(57)【要約】【課題】保守が必要な基地局で自動的に保守モードに切換えることができるとともに、保守終了後に通常運用の電波に自動的に復帰することが可能となる無線通信システムを提供する。【解決手段】ＥＴＣシステムなどの無線通信システムにおいて、保守用移動局５を搭載した保守用車両２が基地局９が形成する無線通信電波圏１１内に進入し、基地局９からのポーリング信号を受信したとき、保守用移動局５が保守開始信号を電波で送信し、それを基地局９が受信することで、基地局９はそれまで運用していた通常運用の電波から保守用の電波に切換え、この保守用の電波を測定用車両３に搭載した測定用移動局６が受信することで、基地局９の状態を測定する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体が移動する移道路の所定位置に対し無線通信電波圏を形成するように配設された基地局と、前記移道路を利用する移動体に搭載され、前記無線通信電波圏内に進入した際、前記基地局からの質問電波に対して応答電波を送信することで前記基地局との間で通信を開始する移動局とを有して構成される無線通信システムにおいて、
前記基地局に対し点検等の保守を行なう保守用移動体に搭載され、前記無線通信電波圏内に進入し、前記基地局からの質問電波を受信することで前記基地局に対し保守開始信号を電波で送信する保守用移動局と、
前記基地局に設けられ、前記保守用移動局からの保守開始信号を受信することで、それまで運用していた通常運用の電波から保守を行なうための保守用の電波に切換える通信電波制御手段と、
前記保守用移動体または当該保守用移動体とは別の保守用移動体に搭載され、前記無線通信電波圏内に進入し、前記基地局からの保守用の電波を受信することで前記基地局の状態を測定する測定用移動局と、
を具備したことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記通信電波制御手段は、保守用の電波の送信時間を管理するタイマ手段を有し、保守用の電波に切換えた後、前記タイマ手段により設定された一定時間経過後に通常運用の電波に戻すことを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項３】
移動体が移動する移道路の所定位置に対し無線通信電波圏を形成するように配設された基地局と、前記移道路を利用する移動体に搭載され、前記無線通信電波圏内に進入した際、前記基地局からの質問電波に対して応答電波を送信することで前記基地局との間で通信を開始する移動局とを有して構成される無線通信システムにおいて、
前記基地局に対し点検等の保守を行なう保守用移動体に搭載され、前記無線通信電波圏内に進入し、前記基地局からの質問電波を受信することで前記基地局に対し保守開始信号を電波で送信する保守用移動局と、
前記基地局に設けられ、前記保守用移動局からの保守開始信号を受信することで、それまで運用していた通常運用の電波と保守を行なうための保守用の電波を一定時間ごとに交互に送出するように制御する通信電波制御手段と、
前記保守用移動体または当該保守用移動体とは別の保守用移動体に搭載され、前記無線通信電波圏内に進入し、前記基地局からの電波を受信し、この受信電波から前記保守用の電波を抽出することで前記基地局の状態を測定する測定用移動局と、
を具備したことを特徴とする無線通信システム。
【請求項４】
前記通信電波制御手段は、保守用の電波の送信時間を管理するタイマ手段を有し、通常運用の電波と保守用の電波との交互送出に切換えた後、前記タイマ手段により設定された一定時間経過後に通常運用の電波に戻すことを特徴とする請求項３記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記保守用移動体とは別の終了用移動体に搭載され、前記無線通信電波圏内に進入し、前記基地局からの質問電波を受信することで前記基地局に対し保守終了信号を電波で送信する終了用移動局をさらに具備し、
