JP5797479B2 - 無線通信システム - Google Patents

無線通信システム Download PDF

Info

Publication number
JP5797479B2
JP5797479B2 JP2011148289A JP2011148289A JP5797479B2 JP 5797479 B2 JP5797479 B2 JP 5797479B2 JP 2011148289 A JP2011148289 A JP 2011148289A JP 2011148289 A JP2011148289 A JP 2011148289A JP 5797479 B2 JP5797479 B2 JP 5797479B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
base station
phase
distance
station
mobile station
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2011148289A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2013017025A (ja
JP2013017025A5 (ja
Inventor
英嗣 栗原
英嗣 栗原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Kokusai Electric Inc
Original Assignee
Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Kokusai Electric Inc filed Critical Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority to JP2011148289A priority Critical patent/JP5797479B2/ja
Publication of JP2013017025A publication Critical patent/JP2013017025A/ja
Publication of JP2013017025A5 publication Critical patent/JP2013017025A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5797479B2 publication Critical patent/JP5797479B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Description

本発明は、基地局と移動局を無線で接続する無線通信システムに関し、特に、列車無線通信システムにおけるビート干渉を回避するための技術に関するものである。
図1に、列車無線システムの1構成例の構成要素を示す。
図1に示すように、列車無線システムは、主に、中央制御装置60、運行中の列車と無線通信を行う無線機を備えた基地局Aと基地局B、基地局Aや基地局Bと無線通信を行う無線機を備え列車に搭載される車上局50で構成される。中央制御装置60と基地局A及び基地局Bは、例えば光ファイバ63で通信接続され、SDH(Synchronous Digital Hierarchy)やEthernet(登録商標)あるいは、8B10Bのようなデジタル変復調されたデータが伝送される。
基地局Aと基地局Bは、列車の線路に沿って隣接して配置され、同一の周波数を使用し無線通信を行う。中央制御装置60には、通信卓61が接続され、操作員からの車上局50への指令等を、基地局Aや基地局Bを介して、車上局50へ無線で伝送する。また、列車運行に関する車上局50からの情報は、基地局Aや基地局Bを介して、無線で中央制御装置60へ伝送される。
基地局Aと基地局Bの中間には、基地局Aからの送信波と基地局Bからの送信波が干渉し合うビート干渉領域70が発生する。ビート干渉領域70については後述する。
図5に、従来の列車無線システムの構成例を示す。
図5の構成例では、基地局100として、基地局A、基地局B、基地局C、基地局Dが、線路71に沿って直列に配置され、各基地局100間を、線路71に沿って車上局150が移動可能となっている。各基地局100と中央制御装置は、光ファイバ63により接続されている。
各基地局100局内の無線機は、例えば変調方式がΠ/4シフトQPSK(Quadrature Phase Shift Keying)であり、いずれも中央制御装置からの網同期タイミング162によりフレーム同期(例えば1フレームが40ms)して、送受信動作を行う。しかしながら、動作クロック(例えば24、576MHz)自体は、中央制御装置と各基地局100で同期は取れていない。この為、基地局100内の無線機には高安定水晶発振器125が搭載されているものの、各基地局100の無線出力信号の位相までは同期を取ることは出来ない。
したがって、図5に示すように、基地局100間の中間地点付近では、2つの基地局100から送信される2つの電波が互いに干渉してしまい受信状態が悪くなるばかりでなく、場所によっては位相が180度反転した形で合成され、互いに打ち消し合うことがある。そうすると、車上局150がその合成された電波を受信しようとしても、全く受信が出来無い状態に陥る。これをビート干渉と呼び、ビート干渉が発生する領域をビート干渉領域70と呼ぶ。特に、基地局100間の中央付近でビート干渉が発生しやすい理由は、二つの基地局100からの送信波が、いずれも到達し重なるからである。
図6に、従来の基地局無線機の送受信機能ブロック図を示す。
図6の構成において、送信部110は、入力部11、チャネルコーデック部12、S/P(シリアルパラレル)変換部13、シンボルマッピング部14、差動符号化部15、送信出力部17、送信アンテナ18から構成され、受信部130は、受信アンテナ31、アナログRF部32、A/D(アナログデジタル変換)部33、直交変調部34、受信フィルタ35、遅延検波部36、符号判定部37、チャネルデコード部138から構成される。もちろん、他にも機能があるが、本発明の説明に必要ないので省略する。
送信部110の送信機能を説明する。
中央制御装置からのフレームデータを入力部11で受信した後、チャネルコーデック部12では、そのフレームデータを一旦分解し、ベースバンド周波数から基地局無線機の信号処理にあった中間周波数にデータ変換し、インタリーブ処理およびFEC(Forward Error Correction)処理を行い、後段のS/P変換部13へ無線フレームを渡す。
S/P変換部13で直列データを並列データに変換し、シンボルマッピング部14及び差動符号化部15で、Π/4シフトQPSK信号を生成する。つまり、S/P変換部13、シンボルマッピング部14及び差動符号化部15で変調部を構成する。
