(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の経路上を移動する列車に搭載された移動局と所定の経路沿線に設置されている複数の基地局との間で無線通信を行う無線制御システムにおいて、
前記複数の基地局間で互いに干渉しない通信周波数を複数備え、毎周期に該複数の通信周波数の電界強度のチェックを行い、前記チェック結果に基づいて、管理局が選択し、通知した通信周波数で、通信周期ごとに認識信号を出力する各々の前記基地局と、
毎周期、もしくは前記基地局との通信が途絶したことを検知した場合に前記認識信号を受信し、該認識信号を受信した特定の無線周波数により、該特定の無線周波数に対応した基地局と制御情報を送受信する移動局と、
各々の前記基地局で行った前記チェック結果を毎周期受信し、前記複数の通信周波数の中から、所定値以上のノイズが含まれる通信周波数を除いた上で、各々の前記基地局が次周期に通信を行うのに適した通信周波数を各々の前記基地局が備える複数の通信周波数に基づいて、各々の前記基地局へ毎周期通知する前記管理局とを有すること
を特徴とする無線制御システム。
【請求項２】
請求項１に記載の無線制御システムにおいて、
前記移動局は、前記基地局と前記通信周波数との対応データベースを用いて前記移動局の位置に対応した前記認識信号を受信すること
を特徴とする無線制御システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２のいずれかに記載の無線制御システムにおいて、
前記通信周期は、前記認識信号を出力する認識期間を含み、
前記移動局は、前記認識期間において前記基地局の備えた前記複数の通信周波数を探索すること
を特徴とする無線制御システム。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の無線制御システムにおいて、
前記所定の経路上を移動する前記列車に、前記移動局が複数搭載されていること
を特徴とする無線制御システム。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の無線制御システムにおいて、
前記基地局は、前記通信周期内の認識信号送信期間中に、前記認識信号を繰り返し出力すること
を特徴とする無線制御システム。
【請求項６】
所定の経路上を移動する列車に搭載された移動局と所定の経路沿線に設置されている複数の基地局との間で無線通信を行う無線制御方法において、
前記複数の基地局の各々は、前記複数の基地局間で互いに干渉しない通信周波数を複数備え、
毎周期に該複数の通信周波数の電界強度のチェックを行い、前記チェック結果に基づいて、管理局が選択し、通知した通信周波数で、
通信周期ごとに認識信号を出力し、
前記移動局は、毎周期、もしくは前記基地局との通信が途絶したことを検知した場合に前記認識信号を受信し、
前記認識信号を受信した特定の無線周波数により、前記特定の無線周波数に対応した基地局と前記移動局との間で制御情報を送受信し、
前記管理局は各々の前記基地局で行った前記チェック結果を毎周期受信し、前記複数の通信周波数の中から、所定値以上のノイズが含まれる通信周波数を除いた上で、各々の前記基地局が次周期に通信を行うのに適した通信周波数を各々の前記基地局が備える複数の通信周波数に基づいて、各々の前記基地局へ毎周期通知すること
を特徴とする無線制御方法。
【請求項７】
請求項６に記載の無線制御方法において、
前記移動局は、前記基地局と前記通信周波数との対応データベースを用いて前記移動局の位置に対応した前記認識信号を受信すること
を特徴とする無線制御方法。
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載の無線制御方法において、
前記通信周期は、前記認識信号を出力する認識期間を含み、
前記移動局は、前記認識期間において前記基地局の備えた前記複数の通信周波数を探索すること
を特徴とする無線制御方法。
【請求項９】
請求項６ないし請求項８のいずれかに記載の無線制御方法において、
前記所定の経路上を移動する前記列車に、前記移動局が複数搭載されていること
を特徴とする無線制御方法。
【請求項１０】
請求項６ないし請求項９のいずれかに記載の無線制御方法において、
前記基地局は、前記通信周期内の認識信号送信期間中に、前記認識信号を繰り返し出力すること
