
上述のように、送信機Ｍが同期データとしてパケットを送信すると（Ｓ１４１）、複数の受信機Ｓｉの各々は、パケットを受信して、パケット受信比を算出する（Ｓ１４２）。パケット受信比は、既に説明したように、これら受信機Ｓｉを制御する制御機Ｃ（図３）へと送られる。制御機Ｃは、複数の受信機Ｓｉから送られたパケット受信比Ｅｉに基づいて、１台の受信機を、代表受信機として選択する。
【０１２５】
本実施の形態では、制御機Ｃは、最大のパケット受信比をもつ受信機を選択する。図１４の例では、Ｅ２≧Ｅ１≧Ｅ３≧Ｅ４の関係があるので、受信比Ｅ２をもつ受信機Ｓ２が選択される。制御機Ｃは、選択した受信機Ｓ２に対して、周期時間Ｔの経過する間、制御信号「Ｈｉｇｈ」を出力する。また、残りの受信機Ｓ１、Ｓ３、Ｓ４に対して、制御信号「Ｌｏｗ」を出力する。これにより、代表受信機以外の受信機は、送信マスク状態におかれる。代表受信機は、双方向通信により、制御のための通信を行う。
【０１２６】
上記の例では、最大のパケット受信比をもつ受信機が選択されたが、本発明はこれに限定されない。例えば、制御機Ｃは、所定のしきい値以上のパケット受信比を持つ受信機の中で、最も進行方向寄りの受信機１台を選択してもよい。この構成によれば、より長い間、代表受信機を変更しないでよいという利点が得られる。
【０１２７】
図１５は、代表受信機の選択と、それに応じた制御のタイミングを説明する図である。図１５のように、受信機Ｓｉは、送信機Ｍからパケットを受信後(Ｓ１５１）、（Ｔ１＋Ｔ２）時間後までにパケット受信比を算出する(Ｓ１５２）。次に、制御機Ｃへ画像データおよび音声データの同期パケットを出力し終えてから(Ｓ１５３）、算出したパケット受信比をコントローラに対して非同期データで送信する(Ｓ１５４）。このパケット受信比が制御機Ｃに到達する時間をＴ２時間後とすると(Ｓ１５５）、制御機にパケット受信比が到達するのは、送信機Ｍが同期パケットを送信してから(Ｔ１＋２×Ｔ２）時間後となる。ここで、例えば、周期時間Tと比較して、（Ｔ１＋２×Ｔ２）時間がＴ／２となるように設定すれば、周期Ｔの残り時間（Ｔ−（Ｔ１＋２×Ｔ２））で、各受信機に対して図１４の制御信号を出力するのに十分な時間が確保される。この制御信号に従って、各受信機は制御信号がＨｉｇｈであれば送信可能となる。制御信号がＬｏｗであれば、送信不可となり、送信がマスクされる。
【０１２８】
以上に説明したように、本実施の形態では、代表受信機が選択され、代表受信機が送信機と双方向通信を行う。残りの受信機は、一方向通信を行う。これにより、送信機は、複数の受信機の存在を考慮しなくてよい。したがって、移動体通信が簡素な構成で行われる。本実施の形態は、電車の例で示したように、配列された複数の受信機で移動体と通信する場合に、一つの受信機にだけ双方向通信を行うことで、通信システムを簡素化でき、有利である。
【０１２９】
また、本実施の形態では、代表受信機をパケット受信比の大きさに基づいて選択することで、より確実な通信を行える代表受信機を選択できる。また、進行方向寄りの受信機を代表受信機に選ぶことで、より長い間、代表受信機を変更しないでよいという利点が得られる。
【０１３０】
また、本実施の形態では、送信機Ｍが同期制御を行っている。これは、以下の点で有利である。仮に、複数の受信機の一つが同期制御を行ったとする。この場合、同期をとるための受信機の信号が送信機に届かないことがあり得る。例えば、マルチパスの影響で、信号が届かない場合がある。これに対して、送信機が同期のための信号を送る場合、複数の受信機が信号を受けるので、少なくとも一つの受信機が信号を受け取れる可能性が高い。例えば、マルチパスの影響で列車近くの受信機が信号を受け取れないようなときでも、別の受信機が信号を受け取れる。この点で、送信機が同期制御を行うと、同期を確実にとれるという利点がある。
【０１３１】
また、本実施の形態では、パケット受信比を用いたが、本発明はこれに限定されない。受信状態または通信状態を示す他のパラメータ、例えば、電界強度RSSI値が用いられても良い。この点は、上述のパケット合成の処理と同様であり、また以下の処理でも同様である。
【０１３２】
「初期化シーケンス」（システムＩＤの登録、無線チャネル通知）
次に、本システムの初期化シーケンスを説明する。ここでは、システムＩＤのデータベースへの登録と、無線チャネル通知が行われる。
【０１３３】
既に説明したように、各列車は、固有の列車番号（列番）を有している。一編成の列車の列番は、始発駅を列車が発車するときに湧き出す（初期設定）。列番は、運行スケジュールであらかじめ設定されている番号である。例えば、ｘｘ時ｘｘ分発の列車の列番はｘｘと、ダイヤ上で予め決められている。
【０１３４】
列番が湧き出すとき、すなわち列車が始発駅を発車するとき、本システムでは、以下のようにして、システムＩＤが列番・システムＩＤデータベースＤＢ２に登録される。また、無線チャネルが以下のようにして初期化される。
【０１３５】
図１６を参照すると、本実施の形態では、始発駅に初期設定登録用専用受信機Ｓ０が設置されている。初期設定登録用専用受信機Ｓ０は、最初の閉塞区間の制御機Ｃに接続されている。図１６では、上位制御機Ｃｓは省略されている。また、指令所ＤＣは監視センタＭＣに一体化されており、指令所ＤＣも図から省略されている。
【０１３６】
列番の湧出しは、上述のように、駅に停車中の列車が動き出す時である。図１６に示されるように、駅Ａに停車中の電車に電源が投入されると、列車の送信機Ｍは、システムＩＤを無線で初期設定登録用専用受信機Ｓ０に対して送信する(Ｓ１６１）。初期設定登録用専用受信機Ｓ０は、制御機Ｃに対して有線でシステムＩＤを送信する（Ｓ１６２）。制御機Ｃは、監視センタＭＣに対して、システムＩＤに加えて閉塞区間番号を送信する（Ｓ１６３）。監視センタＭＣに一体化された指令所ＤＣでは、列番・システムＩＤデータベースＤＢ２にシステムＩＤが登録される。すなわち、システムＩＤが取得されると、そのシステムＩＤが、湧き出した列番とともに列番・システムＩＤデータベースＤＢ２に記録される。
【０１３７】
なお、湧出した列番は、監視センタＭＣでは、運行管理システムにより把握されている。運行管理システムは、運行スケジュールに従って発車する列車の列番を検出する。この列番の情報は、列番・閉塞区間データベースＤＢ１にも登録される。
【０１３８】
また、登録されたシステムＩＤは、単位通信網を構成する受信機に通知される。通知対象は、図１６に示されるパターン１またはパターン２の受信機である。この処理については後述する。
