(57)【要約】【課題】省電力化が可能であり、通信回線の品質が向上するＬＣＸ中継システムの提供を目的とする。【解決手段】基地局と、複数の中継機と、基地局と複数の中継機とを直列に接続する漏洩同軸ケーブル（ＬＣＸ）と、ＬＣＸに沿って移動し、ＬＣＸおよび中継機を介して基地局と通信可能な移動局の位置情報を格納可能な位置情報データサーバと、位置情報データサーバと基地局とに接続し基地局を制御する、または、位置情報データサーバと中継機とに接続し中継機を制御する監視制御部とを備え、監視制御部は、中継機がＬＣＸを介して移動局と基地局との間の通信を中継する中継エリアの位置情報と、位置情報データサーバに格納された移動局の位置情報とに基づき、中継機と基地局との間の通信の入切を制御する。【選択図】図１
2017212525.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局と、
複数の中継機と、
前記基地局と複数の前記中継機とを直列に接続する漏洩同軸ケーブル（ＬＣＸ）と、
前記ＬＣＸに沿って移動し、前記ＬＣＸおよび前記中継機を介して前記基地局と通信可能な移動局の位置情報を格納可能な位置情報データサーバと、
前記位置情報データサーバと前記基地局とに接続し前記基地局を制御する、または、前記位置情報データサーバと前記中継機とに接続し前記中継機を制御する監視制御部とを備え、
前記監視制御部は、前記中継機が前記ＬＣＸを介して前記移動局と前記基地局との間の通信を中継する中継エリアの位置情報と、前記位置情報データサーバに格納された前記移動局の位置情報とに基づき、前記中継機と前記基地局との間の通信の入切を制御することを特徴とするＬＣＸ中継システム。
【請求項２】
前記監視制御部は、前記移動局が位置する前記中継エリアに通信を中継する前記中継機と前記基地局との間の通信を入に制御し、前記移動局が位置しない前記中継エリアに通信を中継する前記中継機に含まれる少なくとも一部の前記中継機と前記基地局との間の通信を切に制御する請求項１に記載のＬＣＸ中継システム。
【請求項３】
前記中継エリアは、前記移動局が位置する第１中継エリアと、前記移動局の進行方向に前記第１中継エリアと隣接する第２中継エリアとを含み、
前記監視制御部は、前記第１中継エリアに通信を中継する前記中継機と前記基地局との間の通信と、前記第２中継エリアに通信を中継する前記中継機と前記基地局との間の通信とを入に制御し、前記第１中継エリアと前記第２中継エリアとは異なる前記中継エリアに通信を中継する前記中継機と前記基地局との間の通信を切に制御する請求項２に記載のＬＣＸ中継システム。
【請求項４】
前記中継機は、
前記監視制御部と前記ＬＣＸと前記基地局とに接続して設けられ前記ＬＣＸと前記基地局との間を通信する通信信号を増幅する増幅部を含み、
前記監視制御部は、各前記中継機と前記基地局との前記通信の入切の制御を、各前記中継機に設けられた各前記増幅部の入切により制御する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のＬＣＸ中継システム。
【請求項５】
前記監視制御部は、
前記基地局に設けられ前記位置情報データサーバに接続する第１監視制御装置と、
各前記中継機に設けられ各当該中継機が含む各前記増幅部と前記第１監視制御装置とに接続する複数の第２監視制御装置とを含み、
前記第１監視制御装置が、各前記第２監視制御装置を介して、各前記増幅部の入切の制御を行う請求項４に記載のＬＣＸ中継システム。
【請求項６】
前記監視制御部は、
各前記中継機に設けられ各当該中継機が含む各前記増幅部と前記位置情報データサーバとに接続する複数の第２監視制御装置を含み、
各前記第２監視制御装置が、各前記増幅部の入切の制御を行う請求項４に記載のＬＣＸ中継システム。
【請求項７】
前記基地局は、
前記監視制御部と各前記中継機とに接続して設けられ、前記基地局内を通信する電気信号と、前記基地局と各前記中継機との間を通信する光信号とを変換する複数の光電変換部を含み、
前記監視制御部は、各前記中継機と前記基地局との前記通信の入切の制御を、前記基地局に設けられた各前記光電変換部の入切により制御する請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のＬＣＸ中継システム。
【請求項８】
前記監視制御部は、
前記基地局に設けられ各前記光電変換部と前記位置情報データサーバとに接続する第１監視制御装置を含み、