を特徴とする無線制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基地局と通信可能な移動体の通信装置、及び基地局と移動体間で通信可能な移動体通信システムに関する。
【０００２】
また、本発明は、無線による列車制御方法及び列車制御システムに関し、特に、無線による列車制御方法及び列車制御システムにおいて、通信基地局を切り替える際の適切な通信回線の選択により通信のコネクションを維持・更新して通信の信頼性を維持する技術に関する。
【背景技術】
【０００３】
移動体と基地局が通信する移動体通信システムにおいては、移動体の位置が動くため、一般に１つの基地局で全ての移動局と通信することは出来ない。このため、移動体の移動範囲に分布して配置された複数の基地局で、移動体と通信することとなる。従って、移動体の移動に伴い、移動体が通信先の基地局を切り替えるハンドオーバーと呼ばれる動作が必要となる。
【０００４】
従来の移動体通信のハンドオーバー方法には、例えば、特許文献１の方法がある。この方法では、移動体がハンドオーバー点に近づいたことを基地局が検知し、ハンドオーバーを行う前に移動先基地局の通信チャネルを移動体に通知する。移動体はハンドオーバー点に達したときに、事前に通知されていた移動先基地局の通信チャネルに切り替え、遅滞の無いハンドオーバーを行う。
【０００５】
また、無線による列車制御方法及び列車制御システムにおいては、１区域に１個列車のみの運転を許可する「閉そく方式」を施行し、列車制御を行うために、通信システムが利用されている。近年、無線通信システムを導入することで鉄道通信システムのコスト低減を図ろうという動きがある。米国や中国では、無線通信により列車制御を実行するＣＢＴＣ（Communication  Based  Train  Control）システムの導入が進められている。一方欧州圏ではＥＴＣＳ／ＥＲＴＭＳと呼ばれるシステムの導入が進められている。ＥＴＣＳ／ＥＲＴＭＳは、無線システムにＧＳＭ（登録商標）網をベースとしたＧＳＭ−Ｒ（GSM-Railway）を使用している。
【０００６】
無線通信による列車制御システムでは、通信のコネクションの維持・更新がシステムの信頼性に影響する。特に通信基地局が切り替わる度に適切な通信回線を選択して通信を維持することが重要である。
【０００７】
特許文献２には列車の位置決定及び制御において、高周波拡散スペクトル無線通信を使用する技術が記載されている。また、特許文献３には鉄道保安システムにおける自動列車制御装置において、ハンドオーバー方式の移動体通信を行う技術が記載され、特許文献４には鉄道保安システムにおける通信中の無線列車信号システムにおいて、通信中の列車が移動するときに次に通信すべき移動先の地上側無線装置の判定技術が記載されている。
【０００８】
更に、特許文献５には移動体通信方式において、通話中の基地局と隣接の基地局とを予め複数の会議通信にしてハンドオーバー予約を行う技術が記載され、特許文献６には列車や自動車など移動体が高速で移動する場合に、路線上に位置検出器を設置し位置検出器による位置情報により基地局を切り替えてハンドオーバー時間を短縮する技術が記載されている。
【０００９】
図１０に、従来例の無線通信による列車制御システムを示す。従来の無線通信による列車制御システムにおいては、列車が移動によって通信する基地局を切り替えるために、切替先の基地局の通信周波数を事前に通知し、列車がその情報を元に次の基地局と通信するという手法を採用している。
【００１０】
図１０において、列車には車上制御装置及び無線を送受信する通信装置が搭載されており、走行路上を移動する。走行路に沿って、地上装置には無線を送受信する基地局１及び基地局２が設置されており、これらの基地局１又は基地局２と列車上の通信装置とが列車の制御情報を相互に通信する。基地局１又は基地局２には混信を防ぐため異なる通信周波数ｆ１，ｆ２が割り当てられており、列車の移動に応じて、列車の通信装置は通信周波数をｆ１，ｆ２を切り替えて、基地局１又は基地局２と無線通信するが、この通信周波数のｆ１，ｆ２を切り替えるための周波数切り替え情報を基地局１から列車の通信装置に事前に通知し、列車がその情報を元に通信装置の周波数を切り替えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平９−３０７９４３号公報