前記通信電波制御手段は、前記基地局が前記終了用移動局からの保守終了信号を受信することで、通常運用の電波と保守用の電波との交互送出から通常運用の電波のみの状態に戻すことを特徴とする請求項３記載の無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば、狭域無線通信を利用した無線通信システムで、有料道路の料金収受を行なうＥＴＣシステム（有料道路自動料金収受システム）などに利用して好適な無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、狭域無線通信を利用した無線通信システムとしてＥＴＣシステム（有料道路自動料金収受システム）が知られている。ＥＴＣシステムは、周知のように、移動体である車両（自動車）に移動局（車載器）を搭載して、地上に設置された基地局との間でマイクロ波を用いた無線通信によりデータのやりとりを行なうことにより通行料金の収受処理を行なうものである。  
このような狭域無線通信を利用したＥＴＣシステム、特にいわゆるフリーフローＥＴＣシステムでは、基地局は高速道路の本線を跨いだガントリ上に設置され、狭域の通信電波圏を維持するために定期的に保守（通信範囲の測定など）を行なう必要がある。しかし、この保守には、基地局から送出される通常運用の電波ではなく、保守用の電波である無変調電波を用いられる。
【０００３】
従来は、この通常運用の電波から保守用の電波への切換えは、道路を閉鎖した状態で、地上に設置された無線用の制御装置を係員が操作することにより行なわれ、その後、各無線機器の動作確認などが行なわれている（たとえば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−６７５０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
人間がアクセスし難い地上から数メートルの高さを有するガントリ上に基地局か設置された場合、保守用の電波への切換え作業が困難であるばかりでなく、非常な危険を伴うものとなる。  
さらに、保守用の電波への切換えをＬＡＮなどの通信回線を使用して遠隔の基地から行なうことも考えられるが、保守には通常、保守用車両が利用され、保守用の電波への切換えを行なう基地への連絡を必要とする。
【０００５】
また、保守用の電波へ切換えた後の通常運用の電波に戻す場合は、再度無線用の制御装置を操作する必要があり、この間、一般の車両との通常の通信ができないため、ＥＴＣのサービスができないなどの問題があるとともに、車線を封鎖して行なわなければならないなどの問題がある。料金所など、複数の車線通路がある場合は、一部の車線を封鎖しても問題が少ないが、本線または出口出路など１車線しかない場所に設置された場合、保守のために車線の封鎖はきわめて困難になる。
【０００６】
そこで、本発明は、保守が必要な基地局で自動的に保守モードに切換えることができるとともに、保守終了後に通常運用の電波に自動的に復帰することが可能となる無線通信システム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】
【０００７】
本発明の無線通信システムは、移動体が移動する移道路の所定位置に対し無線通信電波圏を形成するように配設された基地局と、前記移道路を利用する移動体に搭載され、前記無線通信電波圏内に進入した際、前記基地局からの質問電波に対して応答電波を送信することで前記基地局との間で通信を開始する移動局とを有して構成される無線通信システムにおいて、前記基地局に対し点検等の保守を行なう保守用移動体に搭載され、前記無線通信電波圏内に進入し、前記基地局からの質問電波を受信することで前記基地局に対し保守開始信号を電波で送信する保守用移動局と、前記基地局に設けられ、前記保守用移動局からの保守開始信号を受信することで、それまで運用していた通常運用の電波から保守を行なうための保守用の電波に切換える通信電波制御手段と、前記保守用移動体または当該保守用移動体とは別の保守用移動体に搭載され、前記無線通信電波圏内に進入し、前記基地局からの保守用の電波を受信することで前記基地局の状態を測定する測定用移動局とを具備している。
【０００８】
