(57)【要約】【課題】下り信号が１波だけでも移動局が他のゾーンに移動したときのゾーン切換を自動的に行えるようにすることにより、極めて利便性の良い移動無線システムを提供することを目的とする。【解決手段】デジタル方式にすると共に、下り信号にゾーンデータを重畳させ、移動局１０１の前方と後方にそれぞれ１つずつ送受信部を設けるようにする。そして、前方送受信部１０１ａで受信した下り信号に重畳されたゾーンデータと、後方送受信部１０１ｂで受信した下り信号に重畳されたゾーンデータとが異なるのを切換要求部１０１ｃが検出したとき、ゾーン切換を行うようにする。【選択図】図１
2004215087.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動局と、該移動局と１の無線回線を介して接続される複数の基地局と、該基地局と接続される制御局と、該制御局に接続される１以上の指令卓を含み、前記制御局は前記基地局と前記指令卓との接続を制御するデジタル移動無線システムであって、
前記移動局の前方と後方に受信部を備えると共に、前方と後方の受信部で受信したデータが異なるときに前記指令卓と接続する前記基地局の切換を要求する切換要求部を前記移動局に備えるように構成したことを特徴とするデジタル移動無線システム。
【請求項２】
請求項１記載のデジタル移動無線システムにおいて、
前記指令卓から前記移動局へ伝送する信号を検出したときに該信号に重畳させるデータを送出するデータ送出部を前記基地局に備え、前記データは所定地域内の全ての前記基地局では同一となるように構成したことを特徴とするデジタル移動無線システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動無線システムにおいて、移動局が移動したときの指令卓と基地局との回線接続の切換（以下、ハンドオフと称する）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の一例である移動無線システムについて、図５を参照して説明する。図５は従来の移動無線システムの構成を示すブロック図である。
【０００３】
本移動無線システムはアナログ方式の列車無線システムであり、無線機を搭載した列車（以下、移動局１と称する）と、移動局１と無線回線を介して接続される複数の基地局（基地局２〜基地局５）、各基地局と接続される回線制御局６、回線制御局６に接続される指令卓７、指令卓８を有する。
【０００４】
移動局１から各基地局への上り信号の周波数はｆ１、各基地局から移動局１への下り信号の周波数はＦ１（ｆ１≠Ｆ１）である。
【０００５】
各基地局は通信エリアを有し、通信エリア内の移動局と回線接続できるものの、通信エリア外の移動局と回線接続できないため、移動局の移動に伴い、移動局と回線接続する基地局が切り換わるようにする必要がある。例えば、移動局１が基地局２の通信エリア内（以下、ゾーンＡと称する）から基地局３の通信エリア内（以下、ゾーンＢと称する）に移動した場合、移動局１と回線接続する基地局は、基地局２から基地局３に切り換わるようにする必要がある。（以下、基地局４の通信エリア内をゾーンＣ、基地局５の通信エリア内をゾーンＤと称する。）
そして、回線接続する基地局を切り換えるだけでなく、指令卓も切り換えられた基地局と回線接続できるようにする必要がある。例えば、移動局１が指令卓７と個別通話中にゾーンＡからゾーンＢに移動した場合、移動局１と回線接続する基地局が基地局２から基地局３に切り換わるようにするだけでなく、指令卓７と回線接続する基地局が基地局２から基地局３に切り換わるようにする必要がある。即ち、ハンドオフが行われるようにする必要がある。
【０００６】
次に、移動局１が指令卓７と個別通話中にゾーンＡからゾーンＢに移動した場合を例にして、他のゾーンへ移動局１が移動したときのハンドオフについて説明する。
【０００７】
自動的にゾーン切換を行わせようとする場合、各基地局からの下り信号にゾーンデータを重畳させる必要がある。即ち、基地局２、基地局３、基地局４、基地局５からの下り信号にはそれぞれゾーンＡ、ゾーンＢ、ゾーンＣ、ゾーンＤであることを示すゾーンデータを重畳させる必要がある。しかし、下り信号は１波（周波数Ｆ１）だけなので、ゾーンデータを重畳させると、図６に示すように音声を分断して各基地局は送信しなればならなくなり、更に、移動局１では分断された音声を連続した音声となるように変換しなければならない。ところが、この変換を行うアナログ用のＬＳＩがないことにより、実質上、下り信号にゾーンデータを重畳させることができないため、自動的にゾーン切換を行うことができない。万一、ゾーン切換を自動的に行うようにするためには、ゾーンデータ伝送用の無線回線を設けなくてはならないため、下り信号は１波だけでなく２波必要となる。
【０００８】
