JP5201880B2 - Radio control method and radio control system - Google Patents
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Description
本発明は、基地局と通信可能な移動体の通信装置、及び基地局と移動体間で通信可能な移動体通信システムに関する。 The present invention relates to a mobile communication device capable of communicating with a base station and a mobile communication system capable of communicating between the base station and the mobile.
また、本発明は、無線による列車制御方法及び列車制御システムに関し、特に、無線による列車制御方法及び列車制御システムにおいて、通信基地局を切り替える際の適切な通信回線の選択により通信のコネクションを維持・更新して通信の信頼性を維持する技術に関する。 The present invention also relates to a wireless train control method and train control system, and in particular, in a wireless train control method and train control system, the communication connection is maintained by selecting an appropriate communication line when switching communication base stations. The present invention relates to a technology for updating and maintaining communication reliability.
移動体と基地局が通信する移動体通信システムにおいては、移動体の位置が動くため、一般に1つの基地局で全ての移動局と通信することは出来ない。このため、移動体の移動範囲に分布して配置された複数の基地局で、移動体と通信することとなる。従って、移動体の移動に伴い、移動体が通信先の基地局を切り替えるハンドオーバーと呼ばれる動作が必要となる。 In a mobile communication system in which a mobile unit and a base station communicate with each other, since the position of the mobile unit moves, generally one base station cannot communicate with all mobile stations. For this reason, a plurality of base stations arranged in a moving range of the mobile body communicate with the mobile body. Therefore, as the mobile body moves, an operation called handover is required in which the mobile body switches the communication destination base station.
従来の移動体通信のハンドオーバー方法には、例えば、特許文献1の方法がある。この方法では、移動体がハンドオーバー点に近づいたことを基地局が検知し、ハンドオーバーを行う前に移動先基地局の通信チャネルを移動体に通知する。移動体はハンドオーバー点に達したときに、事前に通知されていた移動先基地局の通信チャネルに切り替え、遅滞の無いハンドオーバーを行う。 As a conventional mobile communication handover method, for example, there is a method disclosed in Patent Document 1. In this method, the base station detects that the mobile body has approached the handover point, and notifies the mobile body of the communication channel of the destination base station before performing the handover. When the mobile unit reaches the handover point, the mobile unit switches to the communication channel of the destination base station that has been notified in advance, and performs handover without delay.
また、無線による列車制御方法及び列車制御システムにおいては、1区域に1個列車のみの運転を許可する「閉そく方式」を施行し、列車制御を行うために、通信システムが利用されている。近年、無線通信システムを導入することで鉄道通信システムのコスト低減を図ろうという動きがある。米国や中国では、無線通信により列車制御を実行するCBTC(Communication Based Train Control)システムの導入が進められている。一方欧州圏ではETCS/ERTMSと呼ばれるシステムの導入が進められている。ETCS/ERTMSは、無線システムにGSM網をベースとしたGSM−R(GSM-Railway)を使用している。 In addition, in the radio train control method and train control system, a communication system is used to perform a “closed block system” that permits operation of only one train in one area and perform train control. In recent years, there has been a movement to reduce the cost of railway communication systems by introducing wireless communication systems. In the United States and China, introduction of a CBTC (Communication Based Train Control) system that performs train control by wireless communication is being promoted. On the other hand, the introduction of a system called ETCS / ERTMS is in progress in Europe. ETCS / ERTMS uses a GSM-R (GSM-Railway) based on a GSM network for a wireless system.
無線通信による列車制御システムでは、通信のコネクションの維持・更新がシステムの信頼性に影響する。特に通信基地局が切り替わる度に適切な通信回線を選択して通信を維持することが重要である。 In train control systems using wireless communication, maintaining and updating communication connections affects system reliability. In particular, it is important to maintain communication by selecting an appropriate communication line each time a communication base station is switched.
特許文献2には列車の位置決定及び制御において、高周波拡散スペクトル無線通信を使用する技術が記載されている。また、特許文献3には鉄道保安システムにおける自動列車制御装置において、ハンドオーバー方式の移動体通信を行う技術が記載され、特許文献4には鉄道保安システムにおける通信中の無線列車信号システムにおいて、通信中の列車が移動するときに次に通信すべき移動先の地上側無線装置の判定技術が記載されている。 Patent Document 2 describes a technology that uses high-frequency spread spectrum wireless communication in train position determination and control. Patent Document 3 describes a technique for performing mobile communication using a handover method in an automatic train control device in a railway security system. Patent Document 4 describes communication in a wireless train signal system in communication in a railway security system. The determination technique of the ground side radio | wireless apparatus of the movement destination which should communicate next when the inside train moves is described.
更に、特許文献5には移動体通信方式において、通話中の基地局と隣接の基地局とを予め複数の会議通信にしてハンドオーバー予約を行う技術が記載され、特許文献6には列車や自動車など移動体が高速で移動する場合に、路線上に位置検出器を設置し位置検出器による位置情報により基地局を切り替えてハンドオーバー時間を短縮する技術が記載されている。 Furthermore, Patent Document 5 describes a technique for making a handover reservation by previously making a plurality of conference communications between a base station in communication and an adjacent base station in a mobile communication system, and Patent Document 6 describes a train or an automobile. For example, when a moving body moves at high speed, a technique is described in which a position detector is installed on a route and a base station is switched according to position information from the position detector to shorten a handover time.
図10に、従来例の無線通信による列車制御システムを示す。従来の無線通信による列車制御システムにおいては、列車が移動によって通信する基地局を切り替えるために、切替先の基地局の通信周波数を事前に通知し、列車がその情報を元に次の基地局と通信するという手法を採用している。 FIG. 10 shows a conventional train control system using wireless communication. In a conventional train control system using wireless communication, in order to switch a base station with which a train communicates by movement, the communication frequency of the base station to which the train is switched is notified in advance, and the train is connected to the next base station based on that information. The method of communicating is adopted.
