JP7121874B2 - 無線通信システム、無線通信方法及び移動体 - Google Patents

Description

本発明は、移動体と集約制御装置の間でルートダイバーシチ伝送を行う無線通信システムに関する。

近年のロボット技術の進展は実に目覚しく、様々な社会課題の解決にロボットが利用されることも多くなっている。このようなロボットの多くは、無人航空機や自律運転車両等の無人移動体である。無人移動体は、遠隔操縦や自律制御のための制御指令データや、無人移動体に搭載したカメラ等で撮影した映像データを伝送するために、通信システムを具備する必要がある。このとき、無人移動体がレール等に沿った所定の経路を移動する機械でない場合には、移動に適した無線通信が利用されることが多い。

例えば、特許文献１には、移動基地局と端末局が、近距離通信を準備するための長距離通信機能と、データ伝送用の近距離通信機能を備え、長距離通信機能を用いた通信により、近距離通信を行うタイミングをスケジューリングする発明が開示されている。また、特許文献２には、無人飛行体を用いた中継システムにおいて、中継の通信品質、予定の中継時間、無人飛行体の電源の状態（電力供給可能量）に基づいて、無人飛行体の中継位置を探索する発明が開示されている。

国際公開第２０１７／０１８０２１号 特開２０１９－１６９８４８号公報

無人移動体との無線通信にあたっては、ＩＳＭ（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ，Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ａｎｄ Ｍｅｄｉｃａｌ）バンド等の免許が不要な周波数帯域を利用する無線通信システムが採用されることが多い。しかしながら、多数の利用者が存在する環境では、混信等による通信異常が発生するリスクが高い。このような状況を考慮して、ロボット向け無線局のために、無人移動体画像伝送システム等の制度化及び運用の調整が行われている。また、ロボットの安全な利用及び活用のために、通信システムの更なる高信頼化が求められている。

ここで、通信の高信頼化技術の一種として、冗長化伝送を用いたルートダイバーシチ伝送技術がある。ルートダイバーシチ伝送技術では、データ送信側と受信側との間で複数の通信経路を用いて同じデータを伝送し、データ受信側において複数の通信経路から到達した情報を集約する。これにより、各通信経路を構成する通信システムの回線品質の変動の多様性を利用してデータの到達性を向上させることができる。

ルートダイバーシチ伝送技術では、回線品質が異なる可能性が高い複数の通信システムを用いて通信データを伝送するので、ある通信システムの回線品質が低下してデータが不達となった場合でも、別の通信システムを経由したデータは到達できる可能性がある。このため、ドローン等の無人移動体に複数の無線通信システムの移動局無線設備を搭載し、複数の無線通信回線を用いたルートダイバーシチ伝送技術を適用することで、制御指令データや映像データの到達性を向上させることが可能となる。この方式は、ある時刻において送信側無線局が利用可能な複数の無線通信回線に対して同じ通信データを送出することで、最低でもいずれか１つの無線通信回線でデータが受信側に到達することを期待する方式である。

しかしながら、無線通信の回線品質は、送信側無線局と受信側無線局との間の伝搬特性（距離減衰、遮蔽状況、マルチパス伝搬状況等）に影響される。また、特に受信側無線局において、他の無線機やその他の設備等から受ける電波干渉等の状況にも影響される。このとき、送信側無線局と受信側無線局それぞれにおいて、他の無線機等から受ける電波干渉（被干渉）の状況は異なることが一般的である。

アップリンクとダウンリンクの周波数が異なるＦＤＤ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ；周波数分割複信）システムの場合はもちろん、アップリンクとダウンリンクで同一の周波数を使用するＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ；時分割複信）システムであっても、地理的な位置が異なることで被干渉の状況は異なる。すなわち、送信側無線局では干渉の少ない無線通信回線であっても、受信側無線局では干渉が多い可能性や、その逆となっている可能性がある。また、受信側無線局で常に特定周波数の干渉を受けている場合は、必ずしも全ての無線通信回線が有効に利用されるとは限らない。

更に、ＣＳＭＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ；搬送波感知多重アクセス）のようなＬｉｓｔｅｎ Ｂｅｆｏｒｅ Ｔａｌｋ型のメディアアクセス制御方式を使用する通信システムの場合には、以下のような問題もある。すなわち、通信品質向上に寄与しない無線通信回線にもデータを送出してしまうと、送信側無線局から発射した電波が到達する範囲にあり、かつ同じ周波数を利用している無線局では、キャリアセンス機能等によりチャネルビジーと判定される。その結果、同じ周波数を利用する他の無線局の送信機会を奪うことになる（つまり、システム的な周波数利用効率が低下する）。特に、ドローン等の飛行体に搭載した無線局は、地上に設置した無線局よりも遮蔽物が少ない環境で使用されることから、発射した電波が遠くまで届くことになり、システム的な周波数利用効率が低下しやすい。

