JP6500415B2

JP6500415B2 - 無線通信システム、チャネル選択装置、基地局及びチャネル選択方法

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Publication number: JP6500415B2
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Inventors: 奈央益岡
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Description

本発明は、移動体に搭載されて無線端末と無線通信を行う複数の基地局、その複数の基地局に対し無線通信に使用する周波数チャネルを選択し通知するチャネル選択装置、並びにその複数の基地局及びチャネル選択装置を扱う無線通信システムと、複数の基地局に対し無線通信に使用する周波数チャネルを選択し通知するチャネル選択方法に関する。

近年では、各種無線端末に無線通信ネットワークを提供する基地局を移動体に搭載した、無線通信システムが様々な用途で構築されている。基地局としては、例えば無線ＬＡＮアクセスポイントやカーナビゲーションを始めとする車載器等が挙げられる。また、無線端末としては、例えば情報端末としてのスマートフォンやタブレットＰＣ等の無線通信デバイスが挙げられる。基地局は、さらに別の無線通信の手段として、例えば携帯電話の通信規格であるＬＴＥ（ＬｏｎｇＴｅｒｍＥｖｏｌｕｔｉｏｎ）等を利用することで、インターネットなどの外部ネットワークや、システム専用のネットワークに接続することも可能となっている。基地局と無線端末との間の無線通信としては、無線ＬＡＮの規格であるＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ／ａｃや、ＵＷＢの規格であるＩＥＥＥ８０２．１５．３ａ、モバイルＷｉＭＡＸの規格であるＩＥＥＥ８０２．１６ｅ等が挙げられる。

これらの無線通信の規格のうち、無線ＬＡＮ規格のＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｎ／ａｃでは、５ＧＨｚ帯の周波数を利用した無線通信を行う。無線ＬＡＮへの５ＧＨｚ帯周波数の割り当ては、昨今の無線通信技術の発展に伴い、利用可能な周波数帯を拡張する要望に応えるものであり、日本では、２０１４年の時点において、国際標準準拠規格のＷ５２、Ｗ５３及びＷ５６で定められた１９チャネルの利用が許可されている。一方で、５ＧＨｚ帯無線ＬＡＮが利用する周波数帯は、従来から、船舶レーダー、航空機レーダー、軍用レーダー及び気象レーダー等の、様々な用途のレーダー波に割り当てられている。そのため、５ＧＨｚ帯無線ＬＡＮは、既存の外来波と周波数を共用することとなり、５ＧＨｚ帯無線ＬＡＮを利用する無線ＬＡＮアクセスポイントには、既存の外来波を妨害しないための周波数制御機能の実装が義務付けられている。この周波数制御機能は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｈの規格において、ＤＦＳ（ＤｙｎａｍｉｃＦｒｅｑｕｅｎｃｙＳｅｌｅｃｔｉｏｎ）として定められている（非特許文献１を参照）。ＤＦＳでは、５ＧＨｚ帯無線ＬＡＮアクセスポイントが使用する周波数チャネルを設定して電波を送出する前に、干渉する周波数を利用した外来波が検出されるかどうか、１分間の監視を行う。このときの無線通信を行う前の１分間の監視をＣＡＣ（ＣｈａｎｎｅｌＡｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙＣｈｅｃｋ）と呼ぶ。ＣＡＣによって、干渉する周波数を利用した外来波が検出されたならば、無線ＬＡＮアクセスポイントは当該周波数チャネルの使用を停止し、他の周波数チャネルを選択して再びＣＡＣを実行する。ＣＡＣによって、干渉する周波数を利用した外来波が検出されなければ、無線ＬＡＮアクセスポイントは当該周波数チャネルを使用して無線通信を開始することが可能となる。また、ＩＥＥＥ８０２．１１ｈの規格では、５ＧＨｚ帯無線ＬＡＮアクセスポイントがＣＡＣを実行して無線通信を開始した後であっても、使用中の周波数チャネルと干渉する周波数を利用した外来波が検出されないかを継続して監視することが定められている。このときの通信中の監視をＩＳＭ（Ｉｎ−ＳｅｒｖｉｃｅＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇ）と呼ぶ。ＩＳＭによって、使用中の周波数チャネルと干渉する外来波が検出されたならば、無線ＬＡＮアクセスポイントは電波の送出を停止して、他の周波数チャネルを選択し、ＣＡＣを実行することとなる。ここで、無線ＬＡＮアクセスポイントの多くは、他の周波数チャネルの選択をランダムで行う。従って、５ＧＨｚ帯無線ＬＡＮを利用した無線通信では、無線通信の開始に先立って、選択した周波数チャネルでの監視による１分間の通信不能の状態に陥るだけでなく、選択した当該周波数チャネルがＣＡＣ又はＩＳＭによって外来波と干渉するため使用できないと判れば、再び周波数チャネルの選択と監視を行い、更に１分間の通信不能の状態に陥ることとなる。このように、５ＧＨｚ帯無線ＬＡＮを利用する無線ＬＡＮアクセスポイントでは、レーダー波等の干渉する外来波の検出によって１分間以上の通信不能の状態が継続してしまう問題がある。

上述の問題に対して、特許文献１では、５ＧＨｚ帯無線ＬＡＮアクセスポイントが、外来波との干渉を検出した周波数チャネルを逐次記録して優先順位の情報を付与することで、優先順位に基づいて周波数チャネルを選択する手法が提案されている。また、特許文献２では、ある周波数チャネルを使用して無線通信を行っている最中に、他の使用可能な周波数チャネルを探してこれを予備の周波数チャネルとし、使用中の周波数チャネルが外来波との干渉により停止となると、予備の周波数チャネルに即時切替える手法が提案されている。

しかしながら、移動体に無線ＬＡＮアクセスポイントを搭載して無線ＬＡＮ通信サービスを提供する無線通信システムでは、無線ＬＡＮアクセスポイントの位置の変化や時間の経過に伴い、干渉する外来波の周波数や、地形または建物の影響による通信環境が変化し続けるため、特許文献１や特許文献２の手法を適用しても、無線ＬＡＮアクセスポイントが予め選択した周波数チャネルは外来波と干渉を起こす可能性があり期待する効果が得られない問題がある。

上述の問題に対して、特許文献３では、移動体に搭載された５ＧＨｚ帯無線ＬＡＮを利用する無線ＬＡＮアクセスポイントが、検出した外来波の周波数と検出位置に関する情報を自装置に記録するとともに、予め保持する地図データとインターネット等の外部ネットワーク上にある接続可能なデータベースから、検出位置周辺の建物や地形に関する情報と、外来波との干渉に関する情報を取得し、これらの情報に基づいて外来波と干渉を起こさない周波数チャネルを選択し設定する手法が提案されている。

特開２０１２−２５３８０７特開２０１３−１６８９０４ＷＯ１３／１７９３９７ＡＲＩＢＳＴＤ−７１

しかしながら、特許文献３の手法では、個々の無線ＬＡＮアクセスポイントは、独立して各種情報を参照し、周波数チャネルの選択と設定とを行うため、例えば自動車に搭載される無線ＬＡＮアクセスポイントや、列車での無線ＬＡＮ通信サービスで利用される無線ＬＡＮアクセスポイント等においては、周波数チャネルを切替えるタイミングによって、近傍にある無線ＬＡＮアクセスポイントが同一又は近い周波数チャネルを選択してしまい、互いの電波の干渉により周波数チャネルの切替えを繰り返して、通信不能の状態に陥ってしまう虞がある。

上述の周波数チャネルの干渉に関する問題は、無線ＬＡＮアクセスポイントに限らず、無線端末との間で、複数ある利用可能な周波数チャネルの中から１以上を使用して無線通信を行う基地局において、使用する周波数チャネルと干渉するレーダー波や近傍の基地局の送出する電波等の外来波を検出すると、他の周波数チャネルに切替えて無線通信を行う機能を有するものに当てはまる。また、移動体としては、自動車や列車に限らず、その他の車両や人など、基地局を搭載して移動するもの全般を含む。

本発明は、上述のような問題を解決するためのものであり、移動体に搭載され所定の周波数チャネルを使用して無線端末と無線通信する複数の基地局に対し、干渉する外来波の検出と周波数チャネルの切替えとの繰り返しによって、通信不能の状態に陥ることのない周波数チャネルを選択し通知する無線通信システム、並びにその無線通信システムで扱われるチャネル選択装置及び複数の基地局と、当該複数の基地局に対し、干渉する外来波の検出と周波数チャネルの切替えとの繰り返しによって、通信不能の状態に陥ることのない周波数チャネルを選択するチャネル選択方法を提供することを目的とする。

