(57)【要約】【課題】他の移動体と電波干渉することなく安定した通信を行うことができるとともに、情報のリアルタイムでの送信が可能で、また送信可能なデータ容量の増大が図れるデータ送信装置及びデータ送信方法を提供する。【解決手段】データ送信装置に対応するミリ波地上局１０１は、車両３００に設けられた端末に対応するミリ波車上局１０３との間でビームフォーミング処理を行い、その結果に基づきビーム角度を検出し、検出したビーム角度とミリ波地上局１０１の設置位置情報とから車両３００の位置を推定し、位置推定した車両３００に向けてスポット的にコンテンツデータを送信する。コンテンツデータを送信する際、必要に応じて送信可能な単位にフラグメント化する。また、コンテンツデータの送信を、ミリ波を用いて行う。【選択図】図１
2020028055.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体に設けられた端末との間でビームフォーミング処理を行うビームフォーミング処理部と、
前記ビームフォーミング処理の結果に基づきビーム角度を検出するビーム角度検出部と、
前記ビーム角度と本送信装置の設置位置情報とから前記移動体の位置を推定する移動体位置推定部と、を備え、
前記推定した移動体の位置が、前記本送信装置の通信圏内であるか否か判定し、
前記通信圏内であれば、前記移動体に向けて所望のデータを送信する、
データ送信装置。
【請求項２】
請求項１に記載のデータ送信装置であって、
本送信装置の設置位置情報は予め記憶されている、
データ送信装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のデータ送信装置であって、
前記所望のデータを、送信可能な単位にフラグメント化して送信する、
データ送信装置。
【請求項４】
請求項３に記載のデータ送信装置であって、
前記移動体は、所定のグループを構成する複数の移動体であり、
前記グループを構成する移動体の１つについて、推定した前記移動体の位置と前記データの容量とに基づき、前記移動体の１つが前記通信圏内に滞在している間に、前記データの送信を完了させることができるか否かを判定し、
前記移動体の１つが通信圏内に滞在している間に前記データの送信を完了させることができないと判定した場合、前記データをフラグメント化し、
前記移動体の１つおよび前記グループを構成する他の移動体に対して、それぞれの移動体が前記通信圏内に滞在している間に、前記データの異なるフラグメントを送信する、
データ送信装置。
【請求項５】
請求項４に記載のデータ送信装置であって、
前記移動体の１つが通信圏内に滞在している間に前記データの送信を完了させることができると判定した場合、前記データをフラグメント化せずに前記移動体の１つに送信する、
データ送信装置。
【請求項６】
請求項４又は請求項５に記載のデータ送信装置であって、
前記移動体は鉄道車両であり、前記グループは互いに連結された前記鉄道車両の集合である、
データ送信装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のデータ送信装置であって、
本送信装置はミリ波を用いて前記データを送信する、
データ送信装置。
【請求項８】
移動体に設けられた端末との間でビームフォーミング処理を行い、
前記ビームフォーミング処理の結果に基づきビーム角度を検出し、
前記ビーム角度と本送信方法を実行する装置の設置位置情報とから前記移動体の位置を推定し、
前記推定した移動体の位置が、前記本送信方法を実行する装置の通信圏内であるか否か判定し、
前記通信圏内であれば、前記移動体に向けて所望のデータを送信する、
データ送信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば鉄道車両に広告映像等のコンテンツデータを送信するデータ送信装置及びデータ送信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄道車両内で配信される広告映像等のコンテンツデータの更新は、通常、車庫で運行時間外にハードディスク等の記憶媒体を入れ替えるか、または停車中にＷｉＦｉ（登録商標）等による無線通信により入れ替えることで行っている。
【０００３】
