JP6274997B2 - 無線チャンネル割り当て方法、無線チャンネル割り当て装置、及び通信システム - Google Patents

Description

本発明は、複数のセル内無線ネットワークにおける無線チャンネル割り当て方法、複数のセル内無線ネットワークに無線チャンネルを割り当てる無線チャンネル割り当て装置、及び複数のセル内無線ネットワークと無線チャンネル割り当て装置とを含む通信システムに関するものである。

無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）のような無線ネットワークにおいて、アクセスポイントは、無線ネットワーク内の複数のステーション端末（無線端末）と個別の無線チャンネルで通信する。位置が互いに隣接する複数の無線ネットワークにおいては、複数の無線ネットワークで使用される複数の送信電波が互いに干渉し合わないようにするための対策が必要である。

従来、位置が互いに隣接する無線ネットワークの間における電波の干渉を低減するために、周辺に位置する無線ネットワークで使用中の無線チャンネルに関する情報を収集し、現在設定されている無線チャンネルとして、周辺に位置する無線ネットワークで使用中の無線チャンネルと干渉の少ない他の無線チャンネルを選択する方法の提案がある（例えば、特許文献１参照）。

また、他の無線ＬＡＮ通信装置が使用している基本チャンネルから、前記他の無線ＬＡＮ通信装置が使用する可能性のある拡張チャンネルの数だけ間（無線周波数）を空けた無線チャンネルを、自装置の基本チャンネルとして決定する無線ＬＡＮ通信装置の提案がある（例えば、特許文献２参照）。

特開２００４−２７４７６５号公報 特開２００７−０９６７８６号公報

しかしながら、上記従来技術は、複数の無線ネットワークの内の１つの無線ネットワーク又は１つの無線ＬＡＮ通信装置の通信性能を向上させるための技術であり、複数の無線ネットワークを含む通信システム全体の通信性能を最適化する技術ではない。したがって、例えば、複数の無線ネットワークの各々又は複数の無線ＬＡＮ通信装置の各々が上記従来技術にしたがって独自に無線チャンネルを選択した場合には、位置が互いに隣接する複数の無線ネットワークの各々が同じ無線周波数帯域の無線チャンネルを選択することがあり得る。また、ある無線ネットワーク、又は、ある無線ＬＡＮ通信装置が、電波干渉が発生し難い無線チャンネルを選択して良好な通信性能を実現した場合には、他の無線ネットワーク、又は、他の無線ＬＡＮ通信装置は、最適な無線チャンネルを設定することができず良好な通信性能を実現することができない場合がある。

また、例えば、互いに干渉し合わない複数の異なる無線周波数帯域の無線チャンネルを使用可能とする通信システムによるデータ配信（例えば、２．４ＧＨｚ帯の無線ＬＡＮによるデータ配信）に際して、複数の無線チャンネルの内の１つに使用が集中すると、使用が集中している無線チャンネルによるデータ配信に長時間を要するので、全てのデータ配信後に実行されるサービスの開始が遅れるという問題が発生する。

そこで、本発明は、上記従来技術の課題を解決するためになされたものであり、複数のセル内無線ネットワークを含む通信システムの全体における通信性能を向上させることができる無線チャンネル割り当て方法、無線チャンネル割り当て装置、及び通信システムを提供することを目的とする。

本発明の一の態様に係る無線チャンネル割り当て方法は、無線端末を含む複数のセル内無線ネットワークと、セル間ネットワークと、前記複数のセル内無線ネットワークと前記セル間ネットワークとの間の通信を中継する複数のゲートウェイ端末とを有し、前記複数のゲートウェイ端末が前記複数のセル内無線ネットワークで使用される各無線チャンネルを設定し、列車に搭載される通信システムにおいて、前記複数のセル内無線ネットワークの各々に無線チャンネルを割り当てる無線チャンネル割り当て方法であって、前記複数のセル内無線ネットワークのうちの、構築される位置が隣接するセル内無線ネットワーク同士が互いに異なる無線チャンネルとなるように、前記複数のセル内無線ネットワークに無線チャンネルを割り当てる複数の無線チャンネル割り当てパターンを決定する第１の処理を実行するステップと、前記複数の無線チャンネル割り当てパターンの中から１つの無線チャンネル割り当てパターンを選択し、前記選択された無線チャンネル割り当てパターンに基づく無線チャンネル割り当て変更指令信号を前記複数のゲートウェイ端末に供給する第２の処理を、前記複数の無線チャンネル割り当てパターンの中から選択される前記無線チャンネル割り当てパターンを順次異なる無線チャンネル割り当てパターンに切り替えながら繰り返すステップと、前記列車の位置情報を取得するステップとを有し、前記列車の位置情報が予め定められた条件を満たすときに、前記第２の処理を実行することを特徴とする。

本発明の他の態様に係る無線チャンネル割り当て装置は、無線端末を含む複数のセル内無線ネットワークと、セル間ネットワークと、前記複数のセル内無線ネットワークと前記セル間ネットワークとの間の通信を中継する複数のゲートウェイ端末とを有し、前記複数のゲートウェイ端末が前記複数のセル内無線ネットワークで使用される各無線チャンネルを設定し、列車に搭載される通信システムにおいて、前記複数のセル内無線ネットワークの各々に無線チャンネルを割り当てる無線チャンネル割り当て装置であって、前記複数のセル内無線ネットワークのうちの、構築される位置が隣接するセル内無線ネットワーク同士が互いに異なる無線チャンネルとなるように、前記複数のセル内無線ネットワークに無線チャンネルを割り当てる複数の無線チャンネル割り当てパターンを決定する第１の処理を実行する無線チャンネル割り当てパターン決定部と、前記複数の無線チャンネル割り当てパターンの中から１つの無線チャンネル割り当てパターンを選択し、前記選択された無線チャンネル割り当てパターンに基づく無線チャンネル割り当て変更指令信号を前記複数のゲートウェイ端末に供給する第２の処理を、前記複数の無線チャンネル割り当てパターンの中から選択される前記無線チャンネル割り当てパターンを順次異なる無線チャンネル割り当てパターンに切り替えながら繰り返す無線チャンネル割り当て変更通知制御部と、前記列車の位置情報を取得する位置情報取得部とを有し、前記位置情報取得部が取得した前記列車の位置情報が予め定められた条件を満たすときに、前記第２の処理を実行することを特徴とする。

本発明の他の態様に係る通信システムは、無線端末を含む複数のセル内無線ネットワークと、セル間ネットワークと、前記複数のセル内無線ネットワークと前記セル間ネットワークとの間の通信を中継する複数のゲートウェイ端末と、前記複数のセル内無線ネットワークの各々に無線チャンネルを割り当てる無線チャンネル割り当て装置と、を有し、列車に搭載される通信システムであって、前記無線チャンネル割り当て装置は、前記複数のセル内無線ネットワークのうちの、構築される位置が隣接するセル内無線ネットワーク同士が互いに異なる無線チャンネルとなるように、前記複数のセル内無線ネットワークに無線チャンネルを割り当てる複数の無線チャンネル割り当てパターンを決定する第１の処理を実行する無線チャンネル割り当てパターン決定部と、前記複数の無線チャンネル割り当てパターンの中から１つの無線チャンネル割り当てパターンを選択し、前記選択された無線チャンネル割り当てパターンに基づく無線チャンネル割り当て変更指令信号を前記複数のゲートウェイ端末に供給する第２の処理を、前記複数の無線チャンネル割り当てパターンの中から選択される前記無線チャンネル割り当てパターンを順次異なる無線チャンネル割り当てパターンに切り替えながら繰り返す無線チャンネル割り当て変更通知制御部と、前記列車の位置情報を取得する位置情報取得部とを有し、前記位置情報取得部が取得した前記列車の位置情報が予め定められた条件を満たすときに、前記第２の処理を実行することを特徴とする。

本発明においては、位置が隣接するセル内無線ネットワーク同士が互いに異なる無線チャンネルとなるようにする複数の無線チャンネル割り当てパターンを決定する第１の処理を実行し、次に、決定された複数の無線チャンネル割り当てパターンの中から１つの無線チャンネル割り当てパターンを選択し、選択したパターンにしたがって無線チャンネル割り当て変更指令信号を複数のゲートウェイ端末に供給する第２の処理を、無線チャンネル割り当てパターンを順次異なる無線チャンネル割り当てパターンに切り替えながら繰り返す。よって、本発明によれば、位置が隣接するセル内無線ネットワークの間の電波干渉を回避することができ、且つ、無線チャンネル割り当てパターンの切り替え時間が複数発生するような長い時間で評価すれば、複数のセル内無線ネットワーク間の通信能力のバラツキを小さくすることができる。複数のセル内無線ネットワーク間の通信能力のバラツキが小さくなることにより、該セル内無線ネットワークでの通信速度の最低値も改善されるため、複数のセル内ネットワークに所属する複数の無線端末に、データを送付する場合の所要時間も短くできる。このように、本発明によれば、通信システム全体における通信性能を向上させることができる。

本発明の実施の形態１に係る通信システムの構成を概略的に示す図である。 図１に示されるゲートウェイ端末の構成を概略的に示すブロック図である。 図１に示される無線チャンネル割り当て装置であるゲートウェイ端末の構成を概略的に示すブロック図である。 図１及び図３に示される無線チャンネル割り当て装置であるゲートウェイ端末の構成を詳細に示すブロック図である。 図３及び図４に示される無線チャンネル割り当て装置であるゲートウェイ端末の制御部の構成の一例を示すブロック図である。 図１に示される無線表示端末の構成を概略的に示すブロック図である。 実施の形態１に係る通信システムが備えられた列車を構成する複数の車両（セル）を示す図である。 実施の形態１に係る通信システムが備えられた列車の各車両内において、無線チャンネルを使用する持込無線端末の台数の一例を表形式で示す図である。 実施の形態１に係る通信システムが備えられた列車の各車両内において、車両内無線ネットワークが無線通信に使用することができる無線チャンネルの時間割合の一例を表形式で示す図である。 実施の形態１に係る通信システムの車両内無線ネットワークにおける無線チャンネルの割り当てパターンの一例を表形式で示す図である。 実施の形態１に係る通信システムにおける車両内無線ネットワークの無線チャンネルが一定の時間周期で変化する例を示す図である。 実施の形態１に係る通信システムを備えた列車が通過する地点及び区間の一例を示す図である。 実施の形態１に係る通信システムにおける車両内無線ネットワークの無線チャンネルが予め定められた地点で変化する例を示す図である。 実施の形態１に係る通信システムの変形例の構成を概略的に示す図である。 図１４に示される無線チャンネル割り当て装置であるサーバの構成を概略的に示すブロック図である。 本発明の実施の形態２に係る通信システムの構成を概略的に示す図である。 図１６に示されるゲートウェイ端末の構成を概略的に示すブロック図である。 図１６に示される無線チャンネル割り当て装置であるゲートウェイ端末の構成を概略的に示すブロック図である。 図１６及び図１８に示される無線チャンネル割り当て装置であるゲートウェイ端末の構成を詳細に示すブロック図である。 図１６に示される無線監視カメラ端末の構成を概略的に示すブロック図である。 実施の形態２に係る通信システムが備えられた複数の監視領域の配列を概略的に示す平面図である。 実施の形態２に係る通信システムの領域内無線ネットワークにおける無線チャンネルの割り当てパターンを表形式で示す図である。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る通信システムの構成を概略的に示す図である。実施の形態１に係る通信システムは、連結された複数の車両１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６を含む列車１００に搭載されている列車通信システムである。また、実施の形態１に係る通信システムは、本発明が適用された無線チャンネル割り当て方法を実施することができるシステムである。図１には、車両の数が６両である場合が示されているが、車両の数は２両以上であれば、６両以外の数であってもよい。