このような問題に対して、送信側及び受信側の双方で電波環境を認識し、送信側での干渉が少なく且つ受信側での干渉も少ない周波数を使用して通信を行う方法も考えられる。しかしながら、一つの基地局に対して複数の移動局が接続している状況などでは、システムに接続している全ての無線局が干渉の少ない周波数を採用することができない場合が多い。

また、ルートダイバーシチ伝送に使用される各無線通信回線において到達確認を行うプロトコルを利用する際、ある無線通信回線において片方向（例えば、アップリンク方向）の回線品質のみが良好で、逆方向（この例では、アップリンクの逆であるダウンリンク方向）の回線品質が劣悪な場合がある。この場合には、通信品質が良好なアップリンクで伝送されたデータ本体が到達しても、ダウンリンクで伝送される到達確認信号が届かず、当該無線通信回線において再送頻度が増加することになる。つまり、双方向通信の通信方向（アップリンク又はダウンリンク）によって無線通信回線の回線品質が異なる状況では、周波数資源の利用効率が低下する懸念がある。

本発明は、上記のような従来の事情に鑑みて為されたものであり、ルートダイバーシチ伝送技術を利用する無線通信システムにおいて、通信方向によって通信品質が異なる状況でも周波数資源を有効活用できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では、無線通信システムを以下のように構成した。
すなわち、本発明に係る無線通信システムは、複数の無線通信回線にそれぞれ対応する複数の移動局を搭載した移動体と、複数の無線通信回線の各基地局にネットワークを介して接続された集約制御装置とを備える。移動体は、その移動体に搭載された各移動局で測定された、対応する各基地局との間の無線通信回線の回線品質を集約制御装置へ送信する。集約制御装置は、その集約制御装置に接続された各基地局で測定された、対応する各移動局との間の無線通信回線の回線品質を移動体へ送信する。そして、集約制御装置と移動体の間で２つ以上の無線通信回線を併用して同じ通信データを伝送する場合に、通信データの送信側は、通信データの受信側の各基地局又は各移動局で測定された各無線通信回線の回線品質に基づいて、通信データの送信に使用する無線通信回線を選択する。

ここで、一構成例として、通信データの送信側は、受信側の回線品質が所定の閾値より低い無線通信回線を、通信データの送信に使用する無線通信回線として選択しないようにしてもよい。

また、別の構成例として、通信データの送信側は、受信側の回線品質が所定の閾値より高い無線通信回線の中から、所定の順序付けに従って、通信データの送信に使用する無線通信回線を選択してもよい。

また、別の構成例として、通信データの送信側は、受信側の回線品質が所定の閾値より高い無線通信回線の中から、ランダムに、通信データの送信に使用する無線通信回線を選択してもよい。

また、別の構成例として、通信データの送信側は、受信側の回線品質が高い無線通信回線の順に、通信データの送信に使用する無線通信回線を選択してもよい。

本発明によれば、ルートダイバーシチ伝送技術を利用する無線通信システムにおいて、通信方向によって通信品質が異なる状況でも周波数資源を有効活用できるようになる。その結果、高効率かつ信頼性の高い無線通信を提供することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る無線通信システムの概略的な構成を示す図である。 図１の無線通信システムにおける基地局の構成例を示す図である。 図１の無線通信システムにおける移動局の構成例を示す図である。 図１の無線通信システムにおける統制局及び端末総合制御部の構成例を示す図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
（無線通信システムの概要）
図１には、本発明の一実施形態に係る無線通信システムの概略的な構成を示してある。図１に示す無線通信システムは、無人移動体Ｍと、ＢＳ１０～１２と、ＭＳ２０～２２と、統制局３０と、端末統合制御部４０と、インターネット５０と、運航指令設備６０とを備えている。本例の無線通信システムは、無人移動体Ｍと統制局３０の間の通信データの伝送に、ルートダイバーシチ伝送を使用する。

ＭＳ２０～２２は、無人航空機や自律運転車両など自律的移動手段を備えた無人移動体Ｍに設置される移動局であり、例えば、子局や携帯電話等の無線通信端末が用いられる。ＢＳ１０～１２は、これらの移動局（ＭＳ２０～２２）が接続する基地局である。統制局３０は、システムに接続された無人移動体や複数の無線通信回線の管理等を行う。端末統合制御部４０は、ＭＳ２０～２２とともに無人移動体Ｍに搭載され、ＭＳ２０～２２を制御する。運航指令設備６０は、統制局３０を介した無線通信により、無人移動体Ｍの運航を遠隔的に制御する。

