(57)【要約】【課題】基地局と複数の無線機との折り返し試験に要する時間を短縮可能な技術を提供することを目的とする。【解決手段】列車無線システムは、基地局１と、列車に備えられた、複数の無線機３を有する移動局２とを備える。一の予め定められた期間において、折り返し試験で行うべき２以上の第１の無線機３から基地局１へのアップロードを並列的に行い、その後の一の予め定められた期間において、折り返し試験で行うべき基地局１から２以上の第２の無線機３へのダウンロードを並列的に行う。【選択図】図４
2016225866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局と、
列車に備えられた、複数の無線機を有する移動局と
を備え、
前記基地局及び前記複数の無線機は、それらの間の折り返し試験を行う際に、予め定められた期間を単位として同期され、
一の前記予め定められた期間において、前記折り返し試験で行うべき２以上の第１の前記無線機から前記基地局へのアップロードを並列的に行い、その後の一の前記予め定められた期間において、前記折り返し試験で行うべき前記基地局から２以上の第２の前記無線機へのダウンロードを並列的に行う、列車無線システム。
【請求項２】
請求項１に記載の列車無線システムであって、
前記予め定められた期間は、予め定められた連続する複数フレームを含むスーパーフレームであり、
前記一の予め定められた期間である一の前記スーパーフレームに含まれる前記複数フレームを、その各フレームを前記複数の無線機に重複することなく前記２以上の第１の無線機に割り当てることによって前記アップロードを並列的に行い、前記後の一の予め定められた期間である後の一の前記スーパーフレームに含まれる前記複数フレームを、その各フレームを前記複数の無線機に重複することなく前記２以上の第２の無線機に割り当てることによって前記ダウンロードを並列的に行う、列車無線システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の列車無線システムであって、
前記複数の無線機は、前記基地局によらずに前記移動局によって同期される、列車無線システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基地局と、列車に備えられた、複数の無線機を有する移動局との間で、折り返し試験を行う列車無線システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線機の通信機能の健全性を確認するための試験として、折り返し試験が知られている（例えば特許文献１）。そのような折り返し試験を、基地局と、列車に備えられた移動局の複数の無線機との間の無線通信に適用して、当該無線通信の健全性を確認することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１９０３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
基地局と移動局との折り返し試験においては、一組のアップロード及びダウンロードを用いて、移動局が備える無線機ごとに折り返し試験を行っている。このため、基地局と複数の無線機との折り返し試験を完了するためには、複数組のアップロード及びダウンロードを行わなければならず、比較的長い時間を要するという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、上記のような問題点を鑑みてなされたものであり、基地局と複数の無線機との折り返し試験に要する時間を短縮可能な技術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】
本発明に係る列車無線システムは、基地局と、列車に備えられた、複数の無線機を有する移動局とを備える。前記基地局及び前記複数の無線機は、それらの間の折り返し試験を行う際に、予め定められた期間を単位として同期される。一の前記予め定められた期間において、前記折り返し試験で行うべき２以上の第１の前記無線機から前記基地局へのアップロードを並列的に行い、その後の一の前記予め定められた期間において、前記折り返し試験で行うべき前記基地局から２以上の第２の前記無線機へのダウンロードを並列的に行う。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、一の予め定められた期間において、折り返し試験で行うべき２以上の第１の無線機から基地局へのアップロードを並列的に行い、その後の一の予め定められた期間において、折り返し試験で行うべき基地局から２以上の第２の無線機へのダウンロードを並列的に行う。これにより、基地局と複数の無線機との折り返し試験に要する時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１関連システムの構成を示すブロック図である。
