(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の場所に設置された複数の無線用アンテナに対応する複数の通信区間を管理する無線通信設備と、
前記複数の通信区間内で前記無線通信設備と無線通信を行う移動局装置と、
前記移動局装置を搭載した移動体のすれ違いが前記複数の通信区間のうちのどの区間で、いつ生じるかをあらかじめ規定されたすれ違い予測手法で予測する予測部と
を備え、
前記無線通信設備は、前記複数の通信区間のうちですれ違いが予測されたすれ違い区間に対しては通信品質優先の通信方式を用い、前記複数の通信区間のうちですれ違いが予測されなかった非すれ違い区間に対しては伝送容量優先の通信方式に用いるという通信方式の切り替え制御を、前記予測部の予測結果に従って動的に行い、
前記移動局装置は、前記すれ違い区間内では前記通信品質優先の通信方式を用い、前記非すれ違い区間内では前記伝送容量優先の通信方式を用い、
前記予測部は前記移動局装置に設けられており、
前記すれ違い予測手法は、すれ違いが先に生じた移動体に搭載された前記移動局装置からすれ違い時の実際の走行内容を取得し、取得した前記実際の走行内容に基づいて自装置が搭載された移動体のすれ違いを予測する手法である、
無線システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば列車無線システム等に適用可能な無線システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
列車無線システムにおいて基地局装置は、線路沿いに設置された漏洩同軸ケーブル（以下、ＬＣＸとも称する）に接続されており、ＬＣＸを無線アンテナとして用いて、列車に搭載された移動局装置と無線通信を行う。一般に、ＬＣＸは線路の両側に設置され、かかる両側のＬＣＸが同時に利用される。また、複線の場合、上り線路の外側と下り線路の外側とにそれぞれにＬＣＸが設置され、かかる両側のＬＣＸを上り列車と下り列車で共用する。
【０００３】
ここで、上り列車と下り列車がすれ違う際、上り列車の移動局装置と下り側のＬＣＸとの間で送受信される電波が、下り列車によって弱められあるいは遮断されてしまう。この場合、上り列車の移動局装置は上り側のＬＣＸに頼ることになる。つまり、列車のすれ違いによって、通信環境が悪化してしまう。かかる点は下り列車についても同様である。
【０００４】
このため、従来の列車無線システムでは、すれ違い時の通信環境の悪化に耐え通信品質を確保できるように、低いＣ／Ｎ（Carrier to Noise ratio）で動作するＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）等が採用されてきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４６６６３１８号公報
【特許文献２】特許第３５９３９１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に、通信品質（換言すれば伝送品質）の高い通信方式を採用すると、伝送容量は低く抑えられてしまう。このため、上記の従来の列車無線システムによれば、すれ違い時に通信品質を確保可能であっても、大きな伝送容量は期待できない。逆に、伝送容量を増加させると、通信環境の悪化に伴って通信品質の低下、換言すれば伝送ロスの発生を招くことになる。
【０００７】
例えば電波干渉を監視することによって、すれ違い時に通信品質を優先した通信方式に切り替えれば、上記の問題は解決可能かもしれない。しかし、そのような切り替え制御は、移動局装置を搭載した移動体が列車のように高速に移動する場合には不向きと考えられる。なぜならば、電波干渉が検出されてから通信方式の切り替えを開始していたのでは、その切り替えの完了が間に合わない可能性があるからである。
【０００８】
本発明は、移動体に対する無線通信について通信品質と伝送容量の両方を確保可能な技術を提供すること、特に高速で移動する移動体にも適用可能な技術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】
【０００９】
本発明の一態様に係る無線システムは、所定の場所に設置された複数の無線用アンテナに対応する複数の通信区間を管理する無線通信設備と、前記複数の通信区間内で前記無線通信設備と無線通信を行う移動局装置と、前記移動局装置を搭載した移動体のすれ違いが前記複数の通信区間のうちのどの区間で、いつ生じるかをあらかじめ規定されたすれ違い予測手法で予測する予測部とを含む。前記無線通信設備は、前記複数の通信区間のうちですれ違いが予測されたすれ違い区間に対しては通信品質優先の通信方式を用い、前記複数の通信区間のうちですれ違いが予測されなかった非すれ違い区間に対しては伝送容量優先の通信方式に用いるという通信方式の切り替え制御を、前記予測部の予測結果に従って動的に行う。前記移動局装置は、前記すれ違い区間内では前記通信品質優先の通信方式を用い、前記非すれ違い区間内では前記伝送容量優先の通信方式を用いる。前記予測部は前記移動局装置に設けられている。前記すれ違い予測手法は、すれ違いが先に生じた移動体に搭載された前記移動局装置からすれ違い時の実際の走行内容を取得し、取得した前記実際の走行内容に基づいて自装置が搭載された移動体のすれ違いを予測する手法である。
