JP7122878B2 - 無線通信システム - Google Patents

Description

本発明は、無線でのパケット通信を行う無線通信システムに関する。

種々の通信設備において、無線通信を利用することで、設備のメンテナンス性の向上が期待される反面、妨害波との干渉が問題となる。これに対して、例えば妨害波の抑圧を図る受信装置が知られている（特許文献１参照）。特許文献１では、妨害波成分を推定して検出し、これを元の信号から減算することで、妨害波を抑圧している。

しかしながら、上記特許文献１のような場合、妨害波成分を推定するためには、予め本来受信すべき信号が受信側で分かっている必要があると考えられる。また、上記のような推定や検出さらには減算といった一連の処理を要すると、装置の複雑化や処理時間が問題となる可能性もある。

特開２０１３－１１５７０８号公報

本発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、無線通信において、信頼性を高めることができる無線通信システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するための無線通信システムは、１つのパケットを複製した複数のパケットを、インターバルを置いて送信する送信部と、送信部との通信から受信したパケットを平均化する受信部とを備える。

上記無線通信システムでは、同一内容の情報を含む複数のパケットを送信部からインターバルを置いて送信することで、妨害波との干渉を回避できる可能性を高めている。さらに、受信部において、送信部との通信から受信したパケットを平均化していることで、例えば一部の受信において失敗した可能性がある場合でも、通信の信頼性を保たせ、結果的に妨害波との干渉を抑圧している。以上により、無線であっても信頼性の高い通信の維持を可能としている。

本発明の具体的な側面では、受信部は、受信した複数のパケットについて、重複判定を行う。この場合、重複判定により余剰となった情報を検出できる。

本発明の別の側面では、受信部は、各パケットに含まれるシーケンス番号について重複判定を行い、同一のシーケンス番号である後着のパケットを削除する。この場合、余剰となった情報を削除して、取り扱うべきデータ量を抑制できる。

本発明のさらに別の側面では、送信部は、複製した複数のパケットについて、所定数のパケットを一群としてそれぞれ構成される複数のパケット群に分割し、パケット群ごとに、インターバルを置いて送信する。この場合、インターバルを設けることで、ノイズによる干渉をより回避しやすくなり、通信の信頼性を高められる。

本発明のさらに別の側面では、送信部は、１つのパケット群を構成する各パケットの間にインターバルを置いて送信する。この場合、インターバルを設けることで、パケットごとの区切りを確実に設けるとともに、ノイズによる干渉をより回避しやすくできる。

本発明のさらに別の側面では、受信部は、送信部からの１つのパケット群についての受信期間ごとに、受信したパケットを平均化する。この場合、１つのパケット群に基づく平均化を行うことができる。

本発明のさらに別の側面では、送信部は、１つのパケットに含まれるヘッダにおいて、独自コードを含ませて送信する。この場合、対象とすべき情報の抽出と、不要な情報の排除に際して、独自コードを利用できる。

本発明のさらに別の側面では、受信部は、独自コードに基づき受信したパケットをフィルタリングする。この場合、独自コードに基づきフィルタリングすることで、対象とすべき情報を取り出すとともに不要な情報を排除できる。

本発明のさらに別の側面では、独自コードは、伝送レートフィールドにおいて独自のビット列を設定することで定められている。この場合、伝送レートフィールドを利用して、情報の選別ができる。

本発明のさらに別の側面では、送信部と受信部とのうち、一方は、線路に沿って固定配置されており、他方は、線路上を走行する列車の車上装置に設けられていることで、列車の制御に関する通信を行う。この場合、列車の車上側と地上側とでの通信を確実に行うことができる。

実施形態に係る無線通信システムを組み込んだ列車通信システムの一例について概要を説明するための概念図である。 無線通信システムの一構成例について説明するためのブロック図である。 無線通信システムによる送受信について説明するための概念図である。 受信部の一構成例について説明するためのブロック図である。 無線通信システムの一連の動作の一例を説明するためのフローチャートである。 （Ａ）は、１つのパケットに含まれるフレームフォーマットの一例を示す概念図であり、（Ｂ）は、伝送レートフィールドについて一例を示す概念図である。