図10において、列車には車上制御装置及び無線を送受信する通信装置が搭載されており、走行路上を移動する。走行路に沿って、地上装置には無線を送受信する基地局1及び基地局2が設置されており、これらの基地局1又は基地局2と列車上の通信装置とが列車の制御情報を相互に通信する。基地局1又は基地局2には混信を防ぐため異なる通信周波数f1,f2が割り当てられており、列車の移動に応じて、列車の通信装置は通信周波数をf1,f2を切り替えて、基地局1又は基地局2と無線通信するが、この通信周波数のf1,f2を切り替えるための周波数切り替え情報を基地局1から列車の通信装置に事前に通知し、列車がその情報を元に通信装置の周波数を切り替えている。
従来技術では、遅滞の無いハンドオーバーを行うためには、移動先基地局の通信チャネルを事前に移動体が知る必要があり、移動体−基地局間の通信が確立されていることが前提となる。もし、仮に移動体−基地局間の通信が途絶し、移動先基地局の通信チャネルをハンドオーバー前に得ることが出来なければ、移動先基地局でも通信が途絶したままとなる。また、通信途絶状態から通信を復旧する際には、一般に使用可能なチャネルを全て探索して基地局の通信チャネルを求めるため、通信復旧までに時間を必要とする。 In the prior art, in order to perform a handover without delay, it is necessary for the mobile body to know the communication channel of the destination base station in advance, and it is assumed that communication between the mobile body and the base station has been established. Become. If the communication between the mobile unit and the base station is interrupted and the communication channel of the target base station cannot be obtained before the handover, the communication at the target base station remains interrupted. Further, when communication is recovered from a communication interruption state, it generally takes time to recover communication because all the available channels are searched and the communication channel of the base station is obtained.
また、地上装置では、列車の位置を認識して次の移動先の基地局を把握して周波数切り替え情報を送信しなくてはならず、そのため列車数が多くなるほど、地上側装置の処理量が増大し複雑となり、また基地局側で通信状態を良好に保つための周波数の切り替えについても、列車との事前ネゴシエーションが必要であり、即応性に難があるという問題点があった。 In addition, in the ground device, it is necessary to recognize the position of the train, grasp the base station of the next destination, and transmit the frequency switching information, so as the number of trains increases, the processing amount of the ground side device increases. In addition, the frequency switching for maintaining a good communication state on the base station side requires prior negotiation with the train, and there is a problem that it is difficult to respond quickly.
本発明の目的は、移動体−基地局間の通信が途絶した状態でも、遅滞の無いハンドオーバーを実現すること、及び通信途絶状態からの通信の復旧に必要とする時間を短縮することである。また、本発明は、分散制御型の信号保安システムを実現することを目的とする。 An object of the present invention is to realize a handover without delay even in a state where communication between a mobile unit and a base station is interrupted, and to reduce a time required for recovering communication from the communication interrupted state. . Another object of the present invention is to realize a distributed control type signal security system.
本発明の無線による列車制御方法及び列車制御システムでは、列車が基地局と通信周波数の対応データベースを持ち、基地局ごとの通信周波数を列車が探索し、基地局ごとに複数の通信周波数を割り当て、また適切な周波数の組を割り当てることにより、基地局間での干渉を低減することを特徴とする。また、通信周波数および通信装置を多重化し、周波数選択処理を追加することにより通信信頼性を向上することを特徴とする。 In the train control method and train control system by radio of the present invention, the train has a correspondence database of base stations and communication frequencies, the train searches for communication frequencies for each base station, and assigns a plurality of communication frequencies for each base station, In addition, it is characterized in that interference between base stations is reduced by assigning an appropriate set of frequencies. Further, the present invention is characterized in that communication reliability is improved by multiplexing communication frequencies and communication devices and adding frequency selection processing.
本発明によれば、地上装置は列車の位置によらず通信に適切な周波数を選択できる。また、基地局間での情報交換・同期も不要であり、地上装置の処理を簡潔にし、かつ通信信頼性を向上することができる。 According to the present invention, the ground device can select an appropriate frequency for communication regardless of the position of the train. In addition, information exchange and synchronization between base stations is unnecessary, so that the processing of the ground device can be simplified and communication reliability can be improved.
本発明は、移動体通信を行う列車,自動車,携帯電話など、いずれの装置においても実施可能であるが、以下では移動体を列車として、基地局と列車との移動体通信を実施例として以下に述べる。 The present invention can be implemented in any device such as a train, a car, and a mobile phone that perform mobile communication, but in the following, mobile communication between a base station and a train will be described as an example. In the following.