【特許文献２】特許第２７３８４６４号公報
【特許文献３】特開２０００−１６５３１２号公報
【特許文献４】特開２０００−１６８５５６号公報
【特許文献５】特開０９−３０７９４３号公報
【特許文献６】特開２００５−２３６４６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従来技術では、遅滞の無いハンドオーバーを行うためには、移動先基地局の通信チャネルを事前に移動体が知る必要があり、移動体−基地局間の通信が確立されていることが前提となる。もし、仮に移動体−基地局間の通信が途絶し、移動先基地局の通信チャネルをハンドオーバー前に得ることが出来なければ、移動先基地局でも通信が途絶したままとなる。また、通信途絶状態から通信を復旧する際には、一般に使用可能なチャネルを全て探索して基地局の通信チャネルを求めるため、通信復旧までに時間を必要とする。
【００１３】
また、地上装置では、列車の位置を認識して次の移動先の基地局を把握して周波数切り替え情報を送信しなくてはならず、そのため列車数が多くなるほど、地上側装置の処理量が増大し複雑となり、また基地局側で通信状態を良好に保つための周波数の切り替えについても、列車との事前ネゴシエーションが必要であり、即応性に難があるという問題点があった。
【００１４】
本発明の目的は、移動体−基地局間の通信が途絶した状態でも、遅滞の無いハンドオーバーを実現すること、及び通信途絶状態からの通信の復旧に必要とする時間を短縮することである。また、本発明は、分散制御型の信号保安システムを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の無線による列車制御方法及び列車制御システムでは、所定の経路上を移動する列車に搭載された移動局と所定の経路沿線に設置されている複数の基地局との間で無線通信を行う無線制御システムにおいて、前記複数の基地局間で互いに干渉しない通信周波数を複数備え、毎周期に該複数の通信周波数の電界強度のチェックを行い、前記チェック結果に基づいて、管理局が選択し、通知した通信周波数で、通信周期ごとに認識信号を出力する各々の前記基地局と、毎周期、もしくは前記基地局との通信が途絶したことを検知した場合に前記認識信号を受信し、該認識信号を受信した特定の無線周波数により、該特定の無線周波数に対応した基地局と制御情報を送受信する移動局と、各々の前記基地局で行った前記チェック結果を毎周期受信し、前記複数の通信周波数の中から、所定値以上のノイズが含まれる通信周波数を除いた上で、各々の前記基地局が次周期に通信を行うのに適した通信周波数を各々の前記基地局が備える複数の通信周波数に基づいて、各々の前記基地局へ毎周期通知する前記管理局とを有することを有することを特徴とし、
また、所定の経路上を移動する列車に搭載された移動局と所定の経路沿線に設置されている複数の基地局との間で無線通信を行う無線制御方法において、前記複数の基地局の各々は、前記複数の基地局間で互いに干渉しない通信周波数を複数備え、毎周期に該複数の通信周波数の電界強度のチェックを行い、前記チェック結果に基づいて、管理局が選択し、通知した通信周波数で、通信周期ごとに認識信号を出力し、前記移動局は、毎周期、もしくは前記基地局との通信が途絶したことを検知した場合に前記認識信号を受信し、前記認識信号を受信した特定の無線周波数により、前記特定の無線周波数に対応した基地局と前記移動局との間で制御情報を送受信し、前記管理局は各々の前記基地局で行った前記チェック結果を毎周期受信し、前記複数の通信周波数の中から、所定値以上のノイズが含まれる通信周波数を除いた上で、各々の前記基地局が次周期に通信を行うのに適した通信周波数を各々の前記基地局が備える複数の通信周波数に基づいて、各々の前記基地局へ毎周期通知することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、地上装置は列車の位置によらず通信に適切な周波数を選択できる。また、基地局間での情報交換・同期も不要であり、地上装置の処理を簡潔にし、かつ通信信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る移動体通信システムの一実施例を示した図である。
【図２】図１のデータベースに記憶されたテーブルの一例を示した図である。