以下、図１等を参照して、本発明の一実施形態に係る無線通信システムについての一例を説明する。図１は、本実施形態に係る無線通信システム１００を組み込んだ列車通信システム５００の一例について説明するための概念的な斜視図であり、列車通信システム５００が導入されている路線の様子を示している。また、図２は、無線通信システム１００を構成する各部について示すブロック図である。

図１に示すように、ここでは、無線通信システム１００を含む列車通信システム５００は、地上側と車上側との間での通信を行うために、地上側に設置される地上側システム１０と、列車ＴＲに搭載される車上側システム２０とで構成されている。列車通信システム５００の典型例としては、ＣＢＴＣ（無線式列車制御システム）が想定され、本実施形態も、ＣＢＴＣの一環として捉えることができる。

地上側システム１０は、地上側での通信制御を含む各種制御を担う地上装置１１と、列車ＴＲが走行する線路ＲＲに沿って所定の間隔ＤＤで配置される複数の地上無線局１２とを備えている。なお、所定の間隔ＤＤについては、例えば数十メートルから三百メートル程度とすることが考えられる。また、各地上無線局１２には、車上側システム２０との電波の送受信を行うためのアンテナＡＴａが付随して設けられている。複数の地上無線局１２は、地上装置１１にそれぞれ接続されており、地上装置１１からの指示に従って、車上側との送受信を行う。

車上側システム２０は、車上側での通信制御を含む各種制御を担う単数又は複数の車上装置２１と、単数又は複数の車上装置２１に対応して設けられ地上側との通信を行う車上無線局２２とを備えている。なお、車上無線局２２には、車上側システム２０との電波の送受信を行うためのアンテナＡＴｂが付随して設けられている。

以上において、列車通信システム５００に組み込まれる無線通信システム１００は、列車通信システム５００の地上側システム１０を構成する各地上無線局１２と、列車通信システム５００の車上側システム２０を構成する車上無線局２２とを含んでいる。すなわち、地上無線局１２と車上無線局２２とを有する無線通信システム１００により、列車通信システム５００では、地上側システム１０と車上側システム２０との間で、すなわち地上側と車上側との間で通信が行われる。この場合、列車通信システム５００は、線路ＲＲ上を走行する列車ＴＲに搭載された車上装置２１に対して、線路ＲＲに沿って配置された各地上無線局１２から逐次信号のやり取りがなされることで、列車制御に関する信号伝達が確立される。

また、以上について見方を変えると、無線通信システム１００における送信部と受信部とのうち、一方は、線路ＲＲに沿って固定配置されており、他方は、線路上を走行する列車ＴＲの車上装置２１側に設けられていることで、列車ＴＲの制御に関する通信を行う態様となっている。これにより、列車ＴＲの車上側と地上側とでの通信を確実に行うことができるようになっている。

なお、上記構成において、地上側システム１０と車上側システム２０とは、ともに送信側の装置としても受信側の装置としても機能し得るが、以下では、原則として、地上側を送信側、車上側を受信側として説明し、逆の立場になる場合については、同様であるので、説明を省略する。したがって、例えば、地上側システム１０あるいはその一部である地上無線局１２を信号の送信を行う送信部とし、車上側システム２０あるいはその一部である車上無線局２２を信号の受信を行う受信部として捉えるものとする。

本実施形態では、上記のような無線通信システム１００による通信の方式として、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重方式）を採用するものとする。従って、送信側においては、データをサブキャリアと呼ばれる複数の搬送波に分割し、周波数方向に並列に送信するマルチキャリア変調方式となっている。なお、この場合、サブキャリアは、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）アルゴリズムを用いて効率的に区別できる。また、受信側においては、上記送信側での変調処理に対応した復調・復号処理がなされる。