【発明の効果】
【００１０】
上記一態様によれば、すれ違い区間では通信品質優先の通信方式が用いられ、非すれ違い区間では伝送容量優先の通信方式が用いられる。このため、移動体のすれ違いに伴って通信環境が悪化した場合でも、通信品質の低下を軽減または回避可能であるとともに、非すれ違い区間では大きな伝送容量で通信可能である。したがって、通信方式が固定された構成に比べて、通信品質と伝送容量の両方を確保できる。
【００１１】
また、すれ違い区間を事前に予測するので、すれ違い区間に移動体が進入する前に通信方式の切り替えを完了させることが容易になる。したがって、移動局装置が高速に移動する移動体に搭載される場合にも好適な無線システムを提供することができる。また、実際の走行内容に基づいてすれ違いを予測するので、運行ダイヤの乱れ等の影響を受けにくい。
【００１２】
本発明の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態１について無線システムを例示する図である。
【図２】実施の形態１について漏洩同軸ケーブルの設置を例示する図である。
【図３】実施の形態１について通信区間がすれ違い区間と非すれ違い区間とに変化する様子を例示する図である。
【図４】実施の形態１について中央装置を例示するブロック図である。
【図５】実施の形態１について基地局装置を例示するブロック図である。
【図６】実施の形態１について移動局装置を例示するブロック図である。
【図７】実施の形態１について無線システムの動作を例示するフロー図である。
【図８】実施の形態２について基地局装置を例示するブロック図である。
【図９】実施の形態３について移動局装置を例示するブロック図である。
【図１０】実施の形態４について移動局装置を例示するブロック図である。
【図１１】変形例１について基地局装置を例示するブロック図である。
【図１２】変形例１について無線通信設備を例示するブロック図である。
【図１３】変形例２について無線通信設備を例示するブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜実施の形態１＞
＜無線システムの概要＞
図１に、実施の形態１に係る無線システム１を列車無線システムに応用した例を示す。但し、列車以外の移動体（例えば自動車）にも無線システム１を適用可能である。
【００１５】
図１の例では、上り線路１１に列車１３ｐ，１３ｑ，１３ｒが走行し、下り線路１２に列車１３ｓ，１３ｔが走行している。列車１３ｐは１つの車両で構成されてもよいし、複数の車両で構成されてもよい。列車１３ｑ〜１３ｔについても同様である。
【００１６】
なお、以下では、列車１３ｐ〜１３ｔを区別しない場合、符号末尾の小文字アルファベットを省略して列車１３と表記する場合もある。このような表記手法は他の符号についても採用する。
【００１７】
無線システム１では、列車１３ｐ〜１３ｔにそれぞれ搭載された移動局装置２１ｐ〜２１ｔが、無線通信設備３１と無線通信を行う。無線通信設備３１は、移動局装置２１とは異なり、地上に対して固定的に設置されている。無線通信設備３１は、図１の例では、４つの基地局装置３２ａｂ，３２ｃｄ，３２ｅｆ，３２ｇｈと、中央局装置３５とを含んでいる。なお、基地局装置３２の数は図１の例に限定されるものではない。
【００１８】
基地局装置３２ａｂは送受信部３２０１ａ，３２０１ｂを有しており、送受信部３２０１ａ，３２０１ｂは漏洩同軸ケーブル（以下、ＬＣＸとも称する）３４ａ，３４ｂにそれぞれ接続されている。送受信部３２０１ａは、当該送受信部３２０１ａに接続されたＬＣＸ３４ａをアンテナとして利用し、当該ＬＣＸ３４ａを介して電波を送受信する。送受信部３２０１ｂについても同様である。
【００１９】
また、同様に、基地局装置３２ｃｄの送受信部３２０１ｃ，３２０１ｄはＬＣＸ３４ｃ，３４ｄにそれぞれ接続され、基地局装置３２ｅｆの送受信部３２０１ｅ，３２０１ｆはＬＣＸ３４ｅ，３４ｆにそれぞれ接続され、基地局装置３２ｇｈの送受信部３２０１ｇ，３２０１ｈはＬＣＸ３４ｇ，３４ｈにそれぞれ接続されている。
【００２０】
図１では簡略に図示しているが、例えばＬＣＸ３４ａは、図２の俯瞰図に例示するように、上り線路１１の外側に設置されたＬＣＸ３４ａ１と、下り線路１２の外側に設置されたＬＣＸ３４２ａ２とで構成される。かかる１組のＬＣＸ３４ａ１，３４ａ２が基地局装置３２ａｂの送受信部３２０１ａに接続されている。他のＬＣＸ３４ｂ〜３４ｈについても同様である。
【００２１】