【０１３９】
次に、図１７は、初期設定における無線チャネル通知のシーケンスを示している。
【０１４０】
まず、送信機Ｍが搭載されている車両の電源が投入され、送信機Ｍは、出発信号を検出する。この出発信号により送信機Ｍは、初期設定登録用専用受信機Ｓ０にポーリング信号ＡｓＰＯＬＬを送信する(Ｓ１７１)。また、これとは別に、監視センタＭＣは制御機Ｃからのポーリング信号ＡｓＰＯＬＬに従って、制御機Ｃに対して無線チャネル通知を送信する(Ｓ１７２）。制御機Ｃは、初期設定登録用専用受信機Ｓ０からのポーリング信号ＡｓＰＯＬＬに従って、初期設定登録用専用受信機Ｓ０へ無線チャネル通知を送信する(Ｓ１７３）。次に、送信機Ｍからのポーリング信号ＡｓＰＯＬＬに従って、初期設定登録用専用受信機Ｓ０は送信機Ｍに対して無線チャネル通知を送信する(Ｓ１７４）。その後、送信機Ｍ、初期設定登録用専用受信機Ｓ０、共に無線チャネルを変更して、一定時間Ｔａが経過するのを待つ。以上の動作で無線チャネルの設定が行われる。
【０１４１】
一定時間Ｔａの設定は、送信機Ｍ、初期設定登録用専用受信機Ｓ０が共に独自で同一時間の周期Ｔを刻んでいるので、この周期時間Tの整数倍とすればよい。例えば、通常は、時間Ｔａを１Ｔ時間に設定し、伝送エラーが発生している時には、時間Ｔａを３Ｔ時間から４Ｔ時間に設定すれば十分である。
【０１４２】
次に、図１８は、システムＩＤ登録のシーケンスを示している。まず初めに列番湧出しが起こり、図１７の動作が行われた後に、図１８のシーケンスに移る。送信機Ｍは、システムＩＤを無線で初期設定登録用専用受信機Ｓ０に対して送信する(Ｓ１８１）。初期設定登録用専用受信機Ｓ０は、システムＩＤの受信後に、システムＩＤを受け取ったことを示すＡＣＫ信号を返送する(Ｓ１８２）。続いて初期設定登録用専用受信機Ｓ０、制御機Ｃに対して有線でシステムＩＤを送信する(Ｓ１８２）。同様に制御機ＣはＡＣＫ信号を返す。次に、制御機Ｃは監視センタＭＣに対して、受信したシステムＩＤに加えて閉塞区間番号を合わせて送信する(Ｓ１８３）。監視センタＭＣはＡＣＫ信号を返す(Ｓ１８４）。その後、監視センタＭＣは、受信したシステムＩＤを、列番・システムＩＤデータベースＤＢ２に登録する（Ｓ１８４）。また、列番・閉塞区間データベースＤＢ１でも湧き出した列番が登録される。
【０１４３】
その後、制御機Ｃから任意のタイミングでポーリング信号ＡｓＰＯＬＬが送信されてくる。監視センタＭＣは、列番・閉塞区間データベースＤＢ１、列番・システムＩＤデータベースＤＢ２への登録が完了していれば、システムＩＤの登録完了を示す信号を返す(Ｓ１８５）。同様に、制御機Ｃには、初期設定登録用専用受信機Ｓ０からも任意のタイミングでポーリング信号ＡｓＰＯＬＬが送信されてくる。監視センタＭＣからシステムＩＤ登録完了の通知が返ってきた後にポーリング信号ＡｓＰＯＬＬを受信したとき、制御機Ｃは、初期設定登録用専用受信機Ｓ０に対してシステムＩＤ登録完了を返す（Ｓ１８６）。次に、初期設定登録用専用受信機Ｓ０は、送信機Ｍからのポーリング信号ＡｓＰＯＬＬに従って、送信機Ｍに対してシステムＩＤ登録完了を返す(Ｓ１８７）。以上のようにしてシステムＩＤ登録完了を送信機Ｍが受け取った時点で、初期設定が完了となる。
【０１４４】
ここで、一定時間Ｔｂが経過するまでにＳ１８７のシステムＩＤ登録完了が返ってこない場合、タイムアウトとなり、送信機Ｍは図１７のＡへ、初期設定登録用専用受信機Ｓ０は図１７のＢへ戻る。
【０１４５】
一定時間Ｔｂの設定については、送信機Ｍおよび初期設定登録用専用受信機Ｓ０が共に独自に同一時間の周期Ｔを刻んでいるので、一定時間Ｔｂは周期時間Ｔの整数倍とすればよい。例えば、通常は、時間Ｔｂを１Ｔ時間に設定し、伝送エラーが発生している時には、時間Ｔｂを３Ｔ時間から４Ｔ時間に設定すれば十分である。
【０１４６】
また、上記の説明では、送信機と受信機の間の通信、受信機と制御機の間の通信、制御機と監視センタの間の通信では、同一の送信要求信号ＡｓＰＯＬＬ、ＡＣＫ信号が用いられているが、同一の信号が用いられなくてもよい。
【０１４７】
次に、監視センタＭＣから各受信機に対してシステムＩＤを通知する処理について説明する。システムＩＤは、監視センタＭＣから制御機Ｃを経由して受信機に通知される。
【０１４８】
ここでは、通知に関して２つのパターンを説明する。図８を参照すると、第１のパターンは、パケット合成のために選択される受信機に対してシステムＩＤを通知する。前述のパケット合成の説明で述べたように、パケット合成では、パケット受信比に基づき、パケット採用条件を満たす受信機が選択される。この情報が第１のパターン１で利用される。一方、第２のパターンでは、閉塞区間（駅間）のすべての受信機に対して同じシステムＩＤが通知される。
【０１４９】
図１９を参照し、上記の第１のパターン（図１６）におけるシステムの動作を説明する。制御機Ｃは、監視センタＭＣに対してシステムＩＤ要求を出す。これを受信すると、監視センタＭＣは、列番・システムＩＤデータベースＤＢ２と列番・閉塞区間データベースＤＢ１を検索して、制御機Ｃに対してシステムＩＤの通知を行う（Ｓ１９１）。制御機Ｃに制御される閉塞区間に対応する列番が検索され、その列番に対応するシステムＩＤが検索される。
【０１５０】
制御機Ｃは、パケット合成で説明したように、各受信機から得られるパケット受信比の情報を基に、パケットの採用条件を満たす受信機を選択している。前述の例では、パケット受信比がしきい値以上であるとき、採用条件が満たされ、そのような受信機が受信したパケットを使って合成処理が行われる。この合成のために選択された受信機へと、制御機ＣからシステムＩＤが通知される（Ｓ１９２）。この通知は、受信機Ｓからのポーリング信号ＡｓＰＯＬＬに応えて行われる。
【０１５１】
次に、第２のパターン（図１６）におけるシステムの動作を説明する。列車の運行は、ある閉塞区間では、必ず１編成の列車が運行されるように設定されている。これを利用して、制御機Ｃは、閉塞区間のすべての受信機に対して同一のシステムＩＤを通知する。第２のパターンにおける通知のシーケンスは、図１９と同様である。
【０１５２】
次に、図２０を参照し、システムＩＤの通知に関する別の構成を説明する。前述の処理では、監視センタＭＣから制御機Ｃを介して受信機にシステムＩＤが通知された。図２０のシーケンスでは、監視センタＭＣからではなく、制御機ＣからシステムＩＤが通知される。この例では、列番・システムＩＤデータベースＤＢ２は制御機Ｃにより管理される。