また、本実施形態では、情報をパケット単位で信号の送受信をするものとする。つまり、送信側においても、受信側においても、パケット単位で各種信号処理がなされる。

ここで、図２において概念的に示すように、無線通信システム１００のうち、送信部として機能する地上無線局１２は、列車側に伝達すべき情報をパケット単位で送信するものとする。特に、本実施形態では、図示のように、まず、１つのパケットＰＫを複製して同一の情報を含む複数のパケットＰＫ１，ＰＫ２，…を準備し、これらの複数のパケットＰＫ１，ＰＫ２，…の間にインターバルＩＴを置いて、すなわち所定の時間的間隔を置いて送信がなされている。例えば、パケットＰＫを複製したパケットＰＫ１，ＰＫ２，…において、シーケンス番号が同一となるようにしている。これにより、受信側において、シーケンス番号の一致不一致からパケットが同一であるか否かを判定できる。なお、ここでは既述のように、ＯＦＤＭを採用しており、例えば送信側における信号作成のためのサブキャリアの変調に際して、マッピングや逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）等の既知のＯＦＤＭ変調における各種処理がなされる。

一方、無線通信システム１００のうち、受信部として機能する車上無線局２２は、無線通信により地上無線局１２との通信から受信した複数のパケットＰＫα，ＰＫβ，…について、平均化する処理を行っている。

以上のように、本実施形態の無線通信システム１００では、同一内容の情報を含む複数のパケットＰＫ１，ＰＫ２，…を、送信部である地上側システム１０を構成する各地上無線局１２からインターバルＩＴを置いて送信することで、妨害波との干渉を回避できる可能性を高めている。さらに、受信部である車上側システム２０を構成する車上無線局２２において、地上無線局１２との通信から受信したパケットを平均化していることで、例えば一部の受信において失敗した可能性がある場合でも、通信の信頼性を保たせ、結果的に妨害波との干渉を抑圧している。以上により、無線通信システム１００は、無線であっても信頼性の高い通信の維持を可能としている。

ここで、無線通信システム１００のように、無線通信に際しては、図２にも例示するように、送受信において、妨害局ＢＢからの妨害波による干渉があることや、ホワイトノイズといったものが生じ得ることは、避けられない。本実施形態では、上記のように、送信側と受信側との双方において、妨害局ＢＢからの妨害波等の影響があっても、これに対処するための構成が設けられている。

以下、図３の概念図を参照して、無線通信システム１００による送受信について具体的一例を説明する。既述のように、地上無線局１２と車上無線局２２とはともに送信側の装置としても受信側の装置としても機能し得る。したがって、図３の上段に示すように、例えばガードインターバルＧＩを置いて、地上側から車上側への送信と、車上側から地上側への送信とが交互になされる態様とすることが考えられるが、ここでは、既述のように、また図３の下段に示すように、地上側から送信して車上側で受信する場合についてのみ説明し、他の場合については同様であるので省略する。

図示のように、ここでは、複製された複数のパケットＰＫ，…について、いくつかのパケットＰＫ，…を一塊としたパケット群ＰＧを１つの単位として、複数のパケット群ＰＧ１，…を準備して、送信を行っている。図示の例では、複製により準備された同一内容の情報を含む１００個のパケットＰＫ，…について２５個を一塊とした４つのパケット群ＰＧ１～ＰＧ４に分割し、さらに、各パケット群ＰＧの間にインターバルを置いて送信をしている。これら１００個のうちの１つでも正確に受信側において復元できれば、通信は成功したことになる。なお、１つのパケットを構成するデータ量は、列車の運行制御に関する信号送信であれば、例えば数十バイト程度とすることが想定される。

