(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンドオーバを実行する走行位置より手前の位置に設置されている地上子から地上子信号を受信すると、その地上子信号を受信した地点を基準にし、その地点からの移動距離から列車の走行位置を計測する位置計測手段と、ハンドオーバを実行する走行位置を格納する格納手段と、上記位置計測手段により計測された列車の走行位置が上記格納手段に格納されている走行位置を超えると、通信対象の無線基地局を切り替えるため、移動局の無線周波数を次の通信対象の無線周波数に変更する周波数変更手段とを備えた列車無線システムにおいて、上記移動局は列車がハンドオーバを実行する走行位置に到達する前に、現在通信中の無線基地局からハンドオーバを実行する走行位置を受信して、その走行位置を上記格納手段に格納することを特徴とする列車無線システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、列車の移動に伴って、移動局の通信対象である無線基地局を逐次切り替える列車無線システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８は従来の列車無線システムを示す構成図であり、図において、１は列車２が走行する軌道（レール）、２は軌道１の上を走行する列車、３は無線基地局と無線通信を実行する移動局無線機、４は移動局無線機３と接続された電話機等の移動局端末、５は地上子６ａ，６ｂからハンドオーバ地点の通過を示す地上子信号を受信する車上子、６ａ，６ｂは軌道１に沿って設置され、地上子信号を送信する地上子、７ａ〜７ｃは列車２が自己の無線通信領域に入ると、移動局無線機３と無線通信を実行する無線基地局、８は無線基地局７ａ〜７ｃを統括する中央装置、９は中央装置８と接続された電話機等の中央装置端末である。
【０００３】
図９は移動局無線機の詳細構成を示す構成図であり、図において、１１は車上子５が例えば地上子６ａからハンドオーバ地点の通過を示す地上子信号を受信すると、移動局送受信機１２の無線周波数（送信周波数及び受信周波数）の切替を指示する周波数切替信号を出力する移動局ＣＰＵ、１２は移動局無線機３の移動局送受信機、１３は移動局ＣＰＵ１１が出力する周波数切替信号にしたがって送信周波数と受信周波数を切り替えるシンセサイザである。
【０００４】
次に動作について説明する。
列車無線システムでは、電波の干渉を避けるため、隣接する無線基地局が使用する無線周波数は異なっており、また、同一の無線基地局における送信機の周波数と受信機の周波数は異なっている。
【０００５】
したがって、列車２に搭載する移動局無線機３が無線基地局と無線通信を実行するためには、移動局無線機３における移動局送受信機１２の無線周波数を列車２の走行位置に応じて変更する必要がある。即ち、移動局送受信機１２の無線周波数を、列車２の現在位置を無線通信領域とする無線基地局の無線周波数に合わせる必要がある。以下、移動局送受信機１２の無線周波数を次の無線対象の無線周波数に変更することを「ハンドオーバ」と呼ぶことにする。
【０００６】
具体的には、列車２の走行位置が無線基地局７ａの無線通信領域内にある場合には、移動局送受信機１２の送信周波数を無線基地局７ａの受信周波数であるｆA2に設定し、移動局送受信機１２の受信周波数を無線基地局７ａの送信周波数であるｆA1に設定する。
また、列車２の走行位置が無線基地局７ｂの無線通信領域内にある場合には、移動局送受信機１２の送信周波数を無線基地局７ｂの受信周波数であるｆB2に設定し、移動局送受信機１２の受信周波数を無線基地局７ｂの送信周波数であるｆB1に設定する。
また、列車２の走行位置が無線基地局７ｃの無線通信領域内にある場合には、移動局送受信機１２の送信周波数を無線基地局７ｃの受信周波数であるｆC2に設定し、移動局送受信機１２の受信周波数を無線基地局７ｃの送信周波数であるｆC1に設定する。
【０００７】
ここで、列車無線システムのハンドオーバを具体的に説明する。
まず、ハンドオーバを実行する地点（無線周波数を切り替える地点）には、地上子６ａ，６ｂが設置されているので、列車２が地上子６ａ，６ｂの近傍を通過すると、車上子５が地上子６ａ，６ｂからハンドオーバ地点の通過を示す地上子信号を受信する。
【０００８】
そして、移動局無線機３の移動局ＣＰＵ１１は、車上子５が地上子信号を受信すると、ハンドオーバ地点の通過を認識し、周波数切替信号を移動局送受信機１２のシンセサイザ１３に送信する。