【０１５３】
図２０は、列番・システムＩＤデータベースＤＢ２にシステムＩＤを登録するためのシーケンスを示している。送信機Ｍは、初期設定登録用専用受信機Ｓ０に対してシステムＩＤを送信する（Ｓ２０１）。続いて、初期設定登録用専用受信機Ｓ０は、制御機Ｃに対してシステムＩＤを送信する(Ｓ２０２）。制御機Ｃは、初期設定登録用専用受信機Ｓ０から受け取ったシステムＩＤを列番・システムＩＤデータベースＤＢ２へ登録する（Ｓ２０３）。制御機Ｃでの登録が完了した後、初期設定登録用専用受信機Ｓ０からのポーリング信号ＡｓＰＯＬＬに従って、システムＩＤ登録完了が初期設定登録用専用受信機Ｓ０へ送信される（Ｓ２０４）。続いて、初期設定登録用専用受信機Ｓ０は、送信機Ｍからのポーリング信号ＡｓＰＯＬＬに従って、システムＩＤ登録完了を送信機Ｍに対して送信する（Ｓ２０５）。送信機ＭがシステムＩＤ登録完了を受信後、システムＩＤ登録が完了となる。ただし、既に説明した通り、一定時間Ｔｂ内にシステムＩＤ登録完了が受信されなければ、タイムアウトとなり、送信機Ｍは図１７のＡへ、初期設定登録用専用受信機Ｓ０は図１７のＢへ戻る。
【０１５４】
図２１は、図２０により登録されたシステムＩＤを受信機へ通知するためのシーケンスを示している。図示のように、受信機Ｓから制御機ＣへシステムＩＤ要求が出されると、制御機Ｃは、列番・システムＩＤデータベースＤＢ２を検索して、受信機Ｓに対してシステムＩＤの通知を行う（Ｓ２１１）。通知対象の受信機は、上述の第１のパターンまたは第２のパターンに従う。第１のパターンでは、受信機からのパケット受信比が用いられ、任意の複数の受信機へシステムＩＤが通知される。具体的には、パケット合成処理のために選択された受信機へとシステムＩＤが通知される。第２のパターンでは、同一閉塞区間で制御機Ｃに繋がるすべての受信機に対してシステムＩＤが通知される。
【０１５５】
次に、図２２は、閉塞区間を列車が跨ぐときのシステムＩＤ通知のシーケンスを示している。ここでは、監視センタＭＣから受信機ＳへシステムＩＤが通知される。監視センタＭＣは前述のように指令所ＤＣと一体化されている。監視センタＭＣは、指令所ＤＣの機能を利用して、秒単位で列番の位置を管理している。そこで、ある列番の列車が閉塞区間を跨ぐことが分かったとき、その列番のシステムＩＤが検索される（Ｓ２２１）。そして、制御機Ｃからのポーリング信号ＡｓＰＯＬＬを待って、システムＩＤが制御機Ｃへ通知される（Ｓ２２２）。制御機Ｃは、自身に繋がっている受信機Ｓに対してシステムＩＤを通知する（Ｓ２２３）。ここでも、ポーリング信号ＡｓＰＯＬＬに応えてシステムＩＤが通知される。また、通知対象の受信機は、上述の第１のパターンまたは第２のパターンに従う。第１のパターンでは、受信機からのパケット受信比が用いられ、任意の複数の受信機へシステムＩＤが通知される。パケット合成処理のために選択された受信機へとシステムＩＤが通知される。第２のパターンでは、同一閉塞区間で制御機Ｃに繋がるすべての受信機に対してシステムＩＤが通知される。受信機Ｓは、受け取ったシステムＩＤを使って送信機Ｍと通信する。
【０１５６】
以上に説明したように、本実施の形態では、初期設定登録専用受信機が設けられ、この専用受信機が、列番の湧き出しのときにシステムＩＤを取得し、このシステムＩＤが列番・システムＩＤデータベースＤＢ２に登録される。そして、システムＩＤは、各単位通信網、すなわち上記実施の形態では閉塞区間での通信のために提供される。このようにして、各単位通信網で、そこに位置する列車上の送信機と円滑に通信が行える。
【０１５７】
「受信機の配置」
次に、図２３を参照して、本システムに見られる受信機の好適な配置を説明する。図２３では、閉塞区間Ａと閉塞区間Ｂが並んでいる。閉塞区間Ａには、受信機ＳＡｉ（ｉ＝１〜６）が配置されており、それらは１台の制御機ＣＡの制御下にある。これら１台の制御機ＣＡと複数の受信機ＳＡｉにより単位通信網（Ａ系）が構成されている。
【０１５８】
同様に、閉塞区間Ｂには受信機ＳＢｉ（ｉ＝１〜４）が配置されており、それらは１台の制御機ＣＢの制御下にある。そして、制御機ＣＢと複数の受信機ＳＢｉにより単位通信網（Ｂ系）が構成されている。そして、制御機ＣＡおよび制御機ＣＢは、上位制御機Ｃｓにより制御される。
【０１５９】
また、図２３では、その特徴として、異なる制御機ＣＡ、ＣＢの制御下にある受信機ＳＡ６と受信機ＳＢ１が、同じ位置または近くに配置されている。
【０１６０】
本システムの動作を説明すると、列車上の送信機Ｍは、どの閉塞区間に位置するかに関係なく、画像および音声の同期データを連続的に送信している。列車が閉塞区間Ａにいるときは、送信機Ｍと受信機ＳＡｉの間で通信が行われ、同期データは制御機ＣＡから上位制御機Ｃｓを経由し、監視センタＭＣに送られる。閉塞区間Ｂでも同様であり、同期データが制御機ＣＢから上位制御機Ｃｓを経由し、監視センタＭＣへ送られる。
【０１６１】
制御機ＣＡと制御機ＣＢの切替えは、上位制御機Ｃｓにて、列番の位置情報に基づいて行われる。この構成では、例えば、ある列番の列車が閉塞区間Ａから閉塞区間Ｂへと移ったことを示す信号が上位制御機Ｃｓに入力される。列番の位置情報は、既に説明したように、運行管理システムで検知された情報でよい。列番の位置する区間が変わったことが検知されると、上位制御機Ｃｓは、制御機ＣＡから制御機ＣＢへの切替えを行う。
【０１６２】
上記の動作では、閉塞区間Ａの最後の受信機ＳＡ６から閉塞区間Ｂの最初の受信機ＳＢ１に列車が移るとき、上位制御機Ｃｓは、制御機ＣＡと制御機ＣＢを切り替える。このとき、上位制御機Ｃｓは、列車の位置情報に基づき切り替えを行う。このハンドオーバの時間が、図２３の配置によれば、受信機ＳＡ６と受信機ＳＢ１を同位置または近傍に配置したことにより、十分に長くとることができ、これにより、切替えの際の画質等の改善が図れる。
【０１６３】
図２４は、制御機ＣＡの下の受信機ＳＡ６と制御機ＣＢの下の受信機ＳＢ１が同じ位置または近い位置に配置される場合のパケット受信比の変化を示している。横軸は、列車の位置であり、縦軸はパケット受信比である。図示のように、列車が近づいてくると、受信機ＳＡ６および受信機ＳＢ１の受信状況がほぼ同時に良くなる。時速が２００ｋｍ／ｈであり、受信機間隔が５００ｍであるとすると、受信状況が良い時間Ｔｃは９秒である。この時間Ｔｃ内に上位制御機Ｃｓは制御機ＣＡと制御機ＣＢを切り替える。したがって、ハンドオーバを行うのに十分な時間を取ることができる。