【図２】第１関連システムが行う折り返し試験の手順を示すシーケンス図である。
【図３】実施の形態１に係る列車無線システムが用いるスーパーフレームを示す図である。
【図４】実施の形態１に係る列車無線システムが行う折り返し試験の手順を示すシーケンス図である。
【図５】第２関連システムの構成を示すブロック図である。
【図６】第２関連システムが行う折り返し試験の手順を示すシーケンス図である。
【図７】実施の形態２に係る列車無線システムが用いるスーパーフレームを示す図である。
【図８】実施の形態２に係る列車無線システムが用いるスーパーフレームを示す図である。
【図９】実施の形態２に係る列車無線システムが用いるスーパーフレームを示す図である。
【図１０】実施の形態２に係る列車無線システムが行う折り返し試験の手順を示すシーケンス図である。
【図１１】第３関連システムの構成を示すブロック図である。
【図１２】第３関連システムが行う折り返し試験の手順を示すシーケンス図である。
【図１３】実施の形態３に係る列車無線システムが用いるスーパーフレームを示す図である。
【図１４】実施の形態３に係る列車無線システムが用いるスーパーフレームを示す図である。
【図１５】実施の形態３に係る列車無線システムが用いるスーパーフレームを示す図である。
【図１６】実施の形態３に係る列車無線システムが行う折り返し試験の手順を示すシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜実施の形態１＞
まず、本発明の実施の形態１に係る列車無線システムについて説明する前に、それと関連する列車無線システム（以下、「第１関連システム」と記す）について説明する。
【００１０】
図１は第１関連システムの構成を示すブロック図である。第１関連システムは、基地局１と、列車に備えられた、複数の無線機３を有する移動局２とを備える。図１では、複数の無線機３は、ｎ個の無線機３（無線機３−１〜３−ｎ）である。
【００１１】
基地局１及び移動局２（複数の無線機３）は、それらにそれぞれ設けられた基地局アンテナ４及び移動局アンテナ５を介して、互いに無線通信を行う。複数の無線機３が基地局１への送信に用いる周波数（以下「送信周波数」と記す）は同一であり、基地局１が複数の無線機３への送信に用いる周波数（以下「受信周波数」と記す）は同一であるが、送信周波数と受信周波数とは異なっている。このため、送信周波数及び受信周波数からなる無線回線は、複数の無線機３において同一となっている。
【００１２】
第１関連システムにおける上述の無線通信は、予め定められた連続する複数フレームを含むスーパーフレームからなる信号を用いて行われる。
【００１３】
ここで、第１関連システムは、移動局２（複数の無線機３）と移動局アンテナ５の健全性を確認するための折り返し試験を適宜行う機能を有している。図２は、第１関連システムが行う折り返し試験の手順を示すシーケンス図である。
【００１４】
この図２に示すように、第１関連システムの折り返し試験は、スーパーフレーム同期の確立、折り返し試験要求のアップロード、及び、折り返し試験応答のダウンロード、という手順で行われる。
【００１５】
スーパーフレーム同期では、移動局２（複数の無線機３）が、基地局１から信号を受信して、当該信号の内容を解析することによって、スーパーフレームがいくつのフレームから構成されているかなどのスーパーフレームの構造を特定する。それから、特定されたスーパーフレームの構造に基づいて、スーパーフレームを単位とする同期が行われる。つまり、基地局１及び移動局２（複数の無線機３）は、それらの間の折り返し試験を行う際に、スーパーフレーム（予め定められた期間）を単位として同期される。なお、スーパーフレーム同期の確立には、一のスーパーフレーム程度の時間が必要となる。
【００１６】
