(57)【要約】【課題】複数の親局と複数の子局が通信を行う無線通信システムにおいて、自無線通信システムにおける隣接親局からの電波干渉と、他の無線通信システムの無線局からの電波干渉の両方の影響を低減し、稼働率の高い無線通信システムを提供すること。【解決手段】複数の親局と、複数の親局と通信を行う子局と、複数の親局が使用する周波数を指示する中央局とを有する無線通信システムにおいて、各々の親局は、一定時間間隔で変更される複数の周波数を備え、複数の周波数のうち、同時間帯で他の親局の使用する周波数と重複しない周波数の中から使用する周波数を選択し、当該使用する周波数の通信品質が予め定めた閾値よりも下がる場合、自局が備えている複数の周波数の中から別の周波数へと使用する周波数を切り替えることを特徴とする。【選択図】  図１
2015192445.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の親局と、前記複数の親局と通信を行う子局と、前記複数の親局が使用する周波数を指示する中央局とを有する無線通信システムにおいて、
各々の前記親局は、一定時間間隔で変更される複数の周波数を備え、
前記複数の周波数のうち、同時間帯で他の親局の使用する周波数と重複しない周波数の中から使用する周波数を選択し、
当該使用する周波数の通信品質が予め定めた閾値よりも下がる場合、自局が備えている複数の周波数の中から別の周波数へと使用する周波数を切り替えること
を特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
複数の親局と、前記複数の親局と通信を行う子局と、前記複数の親局が使用する周波数を指示する中央局とを有する無線通信システムにおいて、
前記中央局は、一定時間間隔で変更される複数の周波数を各々の前記親局に割り当て、
割り当てる前記複数の周波数のうち、同時間帯で各々の前記親局の使用する周波数が重複しないように各々の前記親局の使用する周波数を指示し、
前記複数の親局のうち、使用する周波数の通信品質が予め定めた閾値よりも下がる親局に対して、当該親局に割り当てた複数の周波数の中から別の周波数へと使用する周波数の切り替えを指示すること
を特徴とする無線通信システム。
【請求項３】
請求項１あるいは請求項２記載の無線通信システムにおいて、
各々の前記親局は、それぞれ異なる複数の周波数で構成される周波数グループが割り当てられ、
各々の前記親局に割り当てられる前記周波数グループは一定時間間隔で変更され、
各々の前記親局は、割り当てられる前記周波数グループの中から使用する周波数を決定すること、
を特徴とする無線通信システム。
【請求項４】
請求項３記載の無線通信システムにおいて、前記周波数グループの数は、前記子局が同時に通信可能な前記親局の数以上であること、
を特徴とする無線通信システム。
【請求項５】
請求項３記載の無線通信システムにおいて、
前記周波数グループは、周波数の電波干渉の頻度に基づいて、構成する周波数の数を決定すること
を特徴とする無線通信システム。
【請求項６】
請求項１あるいは請求項２記載の無線通信システムにおいて、
前記通信品質とは、受信パケットエラー率、ビットエラー率、所望信号対干渉信号の電力比、単位時間当たりの消失パケット数、単位時間当たりの有効パケット受信数、有効パケット平均受信間隔の少なくともいずれかであること、
を特徴とする無線通信システム。
【請求項７】
請求項３記載の無線通信システムにおいて、
前記周波数グループが構成する周波数のうち、通信品質の低下を検知される周波数が一定数以上になった場合、
前記周波数グループの周波数の構成を変更し、前記周波数グループを変更すべき親局に割り当てること
を特徴とする無線通信システム。
【請求項８】
請求項３記載の無線通信システムにおいて、
前記無線通信システムを構成する機器やネットワークを管理する保守専用端末を前記無線通信システムに接続し、前記周波数グループに所属する複数の周波数のうち、通信品質の低下が一定数以上検知された場合、
前記保守専用端末が前記周波数グループに所属する周波数を変更して、前記周波数グループを変更すべき親局に通知すること、
を特徴とする無線通信システム。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８記載の無線通信システムにおいて、
前記複数の子局は所定の経路上を移動する複数の移動体であり、
前記複数の親局は所定の経路に沿って設置された複数の地上局であること、