【０１６４】
次に、図２５は、制御機の切替え処理の別の例を示している。上記の説明では、制御機の切替えが列車の位置情報に基づいて行われたのに対して、図２５では、制御機がパケット受信比に応じて切り替えられる。
【０１６５】
既に説明したように、図２５において、上位制御機Ｃｓが制御機ＣＡおよび制御機ＣＢを制御しており、制御機ＣＡが受信機ＳＡ６を制御し、制御機ＣＢが受信機ＳＢ１を制御する。受信機ＳＡ６と受信機ＳＢ１は、受信状況が良好な期間が重なるように、同位置または近傍に配置されている。
【０１６６】
図２５の動作としては、まず、送信機Ｍから音声および画像データの同期パケットが送信される（Ｓ２５１）。受信機ＳＡ６、ＳＢ１は、受信したデータからパケット受信比ＥＡ６、ＥＢ１を算出する。
【０１６７】
受信機ＳＡ６は、算出したパケット受信比ＥＡ６を制御機ＣＡに出力する（Ｓ２５２）。制御機ＣＡには、接続されている他の受信機ＳＡ１〜ＳＡ５からもパケット受信比ＥＡ１〜ＥＡ５が出力されてくる。ここで、取得される６つのパケット受信比が、ＥＡ６≧ＥＡ５≧ＥＡ４≧ＥＡ３≧ＥＡ２≧ＥＡ１の関係を有するとする。制御機ＣＡは、最大のパケット受信比ＥＡ６を選択し、このパケット受信比ＥＡ６を上位制御機Ｃｓに対して出力する（Ｓ２５３）。
【０１６８】
同様に、受信機ＳＢ１は、算出したパケット受信比ＥＢ１を制御機ＣＢに出力する（Ｓ２５４）。制御機ＣＢには、接続されている受信機ＳＢ２〜ＳＢ４からもパケット受信比ＳＢ２〜ＳＢ４が出力されてくる。ここで、取得される４つのパケット受信比が、ＥＢ１≧ＥＢ２≧ＥＢ３≧ＥＢ４の関係を有するとする。制御機ＣＢは、最大のパケット受信比ＥＢ１を選択し、このパケット受信比ＥＢ１を上位受信機Ｃｓに対して出力する（Ｓ２５５）。
【０１６９】
上位制御機Ｃｓは、制御機ＣＡ出力されたパケット受信比ＥＡ６と制御機ＣＢから出力されたパケット受信比ＥＢ１を比較する（Ｓ２５６）。ここで、ＥＢ６≦ＥＢ１の関係があるとする。これは、列車の移動に伴い、受信機ＳＢ１の受信状況が良くなったことを示している。
【０１７０】
そこで、上位制御機Ｃｓは、より大きいパケット受信比ＥＢ１を出力した制御機ＣＢに対して以下の制御を行う。すなわち、上位制御機Ｃｓは、制御機ＣＢが受信機に対して出力する制御信号をＨｉｇｈにするように、制御機ＣＢを制御する。
【０１７１】
この制御信号は、既に説明したように、複数の受信機の一つに送信機と双方向通信を行わせるための信号である。そこで、制御機ＣＢは、最大のパケット受信比ＥＢ１を出力する受信機ＳＢ１に、Ｈｉｇｈの制御信号を出力する（Ｓ２５７）。図示されないが、既に説明したとおり、残りの受信機ＳＢ２〜ＳＢ４へはＬｏｗの制御信号が出力される。
【０１７２】
また、上位制御機Ｃｓは、小さいパケット受信比ＥＡ６を出力した制御機ＣＡに対しては以下の制御を行う。すなわち、上位制御機Ｃｓは、制御機ＣＡが全受信機に対してＬｏｗの制御信号を出力するように、制御機ＣＡを制御する。これに応えて、制御機ＣＡは、受信機ＳＡ１〜ＳＡ５へ、また、受信機ＳＡ６へもＬｏｗの制御信号を送る（Ｓ２５８）。
【０１７３】
以上のようにして制御信号が出力されると、各受信機ＳＡ６、ＳＢ１は、送信機Ｍへの送信が可能か否かを、入力された制御信号に従って判定する。制御信号がＨｉｇｈであれば、送信可能であると判定される。制御信号がＬｏｗであれば、送信がマスクされている（送信不可）と判定される。こうして、受信機ＳＡ６から受信機ＳＢ１への切り替え、すなわち、制御機ＣＡから制御機ＣＢへの切替が行われる。
【０１７４】
次に、図２６を参照すると、この例でも、図２３と同様に、閉塞区間Ａと閉塞区間Ｂが並んでいる。閉塞区間Ａには、受信機ＳＡｉ（ｉ＝１〜５）が配置されており、それらは１台の制御機ＣＡの制御下にある。これら１台の制御機ＣＡと複数の受信機ＳＡｉにより単位通信網（Ａ系）が構成されている。
【０１７５】
同様に、閉塞区間Ｂには受信機ＳＢｉ（ｉ＝１〜４）が配置されており、それらは１台の制御機ＣＢの制御下にある。そして、制御機ＣＢと複数の受信機ＳＢｉにより単位通信網（Ｂ系）が構成されている。
【０１７６】
制御機ＣＡおよび制御機ＣＢは、上位制御機Ｃｓにより制御される。制御機ＣＡから制御機ＣＢへの切替えは、図２３を用いて説明したように、列車の位置情報に基づいて行われる。また、モニタへの画像出力の切替えは、前述のように、監視センタＭＣで行われる。すなわち、列車が閉塞区間Ａから閉塞区間Ｂへ移ると、監視センタＭＣのスイッチャが、制御機ＣＢから得た同期データをモニタへ出力する。
【０１７７】
以上のように、図２６では、閉塞区間毎に制御機が完全に独立に配置される。これにより、閉塞区間Ａと閉塞区間Ｂの間のいわゆるハンドオーバを行う必要がなくなる。これは、監視センタＭＣが制御機Ｃを制御する必要がないことを意味する。監視センタＭＣは上述したような映像の切替えのみを行えばよい。そして、上位制御機Ｃｓが、繋がっている制御機ＣＡと制御機ＣＢの切替を行えばよい。無線系で考えると、制御機ＣＡ、ＣＢ、受信機ＳＡ１〜ＳＡ５、ＳＢ１〜ＳＢ４、送信機Ｍの間で制御が行われればよい。このようにして、本実施の形態によれば、制御構成が簡素化する。
【０１７８】
次に、図２７を参照する。図２７の構成例では、一つの閉塞区間Ａに複数の制御機ＣＡ、ＣＢが配置され、制御機ＣＡの下に受信機ＳＡｉ（ｉ＝１〜５）が位置し、制御機ＣＢの下に受信機ＳＢｉ（ｉ＝１〜４）が位置している。これにより、一つの閉塞区間Ａ内で２つの単位通信網（Ａ系、Ｂ系）が隣接する。
【０１７９】
閉塞区間Ａの全制御機、この例では制御機ＣＡおよび制御機ＣＢは、上位制御機Ｃｓにより制御される。制御機ＣＡと制御機ＣＢの切替は、上位制御機Ｃｓが行う。ここでは、パケット受信比に基づき制御機が切り替えられる。この切替動作は、原理的には、図２５の切替動作と同じである。
【０１８０】
具体的には、各制御機は、配下の複数の受信機のパケット受信比を保持している。制御機ＣＡに繋がっている受信機ＳＡｉ（ｉ＝１〜５）のパケット受信比が制御機ＣＡに保持され、制御機ＣＢに繋がっている受信機ＳＢｉ（ｉ＝１〜４）のパケット受信比が制御機ＣＢに保持されている。制御機ＣＡおよび制御機ＣＢの保持する最大のパケット受信比が比較される。上位制御機Ｃｓは、より大きいパケット受信比を保持する制御機を選択する。
【０１８１】