本発明は、移動体に搭載され、周波数チャネルを切替えて無線通信する複数の基地局と、前記基地局と通信し、前記基地局が無線通信に使用する前記周波数チャネルを選択するチャネル選択装置と、を備える無線通信システムであって、前記移動体の位置を示す移動体位置情報を前記基地局に通知する位置情報通知手段をさらに有し、前記基地局は、前記周波数チャネルと干渉する外来波を検出する干渉検出手段と、前記干渉検出手段によって干渉する前記外来波が検出された前記周波数チャネル及び前記移動体位置情報を含むチャネル干渉情報を、前記チャネル選択装置に対し送信するチャネル干渉通知手段と、を有し、前記チャネル選択装置は、前記基地局が前記無線通信に利用可能な前記周波数チャネルを羅列した情報である利用チャネル情報と、前記移動体の移動可能な領域を分割した移動領域と前記移動体位置情報とを対応付けた移動領域対応情報と、前記チャネル干渉情報の前記周波数チャネルと前記移動領域とを対応付けた干渉チャネル対応情報と、を記録するチャネル選択記録部と、前記チャネル干渉情報を受信すると、前記移動領域対応情報に基づいて前記移動領域を導出し、前記チャネル干渉情報の前記周波数チャネル及び導出した前記移動領域に基づいて前記干渉チャネル対応情報を更新し、前記利用チャネル情報の前記周波数チャネルから、導出した前記移動領域と対応する前記干渉チャネル対応情報の前記周波数チャネルを除外したものを選択し、前記チャネル干渉情報を送信した前記基地局に対し選択した前記周波数チャネルを通知する、チャネル選択制御部と、を備える、ことを特徴とする無線通信システムである。

また、本発明は、移動体に搭載される複数の基地局と通信し、前記基地局が無線通信に使用する周波数チャネルを選択するチャネル選択装置であって、前記基地局が前記無線通信に利用可能な前記周波数チャネルを羅列した情報である利用チャネル情報と、前記移動体の移動可能な領域を分割した移動領域と前記移動体の位置を示す移動体位置情報とを対応付けた移動領域対応情報と、外来波と干渉する前記周波数チャネルと前記移動領域とを対応付けた干渉チャネル対応情報と、を記録するチャネル選択記録部と、前記基地局から前記外来波が検出された前記周波数チャネル及び前記移動体位置情報を含むチャネル干渉情報を受信すると、前記移動領域対応情報に基づいて前記移動領域を導出し、前記チャネル干渉情報の前記周波数チャネル及び導出した前記移動領域に基づいて前記干渉チャネル対応情報を更新し、前記利用チャネル情報の前記周波数チャネルから、導出した前記移動領域と対応する前記干渉チャネル対応情報の前記周波数チャネルを除外したものを選択し、前記チャネル干渉情報を送信した前記基地局に対し選択した前記周波数チャネルを通知する、チャネル選択制御部と、を備える、ことを特徴とするチャネル選択装置である。

また、本発明は、チャネル選択装置と通信し、前記チャネル選択装置から通知される周波数チャネルを設定して無線通信に使用する、移動体に搭載される基地局であって、前記移動体の位置を示す移動体位置情報を取得する位置情報取得手段と、使用する前記周波数チャネルが干渉する外来波を検出する干渉検出手段と、前記干渉検出手段によって前記外来波が検出された前記周波数チャネル及び前記移動体位置情報を含むチャネル干渉情報を、前記チャネル選択装置に対し送信するチャネル干渉通知手段と、前記チャネル選択装置から通知された前記周波数チャネルを設定するチャネル設定手段と、を有し、前記チャネル選択装置から通知された前記周波数チャネルは、前記基地局が前記無線通信に利用可能な前記周波数チャネルから、前記移動体の位置を含む所定の領域に位置する基地局から前記チャネル選択装置に対して送信される前記チャネル干渉情報に含まれる前記周波数チャネルを除外したものである、ことを特徴とする基地局である。

また、本発明は、移動体に搭載される、複数の基地局が無線通信に使用する周波数チャネルを選択するチャネル選択方法であって、前記基地局が前記無線通信に利用可能な前記周波数チャネルを羅列した情報である利用チャネル情報と、前記移動体の移動可能な領域を分割した移動領域と前記移動体の位置を示す移動体位置情報とを対応付けた移動領域対応情報とを、予め記憶する事前記憶工程と、前記基地局が前記無線通信に使用している前記周波数チャネルと干渉する外来波を検出したときの、前記周波数チャネル及び前記移動体位置情報を取得するチャネル干渉情報取得工程と、前記移動領域対応情報に基づいて、前記チャネル干渉情報取得工程で取得した前記移動体位置情報から前記移動領域を導出する移動領域導出工程と、前記チャネル干渉情報取得工程で取得した前記周波数チャネルと、前記移動領域導出工程で導出した前記移動領域とを対応付けた干渉チャネル対応情報を記録する干渉チャネル記録工程と、前記利用チャネル情報の前記周波数チャネルから、導出した前記移動領域と対応する前記干渉チャネル対応情報の前記周波数チャネルを除外したものを選択するチャネル選択工程と、を有する、ことを特徴とするチャネル選択方法である。

本発明によれば、複数の基地局とチャネル選択装置とを有する無線通信システムにおいて、チャネル選択装置が、移動体に搭載される基地局から受信したチャネル干渉の情報に含まれる、外来波と干渉した周波数チャネルとそのときの移動体の位置を示す領域との対応を記録するとともに、基地局からチャネル干渉の情報を受信したときに、移動体の位置に基づいて干渉しない周波数チャネルを選択して通知することが可能となる。その結果として、基地局に対し、干渉する外来波の検出と周波数チャネルの切替えとの繰り返しによって、通信不能の状態に陥ることのない周波数チャネルを設定できる効果が得られる。

本発明の実施の形態１における、無線通信システムを示すシステム構成図である。チャネル選択装置の構成を示すブロック図である。移動体に搭載される基地局と車上装置の構成を示すブロック図である。図４（ａ）は、移動体が列車である場合の移動の様子を示す模式図である。図４（ｂ）は、移動領域と外来波の干渉領域との関係を示す模式図である。図５（ａ）は、移動体が自動車である場合の移動の様子を示す模式図である。図５（ｂ）は、移動領域と外来波の干渉領域との関係を示す模式図である。サービス運用中の基地局が、無線通信に使用している周波数チャネルと干渉する外来波を検出したときの動作を示すフローチャート図である。チャネル選択装置が記録している各種テーブルの構造を示すデータ構造図である。チャネル選択装置が、受信したチャネル要求通知からチャネル干渉情報を取得し干渉チャネル対応テーブルに登録する処理を示すフローチャート図である。チャネル選択装置が、チャネル要求通知を送信した基地局に対し、周波数チャネルを選択し通知する処理を示すフローチャート図である。実施の形態２において、起動した基地局が、使用する周波数チャネルを、チャネル選択装置に対し要求する処理を示すフローチャート図である。図１１（ａ）は、実施の形態３における、基地局の構成を示すブロック図である。図１１（ｂ）は、基地局の記憶部に記憶されたチャネル切替位置テーブルのデータ構造図である。図１２（ａ）は、実施の形態４における、基地局群を示す模式図である。図１２（ｂ）は、チャネル選択装置が記録する全チャネル選択テーブルを示すデータ構造図である。運用開始に伴い、代表基地局がチャネル選択装置に対し周波数チャネルを要求する処理を示すシーケンス図である。周波数チャネルの切替えに適した位置において、代表基地局がチャネル選択装置１に対し周波数チャネルを要求する処理を示すシーケンス図である。代表基地局のみ運用開始となりチャネル選択装置に対し周波数チャネルを要求する処理を示すシーケンス図である。代表基地局以外の基地局が運用開始となりチャネル選択装置に対し周波数チャネルを要求する処理を示すシーケンス図である。実施の形態５における、チャネル選択装置の構成を示すブロック図である。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における無線通信システムを示すシステム構成図である。無線通信システムは、チャネル選択装置１、移動体２、基地局３及び基幹ネットワーク４で構成される。実施の形態１の無線通信システムでは、基地局３は移動体２に搭載されて移動し、複数の移動する基地局３がチャネル選択装置１から通知される周波数チャネルを使用して無線端末５と無線通信を行う。

チャネル選択装置１は、各基地局３と通信し、各基地局３に対し、無線端末５との無線通信に使用する周波数チャネルの選択及び通知を行う装置である。尚、チャネル選択装置１と基地局３との間の通信は、移動体２や基幹ネットワーク４を介して行われても良いし、例えばチャネル選択装置１と基地局３とが備える別の通信手段を用いて、直接に行っても良い。

移動体２は、基地局３を搭載して移動する物であり、例えば自動車や列車等の車両又は人などの、移動する物を指す。移動体２は、チャネル選択装置１と基地局３との通信経路の一部となる通信手段を備えても良い。

