(57)【要約】  【課題】  移動局がエリア間の移動を行った場合に再送を必要とせず、また、現在のエリアと次に移動するエリアとの通信のハンドオーバを簡易な手順にて行うデジタル無線システムを提供する。【解決手段】  制御局と、該制御局に接続された複数の基地局と、該複数の基地局周辺を移動する複数の移動局とより構成されるデジタル無線システムにおいて、前記複数の移動局の各々は、前記複数の基地局の任意の基地局より基地局コードを受信した際に、自局の移動局コードを含む返信データを送信し、これを受信した当該基地局は、前記返信データに含まれる移動局コードを記憶し、該記憶した情報により、当該基地局のエリアに在する移動局の応答順位を付与して当該移動局に送信し、これを受信した当該移動局からの前記応答順位に基づいて当該基地局に当該移動局の移動局コードを送信することで、該基地局のエリア内に存在する移動局の認識を行う。【選択図】  図１
2006211491.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御局と、該制御局に接続された複数の基地局と、該複数の基地局周辺を移動する複数の移動局と、より構成されるデジタル無線システムにおいて、
前記複数の移動局の各々は、前記複数の基地局の任意の基地局より基地局コードを受信した際に、自局の移動局コードを含む返信データを送信し、
これを受信した当該基地局は、前記返信データに含まれる移動局コードを記憶し、
該記憶した情報により、当該基地局のエリアに在する移動局の応答順位を付与して当該移動局に送信し、
これを受信した当該移動局からの前記応答順位に基づいて当該基地局に当該移動局の移動局コードを送信することで、該基地局のエリア内に存在する移動局の認識を行うことを特徴とするデジタル無線システム。
【請求項２】
前記移動局の各々は、当該移動局の移動方向を取得して、前記応答順位に基づいて当該基地局に当該移動局の移動局コードを送信することで、該基地局のエリア内に存在する移動局の認識を移動局の移動方向とともに行うことを特徴とする請求項１に記載のデジタル無線システム。
【請求項３】
前記複数の基地局の各々は、他の基地局からの所定時間前の送信情報の取得手段を備え移動局から送信される移動局コードに他の基地局の基地局コードが含まれる場合、当該他の基地局に対して自局の基地局コードとともに当該移動局のコードを送信し、
これを受信した当該他の基地局は所定時間、当該移動局に送信すべき通信データを送信することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のデジタル無線システム。
【請求項４】
前記複数の基地局は、任意の移動局に送信する基地局が複数ある場合に、当該移動局のタイミング情報を当該移動局に送信する複数の基地局毎に送信し、
これを受信した基地局が同一のタイミングを生成し、
該生成したタイミングに基づいて当該複数の基地局より当該移動局に対してデータの送信を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載のデジタル無線システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル無線システムに関するものであり、特に、複数の基地局を移動する移動局の制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のデジタル無線システムとしては、例えば、基地局と移動局との間でポーリング信号により移動局の状況を基地局側にて把握する無線通信システム（特許文献１）や、列車の線路に沿って複数の基地局を設置し、線路上を移動する列車に搭載した移動無線局がこれら基地局との無線通信を行う列車用の無線システム（特許文献２）などがある。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１７２９４２号公報
【特許文献２】特開２００１−２６８６２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のデジタル無線システムは、例えばポーリング信号の応答信号が分割されて送信される場合など、分割された１つのデータの受信中に移動局がエリア間の移動を行った場合に再送が必要になってしまうという問題点がある。
特に列車用の無線システムの場合、エリアを跨る列車（移動局）が現在のエリアと次に移動するエリアとの通信のハンドオーバを複雑な手順にて行う必要があって、データの損失が大きい。
【０００５】
本発明の目的は上記に鑑みて為されたものであり、移動局がエリア間の移動を行った場合に再送を必要とせず、また、現在のエリアと次に移動するエリアとの通信のハンドオーバを簡易な手順にて行うことのできるデジタル無線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】
【０００６】
