KR101868996B1

KR101868996B1 - 무선통신 네트워크 시스템의 동기 방법

Info

Publication number: KR101868996B1
Application number: KR1020147011858A
Authority: KR
Inventors: 데루푸미 야마구치; 히로키 사이토; 유헤이 오츠카; 도시히토 시라이
Original assignee: 닛뽄신고가부시기가이샤
Priority date: 2011-09-30
Filing date: 2012-09-24
Publication date: 2018-06-20
Also published as: KR20140086996A; BR112014007108A2; WO2013047450A1; CN103843426B; US9319163B2; EP2763474B1; EP2763474A1; MY170397A; JP2013078073A; CA2850320A1; EP2763474A4; JP5922902B2; IN2014DN03364A; US20140211782A1; CN103843426A; CA2850320C

Abstract

본 발명은 이동 무선기를 이동체의 전후에 통신 가능하게 배치하고, 고정 무선기의 적어도 1개를 동기용 기지국으로 하고, 이동 무선기를 포함하는 다른 무선기를 동기용 패킷의 중계국으로 하며, 중계국은 전원 투입으로 동기용 패킷 수신 대기 동기 포착 모드로 천이하고, 이동 무선기를 개재하지 않는 동기용 패킷을 수신하였을 때에 동기 정밀도가 높은 것을 나타내는 지상 동기 유지 모드로 천이하여 동기용 패킷 송신 가능하게 되어, 이동 무선기를 개재한 동기용 패킷을 수신하였을 때에 지상 동기 유지 모드보다 동기 정밀도가 낮은 것을 나타내는 차상 동기 유지 모드로 천이하여 동기용 패킷 송신 가능하게 되어, 차상 동기 유지 모드의 중계국이 지상 동기 유지 모드의 중계국으로부터 동기용 패킷을 수신하였을 때에는 지상 동기 유지 모드로 천이한다.

Description

무선통신 네트워크 시스템의 동기 방법 {WIRELESS COMMUNICATION NETWORK SYSTEM SYNCHRONIZATION METHOD}

본 발명은 이동체에 탑재한 이동 무선기와, 이동체의 이동 루트를 따라서 설치되어, 정보를 순차적으로 중계하고 전달하는 복수의 고정 무선기를 구비하며, 이 무선기들이 시분할 다중 억세스 방식으로 통신을 행하는 무선통신 네트워크 시스템에 있어서의 각 무선기간의 동기 방법에 관한 것으로, 특히, 서로 통신 가능한 고정 무선기 사이에 통신 장애가 발생하여도 각 무선기간의 동기 상태를 유지할 수 있는 무선통신 네트워크 시스템의 동기 방법에 관한 것이다.

제어 영역 내에 정보를 송신하는 기지국과, 이 기지국과 무선으로 접속되는 복수의 무선국을 구비한 무선통신 네트워크 시스템에 있어서, 시분할 다중 억세스 방식으로 정보를 송수신하려면, 각 국이 동기하고 있을 필요가 있다. 그 동기 방법으로서는, 기지국으로부터 송신하는 동기용 패킷을 모든 무선국이 동시에 수신하여 동기를 취하는 방법이나, 제어 영역 내의 모든 국이 동시에 동기 신호 (예를 들면 GPS 신호)를 수신하여 동기를 취하는 방법을 생각할 수 있다. 그러나, GPS 신호를 사용하는 방법은 모든 국에 고가의 GPS 수신기를 설치하여야 하기 때문에 비용이 많이 들고, 특히 터널 내에서는 사용할 수 없다. 또한, 동기용 패킷을 사용하는 방법은 기지국으로부터의 전파가 도달하지 않는 무선국이 존재하는 넓은 제어 영역, 예를 들면 철도의 열차 제어와 같은 일차원적인 확장 범위를 가진 제어 영역의 무선통신 네트워크 시스템에서는 사용할 수 없다.

이에, 모든 국에 동기 신호의 수신기를 설치할 필요가 없고, 기지국으로부터의 전파가 도달하지 않은 무선국이 존재하는 넓은 제어 영역에서도 적용할 수 있는 동기 방법으로서, 특허 문헌 1에 기재된 것과 같은 무선통신 네트워크의 동기 방법이 있다. 특허 문헌 1에 기재된 동기 방법은 기지국으로부터 송신한 동기용 패킷을, 각 무선국이 순차적으로 중계하여 송신함으로써, 기지국으로부터의 전파가 도달하지 않는 무선국도 포함하여 모든 국이 동기하도록 하고 있다.

특허 문헌 1: 일본 공개 특허 공보 2000-102063호

그런데, 특허 문헌 1에 기재된 동기 방법에 있어서는, 지상의 서로 인접한 무선기끼리 순차적으로 무선통신하면서 동기용 패킷을 중계해나가는 방법이기 때문에, 예를 들면 터널에 열차가 진입하여 차체에서 터널 내의 전파의 전반 공간이 좁아져서 전파가 감쇠하거나, 또는 지상의 무선기의 각 안테나가 열차의 차고보다 낮은 위치에 있는 경우에 열차의 전방과 후방의 지상 무선기간의 전파의 전반이 차체에서 차단되어 전파가 수신되기 어려워지거나 한 경우에, 동기용 패킷의 중계 동작이 이루어지지 못하여, 무선기간의 동기 상태를 유지할 수 없게 될 우려가 있다.

본 발명은 상기 문제점에 착안하여 이루어진 것으로, 고정 무선기 사이의 통신에 지장이 발생하여도 동기 정보의 중계 동작을 계속할 수 있도록 하고, 기지국과 중계국간의 동기 상태를 유지할 수 있도록 한 무선통신 네트워크의 동기 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이 때문에, 제1 발명은, 소정의 루트를 따라서 이동하는 이동체의 전부와 후부에 서로 통신 가능하게 배치된 이동 무선기와, 상기 루트를 따라서 간격을 두고 복수개 설치되고 서로 인접한 것끼리 무선통신하여 송신원으로부터 말단까지 중계하면서 정보를 전달하는 복수의 고정 무선기를 구비하고, 상기 이동 무선기와 고정 무선기가 통신 가능하게 시간 동기되어 통신을 행하는 무선통신 네트워크 시스템의 동기 방법에 있어서, 상기 복수의 고정 무선기가 동기 정보를 순차적으로 중계하고 전달하는 것, 및 고정 무선기 사이에 상기 이동체가 존재하는 경우에, 상기 이동체의 전부와 후부에 배치된 상기 이동 무선기에 의해 상기 고정 무선기간의 상기 동기 정보를 중계하는 것을 포함하고, 상기 고정 무선기의 적어도 1개를 상기 동기 정보로서 동기용 패킷을 송신하는 기지국으로 하고, 다른 고정 무선기 및 상기 이동 무선기를, 상기 기지국으로부터 송신된 상기 동기용 패킷을 중계하는 중계국으로 하고, 상기 다른 고정 무선기는, 상기 이동 무선기를 개재하지 않고 중계된 상기 동기용 패킷이 주기적으로 수신되어 채용하고 있는 동안에는 상기 이동 무선기를 개재하여 중계된 상기 동기용 패킷을 채용하지 않도록 구성된다.

이와 같은 구성에서는 서로 무선통신 가능한 고정 무선기간의 동기 정보의 중계가 이동체에 의하여 저해될 가능성이 있는 상황일 때에는 이동체의 전부와 후부의 이동 무선기 중에서 송신측의 고정 무선기에 가까운 쪽의 이동 무선기로 동기 정보를 수신하여 다른 한쪽의 이동 무선기에 수신한 동기 정보를 송신하고, 다른 한쪽의 이동 무선기로부터 수신측의 고정 무선기에 동기 정보를 송신함으로써, 동기 정보의 중계를 이동체의 2개의 이동 무선기를 이용하여 중계하도록 한다.