そこで、本移動無線システムでは手動操作によりゾーン切換を行っている。例えば、移動局１が基地局２を介して指令卓７と個別通信している最中に音声レベルが低下したとき、移動局１がゾーンＡからゾーンＢに移動したと扱者は判断して、移動局１は基地局３を介して指令卓７と個別通信できるようにするため、手動操作により基地局３を呼び出して回線接続する。そして、移動局１が基地局３を介して個別通信が行えるようになったとき、指令卓７も回線接続する基地局が基地局２から基地局３に切り換えられる。即ち、ハンドオフが行われる。
【０００９】
【特許文献１】
特開２０００−３０７５０７号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
前述の従来の移動無線システムでは、下り信号を１波だけでなく２波にしないと、移動局が他のゾーンへ移動したときのゾーン切換を自動的に行うことができないという欠点がある。
【００１１】
そこで本発明では、前述の欠点を除去することにより、下り信号が１波だけでも自動的にゾーン切換を行えるようにすることにより、極めて利便性の良い移動無線システムを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述の目的を達成するため、デジタル方式にすると共に、移動局（例えば、列車）の前方と後方にそれぞれ１つずつ受信部を設けると共に、前方の受信部で受信したデータ（実施例では、ゾーンデータ）と、後方の受信部で受信したデータが異なるのを検出したとき、前方の受信部へデータを送信した基地局を介して指令卓と個別通話できるようにするために、指令卓と接続する基地局の切換を要求する切換要求部を移動局に備えるようにしたものである。
【００１３】
その結果、両受信部で受信したデータが異なるときには移動局から基地局を介して制御局（実施例では、回線制御局）へ基地局切換要求が伝送されることにより、自動的にゾーン切換を行うようにしたものである。
【００１４】
また、デジタル方式としたことにより、音声が重畳された下り信号に対して更にデータが重畳されても、移動局で容易に連続した音声に変換できるようにしたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例である移動無線システムについて、図１〜４を参照して説明する。図１は本実施例の移動無線システムの構成を示すブロック図、図２は本実施例の移動無線システムにおけるハンドオフの動作を示すブロック図、図３は本実施例の移動無線システムにおいて、移動局（例えば、列車）の前方と後方に搭載された送受信部でゾーン切換前後に受信する下り信号のゾーンコードを示す図、図４は本実施例の移動無線システムにおけるハンドオフの動作を示すシーケンス図である。
【００１６】
まず、本実施例の移動無線システムの構成について図１を用いて説明する。本移動無線システムはデジタル方式の列車無線システムであり、前方と後方に１つずつ送受信部を搭載した列車（以下、移動局１０１と称する）と、移動局１０１と無線回線を介して接続される複数の基地局（基地局１０２〜基地局１０５）、各基地局と接続される回線制御局１０６、回線制御局１０６に接続される指令卓１０７、指令卓１０８を有する。
【００１７】
移動局１０１と各基地局（基地局は、例えば駅に設置される）は通常、線路に沿って設けられた漏洩同軸ケーブルにより、無線回線を介して接続される。移動局１０１から各基地局への上り信号の周波数はｆ１、各基地局から移動局１０１への下り信号の周波数はＦ１（ｆ１≠Ｆ１）である。
【００１８】
回線制御局１０６は各基地局と移動局１０１との回線接続制御を行っている。例えば、移動局１０１が基地局１０２を介して送信許可要求が伝送されたとき、回線制御局１０６は基地局１０２を介して送信許可応答を移動局１０１に伝送して、移動局１０１と基地局１０２とを回線接続させている。指令卓１０７、指令卓１０８は回線制御局１０６に設置されていることにより、指令卓１０７と移動局１０１との間、又は指令卓１０８と移動局１０１との間で個別通話を行うことができる。更に、回線制御局１０６内部の回線接続部１０６ａにより、指令卓１０７、指令卓１０８と各基地局との回線接続も行っている。
【００１９】
本移動無線システムでは、基地局１０２及び基地局１０３の通信エリアを１つのゾーン（以下、このゾーンをゾーンＥと称する）、基地局１０４及び基地局１０５の通信エリアを１つのゾーン（以下、このゾーンをゾーンＦと称する）としている。そこで、基地局１０２及び基地局１０３からの下り信号には同一のゾーンデータが重畳されると共に、移動局１０１が指令卓１０７と個別通話を行うときに基地局１０２及び基地局１０３からの下り信号を受信した際、基地局１０２からの下り信号と基地局１０３からの下り信号が同位相となるようにしている。また、同様にして、基地局１０４及び基地局１０５からの下り信号に同一のゾーンデータを重畳されると共に、移動局１０１が指令卓１０７と個別通信を行うときに基地局１０４からの下り信号と基地局１０５からの下り信号を受信した際、基地局１０４からの下り信号と基地局１０５からの下り信号が同位相となるようにしている。（ゾーンデータの重畳については、後で詳細に説明する）
