(57)【要約】【課題】リアルタイムの測位が必要であるのは走行中の車両であり、システムの中には停車中の車両も含まれていることに着目し、停車中の車両を測位対象から外すことで、車両数が増加してもリアルタイムの測位を可能とする無線通信システムを提供することを目的とする。【解決手段】無線通信を行使し更に管理するための少なくとも１つの基地局と、前記無線通信を行使するための少なくとも１つの移動局と、を有する無線通信システムであって、前記移動局は自局の移動速度を検出する手段と、自局の位置を測定する手段と、ポーリング周期の最後尾に動態情報のフレームと、を有することを特徴とする無線通信システム。【選択図】図１
2006203382.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信を行使し更に管理するための少なくとも１つの基地局と、前記無線通信を行使するための少なくとも１つの移動局と、を有する無線通信システムであって、前記移動局は自局の移動速度を検出する手段と、自局の位置を測定する手段と、ポーリング周期の最後尾に動態情報のフレームと、を有することを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
請求項１に記載の無線通信システムであって、前記移動局は、前記移動速度検出手段によって検出された移動速度が０であり、該移動局が所定の長さ以上停車を維持すると、前記基地局へ停車を伝える信号を送信し、位置管理対象より外れることを特徴とする無線通信システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の無線通信システムであって、該無線通信システムは、前記移動局のポーリング周期の最後尾に動態情報のフレームを設け、前記基地局による位置管理対象から一時的に外れた移動局が再始動した場合、前記動態情報のフレームを用い移動局が始動情報を基地局に送信し基地局の位置管理対象に復帰すること、を特徴とする無線通信システム。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３に記載の無線通信システムであって、前記移動局は前記移動速度検出手段によって移動速度を検出し、該速度が０以外である場合には前記位置測定手段により前記基地局に対して取得した位置情報を送信し、前記移動速度が０である場合にはタイマーにより時間の閾値を越える時間まで移動速度０を検出し、移動速度０の継続時間が前記閾値を超えたとき長時間停止と前記移動局が判断し、該移動局が前記位置情報の変わりに停止情報を前記基地局に送信し、該基地局が位置管理対象から前記停止状態にある移動局を一時的に外し、該移動局が移動速度０の状態から移動速度０以外を検出した場合には再び自局の位置を前記基地局へ送信し、位置管理対象となる手段を有することを特徴とする無線通信システム。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４に記載の移動局であって、該移動局は、移動速度を検出する手段と自局の位置情報を測定する手段とを具備し、更に移動速度検出手段によって移動速度を検出し、該速度が０以外である場合には前記位置測定手段により前記基地局に対して取得した位置情報を送信し、前記移動速度が０である場合にはタイマーにより時間の閾値を越える時間まで移動速度０を検出し、移動速度０の継続時間が前記閾値を超えたとき長時間停止と前記移動局が判断し、該移動局が前記位置情報の変わりに停止情報を前記基地局に送信し、該基地局が位置管理対象から前記停止状態にある移動局を一時的に外し、該移動局が移動速度０の状態から移動速度０以外を検出した場合には再び自局の位置を前記基地局へ送信し、位置管理対象となる、ことを特徴とする移動局。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５に記載の基地局であって、該基地局は、前記移動局によって送信された停止情報を受信すると、該停止移動局を位置管理対象から一時的に外し、更に該移動局によって再始動の合図となる位置情報が送信されてくると、再び該移動局を位置管理対象とする、ことを特徴とする基地局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル無線通信システムに関するものであり、特にデータ伝送機能を活用した自動測位情報取得システムの改良に関するデジタル無線通信システムである。
【背景技術】
【０００２】
図４は従来の無線通信システムの一例を示す図であり、図６は従来のフレームタイミングの一例を示す図である。