前記第１監視制御装置が、各前記光電変換部の入切の制御を行う請求項７に記載のＬＣＸ中継システム。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のＬＣＸ中継システムである第１ＬＣＸ中継システムと第２ＬＣＸ中継システムとを備え、
前記第１ＬＣＸ中継システムは、当該第１ＬＣＸ中継システムの終端に設けられ、前記第２ＬＣＸ中継システムの終端に設けられた前記中継機に前記ＬＣＸを介して接続する終端架を含み、
前記終端架は、前記第１ＬＣＸ中継システム内の通信信号に含まれる無線フレームのタイミングと、前記第２ＬＣＸ中継システム内の通信信号に含まれる無線フレームのタイミングとの差異を検出するフレームタイミング検出部を含み、
前記第１ＬＣＸ中継システムが含む前記監視制御部は、前記終端架と前記基地局との通信を常時入に制御することを特徴とするＬＣＸ中継ネットワーク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、漏洩同軸ケーブル（Ｌｅａｋｙ  ＣｏａＸｉａｌ  ｃａｂｌｅ：ＬＣＸ）中継システムに関し、特に光ＲＯＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｏｎ  Ｆｉｂｅｒ）方式の移動局無線ＬＣＸ中継システムにおいて、移動局の位置に対応して中継機と基地局との通信の入切を制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の列車無線等に用いられる光ＲＯＦ方式のＬＣＸ中継システムでは、移動局が走行する沿線に漏洩同軸ケーブル（ＬＣＸ）が設置され、ＬＣＸから漏れた電波を介して基地局と移動局の無線通信を行っている（例えば、特許文献１参照）。ＬＣＸを通過する信号は、伝送距離に比例して減衰するため中継機により増幅される。
【０００３】
光ＲＯＦ方式を用いた列車無線ＬＣＸ中継システムでは、基地局にて高周波信号を光信号に変換する光変換装置があり、その光信号は基地局から中継機に伝送される。光信号を受信した中継機は、その光信号を高周波信号に光ＲＯＦ変換する。高周波信号はＬＣＸを伝搬しながら徐々にＬＣＸから漏洩する。つまり、基地局から送信された信号に基づいた無線信号がＬＣＸから出力される。移動局から基地局への通信では、移動局はＬＣＸに向けて無線信号を送信し、ＬＣＸ内部を高周波信号として伝搬して中継機に入力する。高周波信号は中継機にて光信号に変換された後、基地局まで伝送される。基地局は各中継機から伝送された光信号を高周波信号に変換した後、各信号を合成する（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１３０３２２号公報
【特許文献２】特開２００４−２３６１６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の光ＲＯＦ方式の列車無線ＬＣＸ中継システムでは、その沿線に設置されている全ての中継機は、常に電源がＯＮ状態にあり、移動局が在線していないエリアでも中継機からＬＣＸを介して無線信号を出力し、電力を消費し続けている。つまり、従来の列車無線ＬＣＸ中継システムでは、省電力化が実現出来ていない。
【０００６】
また、移動局から基地局に無線信号を送信する場合、ＬＣＸ中継システムは、沿線にある各中継機から移動局が在線していない中継機のエリアの信号も合成しているので、それらがノイズとして重畳され、信号対雑音比が小さくなり、回線品質向上の妨げとなる。
【０００７】
本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、省電力化が可能であり、通信回線の品質が向上するＬＣＸ中継システムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るＬＣＸ中継システムは、基地局と、複数の中継機と、基地局と複数の中継機とを直列に接続する漏洩同軸ケーブル（ＬＣＸ）と、ＬＣＸに沿って移動し、ＬＣＸおよび中継機を介して基地局と通信可能な移動局の位置情報を格納可能な位置情報データサーバと、位置情報データサーバと基地局とに接続し基地局を制御する、または、位置情報データサーバと中継機とに接続し中継機を制御する監視制御部とを備え、監視制御部は、中継機がＬＣＸを介して移動局と基地局との間の通信を中継する中継エリアの位置情報と、位置情報データサーバに格納された移動局の位置情報とに基づき、中継機と基地局との間の通信の入切を制御する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るＬＣＸ中継システムによれば、省電力化でき、通信回線の品質が向上するＬＣＸ中継システムの提供が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１におけるＬＣＸ中継システムの構成を示す図である。