ＷｉＦｉ（登録商標）は広域をカバーするには優れているが、隣の駅ホームに停車している鉄道車両との無線による電波干渉や複数車両とのオーバーリーチによる電波干渉で安定に通信させることが難しい。また、鉄道車両が走行しながら通信する場合は、アンテナの指向性を広域にカバーさせる必要があるが、一般的なオムニアンテナ（無指向性アンテナ）の場合、やはり周囲からの電波干渉を受けやすくなってしまう。
【０００４】
隣の駅ホームに停車している鉄道車両との電波干渉や複数車両との間の電波干渉を受け難くするようにしたものとして、例えば非特許文献１に記載された６０ＧＨｚ帯のミリ波を使用したシステムがある。このシステムは、地上装置と車上装置とから構成され、地上装置は、終端駅や折り返し駅等の停車時間が長い場所や車庫から営業線への出庫線等の特定場所に、車上装置は、車両の運転台にそれぞれ設置される。地上装置と車上装置間の通信にミリ波を用いることで、地上装置と車上装置はオーバーリーチ干渉を殆ど受けることなく安定した通信を行える。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】「６０ＧＨｚ帯ミリ波を利用した既存システム」、２０１４年１２月、三菱電機株式会社、ｐ３５−ｐ３９、インターネット＜ＵＲＬ： http://www.soumu.go.jp/main_content/000331036.pdf＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記非特許文献１で開示されたシステムは、鉄道車両がホームに停車している間に該車両に対してコンテンツデータの送信を行うので、情報のリアルタイムでの送信には不適格であり、また送信可能なデータ量が制限されるという課題がある。ここで、リアルタイムで送信されるべきコンテンツデータの例としては、災害警報などの緊急を要する情報や、ニュース速報などが挙げられる。
【０００７】
本発明は、他の移動体と電波干渉することなく安定した通信を行うことができるとともに、情報のリアルタイムでの送信が可能で、また送信可能なデータ容量の増大が図れるデータ送信装置及びデータ送信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のデータ送信装置は、移動体に設けられた端末との間でビームフォーミング処理を行うビームフォーミング処理部と、前記ビームフォーミング処理の結果に基づきビーム角度を検出するビーム角度検出部と、前記ビーム角度と本送信装置の設置位置情報とから前記移動体の位置を推定する移動体位置推定部と、を備え、前記推定した移動体の位置が、前記本送信装置の通信圏内であるか否かを判定し、前記通信圏内であれば、前記移動体に向けて所望のデータを送信する。
【０００９】
上記構成によれば、移動体が動いているときでも該移動体の位置を特定して、該移動体に向けてスポット的にデータを送信するので、電波干渉することなく安定した通信を行うことができる。また、移動体が動いているときでもデータの送信ができることから、従来よりもデータの送信期間を長くとることができ、これにより情報のリアルタイムでの送信が可能となり、また送信可能なデータ容量の増大が図れる。
【００１０】
本発明のデータ送信装置の一態様として例えば、本送信装置の設置位置情報は予め記憶されている。
【００１１】
上記構成によれば、本送信装置の設置位置情報があり、また本送信装置から移動体に対するビーム角度を検出できるので、三角関数により本送信装置と移動体との間の距離を算出でき、この結果から移動体の位置を推定することができる。
【００１２】
本発明のデータ送信装置の一態様として例えば、前記所望のデータを、送信可能な単位にフラグメント化して送信する。
【００１３】
上記構成によれば、データを分割することで、移動体の移動量に応じた分のデータを送信することができる。
【００１４】
本発明のデータ送信装置の一態様として例えば、前記移動体は、所定のグループを構成する複数の移動体であり、前記グループを構成する移動体の１つについて、推定した前記移動体の位置と前記データの容量とに基づき、前記移動体の１つが前記通信圏内に滞在している間に、前記データの送信を完了させることができるか否かを判定し、前記移動体の１つが通信圏内に滞在している間に前記データの送信を完了させることができないと判定した場合、前記データをフラグメント化し、前記移動体の１つおよび前記グループを構成する他の移動体に対して、それぞれの移動体が前記通信圏内に滞在している間に、前記データの異なるフラグメントを送信する。