送信出力部17では、送信波の無線周波数帯域(周波数F1)にアップコンバージョンを行うとともに、APC(自動送信電力制御)や、カーテシアンループによる歪み補償などを行い、送信送信アンテナ18から周波数F1で車上局150へ送信する。
受信部130の受信機能を説明する。
周波数F2で車上局150からの信号を受信すると、アナログRF部32により、受信波の周波数を中間周波数帯まで落とし、A/D部33にて、DSP(Digital Signal Processor)が制御を行い、DSP内部へ、受信データを取り込む。直交変調部34により、直交検波を行いI/Q成分を取り出し、受信フィルタ35にて希望帯域まで信号周波数を落とし、遅延検波部36にて、IQマッピングを復調し、符号判定部37にてFEC符号の判定を行い、チャネルデコード部138でベースバンド周波数へデータ変換を行う。
ベースバンド周波数で処理されるベースバンド部に関連するところは、図5に示した高安定水晶発振器125の動作クロックにて動作を行っており、基地局100外部からの同期クロックとは同期を取っていない。
特許文献1には、列車無線通信システムにおいて、上位局から複数の基地局への伝播遅延による位相差の発生を防止するため、上位局から複数の基地局への光回線の長さを同じにするとともに、基地局の原振周波数とフレームタイミングを上位局に合わせることが開示されている。
特開2010−193205号公報
本発明の目的は、列車無線システム等の無線通信システムにおいて、基地局間のビート干渉による受信切断を回避することができる無線通信システムを提供することである。
本願発明における無線通信システムの代表的な構成は、次のとおりである。すなわち、
第1の基地局と、前記第1の基地局に隣接する第2の基地局と、前記第1の基地局と前記第2の基地局の間を移動可能であり、前記第1の基地局および前記第2の基地局と無線通信を行う移動局と、前記第1の基地局および前記第2の基地局と通信接続された中央制御装置とを備えた無線通信システムであって、
前記第1の基地局と前記移動局との間の距離である第1の距離を計測する第1の距離計測部と、
前記第2の基地局と前記移動局との間の距離である第2の距離を計測する第2の距離計測部と、
前記第1の距離に基づき、前記第1の基地局からの第1の送信波の、前記移動局における位相である第1の位相を算出する第1の位相算出部と、
前記第2の距離に基づき、前記第2の基地局からの第2の送信波の、前記移動局における位相である第2の位相を算出する第2の位相算出部と、
前記第1の位相および前記第2の位相の位相差を算出する位相差算出部と、
前記第2の基地局からの第2の送信波の、前記移動局における受信信号強度を測定する受信信号強度測定部と、
前記第2の送信波の受信信号強度が所定の第1の値以上となり、かつ、前記第2の距離が所定の第1の値以下になったとき、あるいは、前記第2の送信波の受信信号強度が所定の第2の値未満となり、かつ、前記第2の距離が所定の第2の値より大きくなったときに、前記第2の位相と前記第1の位相との位相差に基づき、前記第2の基地局から前記移動局へ送信する第2の送信波の位相を変更する位相変更部とを備えることを特徴とする無線通信システム。
また、本願発明における無線通信システムの代表的な構成は、次のとおりである。すなわち、
第1の基地局と、前記第1の基地局に隣接する第2の基地局と、前記第1の基地局から前記第2の基地局の方へ移動し、前記第1の基地局および前記第2の基地局と無線通信を行う移動局と、前記第1の基地局および前記第2の基地局と通信接続された中央制御装置とを備えた無線通信システムであって、
前記第1の基地局は、前記移動局との間の距離である第1の距離を計測し、該計測した距離に基づき、前記第1の基地局からの第1の送信波の前記移動局における位相である第1の位相を算出して前記中央制御装置へ送信し、
前記第2の基地局は、前記移動局との間の距離である第2の距離を計測し、該計測した距離に基づき、前記第2の基地局からの第2の送信波の前記移動局における位相である第2の位相を算出し、
前記中央制御装置は、前記第1の基地局から受信した前記第1の位相を、前記第2の基地局へ送信し、
前記移動局は、前記第2の基地局からの第2の送信波の受信信号強度を測定して、該測定した受信信号強度情報を前記第2の基地局へ送信し、
前記第2の基地局は、前記移動局から受信した受信信号強度が所定値以上となり、かつ、前記第2の距離が所定値以下になったときに、前記第2の位相と前記中央制御装置から受信した前記第1の位相との位相差に基づき、前記移動局へ送信する送信波の位相を変更することを特徴とする無線通信システム。
また、本願発明における無線通信システムの代表的な構成は、次のとおりである。すなわち、
第1の基地局と、前記第1の基地局に隣接する第2の基地局と、前記第1の基地局と前記第2の基地局の間を移動可能であり、前記第1の基地局および前記第2の基地局と無線通信を行う移動局と、前記第1の基地局および前記第2の基地局と通信接続された中央制御装置とを備えた無線通信システムであって、
前記第1の基地局と前記移動局との間の距離である第1の距離を計測する第1の距離計測部と、
前記第2の基地局と前記移動局との間の距離である第2の距離を計測する第2の距離計測部と、
前記第1の距離に基づき、前記第1の基地局からの第1の送信波の、前記移動局における位相である第1の位相を算出する第1の位相算出部と、
前記第2の距離に基づき、前記第2の基地局からの第2の送信波の、前記移動局における位相である第2の位相を算出する第2の位相算出部と、
前記第1の位相および前記第2の位相の位相差を算出する位相差算出部と、
前記第2の基地局からの第2の送信波の、前記移動局における受信信号強度を測定する受信信号強度測定部と、
前記第2の送信波の受信信号強度が所定の第1の値以上となり、かつ、前記第2の距離が所定の第1の値以下になったとき、あるいは、前記第2の送信波の受信信号強度が所定の第2の値未満となり、かつ、前記第2の距離が所定の第2の値より大きくなったときに、前記第2の位相と前記第1の位相との位相差に基づき、前記第2の基地局から前記移動局へ送信する第2の送信波の位相を変更する位相変更部とを備えることを特徴とする無線通信システム。
上記のように構成すると、基地局間のビート干渉による受信切断を回避することができる。
列車無線システムの構成要素を示す図である。 本発明の実施形態に係る列車無線システムの構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る基地局無線機の送受信機能ブロック図である。 本発明の実施形態に係るシステム動作概念図である。 従来の列車無線システムの構成を示す図である。 従来の基地局無線機の送受信機能ブロック図である。