【図３】本発明に係る移動体通信システムの他の実施例を示した図である。
【図４】図２のデータベースに記憶されたテーブルの一例を示した図である。
【図５】本発明に係る移動体通信システムの通信チャネル選択処理の一例を示した図である。
【図６】本発明に係る移動体通信システムの通信チャネル選択処理の他の例を示した図である。
【図７】図７は本発明の実施例５の無線による列車制御システムの概略図である。
【図８】図８は本発明の実施例６の無線による列車制御システムの構成図である。
【図９】図９は本発明の実施例７の無線による列車制御方法の手順の説明図である。
【図１０】図１０は従来例の無線による列車制御システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明は、移動体通信を行う列車，自動車，携帯電話など、いずれの装置においても実施可能であるが、以下では移動体を列車として、基地局と列車との移動体通信を実施例として以下に述べる。
【実施例１】
【００１９】
図１は、本発明の実施例である移動体通信システムの一構成を示した図である。
【００２０】
図示の移動体通信システムは、複数の基地局２１ａ，２１ｂと通信を行う移動局１２が移動体である列車１１上に存在する。列車１１上の通信装置には、更に移動局１２に接続された制御器１３と、制御器１３にそれぞれ接続された位置検知装置１４，データベース１５，データ処理装置１６が存在する。複数の基地局２１ａ，２１ｂはそれぞれ単一の通信チャネルｆ１，ｆ２を有し、移動体である列車１１の移動範囲のうちのある特定範囲を通信範囲としている。
【００２１】
以下に通信制御の流れを説明する。位置検知装置１４は、速度発電機から得られる列車１１の速度の積分値を積算し、移動距離を算出して列車１１の現在位置を検知し、検知した現在の位置情報を制御器１３に出力する。制御器１３は、位置検知装置１４から受信した位置情報からデータベース１５に基づいて、その位置情報に対応する通信チャネルを求める。データベース１５は、予め各基地局の通信範囲と通信チャネルから、図２のような列車１１の位置情報と通信チャネルとを対応付けるテーブルを持つ。
【００２２】
図２では、例えば、列車１１の現在のキロ程が、基地局２１ａの通信範囲であるｘｓ１〜ｘｅ１内であるとき通信チャネルはｆ１となり、基地局２１ｂの通信範囲であるｘｓ２〜ｘｅ２内であるとき通信チャネルはｆ２となる。制御器１３は現在位置での通信チャネルを求めた後、その通信チャネルを移動局１２に出力する。移動局１２は制御器１３から入力された通信チャネルを用いて基地局とデータ通信を行う。基地局から移動局１２へと送られた通信データは制御器１３を通して、表示器などのデータ処理装置１６へと伝送され、データ処理装置は、伝送された通信データに基づいて画面出力などの処理を行う。
【００２３】
仮に列車１１の現在位置が基地局２１ａの通信範囲内であるとする。このとき、制御器１３は、位置検知装置１４が検出した現在位置からデータベース１５を用いて、基地局２１ａの通信チャネルｆ１を求め、移動局１２へ通信チャネルｆ１を出力する。移動局１２は通信チャネルｆ１にて基地局２１ａと通信を行う。ここで、列車１１(移動局１２)と基地局２１ａ間で通信が外乱などの影響で途絶したとする。列車１１の現在位置が基地局２１ａの通信範囲内である場合は、制御器１３は通信チャネルｆ１を選択し、移動局１２は通信チャネルｆ１で通信データを待つ。移動局１２が通信チャネルを探す必要が無く、外乱などが除去された後は、基地局２１ａからの次回通信データを遅れなく受信することが出来る。
【００２４】
また、列車１１が基地局２１ａの通信範囲内から移動して、現在位置が基地局２１ｂの通信範囲内となったとする。このとき、制御器１３は通信チャネルｆ２を選択し、移動局１２は通信チャネルｆ２で通信データを待つ。列車１１が自立的にハンドオーバーを行うので、基地局２１ｂからの通信データを遅れなく受信することが出来る。
【００２５】
ここで、通信チャネルとは何らかの方法で他の通信回線と区別されるものであり、例えば周波数分割多重方式，符号分割多重方式，時分割多重方式，空間分割多重方式、およびそれらの組み合わせで実装されうるものである。本実施例では基本的に周波数による通信チャネル区分である周波数多重方式を前提としている。
【００２６】