次に、移動局１０１がゾーンＥからゾーンＦに移動した場合を例にして、他のゾーンへ移動局１０１が移動したときのハンドオフについて説明する。移動局１０１の移動と共に、図２に示すように移動局１０１は相手局となる基地局が切り換わることになるが、以下の説明により、基地局と指令卓との接続切換は基地局が切り換わる毎に行うのではなく、ゾーンが切り換わる毎に行うようにすることで、接続切換の回数、即ち、ハンドオフの回数を少なくしている。
【００２０】
例えば、ゾーンＥにおいて通信路１０９により移動局１０１と指令卓１０７とが個別通話を行っていたものの、移動局１０１が基地局１０３の通信エリアから基地局１０４の通信エリアへ移動したときしかゾーンが切り換えないため、ハンドオフの回数は１回だけとなる。このハンドオフにより通信路の切換が行われる。即ち、通信路１０９から通信路１１０に切り換わる。
【００２１】
ハンドオフの回数は少なくなるものの、同一ゾーン内で同時に１つの指令卓（例えば、指令卓１０７）と個別通信できる移動局（例えば、移動局１０１）は１つだけであるため、ゾーン数を絞り、１つのゾーン内に存在する基地局を多くした場合、列車の本数が多いことにより個別通信が多い路線では個別通話が行えなくなることが頻繁に発生するようになる。そこで、ゾーン数及び１つのゾーン内に含まれる基地局の数は、各基地局エリア内で行う個別通信の多さに応じて決めるようにする。図２に示す移動無線システムでは、ゾーン数は２つであり、１つのゾーン内に含まれる基地局の数は２つであるが、このゾーン数及び１つのゾーンに含まれる基地局の数は列車の本数などに応じて決めている。
【００２２】
更に、ハンドオフの動作について、図３を用いて説明する。移動局１０１は前方と後方に１つずつ、合計２つの送受信部を有しており、この両送受信部により各基地局からの下り信号を受信する。そして、下り信号にはゾーンデータが重畳されていることにより、移動局１０１は自局が存在するゾーンエリア（移動局１０１がゾーンＥ内にいるかゾーンＦ内にいるか）を把握することができる。（図７に示すように、下り信号に重畳するゾーンデータは各基地局のデータ格納部１０２ｃに格納されており、回線制御局１０６を介して指令卓１０７から伝送された信号を信号検出部１０２ａが検出すると、データ制御部１０２ｂによりデータ格納部１０２ｃに格納されているゾーンデータを送出することにより下り信号に重畳させる。なお、このゾーンデータは同一ゾーン内の全ての基地局において同一である。ゾーンデータを重畳した信号は送受信部１０２ｄより送信される。）そして、前方の送受信部（以下、前方送受信部１０１ａと称する）で受信した下り信号に重畳されたゾーンデータと、後方の送受信部（以下、後方送受信部１０１ｂと称する）で受信した下り信号に重畳されたゾーンデータが一致しない場合、ハンドオフを行う。以下、時刻がｔ１からｔ３に変わるまでの間に行うハンドオフについて説明する。
【００２３】
時刻ｔ１において移動局１０１はゾーンＥ内に存在することにより、前方送受信部１０１ａで受信する下り信号に重畳されたゾーンデータと、後方送受信部１０１ｂで受信する下り信号に重畳されたゾーンデータは一致する。そして、ゾーンデータを表示するゾーン表示部を有している場合、前方送受信部１０１ａのゾーン表示、後方送受信部１０１ｂのゾーン表示は共に「Ｅ」となる。しかし、時刻ｔ２において移動局１０１の前方送受信部１０１ａがゾーンＦ内に入りこむと、前方送受信部１０１ａで受信する下り信号に重畳されたゾーンデータと、後方送受信部１０１ｂで受信する下り信号に重畳されたゾーンデータは一致しなくなる。前方送受信部１０１ａのゾーン表示は「Ｆ」となるのに対し、後方送受信部１０１ｂのゾーン表示は「Ｅ」となる。ゾーンデータの不一致を切換要求部１０１ｃが検出することで通話回線切換要求を前方送受信部１０１ａへ伝送する。前方送受信部１０１ａは基地局１０４を介して回線制御部１０６に通話回線切換要求を伝送する。そして、通話回線切換要求により、後方送受信部１０１ｂがゾーンＦ内に入り込む時刻ｔ３までに通信路が切り換わり（通信路１０９から通信路１１０へ切り換わり）、基地局１０４を介して指令卓１０７と個別通信を行うことができるようになる。（通話回線切換要求が伝送されてから通信路が切り換わるまでの詳細動作については、後で図４を用いて説明する）時刻ｔ３において、前方送受信部のゾーン表示、後方送受信部のゾーン表示は共に「Ｆ」となる。
【００２４】