図1は、本発明の実施例である移動体通信システムの一構成を示した図である。 FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
図示の移動体通信システムは、複数の基地局21a,21bと通信を行う移動局12が移動体である列車11上に存在する。列車11上の通信装置には、更に移動局12に接続された制御器13と、制御器13にそれぞれ接続された位置検知装置14,データベース15,データ処理装置16が存在する。複数の基地局21a,21bはそれぞれ単一の通信チャネルf1,f2を有し、移動体である列車11の移動範囲のうちのある特定範囲を通信範囲としている。
In the illustrated mobile communication system, a
以下に通信制御の流れを説明する。位置検知装置14は、速度発電機から得られる列車11の速度の積分値を積算し、移動距離を算出して列車11の現在位置を検知し、検知した現在の位置情報を制御器13に出力する。制御器13は、位置検知装置14から受信した位置情報からデータベース15に基づいて、その位置情報に対応する通信チャネルを求める。データベース15は、予め各基地局の通信範囲と通信チャネルから、図2のような列車11の位置情報と通信チャネルとを対応付けるテーブルを持つ。
The flow of communication control will be described below. The
図2では、例えば、列車11の現在のキロ程が、基地局21aの通信範囲であるxs1〜xe1内であるとき通信チャネルはf1となり、基地局21bの通信範囲であるxs2〜xe2内であるとき通信チャネルはf2となる。制御器13は現在位置での通信チャネルを求めた後、その通信チャネルを移動局12に出力する。移動局12は制御器13から入力された通信チャネルを用いて基地局とデータ通信を行う。基地局から移動局12へと送られた通信データは制御器13を通して、表示器などのデータ処理装置16へと伝送され、データ処理装置は、伝送された通信データに基づいて画面出力などの処理を行う。
In FIG. 2, for example, when the current kilometer of the
仮に列車11の現在位置が基地局21aの通信範囲内であるとする。このとき、制御器13は、位置検知装置14が検出した現在位置からデータベース15を用いて、基地局21aの通信チャネルf1を求め、移動局12へ通信チャネルf1を出力する。移動局12は通信チャネルf1にて基地局21aと通信を行う。ここで、列車11(移動局12)と基地局21a間で通信が外乱などの影響で途絶したとする。列車11の現在位置が基地局21aの通信範囲内である場合は、制御器13は通信チャネルf1を選択し、移動局12は通信チャネルf1で通信データを待つ。移動局12が通信チャネルを探す必要が無く、外乱などが除去された後は、基地局21aからの次回通信データを遅れなく受信することが出来る。
It is assumed that the current position of the
また、列車11が基地局21aの通信範囲内から移動して、現在位置が基地局21bの通信範囲内となったとする。このとき、制御器13は通信チャネルf2を選択し、移動局12は通信チャネルf2で通信データを待つ。列車11が自立的にハンドオーバーを行うので、基地局21bからの通信データを遅れなく受信することが出来る。
Further, it is assumed that the
ここで、通信チャネルとは何らかの方法で他の通信回線と区別されるものであり、例えば周波数分割多重方式,符号分割多重方式,時分割多重方式,空間分割多重方式、およびそれらの組み合わせで実装されうるものである。本実施例では基本的に周波数による通信チャネル区分である周波数多重方式を前提としている。 Here, the communication channel is distinguished from other communication lines in some way, and is implemented by, for example, frequency division multiplexing, code division multiplexing, time division multiplexing, space division multiplexing, and combinations thereof. It can be. This embodiment is premised on a frequency multiplexing system that is basically a communication channel classification according to frequency.
また、位置検知装置の位置検知手段としては、速度発電機を用いた方法を実施例として述べたが、加速度センサ,GPS(Global Positioning System),無線測距などを用いても良い。 Further, as the position detection means of the position detection device, the method using the speed generator has been described as an example, but an acceleration sensor, GPS (Global Positioning System), wireless distance measurement, or the like may be used.
更に、現在位置として、1次元座標であるキロ程を実施例として述べたが、2次元座標,3次元座標,区間名などを用いても良い。 Furthermore, although the kilometer which is a one-dimensional coordinate is described as an example as the current position, a two-dimensional coordinate, a three-dimensional coordinate, a section name or the like may be used.
図3は、本発明に係る移動体通信システムの他の実施例を示した図である。 FIG. 3 is a diagram showing another embodiment of the mobile communication system according to the present invention.
図3は、基地局が複数の通信チャネルから適当な通信チャネルを選択できる機能を持つ場合の構成である。図4に示すように、移動体である列車11b上のデータベース15bには基地局毎の複数の通信チャネルのデータが格納されている。
FIG. 3 shows a configuration when the base station has a function of selecting an appropriate communication channel from a plurality of communication channels. As shown in FIG. 4, data of a plurality of communication channels for each base station is stored in a
図3の基地局22a,22bは、複数の通信チャネルから適当なチャネルを選択して通信する。例えば、基地局22bにおいて、外乱により通信チャネルf3の通信状態が悪化した場合は、基地局はそれを検知して他の通信状態の良い通信チャネルf4に切り替える。
The
次に、移動体である列車11bが移動に伴い基地局22bの通信範囲において通信を確立する場合について述べる。制御器13は、位置検知装置14によって検出された現在の位置情報からデータベース15bに基づいて、その位置情報に対応する基地局22bを決定し、その基地局22bが選択する複数の通信チャネルf3,f4のグループ情報を得る。制御器13は通信チャネルf3,f5を順番に受信チャネルとし、どの通信チャネルで情報を受信可能かを確認する。通信チャネルf3で情報を受信できた場合は、通信チャネルをf3に決定して基地局22bとの通信を確立する。もし、外乱などにより通信チャネルf3の通信状態が悪化し、基地局22bが通信チャネルをf4に切り替えた場合は、再び通信確立の処理に移行する。通信チャネルf4で情報の受信が可能と確認すると、通信チャネルをf4に決定して基地局22bとの通信を確立する。
Next, the case where the
以上のように、本構成によっては、列車11bは自己の現在位置情報から確認すべき通信チャネルを限定できるため、移動によるハンドオーバーや、基地局側の通信チャネル切り替えに対しても、列車11bは想定される所定時間以内に通信を確立することができる。
As described above, depending on the present configuration, the
図5は、本発明に係る移動体通信システムの他の実施例を示した図である。 FIG. 5 is a diagram showing another embodiment of the mobile communication system according to the present invention.
図5は、基地局が通信制御周期ごとに現在選択している通信チャネルの認識信号を送信する場合における、列車の通信チャネル選択処理を示したものである。なお、この実施例では基地局は一定期間はひとつの周波数で通信し、複数の列車との通信は時分割された通信スロットによって区別している構成とする。装置構成は図3を用いる。 FIG. 5 shows train communication channel selection processing when the base station transmits a recognition signal for the communication channel currently selected for each communication control period. In this embodiment, the base station communicates with one frequency for a certain period, and communication with a plurality of trains is distinguished by time-division communication slots. The apparatus configuration is shown in FIG.