【００１５】
上記構成によれば、１つの移動体が通信圏内に滞在している間にデータの送信が完了する可能性が低い場合に、その１つの移動体と同じグループに属する複数の移動体にデータをフラグメント化して送信することができる。
【００１６】
本発明のデータ送信装置の一態様として例えば、前記移動体の１つが通信圏内に滞在している間に前記データの送信を完了させることができると判定した場合、前記データをフラグメント化せずに前記移動体の１つに送信する。
【００１７】
上記構成によれば、移動体の１つに対してデータを送信することが可能である場合にはフラグメント化を行わない。そのため、同じグループに属する他の移動体との通信の管理にかかる負担を軽減することができる。
【００１８】
本発明のデータ送信装置の一態様として例えば、前記移動体は鉄道車両であり、前記グループは互いに連結された前記鉄道車両の集合である。
【００１９】
上記構成によれば、例えば鉄道車両が複数両連結されている場合、先頭の車両が駅ホームに進入してきたときから、最後尾の車両が駅ホームを去るときまでの間、先頭の車両から順にデータを送信することができる。したがって、駅ホームに停車中でしかデータを送信することができない従来技術に比べて、データの送信期間を長くとることができる。
【００２０】
本発明のデータ送信装置の一態様として例えば、本送信装置はミリ波を用いて前記データを送信する。
【００２１】
上記構成によれば、ミリ波を用いてデータを送信することで、大容量のデータを高速に送信することができる。また、周囲からの電波干渉を低く抑えることができる。
【００２２】
本発明のデータ送信方法は、移動体に設けられた端末との間でビームフォーミング処理を行い、前記ビームフォーミング処理の結果に基づきビーム角度を検出し、前記ビーム角度と本送信方法を実行する装置の設置位置情報とから前記移動体の位置を推定し、前記推定した移動体の位置が、前記本送信方法を実行する装置の通信圏内であるか否か判定し、前記通信圏内であれば、前記移動体に向けて所望のデータを送信する。
【００２３】
上記方法によれば、移動体が動いているときでも該移動体の位置を特定して、該移動体に向けてスポット的にデータを送信するので、電波干渉することなく安定した通信を行うことができる。また、移動体が動いているときでもデータの送信ができることから、従来よりもデータの送信期間を長くとることができ、これにより情報のリアルタイムでの送信が可能となり、また送信可能なデータ容量の増大が図れる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明のデータ送信装置及びデータ送信方法は、他の移動体と電波干渉することなく安定した通信を行うことができるとともに、情報のリアルタイムでの送信が可能で、また送信可能なデータ容量の増大が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係るコンテンツデータ送信システムの概略構成を示すブロック図
【図２】図１に示すコンテンツデータ送信システムで用いられるビームフォーミング処理を説明するための図
【図３】図１に示すコンテンツデータ送信システムで行われる車両の位置推定処理を説明するための図
【図４】図１に示すコンテンツデータ送信システムを構成するミリ波地上局、コンテンツサーバ、ミリ波車上局及び車上局サーバそれぞれの概略構成を示すブロック図
【図５】図１に示すコンテンツデータ送信システムにおける動作を説明するためのフロー図
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明を実施するための好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２７】