本発明の実施形態の一例である列車無線システムについて、図2を参照しながら説明する。図2は、本実施形態に係る列車無線システムの構成を示す図である。本実施形態では、移動局は車上局として構成される。なお、本実施形態の列車無線システムの構成要素は、図1に示す構成要素と同様である。本実施形態では、基地局がセル状に配置されるのではなく、複数の基地局が直列に、例えば線路に沿って配置されることを前提としている。
図2に示す列車無線システムの構成は、基本的には、図5と同じであるが、異なる部分の構成を以下に説明する。図2において、図5と同じ機能については、同じ符号を付し説明を省力する。
中央制御装置60から、網同期クロックタイミング62を各基地局1(基地局A、基地局C)及び各基地局2(基地局B、基地局D)へ分配しており、各基地局1及び各基地局2は、網同期クロックタイミング62と完全同期している。
各基地局A〜Dは、それぞれ遅延回路25を備えて遅延調整機能を有しており、各基地局A〜Dと中央制御装置60間の光ファイバ63による遅延路差をなくすよう構成されている。すなわち、各基地局A〜Dから車上局50への送信信号の送信タイミングは、位相を含め同じになっている。
本実施形態では、基地局2(基地局B、基地局D)の無線機の送信部に移相機能を実装しており、基地局1(基地局A、基地局C)の無線機の送信部には移相機能を実装していない。このように、基地局の配置は、従来の列車無線システムにおける基地局配置と異なり、位相固定型の基地局1と移相型の基地局2を交互に配置している。移相機能については詳細に後述する。
車上局50は、基地局1や基地局2と無線送受信を行うための無線機を備え、該無線機は、基地局1や基地局2から受信した電波の受信信号強度を測定する受信信号強度測定部を備える。
次に、本実施形態に係る基地局無線機の送受信機能を説明する。図3は、本実施形態に係る基地局2(基地局B、基地局D)の無線機の送受信機能ブロック図である。図3において、図6と同じ機能については、同じ符号を付し説明を省力する。
本実施形態では、図6の送信部110と比べ、基地局2の送信部10Bにおいて、移相器16、距離算出部19、位相算出部20、位相差算出部21、移相器イネーブル部22を追加している。
なお、基地局1(基地局A、基地局C)の送信部10Aは、図示を省略するが、図6の送信部110と比べ、距離算出部19、位相算出部20が追加され、移相器16と位相差算出部21と移相器イネーブル部22が追加されていない構成である。
基地局2の距離算出部19は、中央制御装置60からデジタル伝送されるフレームデータから、基地局2と車上局50間で無線信号が伝送される時間である、基地局-車上局間の信号伝播に要する時間Tbを取り込み、該時間Tbと無線伝播速度Vから、基地局2と車上局50間の距離Dbを算出する。Db=V×Tbにより算出できる。
詳しく説明すると、中央制御装置60からの距離計測指示信号1Bを受信すると、基地局2は車上局50へ距離計測要求信号2Bを送信し、距離計測要求信号2Bを受信した車上局50は、基地局2へ距離計測応答信号3Bを送信する。距離計測応答信号3Bを受信した基地局2は、中央制御装置60へ距離計測終了信号4Bを送信する。中央制御装置60は、距離計測指示信号1Bを送信してから距離計測終了信号4Bを受信するまでの時間を計測し、これに基づき、基地局-車上局間の信号伝播に要する時間Tbを算出する。
同様にして、基地局1の距離算出部19は、中央制御装置60からデジタル伝送されるフレームデータから、基地局1と車上局50間で無線信号が伝送される時間である、基地局-車上局間の信号伝播に要する時間Taを取り込み、該時間Taと無線伝播速度Vから、基地局1と車上局50間の距離Daを算出する。Da=V×Taにより算出できる。
詳しく説明すると、中央制御装置60からの距離計測指示信号1Aを受信すると、基地局1は車上局50へ距離計測要求信号2Aを送信し、距離計測要求信号2Aを受信した車上局50は、基地局1へ距離計測応答信号3Aを送信する。距離計測応答信号3Aを受信した基地局1は、中央制御装置60へ距離計測終了信号4Aを送信する。中央制御装置60は、距離計測指示信号1Aを送信してから距離計測終了信号4Aを受信するまでの時間を計測し、これに基づき、基地局-車上局間の信号伝播に要する時間Taを算出する。
基地局2の位相算出部20は、基地局2の送信周波数F1と距離算出部19で算出した距離Dbに基づき、該基地局2からの送信波の送信時点における位相を基準(ゼロ)としたときに、車上局50で受信された時点における位相θbを算出する。
同様にして、基地局1の位相算出部20は、基地局1の送信周波数F1と距離算出部19で算出した距離Daに基づき、該基地局1からの送信波の送信時点における位相を基準(ゼロ)としたときに、車上局50で受信された時点における位相θaを算出し、中央制御装置60へ送信する。
基地局2の位相差算出部21は、基地局1からの送信波の位相θaと基地局2からの送信波の位相θbの位相差θを算出し、移相器16に入力する。なお、基地局1からの送信波の位相θaは、中央制御装置60から基地局2へ送信されたものである。
移相器イネーブル部22は、基地局2の受信部30から、車上局50からのRSSI(Received Signal Strength Indication:受信信号強度)情報を取得して、該RSSIが所定の閾値を超えているか否かの閾値範囲判定を行い、且つ、基地局2と車上局50間の距離Dbにより、車上局50がビート干渉領域70に接近しているか否かを判定し、両方の条件を満たせば、移相器16をイネーブルとする機能を有する。
詳しくは、車上局50から受信した、基地局2からの送信波の車上局50における受信信号強度が所定の第1の値以上となり、かつ、距離Dbが所定の第1の値以下になったとき、あるいは、車上局50から受信した、基地局2からの送信波の車上局50における受信信号強度が所定の第2の値未満となり、かつ、距離Dbが所定の第2の値より大きくなったときに、移相器16をイネーブルとするイネーブル信号を出力する。前記受信信号強度の所定の第1の値と第2の値は、同じ値であってもよい。
移相器16は、変調部の構成要素である差動符号化部15の後段であって、送信出力部17の前段に配置される。移相器16の位置は、差動符号化部15の後段であればよく、送信出力部17の内部に配置することも可能である。移相器16は、前段の差動符号化部15から来るIQマッピング信号に対して、移相機能がイネーブルになった場合に、つまり、移相器イネーブル部22からのイネーブル信号が入力された場合に、上記位相差θが解消されるように(位相差θがゼロとなるように)、基地局2の送信部10Bから出力する送信信号の位相を、例えば上記位相差θ分ほど移相させる機能を持つ。