例えば、車上子５が地上子６ａから地上子信号を受信した場合、移動局ＣＰＵ１１は、移動局送受信機１２の無線周波数を無線基地局７ａの無線周波数から無線基地局７ｂの無線周波数に変更する必要があるので、移動局送受信機１２の送信周波数を無線基地局７ｂの受信周波数ｆB2に変更し、移動局送受信機１２の受信周波数を無線基地局７ｂの送信周波数ｆB1に変更する旨を示す周波数切替信号をシンセサイザ１３に送信する。
【０００９】
シンセサイザ１３は、移動局ＣＰＵ１１から周波数切替信号を受信すると、その周波数切替信号にしたがって移動局送受信機１２の送信周波数と受信周波数を変更して、ハンドオーバを実行する。
これにより、移動局端末４と中央装置端末９は、移動局無線機３と無線基地局を介して、継続して無線通信を実行することができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来の列車無線システムは以上のように構成されているので、車上子５が地上子６ａ，６ｂから地上子信号を受信すると、ハンドオーバを実行するが、ハンドオーバを実行する全ての地点に地上子を設置する必要があるため、設備費用や保守費用等が莫大なものとなり、また、ハンドオーバ地点を変更する場合には、地上子の設置位置を変更しなければならず、多くの手間を必要とする等の課題があった。
【００１１】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、設備費用や保守費用等を削減することができるとともに、ハンドオーバ地点を簡単に変更することができる列車無線システムを得ることを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る列車無線システムは、列車がハンドオーバを実行する走行位置に到達する前に、移動局が現在通信中の無線基地局からハンドオーバを実行する走行位置を受信して、その走行位置を格納手段に格納するようにしたものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による列車無線システムを示す構成図であり、図において、２１は列車２２が走行する軌道（レール）、２２は軌道２１の上を走行する列車、２３は無線基地局と無線通信を実行する移動局無線機（移動局）、２４は移動局無線機２３と接続された電話機等の移動局端末、２５は地上子２６から絶対位置を示す地上子信号を受信する車上子（位置計測手段）、２６は軌道２１に沿って設置され、地上子信号を送信する地上子（位置計測手段）、２７ａ〜２７ｃは列車２２が自己の無線通信領域に入ると、移動局無線機２３と無線通信を実行する無線基地局、２８は無線基地局２７ａ〜２７ｃを統括する中央装置、２９は中央装置２８と接続された電話機等の中央装置端末である。
【００１８】
図２は移動局無線機の詳細構成を示す構成図であり、図において、３１は車上子２５が地上子２６から絶対位置を示す地上子信号を受信すると、その地上子信号を受信した地点を基準にして、列車２２の走行位置を計測する位置計測器（位置計測手段）、３２はハンドオーバ情報（ハンドオーバを実行する走行位置）を格納する移動局内部メモリ（格納手段）、３３は位置計測器３１により計測された列車２２の走行位置がハンドオーバを実行する走行位置を超えると、移動局送受信機３４の無線周波数（送信周波数及び受信周波数）の切替を指示する周波数切替信号を出力する移動局ＣＰＵ（周波数変更手段）、３４は移動局無線機２３の移動局送受信機、３５は移動局ＣＰＵ３３が出力する周波数切替信号にしたがって送信周波数と受信周波数を切り替えるシンセサイザ（周波数変更手段）である。
なお、図３はこの発明の実施の形態１によるハンドオーバ実行方法を示すフローチャートである。
【００１９】
次に動作について説明する。
列車無線システムでは、電波の干渉を避けるため、隣接する無線基地局が使用する無線周波数は異なっており、また、同一の無線基地局における送信機の周波数と受信機の周波数は異なっている。
【００２０】
したがって、列車２２に搭載する移動局無線機２３が無線基地局と無線通信を実行するためには、移動局無線機２３における移動局送受信機３４の無線周波数を列車２２の走行位置に応じて変更する必要がある。即ち、移動局送受信機３４の無線周波数を、列車２２の現在位置を無線通信領域とする無線基地局の無線周波数に合わせる必要がある。以下、移動局送受信機３４の無線周波数を次の無線対象の無線周波数に変更することを「ハンドオーバ」と呼ぶことにする。