次に、基地局22bが通信チャネルをf3からf4に切り替える場合について説明する。
Next, a case where the
基地局22bは通信周期ごとに、現在選択している通信チャネルを制御器13が選択するための認識信号を出力する。この認識信号は短時間で通信チャネルを認識できるように、認識信号を送信する期間中、信号が繰り返し送信される。列車11bは、実施例2で説明した手順と同様に、自己の現在位置を検知し、その検知された位置情報に対してデータベース15bを検索し、通信を確認すべき通信チャネルを決定する。図5においては、通信チャネルf3とf4を受信する。通信チャネルf3で認識信号を受信できたことを制御器13が確認することにより、移動局12の通信チャネルをf3に固定する。通信期間に基地局22bから列車11bへの送信タイミングで基地局22bと列車11b間での通信が確立する。
The
次に、通信周期で基地局が通信チャネルを切り替えた場合の通信復旧について説明する。基地局22bは次の通信周期で通信チャネルをf3からf4へ切り替える。列車11bは通信チャネルf3での通信が途絶したことを検知し、通信チャネル選択をするための認識信号の受信処理を実行する。通信チャネルf3で受信を所定時間以上確認し、信号を認識できなければ他の通信チャネルf4での受信に切り替える。受信する所定時間は認識信号の繰り返し周期の複数回分とする。通信チャネルf4での受信に切り替えることにより、認識信号を受信でき、信号を確認できた後は通信チャネルをf4に固定し、基地局22bとの通信を確立する。
Next, communication recovery when the base station switches communication channels in the communication cycle will be described. The
本実施例によって、通信チャネル選択に要する時間を短縮することができるため、1基地局あたりの通信チャネル数が増加しても所定時間以内で通信を確立することができる。 According to the present embodiment, since the time required for selecting a communication channel can be shortened, communication can be established within a predetermined time even when the number of communication channels per base station increases.
本実施例において、列車11bが通信確立後に再び認識信号の受信処理を実行するのは、通信が途絶した場合としたが、列車11bは毎周期認識信号を受信しても良い。列車11bが通信チャネルを固定した通信待受け状態から認識信号の受信処理状態への切り替えは、認識期間終了から次の通信周期の認識期間開始までをタイムアウト時間として切り替えたり、基地局からの通信を受信できた場合は必要な処理を終えた後に切り替えるなどの方法を用いればよい。列車11bは毎周期認識信号を受信することで、毎周期基地局が選んだ適当な通信チャネルで通信することができる。
In the present embodiment, the
図6は本発明に係る移動体通信システムの他の実施例を示した図である。 FIG. 6 is a diagram showing another embodiment of the mobile communication system according to the present invention.
図6は、移動体の移動局が複数の基地局と順番に通信する場合における、列車の通信チャネル選択処理を示した図である。装置構成は図3を用いる。 FIG. 6 is a diagram showing a train communication channel selection process when a mobile station of a mobile unit communicates with a plurality of base stations in order. The apparatus configuration is shown in FIG.
まず列車11bが、基地局22aと基地局22bのどちらと通信するかを選択する場合について説明する。基地局22a,22bは実施例3で説明したように、現在使用している通信チャネルを、制御器13が選択するための認識信号を認識期間に出力する。列車11bは認識期間に基地局から出力される認識信号を受信する。
First, the case where the
図6においては、1つの基地局の通信チャネルのみを受信チャネルとするのではなく、列車11bの現在位置を通信範囲とする基地局22aと、その基地局22aに対して列車11bの進行方向側に隣接する基地局22bと、それぞれが選択可能な全ての通信チャネルを、順番に受信チャネルとする。基地局22aの通信チャネルf2で認識信号を受信できたことを、制御器13が確認することにより、移動局12の通信チャネルをf2に固定する。こうして、列車11bは基地局22aと通信することとなり、通信期間中に基地局22aと列車11bとの間で通信データが送受信される。
In FIG. 6, a
列車11bが移動して、基地局22aからの識別信号が受信できなくなり、基地局22bからの識別信号が受信可能となると、列車11bは基地局22bと通信することとなり、通信期間中に基地局22bと列車11bとの間で通信データが送受信される。
When the
以上の本実施例によって、列車11bは基地局22aと基地局22bの通信範囲が切り替わるハンドオーバー位置が、データベース15に記憶された位置情報と異なっていても、速やかなハンドオーバーが可能となる。
According to the present embodiment described above, the
ここで、列車11bの通信相手となる基地局は、列車11bの現在位置が通信範囲となる基地局とその両隣の基地局や、列車11bの現在位置が通信範囲となる基地局とその2つ隣までの基地局などのように、適当に選択しても良い。
Here, the base station that is the communication partner of the
選択する方法は、データベースに基づいて選択しても良いし、基地局から指定信号を受信し、その指定信号に基づいて選択しても良い。 The selection method may be selected based on a database, or may be selected based on the designation signal received from the base station.
また、列車11bが認識信号の受信処理を実行するのは、実施例3のように通信途絶を検知した場合でも良いし、毎周期行っても良い。
Further, the
以下、図面を用いて、本発明の実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図7は、本発明の実施例5の無線による列車制御システムの概略図を示す。図7において、71及び72は基地局1及び基地局2、73は列車、74は走行路、75は車上制御装置、76は通信装置、77は列車位置検知手段、78は基地局・位置・通信周波数の対応データベースである。
FIG. 7: shows the schematic of the train control system by radio | wireless of Example 5 of this invention. In FIG. 7, 71 and 72 are base station 1 and
基地局71及び基地局72は、列車73の走行路74に沿って配置されて地上装置の一部を構成する。列車73には車上制御装置75、無線を送受信する通信装置76、列車位置検知手段77、基地局・位置・通信周波数対応データベース78が搭載されており、走行路74上を移動する。基地局71又は基地局72と列車上の通信装置76とが列車の制御情報を相互に通信するが、基地局71と基地局72間の混信を防ぐため、基地局71と基地局72には異なる通信周波数グループ(f1,f2)と(f3,f4)とが割り当てられ、管理局からの指示により選定された通信周波数グループ内の通信周波数により、列車73上の通信装置76と通信する。
The