基地局３は、無線端末５と無線通信して、例えばインターネット等の外部ネットワーク６に無線端末５を接続する装置である。このとき、基地局３が扱う無線通信は、周波数帯域で通信を区別するものであり、例えばＩＥＥＥ８０２．１１規格に基づく無線ＬＡＮ、ＩＥＥＥ８０２．１５．３ａ規格に基づくＵＷＢ、ＩＥＥＥ８０２．１６規格に基づくＷｉＭＡＸ、若しくは携帯電話の通信規格に基づくＬＴＥ等が挙げられる。また、上述の通り、基地局３は、移動体２や基幹ネットワーク４を介してチャネル選択装置１と通信しても良いし、別の通信手段を備えて直接にチャネル選択装置１と通信しても良い。このときの別の通信手段としては、上述の無線通信等が同様に挙げられる。尚、図１では、実線で示すチャネル選択装置１と基幹ネットワーク４との間及び移動体２と基地局３との間は有線で接続し、破線で示す基幹ネットワーク４と移動体２との間は無線で接続している。

基幹ネットワーク４は、無線通信システムの通信経路の一部をなす通信インフラ設備であり、有線通信や無線通信によって実現される。

無線端末５は、基地局３と無線通信する、例えば情報端末としてのスマートフォンやタブレットＰＣ等の、無線通信デバイスである。

図２は、チャネル選択装置１の構成を示すブロック図である。チャネル選択装置１は、チャネル選択制御部７、チャネル選択記録部８及びチャネル選択通信部９で構成される。

チャネル選択制御部７は、チャネル選択記録部８に記録した情報に基づいて、基地局３が使用する周波数チャネルの選択及び通知を行う機能部である。

チャネル選択記録部８は、基地局３から受信した、外来波と干渉した周波数チャネルに関する情報や、移動体２の位置に関する情報等を記録する例えばＨＤＤやメモリ等の記憶媒体である。

チャネル選択通信部９は、チャネル選択装置１が基幹ネットワーク４に接続するための機能部である。

図３は、移動体２に搭載される基地局３と車上装置１５の構成を示すブロック図である。

基地局３は、基地局制御部１０、送信部１１、受信部１２、送信アンテナ１３及び受信アンテナ１４で構成される。

基地局制御部１０は、送信部１１及び受信部１２に周波数チャネルを設定して、無線端末５との無線通信を制御するとともに、設定した周波数チャネルと干渉する外来波を検出する機能部である。干渉する外来波の検出は、基地局制御部１０が受信部１２を制御して行われる。また、基地局制御部１０は、干渉する外来波を検出すると、周波数チャネルが外来波と干渉したことを通知すると共に、チャネル選択装置１に対し、新たに使用する別の周波数チャネルを要求するためチャネル要求通知を送信する。このときのチャネル要求通知には、基地局制御部１０が、車上装置１５から取得した、移動体２の位置を示す移動体位置情報や日時を示す日時情報が含まれる。

送信部１１は、送信アンテナ１３を用いて無線端末５に対しデータを送信する機能部であり、受信部１２は、受信アンテナ１４を用いて無線端末５からのデータを受信する機能部である。送信アンテナ１０と受信アンテナ１１は、送信部１１と受信部１２が共用する１つの送受信アンテナとしても良い。

車上装置１５は、車上通信部１６、位置情報通知部１７及び日時情報通知部１８で構成される。

車上通信部１６は、車上装置１５が基幹ネットワーク４に無線で接続するための機能部である。また、車上通信部１６は、基地局３の基地局制御部１０と接続することで、基地局３を基幹ネットワーク４に接続させる。

位置情報通知部１７は、移動体２の位置を計測して移動体位置情報を出力する機能部であり、基地局３の基地局制御部１０に対し移動体位置情報を通知する。ここでの移動体位置情報としては、移動体２がいる地点の経緯度や、所定地点を基点とした移動体２の移動距離等が挙げられる。

日時情報通知部１８は、日時を計測して日時情報を出力する機能部であり、基地局３の基地局制御部１０に対し日時情報を通知する。

図４及び図５は、外来波が影響する移動領域を移動体２が移動する様子を示す模式図である。

図４（ａ）は、移動体２が列車である場合の移動の様子を示す模式図である。図４（ｂ）は、移動領域Ｄ１〜Ｄｎと外来波の干渉領域との関係を示す模式図である。

先ず、図４（ａ）について説明する。列車Ｒ１〜Ｒ４が、移動経路Ｌ１の停車駅Ｅ１と停車駅Ｅ２との間で移動している。移動経路Ｌ１は、停車駅Ｅ１を基点として、所定の間隔で分割した移動領域Ｄ１〜Ｄｎに区分されている。移動領域Ｄ２〜Ｄ３には、基地局３で利用可能な周波数チャネルＣＨ５２と干渉する外来波Ｗ１の電波が到来しており、移動領域Ｄｎ−１〜Ｄｎには、基地局３で利用可能な周波数チャネルＣＨ１００と干渉する外来波Ｗ２の電波が到来しているものとする。

移動領域Ｄ２に在線する列車Ｒ１の基地局３は、周波数チャネルＣＨ５２を使用しており、干渉する外来波Ｗ１を検出すると、チャネル選択装置１に対しチャネル要求通知を送信する。同様にして、移動領域Ｄ３に在線する列車Ｒ２の基地局３は、周波数チャネルＣＨ５２を使用しており、干渉する外来波Ｗ１を検出すると、チャネル選択装置１に対しチャネル要求通知を送信する。また、移動領域Ｄｎ−１に在線する列車Ｒ３の基地局３は、周波数チャネルＣＨ１００を使用しており、干渉する外来波Ｗ２を検出すると、チャネル選択装置１に対しチャネル要求通知を送信する。同様にして、移動領域Ｄｎに在線する列車Ｒ４の基地局３は、周波数チャネルＣＨ１００を使用しており、干渉する外来波Ｗ２を検出すると、チャネル選択装置１に対しチャネル要求通知を送信する。

これらのチャネル要求通知には、外来波と干渉した周波数チャネルと、自局を搭載した列車の在線位置を示す移動体位置情報と、干渉する外来波を検出した日時を示す日時情報とが含まれる。このときの周波数チャネル、移動体位置情報及び日時情報をまとめてチャネル干渉情報とする。また、チャネル要求通知には、チャネル干渉情報の他に、基地局３を識別する基地局識別子が付与される。

次に、図４（ｂ）を説明する。ここでは、移動領域Ｄ１〜Ｄｎと、列車Ｒ１〜Ｒ４の基地局３が検出した外来波Ｗ１及びＷ２の干渉領域との関係を示している。各移動領域で外来波を検出すると、基地局３は検出した地点の情報を通知するが、チャネル選択装置１では、外来波を検出した地点を含む移動領域を、当該外来波の干渉領域として記録する。更に、基地局３が移動領域Ｄ２の任意の地点で外来波Ｗ３を検出し、移動領域Ｄｎ−１の任意の地点で外来波Ｗ４を検出したとすると、移動領域Ｄ２は外来波Ｗ１及びＷ３の干渉領域として、移動領域Ｄｎ−１は外来波Ｗ２及びＷ４の干渉領域として記録される。

図５（ａ）は、移動体２が自動車である場合の移動の様子を示す模式図である。図５（ｂ）は、移動領域Ａ１〜Ｚ５と外来波の干渉領域との関係を示す模式図である。

先ず、図５（ａ）について説明する。図５（ａ）では、移動体２は自動車であり、この場合の移動経路は、列車と異なり線ではなく面となる。自動車Ｖ１〜Ｖ４が、移動経路Ｍ１を移動している。移動経路Ｍ１は、経緯度の各方向に沿って、所定の間隔で分割した移動領域Ａ１〜Ｚ５に区分されている。移動領域Ａ１〜Ａ４、Ｂ１〜Ｂ４及びＣ１〜Ｃ４には、基地局３で利用可能な周波数チャネルＣＨ５２と干渉する外来波Ｗ５の電波が到来しており、移動領域Ｘ３〜Ｘ５、Ｙ３〜Ｙ５及びＺ３〜Ｚ５には、基地局３で利用可能な周波数チャネルＣＨ１００と干渉する外来波Ｗ６の電波が到来しているものとする。