ＬＣＸ３４ａ（より具体的には、ＬＣＸ３４ａのうちでアンテナとして機能する部分）は、線路１１，１２（換言すれば、列車１３の移動経路）を延在方向に沿って区切った複数の区間４１のうちの所定の区間４１ａ内に、線路１１，１２に沿って設置されている。他のＬＣＸ３４ｂ〜３４ｈも同様に所定区間４１ｂ〜４１ｈにそれぞれ設置されている。図１の例では、区間４１ａの図中右側に区間４１ｂが位置し、区間４１ｂの図中右側に区間４１ｃが位置し、同様に区間４１ｄ，４１ｅ，４１ｆ，４１ｇ，４１ｈが順番に並んでいる。区間４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅ，４１ｆ，４１ｇ，４１ｈの並び順に対応して、ＬＣＸ３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３４ｅ，３４ｆ，３４ｇ，３４ｈが順番に並んでいる。なお、上記のように、図１では簡略に図示しているが、ＬＣＸ３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３４ｅ，３４ｆ，３４ｇ，３４ｈのそれぞれは上り側と下り側の両方に設置された１組のＬＣＸで構成される（図２参照）。
【００２２】
上記各区間４１は、各ＬＣＸ３４の設置区間４１として把握される。あるいは、上記各区間４１を、各ＬＣＸ３４が無線信号を送受信可能な範囲である通信区間４１として把握してもよい。これらの通信区間４１は無線通信設備３１によって管理されることになる。
【００２３】
なお、区間４１の境界は、同じ基地局装置３２に接続されたＬＣＸ３４の設置区間４１の境界である基地局内境界４２ａｂ，４２ｃｄ，４２ｅｆ，４２ｇｈと、異なる基地局装置３２に接続されたＬＣＸ３４の設置区間４１の境界である基地局間境界４３ｂｃ，４３ｄｅ，４３ｆｇとに大別される。
【００２４】
ここで、各ＬＣＸ３４は、自身の設置区間４１内に存在する移動局装置２１が無線通信設備３１と無線通信を行う際に利用される。図１の例において、例えばＬＣＸ３４ａは、当該ＬＣＸ３４ａの設置区間４１ａ内に存在する列車１３ｐに搭載された移動局装置２１ｐが無線通信設備３１と通信する際に利用される。また、例えばＬＣＸ３４ｆは、移動局装置２１ｒ，２１ｔと無線通信設備３１との間の無線通信に利用される。
【００２５】
中央装置３５は、図１の例では４つの基地局装置３２に有線または無線で接続されており、例えば基地局装置３２およびＬＣＸ３４を介して移動局装置２１と通信する。また、例えば、中央装置３５と基地局装置３２との間での通信（移動局装置２１への電波出力を伴わない通信）、中央装置３５を介した基地局装置３２間の通信、基地局装置３２および中央装置３５を介した移動局装置２１間の通信、等が提供される。
【００２６】
このような構成によれば、例えば、基地局装置３２および移動局装置２１が取得した各種情報を中央装置３５が取得して管理すること、中央装置４５が保有する各種情報を基地局装置３２および移動局装置２１で共有すること、等が可能である。
【００２７】
なお、基地局装置３２は中央装置３５を経由せずに他の基地局装置３２と通信可能に構成されてもよい。また、移動局装置２１は、基地局装置３２を経由せずに、あるいは、基地局装置３２および中央装置３５を経由せずに、他の移動局装置２１と通信可能に構成されてもよい。
【００２８】
また、中央装置３５は無線システム１の各種制御を行う。その一例として以下では、列車１３がすれ違う場所を含む通信区間４１（図１の例では、列車１３ｒ，１３ｔがすれ違う場所を含む通信区間４１ｆ）では、基地局装置３２と移動局装置２１との間の通信方式を、通信品質を優先した方式に切り替える制御を説明する。
【００２９】
ここで、列車１３がすれ違う場所を含む通信区間４１（換言すれば、列車１３のすれ違いが発生する通信区間４１）を、すれ違い区間４４と称することにする。また、列車１３のすれ違いが発生しない通信区間４１を、非すれ違い区間４５と称することにする。なお、すれ違い区間４４をより具体的に特定する場合、対応する通信区間４１の符号末尾の小文字アルファベットを利用するものとする。すなわち、図１の例においては、すれ違い区間に符号４４ｆを用いる場合もある。非すれ違い区間４５についても同様とする。
【００３０】
各通信区間４１はすれ違い区間４４と非すれ違い区間４５のいずれかに分類され、その分類は列車１３の移動に伴って動的に変化する。図３に、通信区間４１ａが時間経過に伴ってすれ違い区間４４または非すれ違い区間４５に変化する様子を例示する。
【００３１】
＜中央装置３５＞
上記の通信方式の切り替えを実現するために、中央装置３５は、列車１３のすれ違いを予測することによって、すれ違い区間４４を特定する。中央装置３５のブロック図を図４に例示する。図４の例によれば、中央装置３５は、運行予定取得部３５０１と、情報取得部３５０２と、記憶部３５０３と、予測部３５０４と、通信方式制御部３５０５とを有している。
【００３２】
＜運行予定取得部３５０１＞
運行予定取得部３５０１は、各列車１３の運行予定に関する情報（以下、運行予定情報とも称する）を、所定の情報提供元（例えば運行指令所）から取得する。運行予定情報が情報提供元において適宜更新される場合、運行予定取得部３５０１はその更新を監視し、最新の運行予定情報を取得する。運行予定取得部３５０１は、取得した運行予定情報を記憶部３５０３および予測部３５０４に供給する。