上記従来の問題点を解決するため請求項１に記載の発明は、制御局と、該制御局に接続された複数の基地局と、該複数の基地局周辺を移動する複数の移動局と、より構成されるデジタル無線システムにおいて、前記複数の移動局の各々は、前記複数の基地局の任意の基地局より基地局コードを受信した際に、自局の移動局コードを含む返信データを送信し、これを受信した当該基地局は、前記返信データに含まれる移動局コードを記憶し、該記憶した情報により、当該基地局のエリアに在する移動局の応答順位を付与して当該移動局に送信し、これを受信した当該移動局からの前記応答順位に基づいて当該基地局に当該移動局の移動局コードを送信することで、該基地局のエリア内に存在する移動局の認識を行うことを特徴とする。
【０００７】
上記従来の問題点を解決するため請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のデジタル無線システムであって、前記移動局の各々は、当該移動局の移動方向を取得して、前記応答順位に基づいて当該基地局に当該移動局の移動局コードを送信することで、該基地局のエリア内に存在する移動局の認識を移動局の移動方向とともに行うことを特徴とする。
【０００８】
上記従来の問題点を解決するため請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のデジタル無線システムであって、前記複数の基地局の各々は、他の基地局からの所定時間前の送信情報の取得手段を備え移動局から送信される移動局コードに他の基地局の基地局コードが含まれる場合、当該他の基地局に対して自局の基地局コードとともに当該移動局のコードを送信し、これを受信した当該他の基地局は所定時間、当該移動局に送信すべき通信データを送信することを特徴とする。
【０００９】
上記従来の問題点を解決するため請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３に記載のデジタル無線システムであって、前記複数の基地局は、任意の移動局に送信する基地局が複数ある場合に、当該移動局のタイミング情報を当該移動局に送信する複数の基地局毎に送信し、これを受信した基地局が同一のタイミングを生成し、該生成したタイミングに基づいて当該複数の基地局より当該移動局に対してデータの送信を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、移動局がエリア間の移動を行った場合に再送を必要とせず、また、現在のエリアと次に移動するエリアとの通信のハンドオーバを簡易な手順にて行うことのできるデジタル無線システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係るデジタル無線システムの構成を示すシステムブロック図の一例である。
複数の基地局２１〜２３は、新幹線などの鉄道あるいは高速道路などに沿って、設置され、線路あるいは道路を移動する列車や自動車などの移動局３１〜３３に搭載された無線移動局と通信を行う。
具体的には、列車無線システムの場合は線路に沿って、もしくは、高速道路などの自動車と道路での無線システムの場合は道路に沿って、同軸漏洩ケーブルが配線され、この同軸漏洩ケーブルの所定の間隔毎に基地局が設置され、各基地局は制御局が管理する。
図において、各基地局２１〜２３は、制御局１に接続されて該制御局１は例えば、同期情報を配信してこれらの各基地局が配信された同期情報に応じて各局間の同期を取るといった制御を行っている。
そして、各基地局のエリア内にいる列車に搭載された移動局、もしくは自動車に搭載された移動局と、当該基地局との間で無線通信を確立する。
【００１２】
図２は、本発明の実施の形態に係るデジタル無線システムの動作を示す動作フロー図（その１）の一例である。
前述した図１において、制御局１により制御される基地局２１、基地局２２、基地局２３があり、そのうち基地局２２のエリア内にある移動体３１、移動体３２、移動体３３が存在しており、移動局３１は基地局２１のエリアにも跨り、移動局３３は基地局２３のエリアにも跨っているものとする。
そして、各基地局とそのエリア内の移動局間でＩＰ通信などのデータ通信を無線通信を行う。
【００１３】
ここで、基地局２３のエリア内に基地局２１のエリアから移動してきた移動局３１は、基地局２２からの基地局コードを受信し、これを受けて基地局２２に対し移動局３１の識別コードを送信（返信）する。
なお、識別コードは無線フレーム中のコントロールチャネルに使用しているスロットに付加している。
基地局２２は、この返信された識別コードを返信された時刻とともに一定時間記憶する。
そして、基地局２２は識別コードを移動局毎に応答順番を付与して定期的に送信する。
移動局３１はこの応答順番に従い基地局２２に対し識別コードを送信（返信）する事で、基地局２２は本エリア内に存在する移動局３１を認識する。
同様の動作を移動局３２や移動局３３でも行うことにより基地局のエリアを移動する移動局毎に各基地局との通信を可能としている。