移動領域Ｃ２に位置する自動車Ｖ１の基地局３は、周波数チャネルＣＨ５２を使用しており、干渉する外来波Ｗ５を検出すると、チャネル選択装置１に対しチャネル要求通知を送信する。同様にして、移動領域Ａ４に位置する自動車Ｖ２の基地局３は、周波数チャネルＣＨ５２を使用しており、干渉する外来波Ｗ５を検出すると、チャネル選択装置１に対しチャネル要求通知を送信する。また、移動領域Ｘ３に位置する自動車Ｖ３の基地局３は、周波数チャネルＣＨ１００を使用しており、干渉する外来波Ｗ６を検出すると、チャネル選択装置１に対しチャネル要求通知を送信する。同様にして、移動領域Ｚ５に位置する自動車Ｖ４の基地局３は、周波数チャネルＣＨ１００を使用しており、干渉する外来波Ｗ６を検出すると、チャネル選択装置１に対しチャネル要求通知を送信する。

図４（ａ）と同様に、これらのチャネル要求通知には、上述のチャネル干渉情報と基地局３を識別する基地局識別子とが含まれる。

次に、図５（ｂ）を説明する。ここでは、移動領域Ａ１〜Ｚ５と、自動車Ｖ１〜Ｖ４の基地局３が検出した外来波Ｗ５及びＷ６の干渉領域との関係を示している。図４（ｂ）と同様に、各移動領域で外来波を検出すると、基地局３は検出した地点の情報を通知するが、チャネル選択装置１では、外来波を検出した地点を含む移動領域を、当該外来波の干渉領域として記録する。また、図４（ｂ）と同様に、１つの移動領域に異なる外来波の干渉領域を対応させて記録することも可能である。

尚、図４（ａ）及び（ｂ）、並びに図５（ａ）及び（ｂ）において、移動体２の位置と移動領域との対応付けが行えるのであれば、移動領域を区分する間隔は等間隔でなくとも良い。また、図５（ａ）では移動領域を格子状としたが、他の形状によって移動経路を区分しても良い。例えば外来波の到来する範囲に基づいて移動領域の形状を各々異なるように決めることも可能である。また、図５（ａ）及び（ｂ）の移動体２は自動車を例としたが、移動経路が面となる他の移動体であっても良い。

図６は、サービス運用中の基地局３が、無線通信に使用している周波数チャネルと干渉する外来波を検出したときの動作を示すフローチャート図である。基地局３は、サービス運用中は定期的に図６のフローチャートの処理を実行する。

処理Ｓ６０では、基地局制御部１０は、受信部１２を制御して、使用中の周波数チャネルと干渉する外来波の検出を行う。その後、処理Ｓ６１に進む。

処理Ｓ６１では、処理Ｓ６０で外来波を検出したかどうかを判定する。検出したならば処理Ｓ６２に進む。検出しなかったならば処理Ｓ６０に戻る。

処理Ｓ６２では、基地局制御部１０は、外来波を妨害しないように、送信部１１を制御して、無線通信の電波の送出を停止する。その後、処理Ｓ６３に進む。

処理Ｓ６３では、基地局制御部１０は、チャネル選択装置１に対し、チャネル要求通知を送信する。その後、処理Ｓ６４に進む。

処理Ｓ６４では、基地局制御部１０は、チャネル選択装置１から、チャネル設定通知を受信する。その後、処理Ｓ６５に進む。

処理Ｓ６５では、基地局制御部１０は、チャネル設定通知で通知された周波数チャネルを送信部１１及び受信部１２に設定する。その後、処理５６に進む。

処理Ｓ６６では、基地局制御部１０は、受信部１２を制御して、設定した周波数チャネルと干渉する外来波の検出を行う。その後、処理Ｓ６７に進む。

処理Ｓ６７では、処理Ｓ６６で外来波を検出したかどうかを判定する。検出したならば処理Ｓ６３に進む。検出しなかったならば処理Ｓ６８に進む。

処理Ｓ６８では、基地局制御部１０は、処理Ｓ６６を最初に行ってから１分が経過したかどうかを判定する。経過したならば処理Ｓ６９に進む。経過していなければ処理Ｓ６６に戻る。

処理Ｓ６９では、基地局制御部１０は、送信部１１を制御して、無線通信の電波の送出を開始する。その後、処理を終了する。

図６では、基地局３が無線通信に使用する周波数チャネルの干渉に関する情報をチャネル選択装置１に対し通知しているが、基地局３がその他の利用可能な周波数チャネルの干渉に関する情報を収集し、適切なタイミングでチャネル選択装置１に対し通知しても良い。

図７は、チャネル選択装置１が記録している、各種テーブルの構造を示すデータ構造図である。各種テーブルとは、移動領域対応テーブル７１、干渉チャネル対応テーブル７２及び利用チャネルテーブル７３であり、チャネル選択装置１のチャネル選択記録部８に記録される。

移動領域対応テーブル７１は、移動体２の移動体位置情報と、移動体２の移動経路を区分した移動領域とを対応付けたテーブルである。チャネル選択制御部７は、移動領域対応テーブル７１を参照することで、受信したチャネル要求通知７０に含まれる移動体位置情報が示す地点と対応する移動領域を選択する。

干渉チャネル対応テーブル７２は、受信したチャネル要求通知７０のチャネル干渉情報を登録したテーブルであり、干渉チャネル、干渉領域及び干渉日時の情報で構成される。干渉領域には、チャネル選択制御部７が、移動領域移動領域対応テーブル７１を参照して選択した、移動体位置情報と対応する移動領域が反映される。

利用チャネルテーブル７３は、基地局３が無線端末５との無線通信に利用可能な周波数チャネルを羅列した情報である。

チャネル設定通知７４は、チャネル要求通知７０を送信した基地局３に対し送信する周波数チャネルである。チャネル設定通知７４の周波数チャネルは、チャネル選択制御部７が、干渉チャネル対応テーブル７２及び利用チャネルテーブル７３を参照して選択する。周波数チャネルを選択する詳細については、後の図９で説明する。

図８は、チャネル選択装置１が、受信したチャネル要求通知からチャネル干渉情報を取得し、干渉チャネル対応テーブル７２に登録する処理を示すフローチャート図である。

処理Ｓ８０では、チャネル選択制御部７は、基地局３から受信したチャネル要求通知からチャネル干渉情報を取得する。その後、処理Ｓ８１に進む。

処理Ｓ８１では、チャネル選択制御部７は、移動領域対応テーブル７１を参照して、取得した移動体位置情報と対応する移動領域を選択する。その後、処理Ｓ８２に進む。

処理Ｓ８２では、チャネル選択制御部７は、選択した移動領域が既に干渉チャネル対応テーブル７２の干渉領域に登録済みかどうかを確認する。その後、処理Ｓ８３に進む。

処理Ｓ８３では、処理Ｓ８２で確認した結果を判断して、既に登録済みであれば処理Ｓ８４に進む。未だ登録されていなければ処理Ｓ８７に進む。

処理Ｓ８４では、チャネル選択制御部７は、処理Ｓ８２で登録済みを確認した干渉チャネル対応テーブル７２の干渉領域と対応する干渉チャネルにおいて、取得した周波数チャネルが既に登録済みかどうかを確認する。その後、処理Ｓ８５に進む。

処理Ｓ８５では、処理Ｓ８４で確認した結果を判断して、既に登録済みであれば処理Ｓ８６に進む。未だ登録されていなければ処理Ｓ８７に進む。

処理Ｓ８６では、チャネル選択制御部７は、処理Ｓ８２及び処理Ｓ８４で登録済みを確認した干渉チャネル対応テーブル７２の干渉領域及び干渉チャネルと対応する干渉日時を、取得した日時情報で更新する。その後、処理を終了する。

処理Ｓ８７では、チャネル選択制御部７は、取得した周波数チャネル、処理Ｓ８１で選択した移動領域及び取得した日時情報を、干渉チャネル対応テーブル７２に登録する。その後、処理を終了する。

ここで、干渉チャネル対応テーブル７２に、既に利用されていないレーダー波等の情報が残ってしまうと、本来は使用しても影響のない周波数チャネルを選択できなくなる可能性がある。そのため、既に利用されていないレーダー波等の情報が残ることを避けるため、チャネル選択制御部７が、所定条件の下で、干渉日時の最も古い情報を選択し、当該情報が所定期間を超えて記録されていれば、適切なタイミングで当該情報を削除しても良い。所定条件としては、例えば定期的なタイミングやサービス運用者からの入力操作等が考えられる。

図９は、チャネル選択装置１が、チャネル要求通知を送信した基地局３に対し、周波数チャネルを選択し通知する処理を示すフローチャート図である。

処理Ｓ９０では、チャネル選択制御部７は、移動領域対応テーブル７１を参照して、チャネル要求通知から取得した移動体位置情報と対応する移動領域を選択し、干渉チャネル対応テーブル７２に登録された干渉領域から、選択した移動領域と等しいものを全て選択する。その後、処理Ｓ９１に進む。