【図２】実施の形態１におけるＬＣＸ中継システムの構成を示す図である。
【図３】実施の形態１における基地局の構成を示す図である。
【図４】実施の形態１における中継機の構成を示す図である。
【図５】実施の形態２におけるＬＣＸ中継システムの構成を示す図である。
【図６】実施の形態２における中継機の構成を示す図である。
【図７】実施の形態３におけるＬＣＸ中継ネットワークの構成を示す図である。
【図８】実施の形態３における終端架の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明に係るＬＣＸ中継システムおよびＬＣＸ中継ネットワークの実施の形態を説明する。
【００１２】
＜実施の形態１＞
（ＬＣＸ中継システムの全体構成）
図１は、本発明の実施の形態１におけるＬＣＸ中継システム１００の全体構成を示す図である。図２は、ＬＣＸ中継システム１００の基地局１０側の構成を抜粋して示している。以下、図１および図２に従いＬＣＸ中継システム１００の構成を説明する。
【００１３】
ＬＣＸ中継システム１００は基地局１０と、中継機２０ａから中継機２０ｎと、基地局１０と各中継機とを直列に接続するＬＣＸ（漏洩同軸ケーブル）３０ａからＬＣＸ３０ｎとを備える。ＬＣＸ３０ａは基地局１０と中継機２０ａとを接続し、ＬＣＸ３０ｂは中継機２０ａと中継機２０ｂとを接続する。また、ＬＣＸ３０ｃは中継機２０ｂと中継機２０ｃとを接続する。図１では、中継機２０ｃに接続するＬＣＸ３０ｄから中継機２０ｎに接続するＬＣＸ３０ｎの間に設けられた中継機の図示は省略しているが、それら中継機は後述する図３に示す中継機２０ａと同様の構成を含み、また各中継機は上記の中継機と同様に各ＬＣＸにより接続される。
【００１４】
また、基地局１０と中継機２０ａとは、通信信号伝送用の光ファイバケーブル５０ａおよび制御信号伝送用の光ファイバケーブル６０にて接続される。同様に、基地局１０と中継機２０ｂとは、２種類の光ファイバケーブル５０ｂおよび光ファイバケーブル６０にて接続される。図示は省略しているが、中継機２０ｃから中継機２０ｎの間に設けられた各中継機と基地局１０とも同様に、２種類の光ファイバケーブルにて接続される。以上のように、ＬＣＸ中継システム１００は、基地局１０に接続する複数の各中継機および各ＬＣＸによって一列状の構成を備える。また、ＬＣＸ中継システム１００に沿って軌道９０が配置され、各ＬＣＸおよび各中継機を介して基地局１０と無線通信が可能な移動局９１ａが軌道９０上に移動可能に位置する。移動局９１ａは例えば列車であり、軌道９０は例えば線路である。
【００１５】
また、ＬＣＸ中継システム１００は、移動局９１ａの位置情報を格納可能な位置情報データサーバ４０を備える。本実施の形態１において、その位置情報データサーバ４０はケーブル７０およびケーブル８０によって基地局１０に接続されている。位置情報データサーバ４０は、ＬＣＸ中継システム１００と通信可能な複数の移動局の位置情報を格納する。例えば、ＬＣＸ中継システム１００に沿って配置された線路上に在線する複数の列車の位置情報を集約する。
【００１６】
基地局１０および各中継機は、各ＬＣＸを介して移動局と基地局１０との間の通信を中継する各中継エリアを含む。中継エリアとは、中継機がＬＣＸを介して移動局と無線中継可能なエリアのことである。例えば、図１および図２には、本実施の形態１における中継エリアが図示されており、基地局１０は中継エリア３１ａを含み、中継機２０ａは中継エリア３１ｂを含む。また、中継機２０ｂは中継エリア３１ｃを含む。本実施の形態１においては、各中継エリアは中継機ごとに区切られて形成され、基地局１０もしくは各中継機の右側に接続される各ＬＣＸを介して移動局９１ａと各中継機とが無線通信可能なエリアである。なお、図１および図２に図示した中継エリアは一例であり、各中継エリアはそれら境界において互いの中継エリアが重畳されても良い。
【００１７】
ＬＣＸ中継システム１００は監視制御部をさらに備え、その監視制御部は、本実施の形態１においては図３に示す基地局１０が含む第１監視制御装置１５と、図４に示す中継機２０ａが含む第２監視制御装置２３ａとを含む。なお、図３は基地局１０の構成を示す図であり、詳細は後述する。また、図４は中継機２０ａの構成を示す図であり、詳細は後述するが、ＬＣＸ中継システム１００が備える各中継機は図４に示す中継機２０ａと同様の構成を含み、各中継機は各第２監視制御装置を含む。