列車73の走行路74上の移動に応じて、列車位置検出手段77は列車73の走行路74上の位置を検出する。列車位置検出手段77としては、例えば、列車73の車輪の回転角を検出し、これを積分して距離に換算して位置を検出する等の手段を採ることができる。列車位置検出手段7により検出された位置情報をもとに、車上制御装置75は、基地局・位置・通信周波数対応データベース78を制御し、列車73の位置に対応した基地局72を検索し、また、検索された基地局72に対応した通信周波数グループ(例えば、通信周波数f3とf4)を探索する。
In response to the movement of the
通信装置76は、対応データベース78により探索された通信周波数f3,f4をサーチ周波数として選択し、このサーチ範囲で基地局72と無線通信を開始する。サーチ中に通信装置76が基地局72から通信周波数f3のビーコン情報を受信すれば、通信周波数f3を用いて、その後、通信装置76と基地局72間で各列車宛の制御情報の通信を行い、サーチ中に通信装置76が基地局72から通信周波数f4のビーコン情報を受信すれば、通信周波数f4を用いて、その後、通信装置76と基地局72間で各列車宛の制御情報の通信を行う。
The communication device 76 selects the communication frequencies f3 and f4 searched by the correspondence database 78 as search frequencies, and starts wireless communication with the
基地局71と基地局72に割り当てられた通信周波数グループ(f1,f2)と(f3,f4)のうち、基地局71と基地局72のそれぞれが、どの通信周波数を用いるかについては、上述のように、基地局71と基地局72を管理する上位の管理局が指示を行う。なお、実施例5では、基地局71と基地局72の2つの基地局の例を示したが、基地局の数は2つに限定されることなく、複数の基地局を用いることができる。また、実施例5では、基地局71と基地局72にそれぞれ2つの通信周波数を割り当てる例を示したが、各基地局に割り当てられる通信周波数は2つに限らず、複数の通信周波数を割り当てることができる。
Of the communication frequency groups (f1, f2) and (f3, f4) assigned to the
図8は、本発明の実施例6の無線による列車制御システムの概略図を示す。図8において、81、82は、基地局AP1,3,5、基地局AP2,4,6、83は列車(001,002)、84は走行路、85は列車上の無線通信装置STA1〜STA4、86はチャンネルグループ(CH−Gr)である。 FIG. 8: shows the schematic of the train control system by radio | wireless of Example 6 of this invention. In FIG. 8, 81 and 82 are base stations AP1,3,5, base stations AP2,4,6,83 are trains (001,002), 84 is a traveling road, and 85 is a radio communication device STA1 to STA4 on the train. , 86 is a channel group (CH-Gr).
基地局81(AP1,AP3,AP5)は、走行路84に沿って列車83(001,002)の進行方向左側に配置され、基地局82(AP2,AP4,AP6)は、走行路84に沿って列車83(001,002)の進行方向右側に配置されており、列車83(001,002)の進行方向左側に配置された基地局81(AP1,AP3,AP5)と列車83上の左側に搭載された無線通信装置STA1,STA3とが無線通信を行い、列車83(001,002)の進行方向右側に配置された基地局82(AP2,AP4,AP6)と列車83上の右側に搭載された無線通信装置STA2,STA4とが無線通信を行う。
The base station 81 (AP1, AP3, AP5) is arranged on the left side in the traveling direction of the train 83 (001, 002) along the
また、列車83上に搭載された無線通信装置STA3,STA4は、列車83の進行方向後方に搭載され、列車83よりも後方の基地局(AP1,AP2)と無線通信を行い、列車83上に搭載された無線通信装置STA1,STA2は、列車83の進行方向前方に搭載されて、列車83よりも前方の基地局(AP3,AP4)と更に前方の基地局(AP5,AP6)と無線通信する。
Further, the wireless communication devices STA3 and STA4 mounted on the
基地局81(AP1,AP3,AP5)と基地局82(AP2,AP4,AP6)には、それぞれ、チャンネルグループ(CH−Gr)85が割り当てられ、各基地局(AP1〜AP6)の各チャンネルグループ(CH−Gr)85には、例えば、図示のように、AP1(CH1,CH41)、AP2(CH21,CH61)、AP3(CH4,CH44)、AP4(CH24,CH64)、AP5(CH7,CH47)、AP6(CH27,CH67))が割り当てられる。 A channel group (CH-Gr) 85 is assigned to each of the base stations 81 (AP1, AP3, AP5) and the base stations 82 (AP2, AP4, AP6), and each channel group of each base station (AP1 to AP6). (CH-Gr) 85 includes, for example, AP1 (CH1, CH41), AP2 (CH21, CH61), AP3 (CH4, CH44), AP4 (CH24, CH64), AP5 (CH7, CH47) as shown in the figure. , AP6 (CH27, CH67)) is assigned.
図8において、各基地局における最適無線周波数(CH)の設定と列車83に搭載された無線通信装置STA1〜STA4と基地局との接続は以下の手順により行われる。
[最適無線周波数(CH)の設定]
(1)各基地局APは、隣接基地局間で互いに干渉しないチャンネルグループ(CH−Gr)86を設定する。
(2)各基地局は、毎周期に電界強度チェックを行い、電界強度のチェック結果を上位の管理局に送信する。
(3)各基地局からの電界強度のチェック結果を受信した管理局は、電界強度が所定値以上のノイズが含まれる無線周波数(CH)を除いた最適無線周波数(CH)を選択し、各基地局に通知する。
(4)各基地局は、最適無線周波数(CH)で次回情報を送信する。(例:列車001宛て制御情報:AP1,2,3,4,5,6 列車002:AP1,2,3,4)
In FIG. 8, the setting of the optimal radio frequency (CH) in each base station and the connection between the radio communication apparatuses STA1 to STA4 mounted on the
[Optimum radio frequency (CH) setting]
(1) Each base station AP sets a channel group (CH-Gr) 86 that does not interfere with each other between adjacent base stations.
(2) Each base station performs electric field strength check every cycle, and transmits the electric field strength check result to the upper management station.
(3) The management station that has received the check result of the electric field strength from each base station selects the optimum radio frequency (CH) excluding the radio frequency (CH) including noise whose electric field strength is equal to or greater than a predetermined value, Notify the base station.