を特徴とする無線通信システム。
【請求項１０】
請求項９記載の無線通信システムにおいて、
前記複数の子局が所定の経路上を移動する複数の列車であり、
前記中央局と前記列車が前記地上局を介して、少なくとも前記列車の走行に関する制御情報や機器の動作状態に関する状態情報を送受信すること、
を特徴とする無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムに関し、特に複数の親局と複数の子局の間で通信を行う無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、特開平１１−１７７５３１号公報（特許文献１）がある。この公報では、いずれか１つの無線ゾーン内で周波数ホッピングスペクトル拡散通信に対する妨害電波を検知すると、その無線ゾーン内の無線親局及び無線子局が使用するホッピングパターンを妨害電波を避け得る周波数帯域の周波数のみを用いた第１の通信障害対策用ホッピングパターンに変更するとともに、当該無線ゾーンに隣接する他の無線ゾーン内の無線親局及び無線子局が使用するホッピングパターンを第１の通信障害対策用ホッピングパターンで用いる周波数の周波数帯域以外の帯域の周波数を用いた第２の通信障害対策用ホッピングパターンに変更する無線通信システムが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１７７５３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１記載の技術は、想定される電波干渉ごとに、通信障害対策用ホッピングパターンを予め決定しておく必要がある、という問題がある。また、直接に電波干渉を受けた無線局だけでなく隣接の無線局も、無線局間相互の電波干渉を回避するため、第２の通信障害対策用ホッピングパターンに変更する必要がある。
【０００５】
ところが、現行のホッピングパターンで電波干渉の影響が無かった隣接局も、変更後のホッピングパターンにより新たに電波干渉を受ける可能性がある。新たに電波干渉を受けた隣接局が電波干渉を回避するために、さらにホッピングパターンを変更した場合、その先の隣接局もホッピングパターンの変更が必要になる。
【０００６】
すなわち、１局の無線局のホッピングパターン変更の影響が他の複数の無線局に及んでしまい、電波干渉を回避するためのホッピングパターンの変更処理が収束しない恐れがある、という問題がある。
【０００７】
そこで、本発明では、自無線通信システムにおける隣接無線局からの電波干渉と、他の無線通信システムの無線局からの電波干渉の両方の影響を低減し、稼働率の高い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】
【０００８】
上記課題を解決するために、例えば、特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
【０００９】
本発明の特許請求の範囲は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、複数の親局と、複数の親局と通信を行う子局と、複数の親局が使用する周波数を指示する中央局とを有する無線通信システムにおいて、各々の親局は、一定時間間隔で変更される複数の周波数を備え、複数の周波数のうち、同時間帯で他の親局の使用する周波数と重複しない周波数の中から使用する周波数を選択し、当該使用する周波数の通信品質が予め定めた閾値よりも下がる場合、自局が備えている複数の周波数の中から別の周波数へと使用する周波数を切り替えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、自無線通信システムにおける隣接親局からの電波干渉と、他の無線通信システムの無線局からの電波干渉の両方の影響を低減し、稼働率の高い無線通信システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の１実施形態に係る無線通信システムの動作を示す図である。
【図２】本発明の１実施形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。
【図３】本発明の１実施形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。
【図４】本発明の１実施形態に係る無線通信システムの構成を示す図である。