現在実用化されている無線通信システムとして、例えば図４に示すようなサービスエリアの維持を行う１つあるいは複数の無線基地局と、該無線基地局を介して無線通信を行う複数の無線端末局から構成される無線通信システムが知られている。
このような無線通信システムでは、ある無線端末局が他の無線端末局と無線通信を行う場合、ある無線端末局は、無線基地局が無線通信可能範囲を維持するサービスエリア内において、その無線基地局を介し、他の無線端末局と無線通信を行っている。
【０００３】
上記無線通信システムの具体例としてSCPC方式のデジタル無線システムが挙げられる。
SCPC方式は狭帯域な1つのキャリアに1つのチャネルを割り当てて周波数利用効率を向上させる方式であり、単信通信が基本である。SCPC方式は構成が簡易であり、比較的安価に実現できることが特徴である。このため業務用無線として実用化されている。
例えばタクシー向けのシステムがある。
タクシー向けSCPC方式の無線システムではデータ通信を主体としており、GPSにより各車両で自車の位置を測位し、位置情報を基地局に送信し、基地局で各車両の位置を管理する方式を実現している。
【０００４】
ここでは一例として1つの基地局エリア内に４台の端末局が存在するものとする。
図４において４０１は無線基地局であり、車両に搭載される無線端末局４０２、４０３、４０４、４０５が、前記無線基地局４０１の通信エリア内に存在している。また、４０６はGPS衛星であり前記無線端末局４０２〜４０５へ各端末局の位置情報を送信する。
各端末局４０２〜４０５はGPS衛星４０６からの情報を受信し、自局の位置を測定できる手段を有するものとする。ここでは端末局４０２は車番＃１、端末局４０３は車番＃２、端末局４０４は車番＃３、端末局４０５は車番＃４とする。
各端末局の位置情報の送信タイミングは予め定められており、各々の送信タイミングは、図６に記載のタイミングより、端末局４０２はタイミング６０２、端末局４０３はタイミング６０３、端末局４０４はタイミング６０４、端末局４０５はタイミング６０５のタイミングで送信することとする。
【０００５】
まず、基地局４０１がタイミング６０１にて、端末局４０２〜４０５に対してポーリング指示を送信する。ポーリング指示を受信した端末局は自局の送信タイミングで前記GPS衛星４０６からの情報を受信し、測定した自局の位置を基地局４０１に対して送信する。
まず端末局４０２がタイミング６０２で、次いで端末局４０３がタイミング６０３で送信を行う。最期の車番である端末局４０５がタイミング６０５で送信を終えると、一連のポーリング処理が完了する。基地局はタイミング６０６で再び各端末局４０２〜４０５に対してポーリング指示を送信し、各端末局は前記と同様にGPS衛星４０６から受信した情報を元に、自局の位置を測定し、タイミング６０７〜６１０で基地局に対して送信する。
以降、前記の処理を繰り返すことにより、基地局ではリアルタイムでの端末局の位置監視、管理を行う。
【０００６】
従来の無線通信システムに関する技術として例えば特許文献１がある。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−２１５１７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記従来のSCPCシステムでは、位置情報の送信に１車両当たり４０ｍｓを要する。したがって１秒当たり２５台の車両から位置情報の収集が可能であるが、仮に１０００台の車両を有する場合、全車両の位置情報の収集を完了するには４０秒かかることになる。
例えばＧＰＳ−ＡＶＭのような位置管理システムにおいて、位置情報の送信は車両毎に決められたフレームタイミングで送信をするが、車両数が多くなる大規模システムでは、位置情報の更新間隔が長くなり、リアルタイムの測位が困難になるという問題点が存在する。
【０００９】
本発明の目的は上記の問題点について鑑み、リアルタイムの測位が必要であるのは走行中の車両であり、システムの中には停車中の車両も含まれていることに着目し、停車中の車両を測位対象から外すことで、車両数が増加してもリアルタイムの測位を可能とす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】
【００１０】
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、無線通信を行使し更に管理するための少なくとも１つの基地局と、前記無線通信を行使するための少なくとも１つの移動局と、を有する無線通信システムであって、前記移動局は自局の移動速度を検出する手段と、自局の位置を測定する手段と、ポーリング周期の最後尾に動態情報のフレームと、を有することを特徴とする。