また、ここでは図示のように、各パケット群ＰＧの間でのインターバルをパケット群インターバルＰＧＩとする。以上のように、本実施形態では、送信部である地上無線局１２は、複製した複数のパケットＰＫ，…について、所定数（上記例示では２５個）のパケットＰＫを一群としてそれぞれ構成される複数（上記例示では４つ）のパケット群ＰＧ，…に分割し、パケット群ＰＧごとに、パケット群インターバルＰＧＩを置いて送信している。この場合、パケット群インターバルＰＧＩを設けることで、１つのパケット分に相当する情報について送信する時間をより長くして、あるタイミングでの送信においてノイズが影響しても他のタイミングでの送信において成功するようにしている。すなわち、パケット群インターバルＰＧＩを設けることで、ノイズによる干渉をより回避しやすくなり、通信の信頼性を高められるようにしている。

さらに、本実施形態では、図３においてパケット群ＰＧ４について拡大して例示するように、各パケット群ＰＧを構成する２５個のパケットＰＫ，…の間にも、それぞれインターバルを設けている。ここでは図示のように、１つのパケット群ＰＧ内における各パケットＰＫの間でのインターバルをパケットインターバルＰＩとする。すなわち、送信部である地上無線局１２は、１つのパケット群ＰＧを構成する各パケットＰＫの間にパケットインターバルＰＩを置いて送信している。この場合、パケットインターバルＰＩを設けることで、パケットＰＫごとの区切りを確実に設けるとともに、ノイズによる干渉をより回避しやすくできる。

以下、図４を参照して、無線通信システム１００における受信部について、一構成例及び一連の処理について概要を説明する。既述のように、ここでは、車上側が受信部として機能するものとして説明する。

図４は、受信部としての車上無線局２２の構成について例示するブロック図である。受信部としての車上無線局２２は、アンテナＡＴｂ（図２等参照）を介して受信したパケットＰＫについて、ＯＦＤＭ復調のための各種処理を行うＯＦＤＭ復調処理部３０と、ＯＦＤＭ復調処理部３０で復調されたパケットＰＫを保存するとともに保存した複数のパケットを平均化することで情報の干渉抑圧を行う干渉抑圧処理部４０と、干渉抑圧処理部４０を経た情報について復号処理を行う復号処理部５０と、復号処理部５０で復号された情報について取捨選択の判定を行う判定部６０とを備える。

ＯＦＤＭ復調処理部３０は、受信部としての車上無線局２２において受信されたパケットＰＫについて、ＯＦＤＭ復調処理を施すことで、取扱い可能な情報としてのパケットＰＫに変換する。なお、ＯＦＤＭ復調処理部３０での具体的処理については、既知の種々のＯＦＤＭ復調処理が利用可能であり、アンテナＡＴｂにおいてアナログ信号として受信した情報をデジタル変換した後、必要な同期処理や高速フーリエ変換（ＦＦＴ）、マッピングがなされる等のＯＦＤＭ復調における各種処理を施された後、所望のパケットＰＫとして干渉抑圧処理部４０において一時的に保存される。

干渉抑圧処理部４０は、ＯＦＤＭ復調処理部３０での処理を経たパケットＰＫを保存する処理をパケット保存部４１において行う。すなわち、パケット保存部４１は、干渉抑圧処理部４０に設けたデータベース部４２において各パケットＰＫを保存させておく。データベース部４２にある程度の個数のパケットＰＫが蓄積されると、干渉抑圧処理部４０は、パケット平均化処理部４３において、蓄積したパケットＰＫについての平均化処理を行う。ここでは、一例として、干渉抑圧処理部４０は、送信部である地上無線局１２からの１つのパケット群ＰＧ（図３参照）についての受信期間ごとに、受信したパケットＰＫを平均化している。具体例としては、１つのパケット群ＰＧに相当する２５個のパケットＰＫが蓄積するごとに、平均化処理を行っている。ここで、２５個のパケットＰＫが蓄積したか否かの判定については、例えば送信側における１つのパケット群ＰＧの送信に要する時間を受信側でのパケット群ＰＧの受信期間の基準として定めるといったことが考えられる。ここでは、この時間あるいは受信期間を、パケット合成時間と呼ぶこととする。つまり、干渉抑圧処理部４０は、パケット合成時間が経過したか否かによって平均化処理を行うか否かを決定する。なお、平均化処理については、既知の種々の方法が適用可能である。例えば、平均化処理の１つとして、複数のパケット間において同一のビット列となるべき個所について異なっているものがある場合には、多数決により当該箇所のビット列を決定する、といったことが考えられる。平均化処理を行うことで、Ｓ／Ｎ比を高めることができる。干渉抑圧処理部４０は、パケット平均化処理部４３での処理結果としてのパケットＰＫの情報を、復号処理部５０に送信する。また、パケット平均化処理部４３は、１回の平均化処理後、データベース部４２に蓄積されていたパケットＰＫの情報をクリアする。これにより、データベース部４２内のデータ容量を常に確保している。