또한, 제2 발명은, 소정의 루트를 따라서 이동하는 이동체에 탑재한 이동 무선기와, 상기 루트를 따라서 간격을 두고 복수개 설치되어 서로 인접한 것끼리 무선통신하여 송신원으로부터 말단까지 중계하면서 정보를 전달하는 복수의 고정 무선기를 구비하고, 상기 이동 무선기와 고정 무선기가 통신 가능하게 시간 동기되어 통신을 행하는 무선통신 네트워크 시스템의 동기 방법에 있어서, 상기 복수의 고정 무선기가 동기 정보를 순차적으로 중계하고 전달하는 것을 포함하고, 상기 고정 무선기의 적어도 1개를 상기 동기 정보로서 동기용 패킷을 송신하는 기지국으로 하고, 다른 고정 무선기를 상기 기지국으로부터 송신된 상기 동기용 패킷을 중계하는 중계국으로 하며, 이들 중계국은 전원의 투입으로 동기용 패킷 수신 대기 상태의 동기 포착 모드로 천이하고, 동기 포착 모드로 천이한 중계국은 동기용 패킷을 수신하였을 때에 동기 유지 모드로 천이하여 미리 정해진 자신의 동기용 패킷 송신 할당 기간에 동기용 패킷 송신 가능하게 되고, 상기 동기 유지 모드의 중계국은 동기용 패킷 수신이 없는 상태가 미리 설정한 동기 정보 갱신 제한 시간을 넘겼을 때에 상기 동기 포착 모드로 천이하는 구성으로 하며, 상기 동기 유지 모드의 중계국은 동기용 패킷을 수신하였을 때, 해당 동기용 패킷 내에 포함되어 있는 기지국의 동기용 패킷 송신 시각을 나타내는 마스터 타임 정보와 자신이 기억 유지하고 있는 마스터 타임 정보를 비교하고, 수신된 동기용 패킷의 마스터 타임 정보가 새로운 것일 때에 동기용 패킷 수신이라 판정하고, 그 동기용 패킷의 마스터 타임 정보를 자신의 마스터 타임 정보로서 기억 유지한다.
또한, 제3 발명은, 소정의 루트를 따라서 이동하는 이동체에 탑재한 이동 무선기와, 상기 루트를 따라서 간격을 두고 복수개 설치되어 서로 인접한 것끼리 무선통신하여 송신원으로부터 말단까지 중계하면서 정보를 전달하는 복수의 고정 무선기를 구비하고, 상기 이동 무선기와 고정 무선기가 통신 가능하게 시간 동기되어 통신을 행하는 무선통신 네트워크 시스템의 동기 방법에 있어서, 상기 복수의 고정 무선기가 동기 정보를 순차적으로 중계하고 전달하는 것을 포함하고, 상기 고정 무선기의 적어도 1개를 상기 동기 정보로서 동기용 패킷을 송신하는 기지국으로 하고, 다른 고정 무선기를 상기 기지국으로부터 송신된 상기 동기용 패킷을 중계하는 중계국으로 하며, 이들 중계국은 전원의 투입으로 동기용 패킷 수신 대기 상태의 동기 포착 모드로 천이하고, 동기 포착 모드로 천이한 중계국은 동기용 패킷을 수신하였을 때에 동기 유지 모드로 천이하여 미리 정해진 자신의 동기용 패킷 송신 할당 기간에 동기용 패킷 송신 가능하게 되고, 상기 동기 유지 모드의 중계국은 동기용 패킷 수신이 없는 상태가 미리 설정한 동기 정보 갱신 제한 시간을 넘겼을 때에 상기 동기 포착 모드로 천이하는 구성으로 하며, 상기 동기 유지 모드의 중계국은 동기용 패킷을 수신하였을 때, 해당 동기용 패킷 내에 포함되어 있는 기지국으로부터 수신될 때까지 경유한 중계국의 수를 나타내는 클락 레벨 정보와 자신이 기억 유지하고 있는 클락 레벨 정보를 비교하고, 자신의 클락 레벨의 값이 클 때에 동기용 패킷 수신이라 판정하고, 그 동기용 패킷의 클락 레벨의 값에 1을 가산하여 자신의 클락 레벨 정보로서 기억 유지하는 한편, 상기 기지국은 동기용 패킷의 송신원을 나타내는 클락 레벨 정보가 미리 기억되고, 상기 동기 포착 모드의 중계국은 기지국으로부터 수신될 때까지 경유하는 것이 상정되는 최대 중계국 수보다 큰 값이 클락 레벨 정보로서 미리 기억된다.
또한, 제4 발명은, 소정의 루트를 따라서 이동하는 이동체에 탑재한 이동 무선기와, 상기 루트를 따라서 간격을 두고 복수개 설치되어 서로 인접한 것끼리 무선통신하여 송신원으로부터 말단까지 중계하면서 정보를 전달하는 복수의 고정 무선기를 구비하고, 상기 이동 무선기와 고정 무선기가 통신 가능하게 시간 동기되어 통신을 행하는 무선통신 네트워크 시스템의 동기 방법에 있어서, 상기 복수의 고정 무선기가 동기 정보를 순차적으로 중계하고 전달하는 것을 포함하고, 상기 고정 무선기의 적어도 1개를 상기 동기 정보로서 동기용 패킷을 송신하는 기지국으로 하고, 다른 고정 무선기를 상기 기지국으로부터 송신된 상기 동기용 패킷을 중계하는 중계국으로 하며, 이들 중계국은 전원의 투입으로 동기용 패킷 수신 대기 상태의 동기 포착 모드로 천이하고, 동기 포착 모드로 천이한 중계국은 동기용 패킷을 수신하였을 때에 동기 유지 모드로 천이하여 미리 정해진 자신의 동기용 패킷 송신 할당 기간에 동기용 패킷 송신 가능하게 되고, 상기 동기 유지 모드의 중계국은 동기용 패킷 수신이 없는 상태가 미리 설정한 동기 정보 갱신 제한 시간을 넘겼을 때에 상기 동기 포착 모드로 천이하는 구성으로 하며, 상기 동기 유지 모드의 중계국은 동기용 패킷을 수신하였을 때, 해당 동기용 패킷 내에 포함되어 있는 기지국의 동기용 패킷 송신 시각을 나타내는 마스터 타임 정보 및 기지국으로부터 수신될 때까지 경유한 중계국의 수를 나타내는 클락 레벨 정보와 자신이 기억 유지하고 있는 마스터 타임 정보 및 클락 레벨 정보를 각각 비교하고, 수신한 동기용 패킷의 마스터 타임 정보가 새로운 것일 때 또는 마스터 타임 정보가 동일한 경우에는 자신의 클락 레벨의 값이 클 때에, 동기용 패킷 수신이라 판정하여, 그 동기용 패킷의 마스터 타임 정보를 자신의 마스터 타임 정보로서 기억 유지하는 동시에, 그 동기용 패킷의 클락 레벨의 값에 1을 가산하여 자신의 클락 레벨 정보로서 기억 유지하는 한편, 상기 기지국은 동기용 패킷의 송신원을 나타내는 클락 레벨 정보가 미리 기억되고, 상기 동기 포착 모드의 중계국은 기지국으로부터 수신될 때까지 경유하는 것이 상정되는 최대 중계국 수보다 큰 값이 클락 레벨 정보로서 미리 기억된다.

이와 같은 구성에서는 적어도 1개의 고정 무선기를 동기용 패킷 송신용의 기지국으로 하고, 기지국으로부터 송신된 동기용 패킷을, 다른 고정 무선기를 중계국으로 하여 중계한다. 중계국은 전원 투입으로 동기 포착 모드로 천이하여 동기용 패킷의 수신을 기다린다. 동기 포착 모드의 중계국이 동기용 패킷을 수신하면, 동기 유지 모드로 천이하여 동기 상태가 되어 동기용 패킷의 송신이 가능하게 되어, 미리 정해진 자신의 동기용 패킷 송신 할당 기간에 동기용 패킷을 송신한다. 또한, 동기 유지 모드의 중계국은 동기용 패킷 수신이 없는 상태가 미리 설정한 동기 정보 갱신 제한 시간을 넘겼을 때에 동기 포착 모드로 천이하게 된다.

제1 발명의 무선통신 네트워크 시스템의 동기 방법에 따르면, 서로 통신 가능한 2대의 이동 무선기를 이동체의 전부와 후부에 배치하고, 고정 무선기 사이에 이동체가 존재할 때에, 한쪽의 고정 무선기가 송신하는 동기 정보를 이동체의 2대의 이동 무선기로 다른 한쪽의 고정 무선기에 중계 가능한 구성으로 하였으므로, 예를 들면 터널 내나 고정 무선기의 안테나 높이가 이동체보다 낮은 경우 등과 같이, 이동체의 존재에 의하여 고정 무선기 사이의 전파의 전반이 저해되는 경우에도, 이동 무선기를 이용하여 기지국으로부터 송신한 동기 정보의 중계 동작을 계속할 수 있다. 따라서, 고정 무선기 사이의 통신에 지장이 발생하여도 동기 정보의 중계가 차단되지 않고, 네트워크 시스템 내의 무선기의 동기 어긋남을 방지할 수 있어 동기 상태를 유지할 수 있다.

또한, 제2 내지 제4 발명의 무선통신 네트워크 시스템의 동기 방법에 의하면, 동기 유지 모드의 중계국은 동기 정보 갱신 제한 시간 내에 동기용 패킷이 수신함으로써 동기 상태를 유지할 수 있으므로, 이동체의 존재에 의하여 고정 무선기 사이의 전파의 전반이 저해되는 경우도 포함하여 동기용 패킷의 중계 경로의 일부에 통신 장애가 발생한 경우에도, 기지국을 복수개 설치하면, 다른 기지국으로부터의 동기용 패킷을 수신함으로써 동기 상태를 유지할 수 있고, 네트워크 시스템 내의 무선기의 동기 어긋남을 방지할 수 있다.