また、本発明の無線通信システムは、移動体が移動する移道路の所定位置に対し無線通信電波圏を形成するように配設された基地局と、前記移道路を利用する移動体に搭載され、前記無線通信電波圏内に進入した際、前記基地局からの質問電波に対して応答電波を送信することで前記基地局との間で通信を開始する移動局とを有して構成される無線通信システムにおいて、前記基地局に対し点検等の保守を行なう保守用移動体に搭載され、前記無線通信電波圏内に進入し、前記基地局からの質問電波を受信することで前記基地局に対し保守開始信号を電波で送信する保守用移動局と、前記基地局に設けられ、前記保守用移動局からの保守開始信号を受信することで、それまで運用していた通常運用の電波と保守を行なうための保守用の電波を一定時間ごとに交互に送出するように制御する通信電波制御手段と、前記保守用移動体または当該保守用移動体とは別の保守用移動体に搭載され、前記無線通信電波圏内に進入し、前記基地局からの電波を受信し、この受信電波から前記保守用の電波を抽出することで前記基地局の状態を測定する測定用移動局とを具備している。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、保守が必要な基地局で自動的に保守モードに切換えることができるとともに、保守終了後に通常運用の電波に自動的に復帰することが可能となる無線通信システムを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。  
まず、第１の実施の形態について説明する。  
図１は、第１の実施の形態に係る無線通信システムとしての例えばフリーフローＥＴＣシステムの構成を概略的に示すものである。図１において、移動体である車両（自動車）１，２，３は、それぞれ移動局（車載器）４，５，６を搭載していて、たとえば、有料道路（高速道路）における本線（移動路）７を図示矢印方向に走行するものとする。
【００１１】
ここに、車両１は当該道路を利用する一般車両で、移動局（車載器）４を搭載している。車両２は基地局の保守を行なうための保守用車両で、保守用移動局（車載器）５を搭載している。車両３も基地局の保守を行なうための保守用車両で、測定用移動局（車載器）６を搭載しており、以降これを測定用車両と称する。
【００１２】
本線７の所定位置には、当該本線７上を跨った状態でガントリ８が設置されていて、このガントリ８上に基地局９が設置されている。基地局９は、移動局４，５，６との間で通信を行なうためのアンテナ１０を備えていて、図示するように本線７上に対し無線通信電波圏１１を形成するように配設されている。
【００１３】
このような構成において、通常は、本線７を走行する一般車両１（移動局４）が無線通信電波圏１１内に進入すると、当該移動局４は、基地局９からの質問電波（ポーリング信号）を受信し、当該質問電波に対する応答電波を基地局９へ送信することで、基地局９との間で通信を開始するようになっている。
【００１４】
基地局９の保守を行なう際は、図１に示すように、保守用移動局５を搭載した保守用車両２が先行し、その後に測定用移動局６を搭載した測定用車両３が走行する。保守用車両２（保守用移動局５）が無線通信電波圏１１内に進入すると、当該保守用移動局５は、基地局９からの質問電波を受信することで、基地局９に対し保守開始信号を電波で送信する。
【００１５】
基地局９は、保守用移動局５からの保守開始信号を受信することで、それまで運用していた通常運用の電波から保守を行なうための保守用の電波（無変調電波）に切換える。  
保守用車両２に続く測定用車両３（測定用移動局６）が無線通信電波圏１１内に進入すると、当該測定用移動局６は、基地局９からの保守用の電波を受信することで、基地局９の状態（たとえば、通信範囲など）を測定する。
【００１６】
図２は、通常運用状態での電波通信の状態を模式的に示している。この例は、ＥＴＣシステムに使用されている狭域無線通信（ＤＳＲＣ）の例である。この図のＦＣＭＳは基地局９からの信号であり、移動局（車載器）４は、ＭＤＳの時間スロットで通信信号を送信したり、ＭＤＳで基地局９からの信号を受信したりする。
【００１７】
図３は、基地局９からの通信電波が通常運用の電波から保守用の電波（無変調電波）に切換った状態である。このように、無変調電波を測定用移動局６で測定することになるが、移動局４との通信はできない。
【００１８】