例えば、車上局50で受信される基地局1からの送信信号は、E*(cos(θa)+j*sin(θa))で表すことができ、基地局2からの送信信号は、E*sin(θa+θ)+F*sin(θa+θ)で表すことができる。ここで、θa+θ=θbである。移相器16は、基地局1からの送信信号と基地局2からの送信信号の位相差θがゼロとなるように、基地局2からの送信信号の位相を移相させる。
なお、上記位相差θは算出値であり実際の位相差とは食い違うこともありうる。したがって、上述の移相動作において、基地局2の無線機は、車上局50からのRSSI情報が良い値になるように、上記位相差θが解消される方向に移相させ、車上局50からのRSSI情報が最も良い値となったときに、移相器16の移相を停止させることが好ましい。
次に、本実施形態のシステム動作を、図4を用いて説明する。図4は、本実施形態のシステム動作概念図であり、図2において、基地局Aと基地局B間に車上局Mが存在する場合である。基地局Aは、上述した位相固定型の基地局1であり、基地局Bは、上述した移相型の基地局2である。
基地局Aと基地局Bは、共に車上局Mに対して常時送信しており、送信周波数はF1、受信周波数はF2の無線機を搭載している基地局である。車上局Mは、受信周波数F1、送信周波数F2の無線機を搭載している。
まず、中央制御装置60から、基地局Aに対し距離計測指示信号1Aが送信され、基地局Bに対し距離計測指示信号1Bが送信され、距離計測指示信号1Aを受信した基地局Aは、車上局Mに対し距離計測要求信号(距離計測REQ)2Aを送信する(ステップS1a)。同様に、距離計測指示信号1Bを受信した基地局Bは、車上局Mに対し距離計測要求信号(距離計測REQ)2Bを送信する(ステップS1b)。
距離計測要求信号2Aを受信した車上局Mは、基地局Aに対し、距離計測応答信号(距離計測RSP)3Aを送信し(ステップS2a)、基地局Bに対し、距離計測応答信号(距離計測RSP)3Bを送信する(ステップS2b)。車上局Mから距離計測応答信号3A、3Bを受信した基地局Aと基地局Bは、それぞれ、中央制御装置60に対し、距離計測終了信号4A、4Bを送信する。
距離計測終了信号4Aを受信した中央制御装置60は、基地局Aに対し距離計測指示信号1Aを送信した時刻と、基地局Aから距離計測終了信号4Aを受信した時刻の差に基づいて、基地局A‐車上局M間の信号伝播に要する時間Taを算出し、基地局Aに送信し通知する。
同様に、中央制御装置60は、基地局Bに対し距離計測指示信号1Bを送信した時刻と、基地局Bから距離計測終了信号4Bを受信した時刻の差に基づいて、基地局B‐車上局M間の信号伝播に要する時間Tbを算出し、基地局Bに送信し通知する。
基地局Aは、中央制御装置60から受信した時間Taと、大気中での無線伝播速度Vに基づき、基地局A‐車上局M間の距離Daを算出する(ステップS3a)。同様に、基地局Bは、中央制御装置60から受信した時間Tbと、大気中での無線伝播速度Vに基づき、基地局B‐車上局M間の距離Dbを算出する(ステップS3b)。
次に、基地局Aは、車上局Mにおいて基地局Aからの送信波の位相がどのように見えるかを推測する為に、車上局Mにおける基地局Aからの送信波の位相θaを算出し(ステップS4a)、中央制御装置60へ送信する。このとき、位相θaを算出する為に、基地局Aの送信周波数F1と基地局A‐車上局M間の距離Daを用いる。
同様に、基地局Bは、車上局Mにおいて基地局Bからの送信波の位相がどのように見えるかを推測する為に、車上局Mにおける基地局Bからの送信波の位相θbを算出する(ステップS4b)。このとき、位相θbを算出する為に、基地局Bの送信周波数F1と基地局B‐車上局M間の距離Dbを用いる。
中央制御装置60は、基地局Aから受信した位相θaを基地局Bへ送信する。
本実施形態では、移相機能を持っている移相型の基地局は、基地局Bであるので、基地局Bは、中央制御装置60から位相θaを受信し、車上局Mにおける基地局Aからの送信波の位相θaと基地局Bからの送信波の位相θbとの位相差θを算出する(ステップS5b)。
また、基地局Bは車上局Mから、基地局Bからの送信波の車上局Mにおける受信信号強度であるRSSI情報を受信し(ステップS6b)、所定の高/低閾値に基づき、車上局Mからの該RSSIの下降又は上昇を監視する。なお、基地局Aは車上局Mから、基地局Aからの送信波の車上局Mにおける受信信号強度であるRSSI情報を受信している(ステップS6a)が、これは、基地局Bが受信機などの故障により、RSSI情報を取得できなくなった場合に、基地局A側のRSSI情報を中央制御装置側へ送り、その情報を元に、補正して基地局BでのRSSI情報を作り出す為である。
例えば、車上局Mが基地局Bから基地局Aに向けて移動中の場合は、基地局Bは、車上局MからのRSSIの下降を監視し、RSSIが所定の第1の閾値よりも低下し、かつ、基地局B‐車上局M間の距離Dbが、基地局Aと基地局Bの間の中央付近を指し示したときに、つまり、距離Dbが所定の第1の値より大きくなったときに、移相機能をイネーブルにし、位相差θが解消するように、基地局Bからの送信波の位相を変更する。
また、車上局Mが基地局Aから基地局Bに向けて移動中の場合は、基地局Bは、車上局MからのRSSIの上昇を監視し、RSSIが所定の第2の閾値以上に上昇し、かつ、基地局B‐車上局M間の距離Dbが、基地局Aと基地局Bの間の中央付近を指し示したときに、つまり、距離Dbが所定の第2の値以下になったときに、移相機能をイネーブルにし、位相差θが解消するように、基地局Bからの送信波の位相を変更する。
前記RSSIの第1の閾値と第2の閾値は異なる値としている。その理由は、閾値を異なる値としてヒステリシスを組んで移相器を動作させるかさせないかを判断するためである。また、前記距離Dbの第2の値は、第1の値よりも大きく設定される。
このように、基地局Bからの送信波の位相を変更することにより、基地局Aと基地局Bからの送信波が干渉するビート干渉を回避することができる。
なお、上述した基地局と車上局間の距離計測動作は、車上局Mが基地局Aと基地局Bの間の中央付近に近づくまでは、車上局Mが基地局Aと基地局Bの間の中央付近に近づいた後よりも少ない頻度で繰り返し行うようにすると、基地局の消費電力を低減するうえで好ましい。
また、上述したRSSIの所定の閾値との比較動作は、車上局Mが基地局Aと基地局Bの間の中央付近に近づいた後に行うようにすると、基地局の消費電力を低減するうえで好ましい。
また、上述した位相θaや位相θbの算出動作や、位相差θの算出動作は、RSSIが所定の閾値を超えており、かつ、車上局がビート干渉領域に接近して基地局と車上局間の距離が所定の値を超えているときのみ、つまり、基地局からの送信波の位相を変更する移相動作を行うときにのみ行うようにすると、基地局の消費電力を低減するうえで好ましい。