[도 1] 본 발명에 관한 동기 방법을 적용하는 무선통신 네트워크 시스템의 일례를 나타내는 개략 구성도이다.
[도 2] 전술 무선통신 네트워크 시스템의 통신 동작 주기의 프레임 구성의 설명도이다.
[도 3] 제1 발명의 동기 방법의 제1 실시 형태의 동작 모드의 천이의 설명도이다.
[도 4] 제1 실시 형태의 동기 방법에 따른 차상 무선국과 지상 무선국의 동작 모드 천이 상태의 구체적인 예의 설명도이다.
[도 5] 제1 발명의 기지국의 동작 모드의 천이의 설명도이다.
[도 6] 제2 발명의 동기 방법의 일실시 형태의 동작 모드의 천이의 설명도이다.
[도 7] 제2 발명의 기지국의 동작 모드의 천이의 설명도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 관한 무선통신 네트워크 시스템의 동기 방법을 적용하는 무선통신 네트워크 시스템의 일례를 나타내는 개략 구성도이다.

도 1에 있어서, 무선통신 네트워크 시스템은 이동체인 열차(1)에 탑재된 2대의 열차 무선기(VRS1, VRS2)와, 복수의 연선 무선기(WRS1 내지 WRS7)를 구비하여 구성된다.

상기 열차 무선기(VRS1, VRS2)는 열차(1)의 전부와 후부에 배치되어, 열차(1)에 탑재한 차상 장치 (도시하지 않음)에 접속되는 동시에 서로 통신 가능하고, 예를 들면 유선통신 가능하게 유선 케이블로 접속되어 있고, 이동하면서 상기 복수의 연선 무선기(WRS1 내지 WRS7)와의 사이에서 각종 정보를 무선통신하는 것으로, 이동 무선기에 상당한다. 여기에서는 열차 무선기(VRS1)가 열차 후부에 배치되고, 열차 무선기(VRS2)가 열차 전부에 배치되어 있는 것으로 한다. 또한, 열차 무선기(VRS1, VRS2)간의 통신은 유선에 한정하지 않고 무선이어도 좋다.

상기 연선 무선기(WRS1 내지 WRS7)는 열차 무선기(VRS1, VRS2)와 각종 정보를 송수신함으로써, 열차(1)의 이동 루트인 철도 선로를 따라서 간격을 두고 복수개 설치되고, 서로 인접한 것끼리 무선 통신하여 정보를 중계하면서 전달하는 전파형의 무선기이다. 이 때, 연선 무선기(WRS1 내지 WRS7)가 고정 무선기에 상당한다. 이들 고정 무선기의 간격은 예를 들면 2개 앞의 무선기까지 전파가 도달하는 간격으로 배치한다. 또한, 연선 무선기의 대수는 7대로 한정하는 것은 아니며, 무선통신 네트워크 시스템의 제어 영역의 크기에 따라 적절한 대수로 설정되는 것이다.

이와 같은 구성의 무선통신 네트워크 시스템의 통신 제어 방식은 예를 들면 시분할 다중 억세스 (TDMA) 방식으로 하고, 송신원의 무선기로부터 말단의 무선기까지 중간의 무선기로 정보를 중계하면서 정보를 전달한다. 이 무선통신 네트워크 시스템은 도 2에 나타내는 1개의 프레임을 1주기로 하여 통신 동작을 주기적으로 실시하고, 각 무선기는 1 프레임에 있어서, 미리 설정 정보에 의하여 할당된 소정의 타임 슬롯 (이하, TS로 한다)일 때에만, 송신 동작 또는 수신 동작이 가능하도록 제어된다. 또한, 이 통신 네트워크 내의 모든 무선기의 동작은 프레임 내에 설치한 후술하는 동기 TS 블록에 있어서 동기가 취해진다.

상기 프레임의 구성을 간단하게 설명한다.

1 프레임은 복수, 예를 들면 10개의 윈도우 W0 내지 W9 (도 2에서는 window로 나타낸다)로 분할하고, 각 윈도우 W0 내지 W9는 복수의 타임 슬롯 블록 (이하, TS 블록이라 한다), 예를 들면, 열차 무선기(VRS1, VRS2)와 통신 대상의 연선 무선기(WRS)간의 측거를 행하기 위한 측거 TS 블록, 열차 무선기(VRS1, VRS2)가 송신원이 되는 VRS 송신 TS 블록, 각 무선기의 송수신 동작의 동기를 취하기 위한 동기 TS 블록, 연선 무선기(WRS1 내지 WRS7)가 송신원이 되는 WRS 송신 TS 블록 및 열차 무선기(VRS1, VRS2)로부터의 정보 송신에 의하여 중계 동작을 행하기 위한 VRS 중계용 TS 블록으로 분할하여 구성한다. 또한, 각 TS 블록은 각각 소정수의 TS로 구성한다. 상기 VRS 중계용 TS 블록을 설치함으로써, 서로 무선통신 가능한 연선 무선기 WRS간의 정보 전달을 열차 무선기(VRS1, VRS2)를 통하여 중계 가능하게 하고 있다.

다음으로, 제1 발명의 동기 방법의 제1 실시 형태에 대하여 설명한다.

본 실시 형태의 동기 방법은 열차에 의하여 지상의 서로 인접한 무선기 사이의 전파의 전반에 지장이 생겼을 경우를 상정하여, 열차의 전후부에 탑재한 2개의 열차 무선기를 이용하여 동기 정보로서, 예를 들면 동기용 패킷을 중계하여 각 무선기의 동기 상태를 유지하는 구성이다.

본 실시 형태에서는 각 연선 무선기 WRS 중에서, 예를 들면 2개를 동기용 패킷의 송신원이 되는 동기용 패킷 송신용의 기지국으로 하고, 2개의 열차 무선기(VRS1, VRS2)를 포함하여 다른 무선기를 기지국으로부터 송신된 동기용 패킷을 중계하는 중계국으로 한다. 기지국은 기준 시각 신호, 예를 들면 GPS 신호를 수신하기 위한 GPS 수신기를 구비하고, GPS 신호의 수신에 의하여 기지국끼리 서로 동기하고 있다. 각 기지국은 GPS 신호를 수신하면, 내장된 타이머의 계시에 기초하여 자신의 송신 할당 기간에 동기용 패킷을 송신한다. 동기용 패킷에는, 예를 들면 송신원의 무선기 종별 정보 (지상 무선기나 차상 무선기), 송신 시각 정보, 현재의 타임 슬롯 정보, 동작 모드 (후술하는 동기 포착 모드, 지상 동기 유지 모드, 차상 동기 유지 모드 등) 정보 등이 동기용 정보로서 포함되어 있다. 각 중계국은 기지국으로부터 송신된 동기용 패킷을 수신하고, 그 동기용 패킷 내의 정보에 기초하여 패킷의 채용 여부를 판단하고, 채용하였을 경우에 동기 상태가 되어, 동기용 패킷의 동기 정보를 갱신하여 자신의 송신 할당 기간에 동기용 패킷을 송신함으로써, 동기용 패킷의 중계를 실시한다.

도 3은 본 실시 형태에 있어서의 중계국으로서의 무선국의 전원 기동으로부터의 동작 모드의 천이를 나타내고, 본 실시 형태의 동기 동작에 대하여 도 3을 참조하면서 설명한다. 또한, 도 3 중의 지상 무선국은 지상에 설치된 기지국 이외의 각 무선기를 나타내고, 차상 무선국은 열차 무선기를 나타내는 것으로 한다.

무선국은 전원의 투입으로, 기동으로부터 동기 포착 모드로 천이한다. 동기 포착 모드는 기지국으로부터 직접 도달하거나 또는 무선국에 의하여 중계 전송되는 동기용 패킷의 수신 대기 상태이다. 동기 포착 모드의 무선국이 동기용 패킷을 수신하면 그 동기 정보에 기초하여 채용이라고 판단하고, 수신한 동기용 패킷이 (가) 지상 동기 유지 모드의 지상 무선국으로부터의 동기용 패킷이면 지상 동기 유지 모드로 천이하는 동시에, 내장 타이머를 리셋하여 동기 포착한다. 즉, 이 시점에서, 해당 무선국은 동기 상태가 된다. 이 때, 지상 동기 유지 모드란, 열차 무선기를 개재하지 않고 중계된 동기용 패킷을 수신하였을 때의 동작 모드이고, 동기 정밀도가 높은 동작 모드인 것을 나타내고 있다.

지상 동기 유지 모드로 천이한 무선국은 리셋되어 계시를 개시한 내장 타이머의 계시에 기초하여 정해진 자신의 동기용 패킷 송신 할당 기간에 동기용 패킷을 송신한다. 지상 동기 유지 모드의 무선국은 상기 타이머의 계시가 미리 정한 동기 정보 갱신 제한 시간으로서의 동기 정보 갱신 타임아웃 시간이 경과할 때까지 지상 동기 유지 모드의 지상 무선국으로부터 다시 동기용 패킷을 수신하여 채용하면, 지상 동기 유지 모드를 유지한다. 한편, 타이머의 계시가 동기 정보 갱신 타임아웃 시간이 경과할 때까지 지상 동기 유지 모드의 지상 무선국으로부터의 동기용 패킷을 수신할 수 없는 경우에는 동기 정보 갱신 타임아웃이라고 판단하여 동기 정밀도가 지상 동기 유지 모드보다 낮은 차상 동기 유지 모드로 천이한다.