図１は、本発明の一実施形態に係るコンテンツデータ送信システム１００の概略構成を示すブロック図である。同図において、本実施形態に係るコンテンツデータ送信システム１００は、駅ホーム２００の特定場所に設置されるミリ波地上局（データ送信装置）１０１と、ミリ波地上局１０１とＬＡＮ接続され、複数のコンテンツを記憶したコンテンツサーバ１０２と、鉄道車両３００に設置され、ミリ波地上局１０１と通信を行うミリ波車上局（端末）１０３と、鉄道車両３００に設置され、ミリ波車上局１０３とＬＡＮ接続された車両間接続用ＨＵＢ１０４と、鉄道車両３０１に設置され、ミリ波地上局１０１と通信を行うミリ波車上局（端末）１０６と、鉄道車両３０１に設置され、ミリ波車上局１０６とＬＡＮ接続された車両間接続用ＨＵＢ１０７と、鉄道車両３０１に設置され、車両間接続用ＨＵＢ１０７にＬＡＮ接続された車上局サーバ１０８と、を備える。
【００２８】
ここで、本実施形態では移動体を２両編成の鉄道車両としており、鉄道車両３００は先頭車両、鉄道車両３０１は２両目車両である。以下、鉄道車両３００，３０１を単に“車両”と呼ぶこととする。なお、車両の編成数に限定はなく、最後尾にあたる車両に車上局サーバ１０８を搭載する以外は、先頭の車両３００と同様の構成となる。車上局サーバ１０８はＬＡＮ接続して使用することから、例えば５両編成であれば、最後尾の５両目の車両に持ってくることになる。なお、車上局サーバ１０８は他の車両と通信できる限り、必ずしも最後尾の車両に設置する必要はない。ただし、一般的な鉄道車両では、運転席等が設けられる先頭・最後尾の車両と、客席のみが設けられる中間の車両では構成が異なるため、先頭もしくは最後尾に車上局サーバ１０８を配置した方が、列車の編成の自由度は高まる。
【００２９】
ミリ波地上局１０１とコンテンツサーバ１０２は、双方とも固定設置されるので、これらの間のＬＡＮ接続は有線が望ましい。また、車両３００，３０１それぞれにおけるＬＡＮ接続と、車両３００と車両３０１間のＬＡＮ接続は有線又は無線のいずれでもよい。但し、車両３００と車両３０１を連結したり切り離したりすることから、作業性の点で無線の方が望ましい。
【００３０】
ミリ波地上局１０１とミリ波車上局１０３，１０６との間の通信には、ミリ波を用いる無線通信が使用される。ミリ波を用いる無線通信の具体例としては、ＷｉＧｉｇ（登録商標）規格に準拠したミリ波高速通信が考えられる。ミリ波を用いる無線通信を行うことで、大容量のコンテンツデータを高速に送信することができる。なお、図１では、ミリ波地上局１０１と先頭の車両３００のミリ波車上局１０３との間の通信が切断されていて、ミリ波地上局１０１と２両目の車両３０１のミリ波車上局１０６との間の通信が行われている状態を示している。
【００３１】
ミリ波地上局１０１は、例えばミリ波車上局１０６との通信において、ミリ波車上局１０６からの接続要求があると端末接続処理を行う。そして、接続可能となった後、ミリ波車上局１０６との間でビームフォーミング処理を行い、その結果に基づいて適切なビーム角度を検出する。そして、本送信装置（即ち、ミリ波地上局１０１）が予め記憶している設置位置情報を用いて、三角関数により本送信装置から２両目の車両３０１までの距離を算出し、算出した２両目の車両３０１までの距離から２両目の車両３０１の位置を推定する。そして、位置推定した２両目の車両３０１に向けて所望のコンテンツデータを送信する。上記ビームフォーミング処理、ビーム角度検出処理及び車両位置推定処理は、先頭の車両３００に搭載されたミリ波車上局１０３との間においても同様に行われる。
【００３２】
ここで、ビームフォーミング処理について説明する。図２は、ビームフォーミング処理を説明するための図である。同図は、基地局４００と端末４５０のそれぞれにおいてビームフォーミング処理を行っている例である。なお、基地局４００はミリ波地上局１０１に相当し、端末４５０はミリ波車上局１０３，１０６に相当する。本実施形態に係るコンテンツデータ送信システム１００では、ビームフォーミング処理は、主にミリ波地上局１０１が行うので、ここでは基地局４００側について説明する。基地局４００は、まず１〜ｍ番のセクタをスイープする。１〜ｍ番のセクタをスイープする周期は例えば数ｍｓｅｃである。基地局４００のセクタスイープに対し、端末４５０は最大ビーム幅（３６０°の指向性）で受信する。そして、受信した１〜ｍ番のセクタのうち、最も信号強度の大きなものを選択し、その結果を基地局４００に送信する（即ち、受信結果を返信する）。例えば、２番目のセクタにおける信号強度が最も大きければ、端末４５０は当該セクタにおいて信号強度が最も大きかったことを示す受信結果を返信する。なお、基地局４００側のスイープから端末４５０側から受信結果が返信されるまでの時間は、例えば１００ｍｓｅｃである。