【図５】本発明の１実施形態に係る無線通信システムの無線チャネルを示す図である。
【図６】本発明の１実施形態に係る無線通信システムの動作を示す図である。
【図７】本発明の１実施形態に係る無線通信システムの動作を示す図である。
【図８】本発明の１実施形態に係る無線通信システムの動作を示す図である。
【図９】本発明の１実施形態に係る無線通信システムの動作を示す図である。
【図１０】本発明の１実施形態に係る無線通信システムの無線チャネルを示す図である。
【図１１】本発明の１実施形態に係る無線通信システムの動作を示す図である。
【図１２】本発明の１実施形態に係る無線通信システムの動作を示す図である。
【図１３】本発明の１実施形態に係る無線通信システムの動作を示す図である。
【図１４】本発明の１実施形態に係る無線通信システムの動作を示す図である。
【図１５】本発明の１実施形態に係る無線通信システムの無線チャネルを示す図である。
【図１６】本発明の１実施形態に係る無線通信システムの無線チャネルを示す図である。
【図１７】本発明の１実施形態に係る無線通信システムの無線チャネルを示す図である。
【図１８】本発明の１実施形態に係る無線通信システムの無線チャネルを示す図である。
【図１９】本発明の１実施形態に係る無線通信システムの無線チャネルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
（第１の実施形態）
第１の実施形態について説明する。
【００１３】
まず、図２に、第１の実施形態に係る無線通信システムの一構成例を示す。図２における無線通信システムは、親局が地上局、子局が列車のような移動体であり、無線により移動体を制御する無線制御システムに適用される無線通信システムであり、中央局１００と複数の地上局１が幹線ネットワーク６０に接続され、列車制御装置１０１が支線ネットワーク６１を介して中央局１００に接続され、各地上局１は列車５の走行経路６の沿線に設置され、無線ネットワーク６２を介して、走行経路６上を走行する複数の列車５と通信を行う。
【００１４】
なお、幹線ネットワーク６０および支線ネットワーク６１はネットワークの信頼性向上のため伝送路を多重化してもよい。  また、中央局１００と列車制御装置１０１は、同一の装置が双方の機能を持ったものであってもよい。
【００１５】
複数の列車５は自車の走行位置や走行速度、車載機器の動作状態などを示す列車状態情報５１を周期的に生成し、無線ネットワーク６２を介して自車と通信可能な地上局１を探索し、自車と通信可能な地上局１が見つかれば無線ネットワーク６２へ送信する。前記列車状態情報５１を無線ネットワーク６２から受信した地上局１は、前記列車状態情報５１を地上ネットワーク６１を介して中央局１００へ送信し、中央局１００は幹線ネットワーク６０から受信した前記列車状態情報５１を支線ネットワーク６１を介して列車制御装置１０１へ送信する。
【００１６】
列車制御装置１０１は、各列車５から送られてきた前記列車状態情報５１を基にして、各列車５に対して、それぞれ停止位置や走行速度、車載機器に対する制御情報などを示す列車制御情報５０を周期的に生成し、支線ネットワーク６１を介して中央局１００へ送信する。前記列車制御情報５０を支線ネットワーク６１から受信した中央局１００は、前記列車制御情報５０を幹線ネットワーク６０を介して全地上局１あるいは特定の地上局１へ送信する。
【００１７】
なお、各列車５に対する前記列車制御情報５０は、全列車分を一つに纏めて送信してもよいし、各列車分を別々に送信してもよい。本実施形態では、列車制御情報５０は全列車分を一つに纏めて送信するものとして説明する。
【００１８】
前記列車制御情報５０を受信した地上局１は、前記列車制御情報５０を無線ネットワーク６２へ送信する。前記列車制御情報５０を無線ネットワーク６２から受信した列車５は、前記列車制御情報５０の内容に従い自車を制御する。
【００１９】
なお、前記無線ネットワーク６２としては、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１規格やＩＥＥＥ８０２．１５規格などで規定された無線ローカルエリアネットワークを使用してもよいし、特許文献１の実施例１に記載された無線通信システムのＡＰとＳＴＡを使用してもよい。
【００２０】