基地局９は、この無変調電波（保守用の電波）を送信する時間を管理するタイマ手段を有していて、保守用の電波に切換えた後、当該タイマ手段により設定された一定時間（測定用移動局６が測定を終了する時間）が経過した後に通常運用の電波に戻すようになっている。
【００１９】
図４は、第１の実施の形態に係る基地局９における要部の処理の流れを示しており、以下、それについて説明する。  
通常、無線通信電波圏１１内に対しポーリング信号（質問電波）を送信していて（ステップＳ１）、車両に搭載されている移動局からの応答電波を受信すると（ステップＳ２）、当該応答電波は保守用車両２に搭載された保守用移動局５からの応答電波（保守開始信号）であるか否かを判定し（ステップＳ３）、保守用移動局５からの応答電波ではなく、一般車両１に搭載された移動局４からの応答電波であれば、一般車両１に対する通常の通信を行なう（ステップＳ４）。
【００２０】
ステップＳ３の判定の結果、保守用移動局５からの応答電波（保守開始信号）であれば、それまで運用していた通常運用の電波から保守を行なうための保守用の電波（無変調電波）に切換える（ステップＳ５）。
【００２１】
次に、タイマ手段を動作させ、当該タイマ手段がタイムアップすると（ステップＳ６）、保守用の電波（無変調電波）の送出を停止して通常運用の電波に戻す（ステップＳ７）。その後、ステップＳ１に戻って、上記同様な動作を繰り返す。
【００２２】
このように、第１の実施の形態によれば、保守用移動局５を搭載した保守用車両２がメンテナンスしようとする基地局９が形成する無線通信電波圏１１に接近することで、自動的に保守用の電波送信に切換えることができ、安全にかつ電話など他の設備なしに保守が可能となる。切換えた保守用の電波では、通信領域などの測定はできるが、一般車両１に搭載された移動局４との通信をすることができない。このため、基地局９には保守用の電波送信時間を管理するタイマ手段を持つことで、保守に必要な時間の経過後に、自動的に通常運用の電波に戻すことで、保守状態から自動復帰できるものである。
【００２３】
次に、第２の実施の形態について説明する。  
図５は、第２の実施の形態に係る無線通信システムとしての例えばフリーフローＥＴＣシステムの構成を概略的に示すものである。なお、第１の実施の形態（図１）と同一部分には同一符号を付して説明は省略する。
【００２４】
第２の実施の形態は、図６に示すように、通常運用の電波の間隔を広げて、その間に保守用の電波を挿入したものである。すなわち、基地局９は、保守用移動局５からの保守開始信号を受信すると、それまで運用していた通常運用の電波と保守を行なうための保守用の電波を一定時間ごとに交互に送出するものである。測定用車両３に搭載された測定用移動局６は、基地局９からの受信電波から保守用の電波のみを抽出して、通信範囲の測定などを行なう。
【００２５】
さらに、図５に示すように、保守終了信号を電波で送信する終了用移動局１２を搭載した保守用車両１３を測定用車両３の後から走行させる。保守用車両１３（終了用移動局１２）が無線通信電波圏１１内に進入すると、当該終了用移動局１２は、基地局９からの質問電波を受信することで基地局９に対し保守終了信号を電波で送信する。基地局９は、終了用移動局１２からの保守終了信号を受信することで、通常運用の電波と保守用の電波との交互送出から通常運用の電波のみの状態に戻す。
【００２６】
図７は、第２の実施の形態に係る基地局９における要部の処理の流れを示しており、以下、それについて説明する。  
通常、無線通信電波圏１１内に対しポーリング信号（質問電波）を送信していて（ステップＳ１１）、車両に搭載されている移動局からの応答電波を受信すると（ステップＳ１２）、当該応答電波は保守用車両２に搭載された保守用移動局５からの応答電波（保守開始信号）であるか否かを判定し（ステップＳ１３）、保守用移動局５からの応答電波ではなく、一般車両１に搭載された移動局４からの応答電波であれば、一般車両１に対する通常の通信を行なう（ステップＳ１４）。
【００２７】
ステップＳ１３の判定の結果、保守用移動局５からの応答電波（保守開始信号）であれば、それまで運用していた通常運用の電波の間隔を広げて、その間に保守用の電波（無変調電波）を挿入して送信する（ステップＳ１５）。すなわち、保守用移動局５からの保守開始信号を受信すると、それまで運用していた通常運用の電波のみの状態から、通常運用の電波と保守を行なうための保守用の電波を一定時間ごとに交互に送出する。