【００３３】
次に、車両の位置推定処理について説明する。図３は、先頭の車両３００の位置推定処理を説明するための図である。同図において、ミリ波地上局１０１の高さを「Ｈ」、ミリ波地上局１０１から先頭の車両３００に対するビーム角度を「θ」、ミリ波地上局１０１から先頭の車両３００までの距離を「Ｌ」とする。ミリ波地上局１０１の高さＨは予め測定して分かっており、先頭の車両３００に対するビーム角度θはビームフォーミング処理及びビーム角度検出処理で分かるので、三角関数よりミリ波地上局１０１から先頭の車両３００までの距離Ｌを算出することができる。当然ながら同様の処理を行うことで２両目の車両３０１の位置も推定することができる。
【００３４】
ミリ波地上局１０１は、先頭の車両３００の位置を推定した後、先頭の車両３００に向けてスポット的に所望のコンテンツデータを送信する。先頭の車両３００に搭載されたミリ波車上局１０３は、ミリ波地上局１０１から送信されたコンテンツデータを受信すると、受信したコンテンツデータをＬＡＮ接続された２両目の車両３０１に搭載された車上局サーバ１０８に転送する。
【００３５】
ミリ波地上局１０１は、コンテンツデータを送信するに先立ち、送信可能な単位にフラグメント化する。コンテンツデータのフラグメントはシーケンス番号で連続性が担保されるので、先頭の車両３００から２両目の車両３０１に亘る送信が可能となる。即ち、先頭の車両３００のミリ波車上局１０３に送信可能な分のコンテンツデータを送信した後、残りを２両目の車両３０１のミリ波車上局１０６に送信することができる。ミリ波地上局１０１は、ミリ波車上局１０３に送信可能な分のコンテンツデータを送信した後、ミリ波車上局１０３との間の通信を切断し、次いで２両目の車両３０１に搭載されたミリ波車上局１０６との通信を開始して残りのコンテンツデータを送信する。２両目の車両３０１に搭載されたミリ波車上局１０６は、ミリ波地上局１０１から送信されたコンテンツデータを受信すると、受信したコンテンツデータをＬＡＮ接続された車上局サーバ１０８に転送する。
【００３６】
先頭の車両３００と２両目の車両３０１の位置推定を行うことと、コンテンツデータをフラグメント化することで、先頭の車両３００が駅ホーム２００に進入してきたときから、２両目の車両３０１が駅ホーム２００を去るときまでの間、ミリ波地上局１０１は、コンテンツデータを送信することができる。これにより、駅ホーム２００に停車中でしかコンテンツデータを送信できなかった従来技術と比べて、コンテンツデータを送信できる期間を長くとることができる。これにより、情報のリアルタイムでの送信が可能となるとともに、送信可能なデータ容量の増大が図れる。
【００３７】
車上局サーバ１０８は、フラグメント化されたコンテンツデータの全てを取得すると、元のコンテンツデータに再構成する。
【００３８】
図４は、本実施形態に係るコンテンツデータ送信システム１００を構成するミリ波地上局１０１、コンテンツサーバ１０２、ミリ波車上局１０３（１０６）及び車上局サーバ１０８それぞれの概略構成を示すブロック図である。同図において、ミリ波地上局１０１は、アンテナ１０１１、ミリ波ＲＦ部１０１２、内部メモリ１０１３、ビーム角度検出部１０１４、車両位置推定部１０１５、設置位置情報記憶部１０１６、コンテンツ管理部１０１７、端末コネクション管理部１０１８及びＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１９を備える。なお、ミリ波ＲＦ部１０１２、内部メモリ１０１３及びＣＰＵ１０１９は、ビームフォーミング処理部を構成する。
【００３９】
ミリ波ＲＦ部１０１２は、ベースバンド信号を６０ＧＨｚ帯に変調して送信し、また６０ＧＨｚ帯のミリ波を受信してベースバンド信号に復調して出力する。内部メモリ１０１３は、ＣＰＵ１０１９を制御するプログラムを記憶したＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＣＰＵ１０１９の動作において使用されるＲＡＭ（Random Access memory）と、を有する。ＲＯＭには、先頭の車両３００及び２両目の車両３０１にコンテンツデータを送信するためのプログラム、ビームフォーミング処理用のプロラム等のミリ波地上局１０１の機能に必要なプログラムが記憶されている。
【００４０】