復号処理部５０は、干渉抑圧処理部４０から送信されたパケットＰＫについて、各種復号処理を行う。復号処理については、既知の種々の方法が採用され、ここでは、例えば、ビタビ復号や誤り検出、あるいはヘッダの読込み処理がなされる。復号処理部５０での各種処理によって、パケットＰＫに含まれる情報の読取が可能となるとともに、送信されたパケットＰＫが対象とすべき信号を含むものであるか否かの判断等が可能な状態となる。

判定部６０は、復号処理部５０を経て復号されたパケットＰＫに含まれる情報から、必要な情報とそれ以外の情報との選別を行う。ここでは、特に、受信部としての車上無線局２２を構成する判定部６０は、受信した複数のパケットＰＫ，…について、各パケットＰＫに含まれるシーケンス番号に基づく重複判定を行うものとなっている。より具体的には、複数のパケットＰＫ，…が対象とすべき信号であるすなわち受信に成功した情報であると判断された場合であっても、シーケンス番号について重複判定を行った結果、先着のパケットＰＫのシーケンス番号と同一のシーケンス番号であると判明した場合には、先着のパケットＰＫと同一の内容を含む後着のパケットＰＫであると判断し、当該後着のパケットＰＫを削除する。これにより、余剰となった情報を削除して、取り扱うべきデータ量を抑制できる。つまり、以上の場合、判定部６０での重複判定によって、余剰となった情報の検出も行っている。

以上のように、受信部（車上無線局２２）では、ＯＦＤＭ復調に関する各種処理を行うことで、結果的に妨害波との干渉を抑圧し、無線であっても信頼性の高い通信の維持を可能としている。特に、上記構成の場合、ＯＦＤＭ復調処理部３０での処理を経たパケットＰＫを蓄積し、蓄積したパケットＰＫについての平均化処理を行うことで、干渉抑圧する干渉抑圧処理部４０として機能させることができるものとなっている。さらに、判定部６０において、シーケンス番号に基づく重複判定を行うことで、複製に対応して同一の情報を把握するとともに重複分についての的確な処理を行い、取り扱うデータ量の増大を抑制している。

以下、図５のフローチャートを参照して、本実施形態の無線通信システム１００の一連の動作について、一例を説明する。ここでは、図示のように、送信側での各種処理から受信側での各種処理までについて各２段階ずつ、合計４つの段階の一連の処理として分けて示している。

まず、送信側における第１段階の一連の処理として、送信側の無線局（地上無線局１２）において、例えば地上装置１１（図１参照）から列車制御電文を受信すると（ステップＳ１０１）、地上無線局１２は、当該電文をパケット化する、すなわち当該電文に対応するパケットＰＫの複製を行い（ステップＳ１０２）、さらに、これらを複数のパケット群ＰＧに分割する（ステップＳ１０３）。次に、地上無線局１２は、送信すべき信号（情報）であるパケットＰＫあるいはパケット群ＰＧに関する暗号化を行い（ステップＳ１０４）、さらに、これらに対する符号化ＯＦＤＭ変調処理を施す（ステップＳ１０５）。