또한, 동기 포착 모드의 무선국이, (나) 차상 동기 유지 모드의 지상 무선국으로부터 동기용 패킷을 수신하여 채용한 경우, (다) 차상 무선국으로부터 동기용 패킷을 수신하여 채용한 경우, 또는 (라) 차상 무선국간의 통신으로 다른 차상 무선국으로부터 동기 패킷을 수신하여 채용한 경우에는 차상 동기 유지 모드로 천이하는 동시에, 내장 타이머를 리셋하여 동기 포착한다. 이 시점에서, 해당 무선국은 동기 상태가 된다. 이 때, 차상 동기 유지 모드란, 열차 무선기를 개재하여 중계된 동기용 패킷을 수신하였을 때의 동작 모드이고, 전술한 지상 동기 유지 모드에 비하여 동기 정밀도가 낮은 동작 모드인 것을 나타내고 있다. 이것은 지상의 무선국으로만 중계하는 경우에 비하여 움직임이 있는 열차 무선기가 개재하므로, 다소의 동기 어긋남이 발생할 가능성이 있기 때문이다.

차상 동기 유지 모드로 천이한 무선국은 리셋되어 계시를 개시한 내장 타이머의 계시에 기초하여 정해진 자신의 동기용 패킷 송신 할당 기간에 동기용 패킷을 송신하여 동기용 패킷을 중계한다. 차상 동기 유지 모드의 무선국은 타이머의 계시가 미리 정한 동기 정보 갱신 타임아웃 시간을 경과할 때까지 지상 동기 유지 모드의 지상 무선국으로부터 동기용 패킷을 수신하여 채용하면, 차상 동기 유지 모드보다 동기 정밀도가 높은 지상 동기 유지 모드로 천이하여 전술한 지상 동기 유지 모드시의 동작이 된다. 한편, 전술한 (나) 내지 (라)의 경우에는 차상 동기 유지 모드를 유지한다. 또한, 타이머의 계시가 동기 정보 갱신 타임아웃 시간을 경과할 때까지 동기용 패킷을 수신할 수 없는 경우에는 동기 정보 갱신 타임아웃이라고 판단하여 동기 포착 모드로 천이한다.

도 4에, 열차에 의하여 지상의 서로 인접한 무선기 사이의 전파의 전반에 지장이 생기는 경우를 상정한 본 실시 형태의 동기 방법에 따른 동기 포착·동기 유지를 위한 차상 무선국 및 지상 무선국의 동작 모드 천이 상태를 구체적으로 나타내고, 그 동작을 설명한다.

지상 무선국군 A는 기지국 1로부터의 동기용 패킷의 수신에 의하여, 지상 무선국군 C는 기지국 2로부터의 동기용 패킷의 수신에 의하여, 도 3에 도시하는 바와 같이, 각각 동기 포착 모드로부터 지상 동기 유지 모드로 천이한다. 이 때, 열차(1)와 열차(2)에 끼워진 지상 무선국군 B에는 지상 무선국군 A와 지상 무선국군 C로부터의 전파는 도달하지 않는 것으로 한다. 차상 무선국 1F는 지상 무선국 A로부터의 동기용 패킷을 수신할 수 있고, 지상 무선국군 A는 기지국 1으로부터의 차상 무선국을 개의치 않는 동기용 패킷이 중계되므로, 차상 무선국 1F는 지상 동기 유지 모드의 무선국으로부터 동기용 패킷을 수신하게 되어, 지상 동기 유지 모드가 되었다 (도 3의 (가)의 경우이다). 차상 무선국 1F와 차상 무선국 1B는 서로 통신 가능하도록 예를 들면 유선으로 접속되어 있고, 차상 무선국 1B는 차상 무선국 1F로부터의 동기용 패킷을 수신할 수 있으므로, 차상 무선국 1B는 차상 동기 유지 모드가 되어 있는 (도 3의 (라)의 경우이다). 차상 무선국 1B로부터의 동기용 패킷을 수신하는 지상 무선국군 B의 각 무선국도, 차상 동기 유지 모드가 되어 있었다 (도 3의 (다)의 경우이다). 기지국 2로부터의 동기용 패킷의 수신에 의하여, 지상 무선국군 C, 열차(2)의 차상 무선국 2B, 2F, 차상 무선국 2F로부터의 동기용 패킷을 수신하는 지상 무선국군 B의 각 무선국도 마찬가지이다.

이와 같이 하여, 본 실시 형태의 동기 방법에 의하면, 열차의 전후부에 탑재한 2개의 열차 무선기를 이용하여 동기용 패킷을 중계할 수 있으므로, 열차에 의하여 지상의 서로 인접한 무선기 사이의 전파의 전반에 지장이 생겨도, 각 무선기의 동기 상태를 유지할 수 있다. 또한, 지상 동기 유지 모드의 무선국은 동기 정보 갱신 타임아웃 시간 내에 동기용 패킷을 수신할 수 없는 경우에, 동기 포착 모드가 아니라, 차상 동기 유지 모드로 천이하여 계속하여 송수신 동작을 계속함으로써, 다소 동기 정밀도는 떨어지지만 무선통신 네트워크 시스템 전체로서 건전성을 확보할 수 있다. 또한, 각 무선국은 열차 무선기를 통하여 중계된 동기용 패킷나 열차 무선기를 개재하지 않고 지상의 무선기만으로 중계된 동기용 패킷인지를 인식할 수 있어 자신의 현재의 동기 정밀도를 파악하면서 무선통신 네트워크 시스템을 유지할 수 있다. 또한, 기지국을 복수개 설치하면, 무선국의 고장 등으로 어느 하나의 기지국으로부터의 동기용 패킷의 중계 전송에 지장이 생겨도, 다른 하나의 기지국으로부터 동기용 패킷을 전송할 수 있으므로, 동기를 유지할 수 있다.

그런데, 중계국인 각 무선국을 기지국에 동기시키는 경우, 기지국 자체의 시간 기준에도 오차가 포함되는 것을 고려하면, 무선국은 가능한 한 최신의 동기용 패킷에 의하여 동기 포착·동기 유지하는 것이 동기의 정밀도 확보에 좋다. 이 관점에서는 기지국 방향으로부터 전송되는 동기용 패킷을 동기를 위하여 사용하는 것이 좋다.

제1 발명의 동기 방법의 제2 실시 형태는 기지국 방향으로부터 전송되는 동기용 패킷을 우선하여 동기에게 사용하도록 하는 것이다.

본 실시 형태에서는 기지국 방향으로부터 전송되는 동기용 패킷을 우선적으로 채용하기 위한 판단 정보로서 클락 레벨을 동기용 패킷의 동기 정보의 하나로서 부가한다. 상기 클락 레벨은 수신한 동기용 패킷이 기지국으로부터 전반하기까지 경유한 무선국의 대수를 나타내는 것이다. 또한, 기지국의 클락 레벨을 0으로 한다. 그 이외의 무선국의 클락 레벨은 도 3의 기동, 동기 포착 모드에서는 기지국으로부터 전반될 때까지 경유하는 것으로 상정되는 최대 무선국 수보다 큰 값이 된다. 예를 들면, 네트워크 시스템에 있어서 동기시키는 전체 무선국 수 보다 큰 수치로 하면 좋다. 또한, 지상 동기 유지 모드 또는 차상 동기 유지 모드의 중계국은 동기용 패킷을 수신하였을 때, 해당 동기용 패킷 내에 포함되어 있는 클락 레벨 정보와 자신이 기억 유지하고 있는 클락 레벨 정보를 비교하여, 자신의 클락 레벨의 값이 클 때에 동기용 패킷 수신이라 판정하고, 그 동기용 패킷의 클락 레벨의 값에 1을 가산하여 자신의 클락 레벨 정보로서 기억 유지하도록 한다.

이와 같은 제2 실시 형태의 동작을 구체적으로 설명한다.

예를 들면, 동기 포착 모드의 무선국이, 기지국으로부터 직접 동기용 패킷을 수신하였다고 하면, 무선국은 수신한 동기용 패킷에 포함되는 클락 레벨 정보와 자신이 유지하는 클락 레벨 정보를 비교한다. 이 경우, 기지국으로부터 직접 동기용 패킷에 포함되는 클락 레벨 정보의 값은 「0」이며, 동기용 패킷을 수신한 무선국이 유지하는 클락 레벨 정보의 값은 0보다 크다. 따라서, 동기용 패킷을 수신한 무선국은 기지국 방향으로부터 수신한 동기용 패킷이라고 판정하여 채용하는 동시에, 「0」에 「1」을 가산하여 자신의 클락 레벨 정보로서 유지한다. 동기용 패킷의 수신에 의하여 지상 동기 유지 모드로 천이한 무선국이 동기용 패킷을 송신할 때에는, 자신이 유지하는 클락 레벨 값「1」을, 송신하는 동기용 패킷의 클락 레벨 정보로서 부가하여 송신한다. 이와 같이 하여, 지상 동기 유지 모드 및 차상 동기 유지 모드의 무선국은 자신의 클락 레벨보다 작은 값의 클락 레벨 정보를 가진 동기용 패킷을 수신할 때마다, 수신한 클락 레벨 값에 「1」을 가산하여 자신의 클락 레벨 값으로서 유지한다.