本実施形態によれば、少なくとも次の効果を得ることができる。
(1)列車無線システムにおいて基地局間のビート干渉による受信切断を回避することができ、特に、緊急の列車停車時や低速運転時において長時間の受信切断を回避することが可能となる。
(2)車上局MからのRSSIが所定の閾値よりも上昇又は下降し、かつ、基地局B‐車上局M間の距離Dbが基地局Aと基地局Bの間の中央付近を指し示したときに、基地局Bからの送信波の位相を変更するようにしたので、車上局MからのRSSIが所定の閾値よりも上昇又は下降したときか、又は、基地局B‐車上局M間の距離Dbが、基地局Aと基地局Bの間の中央付近を指し示したときのいずれか一方により、基地局Bからの送信波の位相を変更するよりも、確実に基地局間のビート干渉による受信切断を回避することができる。
(3)位相固定型の基地局と移相型の基地局を交互に配置したので、移相型の基地局のみを配置した場合に比べ、設備費用を抑えることができる。
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変更が可能であることはいうまでもない。
前記実施形態では、基地局と車上局との間の距離を、基地局と車上局との間の信号の送受信時刻の差により計測したが、位置精度が向上すればGPS(Global Positioning System)により距離を計測してもよく、あるいは、線路沿いに設置した位置標識等により距離を計測してもよい。
前記実施形態では、基地局と車上局との間の距離(Da、Db)や、基地局からの送信波の車上局における位相(θa、θb)や、基地局からの送信波の車上局における位相差(θaとθbの差)を各基地局で算出したが、中央制御装置60で計測し、基地局へ送信するようにしてもよい。
前記実施形態では、基地局と車上局との間の信号の送受信時刻の差を、中央制御装置60で計測したが、各基地局で計測してもよい。
前記実施形態では、車上局MからのRSSIが所定の閾値よりも上昇又は下降し、かつ、基地局B‐車上局M間の距離Dbが、基地局Aと基地局Bの間の中央付近を指し示したときに、基地局Bからの送信波の位相を変更するようにしたが、本発明を適用するシステムの状況によっては、車上局MからのRSSIが所定の閾値よりも上昇又は下降したときか、又は、基地局B‐車上局M間の距離Dbが、基地局Aと基地局Bの間の中央付近を指し示したときのいずれか一方により、基地局Bからの送信波の位相を変更するようにすることも可能である。
前記実施形態では、位相固定型の基地局と移相型の基地局を交互に配置したが、全ての基地局を移相型で構成してもよい。
前記実施形態では、基地局と中央制御装置を有線接続したが、無線接続してもよい。
なお、本発明は、本発明に係る処理を実行するシステムとしてだけでなく、装置、方法として、或いは、このような装置、方法やシステムを実現するためのプログラムや当該プログラムを記録する記録媒体などとして把握することができる。
本明細書の記載事項には、少なくとも次の発明が含まれる。
第1の発明は、
第1の基地局と、前記第1の基地局に隣接する第2の基地局と、前記第1の基地局と前記第2の基地局の間を移動可能であり、前記第1の基地局および前記第2の基地局と無線通信を行う移動局と、前記第1の基地局および前記第2の基地局と通信接続された中央制御装置とを備えた無線通信システムであって、
前記第1の基地局は、前記移動局との間の距離である第1の距離を計測し、該計測した距離に基づき、前記第1の基地局からの第1の送信波の前記移動局における位相である第1の位相を算出して前記中央制御装置へ送信し、
前記第2の基地局は、前記移動局との間の距離である第2の距離を計測し、該計測した距離に基づき、前記第2の基地局からの第2の送信波の前記移動局における位相である第2の位相を算出し、
前記中央制御装置は、前記第1の基地局から受信した前記第1の位相を、前記第2の基地局へ送信し、
前記移動局は、前記第2の基地局からの第2の送信波の受信信号強度を測定して、該測定した受信信号強度情報を前記第2の基地局へ送信し、
前記第2の基地局は、前記移動局から受信した受信信号強度が所定の第1の値以上となり、かつ、前記第2の距離が所定の第1の値以下になったとき、あるいは、前記移動局から受信した受信信号強度が所定の第2の値未満となり、かつ、前記第2の距離が所定の第2の値より大きくなったときに、前記第2の位相と前記中央制御装置から受信した前記第1の位相との位相差に基づき、前記移動局へ送信する送信波の位相を変更することを特徴とする無線通信システム。
なお、前記受信信号強度の所定の第1の値と第2の値は、同じ値であってもよい。
第2の発明は、第1の発明の無線通信システムであって、
前記中央制御装置は、前記第1の基地局および前記第2の基地局に対してそれぞれ、距離計測指示情報を送信し、
前記第1の基地局および前記第2の基地局は、前記中央制御装置から受信した距離計測指示情報に基づき、前記移動局に対してそれぞれ、距離計測要求情報を送信し、
前記移動局は、前記距離計測要求情報を受信すると、前記第1の基地局および前記第2の基地局に対してそれぞれ、距離計測応答情報を送信し、
前記第1の基地局および前記第2の基地局は、前記移動局から受信した距離計測応答情報に基づき、前記中央制御装置に対してそれぞれ、距離計測終了情報を送信し、
前記第1の基地局および前記第2の基地局は、前記距離計測要求情報を送信してから前記距離計測応答情報を受信するまでに要した時間に基づき、それぞれ、前記第1の距離および前記第2の距離を算出することを特徴とする無線通信システム。
第3の発明は、第2の発明の無線通信システムであって、
前記距離計測要求情報を送信してから前記距離計測応答情報を受信するまでに要した時間は、前記中央制御装置が距離計測指示情報を送信してから距離計測終了情報を受信するまでの時間に基づき、前記中央制御装置で算出され、前記第1の基地局および前記第2の基地局へ送信されたものであることを特徴とする無線通信システム。
第4の発明は、第2の発明の無線通信システムであって、
前記距離計測要求情報を送信してから前記距離計測応答情報を受信するまでに要した時間は、前記第1の基地局および前記第2の基地局で算出されたものであることを特徴とする無線通信システム。
第5の発明は、第1の発明ないし第4の発明の無線通信システムであって、
前記第2の基地局は、前記移動局へ送信する送信波の位相を変更する位相変更機能を備え、前記第1の基地局は、前記移動局へ送信する送信波の位相が固定されていることを特徴とする無線通信システム。
第6の発明は、第1の発明ないし第5の発明の無線通信システムであって、
前記位相変更機能を備える第2の基地局と、前記移動局へ送信する送信波の位相が固定されている第1の基地局を、それぞれ複数備え、前記第2の基地局と前記第1の基地局が交互に直列に配置されていることを特徴とする無線通信システム。