次に、送信側における第２段階の一連の処理として、地上無線局１２は、ステップＳ１０５において符号化ＯＦＤＭ変調処理が施されたパケットＰＫあるいはパケット群ＰＧを、デジタル信号からアナログ信号に変換するアナログ化処理を施して（ステップＳ２０１）、アンテナＡＴａ（図１，２参照）を介して受信側の無線局（車上無線局２２）に対して、パケット化された電文を送信する（ステップＳ２０２）。

一方、受信側における第１段階の一連の処理として、受信側の無線局（車上無線局２２）において、送信側の無線局（地上無線局１２）からのパケット化された電文を受信し（ステップＳ３０１）、受信したパケットＰＫあるいはパケット群ＰＧを、アナログ信号からデジタル信号に変換するデジタル化処理を施す（ステップＳ３０２）。

次に、受信側における第２段階の一連の処理として、まず、車上無線局２２は、ＯＦＤＭ復調処理部３０において、符号化ＯＦＤＭ復調処理を施す（ステップＳ４０１）。

次に、干渉抑圧のための処理として、車上無線局２２の干渉抑圧処理部４０は、まず、ＯＦＤＭ復調処理部３０での処理によって復調された情報について、パケット単位で保存を行い（ステップＳ４０２）、次いで、パケット合成時間を経過したか否かを判定することで（ステップＳ４０３）、所定数のパケットが蓄積されたか否かを判定する。ステップＳ４０３において、パケット合成時間が経過していないと判断された場合（ステップＳ４０３：Ｎｏ）、干渉抑圧処理部４０は、受信待ちの状態を継続し、パケット単位でデータベース部４２に保存（ステップＳ４０２）の動作を継続する。一方、ステップＳ４０３において、パケット合成時間が経過したと判断された場合（ステップＳ４０３：Ｙｅｓ）、干渉抑圧処理部４０は、蓄積されたパケットについてパケット平均化処理部４３による平均化の処理を行う（ステップＳ４０４）。その後、干渉抑圧処理部４０は、データベース部４２に保存されていたパケットの情報をクリアする（ステップＳ４０５）とともに、ステップＳ４０４の結果を、復号処理部５０に送信する。

次に、復号処理として、復号処理部５０は、既知の方法の１つとして、まず、伝送による情報誤りを防ぐエラー訂正のためにビタビ復号を施す（ステップＳ４０６）。また、その他の誤り検出を行う（ステップＳ４０７）。その後、暗号の復号を行い（ステップＳ４０８）、さらに、パケットに含まれるヘッダに関する読込みの一例として、ＭＡＣヘッダの読込みを行う（ステップＳ４０９）。ＭＡＣヘッダの情報から、当該パケットが、対象とすべき信号を含むものであるか否かの判断が可能となる。

次に、判定処理として、判定部６０において、抽出されたパケットについて、ステップＳ４０９で読み込まれたＭＡＣヘッダの情報から、当該パケットが対象とすべき信号すなわち車上と地上との間で取り扱われるべき信号を含むものであるか否かの判断、すなわち各種処理を経て得られたパケットが正しいものであり受信が成功しているか否かの判断がなされる（ステップＳ４１０）。ステップＳ４１０において、受信が成功していないと判断されると（ステップＳ４１０：Ｎｏ）、車上無線局２２は、当該パケットを削除して、受信待ちの状態に戻る（ステップＳ４１１）。一方、ステップＳ４１０において、受信が成功していると判断されると（ステップＳ４１０：Ｙｅｓ）、車上無線局２２の判定部６０は、さらに、当該パケットについての重複判定を開始する（ステップＳ４１２）。すなわち、当該パケットに含まれるシーケンス番号を読み込んで、当該シーケンス番号が先着している成功したパケットのシーケンス番号と重複しているか否かを判定する（ステップＳ４１３）。ステップＳ４１３において、シーケンス番号が重複していると判定された場合（ステップＳ４１３：Ｙｅｓ）、車上無線局２２は、当該パケットを削除して、受信待ちの状態に戻る（ステップＳ４１１）。一方、ステップＳ４１３において、シーケンス番号が重複していないと判定された場合（ステップＳ４１３：Ｎｏ）、当該パケットが、地上装置１１（図１参照）からの列車制御電文として取り扱われるべく、車上無線局２２の上位層の処理がなされ（ステップＳ４１４）、車上装置２２（図１参照）へ必要な情報が送信される。