【００２１】
具体的には、列車２２の走行位置が無線基地局２７ａの無線通信領域内にある場合には、移動局送受信機３４の送信周波数を無線基地局２７ａの受信周波数であるｆA2に設定し、移動局送受信機３４の受信周波数を無線基地局２７ａの送信周波数であるｆA1に設定する。
また、列車２２の走行位置が無線基地局２７ｂの無線通信領域内にある場合には、移動局送受信機３４の送信周波数を無線基地局２７ｂの受信周波数であるｆB2に設定し、移動局送受信機３４の受信周波数を無線基地局２７ｂの送信周波数であるｆB1に設定する。
また、列車２２の走行位置が無線基地局２７ｃの無線通信領域内にある場合には、移動局送受信機３４の送信周波数を無線基地局２７ｃの受信周波数であるｆC2に設定し、移動局送受信機３４の受信周波数を無線基地局２７ｃの送信周波数であるｆC1に設定する。
【００２２】
ここで、列車無線システムのハンドオーバを具体的に説明する。
まず、位置計測器３１は、列車２２が地上子２６の近傍を通過すると、車上子２５が地上子２６から絶対位置を示す地上子信号を受信するので（ステップＳＴ１）、その地上子信号を受信した地点を基準にして、列車２２の走行位置を計測する（ステップＳＴ２）。
即ち、位置計測器３１は、地上子信号を受信した地点からの移動距離を、列車２２の速度計等から換算して、列車２２の走行位置を計測する。
【００２３】
そして、移動局ＣＰＵ３３は、位置計測器３１が列車２２の走行位置を計測すると、列車２２の走行位置と移動局内部メモリ３２に格納されているハンドオーバ情報（ハンドオーバを実行する走行位置）を比較し（ステップＳＴ３）、列車２２の走行位置がハンドオーバを実行する走行位置を越えると（ステップＳＴ４）、移動局送受信機３４の無線周波数（送信周波数及び受信周波数）の切替を指示する周波数切替信号をシンセサイザ３５に送信する（ステップＳＴ５）。
【００２４】
即ち、移動局内部メモリ３２には、複数のハンドオーバ地点に対応する走行位置と、複数のハンドオーバ地点に対応する無線基地局の無線周波数が格納されているので、列車２２の走行位置からいずれのハンドオーバ地点に到達したかを特定して、ハンドオーバ地点に対応する無線基地局の無線周波数を認識し、その無線周波数への切替を指示する周波数切替信号をシンセサイザ３５に送信する。
例えば、無線基地局２７ａから無線基地局２７ｂにハンドオーバする場合には、移動局送受信機３４の送信周波数を無線基地局２７ｂの受信周波数ｆB2に変更し、移動局送受信機３４の受信周波数を無線基地局２７ｂの送信周波数ｆB1に変更する旨を示す周波数切替信号をシンセサイザ３５に送信する。
【００２５】
シンセサイザ３５は、移動局ＣＰＵ３３から周波数切替信号を受信すると、その周波数切替信号にしたがって移動局送受信機３４の送信周波数と受信周波数を変更して、ハンドオーバを実行する（ステップＳＴ６）。
これにより、移動局端末２４と中央装置端末２９は、移動局無線機２３と無線基地局を介して、継続して無線通信を実行することができる。
【００２６】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、位置計測器３１により計測された列車２２の走行位置が移動局内部メモリ３２に格納されている走行位置と一致すると、通信対象の無線基地局を切り替えるため、移動局無線機２３の無線周波数を次の通信対象の無線周波数に変更するように構成したので、ハンドオーバを実行する全ての地点に地上子を設置することなく、ハンドオーバを実行することができるようになり、その結果、設備費用や保守費用等を大幅に削減することができるとともに、ハンドオーバ地点を簡単に変更することができる効果を奏する。
【００２７】
実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２による列車無線システムにおける移動局無線機の詳細構成を示す構成図であり、図において、図２と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
３６はＧＰＳ衛星からＧＰＳデータを受信して、列車の走行位置を検出するＧＰＳ無線機（位置計測手段）である。
【００２８】
次に動作について説明する。
上記実施の形態１では、位置計測器３１が地上子信号を受信した地点を基準にして、列車２２の走行位置を計測するものについて示したが、ＧＰＳ無線機３６がＧＰＳ衛星からＧＰＳデータを受信して、列車２２の走行位置を検出するようにしてもよい。