また、位置検知装置の位置検知手段としては、速度発電機を用いた方法を実施例として述べたが、加速度センサ，ＧＰＳ(Global  Positioning  System)，無線測距などを用いても良い。
【００２７】
更に、現在位置として、１次元座標であるキロ程を実施例として述べたが、２次元座標，３次元座標，区間名などを用いても良い。
【実施例２】
【００２８】
図３は、本発明に係る移動体通信システムの他の実施例を示した図である。
【００２９】
図３は、基地局が複数の通信チャネルから適当な通信チャネルを選択できる機能を持つ場合の構成である。図４に示すように、移動体である列車１１ｂ上のデータベース１５ｂには基地局毎の複数の通信チャネルのデータが格納されている。
【００３０】
図３の基地局２２ａ，２２ｂは、複数の通信チャネルから適当なチャネルを選択して通信する。例えば、基地局２２ｂにおいて、外乱により通信チャネルｆ３の通信状態が悪化した場合は、基地局はそれを検知して他の通信状態の良い通信チャネルｆ４に切り替える。
【００３１】
次に、移動体である列車１１ｂが移動に伴い基地局２２ｂの通信範囲において通信を確立する場合について述べる。制御器１３は、位置検知装置１４によって検出された現在の位置情報からデータベース１５ｂに基づいて、その位置情報に対応する基地局２２ｂを決定し、その基地局２２ｂが選択する複数の通信チャネルｆ３，ｆ４のグループ情報を得る。制御器１３は通信チャネルｆ３，ｆ５を順番に受信チャネルとし、どの通信チャネルで情報を受信可能かを確認する。通信チャネルｆ３で情報を受信できた場合は、通信チャネルをｆ３に決定して基地局２２ｂとの通信を確立する。もし、外乱などにより通信チャネルｆ３の通信状態が悪化し、基地局２２ｂが通信チャネルをｆ４に切り替えた場合は、再び通信確立の処理に移行する。通信チャネルｆ４で情報の受信が可能と確認すると、通信チャネルをｆ４に決定して基地局２２ｂとの通信を確立する。
【００３２】
以上のように、本構成によっては、列車１１ｂは自己の現在位置情報から確認すべき通信チャネルを限定できるため、移動によるハンドオーバーや、基地局側の通信チャネル切り替えに対しても、列車１１ｂは想定される所定時間以内に通信を確立することができる。
【実施例３】
【００３３】
図５は、本発明に係る移動体通信システムの他の実施例を示した図である。
【００３４】
図５は、基地局が通信制御周期ごとに現在選択している通信チャネルの認識信号を送信する場合における、列車の通信チャネル選択処理を示したものである。なお、この実施例では基地局は一定期間はひとつの周波数で通信し、複数の列車との通信は時分割された通信スロットによって区別している構成とする。装置構成は図３を用いる。
【００３５】
次に、基地局２２ｂが通信チャネルをｆ３からｆ４に切り替える場合について説明する。
【００３６】
基地局２２ｂは通信周期ごとに、現在選択している通信チャネルを制御器１３が選択するための認識信号を出力する。この認識信号は短時間で通信チャネルを認識できるように、認識信号を送信する期間中、信号が繰り返し送信される。列車１１ｂは、実施例２で説明した手順と同様に、自己の現在位置を検知し、その検知された位置情報に対してデータベース１５ｂを検索し、通信を確認すべき通信チャネルを決定する。図５においては、通信チャネルｆ３とｆ４を受信する。通信チャネルｆ３で認識信号を受信できたことを制御器１３が確認することにより、移動局１２の通信チャネルをｆ３に固定する。通信期間に基地局２２ｂから列車１１ｂへの送信タイミングで基地局２２ｂと列車１１ｂ間での通信が確立する。
【００３７】
次に、通信周期で基地局が通信チャネルを切り替えた場合の通信復旧について説明する。基地局２２ｂは次の通信周期で通信チャネルをｆ３からｆ４へ切り替える。列車１１ｂは通信チャネルｆ３での通信が途絶したことを検知し、通信チャネル選択をするための認識信号の受信処理を実行する。通信チャネルｆ３で受信を所定時間以上確認し、信号を認識できなければ他の通信チャネルｆ４での受信に切り替える。受信する所定時間は認識信号の繰り返し周期の複数回分とする。通信チャネルｆ４での受信に切り替えることにより、認識信号を受信でき、信号を確認できた後は通信チャネルをｆ４に固定し、基地局２２ｂとの通信を確立する。
【００３８】
本実施例によって、通信チャネル選択に要する時間を短縮することができるため、１基地局あたりの通信チャネル数が増加しても所定時間以内で通信を確立することができる。