(4) Each base station transmits the next information at the optimum radio frequency (CH). (Example: Control information for train 001: AP1,2,3,4,5,6 Train 002: AP1,2,3,4)
[無線通信装置STAと基地局APとの接続]
(5)列車83に搭載された無線通信装置85(STA1〜STA4)は、地上装置の各基地局と同時通信を実施する。(4CH多重による冗長構成。)
(6)列車83に搭載された無線通信装置88(STA1〜STA4)は、接続可能な基地局APを固定する。(STA1,3:AP1,AP3,AP5,・・・、STA2,4:AP2、AP4,AP6・・・)
(7)列車83に搭載された無線通信装置85と接続が固定された基地局AP間において、制御情報を時分割で送受信する。
[Connection between wireless communication apparatus STA and base station AP]
(5) The wireless communication device 85 (STA1 to STA4) mounted on the
(6) The wireless communication device 88 (STA1 to STA4) mounted on the
(7) Control information is transmitted and received in a time-sharing manner between the
図9は本発明の実施例7の無線による列車制御方法の手順の説明図を示す。図9において、91は、管理局(APマスタ)、92は、基地局AP3、93は、列車81の無線通信装置(STA1)である。
FIG. 9 is an explanatory diagram of the procedure of the wireless train control method according to the seventh embodiment of the present invention. In FIG. 9, 91 is a management station (AP master), 92 is a base station AP3, and 93 is a radio communication device (STA1) of a
無線による列車制御方法の手順は以下のように行われる。
[最適無線周波数(CH)の設定]
(1)基地局92(例:AP3)は、毎周期最初に、今回使用無線周波数(CH4)を用いて一定時間ビーコン情報を送信する。
(2)基地局92(例:AP3)は、一定時間ビーコン情報を送信した後、時分割方式により、各列車81宛ての制御情報を送信する。
(3)基地局92(例:AP3)は、時分割方式による制御情報の送信後、電界強度スキャンを実施する。(例:CH4,CH44のスキャン)
(4)基地局92(例:AP3)は、電界強度スキャンの実施結果である電界強度のデータを管理局91(APマスタ)に送信する。
(5)電界強度のデータを受信した管理局91(APマスタ)は、次回使用無線周波数(例:CH44)を決定し、基地局92(例:AP3)に次回使用無線周波(例:CH44)を通知する。
The procedure of the wireless train control method is performed as follows.
[Optimum radio frequency (CH) setting]
(1) The base station 92 (e.g., AP3) transmits beacon information for a certain period of time using the currently used radio frequency (CH4) at the beginning of each cycle.
(2) The base station 92 (for example, AP3) transmits beacon information for a certain period of time, and then transmits control information addressed to each
(3) The base station 92 (e.g., AP3) performs electric field strength scan after transmitting the control information by the time division method. (Example: CH4, CH44 scan)
(4) The base station 92 (for example, AP3) transmits field strength data, which is the result of the field strength scan, to the management station 91 (AP master).
(5) The management station 91 (AP master) that has received the electric field strength data determines the next-use radio frequency (eg, CH44), and makes the base station 92 (eg, AP3) the next-use radio frequency (eg, CH44). To be notified.
[無線通信装置STAと基地局APとの接続]
(6)列車81の無線通信装置(STA1)は、基地局・位置・通信周波数の対応データベース内の位置情報と基地局識別情報(AP−ID情報)に基づいて、サーチ無線周波数(CH)を選択する。(列車001上の無線通信装置:STA1(列車の前方・左側に搭載):左側前方の基地局AP3とその先のAP5のサーチCH:CH4,CH7,CH44,CH47)がサーチCHである。)
(7)列車11の無線通信装置(STA1)は、無線周波数(CH4,CH7,CH44,CH47)のサーチ中に、ビーコン情報を受信し、ビーコン情報の無線周波数(CH)が無線周波数(CH44)であれば、無線通信装置(STA1)の無線周波数(CH)をCH44に固定する。
(8)列車81の無線通信装置(STA1)は、固定した無線周波数(CH44)を用いて、時分割方式により列車81宛ての制御情報を受信し、列車位置情報を返信後、次のCHサーチを実施する。
[Connection between wireless communication apparatus STA and base station AP]
(6) The radio communication device (STA1) of the
(7) The radio communication device (STA1) of the
(8) The radio communication device (STA1) of the
本発明は、鉄道・モノレール・路面電車(LRT:Light Rail Transit)などの移動体における信号保安システムに利用可能であるが、鉄道車両に限らず、自動車における情報通信においても、カーナビゲーション装置による自己位置検知装置と連携して、携帯電話やTV・ラジオなどの通信信頼性を向上できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a signal security system in a moving body such as a railroad, a monorail, and a tram (LRT: Light Rail Transit). In cooperation with the position detection device, the communication reliability of a mobile phone, TV / radio, etc. can be improved.
11 列車
11b 列車
12 移動局
13 制御器
14 位置検知装置
15 データベース
15b データベース
16 データ処理装置
21a 基地局
21b 基地局
22b 基地局
71 基地局
72 基地局
73 列車
74 走行路
75 車上制御装置
76 通信装置
77 列車位置検知手段
78 基地局・位置・通信周波数対応データベース
81 基地局AP1,3,5
82 基地局AP2,4,6
83 列車(001,002)
84 走行路
85 列車上の無線通信装置STA1〜STA4
86 チャンネルグループ(CH−Gr)
91 管理局(APマスタ)
92 基地局AP3
93 列車の無線通信装置(STA1)
11
82 Base station AP2,4,6
83 Train (001,002)
84
86 Channel Group (CH-Gr)
91 Management station (AP master)
92 Base station AP3
93 Train wireless communication device (STA1)
Claims (8)
所定の経路沿線に設置され、各々異なる通信周波数が設定されている複数の基地局との間で無線通信を行う無線制御方法において、
前記複数の基地局には、各々互いに干渉しない複数の通信周波数が時間的に変更して設定されており、
前記複数の基地局は、通信周期ごとに認識信号を出力し、
前記複数の移動局は、毎周期、前記所定の経路沿線に設置された前記基地局の通信周波数の前記認識信号を受信し、
前記列車の前方に搭載された移動局は前記認識信号を受信した特定の無線周波数により、前記特定の無線周波数に対応した前記列車よりも前方の基地局との間で制御情報を送受信し、前記列車の後方に搭載された移動局は前記認識信号を受信した特定の無線周波数により、前記特定の無線周波数に対応した前記列車よりも後方の基地局との間で制御情報を送受信すること
を特徴とする無線制御方法。 A plurality of mobile stations mounted on the front and rear of the traveling direction of a train traveling on a predetermined route and a plurality of base stations installed along a predetermined route and set with different communication frequencies. In a wireless control method for performing wireless communication between
In the plurality of base stations, a plurality of communication frequencies that do not interfere with each other are set by changing over time,
The plurality of base stations output a recognition signal for each communication cycle,
Wherein the plurality of mobile stations receives the recognition signal of each cycle, the communication frequency before Kimoto Chikyoku installed in the predetermined path along the road,
Wherein the particular radio frequency on-board mobile station receiving the recognition signal to the front of the train, and transmits and receives control information to and from the front of the base station than the train corresponding to the particular radio frequency, wherein the particular radio frequencies onboard mobile station receiving the recognition signal at the rear of the train, characterized in that it transmits and receives control information to and from the rear of the base station than the train that corresponds to the specific radio frequency A wireless control method.