以下、図６を参照して、情報の選別の方法の１つとして、送信するパケットに含まれるヘッダにおいて、送信時に独自コードを含ませて、含ませた独自コードに基づいて、受信時において受信したパケットをフィルタリングする方法について一例を説明する。

受信側における情報の選別については、種々の態様が考えられるが、ここでは、受信側において、対象とすべき情報の抽出と、不要な情報の排除を行うに際して、送信するパケットに含まれるヘッダに独自コードを設け、これを利用している。

図６は、上記態様の一具体例を示すための図であり、図６（Ａ）は、１つのパケットに含まれるフレームフォーマットＦＦの一例を示す概念図であり、６（Ｂ）は、伝送レートフィールドについて一例を示す概念図である。図示の例では、まず、図６（Ａ）において破線Ｃ１で囲って示すように、ＰＬＣＰヘッダの先頭に伝送レートについてのビット列（４ビット）が設けられている。これに対して、図６（Ｂ）にデータ表として示すように、ここでは、予め、車上と地上との間で取り扱われるべき信号についての伝送レートフィールドにおいて独自のビット列を設定している。具体的に説明すると、まず、図６（Ｂ）のデータ表では、最上段から順に通常の伝送レートフィールドについて規定がなされており、最下段ＰＰのみ通常の伝送レートフィールドから外れた独自のビット列を設定している。例えば、最上段では、伝送レートのビット列（４ビット）が「１１０１」であれば、６Ｍｂｐｓとなり、次の段では、ビット列が「１１１１」であれば、９Ｍｂｐｓとなることを示している。ここで、通常であれば、次の３段目Ｐ３に示すように、ビット列が「０１０１」であれば、１２Ｍｂｐｓとなることをしているのに対して、最下段ＰＰでは、ビット列が「１０１０」である場合も、１２Ｍｂｐｓとなることと規定し、この場合のパケットが車上と地上との間で取り扱われるべき信号を含むものとされている。このように、独自コードを定めることを利用して、対象とすべき情報の抽出と不要な情報の排除を行うようにしてもよい。

例えば、図４及び５において説明した一態様においては、ＯＦＤＭ復調処理部３０での符号化ＯＦＤＭ復調処理後の段階での干渉抑圧処理部４０における干渉抑圧の処理段階では、同じ変復調方式の妨害波を受信した場合、取扱い対象となっているパケットが、妨害波か否か判断がつかない可能性がある。これに対して、上記のような伝送レートフィールドにオリジナルのビット列を適宜用いることで、妨害波のパケットが含まれている場合に、ＯＦＤＭ復調処理時や干渉抑圧処理時の段階において、妨害波のパケットをフィルタリングすることができる。

なお、上記では、伝送レートフィールドを利用して、独自コードに基づくフィルタリングをすることで、情報の選別を行っているが、情報の選別に使うヘッダの部分については、これ以外にも種々のものが考えられる。上記の例では、ＰＬＣＰヘッダの先頭にある伝送レートを利用するものとしているが、先頭に限らず種々の箇所のデータを利用することも考えられ、また、データの長さ等を利用するといったことも考えられる。

以上のように、本実施形態に係る無線通信システム１００では、送信側において同一内容の情報を含む複数のパケットを、インターバルを置いて送信し、受信部において、送信部との通信から受信したパケットについて平均化等の各種処理を施すことで、妨害波との干渉を回避できる可能性を高めたり、一部の受信において失敗した可能性がある場合でも通信の信頼性を保たせたりすることで、信頼性の高い通信の維持を可能としている。