【００１１】
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に記載の無線通信システムであって、前記移動局は、前記移動速度検出手段によって検出された移動速度が０であり、該移動局が所定の長さ以上停車を維持すると、前記基地局へ停車を伝える信号を送信し、位置管理対象より外れることを特徴とする。
【００１２】
上記従来の問題点を解決するため請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の無線通信システムであって、該無線通信システムは、前記移動局のポーリング周期の最後尾に動態情報のフレームを設け、前記基地局による位置管理対象から一時的に外れた移動局が再始動した場合、前記動態情報のフレームを用い移動局が始動情報を基地局に送信し基地局の位置管理対象に復帰すること、を特徴とする。
【００１３】
上記従来の問題点を解決するため請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求項３に記載の無線通信システムであって、前記移動局は前記移動速度検出手段によって移動速度を検出し、該速度が０以外である場合には前記位置測定手段により前記基地局に対して取得した位置情報を送信し、前記移動速度が０である場合にはタイマーにより時間の閾値を越える時間まで移動速度０を検出し、移動速度０の継続時間が前記閾値を超えたとき長時間停止と前記移動局が判断し、該移動局が前記位置情報の変わりに停止情報を前記基地局に送信し、該基地局が位置管理対象から前記停止状態にある移動局を一時的に外し、該移動局が移動速度０の状態から移動速度０以外を検出した場合には再び自局の位置を前記基地局へ送信し、位置管理対象となる手段を有することを特徴とする。
【００１４】
上記従来の問題点を解決するため請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求項４に記載の移動局であって、該移動局は、移動速度を検出する手段と自局の位置情報を測定する手段とを具備し、更に移動速度検出手段によって移動速度を検出し、該速度が０以外である場合には前記位置測定手段により前記基地局に対して取得した位置情報を送信し、前記移動速度が０である場合にはタイマーにより時間の閾値を越える時間まで移動速度０を検出し、移動速度０の継続時間が前記閾値を超えたとき長時間停止と前記移動局が判断し、該移動局が前記位置情報の変わりに停止情報を前記基地局に送信し、該基地局が位置管理対象から前記停止状態にある移動局を一時的に外し、該移動局が移動速度０の状態から移動速度０以外を検出した場合には再び自局の位置を前記基地局へ送信し、位置管理対象となる、ことを特徴とする。
【００１５】
上記従来の問題点を解決するため請求項６記載の発明は、請求項１乃至請求項５に記載の基地局であって、該基地局は、前記移動局によって送信された停止情報を受信すると、該停止移動局を位置管理対象から一時的に外し、更に該移動局によって再始動の合図となる位置情報が送信されてくると、再び該移動局を位置管理対象とする、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明により、停車中の車両を測位対象から外すことで、リアルタイムの測位を可能とする無線通信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】
【００１７】
本発明の実施の形態を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である無線通信システムにおける動作のフローチャートである。
図１（a）は車両が動作停止する際のフローを示し、図１（b）は車両が始動する際のフローを示している。
【００１８】
また、図３は本発明の実施の形態である各フレーム構成の変化を示した図であり、ここでは、一例として車両＃３が停車、始動した場合について説明する。
【００１９】
まず図１（a）を用いて車両が動作停止する場合の動作手順を説明する。
車両＃３に搭載された端末局は前記速度検出の手段により自局の車速を測定し車速が０であれば停止、車速が０以外であれば走行しているという判断を行う（S101）。車速が０以外の場合、自局の測位情報を基地局に対して送信を行う（S102）。