所定の経路沿線に設置され、各々異なる通信周波数が設定されている複数の基地局との間で無線通信を行う無線制御方法において、
前記複数の基地局には、各々互いに干渉しない複数の通信周波数が時間的に変更して設定されており、
前記複数の基地局は、通信周期ごとに認識信号を出力し、
前記複数の移動局は、毎周期、前記所定の経路沿線に設置された前記複数の基地局の通信周波数の前記認識信号を受信し、
前記列車の前方に搭載された移動局は前記認識信号を受信した特定の無線周波数により、前記特定の無線周波数に対応した前記列車よりも前方の基地局との間で制御情報を送受信し、前記列車の後方に搭載された移動局は前記認識信号を受信した特定の無線周波数により、前記特定の無線周波数に対応した前記列車よりも後方の基地局との間で制御情報を送受信すること
を特徴とする無線制御方法。 A plurality of mobile stations mounted on the front and rear of the traveling direction of a train traveling on a predetermined route and a plurality of base stations installed along a predetermined route and set with different communication frequencies. In a wireless control method for performing wireless communication between
In the plurality of base stations, a plurality of communication frequencies that do not interfere with each other are set by changing over time,
The plurality of base stations output a recognition signal for each communication cycle,
The plurality of mobile stations receive the recognition signals of the communication frequencies of the plurality of base stations installed along the predetermined route every cycle,
Wherein the particular radio frequency on-board mobile station receiving the recognition signal to the front of the train, and transmits and receives control information to and from the front of the base station than the train corresponding to the particular radio frequency, wherein the particular radio frequencies onboard mobile station receiving the recognition signal at the rear of the train, characterized in that it transmits and receives control information to and from the rear of the base station than the train that corresponds to the specific radio frequency A wireless control method.
所定の経路沿線に設置され、各々異なる通信周波数が設定されている複数の基地局との間で無線通信を行う無線制御方法において、
前記複数の基地局には、各々互いに干渉しない複数の通信周波数が時間的に変更して設定されており、
前記複数の基地局は、通信周期ごとに認識信号を出力し、
前記複数の移動局は、前記基地局と前記通信周波数との対応データベースを用いて前記複数の移動局の位置に対応した前記複数の基地局の前記複数の通信周波数の前記認識信号を受信し、
前記認識信号を受信した特定の無線周波数により、前記特定の無線周波数に対応した前記列車よりも前方の基地局と前記列車の前方に搭載された複数の移動局との間で時分割方式により制御情報を送受信し、前記特定の無線周波数に対応した前記列車よりも後方の基地局と前記列車の後方に搭載された複数の移動局との間で時分割方式により制御情報を送受信すること
を特徴とする無線制御方法。 A plurality of mobile stations mounted on the front and rear of the traveling direction of a train traveling on a predetermined route and a plurality of base stations installed along a predetermined route and set with different communication frequencies. In a wireless control method for performing wireless communication between
In the plurality of base stations, a plurality of communication frequencies that do not interfere with each other are set by changing over time,
The plurality of base stations output a recognition signal for each communication cycle,
The plurality of mobile stations receive the recognition signals of the plurality of communication frequencies of the plurality of base stations corresponding to the positions of the plurality of mobile stations using a correspondence database of the base stations and the communication frequencies,
Control by a time division method between a base station ahead of the train corresponding to the specific radio frequency and a plurality of mobile stations mounted in front of the train by a specific radio frequency receiving the recognition signal Transmitting and receiving information, and transmitting and receiving control information in a time division manner between a base station behind the train corresponding to the specific radio frequency and a plurality of mobile stations mounted behind the train. A wireless control method.
所定の経路沿線に設置され、各々異なる通信周波数が設定されている複数の基地局との間で無線通信を行う無線制御システムにおいて、
前記複数の基地局には、各々互いに干渉しない複数の通信周波数が時間的に変更して設定されており、
通信周期は前記基地局の出力する認識信号に基づいて通信周波数を探索する認識期間を含み、
前記複数の移動局は、毎周期、前記認識期間において前記所定の経路沿線に設置された前記基地局の通信周波数を探索し、
前記列車の進行方向に対して左側に搭載された移動局は探索した特定の無線周波数により、前記特定の無線周波数に対応した前記列車の進行方向に対して左側にある基地局との間で制御情報を送受信し、前記列車の進行方向に対して右側に搭載された移動局は探索した特定の無線周波数により、前記特定の無線周波数に対応した前記列車の進行方向に対して右側にある基地局との間で制御情報を送受信すること
を特徴とする無線制御システム。 Wireless communication between multiple mobile stations mounted on the left and right of the traveling direction of a train traveling on a predetermined route and multiple base stations installed along a predetermined route and set with different communication frequencies. In a wireless control system that performs communication,
In the plurality of base stations, a plurality of communication frequencies that do not interfere with each other are set by changing over time ,
The communication cycle includes a recognition period for searching for a communication frequency based on a recognition signal output from the base station,
The plurality of mobile stations search for the communication frequency of the base station installed along the predetermined route in the recognition period every cycle ,
The mobile station mounted on the left side with respect to the traveling direction of the train is controlled with the base station located on the left side with respect to the traveling direction of the train corresponding to the specific radio frequency according to the specific radio frequency searched. A mobile station that transmits and receives information and that is mounted on the right side with respect to the traveling direction of the train is a base station that is on the right side with respect to the traveling direction of the train corresponding to the specific radio frequency according to the searched specific radio frequency. A wireless control system characterized by transmitting and receiving control information to and from the system .