第7の発明は、第1の発明ないし第6の発明の無線通信システムであって、
前記移動局は、列車に搭載された車上局であり、前記第2の基地局と前記第1の基地局が、列車の線路沿いに配置されていることを特徴とする無線通信システム。
第8の発明は、
第1の基地局と、前記第1の基地局に隣接する第2の基地局と、前記第1の基地局から前記第2の基地局の方へ移動し、前記第1の基地局および前記第2の基地局と無線通信を行う移動局と、前記第1の基地局および前記第2の基地局と通信接続された中央制御装置とを備えた無線通信システムであって、
前記第1の基地局は、前記移動局との間の距離である第1の距離を計測し、該計測した距離に基づき、前記第1の基地局からの第1の送信波の前記移動局における位相である第1の位相を算出して前記中央制御装置へ送信し、
前記第2の基地局は、前記移動局との間の距離である第2の距離を計測し、該計測した距離に基づき、前記第2の基地局からの第2の送信波の前記移動局における位相である第2の位相を算出し、
前記中央制御装置は、前記第1の基地局から受信した前記第1の位相を、前記第2の基地局へ送信し、
前記移動局は、前記第2の基地局からの第2の送信波の受信信号強度を測定して、該測定した受信信号強度情報を前記第2の基地局へ送信し、
前記第2の基地局は、前記移動局から受信した受信信号強度が所定値以上となり、かつ、前記第2の距離が所定値以下になったときに、前記第2の位相と前記中央制御装置から受信した前記第1の位相との位相差に基づき、前記移動局へ送信する送信波の位相を変更することを特徴とする無線通信システム。
第9の発明は、
第1の基地局と、前記第1の基地局に隣接する第2の基地局と、前記第1の基地局から前記第2の基地局の方へ移動し、前記第1の基地局および前記第2の基地局と無線通信を行う移動局と、前記第1の基地局および前記第2の基地局と有線通信を行う中央制御装置とを備えた無線通信システムで用いられる第2の基地局であって、
前記移動局との間の距離を計測し、該計測した距離に基づき、前記第2の基地局からの送信波の前記移動局における位相である第2の位相を算出し、
前記中央制御装置から、前記第1の基地局からの送信波の前記移動局における位相である第1の位相を受信し、
前記移動局から、前記第2の基地局からの送信波の前記移動局における受信信号強度を受信し、
前記移動局から受信した受信信号強度が所定値以上となり、前記移動局との間の距離が所定値以下になったときに、前記第2の位相と前記第1の位相との位相差に基づき、前記移動局へ送信する送信波の位相を変更することを特徴とする基地局。
第10の発明は、
第1の基地局と、前記第1の基地局に隣接する第2の基地局と、前記第1の基地局と前記第2の基地局の間を移動可能であり、前記第1の基地局および前記第2の基地局と無線通信を行う移動局と、前記第1の基地局および前記第2の基地局と通信接続された中央制御装置とを備えた無線通信システム又は無線通信方法であって、
前記第1の基地局と前記移動局との間の距離である第1の距離、および前記第2の基地局と前記移動局との間の距離である第2の距離を計測する距離計測ステップと、
前記計測した距離に基づき、前記第1の基地局からの第1の送信波の前記移動局における位相である第1の位相、および前記第2の基地局からの第2の送信波の前記移動局における位相である第2の位相を算出する位相算出ステップと、
前記第1の位相および前記第2の位相の位相差を算出する位相差算出ステップと、
前記第2の基地局からの第2の送信波の前記移動局における受信信号強度を測定する受信信号強度測定ステップと、
前記第2の基地局が、前記移動局から受信した受信信号強度が所定の第1の値以上となり、かつ、前記第2の距離が所定の第1の値以下になったとき、あるいは、前記移動局から受信した受信信号強度が所定の第2の値未満となり、かつ、前記第2の距離が所定の第2の値より大きくなったときに、前記第2の位相と前記中央制御装置から受信した前記第1の位相との位相差に基づき、前記移動局へ送信する送信波の位相を変更する位相変更ステップとを備えることを特徴とする無線通信システム又は無線通信方法。
なお、前記受信信号強度の所定の第1の値と第2の値は、同じ値であってもよい。
第11の発明は、
第1の基地局と、前記第1の基地局に隣接する第2の基地局と、前記第1の基地局と前記第2の基地局の間を移動可能であり、前記第1の基地局および前記第2の基地局と無線通信を行う移動局と、前記第1の基地局および前記第2の基地局と通信接続された中央制御装置とを備えた無線通信システムであって、
前記第1の基地局と前記移動局との間の距離である第1の距離を計測する第1の距離計測部と、
前記第2の基地局と前記移動局との間の距離である第2の距離を計測する第2の距離計測部と、
前記第1の距離に基づき、前記第1の基地局からの第1の送信波の、前記移動局における位相である第1の位相を算出する第1の位相算出部と、
前記第2の距離に基づき、前記第2の基地局からの第2の送信波の、前記移動局における位相である第2の位相を算出する第2の位相算出部と、
前記第1の位相および前記第2の位相の位相差を算出する位相差算出部と、
前記第2の基地局からの第2の送信波の、前記移動局における受信信号強度を測定する受信信号強度測定部と、
前記第2の送信波の受信信号強度が所定の第1の値以上となり、かつ、前記第2の距離が所定の第1の値以下になったとき、あるいは、前記第2の送信波の受信信号強度が所定の第2の値未満となり、かつ、前記第2の距離が所定の第2の値より大きくなったときに、前記第2の位相と前記第1の位相との位相差に基づき、前記第2の基地局から前記移動局へ送信する第2の送信波の位相を変更する位相変更部とを備えることを特徴とする無線通信システム。
なお、前記受信信号強度の所定の第1の値と第2の値は、同じ値であってもよい。
1・・基地局、2・・基地局、10・・送信部、11・・入力部、12・・チャネルコーデック部、13・・S/P変換部、14・・シンボルマッピング部、15・・差動符号化部、16・・移相器、17・・送信出力部、18・・送信アンテナ、19・・距離算出部、20・・位相算出部、21・・位相差算出部、22・・移相器イネーブル部、25・・遅延回路、30・・受信部、31・・受信アンテナ、32・・アナログRF部、33・・A/D部、34・・直交変調部、35・・受信フィルタ、36・・遅延検波部、37・・符号判定部、38・・チャネルデコード部、50・・車上局、60・・中央制御装置、61・・通信卓、62・・網クロックタイミング送出部、63・・光ファイバ、70・・ビート干渉領域、71・・線路、110・・送信部、125・・高安定水晶発振器回路、130・・受信部、138・・チャネルデコード部、162・・網タイミング送出部。