【００３９】
本実施例において、列車１１ｂが通信確立後に再び認識信号の受信処理を実行するのは、通信が途絶した場合としたが、列車１１ｂは毎周期認識信号を受信しても良い。列車１１ｂが通信チャネルを固定した通信待受け状態から認識信号の受信処理状態への切り替えは、認識期間終了から次の通信周期の認識期間開始までをタイムアウト時間として切り替えたり、基地局からの通信を受信できた場合は必要な処理を終えた後に切り替えるなどの方法を用いればよい。列車１１ｂは毎周期認識信号を受信することで、毎周期基地局が選んだ適当な通信チャネルで通信することができる。
【実施例４】
【００４０】
図６は本発明に係る移動体通信システムの他の実施例を示した図である。
【００４１】
図６は、移動体の移動局が複数の基地局と順番に通信する場合における、列車の通信チャネル選択処理を示した図である。装置構成は図３を用いる。
【００４２】
まず列車１１ｂが、基地局２２ａと基地局２２ｂのどちらと通信するかを選択する場合について説明する。基地局２２ａ，２２ｂは実施例３で説明したように、現在使用している通信チャネルを、制御器１３が選択するための認識信号を認識期間に出力する。列車１１ｂは認識期間に基地局から出力される認識信号を受信する。
【００４３】
図６においては、１つの基地局の通信チャネルのみを受信チャネルとするのではなく、列車１１ｂの現在位置を通信範囲とする基地局２２ａと、その基地局２２ａに対して列車１１ｂの進行方向側に隣接する基地局２２ｂと、それぞれが選択可能な全ての通信チャネルを、順番に受信チャネルとする。基地局２２ａの通信チャネルｆ２で認識信号を受信できたことを、制御器１３が確認することにより、移動局１２の通信チャネルをｆ２に固定する。こうして、列車１１ｂは基地局２２ａと通信することとなり、通信期間中に基地局２２ａと列車１１ｂとの間で通信データが送受信される。
【００４４】
列車１１ｂが移動して、基地局２２ａからの識別信号が受信できなくなり、基地局２２ｂからの識別信号が受信可能となると、列車１１ｂは基地局２２ｂと通信することとなり、通信期間中に基地局２２ｂと列車１１ｂとの間で通信データが送受信される。
【００４５】
以上の本実施例によって、列車１１ｂは基地局２２ａと基地局２２ｂの通信範囲が切り替わるハンドオーバー位置が、データベース１５に記憶された位置情報と異なっていても、速やかなハンドオーバーが可能となる。
【００４６】
ここで、列車１１ｂの通信相手となる基地局は、列車１１ｂの現在位置が通信範囲となる基地局とその両隣の基地局や、列車１１ｂの現在位置が通信範囲となる基地局とその２つ隣までの基地局などのように、適当に選択しても良い。
【００４７】
選択する方法は、データベースに基づいて選択しても良いし、基地局から指定信号を受信し、その指定信号に基づいて選択しても良い。
【００４８】
また、列車１１ｂが認識信号の受信処理を実行するのは、実施例３のように通信途絶を検知した場合でも良いし、毎周期行っても良い。
【００４９】
以下、図面を用いて、本発明の実施の形態について説明する。
【実施例５】
【００５０】
図７は、本発明の実施例５の無線による列車制御システムの概略図を示す。図７において、７１及び７２は基地局１及び基地局２、７３は列車、７４は走行路、７５は車上制御装置、７６は通信装置、７７は列車位置検知手段、７８は基地局・位置・通信周波数の対応データベースである。
【００５１】
基地局７１及び基地局７２は、列車７３の走行路７４に沿って配置されて地上装置の一部を構成する。列車７３には車上制御装置７５、無線を送受信する通信装置７６、列車位置検知手段７７、基地局・位置・通信周波数対応データベース７８が搭載されており、走行路７４上を移動する。基地局７１又は基地局７２と列車上の通信装置７６とが列車の制御情報を相互に通信するが、基地局７１と基地局７２間の混信を防ぐため、基地局７１と基地局７２には異なる通信周波数グループ（ｆ１，ｆ２）と（ｆ３，ｆ４）とが割り当てられ、管理局からの指示により選定された通信周波数グループ内の通信周波数により、列車７３上の通信装置７６と通信する。
【００５２】