また、前記幹線ネットワーク６０や支線ネットワーク６１としてはいずれも、例えば、ＩＥＥＥ８０２．３規格やＩＥＥＥ８０２．１７規格などで規定された有線ネットワークを使用してもよいし、上記無線ネットワーク６２と同様な無線ローカルエリアネットワークや鉄道専用の無線通信ネットワーク、無線公衆網を使用してもよい。
【００２１】
上述の図２では中央局１００と各地上局１を、リング形状の幹線ネットワーク６０で接続する構成が示されているが、図３に示すように、スター形状の幹線ネットワーク６０で接続してもよい。図３における幹線ネットワーク中継装置６００は、例えばリピータハブ、スイッチングハブ、ルータなどの中継装置である。
【００２２】
なお、幹線ネットワーク６０の形状は図２や図３の他にも、バス形状やデイジーチェーン形状も可能であるが、いずれの形状でも、本発明にかかわる地上局１の動作には影響しないので、説明は省略する。
【００２３】
次に、各地上局１を配置の例を図４を用いて説明する。
【００２４】
なお、本発明では、以下、ある地上局が列車などの移動体との間で通信が可能な場所の範囲のことを、その地上局の「セル」と称す。また、図４では、図の簡単化のため、列車制御装置１０１、中央局１００、幹線ネットワーク６０、支線ネットワーク６１、無線ネットワーク６２などの記述は省略している。
【００２５】
図４に示すように、複数の地上局１は列車５の走行経路６に沿って設置される。このとき、走行経路６の任意の位置で列車５が、２局以上の地上局１との間で通信が可能であるように地上局１の場所を決定する。すなわち、走行経路６の任意の位置で、２個以上のセル９が重複するように、地上局１の場所を決定する。例えば、図４の例では、地上局ｄのセル９は、左端が左側の隣接局である地上局ａの付近まで、右端が右側の隣接局である地上局ｇの付近まで達しており、走行経路６上の地上局ｄと地上局ｃの間は地上局ｄ、ｃ、ｂ、ａの４個のセル９が重複しており、走行経路６上の地上局ｄと地上局ｅの間は地上局ｄ、ｅ、ｆ、ｇの４個のセル９が重複している。他の地上局１も同様に、それぞれの隣接局とセル９が重複するように設置したとする。このようにセルが重複した状態で各地上局１が電波を送信すると、地上局間で相互に電波干渉する可能性がある。
【００２６】
そこで、地上局１が使用可能な無線の周波数（以下、チャネルと称す）をグループ分け（以下、グループ分けしたチャネルをチャネルグループと称す）し、セルが重複する地上局間で互いに異なるチャネルグループに属するチャネルを使用することにより、電波干渉を防止する方法を以下に述べる。
【００２７】
まず、各チャネルグループにはそれぞれ異なる複数のチャネルが所属するように決める。チャネルグループの例を図５に示す。
【００２８】
図５では、地上局１が使用可能なチャネル数が１６チャネルあり、走行経路上でセルが最大４セル重複する場合を仮定し、１６個のチャネルを４チャネルずつ４個のチャネルグループＣＧ１、ＣＧ２、ＣＧ３、ＣＧ４にグループ分けした例を示しており、ＣＧ１はｃｈ１〜ｃｈ４、ＣＧ２はｃｈ５〜ｃｈ８、ＣＧ３はｃｈ９〜ｃｈ１２、ＣＧ４はｃｈ１３〜ｃｈ１６で構成されている。
【００２９】
次に、セルが重複する各地上局１が同時に異なるチャネルグループを使用するように決める。図４において、セルが重複する地上局ａ、ｂ、ｃ、ｄが使用するチャネルグループの例を図６に示す。図６に示すように、各地上局１間で同時にそれぞれ異なるチャネルグループのチャネルを使用することにより、セルが重複する地上局どうしで電波干渉が発生しないようにしている。
【００３０】
次に、一定時間毎に各地上局１が使用するチャネルグループを変更する。これは、他の無線システムから受ける一時的な電波干渉の影響を軽減するためであり、使用しているチャネルで電波干渉を被っても一定時間後に別のチャネルグループのチャネルに変更することにより、その電波干渉を回避することができる。勿論、変更後も各地上局１間でそれぞれ異なるチャネルグループを使用するようにする。
【００３１】
ここで、各地上局１がそれぞれ一つのチャネルグループを使用し続ける期間を本発明では「チャネル位相」と呼ぶことにし、一定時間毎にチャネル位相が変化していくとする。図６の例では、チャネル位相がｐｈ１〜ｐｈ４の４位相あり、それらを順に巡回させている。
【００３２】
すなわち、ｐｈ１では地上局ａはＣＧ１、地上局ｂはＣＧ２、地上局ｃはＣＧ３、地上局ｄはＣＧ４を使用し、ｐｈ２では地上局ａはＣＧ４、地上局ｂはＣＧ１、地上局ｃはＣＧ２、地上局ｄはＣＧ３を使用し、以下、ｐｈ３、ｐｈ４も同様に図６に示す通りである。
【００３３】