基地局はこれらの各車両の位置情報を収集し（S106）、端末局は車速が０の場合、タイマーにより車速０の時間をカウントし、一定時間（一例として５分とする）車速が０を示す状態であった場合、該端末局が“停車状態”と判断する（S103）。
【００２０】
この判断により該端末局は、処理部に対し “長時間停車状態を送信”という指示を与え、該停車情報の入ったフレームを組み立てるエンコード処理を行う（S104）。その後、該フレームを測位情報送信が行われるタイミング３０４で基地局に対して送信を行う（S105）。
基地局は“停車状態”の情報を受信する（S107）と、当該車両の車番を測位情報送信の対象から外す（S108）。また、基地局は次のポーリング指示のタイミング３０７で前記対象外となった車両の車番と測位情報送信の対応表を各車両に送信する。これにより、次ポーリング周期から車番＃３の測位情報送信フレームが抜けた状態となる。すなわち基地局からのポーリング指示３０７の後、送信タイミング３０８で車番＃１の端末局、送信タイミング３０９で車番＃２の端末局、送信タイミング３１０で車番＃４の端末局が順番に測位情報の送信を行う。
以後は車番＃３の端末局が始動するまで車番＃３の抜けたポーリング周期でポーリングを行う。
なお、長時間停車状態においても、測位情報の送信を行わないだけで、基地局からのポーリング指示は常に受信する。これにより、基地局との同期及びタイミングを保持する。
【００２１】
次に長時間停車中であった車両が始動する際の動作手順を図１（b）を用いて説明する。
復帰する場合は動態情報のフレーム３１７を使用する。
前記端末局の車速を検出する手段により、車速が０から０以外に変化したと判断した場合、該端末局は自局が始動したと判断する（S109）。この判断により、基地局に対して送信するデータに“始動情報”を含めて、エンコード処理を行う（S110）。当該端末局は次のポーリング指示３１３に含まれる測位情報送信対象の情報により、動態フレーム３１７がどのタイミングであるかを判断し、動態情報のフレームのタイミングで前記基地局に対して送信を行う（S111）。その後、該基地局が“端末局始動”の情報を受信する（S113）と、前記始動した車両＃３の車両番号を測位情報送信の対象に組み込む（S114）。当該車両＃３は次のポーリング指示３１８を受信した後、自局の送信タイミング３２１になると測位情報を送信データとして基地局に対して送信する（S112）。該基地局は前記測位情報を受信することによって、始動した前記車両を測位情報送信の対象とする（Ｓ115）。
【００２２】
図２は本発明の実施の形態における全端末局が動作している場合のフレームタイミングの一例を示す図である。
各車両の送信タイミングには、ポーリング周期の最後尾に動態情報のフレームを設ける。車速は通常自動車の車速センサで取得してコンピュータで制御を行っているため、この車速信号を無線機も取得する。停車状態の端末が無い場合、ポーリング周期を繰り返す。また、基地局から「測位情報を送信せよ」というポーリング指示を各車両に対して行う際、ポーリング指示フレームで測位情報を送信する車両の車両番号とその測位情報送信の有無の情報を付加して送信する。
【００２３】
図５は本発明の実施の形態である各端末局の動態情報とビットの割付を示した図である。
車両番号にビットを割り付け、そのビットが１であれば測位情報収集対象、０であれば測位情報収集対象外とするようなものを挙げる。
各車両はポーリング指示フレームに含まれる測位情報送信対象車両の情報を元に、自局が先頭から何番目であるかを判断し、送信タイミングをはかる処理を行う。
【００２４】
図７は本発明の実施の形態である無線端末局のブロック図の一例を示したものである。
各車両に搭載される無線端末局は、タイマーを内蔵したMPU７０１と、FPGA部７０２と、メモリ７０３と、DSP部７０４と、RF部７０５とから構成され、車両に搭載されている、車速センサ７０６より車速情報を受信する構成となっている。
【００２５】
本発明の実施の形態によると、基地局と複数の車載端末局から構成される無線システムを用い、定期的に端末局から自局の位置情報を基地局に送信し、基地局で前記端末局の位置管理を行うシステムにおいて、端末局が車速を検出する手段及び自局の位置を測定する手段を有し、当該車速検出の手段により車速を検出し、車速が０以外である場合は前記の位置測定手段により測定した位置情報を前記基地局に対して送信し、前記車速検出の手段による車速検出により車速が０である場合は、タイマーにより時間の閾値を越える時間まで車速０を検出し、タイマーが前記時間の閾値を超えた場合、長時間停止したと判断し、端末局が前記位置情報の代わりに停車情報を基地局に送信し、基地局が位置管理対象から当該端末局を一時的に外し、車速０の状態から前記車速検出の手段により車速０以外を検出した場合、前記の自局の位置を測定する手段により、自局の位置を測定し、基地局に対して送信を行うことが可能となる。