実施の形態１に係る通信システムは、この通信システムを構成する複数のセル内無線ネットワークにおいて、複数のセル内無線ネットワークの各々の通信性能のバラツキ（すなわち、通信性能の差異）を小さくする無線チャンネルの割り当てを行うことによって、通信システム全体の通信性能を向上させている。図１において、セルは、列車１００を構成する車両、すなわち、１号車１０１、２号車１０２、３号車１０３、４号車１０４、５号車１０５、及び６号車１０６である。したがって、１個のセルは、１両の車両に相当する。各車両内に、セル内無線ネットワークが構築される。実施の形態１において、セル内無線ネットワークは、１号車１０１、２号車１０２、３号車１０３、４号車１０４、５号車１０５、及び６号車１０６内にそれぞれ構築された車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０である。車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０は、セル間ネットワークで通信可能に接続されている。実施の形態１において、セル間ネットワークは、車両間ネットワーク１０７である。

図１に示されるように、実施の形態１に係る通信システムは、複数の車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０と、車両間ネットワーク１０７と、複数の車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０と車両間ネットワーク１０７との間の通信をネットワークノードとして中継する複数のゲートウェイ端末１１１，１２１，１３１，１４１，１５１，１６１とを有する。複数のゲートウェイ端末１１１，１２１，１３１，１４１，１５１，１６１によって、複数の車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０と車両間ネットワーク１０７とは通信可能に接続され、その結果、複数のゲートウェイ端末１１１，１２１，１３１，１４１，１５１，１６１は相互に通信可能になる。車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０の各々は、通信端末として、少なくとも１つの無線端末を含む。車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０の各々において、無線端末とゲートウェイ端末１１１，１２１，１３１，１４１，１５１，１６１との間の通信は、無線通信で行われる。また、ゲートウェイ端末１１１，１２１，１３１，１４１，１５１，１６１は、セル間ネットワーク１０７との間の通信は、一般には、有線通信であるが、無線通信、又は、有線通信と無線通信の組み合わせ、とすることも可能である。また、図１においては、ゲートウェイ端末１１１は、車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０の各々で使用する無線チャンネル（無線周波数）を割り当てる無線チャンネル割り当て装置としての構成を含む。また、図１においては、ゲートウェイ端末１２１，１３１，１４１，１５１，１６１は、同様の構成を有する。ただし、実施の形態１においては、ゲートウェイ端末１１１，１２１，１３１，１４１，１５１，１６１の少なくとも１つが、図１に示される通信システムにおける無線ネットワークの割り当て機能を有する。実施の形態１においては、例えば、ゲートウェイ端末１１１が、無線ネットワーク割り当て装置として動作する場合を説明する。ただし、無線チャンネル割り当て装置としての構成を含むゲートウェイ端末は、ゲートウェイ端末１１１以外の端末であってもよい。また、無線ネットワーク割り当て装置は、ゲートウェイ端末１１１，１２１，１３１，１４１，１５１，１６１以外の装置（例えば、後述する図１４のサーバ６５０など）であってもよい。

図１において、１号車１０１内の車両内無線ネットワーク１１０は、無線端末として、画像表示機能を持つ無線表示端末１１２，１１３，１１４を含む。また、２号車１０２内の車両内無線ネットワーク１２０は、無線端末として、画像表示機能を持つ無線表示端末１２２，１２３，１２４を含む。また、３号車１０３内の車両内無線ネットワーク１３０は、無線端末として、画像表示機能を持つ無線表示端末１３２，１３３，１３４を含む。また、４号車１０４内の車両内無線ネットワーク１４０は、無線端末として、画像表示機能を持つ無線表示端末１４２，１４３，１４４を含む。また、５号車１０５内の車両内無線ネットワーク１５０は、無線端末として、画像表示機能を持つ無線表示端末１５２，１５３，１５４を含む。また、６号車１０６内の車両内無線ネットワーク１６０は、無線端末として、画像表示機能を持つ無線表示端末１６２，１６３，１６４を含む。ただし、各車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０に含まれる無線表示端末の台数は、３台に限定されず、他の台数であってもよい。また、各車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０に含まれる無線表示端末の台数は、互いに同じ台数である必要はなく、互いに異なる台数であってもよい。

車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０で使用する無線通信方式は、特定の無線通信方式に限定されない。車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ方式の無線ＬＡＮである。ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ方式の無線ＬＡＮは、２．４ＧＨｚ帯を使用しているが、使用することができる無線チャンネル（無線周波数）は、一般に各国の法律で定められており、国によって若干の違いがある。日本では、チャンネル１（１ｃｈ）からチャンネル１３（１３ｃｈ）までを使用することができる。互いに干渉せずに通信することができるチャンネルとしては、例えば、チャンネル１（１ｃｈ）、チャンネル６（６ｃｈ）、及びチャンネル１１（１１ｃｈ）のように、５チャンネルおきに使用するチャンネルを設定した場合である。５チャンネルおきに、使用するチャンネルを設定する場合には、最大で３チャンネルの設定が可能である。なお、互いに干渉せずに通信することができるチャンネルとしては、チャンネル１（１ｃｈ）、チャンネル６（６ｃｈ）、及びチャンネル１１（１１ｃｈ）の組み合わせの代わりに、チャンネル２（２ｃｈ）、チャンネル７（７ｃｈ）、及びチャンネル１２（１２ｃｈ）の組み合わせ、又は、チャンネル３（３ｃｈ）、チャンネル８（８ｃｈ）、及びチャンネル１３（１３ｃｈ）の組み合わせなどを使用することも可能である。また、異なる通信方式の場合には、互いに干渉せずに通信することができるチャンネルの組み合わせは、異なる組み合わせになる。

図２は、図１に示されるゲートウェイ端末１２１，１３１，１４１，１５１，１６１の構成を概略的に示すブロック図である。図２に示されるように、ゲートウェイ端末１２１，１３１，１４１，１５１，１６１の各々は、無線端末と無線通信を行う第１通信部３０１と、セル間ネットワーク１０７と有線通信を行う第２通信部３０２と、第１通信部３０１と第２通信部３０２とを通信可能に中継する中継処理部５０１と、各構成の動作を制御する制御部５０２とを有する。ゲートウェイ端末１２１，１３１，１４１，１５１，１６１の各々は、無線ネットワーク割り当て装置から無線チャンネルの割り当ての指示信号を受け取り、ゲートウェイ端末１２１，１３１，１４１，１５１，１６１の各第１通信部３０１は、受け取った指示信号にしたがって無線表示端末との間の通信に使用する無線チャンネルを切り替える。

図３は、無線チャンネル割り当て装置としてのゲートウェイ端末１１１の構成を概略的に示すブロック図である。図３に示されるように、ゲートウェイ端末１１１は、無線端末と無線通信を行う第１通信部３０１と、セル間ネットワーク１０７と有線通信を行う第２通信部３０２と、第１通信部３０１と第２通信部３０２とを通信可能に中継する中継処理部６０１と、各構成の動作を制御する制御部６０２と、無線チャンネル割り当て動作を行う無線チャンネル割り当て処理部６０３とを有する。ゲートウェイ端末１１１は、制御部６０２からの指示にしたがって、無線チャンネル割り当て処理部６０３が無線チャンネルの割り当ての指示信号を生成し、ゲートウェイ端末１２１，１３１，１４１，１５１，１６１の各々に送信する。ゲートウェイ端末１１１及び指示信号を受け取ったゲートウェイ端末１２１，１３１，１４１，１５１，１６１の第１通信部３０１は、受け取った指示信号にしたがって無線表示端末との間の通信に使用する無線チャンネルを切り替える。

図４は、図１及び図３に示される無線チャンネル割り当て装置であるゲートウェイ端末１１１の構成を詳細に示すブロック図である。すなわち、図４は、無線チャンネル割り当て機能を有するゲートウェイ端末（すなわち、ゲートウェイ端末の一部が無線チャンネル割り当て装置である例）の無線チャンネル割り当てに関する構成を示すブロック図である。図４に示されるように、無線チャンネル割り当て機能を有するゲートウェイ端末は、ゲートウェイ端末１１１，１２１，１３１，１４１，１５１，１６１のいずれか１つ以上であり、実施の形態１においては、ゲートウェイ端末１１１である。無線チャンネル割り当て機能を有するゲートウェイ端末は、無線チャンネルの割り当てに関する構成として、配信データ供給部３０３と、データ配信制御部３０４と、無線チャンネル変更タイミング判定部３０５と、無線チャンネル割り当てパターン決定部３０６と、無線チャンネル割り当て変更通知制御部３０７と、無線チャンネル変更通知受信制御部３０８と、無線チャンネル変更延期通知部３０９とを有する。なお、無線チャンネル割り当て機能を有するゲートウェイ端末における無線チャンネル割り当てに関係しない構成は、例えば、第１通信部３０１と第２通信部３０２とを繋ぐ構成である中継処理部６０１は、図２に示される中継処理部５０１と同様の機能に加え、無線チャンネル割り当て処理部６０３と車両間ネットワーク１０７との間の通信、及び、無線チャンネル割り当て処理部６０３と車両内無線ネットワークとの間の通信を行う。

第１通信部３０１は、車両内無線ネットワークのいずれか（例えば、車両内無線ネットワーク１１０）を経由して無線表示端末との通信を行う。第２通信部３０２は、車両間ネットワーク１０７を経由して、列車１００内の他の車両のゲートウェイ端末と通信を行う。配信データ供給部３０３は、車両内無線ネットワーク（例えば、車両内無線ネットワーク１１０）を通して、無線表示端末に配信する配信データを格納し、データ配信制御部３０４は、配信データ供給部３０３から供給された配信データを、第１通信部３０１を通して配信する通信制御を行う。なお、配信データ供給部３０３は、車両間ネットワーク１０７を介して他の車両内無線ネットワーク（例えば、車両内無線ネットワーク１２０、１３０，１４０，１５０，１６０）の無線表示端末に供給するための配信データを格納してもよい。

無線チャンネル変更タイミング判定部３０５は、無線チャンネル割り当ての変更タイミングを判定する。無線チャンネル割り当てパターン決定部３０６は、複数無線チャンネルの割り当てパターンを決定する。無線チャンネル割り当て変更通知制御部３０７は、無線チャンネル割り当てパターン決定部３０６で決定された無線チャンネル割り当てパターンを、第２通信部３０２を通し、車両間ネットワーク１０７を経由して、列車１００内の他の車両のゲートウェイ端末に通知する通信制御を行う。無線チャンネル変更通知受信制御部３０８は、第２通信部３０２を通し、車両間ネットワーク１０７を経由して、列車１００内の他の車両のゲートウェイ端末から通知された無線チャンネル割り当てパターンを受信する通信制御を行う。無線チャンネル変更延期通知部３０９は、列車１００内の他の車両のゲートウェイ端末に、無線チャンネル割り当てパターンを送信する処理を一時的に延期させる。