ビーム角度検出部１０１４は、ビームフォーミング処理の結果に基づき適切なビーム角度を検出する。車両位置推定部１０１５は、ビーム角度検出部１０１４で検出されたビーム角度と本送信装置（即ち、ミリ波地上局１０１）の設置位置情報を用いて、三角関数により先頭の車両３００の位置と２両目の車両３０１の位置を推定する。設置位置情報記憶部１０１６は、本送信装置（即ち、ミリ波地上局１０１）の設置位置情報を記憶する。コンテンツ管理部１０１７は、車両３００，３０１に送信するコンテンツデータの選択及び選択したコンテンツデータのフラグメント処理を行う。端末コネクション管理部１０１８は、車両３００のミリ波車上局１０３と車両３０１のミリ波車上局１０６とのコネクションを管理する。ＣＰＵ１０１９は、内部メモリ１０１３に記憶されている各種プログラムに従って装置各部を制御する。
【００４１】
コンテンツサーバ１０２は、ｎ個のコンテンツ１〜ｎを記憶する。ミリ波地上局１０１のＣＰＵ１０１９は、所望のコンテンツデータをＬＡＮ経由でコンテンツサーバ１０２からダウンロードする。
【００４２】
ミリ波車上局１０３（１０６）は、アンテナ１０３１、ミリ波ＲＦ部１０３２、内部メモリ１０３３、Ｉ／Ｆ、電源等１０３４及びＣＰＵ１０３５を備える。ミリ波ＲＦ部１０３２は、ベースバンド信号を６０ＧＨｚ帯に変調して送信し、また６０ＧＨｚ帯のミリ波を受信してベースバンド信号に復調して出力する。内部メモリ１０３３は、ＣＰＵ１０３５を制御するプログラムを記憶したＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＣＰＵ１０３５の動作において使用されるＲＡＭ（Random Access memory）とを有する。ＲＯＭには、先頭の車両３００（２両目の車両３０１）にコンテンツデータを受信するためのプログラム、ミリ波地上局１０１のビームフォーミング処理における受信結果を返信するためのプログラム、受信したコンテンツデータをＬＡＮ経由で車上局サーバ１０８に転送するプログラム等のミリ波車上局１０３（１０６）の機能に必要なプログラムが記憶されている。Ｉ／Ｆ、電源等１０３４は、ＬＡＮ用のインタフェースや電源等を有し、ＬＡＮ接続や装置各部に電源の供給を行う。
【００４３】
車両間接続用ＨＵＢ１０４（１０７）は、先頭の車両３００と２両目の車両３０１の間でＬＡＮ接続を行う。車上局サーバ１０８は、コンテンツ管理部１０８１及び内部ストレージ１０８２を有する。コンテンツ管理部１０８１は、ミリ波地上局１０１からのフラグメント化されたコンテンツデータを元のコンテンツデータに再構成する。内部ストレージ１０８２は、例えばハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の大容量の記憶装置を有し、コンテンツデータを記憶する。
【００４４】
次に、本実施形態に係るコンテンツデータ送信システム１００の動作を説明する。図５は、本実施形態に係るコンテンツデータ送信システム１００における動作を説明するためのフロー図である。ここで、ミリ波地上局１０１における動作は、ビーム角度検出部１０１４、車両位置推定部１０１５、コンテンツ管理部１０１７、端末コネクション管理部１０１８及びＣＰＵ１０１９それぞれの動作となるが、それぞれの動作をミリ波地上局１０１の動作として説明する。また、ミリ波車上局１０３（１０６）においては動作の主体がＣＰＵ１０３５であるが、ＣＰＵ１０３５の動作をミリ波車上局１０３（１０６）の動作として説明する。また、車上局サーバ１０８においては動作の主体がコンテンツ管理部１０８１であるが、コンテンツ管理部１０８１の動作を車上局サーバ１０８の動作として説明する。
【００４５】
図５において、先頭の車両３００に搭載されたミリ波車上局１０３は、駅ホーム２００に入ってくるとミリ波地上局１０１に対して接続要求する（ＳＢ１０）。ミリ波地上局１０１は、ミリ波車上局１０３から接続要求を受けることで端末接続処理を行う（ＳＡ１０）。ミリ波地上局１０１は、端末接続処理が終了すると、ミリ波車上局１０３に対して接続応答する（ＳＡ１１）。
【００４６】