最後に、各チャネル位相において各地上局１が使用するチャネルを決定する。図６において使用するチャネルを決定した例を図７に示す。なお、決定するチャネルは図７に限定されるわけではなく、同じチャネルグループ内であればどのチャネルを選択しても他の地上局１とは干渉しないことは明らかである。
【００３４】
このように、同じチャネル位相の期間は各地上局１間で異なるチャネルグループを使用することにより地上局１どうしの電波干渉を防止し、かつ、各地上局１間で同期してチャネル位相を変化させることで、他の無線システムからの一時的な電波干渉の影響を回避あるいは軽減することができる。
【００３５】
ここで、ある地上局１の近傍に他の無線システムの無線局（例えば無線ＬＡＮの基地局など）が設置され、前記無線局から継続的に無線電波が送信される場合、上述の「他の無線システムからの一時的な電波干渉」とは異なり、継続的に電波干渉を被る可能性がある。
【００３６】
例えば、図８に示すように、地上局ｂの近傍で他の無線システムの無線局が設定されて、無線電波によりｃｈ７〜ｃｈ１１付近で電波干渉が発生した場合を考える。また、地上局１間は距離が離れており、前記電波干渉は地上局ｂ近傍の局所的なものであって他の地上局には影響が無いものとする。
【００３７】
このとき、地上局ｂはチャネル位相ｐｈ４のタイミングでＣＧ３のｃｈ１０が電波干渉を受ける。一定時間後に他のチャネル位相に移るので、一時的にこの電波干渉の影響から回避できるが、このままではチャネル位相ｐｈ４の時は必ず電波干渉を受けることになる。
【００３８】
そこで、列車５と地上局ｂとの間の通信品質の低下が閾値を超えた場合、地上局ｂはＣＧ３の中の他のチャネル、例えば図８ではｃｈ１２へ変更する。このチャネル位相ｐｈ４では、他の地上局ａ、ｃ、ｄはＣＧ３を使用していないので、地上局ｂは他の地上局の使用チャネルへの電波干渉を考慮する必要無くＣＧ３の中でチャネル変更することができる。このチャネル変更後は、地上局ｂはチャネル位相によらず前記電波干渉の影響を回避あるいは軽減することができる。
【００３９】
なお、前記通信品質の例としては、受信パケットエラー率、ビットエラー率、所望信号対干渉信号の電力比、単位時間当たりの消失パケット数、単位時間当たりの有効パケット受信数、有効パケット平均受信間隔などが挙げられ、そのうち少なくとも１つを採用すればよい。前記通信品質は、地上局１あるいは列車５が有する無線送受信手段において監視してもよいし、単位時間当たりの消失パケット数、単位時間当たりの有効パケット受信数、有効パケット平均受信間隔などは中央局１００の幹線インタフェース６０の送受信手段においても監視可能である。監視の例としては、地上局１、列車５などで、ある一定期間（例えば１０分間）以上継続して、パケットエラー率が一定の数（例えば１０のマイナス１乗）を超えたチャネルは変更する、あるいは、地上局１、列車５、中央局１００などで、ある一定期間（例えば１０分間）以上継続して、単位時間当たりの消失パケット数が一定数（例えば１００個）を超えたチャネルは変更する、などの変更基準を決めておいてもよい。
【００４０】
また、上記通信品質の監視は、各地上局１の設置場所において保守員が定期的に実施してもよい。この場合、保守員が通信品質の低下が閾値を超えている地上局１を検出すると、前記地上局１に関して使用チャネルの変更・切替え操作を実施する。
【００４１】
また、変更するチャネルを決定する判断基準としては、過去のチャネル変更履歴を各地上局１あるいは中央局１００が記憶しておき、過去に通信品質が低下したチャネルは選択する優先度を低くすることや、これまで使用実績の無いチャネルを優先して選択する、などの方法が考えられる。
【００４２】
チャネル変更の別の例としては、図９に示すように、地上局ｄの近傍で他の無線システムの無線局が設定されて、無線電波によりｃｈ３〜ｃｈ７付近で電波干渉が発生した場合を考える。また、地上局１間は距離が離れており、前記電波干渉は地上局ｄ近傍の局所的なものであって他の地上局には影響が無いものとする。
【００４３】
このとき、地上局ｄはチャネル位相ｐｈ２のタイミングでＣＧ１のｃｈ４が電波干渉を受ける。
【００４４】
そこで、列車５と地上局ｄとの間の通信品質の低下が閾値を超えた場合、地上局ｄはＣＧ１の中の他のチャネル、例えば図９ではｃｈ２へ変更する。このチャネル位相ｐｈ
２では、他の地上局ａ、ｂ、ｃはＣＧ１を使用していないので、地上局ｄは他の地上局の使用チャネルへの電波干渉を考慮する必要無くＣＧ１の中でチャネル変更することができる。このチャネル変更後は、地上局ｄはチャネル位相によらず前記電波干渉の影響を回避あるいは軽減することができる。