例えば、制御機ＣＡのパケット受信比が制御機ＣＢのパケット受信比よりも大きいとする。この場合には、上位制御機Ｃｓは制御機ＣＡを選択する。逆の場合は、制御機ＣＢが選択される。
【０１８２】
以上の構成によっても、上位制御機Ｃｓから上の監視センタＭＣは、上位制御機Ｃｓ以下の無線系の構成を制御する必要が無く、映像の切替のみを行えばよい。したがって、制御システムが簡素でよい。また、図２７の構成は、閉塞区間が長いときなどに、受信機と制御機の距離を短くでき、コスト面で有利である。
【０１８３】
「空きチャネル探索」
次に、本システムの空きチャネル探索処理について説明する。空きチャネル探索は、全部の受信機に対して空きチャネル、すなわち、使用可能なチャネルを問い合わせる処理である。各受信機は、全部のチャネル、例えば、１０のチャネルをサーチし、例えばノイズレベルに基づいて空きチャネルを検出し、制御機へ報告する。
【０１８４】
また、空きチャネル探索は送信機でも行われる。送信機は、空きチャネル探索モードの受信機から空きチャネル探索を指示される。空きチャネル探索は、通信相手の受信機、すなわち、既に説明した送信マスク状態にない受信機から指示される。これを受けて、一定時間、通信が中断される。この間に送信機は、例えばノイズに基づいて空きチャネルをサーチする。一定時間が経過すると、通信が再開され、空きチャネルが受信機に通信で報告される。空きチャネルは、受信機から制御機へ報告される。
【０１８５】
以上の空きチャネル探索に関して、本システムは、探索優先モードと映像優先モードを切替可能に構成されている。探索優先モードは、監視センタＭＣでの監視者による操作盤の操作に従って設定される。そして探索優先モードでは、空きチャネル探索が優先される。すなわち、探索優先モードでは、監視者の意志を優先して、空きチャネル探索が実行される。
【０１８６】
監視者の操作に従って探索優先モードが設定されていないときは、映像優先モードが設定されている。映像優先モードでは、監視画像の通信が優先され、空きチャネル探索は行われなくてよい。
【０１８７】
以下、空きチャネル探索のコマンドと同期データ（画像および音声のデータ、Ｉｓｏデータ（Isochronousデータ）ともいう）の通信シーケンスを用いて、２つのモードの空きチャネル探索を説明する。
【０１８８】
図２８は、探索優先モードでのシーケンスを示している。図２８の図面では上位制御機Ｃｓが省略されており、図２８の説明において上位制御機Ｃｓは監視センタＭＣの一部と考えてよい。そして、図２８の例では、監視センタＭＣからの空きチャネル探索要求が、送信機Ｓからの同期データよりも遅れて受信機Ｓに到達する。
【０１８９】
図２８に示すように、通常時は、送信機Ｍから受信機Ｓに向けて同期データが送信される（Ｓ２８１）。受信機Ｓは同期データを制御機Ｃに送信する（Ｓ２８２）。
【０１９０】
一方、監視センタＭＣの監視者は、送信機Ｍ、受信機Ｓおよび制御機Ｃのタイミングとは無関係に、空きチャネル探索の実行を指示する(Ｓ２８３）。そして、制御機Ｃからのポーリングに従って、監視センタＭＣから空きチャネル探索コマンドが送信される（Ｓ２８４）。
【０１９１】
ここで、受信機Ｓ、制御機Ｃのそれぞれが独自の周期を刻んでいるので、受信機Ｓで同期データが到達するタイミングと空きチャネル探索コマンドが到達するタイミングの関係は一定ではない。図２８の例では、先に同期データが到達して、それから空きチャネル探索コマンドが到達する。
【０１９２】
この場合、まず、制御機Ｃは、上述のように、受信機Ｓから同期データを受信する（Ｓ２８２）。次に、制御機Ｃは、受信機Ｓからのポーリングを待って、受信機Ｓに対して空きチャネル探索コマンドを送信する（Ｓ２８５）。この例では、監視センタＭＣの監視者の意志を優先する探索優先モードが設定されているので、制御機Ｃは、受信機Ｓから受信した同期データを破棄して、空きチャネル探索モードに入る（Ｓ２８６）。さらに、受信機Ｓも空きチャネル探索モードに入る（Ｓ２８７）。
【０１９３】
図２９は、送信機Ｍからの同期データが制御機Ｃからの空きチャネル探索コマンドよりも後に受信機Ｓに到達する場合のシーケンスを示している。ここでも探索優先モードが設定されている。
【０１９４】
図２９では、まず、監視センタＭＣの監視者の操作に従い、送信機Ｍ、受信機Ｓおよび制御機Ｃのタイミングに関係なく、空きチャネル探索の実行が指示される(Ｓ２９１）。続いて、監視センタＭＣは、制御機Ｃからのポーリングに従って空きチャネル探索コマンドを制御機Ｃに送信する（Ｓ２９２）。そして、制御機Ｃは、受信機Ｓからのポーリングに従って空きチャネル探索コマンドを受信機Ｓに送信する（Ｓ２９３）。制御機は、受信機Ｓに対して空きチャネル探索コマンドを送信後に、空きチャネル探索モードに入る（Ｓ２９４）。また、受信機Ｓは、空きチャネル探索コマンドを受信後に空きチャネル探索モードに入る（Ｓ２９５）。
【０１９５】
この後、受信機Ｓは送信機Ｍから同期データを受信する（Ｓ２９６）。しかし、受信機Ｓは、既に空きチャネル探索モードに入っているので、受信した同期データを破棄する（Ｓ２９７）。
【０１９６】
図３０は、送信機Ｍからの同期データが制御機Ｃからの空きチャネル探索コマンドと同時に受信機Ｓに到達する場合のシーケンスを示している。
【０１９７】
図３０では、まず、監視センタＭＣの監視者の操作に従い、送信機Ｍ、受信機Ｓおよび制御機Ｃのタイミングに関係なく、空きチャネル探索の実行が指示される(Ｓ３０１）。続いて、監視センタＭＣは、制御機Ｃからのポーリングに従って空きチャネル探索コマンドを制御機Ｃに送信する（Ｓ３０２）。そして、制御機Ｃは、受信機Ｓからのポーリングに従って空きチャネル探索コマンドを受信機Ｓに送信する（Ｓ３０３）。制御機は、受信機Ｓに対して空きチャネル探索コマンドを送信後に、空きチャネル探索モードに入る（Ｓ３０４）。
【０１９８】
受信機Ｓは、空きチャネル探索コマンドと同期データを同時に受信する（Ｓ３０３、Ｓ３０５）。この例では、監視センタＭＣの監視者の意志を優先する探索優先モードが設定されているので、送信機Ｍからの同期データは破棄され、受信機Ｓは空きチャネル探索モードに入る（Ｓ３０６）。
【０１９９】
本システムは、以上のようなシーケンスにより、空きチャネル探索優先でシステムを動作させることができる。
【０２００】
次に、図３１は、映像優先モードのシーケンスを示している。この映像優先モードでは監視映像の表示が優先される。
【０２０１】