【００２６】
さらに本発明の実施の形態によると、無線システムにおいてポーリング周期の最後尾に動態情報のフレームを設け、前記の基地局による位置管理対象から一時的に外れた端末局が再始動した場合、前記動態情報フレームを用い、端末局が始動情報を基地局に送信し、基地局の位置管理対象に復帰することが可能となる。
【００２７】
また本発明の実施の形態により、走行中の車両の位置情報更新頻度が高くなり、従来よりもリアルタイムな測位情報の取得を可能とすることができる。
例えば端末局１０００台を有するシステムにおいて、仮に１００台が停車状態であった場合、１００台をポーリング対象から外すため、対象となるのは９００台となり、情報の更新が４０秒周期であったものが３６秒周期となり、より更新期間が短縮される。また、動態情報のフレームを設けることで、他の測位情報の送信を妨げることなく車両の台数の追加が可能となる。
【００２８】
また本発明の実施の形態により、システムの中に停車中の車両が含まれていることに着目し、長時間車両を停車させている場合、あるいはエンジンを停止した場合は無線機で「長時間停車」と判断し、基地局に対して「長時間停車中」という情報を送信し、測位情報送信の対象から外すように構成することが可能となる。
【００２９】
また、長時間停車の状態から始動した場合には、搭載されている無線機が基地局に対して「始動」という情報を送信し、再度測位情報送信の対象に組み込むように構成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態である無線通信システムにおける動作のフローチャート図。
【図２】本発明の実施の形態における全端末局が動作している場合のフレームタイミングを示すフレーム構成図。
【図３】本発明の実施の形態である各フレーム構成の変化を示した図。
【図４】従来の無線通信システムの一例を示した図。
【図５】本発明の実施の形態である各端末局の動態情報とビットの割付を示した図。
【図６】従来のフレームタイミングの一例を示した図。
【図７】本発明の実施の形態である無線端末局の一例を示したブロック図。
【符号の説明】
【００３１】
３０１・・・ポーリング指示、３０２・・・車番＃１の測位情報送信、
３０３・・・車番＃２の測位情報送信、３０４・・・車番＃３の停車情報送信、
３０５・・・車番＃４の測位情報送信、３０６・・・動態専用フレーム、
３０７・・・ポーリング指示、３０８・・・車番＃１の測位情報送信、
３０９・・・車番＃２の測位情報送信、３１０・・・車番＃４の測位情報送信、
３１１・・・動態専用フレーム、３１２・・・ポーリング指示、
３１３・・・ポーリング指示、３１４・・・車番＃１の測位情報送信、
３１５・・・車番＃２の測位情報送信、３１６・・・車番＃４の測位情報送信、
３１７・・・動態専用フレーム、３１８・・・ポーリング指示、
３１９・・・車番＃１の測位情報送信、３２０・・・車番＃２の測位情報送信、
３２１・・・車番＃３の測位情報送信、３２２・・・車番＃４の測位情報送信、
３２３・・・動態専用フレーム、４０１・・・無線基地局、
４０２・・・無線端末局（車番＃１）、４０３・・・無線端末局（車番＃２）、
４０４・・・無線端末局（車番＃３）、４０５・・・無線端末局（車番＃４）、
４０６・・・GPS衛星、６０１・・・ポーリング指示（基地局）、
６０２・・・車番＃１の測位情報送信、６０３・・・車番＃２の測位情報送信、
６０４・・・車番＃３の測位情報送信、６０５・・・車番＃４の測位情報送信、
６０６・・・ポーリング指示（基地局）、６０７・・・車番＃１の測位情報送信、
６０８・・・車番＃２の測位情報送信、６０９・・・車番＃３の測位情報送信、
６１０・・・車番＃４の測位情報送信、６１１・・・ポーリング指示、
７０１・・・MPU、７０２・・・FPGA、７０３・・・メモリ、７０４・・・DSP、
７０５・・・RF（高周波部）、７０６・・・車速センサ。
【図１】
2006203382.tif 000003
【図２】
2006203382.tif 000004
【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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