【００２８】
次に、車両に搭載されている移動局からの応答電波を受信すると（ステップＳ１６）、当該応答電波は保守用車両１３に搭載された終了用移動局１２からの応答電波（保守終了信号）であるか否かを判定し（ステップＳ１７）、終了用移動局１２からの応答電波ではなく、一般車両１に搭載された移動局４からの応答電波であれば、一般車両１に対する通常の通信を行なう（ステップＳ１８）。
【００２９】
ステップＳ１７の判定の結果、終了用移動局１２からの応答電波（保守終了信号）であれば、通常運用の電波に対する保守用の電波の挿入を停止して通常運用の電波のみの状態に戻す（ステップＳ１９）。その後、ステップＳ１１に戻って、上記同様な動作を繰り返す。
【００３０】
このように、第２の実施の形態によれば、通常運用の電波の間隔を広げて、その間に保守用の電波を挿入して送出し、測定用移動局６はその保守用の電波のみを抽出する手段を持つことで、無線通信電波圏１１内における通信範囲の測定などを行ない、さらには、保守時も一般車両１（移動局４）と通信することが可能となる。この場合も、通常運用の電波に戻すには基地局９内のタイマ手段による。
【００３１】
また、保守終了信号を送信することができる終了用移動局１２により、間隔の広がった通常運用の電波上のポーリング信号に応答して保守終了信号を送信し、基地局９はその保守終了信号を受信することで、保守用の電波の挿入を中止して通常運用の電波状態に戻すことができるようにした場合、たとえば、先導する保守開始信号を送信する保守用車両２と、保守用の電波を受信して無線通信電波圏１１内における通信範囲を測定する測定用車両３と、その後に測定が終了するところを見計らって保守終了信号を送信する終了用移動局１２を搭載した保守用車両１３が同じ無線通信電波圏１１を通過することで、保守状態を終了することができる。  
通常運用の電波に対し保守用の電波を挿入した場合、若干、通信性能が劣る可能性があるが、保守終了信号を送信する終了用移動局１２を搭載した保守用車両１３が、一般車両１の通過速度を抑制するように走行することで、通信性能劣化に対して対応することもできる。
【００３２】
以上説明したように、上記実施の形態によれば、保守が必要な基地局で自動的に保守のモードに切換えることができるとともに、元の通常運用の電波に自動的に復帰することが可能になる。したがって、ガントリ上に設置された機器を操作するなどの危険性もなく、短時間で測定を行なうことができ、車線封鎖必もほとんど必要がないという格別な作用効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る無線通信システムとしての例えばフリーフローＥＴＣシステムの構成を概略的に示す模式図。
【図２】通常運用状態での電波通信の状態を模式的に示す説明図。
【図３】基地局からの通信電波が通常運用の電波から保守用の電波に切換った状態を模式的に示す説明図。
【図４】第１の実施の形態に係る基地局における要部の処理の流れを示すフローチャート。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る無線通信システムとしての例えばフリーフローＥＴＣシステムの構成を概略的に示す模式図。
【図６】通常運用の電波の間隔を広げてその間に保守用の電波を挿入した状態を模式的に示す説明図。
【図７】第２の実施の形態に係る基地局における要部の処理の流れを示すフローチャート。
【符号の説明】
【００３４】
１…一般車両（移動体）、２…保守用車両（移動体）、３…測定用車両（移動体）、４…移動局、５…保守用移動局、６…測定用移動局、７…有料道路（高速道路）の本線（移動路）、８…ガントリ、９…基地局、１０…アンテナ、１１…無線通信電波圏、１２…終了用移動局、１３…保守用車両（移動体）。
【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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