【００４５】
上述のように、各地上局１は、他の地上局１の使用チャネルへの電波干渉を考慮する必要無く、自局の周囲の電波環境に応じてより良い使用チャネルへの切り替えを決定することができる。
【００４６】
ところで、上述のように、各地上局１はチャネル位相ごとに指定されたチャネルグループを使用するが、各地上局１が図１０に示すようなチャネルグループとそれに所属するチャネルの対応リスト７２０を保持しておき、中央局１００から指示されるチャネルグループに従って、前記対応リスト７２０から選択してもよい。また、中央局１００が図７に示すような各地上局１の使用チャネルリスト７１０を保持しておき、各地上局１に対して直接使用するチャネルを指示してもよい。また、各地上局１が図１１に示すような自局の使用チャネルリスト７１１〜７１４を保持しておき、中央局１００がチャネル位相のみを通知してもよい。
【００４７】
ところで、各地上局１が同期してチャネル位相を決定し自局の使用チャネルを決定する方法としては、例えば、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）などの手段により全地上局１が時刻同期を取ってチャネル位相を決定し、使用チャネルを決定したり、上述のように中央局１００が各地上局１に使用チャネルを同報で通知する方法なども挙げられる。本実施形態では、例として、中央局１００が各地上局１に使用チャネルをを通知する方法の例を図１、図１２、図１３、図１４を用いて説明する。
【００４８】
なお、図の簡単化のため、図１、図１２、図１３、図１４において、列車制御装置１０１および支線ネットワーク６１の記述は省略している。また、中央局１００と列車制御装置１０１は、同一の装置が双方の機能を持ったものであってもよい。
【００４９】
図１では、中央局１００が一定時間ごとに、各地上局１が使用するチャネルグループを記載した地上局チャネル切替制御情報５２を各地上局１へ同報し、各地上局１は受信した地上局チャネル切替制御情報５２に記載された情報より自局の使用するチャネルグループを検知する。図１では、チャネル位相ｐｈ１の期間中は、地上局チャネル切替制御情報５２により、地上局ａにはＣＧ１、地上局ｂにはＣＧ２、地上局ｃにはＣＧ３、地上局ｄにはＣＧ４を指示している。次のチャネル位相ｐｈ２では地上局ａにはＣＧ４、地上局ｂにはＣＧ１、地上局ｃにはＣＧ２、地上局ｄにはＣＧ３を指示している。他のチャネル位相に関しても同様である。
【００５０】
図１では、各地上局１が図１０に示すチャネルグループとそれに所属するチャネルの対応リスト７２０を保持しておけば、各地上局１が使用するチャネルを決定できる。
【００５１】
一方、図１２では、中央局１００側で各地上局１のチャネル位相とそれに対応する使用チャネルを決定し、各地上局１に対して一定時間ごとに、各地上局１が使用するチャネルを記載した地上局チャネル切替制御情報５２を全地上局１へ同報し、各地上局１は受信した地上局チャネル切替制御情報５２に記載された情報より自局の使用するチャネルを検知する。図１２では、チャネル位相ｐｈ１の期間中は、地上局チャネル切替制御情報５２により、地上局ａにはｃｈ１、地上局ｂにはｃｈ６、地上局ｃにはｃｈ１１、地上局ｄにはｃｈ１６を指示している。次のチャネル位相ｐｈ２では地上局ａにはｃｈ１３、地上局ｂにはｃｈ２、地上局ｃにはｃｈ７、地上局ｄにはｃｈ１２を指示している。他のチャネル位相に関しても同様である。
【００５２】
図１２では、中央局１００が図７に示すような各局の使用チャネルリスト７１０を保持しておき、各地上局１は中央局１００から指示される通りに、使用するチャネルを決定できる。
【００５３】
一方、図１３では、中央局１００が一定時間ごとに、その時点のチャネル位相に関する情報を記載した地上局チャネル切替制御情報５２を各地上局１へ同報し、各地上局１は受信した地上局チャネル切替制御情報５２に記載された情報より自局の使用するチャネルグループおよびチャネルを検知する。図１３では、チャネル位相ｐｈ１の期間中は、地上局チャネル切替制御情報５２により、各地上局にチャネル位相ｐｈ１を指示している。次のチャネル位相ｐｈ２では各地上局にチャネル位相ｐｈ２を指示している。他のチャネル位相に関しても同様である。
【００５４】
図１３では、各地上局１が図１１に示すような自局の使用チャネルリスト７１１〜７１４を保持しておけば、各地上局１は使用するチャネルを決定できる。