なお、前述した、基地局２２が識別コードを移動局毎に応答順番を付与するに際しては、例えば、後述する図６のメモリテーブルの各移動局が受信した時刻の情報ｄ６２に基づく、若しくは、各移動局からの受信順位に基づく、などにより応答順位の決定を行っている。
【００１４】
図５は、本発明の実施の形態に係るデジタル無線システムの動作を示す動作フロー図（その２）の一例である。
移動局移動局の移動方向があらかじめ把握されている場合、例えば、移動局３１が基地局２１から基地局２２に移動し、さらに次は基地局２３に移る事が予測可能である。
そこで、移動局３１派前述の応答順番に従うと共に移動方向の情報を付加した識別コードを送信することも出来る。
例えば、移動方向は列車の運行予定よりあらかじめ制御局１で把握されている、もしくは、移動方向をＧＰＳ（Global Positioning System）により把握しておく、などにより移動方向を取得することにより、移動経路が単純な場合には移動方向を簡易に把握、設定しておくことができる。
【００１５】
そこで、移動局３３が基地局２２のエリアから基地局２３のエリアに移動する場合について説明する。
基地局２２からは、移動方向が判明した時点で、基地局２３に制御局１経由あるいは直接送信データを送信し、基地局２３は基地局２２から送信されたデータを一定時間記憶する。
移動局３３は基地局２３のエリアに移動して入り、基地局２３からの基地局コードを受信する。
そして移動局３３は識別コードに以前のエリアである基地局２２および基地局２３のコードを付加し送信（返信）する。
基地局２３はあらかじめ基地局２２から、移動局３３に送るべき一定時間分の送信データを入手しておき、基地局２２および基地局２３のコードが付加された移動局３３の識別コードを受信すると、基地局２３では該一定時間前からの送信データを移動局３３に対して送信する。
このような動作によりエリア間を跨って移動する移動局に対して、基地局と移動局間のデータの送受を行うことができる。
なお、通常、基地局と他の基地局間との通信は、基地局と移動局間との通信に比較して１０倍以上の伝送速度がある。
【００１６】
図６は、本発明の実施の形態に係るデジタル無線システムの基地局のメモリテーブル図の一例である。
基地局からは、無線データのフォーマットである無線フレームの所定のスロットに当該基地局の固有のコードを付与して送信され、これを受信した移動局は、無線データのフォーマットである無線フレームの所定のスロットに当該移動局固有のコードを付加して送信（返信）する。
すなわち、複数の基地局と基地局周辺を移動する複数の移動局より構成されるデジタル無線システムにおいて、基地局の送信フォーマットである無線フレームのスロットに基地局毎に異なるコードを付与され、また、これを受信した移動局からの無線フレームのスロットに当該移動局毎に異なるコードが付与されて送信（返信）されることとなる。
前述した図２（動作フローその１）、あるいは、図５（動作フローその２）のデータ送受信では、当該移動局の識別コードを基地局側に送信（返信）しているが、その際、基地局側にて、当該基地局エリア内に存在する移動局の情報を一定時間、記憶している。
記憶されるデータとしては、識別コードに含まれている移動局固有のコード「移動局コードＤ６１」、当該移動局からの応答の時刻「応答時刻Ｄ６２」、当該移動局が当該基地局エリアの前のエリアの基地局コードを保持している場合の「前基地局コードＤ６３」、当該移動局の移動している方向を示す「移動方向Ｄ６４」、などである。
これらのデータは、制御チャネルにて取得した各移動局毎に識別コードとして記憶される。
【００１７】
例えば、図６のテーブルの１行目では、移動局コードＤ６１として「０００１」を固有のコードとする移動局が当該基地局に応答の送信を行った場合にこれを受信すると、当該移動局固有のコード「０００１」とともにその応答時刻Ｄ６２に「０８：２０」が記憶される。
また、その応答の信号に、前の基地局のコードが付加されている場合には前基地局コードＤ６３に「ｋ０１」という基地局コードが付加され、さらに、当該移動局の移動している移動方向Ｄ６４が付加されている場合には「１」という移動方向を示す情報が記憶されることとなる。
例えば、図６のテーブル３行目は、移動局コードＤ６１「００１３」を固有のコードとする移動局が当該基地局に応答の送信を行ってこれを応答時刻Ｄ６２「０８：３２」に受信しており、前基地局コードＤ６３「ｋ０１」、移動方向Ｄ６４「１」は、前述した１行目の「０００１」の移動局と同じ基地局より移動してきて、同じ方向に進行していることが分かる。
例えば、図６のテーブル２行目は、移動局コードＤ６１「００１２」を固有のコードとする移動局が当該基地局に応答の送信を行ってこれを応答時刻Ｄ６２「０８：２５」に受信しており、前基地局コードＤ６３「ｋ０３」、移動方向Ｄ６４「２」は、前述した１行目の「０００１」あるいは３行目の「００１３」の移動局と別の基地局より移動してきて、別の方向に進行していることが分かる。
すなわち、例えば、列車システムの場合上り列車、下り列車を想定すると移動局コード「０００１」「００１３」を上り列車とすると、「００１２」が下り列車ということが分かる。