処理Ｓ９１では、チャネル選択制御部７は、利用チャネルテーブル７３から、処理Ｓ９０で選択した干渉領域と対応する干渉チャネルを除いた周波数チャネルを選択する。このとき、複数の基地局３から同時にチャネル要求通知を受信することを考慮して、前回選択した周波数チャネルとは干渉しない周波数チャネルを選択することとする。その後、処理Ｓ９２に進む。

処理Ｓ９２では、処理Ｓ９１において、１つでも周波数チャネルが選択されるならば処理Ｓ９３に進む。１つも周波数チャネルが選択されないならば処理Ｓ９４に進む。

処理Ｓ９３では、チャネル選択制御部７は、チャネル要求通知を送信した基地局３に対し、選択した周波数チャネルを含むチャネル設定通知を送信する。その後、処理を終了する。

処理Ｓ９４では、チャネル選択制御部７は、処理Ｓ９０で選択した、干渉チャネル対応テーブル７２の干渉領域と対応する干渉日時のうち、最も古いものを選択する。このとき選択した干渉日時と対応する干渉チャネルを、基地局３に通知する周波数チャネルに選択する。チャネル要求通知を送信した基地局３に対し、選択した周波数チャネルを含むチャネル設定通知を送信する。その後、処理を終了する。

更に、図９での周波数チャネルの選択処理において、チャネル選択制御部７は、移動体２がいる移動領域の近傍の移動領域を、この先に移動する可能性が高い干渉領域と判断して、当該干渉領域と対応する周波数チャネルをさらに除外したり、近傍の基地局３が互いに干渉を起こさないように、選択済みの周波数チャネルをさらに除外したりして、移動体２の移動に伴って基地局３が干渉する可能性の低い周波数チャネルを選択することも可能である。

このように選択するために、チャネル選択装置１は、図７の選択済みチャネルテーブル７５を作成しておき、処理Ｓ９３又は処理Ｓ９４において、周波数チャネルを選択して基地局３に対しチャネル設定通知を送信した後に、通知した周波数チャネルと、当該周波数チャネルと対応する干渉領域と、通知した日時である通知日時とを、選択済みチャネルテーブル７５に登録しても良い。チャネル選択制御部７は、干渉チャネル対応テーブル７２又は利用チャネルテーブル７３から、周波数チャネルを選択する際に、選択済みチャネルテーブル７５を参照することで、近傍の移動領域や近い日時において既に選択済みの周波数チャネルを避けることが可能となる。

ここでの選択済みチャネルテーブル７５は、所定期間の経過によって、選択済みチャネルテーブル７５に登録された周波数チャネルを再び選択できるように、チャネル選択制御部７が、所定条件の下で、通知日時が最も古い情報を選択し、所定期間を超えて記録されていれば、適切なタイミングで当該情報を削除しても良い。所定条件については、上述した干渉チャネル対応テーブル７２での情報の削除と同様である。

また、チャネル選択制御部７は、基地局３に対し、連続した複数の周波数チャネルを選択し通知しても良い。連続した複数の周波数チャネルを通知することで、基地局３は例えばチャネルボンディングとして使用することができる。

実施の形態１によれば、複数の基地局３とチャネル選択装置１とを有する無線通信システムにおいて、チャネル選択装置１が、移動体２に搭載される基地局３から受信したチャネル干渉情報に含まれる、外来波と干渉した周波数チャネルとそのときの移動体２の位置を示す移動領域との対応を記録するとともに、基地局３からチャネル干渉情報を受信したときに、移動体２の位置に基づいて干渉しない周波数チャネルを選択して通知することが可能となる。その結果として、基地局３に対し、干渉する外来波の検出と周波数チャネルの切替えとの繰り返しによって、通信不能の状態に陥ることのない周波数チャネルを設定できる効果が得られる。ここでの外来波とは、レーダー波や近傍の基地局３の電波等、基地局３が使用する電波と干渉を起こすものを指す。

また、実施の形態１によれば、チャネル選択装置１は、干渉チャネル対応テーブル７２から、干渉日時が最も古く、所定期間を超えて記録されている情報を選択して削除することが可能となる。その結果として、既に干渉した外来波は利用されておらず、本来は選択しても影響のない周波数チャネルを避けて選択することを抑止する効果が得られる。

また、実施の形態１によれば、チャネル選択装置１は、基地局３に通知した周波数チャネルと、当該周波数チャネルと対応する干渉領域と、通知した日時とを、選択済みチャネルテーブル７５に記録して、基地局３に対し周波数チャネルを選択するときに、選択済みチャネルテーブル７５を参照し、通知した周波数チャネルをさらに除外することが可能となる。その結果として、チャネル選択装置１は、基地局３に対し、近傍の移動領域や近い日時において既に選択済みの周波数チャネルを選択してしまい、周波数チャネルを通知された基地局３が互いに干渉してしまうことを抑止する効果が得られる。

また、実施の形態１によれば、チャネル選択装置１は、基地局３に対し、連続した複数の周波数チャネルを選択して通知することができる。その結果として、基地局３は、連続した複数の周波数チャネルを使用してチャネルボンディングによる無線通信を行える効果が得られる。

また、実施の形態１によれば、従来技術のように基地局３の側で使用する周波数チャネルの選択を行わずに、チャネル選択装置１の側で各基地局３の周波数チャネルの選択を行うため、システムで管理される各種テーブルの情報や制御プログラム等の更新作業を、複数の移動体２の基地局３に対して個別に行うことなく、チャネル選択装置１に対してまとめて行うことが可能となる。その結果として、システムの更新に要するコストと時間を少なくできる効果が得られる。

実施の形態２．
実施の形態１は、サービス運用中の基地局３が、使用している周波数チャネルと干渉する外来波を検出することで、チャネル選択装置１に対し、新たな周波数チャネルを要求するチャネル要求通知を送信した。実施の形態２では、基地局３は運用停止状態から起動して運用状態に遷移した後に、チャネル選択装置１に対し、使用する周波数チャネルを要求するチャネル要求通知の送信を行う。

図１０は、実施の形態２において、起動した基地局３が、使用する周波数チャネルを、チャネル選択装置１に対し要求する処理を示すフローチャート図である。

処理Ｓ１００では、基地局制御部１０は、チャネル選択装置１に対し、使用する周波数チャネルを要求する情報を送信する。このときの情報は、基地局３を搭載した移動体２の移動体位置情報であり、チャネル干渉情報のうち周波数チャネルと日時情報とを含まず移動体位置情報のみを含むチャネル要求通知として送信しても良い。チャネル選択装置１は、周波数チャネル及び日時情報を伴わない移動体位置情報を受信すると、干渉チャネル対応テーブル７２への登録を行うことなく、移動体位置情報に基づいて外来波と干渉を起こさない周波数チャネルを選択し通知する。その後、処理Ｓ１０１に進む。

処理Ｓ１０１では、基地局制御部１０は、チャネル選択装置１からチャネル設定通知を受信する。その後、処理Ｓ１０２に進む。

処理Ｓ１０２では、基地局制御部１０は、チャネル設定通知に含まれる周波数チャネルを、送信部１１及び受信部１２に設定する。その後、処理Ｓ１０３に進む。

処理Ｓ１０３では、基地局制御部１０は、受信部１２を制御して、設定した周波数チャネルと干渉する外来波の検出を行う。その後、処理Ｓ１０４に進む。

処理Ｓ１０４では、処理Ｓ１０３で外来波を検出したかどうかを判定する。検出したならば処理Ｓ１０５に進む。検出しなかったならば処理Ｓ１０６に進む。

処理Ｓ１０５では、基地局制御部１０は、チャネル選択装置１に対し、チャネル要求通知を送信する。このときのチャネル要求通知は、図６の処理Ｓ６３と同様に、チャネル干渉情報である周波数チャネル、移動体位置情報及び日時情報を含む。その後、処理Ｓ１０１に戻る。

処理Ｓ１０６では、基地局制御部１０は、処理Ｓ１０３を最初に行ってから１分が経過したかどうかを判定する。経過したならば処理Ｓ１０７に進む。経過していなければ処理Ｓ１０３に戻る。

処理Ｓ１０７では、基地局制御部１０は、送信部１１を制御して、無線通信の電波の送出を開始する。その後、処理を終了する。

実施の形態２によれば、起動した基地局３に対し、移動体２の位置に基づいて干渉しない周波数チャネルを選択して通知することが可能となる。その結果として、基地局３が、運用の開始時において、干渉する外来波の検出と周波数チャネルの切替えとの繰り返しによって、通信不能の状態に陥ることのない周波数チャネルを設定できる効果が得られる。

実施の形態３．
実施の形態１は、サービス運用中の基地局３が、使用している周波数チャネルと干渉する外来波を検出することで、チャネル選択装置１に対し、新たな周波数チャネルを要求するチャネル要求通知を送信した。実施の形態３では、サービス運用中の基地局３が、無線端末５との無線通信への影響が小さく、周波数チャネルを切替えるのに適した位置において、チャネル選択装置１に対し、チャネル要求通知を送信する。