Claims (7)

  1. 第1の基地局と、前記第1の基地局に隣接する第2の基地局と、前記第1の基地局と前記第2の基地局の間を移動可能であり、前記第1の基地局および前記第2の基地局と無線通信を行う移動局と、前記第1の基地局および前記第2の基地局と通信接続された中央制御装置とを備えた無線通信システムであって、
    前記第1の基地局または前記中央制御装置が、前記第1の基地局と前記移動局との間の距離である第1の距離を計測する第1の距離計測部を備え
    前記第2の基地局または前記中央制御装置が、前記第2の基地局と前記移動局との間の距離である第2の距離を計測する第2の距離計測部を備え
    前記第1の基地局または前記中央制御装置が、前記第1の距離に基づき、前記第1の基地局からの第1の送信波の、前記移動局における位相である第1の位相を算出する第1の位相算出部を備え
    前記第2の基地局または前記中央制御装置が、前記第2の距離に基づき、前記第2の基地局からの第2の送信波の、前記移動局における位相である第2の位相を算出する第2の位相算出部を備え
    前記第2の基地局または前記中央制御装置が、前記第1の位相および前記第2の位相の位相差を算出する位相差算出部を備え
    前記移動局が、前記第2の基地局からの第2の送信波の、前記移動局における受信信号強度を測定する受信信号強度測定部を備え
    前記第2の基地局が、前記第2の送信波の受信信号強度が所定の第1の値以上となり、かつ、前記第2の距離が所定の第1の値以下になったとき、あるいは、前記第2の送信波の受信信号強度が所定の第2の値未満となり、かつ、前記第2の距離が所定の第2の値より大きくなったときに、前記第2の位相と前記第1の位相との位相差に基づき、前記第2の基地局から前記移動局へ送信する第2の送信波の位相を変更する位相変更部を備えることを特徴とする無線通信システム。
  2. 前記中央制御装置は、前記第1の基地局および前記第2の基地局に対してそれぞれ、距離計測指示情報を送信し、
    前記第1の基地局および前記第2の基地局は、前記中央制御装置から受信した距離計測指示情報に基づき、前記移動局に対してそれぞれ、距離計測要求情報を送信し、
    前記移動局は、前記距離計測要求情報を受信すると、前記第1の基地局および前記第2の基地局に対してそれぞれ、距離計測応答情報を送信し、
    前記第1の基地局および前記第2の基地局は、前記移動局から受信した距離計測応答情報に基づき、前記中央制御装置に対してそれぞれ、距離計測終了情報を送信し、
    前記第1の基地局および前記第2の基地局は、前記距離計測要求情報を送信してから前記距離計測応答情報を受信するまでに要した時間に基づき、それぞれ、前記第1の距離および前記第2の距離を算出することを特徴とする、請求項1記載の無線通信システム。
  3. 前記距離計測要求情報を送信してから前記距離計測応答情報を受信するまでに要した時間は、前記中央制御装置が距離計測指示情報を送信してから距離計測終了情報を受信するまでの時間に基づき、前記中央制御装置で算出され、前記第1の基地局および前記第2の基地局へ送信されたものであることを特徴とする、請求項2記載の無線通信システム。
  4. 前記距離計測要求情報を送信してから前記距離計測応答情報を受信するまでに要した時間は、前記第1の基地局および前記第2の基地局で算出されたものであることを特徴とする、請求項2記載の無線通信システム。
  5. 記第1の基地局は、前記第1の送信波の位相が固定されていることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の無線通信システム。
  6. 記第2の基地局と、前記第1の基地局を、それぞれ複数備え、前記第2の基地局と前記第1の基地局が交互に直列に配置されていることを特徴とする、請求項5に記載の無線通信システム。
  7. 第1の基地局と、前記第1の基地局に隣接する第2の基地局と、前記第1の基地局から前記第2の基地局の方へ移動し、前記第1の基地局および前記第2の基地局と無線通信を行う移動局と、前記第1の基地局および前記第2の基地局と通信接続された中央制御装置とを備えた無線通信システムであって、
    前記第1の基地局は、前記移動局との間の距離である第1の距離を計測し、該計測した距離に基づき、前記第1の基地局からの第1の送信波の前記移動局における位相である第1の位相を算出して前記中央制御装置へ送信し、
    前記第2の基地局は、前記移動局との間の距離である第2の距離を計測し、該計測した距離に基づき、前記第2の基地局からの第2の送信波の前記移動局における位相である第2の位相を算出し、
    前記中央制御装置は、前記第1の基地局から受信した前記第1の位相を、前記第2の基地局へ送信し、
    前記移動局は、前記第2の基地局からの第2の送信波の受信信号強度を測定して、該測定した受信信号強度情報を前記第2の基地局へ送信し、
    前記第2の基地局は、前記移動局から受信した受信信号強度が所定値以上となり、かつ、前記第2の距離が所定値以下になったときに、前記第2の位相と前記中央制御装置から受信した前記第1の位相との位相差に基づき、前記移動局へ送信する送信波の位相を変更することを特徴とする無線通信システム。
JP2011148289A 2011-07-04 2011-07-04 無線通信システム Active JP5797479B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011148289A JP5797479B2 (ja) 2011-07-04 2011-07-04 無線通信システム