【００１８】
図４は、本発明の実施の形態による係る移動局のブロック図の一例である。
図において、アンテナ４０８は同軸漏洩ケーブルを介して、基地局（前述した図１の場合は基地局２１〜２３のいずれか）から伝送される受信信号を、共用器４０２を介して復調部４０４へ入力、あるいは共用器４０２を介して変調部４０３から出力される信号を、同軸漏洩ケーブルを介して、基地局（前述した図１の場合は基地局２１〜２３のいずれか）へ送信する。
復調部４０４は、同軸漏洩ケーブルとアンテナ４０８、共用器４０４を介して基地局（前述した図１の場合は基地局２１〜２３のいずれか）から伝送される受信信号を復調し、該復調した情報を制御部に出力する。
同期検出部４０６は、復調部４０４によって復調された信号のフレームの同期ビットを検出する。
同期変化量検出部４０７は、同期検出部４０６が検出した同期ビットに応じて遅延時間の算出を行い各基地局間の同期を取る。
変調部４０３は、制御部４０１で生成された情報を変調し、共用器４０２、アンテナ４０８より、同軸漏洩ケーブルを介して、基地局側へ、該変調された信号を送信する。
また、移動局は基地局より受信したデータを記憶するメモリ部（図示しない）を有し、例えば制御チャネルにて取得した基地局コードを記憶し、または、通信チャネルにて取得した各種データを記憶する。
【００１９】
さらに図４において、通信を確立させる上での移動局の基準タイミングを基地局に対し高速に追従させる場合には、タイミング生成部４０５と自走タイミング生成部５０１が追加される。
タイミング生成部４０５は、同期検出部４０６で検出する遅延時間の情報により、当該移動局のタイミングを調整し、受信信号すなわち基地局に同期したタイミングを生成する。
自走タイミング生成部５０１は、受信信号には無関係に自走するタイミングを生成し、同期変化量検出部４０７は、該自走タイミングに対する遅延時間の変化量に応じて、当該移動局にて前の基地局と移動後の基地局間の遅延時間差を検出し、その情報が移動後の基地局へ送信されて、当該（移動後の）基地局の送信タイミングが調節される。
このようにすることで、当該移動局が基地局エリアの移動がされると、移動局のタイミングが前の基地局からの受信信号に追従しようとし、前の基地局と移動後の基地局間の遅延時間差を正確に検出できないことがなくなり、移動前の基地局、移動後の基地局ともに同じ同期のタイミングを得ることができる。
【００２０】
図３は、本発明の実施の形態に係る基地局のブロック図を示す一例である。
図において、制御部３０１は当該基地局全体を制御すると共に、伝送する情報を生成し、伝送された情報を受け取る。
共用器３０２は、変調部３０３から出力される伝送信号を同軸漏洩ケーブルを介して移動局へ送出し、同軸漏洩ケーブルを介して移動局から送出された伝送信号を復調部３０４へ入力する。
復調部３０４は、共用器３０２を介して同軸漏洩ケーブルから受信した信号を復調し、該復調した情報を制御部３０１へ出力する。
誤差情報受信部３０７は、制御部３０１で受け取った該復調情報から、移動局から送られる該遅延時間差情報を取り出し、タイミング生成部３０５へ出力する。
タイミング生成部３０５は、誤差情報受信部３０７より入力する該遅延時間差情報に応じてタイミングを調整したフレームタイミングを生成する。
変調部３０３は制御部３０１で生成された情報を、タイミング生成部３０５で生成されたタイミングで変調し、共用器３０２を介して同軸漏洩ケーブルを介して該変調された信号を移動局側へ送出する。
また、基地局は移動局より受信したデータを記憶するメモリ部（図示せず）を有し、制御局１との管理データ、移動局との制御チャネルに用いる制御情報（前述した図６に相当）、通信チャネルにて取得した各種データなどを記憶する。
【００２１】
本発明の実施の形態によると、デジタル無線システムの基地局内おける移動体の制御に関し、基地局からエリア内の移動局に応答順番を付与し、また移動局の移動方向を基地局が認識し、移動先の基地局が移動してきた移動体へ送出すべきデータを把握し、移動体へデータを送出することができ、そのため、基地局エリア間の移動時におけるデータの損失が小さいので、無線回線の有効利用が可能となる。
すなわち、従来、デジタル無線システムの基地局内おける移動体の通信において、分割された１つのデータを受信中に移動局がエリア間の移動を行った場合、再送が必要になりデータの損失が大きい、といった問題を、基地局からエリア内の移動局に応答順番を付与し、また移動局の移動方向を基地局が認識し、移動先の基地局が移動してきた移動体へ送出すべきデータを把握し、移動体へデータを送出することで解決できる。
【００２２】