図５は、図３及び図４に示される無線チャンネル割り当て装置であるゲートウェイ端末１１１の制御部６０２の構成の一例を示すブロック図である。制御部６０２は、中継処理部６０１の動作を制御する中継制御部６１１と、無線チャンネル割り当て処理部６０３の動作を制御する無線チャンネル割り当て処理制御部６１２とを有する。また、制御部６０２は、位置情報取得部６２１、時間情報取得部６２２、通信性能情報取得部６２３、通信速度情報取得部６２４、及び伝送遅延時間情報取得部６２５の内の、１つ又は２つ以上を有することができる。位置情報取得部６２１は、列車１００の位置を計測又は位置情報を受信することによって、列車１００の位置情報を取得する。時間情報取得部６２２は、時刻情報、又は、ある基準時からの経過時間を、計測又は受信することによって、時間情報を取得する。通信性能情報取得部６２３は、複数の車両内無線ネットワークの無線通信性能情報を、例えば、複数の車両内無線ネットワーク内の各ゲートウェイ端末から受信する。通信速度情報取得部６２４は、複数の車両内無線ネットワークにおける無線通信速度情報を、例えば、各ゲートウェイ端末から受信する。伝送遅延時間情報取得部６２５は、複数の車両内無線ネットワークの無線通信における伝送遅延時間を、例えば、各ゲートウェイ端末から受信する。位置情報取得部６２１、時間情報取得部６２２、通信性能情報取得部６２３、通信速度情報取得部６２４、及び伝送遅延時間情報取得部６２５は、無線チャンネルを割り当てるパターンの切り替えタイミングを決定するための情報を取得する構成であり、必ずしも必要な構成ではない。

図６は、図１に示される無線表示端末１１２〜１１４，１２２〜１２４，１３２〜１３４，１４２〜１４４，１５２〜１５４，１６２〜１６４の構成を概略的に示すブロック図である。無線表示端末は、ゲートウェイ端末と無線通信を行う無線通信部７０１と、液晶パネルなどのような表示部７０３と、無線通信部７０１で受信した映像データに応じた映像を表示部７０３に表示させる制御部７０２とを有する。

実施の形態１に係る通信システムにおいては、位置が隣接する車両内で構築される車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０の無線通信に使用される電波が互いに干渉すること、及び、ある無線チャンネル（無線周波数）に電波が輻輳することがあり得る。このため、位置が隣接する車両内無線ネットワークにおいては、互いに同じ無線周波数帯域の電波が干渉しないようにするために、使用する無線チャンネルとして互いに異なる無線チャンネルを設定する。すなわち、例えば、車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０が、チャンネル１（１ｃｈ）、チャンネル６（６ｃｈ）、及びチャンネル１１（１１ｃｈ）の３つの無線チャンネルのうちの、いずれかを使用するように無線チャンネルが割り当てられ、且つ、位置が隣接する車両内無線ネットワークにおいては、互いに異なる無線チャンネルが割り当てられるようにする。図１において、位置が隣接する車両内無線ネットワークは、例えば、車両内無線ネットワーク１１０と１２０、車両内無線ネットワーク１２０と１３０、車両内無線ネットワーク１３０と１４０、車両内無線ネットワーク１４０と１５０、車両内無線ネットワーク１５０と１６０である。

実施の形態１において、無線チャンネル割り当て機能を有するゲートウェイ端末（例えば、ゲートウェイ端末１１１）は、複数の車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０に無線チャンネルを割り当てるために、以下の処理を行う。第１に、複数の車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０のうちの、位置が隣接する車両内無線ネットワーク同士に互いに異なる無線チャンネルが割り当てられるように、複数の車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０に無線チャンネルを割り当てることができる複数の無線チャンネル割り当てパターンを決定するパターン決定処理（第１の処理）を実行する。第２に、複数の無線チャンネル割り当てパターン（例えば、第１パターン、第２パターン、第３パターン）の中から１つの無線チャンネル割り当てパターンを選択し、選択された無線チャンネル割り当てパターンに基づく無線チャンネル割り当て変更指令信号を複数のゲートウェイ端末１１１，１２１，１３１，１４１，１５１，１６１のいずれか又は全てに供給する無線チャンネル割り当てパターン選択及び指令処理（第２の処理）を実行する。このパターン選択及び指令処理（第２の処理）は、複数の無線チャンネル割り当てパターンの中から選択される無線チャンネル割り当てパターンを順次異なる無線チャンネル割り当てパターンに切り替えながら繰り返し実行する。なお、どのセルとどのセルとが隣接するのかを示す情報は、いずれかのゲートウェイ端末又は通信システム内に備えられたサーバに予め格納されている。この処理の詳細は、後に説明される。

図７は、実施の形態１に係る通信システムが搭載された列車１００を構成する複数の車両（セル）及び無線チャンネル割り当ての一例を示す図である。図７においては、１号車１０１内に構築される車両内無線ネットワーク１１０が使用する無線チャンネルとしてチャンネル１（１ｃｈ）が設定されるときには、２号車１０２内に構築される車両内無線ネットワーク１２０が使用する無線チャンネルとしてチャンネル６（６ｃｈ）が設定され、３号車１０３内に構築される車両内無線ネットワーク１３０が使用する無線チャンネルとしてチャンネル１１（１１ｃｈ）が設定され、４号車１０４内に構築される車両内無線ネットワーク１４０が使用する無線チャンネルとしてチャンネル１（１ｃｈ）が設定され、５号車１０５内に構築される車両内無線ネットワーク１５０が使用する無線チャンネルとしてチャンネル６（６ｃｈ）が設定され、６号車１０６内に構築される車両内無線ネットワーク１６０が使用する無線チャンネルとしてチャンネル１１（１１ｃｈ）が設定される。また、図７においては、１号車１０１内に構築される車両内無線ネットワーク１１０が使用する無線チャンネルとしてチャンネル６（６ｃｈ）が設定されるときには、２号車１０２内に構築される車両内無線ネットワーク１２０が使用する無線チャンネルとしてチャンネル１１（１１ｃｈ）が設定され、３号車１０３内に構築される車両内無線ネットワーク１３０が使用する無線チャンネルとしてチャンネル１（１ｃｈ）が設定され、４号車１０４内に構築される車両内無線ネットワーク１４０が使用する無線チャンネルとしてチャンネル６（６ｃｈ）が設定され、５号車１０５内に構築される車両内無線ネットワーク１５０が使用する無線チャンネルとしてチャンネル１１（１１ｃｈ）が設定され、６号車１０６内に構築される車両内無線ネットワーク１６０が使用する無線チャンネルとしてチャンネル１（１ｃｈ）が設定される。また、図７においては、１号車１０１内に構築される車両内無線ネットワーク１１０が使用する無線チャンネルとしてチャンネル１１（１１ｃｈ）が設定されるときには、２号車１０２内に構築される車両内無線ネットワーク１２０が使用する無線チャンネルとしてチャンネル１（１ｃｈ）が設定され、３号車１０３内に構築される車両内無線ネットワーク１３０が使用する無線チャンネルとしてチャンネル６（６ｃｈ）が設定され、４号車１０４内に構築される車両内無線ネットワーク１４０が使用する無線チャンネルとしてチャンネル１１（１１ｃｈ）が設定され、５号車１０５内に構築される車両内無線ネットワーク１５０が使用する無線チャンネルとしてチャンネル１（１ｃｈ）が設定され、６号車１０６内に構築される車両内無線ネットワーク１６０が使用する無線チャンネルとしてチャンネル６（６ｃｈ）が設定される。

例えば、１号車１０１の車両内無線ネットワーク１１０と４号車１０４の車両内無線ネットワーク１４０とは、同じ無線チャンネルが割り当てられている。この理由は、１号車１０１と４号車１０４は、位置が隣接しておらず、これらの車両間は２車両の長さに相当する距離だけ離れているため、車両内無線ネットワーク１１０で送信された電波は４号車１０４の位置で十分に減衰しており、車両内無線ネットワーク１４０で送信された電波は１号車１０１の位置で十分に減衰しているからである。すなわち、車両内無線ネットワーク１１０における無線通信と車両内無線ネットワーク１４０における無線通信は、干渉又は輻輳が発生しにくく、それぞれが良好な無線通信が可能だからである。

図８は、実施の形態１に係る通信システムが備えられた列車１００の各車両内において、無線チャンネルを使用する持込無線端末の台数の一例を表形式で示す図である。ここで、持込無線端末とは、列車１００の車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０の一部としての無線表示端末以外の無線通信機、例えば、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、スマートフォン、タブレット型装置、携帯ゲーム機等のような無線通信機器である。列車１００内で、例えば、乗客が持込無線端末を使用すると、車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０が使用する無線チャンネルの電波と持込無線端末が送信する電波とが干渉したり、無線チャンネルが使用する電波に輻輳が生じたりすることがある。例えば、１号車１０１内に構築される車両内無線ネットワーク１１０が無線チャンネルとしてチャンネル１（１ｃｈ）を使っているときに、１号車１０１内に乗っている乗客が使用する持込無線端末がチャンネル１（１ｃｈ）を使うと、電波の干渉が起きる。同様に、２号車１０２内に構築される車両内無線ネットワーク１２０が無線チャンネルとしてチャンネル６（６ｃｈ）を使っているときに、２号車１０２内に乗っている乗客が使用する持込無線端末がチャンネル６（６ｃｈ）を使うと、電波の干渉が起きる。

図８の例では、１号車１０１内でチャンネル１（１ｃｈ）を使用する持込無線端末の台数が１６台、チャンネル６（６ｃｈ）を使用する持込無線端末の台数が８台、チャンネル１１（１１ｃｈ）を使用する持込無線端末の台数が６台である。車両毎の持込無線端末が使用する無線チャンネルの台数及び比率は、一定ではなく、時間とともに変動する。一般に、無線通信にチャンネル１（１ｃｈ）を使用しているケースが多い。これは、持込無線端末が使用可能な無線チャンネルを探す場合、特定のチャンネル、多くの場合には、チャンネル１（１ｃｈ）から順番に使用可能な無線チャンネルを探すことが多いためであることが原因と考えられる。このように、一般に、持込無線端末が使用する無線チャンネルには、偏りがある。

図９は、実施の形態１に係る通信システムが備えられた列車１００の各車両内において、車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０が無線通信に使用することができる無線チャンネルの時間割合の一例を表形式で示す図である。図９に示されるように、例えば、１号車１０１でチャンネル１（１ｃｈ）を使用する場合は、２５％の時間しか無線通信に使用できないが、もしも１号車１０１でチャンネル６（６ｃｈ）を使用する場合は、６５％の時間を無線通信に使用することができる。１号車１０１でチャンネル１（１ｃｈ）を使用する持込無線端末の台数が多いため、無線通信に使用することができる時間が少なく、一方で、持込無線端末の台数が比較的少ないチャンネル６（６ｃｈ）であれば、車両内無線ネットワーク１１０の無線通信に使用することができる時間も比較的多くなる。