【００１８】
また、図示は省略しているが、ＬＣＸ中継システム１００が備える監視制御部は、後述する第１監視制御装置１５および各第２監視制御装置の各制御機能を実現する処理回路を含む。その処理回路は、互いが接続されたＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）およびメモリを含み、処理回路はメモリに格納されたプログラムをＣＰＵにより実行する。すなわち、第１監視制御装置１５および各第２監視制御装置の各機能および各動作はプログラムに記述され、そのプログラムはソフトウェアまたはファームウェアとしてメモリに格納される。ＣＰＵがそのプログラムを適宜読み出して実行することにより、後述する第１監視制御装置１５および各第２監視制御装置の各機能および各動作が実現される。なお、メモリとは、例えば、ＲＡＭやフラッシュメモリ等の揮発性または不揮発性の半導体メモリである。
【００１９】
また、監視制御部が備える処理回路は専用のハードウェアであっても良く、その場合、処理回路は、例えば、プログラム化したプロセッサーである。監視制御部は、第１監視制御装置１５および各第２監視制御装置の各機能および各動作に対応した複数の専用ハードウェアを備えることで各制御を実現しても良いし、１つの専用ハードウェアを備えることで各制御をまとめて実現しても良い。また、後述する第１監視制御装置１５および各第２監視制御装置の各機能および各動作について、その一部を専用ハードウェアで実現し、その一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現しても良い。
【００２０】
（基地局の構成）
図３はＬＣＸ中継システム１００が備える基地局１０の構成を示す図である。基地局１０は、送受信装置１１への音声データの分配やクロックの配信を行い、また送受信装置１１から受信した音声データを基地局より上位の装置への伝送するインターフェース装置１８を含む。また、基地局１０は、高周波信号を処理する送受信装置１１をさらに含み、送受信装置１１は高周波信号を分配または合成する分配・合成器１２を含む。
【００２１】
また、基地局１０は、光変換装置１３をさらに含み、その光変換装置１３は光信号と高周波信号とを変換する複数の光電変換部を含む。本実施の形態１において、光電変換部は光ＲＯＦ変換部であり、図３に示す光変換装置１３は光ＲＯＦ変換部１４ａと光ＲＯＦ変換部１４ｂと光ＲＯＦ変換部１４ｎとを含む。光変換装置１３は、各サービスゾーンに対応した中継機の装置台数分の光ＲＯＦ変換部を含み、各光ＲＯＦ変換部は各中継機に一対一に接続される。図３には、その接続先の中継機の図示は省略しているが、光ＲＯＦ変換部１４ａは光ファイバケーブル５０ａを介して中継機２０ａに接続し、光ＲＯＦ変換部１４ｂは光ファイバケーブル５０ｂを介して中継機２０ｂに接続し、光ＲＯＦ変換部１４ｎは光ファイバケーブル５０ｎを介して中継機２０ｎに接続する。各光ＲＯＦ変換部は、高周波信号を各光信号に変換して出力し、また、逆に各中継機から受信する各光信号を各高周波信号に変換する。なお、各光ＲＯＦ変換部が光信号に変換する高周波信号とは電気信号のことであり、また、高周波信号および光信号は通信信号である。
【００２２】
また、基地局１０と各中継機との間を通信する信号には、その距離に依存した遅延が生じる。基地局１０は、信号のタイミングを調整して、その遅延を補正する光遅延補正装置１６を含み、その光遅延補正装置１６は、各光ＲＯＦ変換部と各中継機との間に設けられる。また、基地局１０は、各ＬＣＸを介して各中継機に電源を供給するための電源供給架１７を備える。また、基地局１０の送受信装置１１が含む分配・合成器１２は、位置情報データサーバ４０にケーブル８０を介して接続されている。基地局１０は、図２に示す移動局９１ａが送信した移動局９１ａの位置情報が含まれる上り信号を、図３に示す送受信装置１１にて復調する。その移動局９１ａの位置情報は、ケーブル８０を経由して位置情報データサーバ４０に格納される。
【００２３】
また、基地局１０は、位置情報データサーバ４０にケーブル７０を介して接続する第１監視制御装置１５を備え、その第１監視制御装置１５は、図４に示す中継機２０ａが含む第２監視制御装置２３ａに光ファイバケーブル６０によって接続される。第１監視制御装置１５は、基地局１０が含む各装置の監視および制御を行い、また、位置情報データサーバ４０に格納された移動局の位置情報に基づいて、基地局１０もしくは各中継機を制御する。