ＢＳ１０とＭＳ２０との間の無線通信は、上り通信（アップリンク）と下り通信（ダウンリンク）を同じ周波数で行う通信方式によって行われる。ＢＳ１１とＭＳ２１との間、及びＢＳ１２とＭＳ２２との間の無線通信も同様である。ＢＳ１０は自営無線回線Ａの基地局であり、ＢＳ１１は自営無線回線Ｂの基地局であり、ＢＳ１２は公衆無線回線の基地局である。図１では、１つの無線通信回線に対して１つの基地局を設置してあるが、一般的に１つの無線通信回線に対して複数の基地局が設置される。ＢＳ１０～１２は、ネットワークを介して統制局３０と通信可能に接続されている。また、ＢＳ１１及びＢＳ１２と統制局３０とを接続するネットワークには、インターネット５０も含まれている。

（ＢＳ１０～１２の具体的構成）
以下、図２を参照しながら、ＢＳ１０の構成について説明する。なお、ＢＳ１１、ＢＳ１２については、ＢＳ１０と同様の構成であるため、説明を省略する。

ＢＳ１０は、アンテナ１０１と、データ伝送部１０２と、主制御部１０３と、インターフェース部１０４と、端子１０５とを備える。アンテナ１０１は、電波の送受信に使用される。データ伝送部１０２は、データの送信処理及び受信処理を行う。主制御部１０３は、自局全体の制御を行う。インターフェース部１０４は、外部回線や外部装置とのインターフェースである。端子１０５は、外部回線や外部装置との接続に使用される。

データ伝送部１０２は、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）部１１１と、ベースバンド（ＢＢ）信号処理部１１２と、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）処理部１１３とを備える。
ＲＦ部１１１は、ベースバンドから無線周波数帯への周波数変換及び無線周波数帯からベースバンドへの周波数変換や、信号増幅等の処理を行う。

ＢＢ信号処理部１１２は、送信ＢＢ部１２１と、受信ＢＢ部１２２とを備える。送信ＢＢ部１２１は、チャネル符号化を行うチャネル符号化部１３１と、変調処理を行う変調部１３２とを備える。受信ＢＢ部１２２は、復調処理を行う復調部１４１と、チャネル復号を行うチャネル復号部１４２と、無線通信回線の品質を測定する回線品質測定部１４３とを備える。回線品質測定部１４３は、例えば、自局が接続している無線通信回線のＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ：受信信号強度表示）、ＣＩＮＲ（Ｃａｒｒｉｅｒ－ｔｏ－Ｉｎｔｅｒｆｅｒｒｅｎｃｅ ａｎｄ Ｎｏｉｓｅ ｐｏｗｅｒ Ｒａｔｉｏ：搬送波対干渉・雑音電力比）を計測し、主制御部１０３へ報告する。

ＭＡＣ処理部１１３は、自局が使用する周波数チャネルやデータ送受信タイミングの制御、通信パケットへの自局識別子の付加、受信したパケットの誤り検出、及びデータ送信元の無線装置の認識等の処理を行う。

主制御部１０３は、例えば、プロセッサと、メモリ上に定義されたデータ記憶領域と、ソフトウェアとで構成することが可能である。また、ＢＢ信号処理部１１２、ＭＡＣ処理部１１３における処理は、例えば、主制御部１０３のプロセッサがハードディスクやフラッシュメモリ等のデータ記憶装置に記憶されているプログラムをメモリ上に読み出して実行することにより実現することが可能である。

（ＭＳ２０～２２の具体的構成）
以下、図３を参照しながら、ＭＳ２０の構成について説明する。なお、ＭＳ２１、ＭＳ２２については、ＭＳ２０と同様の構成であるため、説明を省略する。

ＭＳ２０は、アンテナ２０１と、データ伝送部２０２と、主制御部２０３と、インターフェース部２０４と、端子２０５とを備える。アンテナ２０１は、電波の送受信に使用される。データ伝送部２０２は、データの送信処理及び受信処理を行う。主制御部２０３は、自局全体の制御を行う。インターフェース部２０４は、外部回線や外部装置とのインターフェースである。端子２０５は、外部回線や外部装置との接続に使用される。

データ伝送部２０２は、ＲＦ部２１１と、ベースバンド（ＢＢ）信号処理部２１２と、ＭＡＣ処理部２１３とを備える。
ＲＦ部２１１は、ベースバンドから無線周波数帯への周波数変換及び無線周波数帯からベースバンドへの周波数変換や、信号増幅等の処理を行う。