【００５５】
なお、前記チャネル位相に関する情報として、中央局１００が地上局チャネル切替制御情報５２に送信順序を表すシーケンス番号を付加しておき、各地上局は前記シーケンス番号からチャネル位相を検出してもよい。例えば、チャネル位相がｎ個の場合、前記シーケンス番号をｎで割った余りに１加算した数をその時点のチャネル位相と判断してもよい。
【００５６】
さらに、図１４は図１、図１２、図１３で述べた地上局チャネル切替制御情報５２を列車制御装置１０１が送信する列車制御情報５０に付加する方法の例である。すなわち、中央局１００が、中継する時点でのチャネル位相に対応した各地上局の使用チャネルグループ、あるいは各地上局の使用チャネル、あるいはチャネル位相に関する情報を、地上局チャネル切替制御情報５３として、列車制御装置１０１が送信した列車制御情報５０に付加して、幹線ネットワーク６０へ中継するものである。
【００５７】
それを受信する各地上局１が予め保持しておく情報は、それぞれ図１、図１２、図１３で述べた例と同様である。また、前記チャネル位相に関する情報として、列車制御装置１０１が送信した列車制御情報５０に送信順序を表すシーケンス番号が付加されていれば、各地上局は前記列車制御情報５０に付加された前記シーケンス番号からチャネル位相を検出してもよい。例えば、チャネル位相がｎ個の場合、前記シーケンス番号をｎで割った余りに１加算した数をその時点のチャネル位相と判断してもよい。
【００５８】
ところで、上述の一つのチャネル位相に留まる時間は、例えば、列車制御装置１０１が列車制御情報５０を送信する周期の整数倍であってもよいし、列車制御を司る上位システムが通信異常を検出して列車を停止させる検出時間よりも小さい値であってもよい。
【００５９】
また、本実施形態では自無線通信システムが使用可能なチャネルを４チャネルずつ４チャネルグループにグループ分けしたが、地上局１のセルの重複数が少ない無線通信システムでは、できるだけチャネルグループ数を減らし、同一チャネルグループ内のチャネル数を増やして、他無線システムの電波干渉を回避できるチャネル数を増加させることが望ましい。すなわち、走行経路６上のセルの重複数を最大ｍとすると、チャネルグループ数はｍとするのが望ましい。ｍ＝３の例を図１９に示す。
【００６０】
以上、第１の実施形態について説明した。
【００６１】
以上に述べたことにより、本発明では、複数の地上局が複数の列車とデータを送受信する無線通信システムにおいて、各地上局は、同じチャネル位相の期間は各地上局間で異なるチャネルグループを使用することにより地上局どうしの電波干渉を防止し、かつ、各地上局間で同期してチャネル位相を変化させて、一定時間毎に使用チャネルを変更することで、他の無線システムからの一時的な電波干渉の影響を回避あるいは軽減することができ、また、電波干渉を受けた地上局のみが、他の地上局の使用チャネルのことを考慮する必要無く、使用許可されたチャネルグループ内の別のチャネルへ変更するだけで、自局の周囲の電波環境に応じてより良い使用チャネルを選択することにより、継続的な電波干渉の影響を回避あるいは軽減することができる。
【００６２】
したがって、自無線通信システムにおける他地上局からの電波干渉と、他無線システムの無線局からの電波干渉の両方の影響を低減し、稼働率の高い無線通信システムを提供できる。
（第２の実施形態）
上述の第１の実施形態では、自無線通信システムが使用可能なチャネルを４チャネルずつ４チャネルグループにグループ分けした。
【００６３】
しかし、図１５に示すように、チャネルグループのグループ分けの方法によっては、他の無線システムの電波が、自無線通信システムの一つのチャネルグループ内の全チャネルにわたって干渉してしまうこともあり得る。例えば図１５の場合、ＣＧ１とＣＧ３を使用するチャネル位相になる度に地上局１は通信品質の低下で使用不可能になる可能性がある。
【００６４】
そこで、このような電波干渉の状態（同一チャネルグループ内の全てのチャネルで通信品質の低下を検知した状態）を検知した中央局１００は、チャネルグループのグループ分けを、図１６に示すように、電波干渉を回避できるグループ分けに変更することができる。
【００６５】