１号車１０１と２号車１０２と３号車１０３の各車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０内のゲートウェイ端末と、無線表示端末との間でデータ通信を行う場合、無線チャンネルとしてチャンネル１（１ｃｈ）が割り当てられている１号車１０１の車両内無線ネットワーク１１０は、無線通信に使用することができる時間が少ないため、通信速度が遅くなる。一方、２号車１０２の車両内無線ネットワーク１２０又は３号車１０３の車両内無線ネットワーク１３０は、無線通信に使用することができる時間が長いため、通信速度が比較的高くなる。したがって、同じ量のデータを配信する場合であって、１号車１０１の車両内無線ネットワーク１１０においては、２号車１０２の車両内無線ネットワーク１２０又は３号車１０３の車両内無線ネットワーク１３０よりも、長い時間を要することになる。

列車通信システムの各車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０において、無線チャンネル割り当て機能を持つゲートウェイ端末（例えば、ゲートウェイ端末１１１）に蓄積されているコンテンツデータを、一斉に無線表示端末１１２，１１３，１１４，１２２，１２３，１２４，１３２，１３３，１３４，１４２，１４３，１４４，１５２，１５３，１５４，１６２，１６３，１６４に配信して、再生するような使い方をする場合、２号車１０２の車両内無線ネットワーク１２０及び３号車１０３の車両内無線ネットワーク１３０においては、このコンテンツデータの配信が完了しているにもかかわらず、１号車１０１の車両内無線ネットワーク１１０においては、このコンテンツデータの配信が完了してない状態が発生することがあり得る。コンテンツデータの配信が全て完了した後にしか再生を開始することができないように通信システムが構成されている場合には、このコンテンツデータの再生を開始することができる時間（開始時点）が、最も通信状況の悪いチャンネル（例えば、チャンネル１（１ｃｈ））が割り当てられている車両内無線ネットワークにおける通信性能に影響されるという問題が発生する。

この問題は、各無線チャンネル間での無線通信の干渉又は輻輳の偏りが原因である。そのため、各車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０は、使用する無線チャンネルを変更することで、各無線チャンネルにおける干渉又は輻輳の偏りを平均化し、偏りの影響を低減化する。各車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０で使用する無線チャンネルは、予め定められた時間周期で定期的に、あるいは、予め定められた条件が適合した場合に変更するようにする。

図１０は、実施の形態１に係る通信システムの車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０における無線チャンネルの割り当てパターンを表形式で示す図である。例えば、図１０に示されるように、無線チャンネルの割り当てパターンとして、第１パターンから第３パターンまでを予め設定しておき、これらの割り当てパターンの中のいずれかを選択する。このように、隣接した車両内無線ネットワークで、互いに異なる無線チャンネルが設定することができる無線チャンネルの割り当てパターンを予め設定しておくことで、無線チャンネルの変更が要求された場合に、無線チャンネル割り当てパターンを各車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０に通知するだけで、迅速に各車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０に割り当てる無線チャンネルを決定することができる。

また、実施の形態１に係る通信システムにおいては、無線チャンネルの割り当てパターンを定期的、又は、予め定められた条件が適合した場合に、予め定められた順序で変更する。１号車１０１の車両内無線ネットワーク１１０においては、第１パターンにおいてはチャンネル１（１ｃｈ）が割り当てられていたが、第２パターンにおいてはチャンネル６（６ｃｈ）が割り当てられ、第３パターンにおいては、チャンネル１１（１１ｃｈ）が割り当てられる。このようなチャンネルの割り当てが、予め定められた繰り返し周期で繰り返される。このように、各車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０に割り当てられる無線チャンネルを予め定められた順序で変更することによって、無線チャンネルの変更が要求された場合に、無線チャンネル割り当て要求を各車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０に通知するだけで、迅速に各車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０に割り当てる無線チャンネルを決定することができる。

以下に、無線チャンネル割り当て機能を有するゲートウェイ端末（例えば、ゲートウェイ端末１１１）の動作について説明する。車両内無線ネットワーク内における無線通信内容については、特に制限するものではないが、実施の形態１においては、無線チャンネル割り当て機能を有するゲートウェイ端末（例えば、ゲートウェイ端末１１１）に蓄積されているコンテンツデータを、一斉に無線表示端末に配信して再生するような使い方をする場合を説明する。また、以下の説明において動作を説明する無線チャンネル割り当て機能を有するゲートウェイ端末（例えば、ゲートウェイ端末１１１）は、主として、１号車１０１の車両内無線ネットワーク１１０に接続されているゲートウェイ端末である。ただし、無線チャンネル割り当て機能を有するゲートウェイ端末は、他の車両の車両内無線ネットワーク１２０，１３０，１４０，１５０，１６０に接続されているゲートウェイ端末１２１，１３１，１４１，１５１，１６１であってもよい。また、無線チャンネル割り当て機能を、ゲートウェイ端末以外の装置であって、車両間ネットワーク１０７に通信可能に接続された他の装置、例えば、サーバなどが保持してもよい。

無線チャンネル割り当て機能を有するゲートウェイ端末（例えば、ゲートウェイ端末１１１）は、起動すると、列車１００の各車両の各々の車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０で、同じ割り当てパターンが選択されるように、無線チャンネルを選択する。例えば、起動直後には、無線チャンネル割り当てパターン決定部３０６にて、無線チャンネルの割り当てパターンの第１パターンを選択することにして、列車１００の各車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０で、同じ割り当てパターンが選択されるようにしてもよい。あるいは、１号車１０１のゲートウェイ端末の無線チャンネル割り当てパターン決定部３０６が決定した割り当てパターンを、このゲートウェイ端末の第２通信部３０２から、車両間ネットワーク１０７を経由して、他の車両の全てのゲートウェイ端末に通知することで、列車１００の各車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０で、同じ割り当てパターンが選択されるようにしてもよい。

ここでは、前者の方法で説明する。無線チャンネル割り当てパターン決定部３０６にて、無線チャンネルの割り当てパターンの第１パターンを選択し、１号車１０１の車両内無線ネットワーク１１０が使用する無線チャンネルとして設定されているチャンネル１（１ｃｈ）を使用することを、第１通信部３０１に通知する。通知を受けた第１通信部３０１は、使用する無線チャンネルをチャンネル１（１ｃｈ）に設定する。なお、１号車１０１の車両内無線ネットワーク１１０を構成する無線表示端末１１２、無線表示端末１１３、及び無線表示端末１１４は、それぞれ起動後に、第１通信部３０１からのビーコン信号が送信されている無線チャンネルを探すことで、車両内無線ネットワーク１１０で使用する無線チャンネルを検出し、この無線チャンネルを使用して車両内無線ネットワーク１１０に参加する。

無線チャンネル割り当て機能を有するゲートウェイ端末（例えば、ゲートウェイ端末１１１）の第１通信部３０１は、無線チャンネルとしてチャンネル１（１ｃｈ）を使用し、車両内無線ネットワーク１１０を構築する無線表示端末１１２、無線表示端末１１３、及び無線表示端末１１４と通信する。無線チャンネル割り当て機能を有するゲートウェイ端末（例えば、ゲートウェイ端末１１１）のデータ配信制御部３０４は、配信データ供給部３０３から配信されたコンテンツデータを受け取り、第１通信部３０１から、無線表示端末１１２、無線表示端末１１３、及び無線表示端末１１４に配信する。

第１通信部３０１は、無線表示端末１１２、無線表示端末１１３、及び無線表示端末１１４に、コンテンツデータを配信する場合、１号車１０１内又は１号車１０１の周辺に存在する持込無線端末、同じチャンネル１（１ｃｈ）を無線チャンネルとして使用していると干渉又は輻輳を起こすことがある。持込無線端末は、例えば、１号車１０１に乗っている乗客が持ち込んだ無線通信端末などが該当する。干渉によって、パケットエラーが発生した場合は、パケット再送を行うことで、エラーリカバリは可能であるが、送信時間が余計にかかり、通信速度が低下する。また、輻輳については、正しくパケットは送信することができることもあるが、伝送遅延時間が大きくなり、通信速度が低下する。

そこで、干渉又は輻輳の影響が大きくならないように、無線チャンネルの割り当てパターンを変更する。無線チャンネルの割り当てパターンを変更するタイミングを生成する方法としては、予め定められた周期で定期的に変更する方法、列車１００の走行場所に基づく方法、車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０の通信速度に基づく方法、及び車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０の伝送遅延時間に基づく方法などがある。以下に、これらの方法について説明する。

まず、無線チャンネルの割り当てパターンを、予め定められた周期で定期的に変更する方法を使用する場合について説明する。この場合には、図５に示される時間情報取得部６２２で取得した情報を使用する。無線チャンネル変更タイミング判定部３０５には、無線チャンネルの変更周期Ｔが予め設定されている。変更周期については、特に制限するものではないが、あまり短い時間に設定すると、無線チャンネルの変更処理にかかる時間がオーバーヘッドとなり、通信性能が低下する場合がある。一方、あまり長い時間に設定すると、車両内無線ネットワークが１つの無線チャンネルを使用する時間が長くなるため、無線ネットワークの通信状態の影響を強く受けるようになり、無線チャンネルを変更するメリットが減少する。

図１１は、実施の形態１に係る通信システムにおける車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０の無線チャンネルが一定の時間周期で変化する例を示す図である。無線チャンネル変更タイミング判定部３０５は、予め定められた時間周期Ｔで無線チャンネルが変更されるように、無線チャンネル割り当てパターンの変更要求を無線チャンネル割り当てパターン決定部３０６に通知する。予め定められた時間周期Ｔで無線チャンネルを変更した場合に、１号車１０１から６号車１０６の各車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０に割り当てられる無線チャンネルが変化する例を図１０に示す。横軸は時間であり、時間周期Ｔごとに無線チャンネルが変化する。時間ｔ０で、無線チャンネル割り当ての第１パターンが設定された後、時間周期Ｔが経過した時刻ｔ１で、無線チャンネル割り当ての第２パターンが設定される。その後、時間周期Ｔが経過した時刻ｔ２で、無線チャンネル割り当ての第３パターンが設定され、さらに時間周期Ｔが経過した時刻ｔ３で、無線チャンネル割り当ての第１パターンが設定される、というように動作する。

このように、車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０に割り当てられる無線チャンネルが周期的に変更されるようにしたので、各セル内無線ネットワークに割り当てられた特定の無線チャンネルの通信状態の依存性を少なくし、各セル内無線ネットワークで得られる通信性能の差異を小さくすることができる。実施の形態１においては、複数の車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０の各々で設定される無線チャンネルは、無線チャンネル割り当てパターンを異なる無線チャンネル割り当てパターンに切り替える各時点（すなわち図１１における、時刻ｔ０，ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５，ｔ６，…）の前と後で異なる。

例えば、時刻ｔ１の前においては、車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０は、第１パターンにしたがって、１ｃｈ、６ｃｈ、１１ｃｈ、１ｃｈ、６ｃｈ、１１ｃｈをそれぞれ設定し、時刻ｔ１の後においては、車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０は、第２パターンにしたがって、６ｃｈ、１１ｃｈ、１ｃｈ、６ｃｈ、１１ｃｈ、１ｃｈを設定する。