ＢＢ信号処理部２１２は、送信ＢＢ部２２１と、受信ＢＢ部２２２とを備える。送信ＢＢ部２２１は、チャネル符号化を行うチャネル符号化部２３１と、変調処理を行う変調部２３２とを備える。受信ＢＢ部２２２は、復調処理を行う復調部２４１と、チャネル復号を行うチャネル復号部２４２と、無線通信回線の品質を測定する回線品質測定部２４３とを備える。回線品質測定部２４３は、例えば、自局が接続している無線通信回線のＲＳＳＩ、ＣＩＮＲを計測し、主制御部１０３へ報告する。

ＭＡＣ処理部２１３は、自局が使用する周波数チャネルやデータ送受信タイミングの制御、通信パケットへの自局識別子の付加、受信したパケットの誤り検出、及びデータ送信元の無線装置の認識等の処理を行う。

主制御部２０３は、例えば、プロセッサと、メモリ上に定義されたデータ記憶領域と、ソフトウェアとで構成することが可能である。また、ＢＢ信号処理部２１２、ＭＡＣ処理部２１３における処理は、例えば、主制御部２０３のプロセッサがハードディスクやフラッシュメモリ等のデータ記憶装置に記憶されているプログラムをメモリ上に読み出して実行することにより実現することが可能である。

（統制局３０の具体的構成）
以下、図４を参照しながら、統制局３０の構成について説明する。
統制局３０は、通信状態管理機能部３０１と、パケット転送制御機能部３０２と、回線終端機能部３０３～３０５と、インターフェース部３０６と、端子３０７とを備える。

通信状態管理機能部３０１は、無人移動体Ｍに搭載されたＭＳ２０～２２とＢＳ１０～１２との間の無線通信回線の接続状態及び無人移動体Ｍのシステム参加状況をメモリに記憶する。パケット転送制御機能部３０２は、複数の無線通信回線を使用して伝送される通信データパケットの転送及び集約の制御処理を行い、ＢＳ１０～１２とインターネット５０及び運航指令設備６０との間の通信を媒介する。回線終端機能部３０３～３０５は、各無線通信回線に固有のデータ転送制御やＭＳ２０～２２のＩＰアドレスの変化の追跡を行う。インターフェース部３０６は、外部回線や外部装置とのインターフェースである。端子３０７は、外部回線や外部装置との接続に使用される。

回線終端機能部３０３は、ＢＳ１０と接続され、自営無線回線Ａを終端する。回線終端機能部３０４は、ＢＳ１１と接続され、自営無線回線Ｂを終端する。回線終端機能部３０５は、ＢＳ１２と接続され、公衆無線回線を終端する。

（端末統合制御部４０の具体的構成）
以下、図４を参照しながら、無人移動体Ｍに搭載された端末統合制御部４０の構成について説明する。
端末統合制御部４０は、通信状態管理機能部４０１と、パケット転送制御機能部４０２と、回線終端機能部４０３～４０５と、データ通信アプリ４０６とを備える。

通信状態管理機能部４０１は、ＭＳ２０～２２とＢＳ１０～１２との間の無線通信回線の接続状態及び自装置のシステム参加状況をメモリに記憶する。パケット転送制御機能部４０２は、複数の無線通信回線を使用して伝送される通信データパケットの転送及び集約の制御処理を行う。回線終端機能部４０３～４０５は、各無線通信回線に固有のデータ転送制御やＭＳ２０～２２のＩＰアドレスの変化の追跡を行う。データ通信アプリ４０６は、インターネット５０や運航指令設備６０との間でのデータ通信を行う。

回線終端機能部４０３は、ＭＳ２０と接続され、自営無線回線Ａを終端する。回線終端機能部４０４は、ＭＳ２１と接続され、自営無線回線Ｂを終端する。回線終端機能部４０５は、ＭＳ２２と接続され、公衆無線回線を終端する。

（端末統合制御部４０と統制局３０との間の通信経路構築及び接続の管理）
以下、図４を参照しながら、統制局３０と端末統合制御部４０との間でのトンネル構築について説明する。ここで、トンネルとは、通信ネットワーク上の２点間を結ぶ、閉じられた仮想的な直結回線である。

回線終端機能部４０３は、ＭＳ２０及びＢＳ１０を経由して回線終端機能部３０３との間でトンネリングを行い、自営無線回線Ａトンネル７０を構築する。回線終端機能部４０４は、ＭＳ２１、ＢＳ１１及びインターネット５０を経由して回線終端機能部３０４との間でトンネリングを行い、自営無線回線Ｂトンネル７１を構築する。回線終端機能部４０５は、ＭＳ２２、ＢＳ１２及びインターネット５０を経由して回線終端機能部３０３との間でトンネリングを行い、公衆無線回線トンネル７２を構築する。