折り返し試験要求のアップロードでは、折り返し試験で行うべき各無線機３から基地局１へのアップロードが行われる。同様に、折り返し試験応答のダウンロードでは、折り返し試験で行うべき基地局１から各無線機３へのダウンロードが行われる。なお、折り返し試験要求のアップロードも、折り返し試験応答のダウンロードも、一のスーパーフレーム程度の時間が必要となる。また、折り返し試験要求のアップロード、及び、折り返し試験応答のダウンロードのそれぞれにおいては、折り返し試験以外の内容に関する通信を行うことはできない。
【００１７】
ここで、第１関連システムの折り返し試験では、複数の無線機３から基地局１へのアップロードには、無線機３ごとに一のスーパーフレーム分の時間を要し、基地局１から複数の無線機３へのアップロードには、無線機３ごとに一のスーパーフレーム分の時間を要している。したがって、ｎ個の無線機３のそれぞれに関して上述のアップロード及びダウンロードを行うためには、２ｎＴ（Ｔは一のスーパーフレーム分の時間）程度の時間を要することになる。
【００１８】
また、以上のような第１関連システムの折り返し試験では、基地局１及び複数の無線機３のスーパーフレーム同期にも、無線機３ごとに一のスーパーフレーム分の時間を要する。したがって、ｎ個の無線機３のそれぞれに関して上述のスーパーフレーム同期を行うためには、ｎＴ程度の時間を要することになる。以上の結果として、第１関連システムの折り返し試験では、比較的長い時間（合計３ｎＴ程度）を要している。
【００１９】
これに対して、本実施の形態１に係る列車無線システムでは、複数の無線機３と折り返し試験に要する時間を短縮することが可能となっている。以下、このような本実施の形態１に係る列車無線システムのうち、第１関連システムと異なる点について主に説明する。なお、本実施の形態１に係る列車無線システムのブロック構成は、第１関連システムのブロック構成（図１）と同じであるため、前者のブロック構成の図示を省略する。
【００２０】
本実施の形態１では、第１関連システムと同様に、基地局１及び移動局２（複数の無線機３）は、それらの間の折り返し試験を行う際に、スーパーフレーム（予め定められた期間）を単位として同期される。ただし、本実施の形態１では、第１関連システムと異なり、複数の無線機３は、基地局１によらずに移動局２によって同期されるように構成されている。これにより、移動局２によって任意のフレーム割り当てが可能となる。
【００２１】
図３は、本実施の形態１に係る列車無線システムが、スーパーフレーム同期の確立後に用いるスーパーフレーム構成（信号の構成）を示す図である。図３に示すように、列車無線システムは、一のスーパーフレーム（一の予め定められた期間）６に含まれる複数フレーム７を、当該複数フレーム７の個数（図３ではｎ個）を上限とする２以上の第１の無線機３に割り当てる。ただし、複数の無線機３のそれぞれが、折り返し試験で同じ無線回線を使用することに鑑みて、列車無線システムは、各フレーム７を、移動局２が有する複数の無線機３に重複することなく割り当てるものとする。以上のような割り当て条件を、以下「フレーム割り当て条件」と記して説明する。
【００２２】
図３では、フレーム割り当て条件を満たすスーパーフレーム構成の一例として、無線機３−１に１番目のフレーム７が割り当てられ、無線機３−２に２番目のフレーム７が割り当てられ、・・・、無線機３−ｎにｎ番目のフレーム７が割り当てられている。ただし、フレーム割り当て条件を満たすのであれば、図３に示す割り当てに限ったものではない。
【００２３】
ここで、通常の列車無線システムでは、移動局２が有する無線機３の個数は２〜４個程度であり、スーパーフレーム６に含まれるフレーム７の個数は十〜数十程度である。つまり、スーパーフレーム６に含まれるフレーム７の個数は、移動局２が有する無線機３の個数以上となっている。したがって、通常の列車無線システムでは、上述の２以上の第１の無線機３には、移動局２が有する全ての無線機３が適用され、移動局２が有する全ての無線機３のそれぞれに、少なくとも１つのフレーム７が割り当てられる。
【００２４】
このことに鑑みて、本実施の形態１に係る列車無線システムは、一のスーパーフレーム６に含まれる複数フレーム７を、移動局２が有する全ての無線機３に割り当てている。ただし、仮に、スーパーフレーム６に含まれるフレーム７の個数が、移動局２が有する無線機３の個数よりも小さい場合であっても、一のスーパーフレーム６に含まれる複数フレーム７を、スーパーフレーム６に含まれるフレーム７の個数を上限とする２以上の第１の無線機３に割り当てることは可能である。