列車７３の走行路７４上の移動に応じて、列車位置検出手段７７は列車７３の走行路７４上の位置を検出する。列車位置検出手段７７としては、例えば、列車７３の車輪の回転角を検出し、これを積分して距離に換算して位置を検出する等の手段を採ることができる。列車位置検出手段７により検出された位置情報をもとに、車上制御装置７５は、基地局・位置・通信周波数対応データベース７８を制御し、列車７３の位置に対応した基地局７２を検索し、また、検索された基地局７２に対応した通信周波数グループ（例えば、通信周波数ｆ３とｆ４）を探索する。
【００５３】
通信装置７６は、対応データベース７８により探索された通信周波数ｆ３，ｆ４をサーチ周波数として選択し、このサーチ範囲で基地局７２と無線通信を開始する。サーチ中に通信装置７６が基地局７２から通信周波数ｆ３のビーコン情報を受信すれば、通信周波数ｆ３を用いて、その後、通信装置７６と基地局７２間で各列車宛の制御情報の通信を行い、サーチ中に通信装置７６が基地局７２から通信周波数ｆ４のビーコン情報を受信すれば、通信周波数ｆ４を用いて、その後、通信装置７６と基地局７２間で各列車宛の制御情報の通信を行う。
【００５４】
基地局７１と基地局７２に割り当てられた通信周波数グループ（ｆ１，ｆ２）と（ｆ３，ｆ４）のうち、基地局７１と基地局７２のそれぞれが、どの通信周波数を用いるかについては、上述のように、基地局７１と基地局７２を管理する上位の管理局が指示を行う。なお、実施例５では、基地局７１と基地局７２の２つの基地局の例を示したが、基地局の数は２つに限定されることなく、複数の基地局を用いることができる。また、実施例５では、基地局７１と基地局７２にそれぞれ２つの通信周波数を割り当てる例を示したが、各基地局に割り当てられる通信周波数は２つに限らず、複数の通信周波数を割り当てることができる。
【実施例６】
【００５５】
図８は、本発明の実施例６の無線による列車制御システムの概略図を示す。図８において、８１、８２は、基地局ＡＰ１，３，５、基地局ＡＰ２，４，６、８３は列車（００１，００２）、８４は走行路、８５は列車上の無線通信装置ＳＴＡ１〜ＳＴＡ４、８６はチャンネルグループ（ＣＨ−Ｇｒ）である。
【００５６】
基地局８１（ＡＰ１，ＡＰ３，ＡＰ５）は、走行路８４に沿って列車８３（００１，００２）の進行方向左側に配置され、基地局８２（ＡＰ２，ＡＰ４，ＡＰ６）は、走行路８４に沿って列車８３（００１，００２）の進行方向右側に配置されており、列車８３（００１，００２）の進行方向左側に配置された基地局８１（ＡＰ１，ＡＰ３，ＡＰ５）と列車８３上の左側に搭載された無線通信装置ＳＴＡ１，ＳＴＡ３とが無線通信を行い、列車８３（００１，００２）の進行方向右側に配置された基地局８２（ＡＰ２，ＡＰ４，ＡＰ６）と列車８３上の右側に搭載された無線通信装置ＳＴＡ２，ＳＴＡ４とが無線通信を行う。
【００５７】
また、列車８３上に搭載された無線通信装置ＳＴＡ３，ＳＴＡ４は、列車８３の進行方向後方に搭載され、列車８３よりも後方の基地局（ＡＰ１，ＡＰ２）と無線通信を行い、列車８３上に搭載された無線通信装置ＳＴＡ１，ＳＴＡ２は、列車８３の進行方向前方に搭載されて、列車８３よりも前方の基地局（ＡＰ３，ＡＰ４）と更に前方の基地局（ＡＰ５，ＡＰ６）と無線通信する。
【００５８】
基地局８１（ＡＰ１，ＡＰ３，ＡＰ５）と基地局８２（ＡＰ２，ＡＰ４，ＡＰ６）には、それぞれ、チャンネルグループ（ＣＨ−Ｇｒ）８５が割り当てられ、各基地局（ＡＰ１〜ＡＰ６）の各チャンネルグループ（ＣＨ−Ｇｒ）８５には、例えば、図示のように、ＡＰ１（ＣＨ１，ＣＨ４１）、ＡＰ２（ＣＨ２１，ＣＨ６１）、ＡＰ３（ＣＨ４，ＣＨ４４）、ＡＰ４（ＣＨ２４，ＣＨ６４）、ＡＰ５（ＣＨ７，ＣＨ４７）、ＡＰ６（ＣＨ２７，ＣＨ６７））が割り当てられる。
【００５９】
図８において、各基地局における最適無線周波数（ＣＨ）の設定と列車８３に搭載された無線通信装置ＳＴＡ１〜ＳＴＡ４と基地局との接続は以下の手順により行われる。
［最適無線周波数（ＣＨ）の設定］
（１）各基地局ＡＰは、隣接基地局間で互いに干渉しないチャンネルグループ（ＣＨ−Ｇｒ）８６を設定する。
（２）各基地局は、毎周期に電界強度チェックを行い、電界強度のチェック結果を上位の管理局に送信する。
（３）各基地局からの電界強度のチェック結果を受信した管理局は、電界強度が所定値以上のノイズが含まれる無線周波数（ＣＨ）を除いた最適無線周波数（ＣＨ）を選択し、各基地局に通知する。
（４）各基地局は、最適無線周波数（ＣＨ）で次回情報を送信する。（例：列車００１宛て制御情報：ＡＰ１，２，３，４，５，６  列車００２：ＡＰ１，２，３，４）