端末統合制御部４０の通信状態管理機能部４０１は、トンネル７０～７２のいずれか一つでも構築が完了した段階で、統制局３０の通信状態管理機能部３０１に対して接続要求メッセージを送信する。接続要求メッセージを受信した通信状態管理機能部３０１は、通信状態管理機能部４０１に対して接続許可メッセージを送信することで、統制局３０と端末統合制御部４０との間で通信セッションを確立する。

（端末統合制御部４０と統制局３０との間での無線通信回線の品質の管理）
以下、図４を参照しながら、端末統合制御部４０及び統制局３０における回線状態管理機能を説明する。このとき、統制局３０と端末統合制御部４０との間で通信セッションが確立されているものとする。

端末統合制御部４０の通信状態管理機能部４０１は、以下のようにして、ＭＳ２０～２２から各無線通信回線の回線状態としてリンク状態（接続／切断）、ＲＳＳＩ、ＣＩＮＲ、運用周波数を定期的（１秒周期等）に取得する。
・ＭＳ２０から回線終端機能部４０３経由で自営無線回線Ａの回線状態を取得する。
・ＭＳ２１から回線終端機能部４０４経由で自営無線回線Ｂの回線状態を取得する。
・ＭＳ２２から回線終端機能部４０５経由で公衆無線回線の回線状態を取得する。

通信状態管理機能部４０１は、回線終端機能部４０３～４０５が構築したトンネル７０～７２を利用し、統制局３０の通信状態管理機能部３０１に対して各無線通信回線の回線状態を定期的（１秒周期等）に報告する。

統制局３０の通信状態管理機能部３０１は、以下のようにして、ＢＳ１０～１２から各無線通信回線の回線状態としてリンク状態（接続／切断）、ＲＳＳＩ、ＣＩＮＲ、運用周波数を定期的（１秒周期等）に取得する。
・ＢＳ１０から回線終端機能部３０３経由で自営無線回線Ａの回線状態を取得する。
・ＢＳ１１から回線終端機能部３０４経由で自営無線回線Ｂの回線状態を取得する。
・ＢＳ１２から回線終端機能部３０５経由で公衆無線回線の回線状態を取得する。

ここで、システム内に無人移動体Ｍが複数存在する場合には、通信状態管理機能部３０１は、各無人移動体Ｍに対応する識別子（ＭＡＣアドレス等）等を用いることで、各無人移動体Ｍに搭載されたＭＳとの間の回線状態をそれぞれ取得する。そして、通信状態管理機能部３０１は、回線終端機能部３０３～３０５が構築したトンネル７０～７２を利用して、端末統合制御部４０の通信状態管理機能部４０１に対して各無線通信回線の回線状態を定期的（１秒周期等）に報告する。このとき、通信状態管理機能部３０１が報告する回線品質としては、報告相手となる端末統合制御部４０が搭載された無人移動体Ｍの識別子に対応して取得された回線品質の情報が選択される。

上記のプロセスにより、通信状態管理機能部３０１と通信状態管理機能部４０１との間では、自営無線回線Ａ、自営無線回線Ｂ、公衆無線回線の３つの無線通信回線の回線品質を互いに把握している状況が成立する。

（端末統合制御部４０と運航指令設備６０との間の通信経路）
以下、図６を参照しながら、端末統合制御部４０のデータ通信アプリ４０６と運航指令設備６０との間の通信経路を説明する。
端末統合制御部４０のデータ通信アプリ４０６から運航指令設備６０への通信データは、パケット転送制御機能部４０２によりトンネル７０～７２の３つの通信経路に送出される。これらの通信データは、統制局３０のパケット転送制御機能部３０２により集約された後、インターフェース部３０６及びインターネット５０を経由して運航指令設備６０へ到達する。

運航指令設備６０から端末統合制御部４０のデータ通信アプリ４０６への通信データは、インターネット５０を経由して統制局３０のインターフェース部３０６に到達した後、パケット転送制御機能部３０２によりトンネル７０～７２の３つの通信経路に送出される。これらの通信データは、端末統合制御部４０のパケット転送制御機能部４０２により集約された後、データ通信アプリ４０６へ到達する。

上記のプロセスにより、端末統合制御部４０と運航指令設備６０との間でデータ通信を行う場合には、必ず統制局３０を経由する構成となる。本実施例では、ルートダイバーシチ伝送が適用される区間は、統制局３０のパケット転送制御機能部３０２と端末統合制御部４０のパケット転送制御機能部４０２との間の区間である。そこで、以下では、パケット転送制御機能部３０２とパケット転送制御機能部４０２との間の通信方法について説明する。