【００２５】
本実施の形態１に係る列車無線システムは、以上のような割り当てにより、一のスーパーフレーム（一の予め定められた期間）６において、折り返し試験で行うべきｎ個の無線機３から基地局１へのアップロード（折り返し試験要求のアップロード）を並列的に行うことが可能となっている。この場合、折り返し試験要求のアップロードにおける、各無線機３のデータ長は、１フレーム分となる。
【００２６】
次に、折り返し試験応答のダウンロードについて詳細に説明する。なお、折り返し試験応答のダウンロードも、以上で説明した折り返し試験要求のアップロードと同様に行われる。
【００２７】
具体的には、折り返し試験応答のダウンロードは、折り返し試験要求のアップロードの後の一のスーパーフレーム（後の一の予め定められた期間）６において行われる。本実施の形態１では、折り返し試験応答のダウンロードは、折り返し試験要求のアップロード直後の一のスーパーフレーム６において行われる。
【００２８】
本実施の形態１に係る列車無線システムは、折り返し試験応答のダウンロードにおいても、上述のフレーム割り当て条件を用いる。具体的には、列車無線システムは、後の一のスーパーフレーム（後の一の予め定められた期間）６に含まれる複数フレーム７を、当該複数フレーム７の個数（ここではｎ個）を上限とする２以上の第２の無線機３（ここではｎ個の無線機３）に割り当てる。ただし、複数の無線機３のそれぞれが、折り返し試験で同じ無線回線を使用することに鑑みて、列車無線システムは、各フレーム７を、移動局２が有する複数の無線機３に重複することなく割り当てるものとする。
【００２９】
なお、本実施の形態１では、ダウンロードにおける２以上の第２の無線機３と、上述のアップロードにおける２以上の第１の無線機３とはそれぞれ同じであるものとするが、もちろん両者は互いに異なっていてもよい。また、２以上の第２の無線機３と、２以上の第１の無線機３とが同じである構成において、割り当てるフレーム７の順序は同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００３０】
本実施の形態１に係る列車無線システムは、以上のような割り当てにより、後の一のスーパーフレーム（後の一の予め定められた期間）６において、折り返し試験で行うべき基地局１からｎ個の無線機３へのダウンロード（折り返し試験応答のダウンロード）を並列的に行うことが可能となっている。この場合、折り返し試験応答のダウンロードにおける、各無線機３のデータ長は、１フレーム分となる。
【００３１】
図４は、本実施の形態１に係る列車無線システムが行う折り返し試験の手順を示すシーケンス図である。
【００３２】
まず、スーパーフレーム同期の確立が行われる。ここで、図２に示した第１関連システムでは、スーパーフレーム同期の確立に要する時間が合計ｎＴ程度であったが、図４に示す本実施の形態１では、当該時間がＴ程度に短縮されている。
【００３３】
ここで、第１関連システムでは、基地局１によるフレーム割り当てが行われていた。このような基地局１によるフレーム割り当てにおいては、基地局１が各無線機３の存在を把握した上で、各無線機３に対してフレーム割り当て情報を送信する必要があり、基地局１及び各無線機３がともにフレーム割り当てのための処理を行う必要がある。さらに、フレーム割り当て信号が追加されることにより、その他の信号のアップロード及びダウンロードに使用できる時間が減少し、かつ無線機３がスーパーフレーム同期を確立してからフレーム割り当てを完了するまでに時間を要するものとなっている。このため、伝送帯域が狭く、かつ将来的には無数の無線機３が存在することが予測される列車無線システムにおいて、基地局１によって複数の無線機３を同期してフレームを割り当てる方式は適していない。
【００３４】
これに対して、本実施の形態１では、複数の無線機３は、基地局１によらずに移動局２によって同期されている。これにより、基地局１に依存しないフレーム割り当てが可能となり、スーパーフレーム同期の確立（フレーム割り当ても含む）による折り返し試験に要する時間を、Ｔ程度に短縮することが可能となっている。
【００３５】