【００３３】
運行予定情報は、例えば、各列車１３を識別するための情報（以下、列車識別情報とも称する）、計画されたすなわち予定された走行内容（以下、予定走行内容とも称する）、等の情報を含む。列車識別情報は例えば編成番号であり、予定走行内容は例えば走行位置、走行時刻、走行速度を含む。運行予定情報に含まれる情報は関連付けられている。このため、例えば編成番号を検索キーに設定して運行予定情報を検索することによって、所望の列車１３の予定走行内容を抽出可能である。また、例えば走行時刻を検索キーに設定することによって、所望の時刻における各列車１３の走行位置等を抽出可能である。
【００３４】
ここで、運行予定情報を、列車１３に搭載された移動局装置２１の移動予定情報と理解することも可能である。その場合、列車識別情報は各移動局装置２１の移動局識別情報に対応し、予定走行内容は移動局装置２１の予定移動内容に対応する。
【００３５】
＜情報取得部３５０２＞
情報取得部３５０２は、各移動局装置２１および各基地局装置３２から各種情報を取得し、取得した情報を記憶部３５０３および予測部３５０４に供給する。以下では、移動局装置２１から取得する情報を移動局情報とも称し、基地局装置３２から取得する情報を基地局情報とも称する。
【００３６】
移動局情報は、例えば、列車１３の編成番号、列車１３の実際の走行に関する情報（以下、実際走行内容とも称する）、その列車１３に搭載された移動局装置２１の通信状態に関する情報（以下、移動局通信状態とも称する）、等の情報である。実際走行内容は、例えば、走行中に検出した自列車１３の位置や速度、その検出時刻、等を含む。また、実際走行内容は、例えば、実際のすれ違いの検出に関する情報（以下、すれ違い検出情報とも称する）を含んでもよい。移動局通信状態は、例えば、受信レベルや回線品質、その検出時刻、等を含む。移動局情報に含まれる情報は関連付けられている。このため、例えば検出時刻を検索キーに設定することによって、所望の時刻において検出された情報を抽出可能である。
【００３７】
基地局情報は、例えば、各基地局装置３２を識別するための情報（以下、基地局識別情報とも称する）、基地局装置３２内の各送受信部３２０１を識別するための情報（以下、基地局内部識別情報とも称する）、基地局装置３２の通信状態に関する情報（以下、基地局通信状態とも称する）、等の情報である。基地局通信状態は、例えば、受信レベルや回線品質、その検出時刻、等を含む。基地局情報に含まれる情報は関連付けられている。このため、例えば検出時刻を検索キーに設定することによって、所望の時刻において検出された情報を抽出可能である。
【００３８】
＜記憶部３５０３＞
記憶部３５０３は、運行予定取得部３５０１から供給される運行予定情報と、情報取得部３５０２から供給される移動局情報および基地局情報とを蓄積する。より具体的には、記憶部３５０３は、取得した情報を関連付けることによって、データベースを構築する。このため、例えば列車編成番号を検索キーに設定することによって、所望の列車１３について予定走行内容、実際走行内容を抽出可能である。この際、実際走行内容と関連付けられている移動局通信状態と基地局通信情報の一方または両方も同時に抽出可能である。
【００３９】
＜予測部３５０４＞
予測部３５０４は、列車１３のすれ違いがどの通信区間４１でいつ生じるかをあらかじめ規定されたすれ違い予測手法で予測し、予測結果を通信方式制御部３５０５および各基地局装置３２へ供給する。
【００４０】
具体的には、予測部３５０４は、すれ違いが生じる列車２１を予測する。
【００４１】
また、予測部３５０４は、すれ違いが生じる場所（以下、すれ違い場所とも称する）を予測し、それにより、すれ違い場所を含んでいる通信区間４１、すなわちすれ違い区間４４を予測する。例えば各通信区間４１の設定範囲の情報、換言すれば各ＬＣＸ３４の設置範囲の情報をあらかじめ記憶部３５０３等に格納しておくことによって、予測されたすれ違い場所と通信区間４１との対応付けを把握可能である。
【００４２】
また、予測部３５０４は、すれ違いが生じる時間（以下、すれ違い時間とも称する）を予測する。すれ違い時間は、例えば、すれ違いが開始する時刻からそのすれ違いが終了する時刻までの期間として定義される。あるいは、すれ違い期間を、例えば、すれ違うと予測された列車１３の両方がすれ違い区間４４に存在する状態が開始する時刻からその状態が終了するまでの期間として定義してもよい。なお、すれ違い時間に他の定義を用いてもよい。
【００４３】
すれ違い予測手法として、例えば、運行予定取得部３５０１から供給される各列車１３の予定走行内容を比較することによって、すれ違いの発生を予測する手法が挙げられる。あるいは、例えば、情報取得部３５０２からリアルタイムに供給される実際走行内容によって予定走行内容を補正し、補正後の予定走行内容から予測してもよい。あるいは、リアルタイムな実際走行内容に加えてまたは代えて、記憶部３５０３に蓄積されている過去の実際走行内容のうちで同じ運行ダイヤの実際走行内容を参照してもよい。このように各種情報を考慮することによって、予測精度を向上させることができる。