ミリ波地上局１０１は、ミリ波車上局１０３に対して接続応答した後、ミリ波車上局１０３との間でビームフォーミング処理を行う（ＳＡ１２，ＳＢ１１）。ミリ波地上局１０１は、ミリ波車上局１０３との間でビームフォーミング処理を行った結果から、ビーム角度検出処理を行う（ＳＡ１３）。ミリ波地上局１０１は、ビーム角度を検出すると、検出したビーム角度を内部メモリ１０１３のＲＡＭに一時的に記憶する。ミリ波地上局１０１は、ビーム角度検出処理後、車両位置推定処理を行い、先頭車両３００の位置を推定する。即ち、ミリ波地上局１０１は、設置位置情報記憶部１０１６に記憶されている設置位置情報と内部メモリ１０１３のＲＡＭに一時的に記憶したビーム角度から、三角関数により先頭の車両３００の位置を計算する。
【００４７】
次いで、ミリ波地上局１０１は、推定した車両位置が通信圏内かどうか判定し、通信圏内であると判断した場合、コンテンツサーバ１０２に対してコンテンツ選択要求する（ＳＡ１５）。なお、通信圏内とは、ミリ波地上局１０１がミリ波車上局１０３と安定して通信することができる範囲である。通信圏の範囲については、予め所定の速度以上で通信できる範囲を確認することで決定してもよいし、ミリ波地上局１０１の仕様から決定するとしてもよい。なお、ビームフォーミング処理を行うことができる範囲は、通常は通信圏よりも広い。ビームフォーミングに要する通信量は少ないため、ミリ波地上局１０１とミリ波車上局１０３が通信することができれば、その通信速度が遅くともビームフォーミング処理は実現できるためである。コンテンツサーバ１０２は、ミリ波地上局１０１からコンテンツ選択要求を受けると、コンテンツ選択応答し（ＳＣ１０）、次いでミリ波地上局１０１にコンテンツを配信する（ＳＣ１１）。ミリ波地上局１０１は、コンテンツサーバ１０２から配信されたコンテンツデータに対してフラグメント処理する（ＳＡ１６）。即ち、コンテンツサーバ１０２から配信されたコンテンツデータを配信可能な単位にフラグメント化する。ミリ波地上局１０１は、フラグメント化したコンテンツデータを、ミリ波を用いる無線通信により、ミリ波車上局１０３に送信する（ＳＡ１７）。
【００４８】
ミリ波地上局１０１は、コンテンツデータをミリ波車上局１０３に送信した後、端末切断処理を行い（ＳＡ１８）、ミリ波車上局１０３に対して端末切断通知を行う（ＳＡ１９）。一方、ミリ波地上局１０１は、推定した車両位置が通信圏外であると判断した場合、コンテンツデータを取得することなく端末切断処理を行う（ＳＡ１８）。
【００４９】
ミリ波車上局１０３は、ミリ波地上局１０１から送信されたコンテンツデータを受信すると、ＬＡＮ経由で２両目の車両３０１に搭載された車上局サーバ１０８に送信する（ＳＢ１２）。先頭の車両３００のＬＡＮ回線と２両目の車両３０１のＬＡＮ回線は、車両間接続用ＨＵＢ１０４，１０７で接続されており、これらの車両間接続用ＨＵＢ１０４，１０７を介してコンテンツデータが車上局サーバ１０８に転送される。
【００５０】
ミリ波地上局１０１におけるＳＡ１２〜ＳＡ１７の処理と、先頭の車両３００のミリ波車上局１０３におけるＳＢ１１，１２の処理と、コンテンツサーバ１０２におけるＳＣ１０，１１の処理は、先頭の車両３００の車両位置が通信可能な範囲内であれば、繰り返し行われる。
【００５１】
ミリ波地上局１０１は、先頭の車両３００のミリ波車上局１０３との通信と並行して２両目の車両３０１のミリ波車上局１０６との通信を行っており、コンテンツデータのフラグメントはシーケンス番号で連続性が担保されている。このため、ミリ波車上局１０３に送信されたコンテンツデータに続くデータが２両目の車両３０１のミリ波車上局１０６に送信される。
【００５２】
ミリ波地上局１０１から、先頭の車両３００のミリ波車上局１０３及び２両目の車両３０１のミリ波車上局１０６に送信されたフラグメント化されたコンテンツデータは、車上局サーバ１０８に格納された後、再構成される。
【００５３】
このように、本実施形態に係るコンテンツデータ送信システム１００によれば、ビームフォーミング処理、ビーム角度検出処理及び車両位置推定処理により、先頭の車両３００と２両目の車両３０１が移動しているときでも、これらの車両３００，３０１の位置を特定できるので、スポット的にコンテンツデータを送信できる。これにより、隣の駅ホームに停車している車両があったとしても電波干渉することなく安定した通信を行うことができる。また、車両３００，３０１が動いているときでもコンテンツデータの送信ができるので、従来よりもコンテンツデータを送信できる期間を長くとることができ、情報のリアルタイムでの送信が可能となるとともに、送信可能なデータ容量の増大が図れる。