また、複数の無線チャンネル割り当てパターンは、Ｎ個の無線チャンネル割り当てパターンであり、Ｎは２以上の整数であるとすると、無線チャンネル割り当てパターンを異なる無線チャンネル割り当てパターンにＮ回切り替える毎に、Ｎ回前の無線チャンネル割り当てパターンと同じ無線チャンネル割り当てパターンが選択される。図１１には、Ｎ＝３の場合が例示されており、無線チャンネル割り当てパターンを異なる無線チャンネル割り当てパターンに３回切り替える毎に、３回前の無線チャンネル割り当てパターンと同じ無線チャンネル割り当てパターンが選択される。このように、図１１においては、３回の無線チャンネル割り当てパターンが、パターンの繰り返し周期になっている。なお、予め定められた時間周期毎ではなく、予め定められた時刻毎に無線チャンネル割り当てパターンを異なる無線チャンネル割り当てパターンに切り替えるように構成することもできる。

図１２は、実施の形態１に係る通信システムを備えた列車１００が通過する地点及び区間の一例を示す図である。図１３は、実施の形態１に係る通信システムにおける車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０の無線チャンネルが予め定められた地点で変化する例を示す図である。無線チャンネルの割り当てパターンを変更するタイミングを生成する方法として、列車１００の走行場所に基づいてタイミングを生成することができる。無線チャンネル変更タイミング判定部３０５又は制御部６０２は、列車１００の現在地情報を入手する現在位置取得部（例えば、図５における位置情報取得部６２１）を有している。現在地情報を入手する方法としては、ＧＰＳ（ＧＬＯＢＡＬ ＰＯＳＩＴＩＯＮＩＮＧ ＳＹＳＴＥＭ）を搭載して位置情報を入手する方法、又は、列車には一般的に搭載されている列車制御システムから入手する方法などがあるが、特に入手方法については、特に制約しない。

また、無線チャンネル変更タイミング判定部３０５は、無線チャンネルを変更する場所が予め定められた無線チャンネル変更基準場所情報（予め定められた条件の一例）を保持しており、現在地入手手段で入手できた現在地情報と、無線チャンネル変更基準場所情報を比較して、現在地が無線チャンネルを変更すべき場所であることを認識した場合には、無線チャンネル割り当てパターンの変更要求を無線チャンネル割り当てパターン決定部３０６に通知する。

図１２及び図１３には、予め定められた無線チャンネル変更基準場所に、列車１００が到達したときに、１号車１０１、２号車１０２、３号車１０３、４号車１０４、５号車１０５、６号車１０６との各車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０に割り当てられる無線チャンネルが変化する例が示されている。図１２は、列車１００が走行する地点Ｐ０から地点Ｐ６までと、それぞれの区間１から区間６を示している。図１３は、それぞれの区間で、選択される無線チャンネルの割り当てパターンと、各車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０に割り当てられる無線チャンネルの関係を示した図である。地点Ｐ０から出発し、地点Ｐ１までの区間１においては、無線チャンネル割り当てパターンとして、第１パターンが設定される。その後、地点Ｐ１に到達した後、地点Ｐ２までの区間２においては、無線チャンネル割り当てパターンとして、第２パターンが設定される。その後、地点Ｐ２に到達した後、地点Ｐ３までの区間３においては無線チャンネル割り当てパターンとして、第３パターンが設定される。その後、地点Ｐ３に到達した後、地点Ｐ４までの区間４においては、再び無線チャンネル割り当てパターンとして、第１パターンが設定される。

このように、車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０に割り当てられる無線チャンネルが、自端末を含む列車１００の位置によって変更されるようにしたので、各無線チャンネルの通信状態が位置により変化するような場合であっても、各車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０に割り当てられた特定の無線チャンネルの通信状態の依存性を少なくし、各車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０で得られる通信性能の差異を小さくすることができる。なお、予め定められた地点毎に無線チャンネル割り当てパターンを切り替える方法の代わりに、予め定められた走行距離毎に無線チャンネル割り当てパターンを切り替えるように構成することもできる。

次に、無線チャンネルの割り当てパターンを変更するタイミングを生成する方法として、車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０で得られた通信速度に基づいてタイミングを生成する方法を使用する場合について説明する。ゲートウェイ端末１１１は、図５に示される通信速度情報取得部６２４又は通信性能情報取得部６２３で各車両内無線ネットワークにおける通信速度情報又は通信性能情報（これらを総称して、「通信状況」ともいう）を取得する。無線チャンネル変更タイミング判定部３０５は、通信速度情報取得部６２４から、車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０の通信状況を入手し、例えば、予め定められた期間における車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０の通信速度の平均値を測定する。通信速度の測定方法は、特に指定されないが、例えば、配信データ供給部３０３から供給されるコンテンツデータを配信する場合に、予め定められた期間内に配信できたデータ量を測定し、通信速度を算出してもよい。予め定められた期間が６０秒であり、その期間内に配信できたデータ量が６０ＭＢ（メガバイト）であった場合、その期間の通信速度の平均値は、８Ｍｂｐｓ（メガビット毎秒）であると計算することができる。

また、無線チャンネル変更タイミング判定部３０５は、無線チャンネルの変更を要求するために、予め定められた通信速度の基準値を持っている。予め定められた期間における車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０の実際の通信速度の平均値と、通信速度の基準値を比較し、前者が下回った場合には、無線チャンネル割り当てパターンの変更要求を無線チャンネル割り当てパターン決定部３０６に通知する。例えば、前記予め定められた期間を６０秒、通信速度の基準値を３Ｍｂｐｓとした場合、ある６０秒間に計測した通信速度が３Ｍｂｐｓを下回ると、無線チャンネル割り当てパターンの変更要求を無線チャンネル割り当てパターン決定部３０６に通知する。また、通信速度の平均値と、通信速度の基準値を比較し、前者が下回った回数が、予め定められた回数を上回った場合に、無線チャンネル割り当てパターンの変更要求を無線チャンネル割り当てパターン決定部３０６に通知するようにしてもよい。

車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０で測定された通信速度は、持込無線機器が発する電波との干渉又は輻輳の影響を受けた、実際のデータ配信状況を示した測定値であるため、実際の車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０内の通信状況をよく反映したものとなり、無線チャンネルの割り当てパターンの変更が必要なときにのみ、無線チャンネル割り当てパターンの変更を要求することができる。また、特定の無線チャンネルにおける通信状態が極端に悪く、通信速度が極端に長くなるような場合であっても、すぐに無線チャンネル割り当てパターンの変更要求を無線チャンネル割り当てパターン決定部３０６に通知することができる。

次に、無線チャンネルの割り当てパターンを変更するタイミングを生成する方法として、車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０でデータ通信した際の伝送遅延時間に基づいてタイミングを生成する方法を使用する場合について説明する。ゲートウェイ端末１１１は、図５に示される伝送遅延時間情報取得部６２５で各車両内無線ネットワークにおける伝送遅延時間情報を取得する。ゲートウェイ端末１１１の無線チャンネル変更タイミング判定部３０５は、伝送遅延時間情報取得部６２５から車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０の通信状況を入手し、予め定められた期間において、車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０におけるデータ通信の伝送遅延時間が、予め定められた伝送遅延時間の基準値を超えた回数を測定する。伝送遅延時間が基準値を超えた回数が予め定められた基準回数を超えた場合に、無線チャンネル割り当てパターンの変更要求を無線チャンネル割り当てパターン決定部３０６に通知する。

遅延時間の測定方法は、特に指定しないが、例えば、配信データ供給部３０３から供給されるコンテンツデータを配信する場合に、第２通信部３０２から送信パケットを送信する時間から、第２通信部３０２で送信パケットに対する応答パケットを受信するまでの時間を測定することで遅延時間を算出してもよい。前記予め定められた期間が６０秒で、予め定められた遅延時間の基準値が５０ｍｓ（ミリ秒）、予め定められた基準回数が１０回だった場合、６０秒間に遅延時間が５０ｍｓを超えた回数が１０回を超えると、無線チャンネル割り当てパターンの変更要求を無線チャンネル割り当てパターン決定部３０６に通知する。

車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０で測定された伝送遅延時間は、持込無線端末が発する電波との干渉又は輻輳の影響を受けた、実際のデータ配信状況を示した測定値であるため、実際の車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０内の通信状況をよく反映したものとなり、無線チャンネルの割り当てパターンの変更が必要なときにのみ、無線チャンネル割り当てパターンの変更を要求することができる。また、特定の無線チャンネルにおける通信状態が極端に悪く、伝送遅延時間が極端に長くなるような場合であっても、すぐに無線チャンネル割り当てパターンの変更要求を無線チャンネル割り当てパターン決定部３０６に通知することができる。

次に、無線チャンネル割り当てパターンの変更を要求された無線チャンネル割り当てパターン決定部３０６の動作について説明する。無線チャンネル割り当てパターン決定部３０６は、現在割り当てられている割り当てパターンを記憶している。割り当てパターンの実施順序は、予め定められており、図１０の例の、第１パターンの次は、第２パターン、第２パターンの次は、第３パターン、第３パターンの次は、第１パターン、のように設定されているものとする。無線チャンネル割り当てパターン決定部３０６は、無線チャンネル変更タイミング判定部３０５から無線チャンネル割り当て変更要求があった場合、現在割り当てられている割り当てパターンの次の割り当てパターンを選択する。例えば、現在が第１パターンであり、１号車１０１の車両内無線ネットワーク１１０にチャンネル１（１ｃｈ）が割り当てされていたとすると、次の割り当てパターンとして第２パターンが選択される。第２パターンにおいて、１号車１０１の車両内無線ネットワーク１１０に割り当てる無線チャンネルであるチャンネル６（６ｃｈ）を第１通信部３０１に通知する。第１通信部３０１は、車両内無線ネットワーク１１０で使用する無線チャンネルがチャンネル１（１ｃｈ）からチャンネル６（６ｃｈ）に変更されることを、車両内無線ネットワーク１１０を構成する各無線表示端末に通知し、その後、無線チャンネルを、第２パターンで割り当てられているチャンネル６（６ｃｈ）に変更する。

同様に、無線チャンネル割り当てパターン決定部３０６は、無線チャンネル変更タイミング判定部３０５から無線チャンネル割り当て変更要求があった場合に、次の割り当てパターンとして選択した第２パターンを、無線チャンネル割り当て変更通知制御部３０７に通知する。無線チャンネル割り当て変更通知制御部３０７は、次の割り当てパターンとして第２パターンを、車両間ネットワーク１０７を経由して、他の車両のゲートウェイ端末に通知する。

ところで、各車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０において、無線チャンネルを変更する場合、現在使用している無線チャンネルで構築された車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０を解消し、新たに次に使用する無線チャンネルで車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０を構築するので、短期間ではあるが、車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０における通信ができない期間が発生する。無線表示端末で、一旦蓄積してから再生するコンテンツデータのように伝送遅延性能が要求されないデータの配信では問題にならないが、コンテンツの再生をコントロールする制御コマンドのような短い伝送遅延性能が要求されるデータの配信では、通信できない期間が発生することは望ましくない。

短い通信遅延時間が要求されるデータ通信が発生する可能性が、自端末の位置、又は、時間によって偏在する場合がある。例えば、列車１００が駅に到着した場合に、駅情報を再生するための制御コマンドを無線表示端末に送信することがある。この制御コマンドの伝送遅延時間が長くなると、駅に到着したタイミングで、駅情報が再生されないという問題が発生する。あるいは、毎正時（「１時０分０秒」のように、分及び秒の端数の付かない時刻ごと）に情報を再生するための制御コマンドを無線表示端末に送信することがある。この制御コマンドの伝送遅延時間が長くなると、毎正時から遅れたタイミングでしか、情報が再生されないという問題が発生する。