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011148289A JP5797479B2 (ja) 2011-07-04 2011-07-04 無線通信システム

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2013017025A JP2013017025A (ja) 2013-01-24
JP2013017025A5 JP2013017025A5 (ja) 2014-08-21
JP5797479B2 true JP5797479B2 (ja) 2015-10-21

Family

ID=47689262

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011148289A Active JP5797479B2 (ja) 2011-07-04 2011-07-04 無線通信システム

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5797479B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015118582A1 (ja) * 2014-02-05 2015-08-13 三菱電機株式会社 基地局、通信システム、通信方法
JP6929483B2 (ja) * 2019-03-13 2021-09-01 三菱電機株式会社 送信装置、基地局、制御回路およびプログラム

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2606590B2 (ja) * 1994-06-30 1997-05-07 日本電気株式会社 局間同期方法
JP2011044759A (ja) * 2009-08-19 2011-03-03 Tokyo Rader Kk ダイバーシチ受信システム

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013017025A (ja) 2013-01-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9743335B2 (en) Mobile station, base station, wireless communication system, and communication method
US20160173227A1 (en) Point-to-point radio system, communication apparatus, and communication control method
US8374291B1 (en) Methods for bit synchronization and symbol detection in multiple-channel radios and multiple-channel radios utilizing the same
CN101378276B (zh) 高速移动体多普勒频差校正方法
EP2343835B1 (en) Method and system for frequency offset estimation and compensation in mobile communications
CN102006116A (zh) 频偏预补偿的方法与装置
JP5590139B2 (ja) 無線通信方法、中継局、移動局および移動通信システム
JP2015075380A (ja) リアルタイムキネマティックシステム及び位置測定方法
WO2013169225A1 (en) Doppler shift correction sub-system for communication device
JP5797479B2 (ja) 無線通信システム
CN101316136A (zh) 使无线电通信系统同步的方法、相应的基站和终端
US8483607B2 (en) Wireless communication method and relay apparatus
US9608852B2 (en) Base-station control device, wireless communication system, and base station
JP5796179B2 (ja) 通信装置
WO2013071490A1 (zh) 一种无线移动通信网络覆盖的实现系统及方法
RU117759U1 (ru) Цифровая радиорелейная станция
KR101756807B1 (ko) 무선 통신 시스템의 전송 전력 제어 장치 및 방법
JP2001119333A (ja) 移動体通信システムおよびドップラーシフト補正通信方法
JP2003309517A (ja) 移動体通信における移動局、システム及び周波数補正方法
JP2010226440A (ja) 送信電力制御方法及び無線通信システム
JP5106892B2 (ja) 移動中継伝送システム
CN202374290U (zh) 一种基于双天线的多普勒频移补偿器
JP5684042B2 (ja) 受信装置及び伝送システム
KR101266826B1 (ko) 선박용 위성안테나 이중화제어시스템에서 음영각에 따른 이중화 절체방법
JP2010109546A (ja) 無線機及びその制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140703

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140703

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20150204

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150210

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150409

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150721

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150819

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5797479

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250