また、本発明の実施の形態によると、１あるいは複数の制御局と該制御局に接続された複数基地局と基地局周辺を移動する複数移動体からなり、基地局送信からの無線フレームのスロットに基地局毎に異なるコードを付与し、該移動体からの無線フレームのスロットに該移動体毎に異なるコードが送信できるデジタル無線システムに於いて、該基地局からの無線フレームのスロットに新たな基地局コードを受信したとき、該移動体のコードを無線フレームのスロットに送信し、該基地局に該移動体からのコードを一定時間記憶し、該記憶情報により、該基地局からの無線フレームのスロットに該移動体毎に応答順番を付与して定期送信し、該移動体からの無線フレームのスロットに、該応答順番に従い基地局に該移動体のコードを送信し、該基地局の無線サービスエリア内に一定時間内に存在する該移動体が認識できるデジタル無線システムとすることができる。
【００２３】
また、本発明の実施の形態によると、１あるいは複数の制御局と該制御局に接続された複数基地局と基地局周辺を移動する複数移動体からなり、基地局送信からの無線フレームのスロットに基地局毎に異なるコードを付与し、該移動体からの無線フレームのスロットに該移動体毎に異なるコードが送信できるデジタル無線システムに於いて、該移動体に移動体の移動方向を取得する手段を設け、該基地局からの無線フレームのスロットに新たな基地局コードを受信したとき、該移動体の無線フレームのスロットに該移動体のコードと該移動方向を送信し、該基地局に該移動体のコードと該移動方向を一定時間記憶し、該記憶情報により、該基地局からの無線フレームのスロットに該移動体の該移動方向毎に応答順番を付与して定期送信し、該応答順番に従い移動体の無線フレームのスロットに該移動体のコードと該移動方向を送信し、該基地局の無線サービスエリア内に一定時間内の存在する該移動体の移動方向を含めて認識できるデジタル無線システムとすることができる。
【００２４】
また、本発明の実施の形態によると、１あるいは複数の制御局と該制御局に接続された複数基地局と基地局周辺を移動する複数移動体からなり、基地局送信からの無線フレームのスロットに基地局毎に異なるコードを付与し、該移動体からの無線フレームのスロットに該移動体毎に異なるコードが送信できるデジタル無線システムに於いて、該基地局間に近傍基地局からの一定時間前の送信情報の取得手段を設けて、該基地局からの無線フレームのスロットに新たな基地局コードを受信したとき、該移動体のコードと古い基地局コードを無線フレームのスロットに送信し、該基地局は無線フレームのスロットに該古い近傍基地局からの一定時間前の送信情報を送信するデジタル無線システムとすることができる。
【００２５】
また、本発明の実施の形態によると、１あるいは複数の制御局と該制御局に接続された複数基地局と基地局周辺を移動する複数移動体からなり、基地局送信からの無線フレームのスロットに基地局毎に異なるコードを付与し、該移動体からの無線フレームのスロットに該移動体毎に異なるコードが送信できるデジタル無線システムに於いて、該基地局の該移動体からのコードを一定時間記憶した該記憶情報を該制御局に送信し、該制御局は該基地局の該一定時間内の該移動体に送信する送信情報のみを送信するデジタル無線システムとすることができる。
【００２６】
本発明によれば、デジタル無線システムの基地局と移動局との無線通信において、基地局エリアへの移動局の進入検知および離脱を、制御チャネルで離脱するエリア（旧ゾーン）を検知し、これを基地局に伝達し、当該基地局から移動後となる基地局（新ゾーン）に伝達し、移動後となる基地局は、当該基地局に在線する移動局にのみＩＰスロットなどの無線スロットを割り当てて無線通信を確立することができる。
したがって、特に列車無線システムや道路交通無線システムに好適なシステムとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態に係るデジタル無線システムの構成を示すシステムブロック図の一例である。
【図２】本発明の実施の形態に係るデジタル無線システムの動作を示す動作フロー図（その１）の一例である。
【図３】本発明の実施の形態に係る基地局のブロック図を示す一例である。
【図４】本発明の実施の形態による係る移動局のブロック図の一例である。
【図５】本発明の実施の形態に係るデジタル無線システムの動作を示す動作フロー図（その２）の一例である。
【図６】本発明の実施の形態に係るデジタル無線システムの基地局のメモリテーブル図の一例である。
【符号の説明】
【００２８】
１：制御局、２１〜２３：基地局、３１〜３３：移動体、
３０１、４０１：制御部、  ３０２、４０２：共用器、  ３０３、４０３：変調部、  ３０４、４０４：復調部、  ３０５、４０５：タイミング生成部、  ３０７：誤差情報受信部、  ４０６：同期検出部、  ４０７：同期変化量検出部、  ５０１：自走タイミング生成部。
【図１】
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【図２】
2006211491.tif 000004
【図３】
2006211491.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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