【００４４】
あるいは、例えば、運行予定取得部３５０１から供給される予定走行内容は利用せずに、情報取得部３５０２からリアルタイムに供給される実際走行内容を比較することによって、すれ違いの発生を予測する手法を採用してもよい。この場合も、記憶部３５０３に蓄積されている過去の実際走行内容を参照してもよい。例えば運行ダイヤの乱れ等によって予定走行内容の信頼性が低下した場合、予定走行内容を利用しないことによって、予測精度を確保することができる。
【００４５】
上記で例示した以外のすれ違い手法を採用しても構わない。また、１種類のすれ違い予測手法だけを予測部３５０４に搭載してもよいが、複数種類のすれ違い予測手法を搭載しておきそれらを適宜切り替えてもよい。
【００４６】
また、予測部３５０４は、すれ違い区間４４における通信環境レベルを、例えば記憶部３５０３に蓄積されている過去の移動局通信状態および基地局通信状態を参照することによって、予測可能である。また、通信状態以外の情報、例えば、基地局内境界４２、基地局間境界４３、ハンドオーバ、設備異常、天候（雪、降雪、降雨）等の情報をリアルタイムに取得することによって、あるいは更にそれらの情報を記憶部３５０３等に蓄積しておくことによって、通信環境レベルの予測に利用してもよい。
【００４７】
かかる通信環境レベルの予測は、非すれ違い区間４５についても、行うことが可能である。このため、例えば、非すれ違い区間４５について、すれ違い以外の要因による通信環境の悪化を予測するようにしてもよい。
【００４８】
＜通信方式制御部３５０５＞
通信方式制御部３５０５は、予測部３５０４による予測結果に基づいて、各通信区間４１で用いる通信方式を決定する。
【００４９】
具体的には、通信方式制御部３５０５は、すれ違い区間４４に対して、通信品質を優先させた通信方式を選択する。例えばすれ違い区間４４用の通信方式が１種類だけ用意されている場合、通信方式制御部３５０５はその通信方式を選択する。また、例えばすれ違い区間４４用に複数種類の通信方式が用意されている場合、通信方式制御部３５０５は、予測部３５０４によって予測された通信環境レベルに応じて、通信品質を確保可能な通信方式を選択する。
【００５０】
また、通信方式制御部３５０５は、非すれ違い区間４５に対して、伝送容量を優先させた通信方式を選択する。例えば非すれ違い区間４５用の通信方式が１種類だけ用意されている場合、通信方式制御部３５０５はその通信方式を選択する。また、例えば非すれ違い区間４５用に複数種類の通信方式が用意されている場合、通信方式制御部３５０５は、予測部３５０４によって予測された通信環境レベルに応じて、通信品質を確保しつつ伝送容量を増大させることが可能な通信方式を選択する。
【００５１】
通信品質および伝送容量は、変調方式等の選択によって、制御可能である。例えば低Ｃ／Ｎで動作する方式ほど通信品質を向上可能であり、逆に高Ｃ／Ｎを必要とする方式ほど伝送容量を増大可能である。かかる点に鑑みると、すれ違い区間４４ではＱＰＳＫまたは１６ＱＡＭを選択し、非すれ違い区間４５では６４ＱＡＭ等の多値化方式を選択するという通信方式制御が例示される。
【００５２】
上記のように各通信区間４１がすれ違い区間４４になるか、非すれ違い区間４５になるかは列車１３の移動に伴って動的に変化する。このため、予測部３５０４による予測結果も動的に変化するので、各通信区間４１の通信方式の切り替えは、通信方式制御部３５０５によって、動的に行われる。
【００５３】
＜基地局装置３２＞
図５に、実施の形態１に係る基地局装置３２のブロック図を例示する。なお、図面の煩雑化を避けるため、図５には、基地局装置３２内の１つの送受信部３２０１についてのみ図示している。図５の例によれば、基地局装置３２は、既述の送受信部３２０１に加え、受信レベル検出部３２０２と、回線品質検出部３２０３とを有している。
【００５４】
送受信部３２０１は、中央装置３５の予測部３５から入力された予測結果を、ＬＣＸ３４を介して移動局装置２１へ送信する。また、送受信部３２０１は、移動局装置２１からＬＣＸ３４を介して受信した移動局情報を中央装置３５の情報取得部３５０２へ供給する。また、上記のように、送受信部３２０１の通信方式は、中央装置３５の通信方式制御部３５０５によって制御される。
【００５５】
受信レベル検出部３２０２は、例えば受信電波の強度を測定することによって受信レベルを検出し、検出結果を基地局通信状態の情報として中央装置３５へ通知する。回線品質検出部３２０３は、例えば通信データのビットエラー、パケットエラー等を検出することによって回線品質を検出し、検出結果を基地局通信状態の情報として中央装置３５へ通知する。
【００５６】
＜移動局装置２１＞