이와 같은 구성에 의하면, 각 무선국의 클락 레벨은 기지국 방향으로부터 차례로 큰 값을 취하게 되므로, 기지국과 반대측의 무선국으로부터의 동기용 패킷을 수신하더라도 그것을 채용하지 않고, 기지국 방향으로부터의 동기용 패킷을 우선하여 채용할 수 있게 된다.

제 1의 발명의 동기 방법의 제3 실시 형태에 대하여 설명한다.

동기용 패킷은 기지국의 동기용 패킷의 송신 주기 (예를 들면 1초)에 수신되지만, 기지국 방향으로부터의 동기용 패킷을 수신할 수 없게 되었을 경우, 다른 경로로부터 동기용 패킷이 수신되더라도 그 클락 레벨 값이 작으면 그 동기용 패킷을 채용하지 못하고, 동기 정보 갱신 타임아웃 (예를 들면 1분)에 의하여 동기 포착 모드로 천이하게 되고, 다른 기지국 방향으로부터의 동기용 패킷의 수신을 기다리게 되어, 동기 정밀도의 악화나 동기 어긋남이 일어날 우려가 있다.

제3 실시 형태의 동기 방법은 기지국 방향으로부터의 동기용 패킷을 수신할 수 없게 되었을 경우에도, 동기 정보 갱신 타임아웃 시간 내에 다른 경로로부터 수신되는 동기용 패킷을 채용할 수 있도록 하는 것이다. 이 때문에, 제3 실시 형태에서는 동기 정보 갱신 타임아웃 시간보다 짧고 동기용 패킷의 송신 주기보다 긴 적당한 주기로, 자신이 유지하는 클락 레벨을 예를 들면 하나씩 증가하도록 한다.

이와 같은 구성에서는 기지국측의 중계 경로에 지장을 일으켜 기지국 방향으로부터의 동기용 패킷을 수신할 수 없게 되었을 경우, 자신의 클락 레벨이 서서히 증가하므로, 동기용 패킷을 수신할 수 없게 된 무선국의 클락 레벨이, 동기 정보 갱신 타임아웃 시간 내에 다른 경로 (예를 들면 다른 한쪽의 기지국측의 경로)로부터의 동기용 패킷에 포함되는 클락 레벨 값을 웃돌면, 다른 경로로부터의 동기용 패킷을 채용할 수 있으므로, 동기 포착 모드로 천이하지 않고, 동기 유지 모드를 유지할 수 있게 된다.

제1 발명의 동기 방법의 제4 실시 형태에 대하여 설명한다.

제3 실시 형태는 한쪽 기지국측의 중계 경로에 지장이 생긴 경우에도 동기 유지 모드를 유지하는 것은 가능하지만, 동기용 패킷이 수신할 수 없게 된 무선국의 클락 레벨 값이 다른 경로로부터의 동기용 패킷에 포함되는 클락 레벨을 웃돌기까지 시간을 필요로 하고, 동기 정보 갱신 타임아웃에 이르는 경우도 있다.

제4 실시 형태는 중계 경로에 지장이 생긴 경우에도, 더 신속하게 동기 유지를 가능하게 하는 것이다.

제4 실시 형태에서는 클락 레벨 정보 대신에, 마스터 타임 정보를 동기용 패킷의 동기 정보의 하나로서 부가한다. 마스터 타임은 기지국이 동기용 패킷을 송신하였을 때의 시각, 즉, 기지국의 동기용 패킷 송신 시각을 나타내고, 기지국이 정하는 시각 정보로 복수의 기지국 사이에서 일치하는 것으로, 기지국이 수신하는 기준 시각 정보, 예를 들면, GPS 신호의 시각 정보를 사용하면 좋다.

이와 같은 구성에서는 지상 동기 유지 모드 또는 차상 동기 유지 모드에 있어서, 무선국이 동기용 패킷을 수신하였을 때, 해당 동기용 패킷에 포함되어 있는 마스터 타임 정보와 자신이 기억 유지하고 있는 마스터 타임 정보를 비교한다. 비교 결과가 수신한 동기용 패킷의 마스터 타임 정보가 새 것일 때에는 수신한 동기용 패킷을 채용하여, 수신한 동기용 패킷의 마스터 타임 정보를 자신의 마스터 타임 정보로서 유지한다.

제4 실시 형태에 의하면, 예를 들면 2개의 기지국으로부터 수신되는 동기용 패킷 중에서, 가능한 한 최신의 동기용 패킷을 채용하게 된다. 또한, 2의 기지국의 한쪽의 중계 경로에 지장이 생긴 경우에도, 자신의 마스터 타임 정보보다 새로운 마스터 타임 정보를 포함하는 동기용 패킷을 다른 기지국 방향으로부터 수신한 시점에서, 동기 유지 모드를 유지하게 된다. 이에 의하여, 클락 레벨 값을 증가시키는 제3 실시 형태의 동기 방법보다, 신속하게 최신의 동기용 패킷을 채용할 수 있게 된다.

제1 발명의 제5 실시 형태에 대하여 설명한다.

제5 실시 형태의 동기 방법은 클락 레벨 정보와 마스터 타임 정보를 병용하도록 한 것이다. 제5 실시 형태는 동기용 패킷에 마스터 타임 정보 및 클락 레벨 정보를 포함하도록 한다. 또한, 제5 실시 형태에서는 아래의 (1), (2)의 어느 하나의 조건을 만족하였을 경우에, 수신한 동기용 패킷을 채용한다.

(1) 수신한 동기용 패킷에 포함되는 마스터 타임 정보가 자신이 보유한 마스터 타임 정보보다 새 것인 경우.

(2) 수신한 동기용 패킷에 포함되는 마스터 타임 정보가 자신이 보유한 마스터 타임 정보와 동일하고, 또한, 수신한 동기용 패킷에 포함되는 클락 레벨 값이 자신의 보유한 클락 레벨 값보다 작은 경우.

본 실시 형태의 동기 방법에 의하면, 예를 들면 2개의 기지국으로부터 수신되는 동기용 패킷 중에서, 최신의 동기용 패킷을 채용할 수 있고, 또한, 기지국 방향으로부터의 동기용 패킷을 우선하여 채용할 수 있게 된다.

전술한 각 실시 형태에 있어서의 기지국은 GPS 신호의 수신기의 고장 등에 의하여 기준 시각 정보를 수신할 수 없는 경우에는 중계국으로서 동작한다.

도 5에, 기지국의 전원 기동으로부터의 동작 모드의 천이를 나타내고, 그 동작에 대하여 설명한다.

기지국은 전원의 투입으로, 기동으로부터 기준 시각 신호 포착 모드로 천이한다. 기준 시각 신호 포착 모드에서는 기준 시각 신호로서의 GPS 신호의 수신을, 미리 정한 기준 시각 신호 수신 제한 시간으로서의 기준 시각 신호 수신 타임아웃 시간이 경과할 때까지 기다린다. 기준 시각 신호 포착 모드의 기지국이 기준 시각 신호 수신 타임아웃 시간 내에 GPS 신호를 수신하면 (도 중의 (가)), 지상 동기 유지 모드보다 동기 정밀도가 높은 것을 나타내는 기지국 동기 유지 모드로 천이한다. 기지국 동기 유지 모드로 천이한 기지국은 내장 타이머의 계시에 기초하여 자신의 동기용 패킷 송신 할당 기간에 동기용 패킷을 송신한다. 기지국 동기 유지 모드의 기지국은 상기 기준 시각 신호 수신 타임아웃 시간이 경과할 때까지 다시 GPS 신호를 수신하면, 내장 타이머를 리셋하여 기지국 동기 유지 모드를 유지한다. 한편, 내장 타이머의 계시에 기초하여 기준 시각 신호 수신 타임아웃 시간 내에 GPS 신호가 수신되지 않는 경우에는, 기준 시각 신호 수신 타임아웃이라고 판단하고 동기 포착 모드로 천이한다.

또한, 기준 시각 신호 포착 모드에 있어서, 기준 시각 신호 수신 타임아웃 시간 내에 GPS 신호의 수신이 없었던 경우에도, 동기 포착 모드로 천이한다. 동기 포착 모드로 천이한 기지국은 도 3에 나타내는 중계국으로서의 무선국과 동일한 동작이 되어, 동기용 패킷의 중계 동작을 실시한다. 또한, 도 3 중의 (가) 내지 (라)는 도 5 중에서는 (나) 내지 (마)로서 나타낸다. 다만, 동기 포착 모드일 때에, GPS 신호를 수신한 경우에는 기지국 동기 유지 모드로 천이하고, 기지국으로서 복귀한다. 또한, 동기 포착 모드로부터 동기용 패킷의 중계를 실시하는 무선국으로서 지상 동기 유지 모드로 천이한 후, GPS 신호를 수신한 경우에도, 기지국 동기 유지 모드로 천이하고, 기지국으로서 복귀한다. 또한, 중계국의 무선국으로서 차상 동기 유지 모드에 있는 경우에, 동기 정보 갱신 타임아웃 시간 내에 동기 패킷을 수신할 수 없는 경우에는 기준 시각 신호 포착 모드로 천이한다.