図３１では、まず、監視センタＭＣの監視者の操作に従い、送信機Ｍ、受信機Ｓおよび制御機Ｃのタイミングに関係なく、空きチャネル探索の実行が指示される(Ｓ３１１）。続いて、監視センタＭＣは、制御機Ｃからのポーリングに従って空きチャネル探索コマンドを制御機Ｃに送信する（Ｓ３１２）。さらに、制御機Ｃは、受信機Ｓからのポーリングに従って空きチャネル探索コマンドを受信機Ｓに送信する（Ｓ３１３）。制御機は、受信機Ｓに対して空きチャネル探索コマンドを送信後に、空きチャネル探索モードに入る（Ｓ３１４）。
【０２０２】
受信機Ｓは、空きチャネル探索コマンドの受信後に同期データを送信機Ｍから受信する（Ｓ３１５）。映像優先モードが設定されているので、受信機Ｓは、空きチャネル探索コマンドを破棄する（Ｓ３１６）。そして、受信機Ｓは、同期データを制御機Ｃに送信する（Ｓ３１７）。制御機Ｃは、同期データを受信した後に、空きチャネル探索モードから通常モードに入る（Ｓ３１８）。通常モードは、同期データを通信するモードである。以上のシーケンスにより、監視画像表示優先でシステムを動作させることができる。
【０２０３】
以上に、本システムの空きチャネル探索処理を説明した。上述のように、本システムでは、探索優先モードと通信優先モードが切り替えられる。監視者の操作に従って探索優先モードが設定されていないときは、通信優先モードが設定される。通信優先モードでは、映像等のデータ通信が優先される。このようにして、通常は空きチャネル探索を抑制し、データ通信時間をできる長くし、データ通信量を多くするとともに、必要に応じて空きチャネル探索を優先させることができる。
【０２０４】
本実施の形態の如く、列車のような移動体の運行システムに本発明が適用されるとき、通常はデータ通信が優先されるべきである。しかし、マルチパスなどが各受信機の通信状態に悪影響し、しかも、このような悪影響が一定ではない。そのため、システム保守の一環として空きチャネル探索を行って映像が得られる状態を確保することも必要である。このような場合に、本実施の形態の優先モード切替式の空きチャネル探索が有用である。
【０２０５】
「受信機による網同期制御」
次に、受信機による網同期制御を説明する。上述の実施の形態では、送信機がシステムの網同期を制御している（図１４）。これに対して、本実施の形態では、受信機が網同期を制御する。そのために、受信機がポーリングを発行してから送信機が信号を送信する。
【０２０６】
図３２のデータフローを参照すると、システムの網同期は、以下に説明するように、受信機Ｓ１により行われる。まず受信機Ｓ１が、一定時間で定義される周期時間Ｔの先頭でポーリング信号を送信機Ｍに向けて送信する(Ｓ３２１）。送信機Ｍは、ポーリング信号を受信後、画像データおよび音声データの同期データを受信機Ｓ１に向けて送信する(Ｓ３２２）。受信機Ｓ１は、同期データを受信後、次に非同期データ要求である非同期ポーリング信号を送信機Ｍに向けて送信する(Ｓ３２３）。送信機Ｍは非同期ポーリング信号を受信後、非同期データを受信機Ｓ１に向けて送信する(Ｓ３２４）。
【０２０７】
上記のようにして、図３２では、受信機Ｓ１がデータ送信要求であるポーリングを送信する。ただし、本システムでは、複数の受信機Ｓ１〜Ｓ４が存在しているので、図３２のように１台の受信機のみに送信許可が与えられる必要がある。複数の受信機が信号を送信した場合にはデータの衝突が発生してしまうからである。この送信許可の制御は、図１４で説明したようにして行われればよい。ここでは、最大のパケット受信比をもつ受信機を代表に選択する場合を説明する。
【０２０８】
図３２に示されるように、まず、各受信機Ｓ１〜Ｓ４が画像データを受信後にパケット受信比を算出する(Ｓ３２５）。算出したパケット受信比が制御機Ｃに送信される。制御機Ｃは、入力されたパケット受信比を比較し、最大のパケット受信比を送ってきた受信機を選択する（Ｓ３２６）。この例では、受信機Ｓ２が選択される。制御機Ｃは受信機Ｓ１〜Ｓ４に制御信号を送る。このとき、選択された受信機Ｓ２には、Ｈｉｇｈ信号が出力される。出力期間は、一定時間で定義される周期時間Ｔである。残りの受信機Ｓ１、Ｓ３、Ｓ４にはＬｏｗ信号が出力される。
【０２０９】
このような制御信号を受けて、次の周期では、図示のように、受信機Ｓ２が、代表受信機として送信機Ｍと通信し、網同期を行う（Ｓ３２７〜Ｓ３３０）。受信機Ｓ１、Ｓ３、Ｓ４では送信がマスクされる。
【０２１０】
以上に、受信機側での網同期のシーケンスを説明した。本実施の形態では、網同期を行う構成が、移動体側ではなく、固定側（インフラストラクチャ側）にあり、これにより、網同期がより確実に行えるという利点が得られる。
【０２１１】
以上、本発明に好適な実施の形態を説明した。本実施の形態によれば、図１４を参照して説明したように、複数の制御側通信機から代表通信機が選択され、代表通信機が移動通信機と双方向通信を行い、残りの制御側通信機は、移動通信機が発する信号を受信する一方向通信を行うので、複数の制御側通信機の存在を移動通信機が考慮せずともよく、１対多の移動体通信が比較的簡単に実現でき、このシステムを利用して画像等の送信も可能になる。
【０２１２】
また、制御機が、複数の制御側通信機の各々の通信状態に基づいて代表通信機を選択するので、より確実な通信を行える代表受信機を選択できる。
【０２１３】
また、本実施の形態によれば、図１２および図１３を参照して説明したように、移動通信機が一連のパケットを送信したとき、制御機が、複数の制御側通信機から得られるパケット群から一連のパケットを再構成するので、一連のパケットを確実に得ることができる。制御側通信機が一つであると、マルチパス等の影響で一部のパケットが抜け落ちる可能性があるのに対して、本発明によれば、パケットが抜けるのを比較的簡易な構成で効果的に防止できる。
【０２１４】
また、パケット群に複数の同一のパケットが含まれるときに、制御機が、複数の同一のパケットの各々を受信した制御側通信機の通信状態に基づいて一つのパケットを選択するので、良好な通信状態で受信されたパケットを採用することができ、画像等のデータの品質を確保できる。
【０２１５】
また、制御機が、所定の期間内に前記複数の制御側通信機が受信したパケット群から一連のパケットを取得するので、異なる一連のデータのパケットの混同が避けられる。そして、混同を防止するための処理が不要なので、処理の簡素化を図れる。
【０２１６】