図１１（ａ）は、実施の形態３における、基地局３の構成を示すブロック図である。基地局３は、さらに切替位置記憶部１９を備える。切替位置記憶部１９は、例えば不揮発性メモリ等の記憶媒体である。

図１１（ｂ）は、基地局３の切替位置記憶部１９に記憶されたチャネル切替位置テーブル１１０のデータ構造図である。チャネル切替位置テーブル１１０は、基地局３が周波数チャネルを切替えるのに適した切替位置情報を記憶している。切替位置情報は、例えば移動体２が列車であれば停車駅の位置情報を示し、自動車であれば駐車場やサービスエリア等の位置情報を示す。これらの地点では、車両への乗り降りが見込まれるため、一時的に無線端末５との無線通信が途絶えてもサービス運用への影響は小さくて済む。

基地局制御部１０は、所定条件の下で、図３の車上装置１５の位置情報通知部１７から移動体位置情報を取得し、チャネル切替位置テーブル１１０に記憶した切替位置情報と合致するかどうかを判断する。このとき、切替位置情報に所定許容範囲を設けて、移動体位置情報がこの所定許容範囲内に含まれるかどうかを判断しても良い。また、ここでの所定条件は、定期的なタイミングや、位置情報通知部１７が移動体２の停止を検知して基地局３に通知するタイミング等が挙げられる。

そして、基地局制御部１０は、移動体位置情報と切替位置情報とが合致すると判断すると、チャネル選択装置１に対し、移動体位置情報又はチャネル干渉情報のうち移動体位置情報のみを含むチャネル要求通知を送信する。チャネル選択装置１は、周波数チャネル及び日時情報を伴わない移動体位置情報を受信すると、干渉チャネル対応テーブル７２への登録を行うことなく、移動体位置情報に基づいて外来波と干渉を起こさない周波数チャネルを選択し通知する。

上述の例では、基地局３は、周波数チャネルを切替えるのに位置情報を利用したが、位置情報に限らず、日時情報等に基づいて周波数チャネルを切替える状況を判断して、チャネル選択装置１に対しチャネル要求通知を送信しても良い。

実施の形態３によれば、サービス運用中の基地局３が、周波数チャネルの切替えに適した位置にいることを判断して、チャネル選択装置１に対しチャネル要求通知を送信することが可能となる。その結果として、サービス運用中の基地局３が、干渉する外来波を検出する前に、サービス運用への影響が小さいタイミングを見計らって外来波と干渉を起こさない周波数チャネルに切替えられる効果が得られる。

実施の形態４．
実施の形態２及び３は、各基地局３が、運用開始時や周波数チャネルの切替えに適する時に、チャネル選択装置１に対し、個別に周波数チャネルの要求を行うものである。実施の形態４では、２以上の基地局３が基地局群１２０を構成し、基地局群１２０の各基地局３が連動して、チャネル選択装置１に対し、周波数チャネルの要求を行う。

図１２（ａ）は、実施の形態４における、基地局群１２０を示す模式図である。基地局群１２０は、２以上の基地局３で構成され、そのうちの１つを代表基地局１２１とする。基地局群１２０を構成する基地局３とその代表基地局１２１は、システムで予め決められる。基地局群１２０の各基地局３は、互いに通信が可能とする。

基地局群１２０を構成する基地局３は、所定情報や所定条件を共有するものであり、例えば移動体２に複数の基地局３を搭載した無線通信システムであれば、各基地局３は移動体２の移動体位置情報を共有した基地局群１２０を構成することができる。

図１２（ｂ）は、チャネル選択装置１が記録する全チャネル選択テーブル１２２を示すデータ構造図である。全チャネル選択テーブル１２２は、各基地局群１２０の各基地局３に対して選択した周波数チャネルを記録したテーブルである。全チャネル選択テーブル１２２の構造は、システムで予め決められており、代表基地局１２１を識別することで、基地局群１２０を特定することができる。

チャネル選択制御部７は、実施の形態１の図９に示す処理の要領で、各基地局３の周波数チャネルを選択する。このとき、各基地局３の周波数チャネルは互いに干渉しないように選択する。

また、全チャネル選択テーブル１２２は、各基地局３に対し、複数の選択候補を導出して記録できる構造としても良い。図１２（ｂ）では、２つの周波数チャネルの選択候補を記録する構造としており、例えば無線通信に１周波数チャネルを使用する運用と、チャネルボンディングのように無線通信に複数の周波数チャネルを使用する運用とを分けて記録しておき、各基地局３は、運用に応じていずれかを選択できるようにする。

図１３は、運用開始に伴い、代表基地局１２１が、チャネル選択装置１に対し周波数チャネルを要求する処理を示すシーケンス図である。

処理Ｓ１３００では、基地局群１２０の各基地局３は、運用開始に伴い一斉に起動する。例えば移動体２が列車であれば、列車の運行開始に伴い、列車に搭載した各基地局３に一斉に電力供給を行う場合に相当する。

処理Ｓ１３０１では、代表基地局１２１は、処理Ｓ１３０２によって、起動して運用状態となり周波数チャネルを設定するタイミングであることを検出する。代表基地局１２１は、処理Ｓ１３０２の後、同じ基地局群１２０に含まれる他の各基地局３に対し、チャネル切替確認（起動完了）を送信する。

処理Ｓ１３０３では、代表基地局１２１以外の各基地局３は、自局が起動して運用状態となったことを確認し、代表基地局１２１に対し、チャネル切替要求（起動完了）を送信する。代表基地局１２１は、他の各基地局３からチャネル切替要求（起動完了）を受信すると、処理Ｓ１３０４によって、他の各基地局３も同様に起動して運用状態となったために周波数チャネルの設定が必要であると判断し、各基地局３に対しチャネル切替応答（了解）を送信する。

処理Ｓ１３０５では、代表基地局１２１は、チャネル選択装置１に対し、自局を含む基地局群１２０の各基地局３が使用する周波数チャネルを要求する、全チャネル要求通知を送信する。このときの全チャネル要求通知は、代表基地局１２１を識別する代表基地局識別子及び移動体位置情報を含む。チャネル選択装置１は、全チャネル要求通知を受信すると、処理Ｓ１３０６によって、取得した代表基地局識別子に基づいて、全チャネル選択テーブル１２２から代表基地局１２１を識別し基地局群１２０を特定する。次に、特定した基地局群１２０の各基地局３に対し、取得した移動体位置情報に基づいて、周波数チャネルを選択する。チャネル選択装置１は、処理Ｓ１３０６の後、特定した基地局群１２０の各基地局３に対し、選択した周波数チャネルを含むチャネル設定通知を送信する。

図１４は、周波数チャネルの切替えに適した位置において、代表基地局１２１が、チャネル選択装置１に対し周波数チャネルを要求する処理を示すシーケンス図である。

処理Ｓ１４００では、代表基地局１２１は、実施の形態３と同じ要領で、周波数チャネルの切替えを行うのに適した位置にいることを判断する。

処理Ｓ１４０１では、代表基地局１２１は、処理Ｓ１４０２によって、周波数チャネルを切替えるタイミングであることを検出する。代表基地局１２１は、処理Ｓ１４０２の後、同じ基地局群１２０に含まれる他の各基地局３に対し、チャネル切替確認（切替位置）を送信する。

処理Ｓ１４０３では、代表基地局１２１からチャネル切替確認（切替位置）を受信した各基地局３は、代表基地局１２１に対し、チャネル切替要求（切替位置）を送信する。代表基地局１２１は、他の各基地局３からチャネル切替要求（切替位置）を受信すると、処理Ｓ１４０４によって、他の各基地局３も同様に周波数チャネルを切替えるタイミングであると判断し、各基地局３に対しチャネル切替応答（了解）を送信する。

処理Ｓ１４０５は、図１３の処理Ｓ１３０５と同様である。

図１５は、代表基地局１２１のみ運用開始となり、チャネル選択装置１に対し周波数チャネルを要求する処理を示すシーケンス図である。

処理Ｓ１５００では、代表基地局１２１は、運用開始に伴い起動する。

処理Ｓ１５０１は、図１３の処理Ｓ１３０１と同様である。

処理Ｓ１５０３では、代表基地局１２１からチャネル切替確認（起動完了）を受信した各基地局３は、自局は継続して運用状態にあることを確認し、代表基地局１２１に対し、チャネル切替要求（無動作）を送信する。代表基地局１２１は、他の各基地局３からチャネル切替要求（無動作）を受信すると、処理Ｓ１５０４によって、他の各基地局３は継続して運用状態であり周波数チャネルの設定は必要ないと判断し、各基地局３に対しチャネル切替応答（了解）を送信する。