図６に、実施の形態１に係る移動局装置２１のブロック図を例示する。図６の例によれば、移動局装置２１は、送受信部２１０１と、情報取得部２１０２と、通信方式制御部２１０３と、位置検出部２１０４と、速度検出部２１０５と、受信レベル検出部２１０６と、回線品質検出部２１０７と、すれ違い検出部２１０８と、編成番号通知部２１０９とを有している。
【００５７】
送受信部２１０１は、列車１３に設けられたアンテナ１３０１を介して、電波を送受信する。情報取得部２１０２は、送受信部２１０１によって受信したデータを取得し、受信データに予測部３５０４による予測結果が含まれている場合、該予測結果を通信方式制御部２１０３へ供給する。通信方式制御部２１０３は、取得した予測結果に基づいて、中央装置３５の通信方式制御部３５０５と同様に、送受信部２１０１の通信方式を動的に制御する。
【００５８】
位置検出部２１０４は、自列車１３の位置（換言すれば移動局装置２１の位置）を検出し、検出結果を実際走行内容の情報として、送受信部２１０１を介して基地局装置３２へ通知する。列車１３の位置情報は例えば、自列車１３から入手可能なキロ程の情報、ＧＰＳ（Global Positioning System）による測定結果、等から取得可能である。速度検出部２１０５は、自列車１３の走行速度（換言すれば移動局装置２１の移動速度）を検出し、検出結果を実際走行内容の情報として、送受信部２１０１を介して基地局装置３２へ通知する。列車１３の速度情報は例えば列車１３の速度計等から取得可能である。
【００５９】
受信レベル検出部２１０６は、例えば受信電波の強度を測定することによって受信レベルを検出し、検出結果を移動局通信状態の情報として基地局装置３２へ通知する。回線品質検出部２１０７は、例えば通信データのビットエラー、パケットエラー等を検出することによって回線品質を検出し、検出結果を移動局通信状態の情報として基地局装置３２へ通知する。
【００６０】
すれ違い検出部２１０８は、例えば通信状況の変化や、列車外部を撮影した映像から、自列車１３と他列車１３とのすれ違いを検出し、すれ違い検出結果の情報（実際走行内容に分類されるものとする）として、送受信部２１０１を介して基地局装置３２へ通知する。
【００６１】
編成番号通知部２１０９は、自列車１３の編成番号を、送受信部２１０１を介して基地局装置３２へ通知する。
【００６２】
＜無線システム１の動作＞
図７に、無線システム１の動作フローを例示する。図７の例によれば、ステップＳ３５１において中央装置３５が各種の情報を取得する。具体的には、運行予定取得部３５０１によって運行予定情報を取得し、情報取得部３５０２によって基地局情報および移動局情報を取得する。そして、中央装置３５の予測部３５０４が列車１３のすれ違いに関連する各種情報を予測する（ステップＳ３５２）。なお、ステップＳ３５１，Ｓ３５２は例えば周期的に実行される。
【００６３】
そして、中央装置３５の通信方式制御部３５０５が上記予測結果に基づいて各通信区間４１の通信方式を選択し（ステップＳ３５３）、その選択結果に応じて基地局装置３２の通信方式が切り替えられる（ステップＳ３２４）。また、各移動局装置２１では、上記予測結果を取得し、通信方式制御部２１０３が上記予測結果に基づいて自装置２１の通信方式を切り替える（ステップＳ２１３，Ｓ２１４）。
【００６４】
なお、例えば、中央装置３５が通信方式制御部３５０５による通信方式の選択結果を各移動局装置２１へ送信し、各移動局装置２１の通信方式制御部３５０５は受信した選択結果に基づいて自装置２１の通信方式を制御してもよい。
【００６５】
無線システム１によれば、すれ違い区間４４では通信品質優先の通信方式が用いられ、非すれ違い区間４５では伝送容量優先の通信方式が用いられる。このため、列車１３のすれ違いに伴って通信環境が悪化した場合でも、通信品質の低下を軽減または回避可能であるとともに、非すれ違い区間４５では大きな伝送容量で通信可能である。したがって、通信方式が固定された構成に比べて、通信品質と伝送容量の両方を確保できる。
【００６６】
また、すれ違い区間４４を事前に予測するので、すれ違い区間４４に列車１３が進入する前に通信方式の切り替えを完了させることが容易になる。したがって、移動局装置２１が、列車のように高速に移動する移動体に搭載される場合にも、無線システム１は好適である。
【００６７】
また、予想部３５０４が中央装置３５に設けられているので、全ての通信区間４１を中央装置３５で一括的に管理可能である。このため、基地局装置３２および移動局装置２１の処理負荷が小さくて済む。
【００６８】
なお、上記では対向する列車１３がすれ違う場合を例示したが、同じ方向に進みつつ追い越しによってすれ違いを生じる場合にも無線システム１は適用可能である。
【００６９】
＜実施の形態２＞
上記の実施の形態１では、中央装置３５がすれ違いの予測および通信方式の制御を行う構成を例示した。本実施の形態２ではそれらの処理を基地局装置で行う例を説明する。図８に、実施の形態２に係る基地局装置３２Ｂのブロック図を例示する。なお、図８も図５と同様に、基地局装置３２Ｂ内の１つの送受信部３２０１についてのみ図示している。
【００７０】