〔その他〕
この発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。

まず、上記実施形態では、無線通信システム１００を列車の通信システムに導入しているが、他の種々の通信システムにおいて、本願発明を適用してもよい。

また、上記では、パケットについて１００個の複製を準備し、２５個を一塊とする４つのパケット群に分割するものとしているが、これらの数値は一例であり、種々の個数や分け方にすることが可能である。

また、上記各種アンテナにおいて、列車との通信範囲等を考慮しつつ電波の発信について、指向性をもたせるようにしてもよい。

また、上記では、車上装置や地上装置と各無線局とを個別のものとしているが、これらが一体化している、あるいは、各無線局が車上装置や地上装置の一部として構成されているものとしてもよい。

また、上記において、重複判定に際して、シーケンス番号で確認をするものとしているが、パケットの同一性を確認するための方法としては、これに限らず種々のものが適用できる。

１０…地上側システム、１１…地上装置、１２…地上無線局、２０…車上側システム、２１…車上装置、２２…車上無線局、３０…ＯＦＤＭ復調処理部、４０…干渉抑圧処理部、４１…パケット保存部、４２…データベース部、４３…パケット平均化処理部、５０…復号処理部、６０…判定部、１００…無線通信システム、５００…列車通信システム、ＡＴａ…アンテナ、ＡＴｂ…アンテナ、ＢＢ…妨害局、Ｃ１…破線、ＦＦ…フレームフォーマット、ＧＩ…ガードインターバル、ＩＴ…インターバル、Ｐ３…３段目、ＰＰ…最下段、ＰＧ，ＰＧ１～ＰＧ４…パケット群、ＰＧＩ…パケット群インターバル、ＰＩ…パケットインターバル、ＰＫ，ＰＫ１，ＰＫ２，ＰＫα，ＰＫβ…パケット、ＲＲ…線路、ＴＲ…列車

Claims (10)

1. 複数のパケットをさらにパケット群として送信する送信部と、
   前記送信部からのパケットを受信する受信部と
   を備え、
   前記送信部は、前記パケット群及び各パケットにおいて、それぞれインターバルを設けている、無線通信システム。
2. 前記送信部は、複数のパケットとして、１つのパケットを複製した同一内容の電文を含むものについて、所定数のパケットを一群として前記パケット群を構成し、複数の前記パケット群を前記パケット群ごとに区切るパケット群インターバルを置き、かつ、１つの前記パケット群内におけるパケットごとに区切るパケットインターバルを置いて送信し、
   前記受信部は、前記送信部との通信から受信したパケットを平均化する、請求項１に記載の無線通信システム。
3. 前記受信部は、前記送信部からの１つの前記パケット群についての受信期間ごとに、受信したパケットを平均化する、請求項２に記載の無線通信システム。
4. 前記受信部は、平均化されたパケットについて、復号処理を行う、請求項２及び３のいずれか一項に記載の無線通信システム。
5. 前記受信部は、復号処理された複数のパケットについて、重複判定を行う、請求項４に記載の無線通信システム。
6. 前記受信部は、各パケットに含まれるシーケンス番号について重複判定を行い、同一のシーケンス番号である後着のパケットを削除する、請求項５に記載の無線通信システム。
7. 前記送信部は、１つのパケットに含まれるヘッダにおいて、独自コードを含ませて送信する、請求項１～６のいずれか一項に記載の無線通信システム。
8. 前記受信部は、前記独自コードに基づき受信したパケットをフィルタリングする、請求項７に記載の無線通信システム。
9. 前記独自コードは、伝送レートフィールドにおいて独自のビット列を設定することで定められている、請求項７及び８のいずれか一項に記載の無線通信システム。
10. 前記送信部と前記受信部とのうち、一方は、線路に沿って固定配置されており、他方は、線路上を走行する列車の車上装置に設けられていることで、列車の制御に関する通信を行う、請求項１～９のいずれか一項に記載の無線通信システム。

Images