処理Ｓ１５０５では、代表基地局１２１は、実施の形態２と同じ要領で、チャネル選択装置１に対しチャネル要求通知を送信する。チャネル選択装置１は、チャネル要求通知を受信すると、実施の形態２と同じ要領で、処理Ｓ１５０６によって、取得した移動体位置情報に基づいて、周波数チャネルを選択する。チャネル選択装置１は、処理Ｓ１５０６の後、代表基地局１２１に対し、選択した周波数チャネルを含むチャネル設定通知を送信する。

図１６は、代表基地局１２１以外の基地局３が運用開始となり、チャネル選択装置１に対し周波数チャネルを要求する処理を示すシーケンス図である。

処理Ｓ１６００では、代表基地局１２１以外の基地局３は、運用開始に伴い起動する。

処理Ｓ１６０１では、起動した基地局３は、代表基地局１２１に対し、チャネル切替要求（起動完了）を送信する。代表基地局１２１は、他の基地局３からチャネル切替要求（起動完了）を受信すると、処理Ｓ１６０２によって、自局は継続して運用状態であり周波数チャネルの設定は必要ないと判断し、チャネル切替要求（起動完了）を送信した基地局３に対しチャネル切替応答（拒否）を送信する。

処理Ｓ１６０３では、起動した基地局３は、実施の形態２と同じ要領で、チャネル選択装置１に対しチャネル要求通知を送信する。チャネル選択装置１は、チャネル要求通知を受信すると、実施の形態２と同じ要領で、処理Ｓ１６０４によって、取得した移動体位置情報に基づいて、周波数チャネルを選択する。チャネル選択装置１は、処理Ｓ１６０４の後、チャネル要求通知を送信した基地局３に対し、選択した周波数チャネルを含むチャネル設定通知を送信する。

尚、基地局群１２０の各基地局３は、使用している周波数チャネルと干渉する外来波を検出した場合は、実施の形態１と同じ要領で、チャネル選択装置１に対し個別にチャネル要求通知を送信する。チャネル選択装置１は、チャネル要求通知を受信すると、実施の形態１と同じ要領で、干渉チャネル対応テーブル７２及び利用チャネルテーブル７３から周波数チャネルを選択し、チャネル要求通知を送信した基地局３に対しチャネル設定通知を送信する。

実施の形態４によれば、運用開始によって基地局群１２０の各基地局３が一斉に起動する場合や、基地局群１２０の各基地局３が周波数チャネルを切替えるのに適した位置にある場合に、基地局群１２０の代表基地局１２１が代表して、チャネル選択装置１に対し、基地局群１２０の各基地局３が使用する周波数チャネルを要求することが可能となる。その結果として、基地局群１２０の各基地局３が、チャネル選択装置１に対し、一斉にチャネル要求通知を送信することにより、システムの通信トラフィックの増大や、チャネル選択装置１での処理の輻輳を抑止する効果が得られる。

また、実施の形態４によれば、チャネル選択装置１が、基地局３に対し、周波数チャネルの複数の選択候補を導出して、基地局３が使用する周波数チャネルの候補を選択できる。その結果として、基地局３は、サービス運用に応じた周波数チャネルの設定を行える効果が得られる。

実施の形態５．
実施の形態３は、周波数チャネルの切替えに適した時に、基地局３の側からチャネル選択装置１に対し、周波数チャネルの要求を行うものである。実施の形態５では、チャネル選択装置１の側から基地局３に対し、周波数チャネルを切替える通知を行う。

図１７は、実施の形態５における、チャネル選択装置１の構成を示すブロック図である。チャネル選択装置１は、チャネル選択制御部７、チャネル選択記録部８及びチャネル選択通信部９に加えて、切替位置記憶部２０及び移動体情報管理部２１を備える。

切替位置記憶部２０は、図１１（ｂ）のチャネル切替位置テーブル１１０を記憶している。

移動体情報管理部２１は、各移動体２の移動体位置情報と日時情報とを対応付けた移動体管理データを記憶し管理する機能部である。移動体管理データは、システムで予め生成されている。移動体管理データは、例えば移動体２が列車であれば、運行ダイヤ情報に相当する。尚、移動体情報管理部２１が、チャネル選択装置１を扱う無線通信システムとは別の列車運行システムにある場合に、チャネル選択装置１は、基幹ネットワーク４を介して列車運行システムにある移動体情報管理部２１と接続しても良い。

チャネル選択制御部７は、所定条件の下で、移動体情報管理部２１から移動体管理データを取得しながら、各基地局３が周波数チャネルを切替えるのに適した位置にいるかどうかを判断する。そして、周波数チャネルの切替えに適した位置にいる基地局３に対して、外来波と干渉しない周波数チャネルを選択し、チャネル設定通知を送信する。所定条件としては、例えば定期的なタイミングやサービス運用者の入力操作等が考えられる。

尚、チャネル選択制御部７は、基地局３から所定条件の下で移動体位置情報を取得し、チャネル切替位置テーブル１１０に記憶した切替位置情報と合致する基地局３の周波数チャネルを選択してチャネル設定通知を送信しても良い。所定条件としては、例えば定期的なタイミングや、無線通信システムの通信トラフィック等が考えられる。

また、図１７のように、チャネル選択装置１に直接又は基幹ネットワーク４を介して接続する外部入力部２２を設け、サービス運用者の入力操作を受け付けても良い。外部入力部２２は、チャネル選択制御部７の処理の一部を、サービス運用者が代わりに実行することを可能とする。このときのサービス運用者が実行する処理としては、例えば基地局３が使用する周波数チャネルの選択とチャネル設定通知の送信、その他には、干渉チャネル対応テーブル７２に残った不要な情報の削除等が挙げられる。このようにすることで、サービス運用者は、試験的に基地局３の周波数チャネルを設定したり、干渉チャネル対応テーブル７２の不要な情報を即時に削除したりすることができる。

実施の形態５によれば、チャネル選択装置１が、移動体２の位置と日時とを対応付けた移動体管理データを取得して、基地局３に対し周波数チャネルの選択と通知とを行うことが可能となる。その結果として、各基地局３の位置と時間とを一元管理して、時間の経過に伴って各基地局３に外来波と干渉しない周波数チャネルを予め選択し、適切なタイミングで通知できる効果が得られる。

また、実施の形態５によれば、チャネル選択装置１が、基地局３から移動体位置情報を取得し、チャネル切替位置テーブル１１０の切替位置情報に基づいて、当該基地局３が周波数チャネルを切替えるのに適した位置にいると判断すると、当該基地局３に対し周波数チャネルの選択と通知とを行うことが可能となる。その結果として、移動体情報管理部２１を利用できない状況であっても、チャネル選択装置１の方から、基地局３のサービス運用への影響が小さいタイミングを見計らって、外来波と干渉を起こさない周波数チャネルを通知できる効果が得られる。

１チャネル選択装置
２移動体
３基地局
４基幹ネットワーク
５無線端末
６外部ネットワーク
７チャネル選択制御部
８チャネル選択記録部
９チャネル選択通信部
１０基地局制御部
１１送信部
１２受信部
１３送信アンテナ
１４受信アンテナ
１５車上装置
１６車上通信部
１７位置情報通知部
１８日時情報通知部
１９、２０切替位置記憶部
２１移動体情報管理部
２２外部入力部