図８の例によれば、基地局装置３２Ｂは、実施の形態１で説明した送受信部３２０１と受信レベル検出部３２０２と回線品質検出部３２０３とに加え、運行予定取得部３２１１と、情報取得部３２１２と、記憶部３２１３と、予測部３２１４と、通信方式制御部３２１５とを有している。
【００７１】
運行予定取得部３２１１は、実施の形態１で中央装置３５に設けられていた運行予定取得部３５０１と同様に機能する。その他の要素３２１２〜３２１５も、実施の形態１で中央装置３５に設けられていた要素３５０２〜３５０５と同様に、それぞれ機能する。
【００７２】
なお、図８では簡略に図示しているが、情報取得部３２１２は、送受信部３２０１を介して通信可能な移動局装置２１については移動局情報を送受信部３２０１から取得し、そうでない移動局装置２１については他の基地局装置３２Ｂおよび中央装置を介して移動局情報を取得する。
【００７３】
かかる構成により、基地局装置３２Ｂにおいて、実施の形態１に係る中央装置３５と同様に、すれ違いの予測および通信方式の制御を行うことが可能である。
【００７４】
なお、隣の基地局装置３２Ｂが管理する通信区間４１から進入する列車１３にも対処するために、隣接する基地局装置３２Ｂは自身が把握している各種情報を互いに供給し合う。この場合、基地局装置３２Ｂ間の通信は、直接的な通信であってもよいし、あるいは、中央装置３５を介した間接的な通信であってもよい。
【００７５】
基地局装置３２Ｂを採用した無線システムによれば、実施の形態１と同様に、通信品質と伝送容量の両方を確保可能になる。また、基地局装置３２Ｂによれば、基地局装置３２Ｂと中央装置との間での情報授受および制御指示が少なくなるので、処理遅延時間を短くすることが可能である。
【００７６】
なお、予測部３２１４を有した基地局装置３２Ｂは、予測部３２１４を有さない基地局装置（例えば実施の形態１に係る基地局装置３２）と混在可能である。例えば、一部の基地局装置（基地局装置３２Ｂ）は自身に設けられた予測部３２１４を利用し、予測部３２１４を有さない残余の基地局装置は中央装置３５の予測部３５０４を利用するように、無線システムを構成してもよい。
【００７７】
＜実施の形態３＞
上記の実施の形態１では、中央装置３５がすれ違いの予測および通信方式の制御を行う構成を例示した。本実施の形態３ではそれらの処理を移動局装置で行う例を説明する。図９に、実施の形態３に係る移動局装置２１Ｃのブロック図を例示する。
【００７８】
図９の例によれば、移動局装置２１Ｃは、実施の形態１で説明した要素２１０１〜２１０９に加え、記憶部２１１３と予測部２１１４とを有している。
【００７９】
記憶部２１１３は、実施の形態１で中央装置３５に設けられていた記憶部３５０３と同様に機能する。また、予測部２１１４は、実施の形態１で中央装置３５に設けられていた予測部３５０４と同様に機能する。
【００８０】
なお、図９の例では、移動局装置２１Ｃは、実施の形態１で中央装置３５に設けられていた運行予定取得部３５０１を有していないが、例えば運行予定情報は中央装置３５によって取得され各移動局装置２１Ｃに配信される。これによれば、移動局装置２１Ｃにおいても、運行予定情報が、予測部２１１４によって利用可能であり、記憶部２１１３によって蓄積可能である。
【００８１】
また、移動局装置２１Ｃによれば、情報取得部２１０２は、自装置２１Ｃの移動局情報お自装置２１の位置検出部２１０２等から取得し、他装置２１Ｃの移動局情報を送受信部２１０１を介して取得する。なお、移動局装置２１Ｃ間の通信は、直接的な通信であってもよいし、あるいは、基地局装置を介したまたは基地局装置および中央装置を介した間接的な通信であってもよい。
【００８２】
かかる構成により、移動局装置２１Ｃにおいて、実施の形態１に係る中央装置３５と同様に、すれ違いの予測および通信方式の制御を行うことが可能である。
【００８３】
なお、例えば基地局装置の通信方式制御部が実施の形態１に係る移動局装置２１の通信方式制御部２１０３と同様に機能することによって、基地局装置は移動局装置２１Ｃと通信方式を合わせることが可能である。但し、各通信区間４１では単一の通信方式が採用されるので、同じ通信区間４１に関与する基地局装置および全ての移動局装置は通信方式を揃える必要が生じる。そのような場合、例えば、基地局装置が各移動局装置の通信方式を把握し、使用する通信方式を調停すればよい。
【００８４】
移動局装置２１Ｃを採用した無線システムによれば、実施の形態１と同様に、通信品質と伝送容量の両方を確保可能になる。また、移動局装置２１Ｃによれば、実施の形態２と同様に、基地局装置と中央装置との間での情報授受および制御指示が少なくなるので、処理遅延時間を短くすることが可能である。
【００８５】
なお、予測部２１１４を有した移動局装置２１Ｃは、予測部２１１４を有さない移動局装置（例えば実施の形態１に係る移動局装置２１）と混在可能である。例えば、一部の移動局装置（移動局装置２１Ｃ）は自身に設けられた予測部２１１４を利用し、予測部２１１４を有さない残余の移動局装置は中央装置３５の予測部３５０４または基地局装置３２Ｂの予測部３２１４を利用するように、無線システムを構成してもよい。