次に、各無線機３が、割り当てられたフレーム７を用いて、折り返し試験要求のアップロードを行う。ここで、図２に示した第１関連システムでは、折り返し試験要求のアップロードに要する時間が合計ｎＴ程度であった。これに対して、本実施の形態１では、一のスーパーフレーム６において、折り返し試験で行うべきｎ個の無線機３から基地局１へのアップロード（折り返し試験要求のアップロード）を並列的に行うので、それに要する時間がＴ程度に短縮されている。
【００３６】
その後、基地局１が、割り当てられたフレーム７を用いて、折り返し試験応答のダウンロードを行う。ここで、図２に示した第１関連システムでは、折り返し試験応答のダウンロードに要する時間が合計ｎＴ程度であった。これに対して、本実施の形態１では、後の一のスーパーフレーム６において、折り返し試験で行うべき基地局１からｎ個の無線機３へのダウンロード（折り返し試験応答のダウンロード）を並列的に行うので、それに要する時間がＴ程度に短縮されている。
【００３７】
したがって、本実施の形態１に係る列車無線システムでは、折り返し試験を３Ｔ程度の時間で行うことができる。
【００３８】
＜実施の形態１のまとめ＞
以上のような本実施の形態１に係る列車システムによれば、一の予め定められた期間において、折り返し試験で行うべき２以上の第１の無線機３から基地局１へのアップロードを並列的に行い、その後の一の予め定められた期間において、折り返し試験で行うべき基地局１から２以上の第２の無線機３へのダウンロードを並列的に行う。これにより、アップロード及びダウンロードに要する時間を、２ｎＴ程度から２Ｔ程度に短縮することができる。
【００３９】
また本実施の形態１によれば、複数の無線機３は、基地局１によらずに移動局２によって同期される。これにより、スーパーフレーム同期の確立に要する時間を、ｎＴ程度からＴ程度に短縮することができる。
【００４０】
＜実施の形態２＞
本発明の実施の形態２に係る列車無線システムは、複数の無線機３の個数、及び、フレーム割り当ての具体例において、実施の形態１に係る列車無線システムと異なるが、それ以外は同じである。このため、以下の説明では、本実施の形態２のうち実施の形態１と異なる構成について主に説明する。
【００４１】
まず、本実施の形態２に係る列車無線システムについて説明する前に、それと関連する列車無線システム（以下、「第２関連システム」と記す）について説明する。
【００４２】
図５は第２関連システムの構成を示すブロック図である。第２関連システムは、基地局１と、列車に備えられた、複数の無線機３を有する移動局２とを備える。図５では、複数の無線機３は、２個の無線機３（無線機３−１，３−２）である。
【００４３】
図６は、第２関連システムが行う折り返し試験の手順を示すシーケンス図である。この図６に示すように、第２関連システムでは、折り返し試験に６Ｔ程度の時間を要している。
【００４４】
次に、本実施の形態２に係る列車無線システムについて説明する。なお、本実施の形態２に係る列車無線システムのブロック構成は、第２関連システムのブロック構成（図５）と同じであるため、その図示を省略する。
【００４５】
図７〜図９は、本実施の形態２に係る列車無線システムが、スーパーフレーム同期の確立後に用いるスーパーフレーム構成（信号の構成）を示す図である。
【００４６】
図７のスーパーフレーム構成では、無線機３−１に奇数番目のフレーム７が割り当てられ、無線機３−２に偶数番目のフレーム７が割り当てられている。図８のスーパーフレーム構成では、無線機３−１に前半のフレーム７が割り当てられ、無線機３−２に後半のフレーム７が割り当てられている。図９のスーパーフレーム構成では、無線機３−１に１〜３，７〜９番目のフレーム７が割り当てられ、無線機３−２に４〜６，１０〜１２番目のフレーム７が割り当てられている。
【００４７】
本実施の形態２に係る列車無線システムは、図７〜図９に示す３つのスーパーフレーム構成の少なくともいずれか１つを用いる。ただし、スーパーフレーム構成は、これに限ったものではなく、実施の形態１で説明したフレーム割り当て条件を満たす構成であればよい。
【００４８】
図１０は、本実施の形態２に係る列車無線システムが行う折り返し試験の手順を示すシーケンス図である。この図１０に示すように、本実施の形態２に係る列車無線システムでは、折り返し試験に要する時間が３Ｔ程度となっており、第２関連システムの折り返し試験に要する時間（６Ｔ程度）よりも短縮することができる。なお、図７〜図９に示したスーパーフレーム構成のいずれが用いられても、このような効果を得ることができる。