そこで、たとえ現在地情報が予め定められた無線チャンネル変更基準場所情報に一致する（すなわち、位置情報についての予め定められた条件を満たす）場合であったとしても、位置情報取得部６２１が取得した位置情報が示す位置が予め定められた位置の範囲内である場合には、無線チャンネル変更基準場所情報を比較して、現在地が無線チャンネルを変更すべき場所であることを認識した場合には、無線チャンネル割り当てパターンの変更要求を無線チャンネル割り当てパターン決定部３０６に通知する。この位置情報が示す位置が予め定められた位置の範囲外になるまで、複数の無線チャンネル割り当てパターンの中から選択される無線チャンネル割り当てパターンを順次異なる無線チャンネル割り当てパターンに切り替える処理（第２の処理）の実行を延期するようにすることが望ましい。あるいは、たとえ現在地情報が予め定められた無線チャンネル変更基準場所情報に一致する（すなわち、位置情報についての予め定められた条件を満たす）場合であったとしても、時間情報取得部６２２が取得した時刻情報が示す時刻が予め定められた時間の範囲内である場合には、この時刻情報が示す時刻が予め定められた時間の範囲外になるまで、第２の処理の実行を延期するようにすることが望ましい。具体的に言えば、無線チャンネル変更延期通知部３０９は、短い通信遅延時間が要求されるデータ通信が発生する可能性が高い、自端末の位置、又は、時間の情報を保持している。自端末の位置が、短い通信遅延時間が要求されるデータ通信が発生する可能性が高い位置に該当する（すなわち、予め定められた位置の範囲内にある）場合、又は、現在時刻が、短い通信遅延時間が要求されるデータ通信が発生する可能性が高い時間に該当する（すなわち、予め定められた時間の範囲内にある）場合、無線チャンネル変更延期通知部３０９は、無線チャンネル割り当て変更通知制御部３０７に、無線チャンネル変更の延期を要求することが望ましい。無線チャンネル割り当て変更通知制御部３０７は、無線チャンネル変更延期通知部３０９から無線チャンネル変更の延期が要求されている期間は、他の車両のゲートウェイ端末に無線チャンネルの変更要求ならびに次の割り当てパターンの通知を延期するように構成してもよい。

このようにして、短い通信遅延時間が要求されるデータの通信が、無線チャンネルの変更に伴う通信ができない期間に、発生しないようにし、通信性能の劣化を低減する。

次に、他のゲートウェイ端末から送信された無線チャンネル割り当てパターン変更要求を、車両間ネットワーク１０７を経由して、他のゲートウェイ端末が受信した場合の動作について説明する。例として、２号車１０２のゲートウェイ端末１２１が受信した場合の動作を説明する。車両内無線ネットワーク１２０のゲートウェイ端末１２１の第２通信部３０２が、無線チャンネル割り当てパターン変更要求を受信した場合、無線チャンネル変更通知受信制御部３０８は、無線チャンネル割り当てパターン変更要求の内容を解析し、変更要求のあった無線チャンネルの割り当てパターンを、無線チャンネル割り当てパターン決定部３０６に通知する。無線チャンネル割り当てパターン決定部３０６は、通知された無線チャンネルの割り当てパターンが第２パターンであった場合は、図１０に示すように、２号車１０２に設定される無線チャンネルは、チャンネル１１（１１ｃｈ）であると判定し、第１通信部３０１に通知する。第１通信部３０１は、車両内無線ネットワーク１２０で使用する無線チャンネルがチャンネル６（６ｃｈ）からチャンネル１１（１１ｃｈ）に変更されることを、車両内無線ネットワーク１２０を構成する各無線表示端末に通知し、その後、無線チャンネルを、第２パターンで割り当てられているチャンネル１１（１１ｃｈ）に変更する。

以上の動作により、各車両内無線ネットワーク１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０に割り当てられる無線チャンネルは、チャンネル１（１ｃｈ）、チャンネル６（６ｃｈ）、及びチャンネル１１（１１ｃｈ）と変更され、特定の無線チャンネルの通信状態の影響が緩和される。実施の形態１によれば、通信システムを構成する複数の車両内無線ネットワークの各々の通信性能のバラツキを小さくする無線チャンネルの割り当てを行うので、通信システム全体において良好な通信性能を得ることができる。

実施の形態１の変形例．
図１４は、実施の形態１に係る通信システムの変形例の構成を概略的に示す図である。図１４において、図１に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図１に示される符号と同じ符号を付す。図１４に示される通信システムは、１号車１０１内に無線チャンネル割り当て装置としての機能を持つサーバ６５０を有する点、及び、ゲートウェイ端末１１１ａが、無線チャンネル割り当て装置としての機能を持たず、ゲートウェイ端末１２１，１３１，１４１，１５１，１６１と同様の構成を有する点が、図１に示される通信システムと異なる。

図１５は、図１４に示されるサーバ（無線チャンネル割り当て装置）６５０の構成を概略的に示すブロック図である。図１５において、図４に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図４に示される符号と同じ符号を付す。図１５に示されるサーバ６５０は、ゲートウェイ端末１１１ａと無線通信を行うための無線通信部６５１を備えている点、及び、制御部６５２の動作が、図４に示される無線チャンネル割り当て装置であるゲートウェイ端末と異なる。なお、制御部６５２は、図５に示される制御部と同様の構成を備えてもよい。

この変形例においても、図１から図１３で説明した装置及び方法と同様の効果を得ることができる。また、サーバ６５０は、車両間ネットワーク１０７に有線接続するものであってもよい。

実施の形態２．
図１６は、本発明の実施の形態２に係る通信システムの構成を概略的に示す図である。図１６に示されるように、実施の形態２に係る通信システムは、複数の領域２０１，２０２，２０３，２０４，２０５，２０６に設置された複数の監視カメラ装置（無線監視カメラ端末）を通信ネットワークで接続し、監視映像データを監視サーバ２０８で管理する監視カメラ通信システムである。また、実施の形態２に係る通信システムは、本発明が適用された無線チャンネル割り当て方法を実施することができるシステムである。

実施の形態２に係る通信システムは、この通信システムを構成する複数のセル内無線ネットワークにおいて、複数のセル内無線ネットワークの各々の通信性能のバラツキ（すなわち、通信性能の差異）を小さくする無線チャンネルの割り当てを行うことによって、通信システム全体の通信性能を向上させている。実施の形態２において、セルは、第１の領域２０１、第２の領域２０２、第３の領域２０３、第４の領域２０４、第５の領域２０５、及び第６の領域２０６である。したがって、１個のセルは、１つの領域に相当する。実施の形態２において、１つの領域は、正六角形状の領域であり、複数の領域は、正六角形が縦横に密接して並ぶパターン（蜂の巣状パターン：ｈｏｎｅｙｃｏｍｂ ｐａｔｔｅｒｎ）に類似の領域群を構成している。各領域内に、セル内無線ネットワークである領域内無線ネットワークが構築される。実施の形態２に係る通信システムは、領域内無線ネットワーク２１０，２２０，２３０，２４０，２５０，２６０を含む。各領域内に構築された領域内無線ネットワーク２１０，２２０，２３０，２４０，２５０，２６０は、セル間ネットワークで通信可能に接続されている。実施の形態２において、セル間ネットワークは、例えば、領域内無線ネットワーク２１０，２２０，２３０，２４０，２５０，２６０に有線接続された領域間ネットワーク２０７である。領域内無線ネットワーク２１０，２２０，２３０，２４０，２５０，２６０と領域間ネットワーク２０７とは、無線で通信可能に接続することも可能である。また、領域間ネットワーク２０７には、監視サーバ２０８が通信可能に有線又は無線で接続されている。また、図１６には、第１から第６の領域２０１〜２０６が正六角形の領域である場合を例示したが、各領域の形状は円形又は他の多角形状であってもよい。ただし、第１から第６の領域２０１〜２０６が正六角形の領域である場合には、３つの無線チャンネルを用いて、互いに隣接する領域に異なる無線チャンネルを配置することができる。また、第１から第６の領域２０１〜２０６は互いに物理的に区画された複数の部屋又は複数の建築物であってもよいが、必ずしも物理的に区画されている必要はなく、１つの広い範囲を監視するために便宜的に区画された複数の監視対象領域を意味する。

第１の領域２０１内の領域内無線ネットワーク２１０は、無線端末として、監視カメラ機能を保持した無線監視カメラ端末２１２，２１３を含む。また、第２の領域２０２内の領域内無線ネットワーク２２０は、無線端末として、監視カメラ機能を保持した無線監視カメラ端末２２２，２２３を含む。また、第３の領域２０３内の領域内無線ネットワーク２３０は、無線端末として、監視カメラ機能を保持した無線監視カメラ端末２３２，２３３を含む。また、第４の領域２０４内の領域内無線ネットワーク２４０は、無線端末として、監視カメラ機能を保持した無線監視カメラ端末２４２，２４３を含む。また、第５の領域２０５内の領域内無線ネットワーク２５０は、無線端末として、監視カメラ機能を保持した無線監視カメラ端末２５２，２５３を含む。また、第６の領域２０６内の領域内無線ネットワーク２６０は、無線端末として、監視カメラ機能を保持した無線監視カメラ端末２６２，２６３を含む。ただし、各領域内無線ネットワーク２１０，２２０，２３０，２４０，２５０，２６０に含まれる無線監視カメラ端末の台数は、２台に限定されず、他の台数であってもよい。また、各領域内無線ネットワーク２１０，２２０，２３０，２４０，２５０，２６０に含まれる無線監視カメラ端末の台数は、互いに同じ台数である必要はなく、互いに異なる台数であってもよい。

領域内無線ネットワーク２１０，２２０，２３０，２４０，２５０，２６０で使用する無線通信方式は、特定の無線通信方式に限定されない。実施の形態２における領域内無線ネットワーク２１０，２２０，２３０，２４０，２５０，２６０は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ方式の無線ＬＡＮである。互いに干渉せずに通信することができるチャンネルとしては、例えば、チャンネル１（１ｃｈ）、チャンネル６（６ｃｈ）、及びチャンネル１１（１１ｃｈ）のように、５チャンネルおきに使用するチャンネルを設定することができる。ただし、使用する通信方式及び使用するチャンネル数は、上記例に限定されない。

図１７は、図１６に示されるゲートウェイ端末２２１，２３１，２４１，２５１，２６１の構成を概略的に示すブロック図である。図１７に示されるように、ゲートウェイ端末２２１，２３１，２４１，２５１，２６１の各々は、無線監視カメラ端末２２２，２２３、無線監視カメラ端末２３２，２３３、無線監視カメラ端末２４２，２４３、無線監視カメラ端末２５２，２５３、無線監視カメラ端末２６２，２６３と無線通信を行う第１通信部３０１と、セル間ネットワーク２０７と有線通信を行う第２通信部３０２と、第１通信部３０１と第２通信部３０２とを通信可能に中継する中継処理部５０１と、各構成の動作を制御する制御部５０２とを有する。ゲートウェイ端末２２１，２３１，２４１，２５１，２６１の各々は、無線ネットワーク割り当て装置としてのゲートウェイ端末２１１から無線チャンネルの割り当ての指示信号を受け取り、ゲートウェイ端末２２１，２３１，２４１，２５１，２６１の各第１通信部３０１は、受け取った指示信号にしたがって無線監視カメラ端末との間の通信に使用する各領域内無線ネットワーク２２０，２３０，２４０，２５０，２６０の無線チャンネルを切り替える。