【００８６】
＜実施の形態４＞
本実施の形態４も、上記の実施の形態３と同様に、すれ違いの予測および通信方式の制御を移動局装置で行う例を説明する。図１０に、実施の形態４に係る移動局装置２１Ｄのブロック図を例示する。
【００８７】
図１０の例によれば、移動局装置２１Ｄは、実施の形態１で説明した要素２１０１〜２１０９に加え、予測部２１２４を有している。予測部２１２４は、すれ違いが先に生じた列車１３からすれ違い時の実際走行内容を取得し、取得した実際の走行内容に基づいて、自装置２１Ｄが搭載された自列車１３のすれ違いを予測する。
【００８８】
具体的には、すれ違い検出部２１０８がすれ違いを検出すると、移動局装置２１Ｄはそのすれ違いに関連する情報を後続の列車１３の移動局装置２１Ｄへ送信する。例えば位置検出部２１０４と速度検出部２１０５とが検出結果を出力し、編成番号通知部２１０７が編成番号を出力することによって、実際走行内容が送受信部２１０１を介して送信される。後続の移動局装置２１Ｄでは、先行する移動局装置２１Ｄの実際走行内容が、送受信部２１０１および情報取得部２１０２によって受信され、予測部２１２４へ引き渡される。そして、予測部２１２４は、受信した実際走行内容と、自装置２１Ｄの実際走行内容とに基づいて、先行列車１３がすれ違った列車１３と自列車１３とのすれ違いを予測する。予測結果は通信方式制御部２１０３へ通知される。
【００８９】
なお、移動局装置２１Ｄ間の通信は、直接的な通信であってもよいし、あるいは、基地局装置を介したまたは基地局装置および中央装置を介した間接的な通信であってもよい。
【００９０】
かかる構成により、移動局装置２１Ｄにおいて、すれ違いの予測および通信方式の制御を行うことが可能である。
【００９１】
移動局装置２１Ｄを採用した無線システムによれば、実施の形態１と同様に、通信品質と伝送容量の両方を確保可能になる。また、移動局装置２１Ｄによれば、実際走行内容を主に利用するので、運行ダイヤの乱れ等の影響を受けにくい。
【００９２】
なお、予測部２１２４を有した移動局装置２１Ｄは、実施の形態３に係る予測部２１１４を有した移動局装置２１Ｃと混在可能である。また、予測部２１１４を有した移動局装置２１Ｃは、予測部２１１４を有さない移動局装置（例えば実施の形態１に係る移動局装置２１）と混在可能である。
【００９３】
＜変形例１＞
実施の形態１〜４によれば通信方式の制御は通信区間４１単位で行われる。このため、通信区間４１を細かく分割すれば、例えば通信環境の違いに対してより細やかに対応可能になる。
【００９４】
通信区間４１を短くするためには、ＬＣＸ３４のアンテナ部分（線路１１，１２に沿って設置される部分）を短くすればよい。例えば基地局装置の設置間隔を狭めればよい。あるいは、図１１に例示するように、より多くの送受信部３２０１を搭載した基地局装置３２Ｅを採用すれば、基地局装置の設置台数を抑制可能である。あるいは、図１２に例示する無線通信設備３１Ｆのように、中央装置３５と基地局装置３２との間に統制装置３６を介在させ、各統制装置３６に複数の基地局装置３２を担当させてもよい。これによれば、基地局装置３２の設置が容易になる。
【００９５】
＜変形例２＞
また、ＬＣＸ以外のアンテナを用いて無線通信エリアが形成される場合（例えば空間波列車無線システム）にも上記各種構成を応用可能である。図１３の例では、無線通信設備３１Ｇの各基地局装置３２Ｇが無線通信エリアを形成する様子を模式的に示している。
【００９６】
＜変形例３＞
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００９７】
１  無線システム、１３，１３ｐ〜１３ｔ  列車（移動体）、２１，２１Ｃ，２１Ｄ，２１ｐ〜２３ｔ  移動局装置、３１，３１Ｆ，３１Ｇ  無線通信設備、３２，３２Ｅ，３２Ｇ，３２ａｂ，３２ｃｄ，３２ｅｆ，３２ｇｈ  基地局装置、３４，３４ａ〜３４ｈ  漏洩同軸ケーブル（アンテナ）、３５  中央装置、４１，４１ａ〜４１ｈ  通信区間、４４，４４ｆ  すれ違い区間、４５，４５ａ〜４５ｅ，４５ｇ，４５ｈ  非すれ違い区間、２１１３，３２１３，３５０３  記憶部、２１１４，２１２４，３５０４，３２１４  予測部。
【図１】
0005955027.tif 000002
【図２】
0005955027.tif 000003
【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】
0005955027.tif 000008
【図８】
0005955027.tif 000009
【図９】
0005955027.tif 000010
【図１０】
0005955027.tif 000011
【図１１】
0005955027.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
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