【００２９】
これにより、列車２２の走行位置をリアルタイムに検知できるので、列車２２に設置された車上子２５と、軌道２１に沿って設置された地上子２６が不要になり、さらに、設備費用や保守費用等を削減することができる効果を奏する。
【００３０】
実施の形態３．
上記実施の形態１及び実施の形態２では、ハンドオーバ情報を移動局内部メモリ３２に格納するものについて示したが、図５に示すように、実際に走行する線区のハンドオーバ情報をＩＣカード等の外部記憶装置（格納手段）３７に格納し、走行する線区毎に外部記憶装置３７を入れ替えるようにしてもよい。
これにより、移動局内部メモリ３２の容量を軽減できるため、設備費用等を一層削減することができる効果を奏する。
【００３１】
実施の形態４．
上記実施の形態１及び実施の形態２では、予め、ハンドオーバ情報を移動局内部メモリ３２に格納するものについて示したが、移動局が特定の時間（例えば、列車２２が車両基地から出発する時間）になると、特定の無線基地局からハンドオーバ情報を受信して、そのハンドオーバ情報を移動局内部メモリ３２に格納するようにしてもよい。
【００３２】
これにより、移動局内部メモリ３２に格納されているハンドオーバ情報が電源停電時（例えば、列車２２が車庫に納車されているときは、通常電源が切られる）に消失しても、特定の時間になると特定の無線基地局からハンドオーバ情報を受信することができるため、ＲＡＭ等を移動局内部メモリ３２として使用することができる効果を奏する。
【００３３】
実施の形態５．
図６はこの発明の実施の形態５による列車無線システムにおける移動局無線機と無線基地局の詳細構成を示す構成図であり、図において、図２と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
３８は図２の移動局ＣＰＵ３３と同様の機能を実現する他に、位置計測器３１により計測された列車２２の走行位置を示す位置情報を、移動局送受信機３４を介して現在通信中の無線基地局に送信する一方、現在通信中の無線基地局からハンドオーバ情報を受信すると、そのハンドオーバ情報を移動局内部メモリ３２に格納する移動局ＣＰＵ（周波数変更手段）である。
【００３４】
３９はハンドオーバ情報（ハンドオーバを実行する走行位置）を格納する基地局内部メモリ（格納手段）、４０は無線基地局２７ａ，２７ｂ，２７ｃの基地局送受信機、４１は基地局送受信機４０が移動局送受信機３４から位置情報を受信すると、列車２２の走行位置を把握して、列車２２がハンドオーバ地点に到達する前に、基地局内部メモリ３９に格納されているハンドオーバ情報を、基地局送受信機４０を介して移動局無線機２３に送信する基地局ＣＰＵである。
【００３５】
次に動作について説明する。
上記実施の形態１及び実施の形態２では、予め、ハンドオーバ情報を移動局内部メモリ３２に格納するものについて示したが、列車２２がハンドオーバ地点に到達する前に、現在通信中の無線基地局からハンドオーバ情報を受信するようにしてもよい。
【００３６】
即ち、移動局ＣＰＵ３８は、位置計測器３１またはＧＰＳ無線機３６が列車２２の走行位置を計測すると、上記実施の形態１及び実施の形態２と同様に、列車２２の走行位置をハンドオーバ情報と比較し、列車２２の走行位置がハンドオーバ地点に到達すると、周波数切替信号をシンセサイザ３５に送信してハンドオーバを実行するが、下記に示す点で相違している。
【００３７】
移動局内部メモリ３２には、予め、ハンドオーバ情報が格納されていないので、移動局ＣＰＵ３８は、位置計測器３１またはＧＰＳ無線機３６が列車２２の走行位置を計測すると、ハンドオーバ情報を取得するため、列車２２の走行位置を示す位置情報を移動局送受信機３４を介して現在通信中の無線基地局に送信する。
ここでは、説明の便宜上、無線基地局２７ａが現在通信中の無線基地局であるとする。
【００３８】
そして、無線基地局２７ａの基地局ＣＰＵ４１は、基地局送受信機４０が移動局送受信機３４から列車２２の走行位置を示す位置情報を受信すると、列車２２の走行位置を把握して、列車２２がハンドオーバ地点に到達する前に、基地局内部メモリ３９に格納されているハンドオーバ情報を、基地局送受信機４０を介して移動局無線機２３に送信する。
例えば、列車２２の走行位置からハンドオーバ地点までの距離が１Ｋｍを下回ると、基地局送受信機４０からハンドオーバ情報を移動局無線機２３に送信させる。
【００３９】