また、本実施の形態によれば、図２６および図２７を参照して説明したように、制御機と複数の制御側通信機により単位通信網が構成され、通信領域が隣接するように複数の単位通信網が設けられるので、列車等の細長い区間を移動する移動体システムに対して移動通信システムを好適に適用可能である。
【０２１７】
また、複数の制御機を制御する上位制御手段が設けられ、上位制御手段が、移動通信機の位置情報に基づいて、移動通信機と通信すべき単位通信網を切り替える制御を行うので、単位通信網の切替が好適に行われる。そして、上位制御手段から上の構成が上位制御手段以下の構成を制御する必要を無くすことができ、制御システムが簡素でよくなる。
【０２１８】
また、別の形態では、上位制御手段が、隣接する各単位制御網の制御側通信機の通信状態の情報に応じて、移動通信機と通信すべき単位通信網を切り替える制御を行う。この形態によっても単位通信網の切替が好適に行われる。また、ここでも、上位制御手段から上の構成が上位制御手段以下の構成を制御する必要を無くすことができ、制御システムが簡素でよくなる。
【０２１９】
また、隣接する単位通信網の通信領域が部分的に重複するように、隣接する異なる単位制御網を構成する複数の制御側通信機が近傍または同一箇所に配置することにより、ハンドオーバを行うのに十分な時間を取ることができ、切替を円滑に行える。
【０２２０】
また、図１４を参照して説明したように、本実施の形態では、移動通信機が周期的に発する信号に応じて複数の制御側通信機と移動通信機との同期が制御される。同期のための信号を複数の制御側通信機で受けるので、例えば、移動通信機に近い制御側通信機がマルチパスの影響で同期の信号を受信できないときでも、他の制御側通信機が受信できる可能性があり、したがって同期をより確実にとれる。
【０２２１】
また、図１６等を用いて説明したように、本実施の形態では、初期設定登録通信機が、移動体識別情報の発生時に移動通信機固有識別情報を取得する。この情報が識別情報データベースに登録され、各単位通信網での通信のために提供される。このようにして、各単位通信網で、そこに位置する移動体上の移動通信機と円滑に通信が行える。
【０２２２】
以上、本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の実施の形態が、本発明の範囲内で当業者により任意に変形可能なことはもちろんである。
【０２２３】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明は、複数の制御側通信機を制御する制御機を設け、この制御機が代表通信機を選択し、代表通信機が移動通信機と双方向通信を行い、残りの制御側通信機が、移動通信機の発する信号を受信する一方向通信を行うように構成したので、複数の制御側通信機の存在を移動通信機が考慮せずともよく、１対多の移動体通信が比較的簡単に実現できるという極めてすぐれた効果を有する移動体通信システムを提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の移動体通信システム全体を示す図
【図２】本実施の形態の移動体通信システムが設けられる移動システムを示す図
【図３】２つの閉塞区間に着目して移動体通信システムを示す図
【図４】移動体通信システムの送信機の構成を示すブロック図
【図５】移動体通信システムの受信機の構成を示すブロック図
【図６】移動体通信システムの制御機の構成を示すブロック図
【図７】移動体通信システムの上位制御機の構成を示すブロック図
【図８】移動体通信システムの監視センタの構成を示すブロック図
【図９】移動体通信システムの指令所の構成を示すブロック図
【図１０】移動体通信システムの変形例を示すブロック図
【図１１】移動体通信システムの変形例を示すブロック図
【図１２】パケット受信比に基づくパケット合成処理を示す図
【図１３】パケット受信比と遅延時間を用いるパケット合成処理を示す図
【図１４】代表受信機の選択処理を示す図
【図１５】代表受信機の選択処理を示す図
【図１６】初期設定でのシステムＩＤ登録および無線チャネル通知の処理を示す図
【図１７】初期設定における無線チャネル通知のシーケンスを示す図
【図１８】システムＩＤ登録のシーケンスを示す図
【図１９】受信機へのシステムＩＤ通知のシーケンスを示す図
【図２０】制御機がシステムＩＤを管理する場合におけるシステムＩＤ登録のシーケンスを示す図
【図２１】制御機がシステムＩＤを管理する場合におけるシステムＩＤ通知のシーケンスを示す図
【図２２】閉塞区間を列車が跨ぐときのシステムＩＤ通知のシーケンスを示す図
【図２３】異なる制御機に制御される２つの受信機を同位置または近傍に配置する好適な受信機配置を示す図
【図２４】異なる制御機に制御される２つの受信機を同位置または近傍に配置したときのパケット受信比の変化を模式的に示す図
【図２５】異なる制御機に制御される２つの受信機を同位置に配置したときのパケット受信比に基づく制御機の切替処理を示す図
【図２６】１つの閉塞区間に１つの制御機が配置される構成を示す図
【図２７】１つの閉塞区間に複数の制御機が配置される構成を示す図
【図２８】探索優先モードでの空きチャネル探索において、同期データより空きチャネル探索コマンドが遅れて受信機に到達するときのシーケンスを示す図
【図２９】探索優先モードでの空きチャネル探索において、同期データより空きチャネル探索コマンドが先に受信機に到達するときのシーケンスを示す図
【図３０】探索優先モードでの空きチャネル探索において、同期データと空きチャネル探索コマンドが同時に受信機に到達するときのシーケンスを示す図
【図３１】映像優先モードでの空きチャネル探索のシーケンスを示す図
【図３２】受信機による網同期制御処理を示す図
【符号の説明】
ＭＣ 監視センタ
ＤＣ 指令所
Ｃｓ 上位制御機
Ｃ 制御機
Ｓ 受信機
Ｍ 送信機
Ｔ 列車
ＴＮ 列番
Ｎ 単位通信網
ＷＮ 無線網
Claims (21)
- 互いに離れて配置される複数の制御側通信機と、
前記複数の制御側通信機に対して相対的に移動する移動通信機と、
前記複数の制御側通信機を制御する制御機と、
を含み、
前記制御機は、前記複数の制御側通信機の一つである代表通信機に前記移動通信機との間で双方向通信を行わせるとともに、前記代表通信機以外の制御側通信機に、前記移動通信機が発する信号を受信する一方向通信を行わせることを特徴とする移動体通信システム。 - 前記制御機は、前記複数の制御側通信機の各々の通信状態に基づいて前記代表通信機を選択することを特徴とする請求項１に記載の移動体通信システム。