【００５４】
また、先頭の車両３００と２両目の車両３０１に向けて送信するコンテンツデータを、送信可能な単位にフラグメント化するので、１つのコンテンツデータを先頭の車両３００と２両目の車両３０１に亘って送信することができる。コンテンツデータのフラグメントはシーケンス番号で連続性が担保されるので、先頭の車両３００に送信可能な分のデータ送信が終了すると、残りのデータを２両目の車両３０１に送信することができる。
【００５５】
また、コンテンツデータの送信に、ＷｉＧｉｇ（登録商標）規格に準拠する無線通信など、ミリ波を用いる無線通信を使用するので、大容量のコンテンツデータを高速に送信することができる。また、ＷｉＧｉｇ（登録商標）規格は例えば６０ＧＨｚ帯のミリ波を使用するので、周囲からの電波干渉を低く抑えることができる。
【００５６】
なお、本実施形態では、移動体を鉄道車両としたが、自動車や人物等であってもよい。
【００５７】
以上、本発明の一実施形態を詳細に説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
【００５８】
上記実施の形態では、ミリ波地上局１０１の高さＨとビーム角度θから、ミリ波地上局１０１から車両３００等までの距離Ｌを算出していた。ミリ波地上局１０１の三次元位置が既知であるならば、距離Ｌのみならず車両３００等の正確な位置を算出してもよい。
【００５９】
上記実施の形態では、コンテンツデータをフラグメントに分けて送信していたが、コンテンツデータの大きさが、先頭車両３００がミリ波地上局１０１の通信圏に入ってから出るまでの時間内に送信可能であれば、フラグメントに分けなくともよい。ミリ波地上局１０１にとって、コンテンツデータと通信圏の大きさは既知であり、先頭車両３００の速度は距離Ｌの変化を追跡することで推測できる。これらの情報に基づき、ミリ波地上局１０１は、先頭車両３００が自身の通信圏に入ってから出るまでの時間内に、コンテンツデータを送り切ることができるか判断することができる。
【００６０】
上記実施の形態では、ミリ波地上局１０１は、全ての車両について位置を推定していたが、一部の車両のみ位置を推定するとしても良い。この場合、ミリ波地上局は、たとえ全ての車両がミリ波車上局を備えているとしても、数台おきに１台など、限られた車両についてのみ位置を推定し、その車両のミリ波車上局に対してコンテンツデータを送信しても良い。また、全ての車両の位置を追跡するか一部の車両のみを追跡するかを、ミリ波地上局が現在通信しているミリ波車上局の数や、通信が混雑しているか否かに応じて切り替えてもよい。このようにすることで、特に多くの車両から構成される列車が多数接近している場合など、ミリ波地上局１０１が管理する車両数が多い場合に、ミリ波地上局１０１の負荷を調整することができる。
【００６１】
上記実施の形態では、ミリ波地上局１０１が送信するデータは広告映像等のコンテンツデータであったが、他のデータであっても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明に係るデータ送信装置及びデータ送信方法は、鉄道車両等の移動体に対して広告映像等のコンテンツデータを送信するコンテンツデータ送信装置等に適用可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１００  コンテンツデータ送信システム
１０１  ミリ波地上局
１０２  コンテンツサーバ
１０３，１０６  ミリ波車上局
１０４，１０７  車両間接続用ＨＵＢ
１０８  車上局サーバ
２００  駅ホーム
３００，３０１  鉄道車両
１０１１，１０３１  アンテナ
１０１２，１０３２  ミリ波ＲＦ部
１０１３，１０３３  内部メモリ
１０１４  ビーム角度検出部
１０１５  車両位置推定部
１０１６  設置位置情報記憶部
１０１７  コンテンツ管理部
１０１８  端末コネクション管理部
１０１９，１０３５  ＣＰＵ
１０３４  Ｉ／Ｆ、電源等
１０８１  コンテンツ管理部
１０８２  内部ストレージ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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