이와 같은 기지국의 구성에 의하면, 기준 시각 신호의 수신부에 고장이 난 경우에도, 중계국으로 동작하는 것이 가능하게 되어, 무선 네트워크 시스템 전체적로서는 1대라도 기지국으로서 동작하는 무선국이 존재하면 되어, 무선 네트워크 시스템 전체로서의 안전성을 높일 수 있다.

다음으로, 전술한 무선통신 네트워크 시스템에 적용하는 제2 발명의 동기 방법의 일실시 형태에 대하여 설명한다.

제2 발명의 동기 방법은 지상의 고정 무선기의 일부에 통신 장애가 발생하여 한 쪽의 기지국으로부터의 동기용 패킷을 수신할 수 없게 되었을 경우에, 다른 기지국으로부터의 동기용 패킷을 수신함으로써 동기 상태를 유지할 수 있도록 한 것이다.

본 실시 형태는 고정 무선기 (각 연선 무선기 WRS) 중에서, 적어도 2개를 동기용 패킷의 송신원이 되는 동기용 패킷 송신용의 기지국으로 하고, 다른 고정 무선기를 기지국으로부터 송신된 동기용 패킷을 중계하는 중계국으로 한다. 각 기지국 및 중계국의 구성은 전술한 제1 발명의 제1 실시 형태에서 설명한 구성과 동일하므로, 여기에서는 설명을 생략한다.

도 6에, 본 실시 형태에 있어서의 중계국으로서의 무선국의 전원 기동으로부터의 동작 모드의 천이를 나타내고, 그 동기 동작에 대하여 도 6을 참조하면서 설명한다.

무선국은 전원의 투입으로, 기동으로부터 동기 포착 모드로 천이한다. 동기 포착 모드는 기지국으로부터 직접 도달하는 또는 무선국에 의하여 중계 전송되는 동기용 패킷의 수신 대기 상태이다. 동기 포착 모드의 무선국이, 동기용 패킷을 수신하면 그 동기 정보에 기초하여 채용이라고 판단하고, 동기 유지 모드로 천이하는 동시에, 내장 타이머를 리셋하여 동기 포착한다. 즉, 이 시점에서 해당 무선국은 동기 상태가 된다.

동기 유지 모드로 천이한 무선국은 리셋되어 계시를 개시한 내장 타이머의 계시에 기초하여 정해진 자신의 동기용 패킷 송신 할당 기간에 동기용 패킷을 송신한다. 동기 유지 모드의 무선국은 상기 타이머의 계시가 미리 정한 동기 정보 갱신 제한 시간으로서의 동기 정보 갱신 타임아웃 시간이 경과할 때까지 다시 동기용 패킷을 수신하여 채용하면, 동기 유지 모드를 유지한다. 한편, 타이머의 계시가 동기 정보 갱신 타임아웃 시간이 경과할 때까지 동기용 패킷을 수신할 수 없는 경우에는 동기 정보 갱신 타임아웃이라고 판단하여 동기 포착 모드로 천이한다.

본 실시 형태의 동기 방법에 의하면, 동기 유지 모드의 무선국은 동기 정보 갱신 타임아웃 시간 내에 동기용 패킷을 수신하여 채용할 수 있으면, 동기용 패킷의 중계 경로에 관계 없이, 그 동기용 패킷을 채용하여 동기 상태를 유지할 수 있다. 따라서, 기지국을 2개 설치하여 동기용 패킷을 송신하도록 하면, 고정 무선기의 일부에 통신 장애가 생긴 경우에도, 동기 어긋남 등을 일으키지 않고 동기 상태를 유지할 수 있게 된다.

또한, 본 실시 형태의 기지국도 기준 시각 정보를 수신할 수 없는 경우에 중계국으로서 동작하는 구성이며, 도 7에, 그러한 기지국의 전원 기동으로부터의 동작 모드의 천이를 나타내고, 그 동작에 대하여 설명한다.

기지국은 전원의 투입으로, 기동으로부터 기준 시각 신호 포착 모드로 천이한다. 기준 시각 신호 포착 모드에서는 기준 시각 신호로서의 GPS 신호의 수신을, 미리 정한 기준 시각 신호 수신 제한 시간으로서의 기준 시각 신호 수신 타임아웃 시간이 경과할 때까지 기다린다. 기준 시각 신호 포착 모드의 기지국이 기준 시각 신호 수신 타임아웃 시간 내에 GPS 신호를 수신하면 (도 중의 (가)), 전술한 지상 동기 유지 모드보다 동기 정밀도가 높은 것을 나타내는 기지국 동기 유지 모드로 천이한다. 기지국 동기 유지 모드로 천이한 기지국은 내장 타이머의 계시에 기초하여 자신의 동기용 패킷 송신 할당 기간에 동기용 패킷을 송신한다. 기지국 동기 유지 모드의 기지국은 상기 기준 시각 신호 수신 타임아웃 시간을 경과할 때까지 다시 GPS 신호를 수신하면, 내장 타이머를 리셋하여 기지국 동기 유지 모드를 유지한다. 한편, 내장 타이머의 계시에 기초하여 기준 시각 신호 수신 타임아웃 시간 내에 GPS 신호가 수신되지 않는 경우에는 기준 시각 신호 수신 타임아웃이라고 판단하여 동기 포착 모드로 천이한다.

또한, 기준 시각 신호 포착 모드에 있어서, 기준 시각 신호 수신 타임아웃 시간 내에 GPS 신호의 수신이 없었던 경우에도, 동기 포착 모드로 천이한다. 동기 포착 모드로 천이한 기지국은 도 6에 나타내는 중계국으로서의 무선국과 동일한 동작이 되어, 동기용 패킷의 중계 동작을 실시한다. 또한, 도 6 중의 (가)는 도 7 중에서는 (나)로서 나타낸다. 다만, 동기 포착 모드일 때에, GPS 신호를 수신한 경우에는 기지국 동기 유지 모드로 천이하여, 기지국으로서 복귀한다. 또한, 동기 포착 모드로부터 동기용 패킷의 중계를 실시하는 무선국으로서 동기 유지 모드로 천이한 후, GPS 신호를 수신한 경우에도, 기지국 동기 유지 모드로 천이하고, 기지국으로서 복귀한다. 또한, 동기 유지 모드에 있는 경우에, 동기 정보 갱신 타임아웃 시간 내에 동기 패킷을 수신할 수 없는 경우에는 기준 시각 신호 포착 모드로 천이한다.

이와 같은 기지국의 구성에 의하면, 기준 시각 신호의 수신부에 고장이 있는 경우에도, 중계국으로서는 동작하는 것이 가능하게 되고, 무선 네트워크 시스템 전체로서는 1대라도 기지국으로서 동작하는 무선국이 존재하면 되기 때문에, 무선 네트워크 시스템 전체로서의 안전성을 높일 수 있다.

또한, 도 6에 나타내는 제2 발명의 동기 방법의 실시 형태에, 제1 발명의 제2 실시 형태와 동일하게 동기용 패킷에 클락 레벨 정보를 부가하는 구성, 제3 실시 형태와 같이 동기 정보 갱신 타임아웃 시간보다 짧고 동기용 패킷의 송신 주기보다 긴 적당한 주기로, 자신이 유지하는 클락 레벨을 1개씩 증가하는 구성, 제4 실시 형태와 같이 동기용 패킷에 마스터 타임 정보를 부가하는 구성, 제5 실시 형태와 같이 클락 레벨 정보와 마스터 타임 정보를 부가하여 병용하는 구성을 각각 적용함으로써, 동일한 동작 효과를 얻을 수 있다.

또한, 전술한 각 실시 형태에서는 기준 시각 정보로서 GPS 신호를 이용하는 예를 들어 설명하였지만, 이에 한정하지 않고, 예를 들면, 전파 시계 등의 매우 높은 정밀도의 기준 신호 발생 장치를 네트워크 시스템 내에 설치하고, 이것으로부터 기준 시각 신호를 취출하여도 된다.