図１８は、図１６に示されるゲートウェイ端末（図１６においては、無線チャンネル割り当て装置）２１１の構成を概略的に示すブロック図である。図１８に示されるように、ゲートウェイ端末２１１は、無線監視カメラ端末２１２，２１３と無線通信を行う第１通信部３０１と、セル間ネットワーク２０７と有線通信を行う第２通信部３０２と、第１通信部３０１と第２通信部３０２とを通信可能に中継する中継処理部８０１と、各構成の動作を制御する制御部８０２と、無線チャンネル割り当て動作を行う無線チャンネル割り当て処理部８０３とを有する。ゲートウェイ端末２１１においては、制御部８０２からの指示にしたがって、無線チャンネル割り当て処理部８０３が無線チャンネルの割り当ての指示信号を生成し、ゲートウェイ端末２２１，２３１，２４１，２５１，２６１の各々に指示信号を送信する。ゲートウェイ端末２１１及び指示信号を受け取ったゲートウェイ端末２２１，２３１，２４１，２５１，２６１においては、無線通信を行う第１通信部３０１は、無線監視カメラ端末との間の通信に使用する無線チャンネルを切り替える。

図１９は、図１６及び図１８に示される無線チャンネル割り当て装置であるゲートウェイ端末２１１の構成を詳細に示すブロック図である。すなわち、図１９は、無線チャンネル割り当て機能を有するゲートウェイ端末（すなわち、ゲートウェイ端末の一部が無線チャンネル割り当て装置である例）の無線チャンネル割り当てに関する構成を示す。図１９に示されるように、無線チャンネル割り当て機能を有するゲートウェイ端末は、ゲートウェイ端末２１１，２２１，２３１，２４１，２５１，２６１のいずれか１つ以上であり、実施の形態２においては、ゲートウェイ端末２１１である。図１９において、第１通信部３０１、第２通信部３０２、中継処理部８０１，無線チャンネル変更タイミング判定部３０５、無線チャンネル割り当てパターン決定部３０６、無線チャンネル割り当て変更通知制御部３０７、無線チャンネル変更通知受信制御部３０８、及び無線チャンネル変更延期通知部３０９は、実施の形態１（図４）で説明したものと同様の機能を持つ。また、無線チャンネル割り当て機能を有するゲートウェイ端末２１１は、第１通信部３０１で受信した、無線監視カメラ端末から送信された監視映像データを、第２通信部３０２に伝送し、第２通信部３０２から領域間ネットワーク２０７を経由して、監視サーバ２０８に伝送させる監視映像データ伝送制御部４０３と、第１通信部３０１で受信した、無線監視カメラ端末から送信された監視映像データの画像解析を行い、監視対象にすべきオブジェクトを監視映像データから抽出する監視対象オブジェクト検出部４０４とを有する。図１９においては、監視映像データ伝送制御部４０３と監視対象オブジェクト検出部４０４とを、制御部８０２の一部として示しているが、監視映像データ伝送制御部４０３と監視対象オブジェクト検出部４０４とは、装置全体の動作を制御する制御部８０２とは別の構成であってもよい。

監視対象オブジェクト検出部４０４で、監視対象にすべきオブジェクト（画像オブジェクト）が監視映像データから抽出できた場合には、監視対象にすべきオブジェクトが抽出された監視映像データを生成した無線監視カメラ端末による監視を継続する必要があるため、無線監視カメラ端末における撮影の中断、及び、無線監視カメラ端末からゲートウェイ端末２１１，２２１，２３１，２４１，２５１，２６１への監視映像データの伝送が中断しないようにする必要がある。領域内無線ネットワーク２１０，２２０，２３０，２４０，２５０，２６０の無線チャンネルを変更しようとすると、通信ネットワークを再構成する必要があるため、一時的に領域内無線ネットワーク２１０，２２０，２３０，２４０，２５０，２６０内の無線通信が中断する。そこで、監視映像データから監視対象にすべきオブジェクトが抽出された場合には、無線チャンネル変更延期通知部３０９に指示信号を送り、無線チャンネル変更延期通知部３０９から無線チャンネル割り当て変更通知制御部３０７に無線チャンネル変更延期要求を送り、無線チャンネルの変更要求があった場合であっても（すなわち、たとえ現在地情報が予め定められた無線チャンネル変更基準場所情報に一致する場合であったとしても）、無線チャンネルを、例えば、予め定められた期間だけ延期する。なお、延期する期間は、予め定められた期間に限定されず、監視対象のオブジェクトが抽出されなくなるまでであってもよい。さらに、延期する期間として、監視対象のオブジェクトの種類、監視対象のオブジェクトが検知された領域、及び監視対象のオブジェクトが検知された時刻などの条件の１つ又は複数の組み合わせに基づいて、異なる値（時間長）を採用してもよい。

図２０は、図１６に示される無線監視カメラ端末２１２，２１３，２２２，２２３，２３２，２３３，２４２，２４３，２５２，２５３，２６２の構成を概略的に示すブロック図である。無線監視カメラ端末は、ゲートウェイ端末，２１１，２２１，２３１，２４１，２５１，２６１と無線通信を行う無線通信部７１１と、監視カメラ７１３と、監視カメラ７１３の撮影によって生成された監視映像データを無線通信部７１１を介して送信させる制御部７１２とを有する。

図２１は、実施の形態２に係る通信システムが備えられた複数の領域を概略的に示す平面図である。図２１において、複数の領域は、複数列、複数行に並ぶ正六角形状の領域で描かれている。また、図２１において、複数の領域は、第１の順序（１ｃｈ→６ｃｈ→１１ｃｈ）で無線チャンネルが循環的に切り替えられる正六角形状の網掛け領域と、第２の順序（６ｃｈ→１１ｃｈ→１ｃｈ）で無線チャンネルが循環的に切り替えられる正六角形状の白色領域と、第３の順序（１１ｃｈ→１ｃｈ→６ｃｈ）で無線チャンネルが循環的に切り替えられる斜線領域とを含む。図２１から理解できるように、実施の形態２に係る監視カメラ通信システムにおいては、位置が隣接する領域内で構築される領域内無線ネットワーク（正六角形状の領域）の無線通信に使用される電波が互いに干渉することがないようにするために、使用する無線チャンネルとして互いに異なる無線チャンネルを設定する。すなわち、位置が隣接する領域内で、例えば、領域内無線ネットワークが、チャンネル１（１ｃｈ）、チャンネル６（６ｃｈ）、及びチャンネル１１（１１ｃｈ）の３つの無線チャンネルのうちの、いずれかを使用するように無線チャンネルが割り当てられ、且つ、位置が隣接する領域の領域内無線ネットワークにおいては、互いに異なる無線チャンネルが割り当てられるようにすることができる。また、図２１から理解できるように、実施の形態２における領域の設定の仕方は、広い範囲を監視対象とする監視システムに適している。

実施の形態２において、無線チャンネル割り当て機能を有するゲートウェイ端末（例えば、ゲートウェイ端末２１１）は、複数の領域内無線ネットワーク２１０，２２０，２３０，２４０，２５０，２６０に無線チャンネルを割り当てるために、以下の処理を行う。第１に、複数の領域内無線ネットワーク２１０，２２０，２３０，２４０，２５０，２６０のうちの、位置が隣接する領域内無線ネットワーク同士に互いに異なる無線チャンネルが割り当てられるように、複数の領域内無線ネットワーク２１０，２２０，２３０，２４０，２５０，２６０に無線チャンネルを割り当てることができる複数の無線チャンネル割り当てパターンを決定するパターン決定処理（第１の処理）を実行する。第２に、複数の無線チャンネル割り当てパターン（例えば、第１パターン、第２パターン、第３パターン）の中から１つの無線チャンネル割り当てパターンを選択し、選択された無線チャンネル割り当てパターンに基づく無線チャンネル割り当て変更指令信号を複数のゲートウェイ端末２１１，２２１，２３１，２４１，２５１，２６１のいずれか又は全てに供給する無線チャンネル割り当てパターン選択及び指令処理（第２の処理）を実行する。このパターン選択及び指令処理（第２の処理）は、複数の無線チャンネル割り当てパターンの中から選択される無線チャンネル割り当てパターンを順次異なる無線チャンネル割り当てパターンに切り替えながら繰り返し実行する。なお、どの領域とどの領域とが隣接するのかを示す情報は、いずれかのゲートウェイ端末又は通信システム内に備えられたサーバ等に予め格納されている。

図２２は、実施の形態２に係る通信システムの領域内無線ネットワーク２１０，２２０，２３０，２４０，２５０，２６０における無線チャンネルの割り当てパターンを表形式で示す図である。例えば、第１の領域２０１内に構築される領域内無線ネットワーク２１０にはチャンネル１（１ｃｈ）、第２の領域２０２内に構築される領域内無線ネットワーク２２０にはチャンネル６（６ｃｈ）、第３の領域２０３内に構築される領域内無線ネットワーク２３０にはチャンネル１１（１１ｃｈ）、第４の領域２０４内に構築される領域内無線ネットワーク２４０にはチャンネル１（１ｃｈ）、第５の領域２０５内に構築される領域内無線ネットワーク２５０にはチャンネル６（６ｃｈ）、第６の領域２０６内に構築される領域内無線ネットワーク２６０にはチャンネル１１（１１ｃｈ）、がそれぞれ割り当てられる。

領域内無線ネットワーク２１０と、領域内無線ネットワーク２４０は、同じ無線チャンネルであるチャンネル１（１ｃｈ）が割り当てられているが、第１の領域２０１と第４の領域２０４は、隣接せず、両者の間にはある程度の距離を開けることができるため、領域内無線ネットワーク２１０で送信された電波は、第４の領域２０４の位置では十分に減衰している。そのため、領域内無線ネットワーク２１０における無線通信と、領域内無線ネットワーク２４０における無線通信は、干渉又は輻輳が発生しにくく、それぞれが良好な無線通信が可能である。

一方、各領域内無線ネットワーク２１０，２２０，２３０，２４０，２５０，２６０は、監視カメラ通信システムに含まれない無線通信機が送信する電波と干渉又は輻輳することがある。例えば、第１の領域２０１内に構築される領域内無線ネットワーク２１０は、同じ第１の領域２０１内にある監視カメラ通信システムに含まれない無線通信機がチャンネル１（１ｃｈ）を使っていると、干渉を起こす。同様に、第２の領域２０２内に構築される領域内無線ネットワーク２２０は、同じ第２の領域２０２内にある監視カメラ通信システムに含まれない無線通信機がチャンネル６（６ｃｈ）を使っていると、干渉を起こす。