（本実施例における通信制御の例）
以下、パケット転送制御機能部３０２とパケット転送制御機能部４０２との間で無線通信を行う際に通信データを送出する無線通信回線を選択する手順の例について説明する。ここでは、パケット転送制御機能部４０２からパケット転送制御機能部３０２へのデータ伝送（無人移動体Ｍから統制局３０へ向かう方向、つまり、アップリンク方向の伝送）を例として説明する。

パケット転送制御機能部４０２からパケット転送制御機能部３０２に対してアップリンク方向の通信データを送出する際、パケット転送制御機能部４０２は、通信状態管理機能部４０１が把握している回線状態と、予め設定された送出回線選択閾値とに基づいて、２つ以上のデータ送出回線を選択する。

例えば、通信状態管理機能部３０１及び通信状態管理機能部４０１が把握している回線状態及び送出回線選択閾値は、以下の通りとする。
＜自営無線回線Ａ＞
・リンク状態＝接続
・ＢＳ１０ ＲＳＳＩ＝－６０ｄＢｍ
・ＢＳ１０ ＣＩＮＲ＝＋３０ｄＢ
・ＭＳ２０ ＲＳＳＩ＝－５９ｄＢｍ
・ＭＳ２０ ＣＩＮＲ＝＋５ｄＢ
＜自営無線回線Ｂ＞
・リンク状態＝接続
・ＢＳ１１ ＲＳＳＩ＝－５０ｄＢｍ
・ＢＳ１１ ＣＩＮＲ＝＋３ｄＢ
・ＭＳ２１ ＲＳＳＩ＝－５５ｄＢｍ
・ＭＳ２１ ＣＩＮＲ＝＋３５ｄＢ
＜公衆無線回線＞
・リンク状態＝接続
・ＢＳ１２ ＲＳＳＩ＝－６５ｄＢｍ
・ＢＳ１２ ＣＩＮＲ＝＋２５ｄＢ
・ＭＳ２２ ＲＳＳＩ＝－６５ｄＢｍ
・ＭＳ２２ ＣＩＮＲ＝＋２５ｄＢ

また、送出回線選択閾値は、以下の通りとする。
＜送出回線選択閾値＞
・相手方のＣＩＮＲ≧１５ｄＢ

この場合、パケット転送制御機能部４０２は、送出回線選択閾値を満たすトンネル、すなわち、ＢＳ１０のＣＩＮＲが＋３０ｄＢである自営無線回線Ａトンネル７０、及び、ＢＳ１２のＣＩＮＲが＋２５ｄＢである公衆無線回線トンネル７２に通信データを送出すべきと判断する。その一方で、送出回線選択閾値を満たさないトンネル、すなわち、ＢＳ１１のＣＩＮＲが＋３ｄＢである自営無線回線Ｂトンネル７１を構成するＭＳ２１からは、通信データが送出されないように制御する。

また、パケット転送制御機能部４０２から送付された通信データを受け取ったパケット転送制御機能部３０２では、送出回線選択閾値を満たすトンネル、すなわち、ＭＳ２１のＣＩＮＲが＋３５ｄＢである自営無線回線Ｂトンネル７１、及び、ＭＳ２２のＣＩＮＲが＋２５ｄＢである公衆無線回線トンネル７２にて到達確認信号を送出すべきと判断する。その一方で、送出回線選択閾値を満たさないトンネル、すなわち、ＭＳ２０のＣＩＮＲが＋５ｄＢの自営無線回線Ａトンネル７０を構成するＢＳ２０からは、到達確認信号が送出されないように制御する。

なお、上記の例では、ＣＩＮＲを送出回線選択閾値と比較することで、通信データの送信に使用する無線通信回線を選択しているが、これは一例に過ぎない。すなわち、無線通信回線の回線品質を表す他の品質値（例えば、ＲＳＳＩ）に基づいて無線通信回線を選択してもよいし、複数種類の品質値に基づいて無線通信回線を選択するようにしてもよい。なお、通信データの送信に使用する無線通信回線の選択対象は、リンク状態が「接続」の無線通信回線のみであり、リンク状態が「切断」の無線通信回線は対象外であることは言うまでもない。

（まとめ）
以上のように、本例の無線通信システムは、複数の無線通信回線にそれぞれ対応する複数の移動局（ＭＳ２０～ＭＳ２２）を搭載した無人移動体Ｍと、複数の無線通信回線の各基地局（ＢＳ１０～ＢＳ１２）にネットワークを介して接続された統制局３０とを備える。無人移動体Ｍは、各移動局で測定された、対応する各基地局との間の無線通信回線の回線品質を取得し、統制局３０へ送信する。統制局３０は、各基地局で測定された、対応する各移動局との間の無線通信回線の回線品質を取得し、無人移動体Ｍへ送信する。そして、統制局３０と無人移動体Ｍの間で２つ以上の無線通信回線を併用して同じ通信データを伝送する場合に、通信データの送信側は、通信データの受信側の各基地局又は各移動局で測定された各無線通信回線の回線品質に基づいて、通信データの送信に使用する２つ以上の無線通信回線を選択する。