1 열차
WRS1 내지 WRS7 연선 무선기
VRS1, VRS2 열차 무선기

Claims

소정의 루트를 따라서 이동하는 이동체의 전부(前部)와 후부(後部)에 서로 통신 가능하게 배치된 이동 무선기와, 상기 루트를 따라서 간격을 두고 복수개 설치되고 서로 인접한 것끼리 무선통신하여 송신원으로부터 말단까지 중계하면서 정보를 전달하는 복수의 고정 무선기를 구비하고, 상기 이동 무선기와 고정 무선기가 통신 가능하게 시간 동기되어 통신을 행하는 무선통신 네트워크 시스템의 동기 방법에 있어서,
상기 복수의 고정 무선기가 동기 정보를 순차적으로 중계하고 전달하는 것, 및
고정 무선기 사이에 상기 이동체가 존재하는 경우에, 상기 이동체의 전부와 후부에 배치된 상기 이동 무선기에 의해 상기 고정 무선기간의 상기 동기 정보를 중계하는 것을 포함하고,
상기 고정 무선기의 적어도 1개를 상기 동기 정보로서 동기용 패킷을 송신하는 기지국으로 하고, 다른 고정 무선기 및 상기 이동 무선기를, 상기 기지국으로부터 송신된 상기 동기용 패킷을 중계하는 중계국으로 하고,
상기 다른 고정 무선기는, 상기 이동 무선기를 개재하지 않고 중계된 상기 동기용 패킷이 주기적으로 수신되어 채용하고 있는 동안에는 상기 이동 무선기를 개재하여 중계된 상기 동기용 패킷을 채용하지 않는,
무선통신 네트워크 시스템의 동기 방법.
제1항에 있어서, 상기 중계국은 전원의 투입으로 동기용 패킷 수신 대기 상태의 동기 포착 모드로 천이하고, 이동 무선기를 개재하지 않고 중계된 동기용 패킷을 수신하였을 때에 동기 정밀도가 높은 것을 나타내는 지상 동기 유지 모드로 천이하여 미리 정해진 자신의 동기용 패킷 송신 할당 기간에 동기용 패킷 송신 가능하게 되고, 이동 무선기를 개재하여 중계된 동기용 패킷을 수신하였을 때에 상기 지상 동기 유지 모드보다 동기 정밀도가 낮은 것을 나타내는 차상 동기 유지 모드로 천이하여 미리 정해진 자신의 동기용 패킷 송신 할당 기간에 동기용 패킷 송신 가능하게 되며, 차상 동기 유지 모드의 중계국이 지상 동기 유지 모드의 중계국으로부터 동기용 패킷을 수신하였을 때에는 지상 동기 유지 모드로 천이하는 것인 무선통신 네트워크 시스템의 동기 방법.
제2항에 있어서, 상기 지상 동기 유지 모드 또는 차상 동기 유지 모드의 중계국은 동기용 패킷을 수신하였을 때, 해당 동기용 패킷 내에 포함되어 있는 기지국의 동기용 패킷 송신 시각을 나타내는 마스터 타임 정보와 자신이 기억 유지하고 있는 마스터 타임 정보를 비교하여, 수신된 동기용 패킷의 마스터 타임 정보가 새로운 것일 때에 동기용 패킷 수신으로 판정하고, 그 동기용 패킷의 마스터 타임 정보를 자신의 마스터 타임 정보로서 기억 유지하는 것인 무선통신 네트워크 시스템의 동기 방법.
제2항에 있어서, 상기 지상 동기 유지 모드 또는 차상 동기 유지 모드의 중계국은 동기용 패킷을 수신하였을 때, 해당 동기용 패킷 내에 포함되어 있는 기지국으로부터 수신될 때까지 경유한 중계국의 수를 나타내는 클락 레벨 정보와 자신이 기억 유지하고 있는 클락 레벨 정보를 비교하고, 자신의 클락 레벨의 값이 수신된 동기용 패킷의 클락 레벨의 값보다 클 때에 동기용 패킷 수신이라고 판정하고, 그 동기용 패킷의 클락 레벨의 값에 1을 가산하여 자신의 클락 레벨 정보로서 기억 유지하는 한편, 상기 기지국은 동기용 패킷의 송신원을 나타내는 클락 레벨 정보가 미리 기억되어, 상기 동기 포착 모드의 중계국은 기지국으로부터 수신될 때까지 경유하는 것이 상정되는 최대 중계국 수보다 큰 값이 클락 레벨 정보로서 미리 기억되는 것인 무선 통신 네트워크 시스템의 동기 방법.
제2항에 있어서, 상기 지상 동기 유지 모드 또는 차상 동기 유지 모드의 중계국은 동기용 패킷을 수신하였을 때, 해당 동기용 패킷 내에 포함되어 있는 기지국의 동기용 패킷 송신 시각을 나타내는 마스터 타임 정보 및 기지국으로부터 수신될 때까지 경유한 중계국의 수를 나타내는 클락 레벨 정보와 자신이 기억 유지하고 있는 마스터 타임 정보 및 클락 레벨 정보를 각각 비교하고, 수신한 동기용 패킷의 마스터 타임 정보가 새로운 것일 때 또는 마스터 타임 정보가 같은 경우에는 자신의 클락 레벨의 값이 수신된 동기용 패킷의 클락 레벨의 값보다 클 때에, 동기용 패킷 수신이라고 판정하여, 그 동기용 패킷의 마스터 타임 정보를 자신의 마스터 타임 정보로서 기억 유지하는 동시에, 그 동기용 패킷의 클락 레벨의 값에 1을 가산하여 자신의 클락 레벨 정보로서 기억 유지하는 한편, 상기 기지국은 동기용 패킷의 송신원을 나타내는 클락 레벨 정보가 미리 기억되고, 상기 동기 포착 모드의 중계국은 기지국으로부터 수신될 때까지 경유하는 것이 상정되는 최대 중계국 수보다 큰 값이 클락 레벨 정보로서 미리 기억되는 것인 무선통신 네트워크 시스템의 동기 방법.
제2항에 있어서, 상기 차상 동기 유지 모드의 중계국은 동기용 패킷 수신이 없는 상태가 미리 설정한 동기 정보 갱신 제한 시간을 넘겼을 때에 상기 동기 포착 모드로 천이하는 구성으로 한 것인 무선통신 네트워크 시스템의 동기 방법.
제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 차상 동기 유지 모드의 중계국은 동기용 패킷 수신이 없는 상태가 미리 설정한 동기 정보 갱신 제한 시간을 넘겼을 때에 상기 동기 포착 모드로 천이하고, 상기 동기 포착 모드로 천이할 때까지의 사이에, 동기용 패킷을 수신할 때까지 상기 동기 정보 갱신 제한 시간보다 짧은 주기로 자신의 클락 레벨의 값을 일정값씩 증가하는 것인 무선통신 네트워크 시스템의 동기 방법.
제2항에 있어서, 상기 기지국은 미리 설정한 기준 시각 신호 수신 제한 시간 내에 기준 시각 신호를 수신하면, 기지국으로서 동기용 패킷 송신 가능하게 되고, 상기 기준 시각 신호 수신 제한 시간 내에 기준 시각 신호의 수신이 없을 때에는 상기 중계국으로서 동작하는 것인 무선통신 네트워크 시스템의 동기 방법.
제8항에 있어서, 상기 기지국은 전원의 투입으로 기준 시각 신호 수신 대기 상태의 기준 시각 신호 포착 모드로 천이하고, 상기 기준 시각 신호 수신 제한 시간 내에 기준 시각 신호를 수신하면, 상기 지상 동기 유지 모드보다 동기 정밀도가 높은 것을 나타내는 기지국 동기 유지 모드로 천이하여 미리 정해진 자신의 동기용 패킷 송신 할당 기간에 동기용 패킷 송신 가능하게 되고, 상기 기준 시각 신호 포착 모드 또는 상기 기지국 동기 유지 모드의 기지국은 상기 기준 시각 신호 수신 제한 시간 내에 기준 시각 신호의 수신이 없을 때에는 상기 동기 포착 모드로 천이하고, 동기 포착 모드의 기지국은 상기 지상 동기 유지 모드의 중계국으로부터 동기용 패킷을 수신하였을 때에 지상 동기 유지 모드로 천이하고, 차상 동기 유지 모드의 중계국으로부터 동기용 패킷을 수신하였을 때에 차상 동기 유지 모드로 천이하며, 상기 지상 동기 유지 모드의 기지국은 상기 기준 시각 신호를 수신하였을 때에 상기 기지국 동기 유지 모드로 천이하는 한편, 미리 설정한 동기 정보 갱신 제한 시간 내에 동기용 패킷을 수신하지 않을 때에는 상기 차상 동기 유지 모드로 천이하고, 차상 동기 유지 모드의 기지국은 상기 동기 정보 갱신 제한 시간 내에 동기용 패킷을 수신하지 않을 때에는 상기 기준 시각 신호 포착 모드로 천이하는 것인 무선통신 네트워크 시스템의 동기 방법.
소정의 루트를 따라서 이동하는 이동체에 탑재한 이동 무선기와, 상기 루트를 따라서 간격을 두고 복수개 설치되어 서로 인접한 것끼리 무선통신하여 송신원으로부터 말단까지 중계하면서 정보를 전달하는 복수의 고정 무선기를 구비하고, 상기 이동 무선기와 고정 무선기가 통신 가능하게 시간 동기되어 통신을 행하는 무선통신 네트워크 시스템의 동기 방법에 있어서,
상기 복수의 고정 무선기가 동기 정보를 순차적으로 중계하고 전달하는 것을 포함하고,