監視カメラ通信システムの各領域内無線ネットワーク２１０，２２０，２３０，２４０，２５０，２６０において、無線監視カメラ端末で撮影した監視映像データを、同一領域内のゲートウェイ端末に送信し、ゲートウェイ端末から、監視サーバ２０８に送信することで、監視サーバ２０８に監視映像データを集めるような使い方をする。各領域内無線ネットワーク２１０，２２０，２３０，２４０，２５０，２６０において干渉又は輻輳が発生すると、各領域内無線ネットワーク２１０，２２０，２３０，２４０，２５０，２６０で確保することができる通信速度が低下する。無線監視カメラ端末は、通信速度が低下する場合、監視映像データの品質を落として、データレートを低下させなければならないというような状態が発生する。干渉又は輻輳を発生させる無線通信機があまり移動せず、各領域における干渉又は輻輳の状態が時間的にあまり変化しない場合、ある領域においては、監視映像データの品質は良いが、別の領域においては、監視映像データの品質が悪いというような問題が発生する。

この問題は、各無線チャンネル間での無線通信の干渉又は輻輳の偏りが原因である。そのため、各領域内無線ネットワーク２１０，２２０，２３０，２４０，２５０，２６０は、使用する無線チャンネルを変更することで、各無線チャンネルにおける干渉又は輻輳の偏りを平均化し、偏りの影響を低減化する。各領域内無線ネットワーク２１０，２２０，２３０，２４０，２５０，２６０で使用する無線チャンネルは、予め定められた時間周期で定期的に、あるいは、予め定められた条件が適合した場合に変更するようにしてもよい。あるいは、各領域内無線ネットワーク２１０，２２０，２３０，２４０，２５０，２６０で使用する無線チャンネルは、予め定められた条件が適合した場合に変更するようにしてもよい。無線チャンネルの割り当てパターンは、実施の形態１で説明したものと同じである。また、予め定められた時間周期で無線チャンネルを変更する方法は、実施の形態１で説明したものと同じである。

以上の動作により、各領域内無線ネットワーク２１０，２２０，２３０，２４０，２５０，２６０等に割り当てられる無線チャンネルは、チャンネル１（１ｃｈ）、チャンネル６（６ｃｈ）、及びチャンネル１１（１１ｃｈ）と変更され、特定の無線チャンネルの通信状態の影響が緩和される。実施の形態１によれば、通信システムを構成する複数の領域内無線ネットワークの各々の通信性能のバラツキを小さくする無線チャンネルの割り当てを行うので、通信システム全体において良好な通信性能を得ることができる。また、監視対象にすべきオブジェクトが抽出されている期間には、無線チャンネルの割り当て変更が発生しないようにし、通信性能の劣化を低減する。

なお、実施の形態２において、上記以外の点は、実施の形態１の場合と同じである。

１００ 列車、 １０１ １号車（車両）、 １０２ ２号車（車両）、 １０３ ３号車（車両）、 １０４ ４号車（車両）、 １０５ ５号車（車両）、 １０６ ６号車（車両）、 １０７ 車両間ネットワーク（セル間ネットワーク）、 １１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１６０ 車両内無線ネットワーク（セル内無線ネットワーク）、 １１１ ゲートウェイ端末（無線チャンネル割り当て装置）、 １１１ａ，１２１，１３１，１４１，１５１，１６１ ゲートウェイ端末、 １１２，１１３，１１４，１２２，１２３，１２４，１３２，１３３，１３４，１４２，１４３，１４４，１５２，１５３，１５４，１６２，１６３，１６４ 無線表示端末（無線端末）、 ２０１ 第１の領域、 ２０２ 第２の領域、 ２０３ 第３の領域、 ２０４ 第４の領域、 ２０５ 第５の領域、 ２０６ 第６の領域、 ２０７ 領域間ネットワーク（セル間ネットワーク）、 ２０８ 監視サーバ、 ２１０，２２０，２３０，２４０，２５０，２６０ 領域内無線ネットワーク（セル内無線ネットワーク）、 ２１１ ゲートウェイ端末（無線チャンネル割り当て装置）、 ２２１，２３１，２４１，２５１，２６１ ゲートウェイ端末、 ２１２，２１３，２２２，２２３，２３２，２３３，２４２，２４３，２５２，２５３，２６２，２６３ 無線監視カメラ端末（無線端末）、 ６２１ 位置情報取得部、 ６２２ 時間情報取得部、 ６２３ 通信性能情報取得部、 ６２４ 通信速度情報取得部、 ６２５ 伝送遅延時間情報取得部、 ６５０ サーバ（無線チャンネル割り当て装置）。

Claims (11)

1. 無線端末を含む複数のセル内無線ネットワークと、セル間ネットワークと、前記複数のセル内無線ネットワークと前記セル間ネットワークとの間の通信を中継する複数のゲートウェイ端末とを有し、前記複数のゲートウェイ端末が前記複数のセル内無線ネットワークで使用される各無線チャンネルを設定し、列車に搭載される通信システムにおいて、前記複数のセル内無線ネットワークの各々に無線チャンネルを割り当てる無線チャンネル割り当て方法であって、
   前記複数のセル内無線ネットワークのうちの、構築される位置が隣接するセル内無線ネットワーク同士が互いに異なる無線チャンネルとなるように、前記複数のセル内無線ネットワークに無線チャンネルを割り当てる複数の無線チャンネル割り当てパターンを決定する第１の処理を実行するステップと、
   前記複数の無線チャンネル割り当てパターンの中から１つの無線チャンネル割り当てパターンを選択し、前記選択された無線チャンネル割り当てパターンに基づく無線チャンネル割り当て変更指令信号を前記複数のゲートウェイ端末に供給する第２の処理を、前記複数の無線チャンネル割り当てパターンの中から選択される前記無線チャンネル割り当てパターンを順次異なる無線チャンネル割り当てパターンに切り替えながら繰り返すステップと、
   前記列車の位置情報を取得するステップとを有し、
   前記列車の位置情報が予め定められた条件を満たすときに、前記第２の処理を実行する
   ことを特徴とする無線チャンネル割り当て方法。
2. 前記列車の位置情報が示す位置が予め定められた位置の範囲内である場合には、前記列車の位置情報が示す位置が前記予め定められた位置の範囲外になるまで、前記第２の処理の実行を延期する
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線チャンネル割り当て方法。
3. 時刻情報を取得するステップをさらに有し、
   前記時刻情報が示す時刻が予め定められた時間の範囲内である場合には、前記時刻情報が示す時刻が前記予め定められた時間の範囲外になるまで、前記第２の処理の実行を延期する
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線チャンネル割り当て方法。
4. 前記複数のセル内無線ネットワーク内の前記無線端末から伝送された映像データを画像解析し、前記画像解析の結果、予め定められた画像オブジェクトを検出したときに、前記第２の処理の実行を延期することを特徴とする請求項１に記載の無線チャンネル割り当て方法。
5. 無線端末を含む複数のセル内無線ネットワークと、セル間ネットワークと、前記複数のセル内無線ネットワークと前記セル間ネットワークとの間の通信を中継する複数のゲートウェイ端末とを有し、前記複数のゲートウェイ端末が前記複数のセル内無線ネットワークで使用される各無線チャンネルを設定し、列車に搭載される通信システムにおいて、前記複数のセル内無線ネットワークの各々に無線チャンネルを割り当てる無線チャンネル割り当て装置であって、
   前記複数のセル内無線ネットワークのうちの、構築される位置が隣接するセル内無線ネットワーク同士が互いに異なる無線チャンネルとなるように、前記複数のセル内無線ネットワークに無線チャンネルを割り当てる複数の無線チャンネル割り当てパターンを決定する第１の処理を実行する無線チャンネル割り当てパターン決定部と、
   前記複数の無線チャンネル割り当てパターンの中から１つの無線チャンネル割り当てパターンを選択し、前記選択された無線チャンネル割り当てパターンに基づく無線チャンネル割り当て変更指令信号を前記複数のゲートウェイ端末に供給する第２の処理を、前記複数の無線チャンネル割り当てパターンの中から選択される前記無線チャンネル割り当てパターンを順次異なる無線チャンネル割り当てパターンに切り替えながら繰り返す無線チャンネル割り当て変更通知制御部と、
   前記列車の位置情報を取得する位置情報取得部とを有し、
   前記位置情報取得部が取得した前記列車の位置情報が予め定められた条件を満たすときに、前記第２の処理を実行する
   ことを特徴とする無線チャンネル割り当て装置。
6. 前記複数のゲートウェイ端末のいずれかと通信可能な、又は、前記セル間ネットワークと通信可能に接続された、前記複数のゲートウェイ端末とは別の装置であることを特徴とする請求項５に記載の無線チャンネル割り当て装置。
7. 前記位置情報取得部が取得した前記列車の位置情報が示す位置が予め定められた位置の範囲内である場合には、前記列車の位置情報が示す位置が前記予め定められた位置の範囲外になるまで、前記第２の処理の実行を延期する
   ことを特徴とする請求項５又は６に記載の無線チャンネル割り当て装置。
8. 時刻情報を取得する時間情報取得部をさらに有し、
   前記時間情報取得部が取得した前記時刻情報が示す時刻が予め定められた時間の範囲内である場合には、前記時刻情報が示す時刻が前記予め定められた時間の範囲外になるまで、前記第２の処理の実行を延期する
   ことを特徴とする請求項５又は６に記載の無線チャンネル割り当て装置。
9. 前記複数のセル内無線ネットワーク内の前記無線端末から伝送された映像データを画像解析し、前記画像解析の結果、予め定められた画像オブジェクトを検出する画像検出部をさらに有し、
   前記画像検出部が画像オブジェクトを検出したときに、前記第２の処理の実行を延期する
   ことを特徴とする請求項５又は６に記載の無線チャンネル割り当て装置。
10. 無線端末を含む複数のセル内無線ネットワークと、
    セル間ネットワークと、
    前記複数のセル内無線ネットワークと前記セル間ネットワークとの間の通信を中継する複数のゲートウェイ端末と、
    前記複数のセル内無線ネットワークの各々に無線チャンネルを割り当てる無線チャンネル割り当て装置と、
    を有し、列車に搭載される通信システムであって、
    前記無線チャンネル割り当て装置は、
    前記複数のセル内無線ネットワークのうちの、構築される位置が隣接するセル内無線ネットワーク同士が互いに異なる無線チャンネルとなるように、前記複数のセル内無線ネットワークに無線チャンネルを割り当てる複数の無線チャンネル割り当てパターンを決定する第１の処理を実行する無線チャンネル割り当てパターン決定部と、
    前記複数の無線チャンネル割り当てパターンの中から１つの無線チャンネル割り当てパターンを選択し、前記選択された無線チャンネル割り当てパターンに基づく無線チャンネル割り当て変更指令信号を前記複数のゲートウェイ端末に供給する第２の処理を、前記複数の無線チャンネル割り当てパターンの中から選択される前記無線チャンネル割り当てパターンを順次異なる無線チャンネル割り当てパターンに切り替えながら繰り返す無線チャンネル割り当て変更通知制御部と、
    前記列車の位置情報を取得する位置情報取得部とを有し、
    前記位置情報取得部が取得した前記列車の位置情報が予め定められた条件を満たすときに、前記第２の処理を実行する
    ことを特徴とする通信システム。
11. 前記無線チャンネル割り当て装置は、
    前記複数のセル内無線ネットワーク内の前記無線端末から伝送された映像データを画像解析し、前記画像解析の結果、予め定められた画像オブジェクトを検出する画像検出部をさらに有し、
    前記画像検出部が画像オブジェクトを検出したときに、前記第２の処理の実行を延期する
    ことを特徴とする請求項１０に記載の通信システム。

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