Claims

移動体に搭載され、周波数チャネルを切替えて無線通信する複数の基地局と、前記基地局と通信し、前記基地局が無線通信に使用する前記周波数チャネルを選択するチャネル選択装置と、を備える無線通信システムであって、
前記移動体の位置を示す移動体位置情報を前記基地局に通知する位置情報通知手段をさらに有し、
前記基地局は、
前記周波数チャネルと干渉する外来波を検出する干渉検出手段と、
前記干渉検出手段によって干渉する前記外来波が検出された前記周波数チャネル及び前記移動体位置情報を含むチャネル干渉情報を、前記チャネル選択装置に対し送信するチャネル干渉通知手段と、を有し、
前記チャネル選択装置は、
前記基地局が前記無線通信に利用可能な前記周波数チャネルを羅列した情報である利用チャネル情報と、前記移動体の移動可能な領域を分割した移動領域と前記移動体位置情報とを対応付けた移動領域対応情報と、前記チャネル干渉情報の前記周波数チャネルと前記移動領域とを対応付けた干渉チャネル対応情報と、を記録するチャネル選択記録部と、
前記チャネル干渉情報を受信すると、前記移動領域対応情報に基づいて前記移動領域を導出し、前記チャネル干渉情報の前記周波数チャネル及び導出した前記移動領域に基づいて前記干渉チャネル対応情報を更新し、前記利用チャネル情報の前記周波数チャネルから、導出した前記移動領域と対応する前記干渉チャネル対応情報の前記周波数チャネルを除外したものを選択し、前記チャネル干渉情報を送信した前記基地局に対し選択した前記周波数チャネルを通知する、チャネル選択制御部と、
を備える、ことを特徴とする無線通信システム。
前記基地局は、
前記移動体位置情報を含むチャネル要求情報を前記チャネル選択装置に対し送信するチャネル要求手段をさらに有し、
前記チャネル選択制御部は、
前記チャネル要求情報を受信すると、前記利用チャネル情報の前記周波数チャネルから、前記移動領域対応情報に基づいて導出した前記移動領域と対応する前記干渉チャネル対応情報の前記周波数チャネルを除外したものを選択し、前記チャネル要求情報を送信した前記基地局に対し選択した前記周波数チャネルを通知する、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
前記基地局は、
前記移動体の移動可能な領域のうち、予め定められた所定領域を記憶する領域記憶手段と、
前記位置情報通知手段によって取得した前記移動体位置情報に基づいて、前記移動体が前記所定領域内にあるかどうかを判断する領域判断手段と、
をさらに有し、
前記チャネル要求手段は、
前記移動体が前記所定領域内にあるときに、前記チャネル要求情報を前記チャネル選択装置に対し送信する、
ことを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
前記基地局は、
代表基地局と、前記代表基地局を除く１以上の前記基地局と、からなる基地局群を構成し、
前記代表基地局は、
前記移動体位置情報を含む全チャネル要求情報を前記チャネル選択装置に対し送信する全チャネル要求手段を有し、
前記チャネル選択制御部は、
前記基地局群と前記代表基地局とを対応付けて管理する基地局群管理手段と、
前記代表基地局から前記全チャネル要求情報を受信すると、前記基地局群管理手段によって前記基地局群を特定し、特定した前記基地局群の各々の前記基地局に対し、前記周波数チャネルの選択と通知とを行う、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の無線通信システム。
前記無線通信システムは、
前記移動体位置情報と日時とを対応付けた移動体管理情報を取得する移動体情報取得手段をさらに有し、
前記チャネル選択制御部は、
前記移動体情報取得手段によって取得した前記移動体管理情報に基づいて、前記基地局に対し前記周波数チャネルの選択と通知とを行う、
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。
前記チャネル選択制御部は、前記基地局に対し前記周波数チャネルの複数の選択候補を導出し、
前記基地局は、前記複数の選択候補から使用する前記周波数チャネルを選択する、
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の無線通信システム。
移動体に搭載される複数の基地局と通信し、前記基地局が無線通信に使用する周波数チャネルを選択するチャネル選択装置であって、
前記基地局が前記無線通信に利用可能な前記周波数チャネルを羅列した情報である利用チャネル情報と、前記移動体の移動可能な領域を分割した移動領域と前記移動体の位置を示す移動体位置情報とを対応付けた移動領域対応情報と、外来波と干渉する前記周波数チャネルと前記移動領域とを対応付けた干渉チャネル対応情報と、を記録するチャネル選択記録部と、
前記基地局から前記外来波が検出された前記周波数チャネル及び前記移動体位置情報を含むチャネル干渉情報を受信すると、前記移動領域対応情報に基づいて前記移動領域を導出し、前記チャネル干渉情報の前記周波数チャネル及び導出した前記移動領域に基づいて前記干渉チャネル対応情報を更新し、前記利用チャネル情報の前記周波数チャネルから、導出した前記移動領域と対応する前記干渉チャネル対応情報の前記周波数チャネルを除外したものを選択し、前記チャネル干渉情報を送信した前記基地局に対し選択した前記周波数チャネルを通知する、チャネル選択制御部と、
を備える、ことを特徴とするチャネル選択装置。
前記チャネル干渉情報は、干渉する前記外来波を前記基地局が検出した日時を示す干渉日時をさらに含み、
前記チャネル選択記録部は、
前記干渉日時をさらに対応付けた前記干渉チャネル対応情報を記録し、
前記チャネル選択制御部は、
前記干渉日時をさらに対応付けて更新した前記干渉チャネル対応情報から、前記干渉日時が最も古く、所定期間を超えて記録された前記周波数チャネルを削除する、
ことを特徴とする請求項７に記載のチャネル選択装置。
前記チャネル選択記録部は、
前記基地局に通知した前記周波数チャネル、前記周波数チャネルと対応する前記移動領域及び前記基地局に通知した日時を示す通知日時を含む選択済みチャネル情報をさらに記録し、
前記チャネル選択制御部は、
前記基地局に対し、前記選択済みチャネル情報の前記周波数チャネルをさらに除外して、前記周波数チャネルを選択する、
ことを特徴とする請求項７または８のいずれかに記載のチャネル選択装置。
前記チャネル選択制御部は、
前記基地局に対し連続した複数の前記周波数チャネルを選択する、
ことを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載のチャネル選択装置。
チャネル選択装置と通信し、前記チャネル選択装置から通知される周波数チャネルを設定して無線通信に使用する、移動体に搭載される基地局であって、
前記移動体の位置を示す移動体位置情報を取得する位置情報取得手段と、
使用する前記周波数チャネルが干渉する外来波を検出する干渉検出手段と、
前記干渉検出手段によって前記外来波が検出された前記周波数チャネル及び前記移動体位置情報を含むチャネル干渉情報を、前記チャネル選択装置に対し送信するチャネル干渉通知手段と、
前記チャネル選択装置から通知された前記周波数チャネルを設定するチャネル設定手段と、
を有し、
前記チャネル選択装置から通知された前記周波数チャネルは、
前記基地局が前記無線通信に利用可能な前記周波数チャネルから、
前記移動体の位置を含む所定の領域に位置する基地局から前記チャネル選択装置に対して送信される前記チャネル干渉情報に含まれる前記周波数チャネルを除外したものである、
ことを特徴とする基地局。
代表基地局と、前記代表基地局を除く１以上の前記基地局と、からなる基地局群を構成し、
前記代表基地局は、
前記移動体位置情報を含む全チャネル要求情報を前記チャネル選択装置に対し送信する全チャネル要求手段と、
前記基地局群の各々の前記基地局が一斉に起動したかどうかを判断する一斉起動判断手段と、を有し、
前記全チャネル要求手段は、
前記基地局群の各々の前記基地局が一斉に起動したときに、前記全チャネル要求情報を前記チャネル選択装置に対し送信する、
ことを特徴とする請求項１１に記載の基地局。
前記代表基地局は、
前記移動体の移動可能な領域のうち、予め定められた所定領域を記憶する領域記憶手段と、
前記位置情報取得手段によって取得した前記移動体位置情報に基づいて、前記移動体が前記所定領域内にあるかどうかを判断する領域判断手段と、
をさらに有し、
前記全チャネル要求手段は、
前記移動体が前記所定領域内にあるときに、前記全チャネル要求情報を前記チャネル選択装置に対し送信する、
ことを特徴とする請求項１２に記載の基地局。
移動体に搭載される、複数の基地局が無線通信に使用する周波数チャネルを選択するチャネル選択方法であって、
前記基地局が前記無線通信に利用可能な前記周波数チャネルを羅列した情報である利用チャネル情報と、前記移動体の移動可能な領域を分割した移動領域と前記移動体の位置を示す移動体位置情報とを対応付けた移動領域対応情報とを、予め記憶する事前記憶工程と、
前記基地局が前記無線通信に使用している前記周波数チャネルと干渉する外来波を検出したときの、前記周波数チャネル及び前記移動体位置情報を取得するチャネル干渉情報取得工程と、
前記移動領域対応情報に基づいて、前記チャネル干渉情報取得工程で取得した前記移動体位置情報から前記移動領域を導出する移動領域導出工程と、
前記チャネル干渉情報取得工程で取得した前記周波数チャネルと、前記移動領域導出工程で導出した前記移動領域とを対応付けた干渉チャネル対応情報を記録する干渉チャネル記録工程と、
前記利用チャネル情報の前記周波数チャネルから、導出した前記移動領域と対応する前記干渉チャネル対応情報の前記周波数チャネルを除外したものを選択するチャネル選択工程と、を有する、
ことを特徴とするチャネル選択方法。
前記事前記憶工程では、前記移動体の移動可能な領域のうち、予め定められた所定領域をさらに記憶し、
前記基地局から前記移動体位置情報を取得する位置情報取得工程と、
前記位置情報取得工程で取得した前記移動体位置情報に基づいて、前記移動体が前記所定領域内にあるかどうかを判断する領域判断工程と、
をさらに有し、
前記チャネル選択工程では、前記移動体が前記所定領域内にあるときに、前記周波数チャネルの選択を行う、
ことを特徴とする請求項１４に記載のチャネル選択方法。