【００４９】
＜実施の形態３＞
本発明の実施の形態３に係る列車無線システムは、複数の無線機３の個数、及び、フレーム割り当ての具体例において、実施の形態１に係る列車無線システムと異なるが、それ以外は同じである。このため、以下の説明では、本実施の形態３のうち実施の形態１と異なる構成について主に説明する。
【００５０】
まず、本実施の形態３に係る列車無線システムについて説明する前に、それと関連する列車無線システム（以下、「第３関連システム」と記す）について説明する。
【００５１】
図１１は第３関連システムの構成を示すブロック図である。第３関連システムは、基地局１と、列車に備えられた、複数の無線機３を有する移動局２とを備える。図１１では、複数の無線機３は、３個の無線機３（無線機３−１，３−２，３−３）である。
【００５２】
図１２は、第３関連システムが行う折り返し試験の手順を示すシーケンス図である。この図１２に示すように、第３関連システムでは、折り返し試験に９Ｔ程度の時間を要している。
【００５３】
次に、本実施の形態３に係る列車無線システムについて説明する。なお、本実施の形態３に係る列車無線システムのブロック構成は、第３関連システムのブロック構成（図１１）と同じであるため、その図示を省略する。
【００５４】
図１３〜図１５は、本実施の形態３に係る列車無線システムが、スーパーフレーム同期の確立後に用いるスーパーフレーム構成（信号の構成）を示す図である。
【００５５】
図１３のスーパーフレーム構成では、無線機３−１に１，４，７，１０番目のフレーム７が割り当てられ、無線機３−２に２，５，８，１１番目のフレーム７が割り当てられ、無線機３−３に３，６，９，１２番目のフレーム７が割り当てられている。図１４のスーパーフレーム構成では、無線機３−１に１〜４番目のフレーム７が割り当てられ、無線機３−２に５〜８番目のフレーム７が割り当てられ、無線機３−３に９〜１２番目のフレーム７が割り当てられている。図１５のスーパーフレーム構成では、無線機３−１に１，２，７，８番目のフレーム７が割り当てられ、無線機３−２に３，４，９，１０番目のフレーム７が割り当てられ、無線機３−３に５，６，１１，１２番目のフレーム７が割り当てられている。
【００５６】
本実施の形態３に係る列車無線システムは、図１３〜図１５に示す３つのスーパーフレーム構成の少なくともいずれか１つを用いる。ただし、スーパーフレーム構成は、これに限ったものではなく、実施の形態１で説明したフレーム割り当て条件を満たす構成であればよい。
【００５７】
図１６は、本実施の形態３に係る列車無線システムが行う折り返し試験の手順を示すシーケンス図である。この図１６に示すように、本実施の形態３に係る列車無線システムでは、折り返し試験に要する時間が３Ｔ程度となっており、第３関連システムの折り返し試験に要する時間（９Ｔ程度）よりも短縮することができる。なお、図１３〜図１５に示したスーパーフレーム構成のいずれが用いられても、このような効果を得ることができる。
【００５８】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１  基地局、２  移動局、３  無線機、６  スーパーフレーム、７  フレーム。
【図１】
2016225866.tif 000003
【図２】
2016225866.tif 000004
【図３】
2016225866.tif 000005
【図４】
2016225866.tif 000006
【図５】
2016225866.tif 000007
【図６】
2016225866.tif 000008
【図７】
2016225866.tif 000009
【図８】
2016225866.tif 000010
【図９】
2016225866.tif 000011
【図１０】
2016225866.tif 000012
【図１１】
2016225866.tif 000013
【図１２】
2016225866.tif 000014
【図１３】
2016225866.tif 000015
【図１４】
2016225866.tif 000016
【図１５】
2016225866.tif 000017
【図１６】
2016225866.tif 000018