つまり、無人移動体Ｍは、統制局３０に接続された各基地局で測定された、対応する各移動局との間の無線通信回線の回線品質を統制局３０から受信すると、そのデータをメモリに記憶しておき、各基地局で測定された各無線通信回線の回線品質に基づいて、統制局３０に宛てた通信データの送信に使用する２つ以上の無線通信回線を選択する。
同様に、統制局３０は、移動局Ｍに搭載された各移動局で測定された、対応する各基地局との間の無線通信回線の回線品質を移動局Ｍから受信すると、そのデータをメモリに記憶しておき、各移動局で測定された各無線通信回線の回線品質に基づいて、移動局Ｍに宛てた通信データの送信に使用する２つ以上の無線通信回線を選択する。
なお、無人移動体Ｍは、本発明に係る移動体の一例であり、統制局３０は、本発明に係る集約制御装置の一例である。集約制御装置は、複数の無線通信回線の各基地局にネットワークを介して接続された装置であればよく、例えば、移動体の最終的な通信相手（本例では運航指令設備６０）に備えられてもよい。

このような構成によれば、通信データの送信側は、通信データの受信側における各無線通信回線の回線品質を考慮して、通信データの送信に使用する無線通信回線を選択することができる。したがって、通信方向（アップリンク又はダウンリンク）によって通信品質が異なる状況でも周波数資源を有効活用できるようになる。その結果、高効率かつ信頼性の高い無線通信を提供することが可能となる。

ここで、本例では、受信側の回線品質が所定の閾値（すなわち、送出回線選択閾値）より低い無線通信回線を、通信データの送信に使用する無線通信回線として選択しないように制御している。このため、受信側で誤受信や不受信が発生しやすい無線通信回線への通信データの送出が防止されるので、信頼性の高い無線通信を維持しつつ、周波数資源が無駄に使用されることを抑制することができる。

なお、通信データの送信に使用する無線通信回線は、別の手法で選択してもよい。
一例として、通信データの送信側が、受信側の回線品質が所定の閾値より高い無線通信回線の中から、所定の順序付けに従って、通信データの送信に使用する無線通信回線を選択してもよい。順序付けとしては、例えば、予め優先順位を設定しておくことが挙げられる。無線通信回線の選択数は、固定であってもよい。または、無線通信回線の選択数を、各無線通信回線の回線品質に応じて増減させてもよい。すなわち、回線品質が良好な無線通信回線が多い場合には、無線通信回線の選択数を少なくし、回線品質が良好な無線通信回線が少ない場合には、無線通信回線の選択数を多くしてもよい。なお、受信側の回線品質が所定の閾値より高い無線通信回線の数が２つ以下の場合には、回線品質が所定の閾値以下の無線通信回線を追加で選択してもよい。

別の例として、通信データの送信側が、受信側の回線品質が所定の閾値より高い無線通信回線の中から、ランダムに、通信データの送信に使用する無線通信回線を選択してもよい。この場合も、無線通信回線の選択数は、固定数であってもよいし、各無線通信回線の回線品質に応じて増減させてもよい。また、受信側の回線品質が所定の閾値より高い無線通信回線の数が２以下の場合には、回線品質が所定の閾値以下の無線通信回線を追加で選択してもよい。

更に別の例として、受信側の回線品質を所定の閾値と比較しない構成であってもよい。すなわち、通信データの送信側が、受信側の回線品質が高い無線通信回線の順に、通信データの送信に使用する無線通信回線を選択するようにしてもよい。この場合も、無線通信回線の選択数は、固定数であってもよいし、各無線通信回線の回線品質に応じて増減させてもよい。

上記に例示したいずれの選択手法でも、受信側で誤受信や不受信が発生しやすい無線通信回線への通信データの送出が防止されるので、信頼性の高い無線通信を維持しつつ、周波数資源が無駄に使用されることを抑制することができる。

以上、本発明について一実施形態に基づいて説明したが、本発明はここに記載された無線通信システムに限定されるものではなく、他の無線通信システムに広く適用することができることは言うまでもない。例えば、無人移動体Ｍに代えて、人が搭乗することができる移動体を用いてもよい。
また、本発明は、例えば、上記の処理に関する技術的手順を含む方法や、上記の処理をプロセッサにより実行させるためのプログラム、そのようなプログラムをコンピュータ読み取り可能に記憶する記憶媒体などとして提供することも可能である。