次に、図４を用いて本実施例の移動無線システムにおけるハンドオフの動作について詳細に説明する。基地局１０３の通信エリアから基地局１０４の通信エリアに移動する場合について説明する。移動局１０１において、前方送受信部１０１ａで受信した下り信号に重畳されるゾーンデータと、後方送受信部１０１ｂで受信した下り信号に重畳されたゾーンデータとが不一致であること（以下、切換トリガーと称する）を切換要求部１０１ｃにより検出すると、移動局１０１は基地局１０４に同期バーストを送信する。同期バーストは移動局１０１がデータを送信する場合において事前に送信する。基地局１０４は同期バーストを受信すると、回線制御局１０６に送信権確認メッセージを送信する。回線制御局１０６は送信権確認メッセージを受信すると、移動局１０１以外の移動局が指令卓１０７と個別通信を行っているか否かを確認する。
【００２５】
移動局１０１以外の移動局が指令卓１０７と個別通信を行っている場合、送信権受付メッセージは基地局１０４へ送信されないことにより、移動局１０１には基地局１０４からのバースト受付信号は送信されない。その結果、移動局１０１はバースト受付信号を受信しないことにより個別通信が中断される。
【００２６】
一方、移動局１０１以外の移動局が指令卓１０７と個別通信を行っていない場合、回線制御部１０６は送信権受付メッセージを基地局１０４へ送信する。送信権受付メッセージを基地局１０４が受信すると、移動局１０１に同期バースト受付信号を送信する。同期バースト信号を受信した後、移動局１０１は指令卓１０７と個別通信を行うための回線接続を行う。以下、この回線接続について説明する。
【００２７】
バースト受付信号を移動局１０１が受信すると、基地局１０４へ再発呼を送信する。基地局１０４は移動局１０１からの再発呼を受けると、再呼設定メッセージを回線制御局１０６に送信する。この再呼設定メッセージにより、回線制御局１０６は指令卓１０７と基地局１０４とが接続される。即ち、ハンドオフが行われる。そして、指令卓１０７に通話中であることを示す表示を行わせると共に、基地局１０４に再呼設定受付メッセージを送信することで、指令卓１０７、回線制御局１０６、基地局１０４間の音声通話路を開設される。更に、この再呼設定受付メッセージにより、基地局１０４は移動局１０１に再発呼受付メッセージを送信する。移動局１０１は再発呼受付メッセージを受信することにより、基地局１０４、移動局１０１間の音声通話路を開設され、指令卓１０７と移動局１０１とで音声通話を行う状態に移行する。
【００２８】
以上のように、本実施例の移動無線システムでは下り信号が１波だけでも移動局が他のゾーンに移動したときのゾーン切換を自動的に行うことができる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、下り信号が１波だけでも移動局が他のゾーンに移動したときのゾーン切換を自動的に行うことができるようになるため、極めて利便性の良い移動無線システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である移動無線システムの構成を示すブロック図。
【図２】本発明の一実施例である移動無線システムにおけるハンドオフの動作を示すブロック図。
【図３】本発明の一実施例である移動無線システムにおいて、移動体の前方と後方に搭載された受信部でゾーン切換前後に受信する下り信号のゾーンコードを示す図。
【図４】本発明の一実施例である移動無線システムにおけるハンドオフの動作を示すシーケンス図。
【図５】従来の一例である移動無線システムの構成を示すブロック図。
【図６】従来の一例である移動無線システムにおいて、ゾーンデータを重畳させたときの下り信号の波形図。
【図７】本発明の一実施例である移動無線システムの基地局の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１、１０１：移動局                                            ２、１０２：基地局
３、１０３：基地局                                            ４、１０４：基地局
５、１０５：基地局                                            ６、１０６：回線制御局
７、１０７：指令卓                                            ８、１０８：指令卓
１０９：通信路                                        １１０：通信路
１０１ａ：前方送受信部                                    １０１ｂ：後方送受信部
１０１ｃ：切換要求部                            １０２ａ：信号検出部
１０２ｂ：データ制御部                                    １０２ｃ：データ格納部
１０６ａ：回線接続部
【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】
2004215087.tif 000007
【図６】
2004215087.tif 000008
【図７】
2004215087.tif 000009