【００６０】
［無線通信装置ＳＴＡと基地局ＡＰとの接続］
（５）列車８３に搭載された無線通信装置８５（ＳＴＡ１〜ＳＴＡ４）は、地上装置の各基地局と同時通信を実施する。（４ＣＨ多重による冗長構成。）
（６）列車８３に搭載された無線通信装置８８（ＳＴＡ１〜ＳＴＡ４）は、接続可能な基地局ＡＰを固定する。（ＳＴＡ１，３：ＡＰ１，ＡＰ３，ＡＰ５，・・・、ＳＴＡ２，４：ＡＰ２、ＡＰ４，ＡＰ６・・・）
（７）列車８３に搭載された無線通信装置８５と接続が固定された基地局ＡＰ間において、制御情報を時分割で送受信する。
【実施例７】
【００６１】
図９は本発明の実施例７の無線による列車制御方法の手順の説明図を示す。図９において、９１は、管理局（ＡＰマスタ）、９２は、基地局ＡＰ３、９３は、列車８１の無線通信装置（ＳＴＡ１）である。
【００６２】
無線による列車制御方法の手順は以下のように行われる。
［最適無線周波数（ＣＨ）の設定］
（１）基地局９２（例：ＡＰ３）は、毎周期最初に、今回使用無線周波数（ＣＨ４）を用いて一定時間ビーコン情報を送信する。
（２）基地局９２（例：ＡＰ３）は、一定時間ビーコン情報を送信した後、時分割方式により、各列車８１宛ての制御情報を送信する。
（３）基地局９２（例：ＡＰ３）は、時分割方式による制御情報の送信後、電界強度スキャンを実施する。（例：ＣＨ４，ＣＨ４４のスキャン）
（４）基地局９２（例：ＡＰ３）は、電界強度スキャンの実施結果である電界強度のデータを管理局９１（ＡＰマスタ）に送信する。
（５）電界強度のデータを受信した管理局９１（ＡＰマスタ）は、次回使用無線周波数（例：ＣＨ４４）を決定し、基地局９２（例：ＡＰ３）に次回使用無線周波（例：ＣＨ４４）を通知する。
【００６３】
［無線通信装置ＳＴＡと基地局ＡＰとの接続］
（６）列車８１の無線通信装置（ＳＴＡ１）は、基地局・位置・通信周波数の対応データベース内の位置情報と基地局識別情報（ＡＰ−ＩＤ情報）に基づいて、サーチ無線周波数（ＣＨ）を選択する。（列車００１上の無線通信装置：ＳＴＡ１（列車の前方・左側に搭載）：左側前方の基地局ＡＰ３とその先のＡＰ５のサーチＣＨ：ＣＨ４，ＣＨ７，ＣＨ４４，ＣＨ４７）がサーチＣＨである。）
（７）列車１１の無線通信装置（ＳＴＡ１）は、無線周波数（ＣＨ４，ＣＨ７，ＣＨ４４，ＣＨ４７）のサーチ中に、ビーコン情報を受信し、ビーコン情報の無線周波数（ＣＨ）が無線周波数（ＣＨ４４）であれば、無線通信装置（ＳＴＡ１）の無線周波数（ＣＨ）をＣＨ４４に固定する。
（８）列車８１の無線通信装置（ＳＴＡ１）は、固定した無線周波数（ＣＨ４４）を用いて、時分割方式により列車８１宛ての制御情報を受信し、列車位置情報を返信後、次のＣＨサーチを実施する。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、鉄道・モノレール・路面電車（ＬＲＴ：Light Rail Transit）などの移動体における信号保安システムに利用可能であるが、鉄道車両に限らず、自動車における情報通信においても、カーナビゲーション装置による自己位置検知装置と連携して、携帯電話やＴＶ・ラジオなどの通信信頼性を向上できる。
【符号の説明】
【００６５】
１１    列車
１１ｂ    列車
１２    移動局
１３    制御器
１４    位置検知装置
１５    データベース
１５ｂ    データベース
１６    データ処理装置
２１ａ    基地局
２１ｂ    基地局
２２ｂ    基地局
７１    基地局
７２    基地局
７３    列車
７４    走行路
７５    車上制御装置
７６    通信装置
７７    列車位置検知手段
７８    基地局・位置・通信周波数対応データベース
８１    基地局ＡＰ１，３，５
８２    基地局ＡＰ２，４，６
８３    列車（００１，００２）
８４    走行路
８５    列車上の無線通信装置ＳＴＡ１〜ＳＴＡ４
８６    チャンネルグループ（ＣＨ−Ｇｒ）
９１    管理局（ＡＰマスタ）
９２    基地局ＡＰ３
９３    列車の無線通信装置（ＳＴＡ１）
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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