所定の経路沿線に設置され、各々異なる通信周波数が設定されている複数の基地局との間で無線通信を行う無線制御システムにおいて、
前記複数の基地局には、各々互いに干渉しない複数の通信周波数が時間的に変更して設定されており、
通信周期は前記基地局の出力する認識信号に基づいて通信周波数を探索する認識期間を含み、
前記複数の移動局は、毎周期、前記認識期間において前記所定の経路沿線に設置された前記複数の基地局の通信周波数を探索し、
前記列車の進行方向に対して左側に搭載された移動局は探索した特定の無線周波数により、前記特定の無線周波数に対応した前記列車の進行方向に対して左側にある基地局との間で制御情報を送受信し、前記列車の進行方向に対して右側に搭載された移動局は探索した特定の無線周波数により、前記特定の無線周波数に対応した前記列車の進行方向に対して右側にある基地局との間で制御情報を送受信すること
を特徴とする無線制御システム。 Wireless communication between multiple mobile stations mounted on the left and right of the traveling direction of a train traveling on a predetermined route and multiple base stations installed along a predetermined route and set with different communication frequencies. In a wireless control system that performs communication,
In the plurality of base stations, a plurality of communication frequencies that do not interfere with each other are set by changing over time ,
The communication cycle includes a recognition period for searching for a communication frequency based on a recognition signal output from the base station,
The plurality of mobile stations search for communication frequencies of the plurality of base stations installed along the predetermined route in the recognition period in each cycle ,
The mobile station mounted on the left side with respect to the traveling direction of the train is controlled with the base station located on the left side with respect to the traveling direction of the train corresponding to the specific radio frequency according to the specific radio frequency searched. A mobile station that transmits and receives information and that is mounted on the right side with respect to the traveling direction of the train is a base station that is on the right side with respect to the traveling direction of the train corresponding to the specific radio frequency according to the searched specific radio frequency. wireless control system, characterized by sending and receiving control information to and from.
所定の経路沿線に設置され、各々異なる通信周波数が設定されている複数の基地局との間で無線通信を行う無線制御システムにおいて、
前記複数の基地局には、各々互いに干渉しない複数の通信周波数が時間的に変更して設定されており、
通信周期は前記基地局の出力する認識信号に基づいて通信周波数を探索する認識期間を含み、
前記複数の移動局は、前記認識期間において前記基地局と前記通信周波数との対応データベースを用いて前記複数の移動局の位置に対応した前記複数の基地局の前記複数の通信周波数を探索し、
探索した特定の複数の無線周波数により、前記特定の複数の無線周波数に対応した前記列車の進行方向に対して左側にある基地局と前記列車の進行方向に対して左側に搭載された複数の移動局との間で時分割方式により制御情報を送受信し、前記特定の複数の無線周波数に対応した前記列車の進行方向に対して右側にある基地局と前記列車の進行方向に対して右側に搭載された複数の移動局との間で時分割方式により制御情報を送受信すること
を特徴とする無線制御システム。 Wireless communication between multiple mobile stations mounted on the left and right of the traveling direction of a train traveling on a predetermined route and multiple base stations installed along a predetermined route and set with different communication frequencies. In a wireless control system that performs communication,
In the plurality of base stations, a plurality of communication frequencies that do not interfere with each other are set by changing over time ,
The communication cycle includes a recognition period for searching for a communication frequency based on a recognition signal output from the base station,
The plurality of mobile stations search the plurality of communication frequencies of the plurality of base stations corresponding to the positions of the plurality of mobile stations using a correspondence database of the base station and the communication frequency in the recognition period ,
The plurality of movements mounted on the left side with respect to the traveling direction of the train and the base station on the left side with respect to the traveling direction of the train corresponding to the plurality of specific wireless frequencies by the searched plurality of wireless frequencies Control information is transmitted and received between the stations in a time-sharing manner, and mounted on the right side with respect to the traveling direction of the train and the base station on the right side with respect to the traveling direction of the train corresponding to the specific plurality of radio frequencies A radio control system characterized by transmitting and receiving control information to and from a plurality of mobile stations in a time division manner .
前記認識信号を受信した通信周波数が複数あった場合、
位置・通信周波数の対応データベース、
もしくは、前記複数の基地局によって出力される指定信号、
もしくは、前記通信周波数の電界強度
に基づいて選択された無線周波数に対応した前記基地局と前記移動局との間で制御情報を送受信すること
を特徴とする無線制御方法。 In the radio | wireless control method in any one of Claim 1 thru | or 3 ,
When there are a plurality of communication frequencies that have received the recognition signal,
Correspondence database of position and communication frequency,
Or a designated signal output by the plurality of base stations,
Or the electric field strength of the communication frequency
A radio control method, comprising: transmitting and receiving control information between the base station and the mobile station corresponding to a radio frequency selected based on the radio frequency .
前記探索された通信周波数が複数あった場合、
位置・通信周波数の対応データベース、
もしくは、前記複数の基地局によって出力される指定信号、
もしくは、前記通信周波数の電界強度
に基づいて選択された無線周波数に対応した前記基地局と前記移動局との間で制御情報を送受信すること
を特徴とする無線制御システム。 The radio control system according to any one of claims 4 to 6 ,
When there are a plurality of searched communication frequencies,
Correspondence database of position and communication frequency,
Or a designated signal output by the plurality of base stations,
Or the electric field strength of the communication frequency
Wireless control system, characterized by sending and receiving control information to and from the base station corresponding to the selected radio frequency to the mobile station based on.
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