このチャネルグループのグループ分けの変更は、自無線通信システムを停止して各地上局１のチャネルグループの設定を変更することにより可能である。しかし、中央局１００が各地上局１に対して、変更後のチャネルグループとそれに所属するチャネルの対応リスト７２０とチャネルグループを変更するタイミングとなるチャネル位相を予め通知することにより、通知後は図１や図１３、図１４に示した方法で通信を継続でき、オンラインでチャネルグループのグループ分けの変更が可能である。
【００６６】
また、図１２に示した方法や、図１４における使用チャネルを通知する方法では、中央局１００は各地上局１に使用チャネルを通知するだけなので、中央局１００内でチャネルグループのグループ分けの変更をすればよく、各地上局１はチャネルグループのグループ分けの変更を認識しなくても通信を継続できる。
【００６７】
以上、第２の実施形態について説明した。
【００６８】
以上に述べたことにより、本発明では、複数の地上局が複数の列車とデータを送受信する無線通信システムにおいて、他の無線システムからの電波干渉により、一つのチャネルグループ内の全てのチャネルにおいて通信品質が低下した場合でも、オンラインでチャネルグループのグループ分け方法を変更して、前記電波干渉の影響を回避あるいは低減できる。
【００６９】
したがって、自無線通信システムにおける他地上局からの電波干渉と、他無線システムの無線局からの電波干渉の両方の影響を低減し、稼働率の高い無線通信システムを提供できる。
（第３の実施形態）
上述の第１の実施形態では、自無線通信システムが使用可能なチャネルを４チャネルずつ均等に４チャネルグループにグループ分けした。
【００７０】
しかし、使用する周波数帯域によっては、ある限られた範囲内の帯域に他の無線システムの使用が集中する場合がある。
【００７１】
例えば、図１７に示すように、ＣＧ２とＣＧ３の帯域に他の無線システムからの電波干渉波が偏在する傾向がある場合、ＣＧ２とＣＧ３いずれも全チャネルが通信品質の低下で使用不可能になる可能性がある。
【００７２】
そこで、図１８に示すように、例えば、ＣＧ２とＣＧ３に所属するチャネル数を増やして６チャネルとし、その代わりＣＧ１とＣＧ４に所属するチャネル数を減らして２チャネルとし、ＣＧ２とＣＧ３において電波干渉の回避が容易になるようにチャネルグループのグループ分け方法を変更することができる。
【００７３】
すなわち、電波干渉の頻度に応じて、チャネルグループに所属させるチャネル数を変更することができる。
【００７４】
この場合も、第２の実施形態と同様の方法により、オンラインでチャネルグループのグループ分け方法を変更することが可能である。
【００７５】
以上、第３の実施形態について説明した。
【００７６】
以上に述べたことにより、本発明では、複数の地上局が複数の列車とデータを送受信する無線通信システムにおいて、他の無線システムからの電波干渉がある特定の帯域に偏在する傾向がある場合、電波干渉の頻度に応じてチャネルグループに所属させるチャネル数を変更し、オンラインでチャネルグループのグループ分け方法を変更して、前記電波干渉の影響を回避あるいは低減できる。
【００７７】
したがって、自無線通信システムにおける他地上局からの電波干渉と、他無線システムの無線局からの電波干渉の両方の影響を低減し、稼働率の高い無線通信システムを提供できる。
【００７８】
なお、上述の全ての実施形態において、使用チャネルグループリスト７００や使用チャネルリスト７１０、７１１、７１２、７１３、７１４やチャネルグループ対応表７２０の各地上局１への通知や、チャネルグループの変更や使用チャネルの変更の各地上局１への通知を中央局１００が実施するように述べたが、保守専用端末を幹線ネットワーク６０に接続し、前記保守専用端末から各地上局１へ通知するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００７９】
１  地上局
１００  中央局
１０１  列車制御装置
５  列車
５０  列車制御情報
５１  列車状態情報
５２、５３  地上局チャネル切替制御情報
６  走行経路
６０  幹線ネットワーク
６００  幹線ネットワーク中継装置
６１  支線ネットワーク
６２  無線ネットワーク
６２０  無線チャネル
６３０  電波干渉波
７００  使用チャネルグループリスト
７１０、７１１、７１２、７１３、７１４  使用チャネルリスト
７２０  チャネルグループ対応表
９  セル
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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