なお、本発明の範囲は、図示され記載された例示的な実施形態に限定されるものではなく、本発明が目的とするものと均等な効果をもたらす全ての実施形態をも含む。更に、本発明の範囲は、全ての開示されたそれぞれの特徴のうち特定の特徴のあらゆる所望する組み合わせによって画され得る。

本発明は、移動体と集約制御装置の間でルートダイバーシチ伝送を行う無線通信システムに利用することができる。

Ｍ：無人移動体、 １０～１２：基地局、 ２０～２１：移動局、 ３０：統制局、 ４０：端末統合制御部、 ５０：インターネット、 ６０：運行指令設備、 ７０～７３：トンネル、 １０１，２０１：アンテナ、 １０２，２０２：データ伝送部、 １０３，２０３：主制御部、 １０４，２０４：インターフェース部、 １０５，２０５：端子、 １１１，２１１：ＲＦ部、 １１２，２１２：ＢＢ信号処理部、 １１３，２１３：ＭＡＣ処理部、 １２１，２２１：送信ＢＢ部、 １２２，２２２：受信ＢＢ部、 １３１，２３１：チャネル符号化部、 １３２，２３２：変調部、 １４１，２４１：復調部、 １４２，２４２：チャネル復号部、 １４３，２４３：回線品質測定部、 ３０１，４０１：通信状態管理機能部、 ３０２，４０２：パケット転送制御機能部、 ３０３～３０５，４０３～４０５：回線終端機能部、 ３０６：インターフェース部、 ４０６：データ通信アプリ

Claims (7)

1. 複数の無線通信回線にそれぞれ対応する複数の移動局を搭載した移動体と、前記複数の無線通信回線の各基地局にネットワークを介して接続された集約制御装置とを備えた無線通信システムにおいて、
   前記移動体は、前記移動体に搭載された各移動局で測定された、対応する各基地局との間の無線通信回線の回線品質を前記集約制御装置へ送信し、
   前記集約制御装置は、前記集約制御装置に接続された各基地局で測定された、対応する各移動局との間の無線通信回線の回線品質を前記移動体へ送信し、
   前記集約制御装置と前記移動体の間で２つ以上の無線通信回線を併用して同じ通信データを伝送する場合に、前記通信データの送信側は、前記通信データの受信側の各基地局又は各移動局で測定された各無線通信回線の回線品質に基づいて、前記通信データの送信に使用する２つ以上の無線通信回線を選択することを特徴とする無線通信システム。
2. 請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
   前記通信データの送信側は、受信側の回線品質が所定の閾値より低い無線通信回線を、前記通信データの送信に使用する無線通信回線として選択しないことを特徴とする無線通信システム。
3. 請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
   前記通信データの送信側は、受信側の回線品質が所定の閾値より高い無線通信回線の中から、所定の順序付けに従って、前記通信データの送信に使用する無線通信回線を選択することを特徴とする無線通信システム。
4. 請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
   前記通信データの送信側は、受信側の回線品質が所定の閾値より高い無線通信回線の中から、ランダムに、前記通信データの送信に使用する無線通信回線を選択することを特徴とする無線通信システム。
5. 請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
   前記通信データの送信側は、受信側の回線品質が高い無線通信回線の順に、前記通信データの送信に使用する無線通信回線を選択することを特徴とする無線通信システム。
6. 複数の無線通信回線にそれぞれ対応する複数の移動局を搭載した移動体と、前記複数の無線通信回線の各基地局にネットワークを介して接続された集約制御装置とによって実施される無線通信方法において、
   前記移動体は、前記移動体に搭載された各移動局で測定された、対応する各基地局との間の無線通信回線の回線品質を前記集約制御装置へ送信し、
   前記集約制御装置は、前記集約制御装置に接続された各基地局で測定された、対応する各移動局との間の無線通信回線の回線品質を前記移動体へ送信し、
   前記集約制御装置と前記移動体の間で２つ以上の無線通信回線を併用して同じ通信データを伝送する場合に、前記通信データの送信側は、前記通信データの受信側の各基地局又は各移動局で測定された各無線通信回線の回線品質に基づいて、前記通信データの送信に使用する２つ以上の無線通信回線を選択することを特徴とする無線通信方法。
7. 複数の無線通信回線の各基地局にネットワークを介して接続された集約制御装置との通信のために、前記複数の無線通信回線にそれぞれ対応する複数の移動局を搭載した移動体において、
   前記集約制御装置に接続された各基地局で測定された、対応する各移動局との間の無線通信回線の回線品質を前記集約制御装置から受信し、
   前記集約制御装置に２つ以上の無線通信回線を併用して同じ通信データを伝送する場合に、各基地局で測定された各無線通信回線の回線品質に基づいて、前記通信データの送信に使用する２つ以上の無線通信回線を選択することを特徴とする移動体。

Images