상기 고정 무선기의 적어도 1개를 상기 동기 정보로서 동기용 패킷을 송신하는 기지국으로 하고, 다른 고정 무선기를 상기 기지국으로부터 송신된 상기 동기용 패킷을 중계하는 중계국으로 하며, 이들 중계국은 전원의 투입으로 동기용 패킷 수신 대기 상태의 동기 포착 모드로 천이하고, 동기 포착 모드로 천이한 중계국은 동기용 패킷을 수신하였을 때에 동기 유지 모드로 천이하여 미리 정해진 자신의 동기용 패킷 송신 할당 기간에 동기용 패킷 송신 가능하게 되고, 상기 동기 유지 모드의 중계국은 동기용 패킷 수신이 없는 상태가 미리 설정한 동기 정보 갱신 제한 시간을 넘겼을 때에 상기 동기 포착 모드로 천이하는 구성으로 하며,
상기 동기 유지 모드의 중계국은 동기용 패킷을 수신하였을 때, 해당 동기용 패킷 내에 포함되어 있는 기지국의 동기용 패킷 송신 시각을 나타내는 마스터 타임 정보와 자신이 기억 유지하고 있는 마스터 타임 정보를 비교하고, 수신된 동기용 패킷의 마스터 타임 정보가 새로운 것일 때에 동기용 패킷 수신이라 판정하고, 그 동기용 패킷의 마스터 타임 정보를 자신의 마스터 타임 정보로서 기억 유지하는 것인 무선통신 네트워크 시스템의 동기 방법.
제10항에 있어서, 상기 동기 유지 모드의 중계국은 동기용 패킷을 수신하였을 때, 해당 동기용 패킷 내에 포함되어 있는 기지국으로부터 수신될 때까지 경유한 중계국의 수를 나타내는 클락 레벨 정보와 자신이 기억 유지하고 있는 클락 레벨 정보를 비교하고, 자신의 클락 레벨의 값이 수신된 동기용 패킷의 클락 레벨의 값보다 클 때에 동기용 패킷 수신이라 판정하고, 그 동기용 패킷의 클락 레벨의 값에 1을 가산하여 자신의 클락 레벨 정보로서 기억 유지하는 한편, 상기 기지국은 동기용 패킷의 송신원을 나타내는 클락 레벨 정보가 미리 기억되고, 상기 동기 포착 모드의 중계국은 기지국으로부터 수신될 때까지 경유하는 것이 상정되는 최대 중계국 수보다 큰 값이 클락 레벨 정보로서 미리 기억되는 것인 무선통신 네트워크 시스템의 동기 방법.
소정의 루트를 따라서 이동하는 이동체에 탑재한 이동 무선기와, 상기 루트를 따라서 간격을 두고 복수개 설치되어 서로 인접한 것끼리 무선통신하여 송신원으로부터 말단까지 중계하면서 정보를 전달하는 복수의 고정 무선기를 구비하고, 상기 이동 무선기와 고정 무선기가 통신 가능하게 시간 동기되어 통신을 행하는 무선통신 네트워크 시스템의 동기 방법에 있어서,
상기 복수의 고정 무선기가 동기 정보를 순차적으로 중계하고 전달하는 것을 포함하고,
상기 고정 무선기의 적어도 1개를 상기 동기 정보로서 동기용 패킷을 송신하는 기지국으로 하고, 다른 고정 무선기를 상기 기지국으로부터 송신된 상기 동기용 패킷을 중계하는 중계국으로 하며, 이들 중계국은 전원의 투입으로 동기용 패킷 수신 대기 상태의 동기 포착 모드로 천이하고, 동기 포착 모드로 천이한 중계국은 동기용 패킷을 수신하였을 때에 동기 유지 모드로 천이하여 미리 정해진 자신의 동기용 패킷 송신 할당 기간에 동기용 패킷 송신 가능하게 되고, 상기 동기 유지 모드의 중계국은 동기용 패킷 수신이 없는 상태가 미리 설정한 동기 정보 갱신 제한 시간을 넘겼을 때에 상기 동기 포착 모드로 천이하는 구성으로 하며,
상기 동기 유지 모드의 중계국은 동기용 패킷을 수신하였을 때, 해당 동기용 패킷 내에 포함되어 있는 기지국으로부터 수신될 때까지 경유한 중계국의 수를 나타내는 클락 레벨 정보와 자신이 기억 유지하고 있는 클락 레벨 정보를 비교하고, 자신의 클락 레벨의 값이 수신된 동기용 패킷의 클락 레벨의 값보다 클 때에 동기용 패킷 수신이라 판정하고, 그 동기용 패킷의 클락 레벨의 값에 1을 가산하여 자신의 클락 레벨 정보로서 기억 유지하는 한편, 상기 기지국은 동기용 패킷의 송신원을 나타내는 클락 레벨 정보가 미리 기억되고, 상기 동기 포착 모드의 중계국은 기지국으로부터 수신될 때까지 경유하는 것이 상정되는 최대 중계국 수보다 큰 값이 클락 레벨 정보로서 미리 기억되는 것인 무선통신 네트워크 시스템의 동기 방법.
소정의 루트를 따라서 이동하는 이동체에 탑재한 이동 무선기와, 상기 루트를 따라서 간격을 두고 복수개 설치되어 서로 인접한 것끼리 무선통신하여 송신원으로부터 말단까지 중계하면서 정보를 전달하는 복수의 고정 무선기를 구비하고, 상기 이동 무선기와 고정 무선기가 통신 가능하게 시간 동기되어 통신을 행하는 무선통신 네트워크 시스템의 동기 방법에 있어서,
상기 복수의 고정 무선기가 동기 정보를 순차적으로 중계하고 전달하는 것을 포함하고,
상기 고정 무선기의 적어도 1개를 상기 동기 정보로서 동기용 패킷을 송신하는 기지국으로 하고, 다른 고정 무선기를 상기 기지국으로부터 송신된 상기 동기용 패킷을 중계하는 중계국으로 하며, 이들 중계국은 전원의 투입으로 동기용 패킷 수신 대기 상태의 동기 포착 모드로 천이하고, 동기 포착 모드로 천이한 중계국은 동기용 패킷을 수신하였을 때에 동기 유지 모드로 천이하여 미리 정해진 자신의 동기용 패킷 송신 할당 기간에 동기용 패킷 송신 가능하게 되고, 상기 동기 유지 모드의 중계국은 동기용 패킷 수신이 없는 상태가 미리 설정한 동기 정보 갱신 제한 시간을 넘겼을 때에 상기 동기 포착 모드로 천이하는 구성으로 하며,
상기 동기 유지 모드의 중계국은 동기용 패킷을 수신하였을 때, 해당 동기용 패킷 내에 포함되어 있는 기지국의 동기용 패킷 송신 시각을 나타내는 마스터 타임 정보 및 기지국으로부터 수신될 때까지 경유한 중계국의 수를 나타내는 클락 레벨 정보와 자신이 기억 유지하고 있는 마스터 타임 정보 및 클락 레벨 정보를 각각 비교하고, 수신한 동기용 패킷의 마스터 타임 정보가 새로운 것일 때 또는 마스터 타임 정보가 동일한 경우에는 자신의 클락 레벨의 값이 수신된 동기용 패킷의 클락 레벨의 값보다 클 때에, 동기용 패킷 수신이라 판정하여, 그 동기용 패킷의 마스터 타임 정보를 자신의 마스터 타임 정보로서 기억 유지하는 동시에, 그 동기용 패킷의 클락 레벨의 값에 1을 가산하여 자신의 클락 레벨 정보로서 기억 유지하는 한편, 상기 기지국은 동기용 패킷의 송신원을 나타내는 클락 레벨 정보가 미리 기억되고, 상기 동기 포착 모드의 중계국은 기지국으로부터 수신될 때까지 경유하는 것이 상정되는 최대 중계국 수보다 큰 값이 클락 레벨 정보로서 미리 기억되는 것인 무선통신 네트워크 시스템의 동기 방법.
제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 동기 유지 모드의 중계국은 동기 포착 모드로 천이할 때까지의 동안에, 동기용 패킷을 수신할 때까지 상기 동기 정보 갱신 제한 시간보다 짧은 주기로 자신의 클락 레벨의 값을 일정값씩 증가하는 것인 무선통신 네트워크 시스템의 동기 방법.
제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기지국은 전원의 투입으로 기준 시각 신호 수신 대기 상태의 기준 시각 신호 포착 모드로 천이하고, 미리 설정한 기준 시각 신호 수신 제한 시간 내에 기준 시각 신호를 수신하면, 상기 동기 유지 모드보다 동기 정밀도가 높은 것을 나타내는 기지국 동기 유지 모드로 천이하여 미리 정해진 자신의 동기용 패킷 송신 할당 기간에 동기용 패킷 송신 가능하게 되고, 상기 기준 시각 신호 포착 모드 또는 상기 기지국 동기 유지 모드의 기지국은 상기 기준 시각 신호 수신 제한 시간 내에 기준 시각 신호의 수신이 없을 때에는 상기 동기 포착 모드로 천이하고, 동기 포착 모드의 기지국은 동기용 패킷을 수신하였을 때에 상기 동기 유지 모드로 천이하며, 상기 동기 유지 모드의 기지국은 상기 기준 시각 신호를 수신하였을 때에 상기 기지국 동기 유지 모드로 천이하는 한편, 미리 설정한 동기 정보 갱신 제한 시간 내에 동기용 패킷을 수신하지 않을 때에는 상기 기준 시각 신호 포착 모드로 천이하는 것인 무선통신 네트워크 시스템의 동기 방법.
제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고정 무선기의 적어도 2개를 동기용 패킷 송신용의 기지국으로 하는 것인 무선통신 네트워크 시스템의 동기 방법.
삭제