そして、移動局ＣＰＵ３８は、移動局送受信機３４が現在通信中の無線基地局である無線基地局２７ａからハンドオーバ情報を受信すると、そのハンドオーバ情報を移動局内部メモリ３２に格納し、以後、上記実施の形態１及び実施の形態２と同様の処理を実行する。
ただし、ハンドオーバを実行して、通信対象が無線基地局２７ｂになると、今度は、列車２２の走行位置を示す位置情報を無線基地局２７ｂに送信して、同様に、ハンドオーバ情報を取得する。
【００４０】
これにより、上記実施の形態１及び実施の形態２と同様の効果を奏することができるとともに、次のハンドオーバ地点に係るハンドオーバ情報のみを格納すれば足りるので、移動局内部メモリ３２の容量を軽減することができる効果を奏する。
【００４１】
実施の形態６．
上記実施の形態５では、ハンドオーバ情報を基地局内部メモリ３９に格納するものについて示したが、図７に示すように、実際に走行する線区のハンドオーバ情報を外部記憶装置（格納手段）４２に格納し、走行する線区毎に外部記憶装置４２を入れ替えるようにしてもよい。
これにより、基地局内部メモリ３９の容量を軽減できるため、設備費用等を一層削減することができる効果を奏する。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、ハンドオーバを実行する走行位置より手前の位置に設置されている地上子から地上子信号を受信すると、その地上子信号を受信した地点を基準にし、その地点からの移動距離から列車の走行位置を計測する位置計測手段を設け、その位置計測手段により計測された列車の走行位置が格納手段に格納されている走行位置を超えると、通信対象の無線基地局を切り替えるため、移動局の無線周波数を次の通信対象の無線周波数に変更するように構成したので、ハンドオーバを実行する全ての地点に地上子を設置することなく、任意の地点に１個の地上子を設置するだけで、列車の走行位置を計測して、ハンドオーバを実行することができるようになり、その結果、設備費用や保守費用等を大幅に削減することができるとともに、ハンドオーバ地点を簡単に変更することができる効果がある。
また、この発明によれば、列車がハンドオーバを実行する走行位置に到達する前に、移動局が現在通信中の無線基地局からハンドオーバを実行する走行位置を受信して、その走行位置を格納手段に格納するように構成したので、予め、ハンドオーバを実行する走行位置を格納手段に格納することなく、ハンドオーバを実行する走行位置を取得することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１による列車無線システムを示す構成図である。
【図２】  この発明の実施の形態１による列車無線システムにおける移動局無線機の詳細構成を示す構成図である。
【図３】  この発明の実施の形態１によるハンドオーバ実行方法を示すフローチャートである。
【図４】  この発明の実施の形態２による列車無線システムにおける移動局無線機の詳細構成を示す構成図である。
【図５】  この発明の実施の形態３による列車無線システムにおける移動局無線機の詳細構成を示す構成図である。
【図６】  この発明の実施の形態５による列車無線システムにおける移動局無線機と無線基地局の詳細構成を示す構成図である。
【図７】  この発明の実施の形態６による列車無線システムにおける移動局無線機と無線基地局の詳細構成を示す構成図である。
【図８】  従来の列車無線システムを示す構成図である。
【図９】  移動局無線機の詳細構成を示す構成図である。
【符号の説明】
２２  列車、２３  移動局無線機（移動局）、２５  車上子（位置計測手段）、２６  地上子（位置計測手段）、２７ａ〜２７ｃ  無線基地局、３１  位置計測器（位置計測手段）、３２  移動局内部メモリ（格納手段）、３３，３８  移動局ＣＰＵ（周波数変更手段）、３５  シンセサイザ（周波数変更手段）、３６  ＧＰＳ無線機（位置計測手段）、３７，４２  外部記憶装置（格納手段）、３９  基地局内部メモリ（格納手段）。
【図１】
0003698908.tif 000002
【図２】
0003698908.tif 000003
【図３】
0003698908.tif 000004
【図４】
0003698908.tif 000005
【図５】
0003698908.tif 000006
【図６】
0003698908.tif 000007
【図７】
0003698908.tif 000008
【図８】
0003698908.tif 000009
【図９】
0003698908.tif 000010