- 前記制御機は、前記移動通信機が一連のパケットを送信したとき、前記複数の制御側通信機により受信されるパケット群から、前記一連のパケットを取得することを特徴とする請求項１または２に記載の移動体通信システム。
- 前記制御機は、前記複数の制御側通信機により受信されるパケット群に複数の同一パケットが含まれるとき、前記複数の同一パケットの各々を受信した制御側通信機の通信状態に基づいて、前記複数の同一パケットの一つを選択することを特徴とする請求項３に記載の移動体通信システム。
- 前記制御機は、所定の期間内に前記複数の制御側通信機が受信したパケット群から、前記一連のパケットを取得することを特徴とする請求項３または４に記載の移動体通信システム。
- 前記制御機と前記複数の制御側通信機により、前記複数の制御側通信機が網羅する通信領域をもつ単位通信網が構成され、通信領域が隣接するように複数の単位通信網が設けられることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の移動体通信システム。
- 前記複数の単位通信網のそれぞれ設けられた複数の制御機を制御する上位制御手段を有し、前記上位制御手段は、前記移動通信機の位置情報を取得し、前記位置情報に基づいて、前記移動通信機と通信すべき単位通信網を切り替える制御を行うことを特徴とする請求項６に記載の移動体通信システム。
- 前記複数の単位通信網のそれぞれ設けられた複数の制御機を制御する上位制御手段を有し、前記上位制御手段は、隣接する各単位制御網の制御機から、各単位通信網の制御側通信機の通信状態の情報を取得して、取得された通信状態の情報に応じて、前記移動通信機と通信すべき単位通信網を切り替える制御を行うことを特徴とする請求項６に記載の移動体通信システム。
- 隣接する単位通信網の通信領域が部分的に重複するように、隣接する異なる単位制御網を構成する複数の制御側通信機が近傍または同一箇所に配置されていることを特徴とする請求項６ないし８のいずれかに記載の移動体通信システム。
- 前記移動通信機が周期的に発する信号に応じて前記複数の制御側通信機と前記移動通信機との同期が制御されることを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の移動体通信システム。
- 前記移動通信機を搭載する移動体の移動初期に移動体識別情報が発生するときに、前記移動通信機に固有の移動通信機固有識別情報を前記移動通信機から通信で取得する初期設定登録通信機と、
前記移動通信機固有識別情報を前記移動体識別情報と共に登録し、それら識別情報を前記移動体が移動するあいだ管理し、各単位通信網に位置する移動通信機との通信のために前記移動通信機固有識別情報を提供する識別情報データベースと、
を含むことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載の移動体通信システム。 - 互いに離れて配置される複数の制御側通信機を制御して、前記複数の制御側通信機に対して相対的に移動する移動通信機との通信を行わせる通信制御装置であって、
前記複数の制御側通信機の一つを代表通信機として選択し、前記代表通信機に前記移動通信機との間で双方向通信を行わせるとともに、前記代表通信機以外の制御側通信機に、前記移動通信機が発する信号を受信する一方向通信を行わせることを特徴とする通信制御装置。 - 前記複数の制御側通信機の各々の通信状態に基づいて前記代表通信機を選択することを特徴とする請求項１２に記載の通信制御装置。
- 前記移動通信機が一連のパケットを送信したとき、前記複数の制御側通信機により受信されるパケット群から、前記一連のパケットを取得することを特徴とする請求項１２または１３に記載の通信制御装置。
- 前記複数の制御側通信機により受信されるパケット群に複数の同一パケットが含まれるとき、前記複数の同一パケットの各々を受信した制御側通信機の通信状態に基づいて、前記複数の同一パケットの一つを選択することを特徴とする請求項１４に記載の通信制御装置。
- 所定の期間内に前記複数の制御側通信機が受信したパケット群から、前記一連のパケットを取得することを特徴とする請求項１４または１５に記載の通信制御装置。
- 互いに離れて配置される複数の制御側通信機を制御して、前記複数の制御側通信機に対して相対的に移動する移動通信機との通信を行わせる通信制御装置であって、
前記移動通信機が一連のパケットを送信したとき、前記複数の制御側通信機により受信されるパケット群から、前記一連のパケットを取得し、
前記複数の制御側通信機により受信されるパケット群に複数の同一パケットが含まれるとき、前記複数の同一パケットの各々を受信した制御側通信機の通信状態に基づいて、前記複数の同一パケットの一つを選択することを特徴とする通信制御装置。 - 互いに離れて配置される複数の制御側通信機を制御して、前記複数の制御側通信機に対して相対的に移動する移動通信機との通信を行わせる通信制御装置であって、
前記移動通信機が一連のパケットを送信したとき、前記複数の制御側通信機により受信されるパケット群から、前記一連のパケットを取得し、
所定の期間内に前記複数の制御側通信機が受信したパケット群から、前記一連のパケットを取得することを特徴とする通信制御装置。 - 互いに離れて配置される複数の制御側通信機を制御して、前記複数の制御側通信機に対して相対的に移動する移動通信機と通信を行わせる通信制御方法であって、
前記複数の制御側通信機の一つを代表通信機として選択し、前記代表通信機に前記移動通信機との間で双方向通信を行わせるとともに、前記代表通信機以外の制御側通信機に、前記移動通信機が発する信号を受信する一方向通信を行わせることを特徴とする通信制御方法。 - 互いに離れて配置される複数の制御側通信機を制御して、前記複数の制御側通信機に対して相対的に移動する移動通信機と通信を行わせる制御機にて実行される通信制御プログラムであって、
前記複数の制御側通信機の一つを代表通信機として選択し、前記代表通信機に前記移動通信機との間で双方向通信を行わせるとともに、前記代表通信機以外の制御側通信機に、前記移動通信機が発する信号を受信する一方向通信を行わせる処理を前記制御機に実行させることを特徴とする通信制御プログラム。 - 請求項２０に記載の通信制御プログラムが格納された、コンピュータにて読取可能な記録媒体。
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