【００２４】
（中継機の構成）
図４は中継機２０ａの詳細な構成を示す図である。ＬＣＸ中継システム１００が備える他の各中継機も同様の構成を備える。中継機２０ａは光信号と高周波信号とを双方向に変換する光ＲＯＦ変換部２２ａを含み、その光ＲＯＦ変換部２２ａは光ファイバケーブル５０ａを介して基地局１０に接続される。
【００２５】
また、中継機２０ａは、高周波増幅部２１ａを含み、高周波増幅部２１ａは、光ＲＯＦ変換部２２ａとＬＣＸ３０ａとＬＣＸ３０ｂとに接続する。高周波増幅部２１ａは、光ＲＯＦ変換部２２ａから入力した高周波信号を増幅してＬＣＸ３０ｂへ出力し、また、ＬＣＸ３０ａおよびＬＣＸ３０ｂから入力した高周波信号を増幅して光ＲＯＦ変換部２２ａへ出力する。つまり、高周波増幅部２１ａは、基地局１０に光ＲＯＦ変換部２２ａを介して接続され、基地局１０から入力する光信号に基づく高周波信号を増幅して各ＬＣＸへ出力する。また、高周波増幅部２１ａは各ＬＣＸから入力する高周波信号を増幅し光ＲＯＦ変換部２２ａを介して基地局１０へ出力する。
【００２６】
また、中継機２０ａは、中継機２０ａが含む装置の監視および制御を行う第２監視制御装置２３ａを含む。第２監視制御装置２３ａは、光ファイバケーブル６０によって基地局１０の第１監視制御装置１５に接続する。また第２監視制御装置２３ａは、高周波増幅部２１ａに接続する。
【００２７】
（通信動作）
基地局１０から移動局への下り通信は、基地局１０から送信される信号に基づく高周波信号が各ＬＣＸから放射され、その放射された高周波信号を移動局が受信することにより行われる。一方で、移動局から基地局１０への上り通信は、移動局が各ＬＣＸに高周波信号を送信し、その高周波信号が各ＬＣＸを介して基地局に伝送されることで行われる。なお、各ＬＣＸと移動局との間で通信される高周波信号とは、無線信号のことである。以下に、それら下り通信および上り通信の動作を説明する。
【００２８】
下り通信の際の各装置の動作を説明する。まず図３に示す基地局１０の送受信装置１１は移動局へ送信するための高周波信号を生成する。送受信装置１１が含む分配・合成器１２は、その高周波信号を各中継機に接続された後段の装置系統ごとに分配し光変換装置１３へ出力する。なお、ここでは説明を簡単にするために、中継機２０ａに接続する系統の各装置の動作を説明するが、他の中継機に接続する系統の各装置の動作も同様である。光変換装置１３が含む光電変換部である光ＲＯＦ変換部１４ａは、高周波信号を光信号に変換する。光遅延補正装置１６は、変換された光信号に対し、基地局１０と中継機２０ａとの距離に応じて遅延調整を施す。遅延調整された光信号は、光ファイバケーブル５０ａを伝搬して中継機２０ａに入力する。図４に示す中継機２０ａは、その基地局１０から伝送された光信号を光ＲＯＦ変換部２２ａに入力する。光ＲＯＦ変換部２２ａは、その光信号を電気信号である高周波信号に変換して高周波増幅部２１ａへ出力する。高周波増幅部２１ａは高周波信号を増幅してＬＣＸ３０ｂに出力する。高周波信号はＬＣＸ３０ｂを伝搬しながら漏洩し、空間へ放射される。図２に示すようにＬＣＸ３０ｂが敷設されている中継エリア３１ｂに移動局９１ａが位置する場合は、移動局９１ａが高周波信号を受信し通信が完了する。
【００２９】
なお、基地局１０に接続するＬＣＸ３０ａが敷設されている中継エリア３１ａに放射される高周波信号は、分配・合成器１２によって分配された高周波信号が光変換装置１３にて光信号に変換されることなく、電源供給架１７を介して直接ＬＣＸ３０ａに伝送される。
【００３０】
次に、上り通信について説明する。図２にて移動局９１ａは高周波信号を送信する。その高周波信号は、移動局９１ａが位置する中継エリア３１ｂに対応するＬＣＸ３０ｂに入射して伝搬し中継機２０ａに入力する。図４に示す中継機２０ａの高周波増幅部２１ａは、高周波信号を増幅し光ＲＯＦ変換部２２ａに出力する。光ＲＯＦ変換部２２ａは高周波信号を光信号に変換する。変換された光信号は光ファイバケーブル５０ａを伝搬して基地局１０に入力する。図３に示す基地局１０の光遅延補正装置１６は、入力した光信号の遅延を補正し光ＲＯＦ変換部１４ａに出力する。光ＲＯＦ変換部１４ａは、光信号を高周波信号に変換し送受信装置１１の分配・合成器１２に出力する。分配・合成器１２は、各中継機から伝送される高周波信号を合成する。それら合成された信号が受信処理され通信が完了する。
【００３１】
（移動局の位置情報による監視制御）
新幹線等の列車無線システムの実運用では、複数の列車が線路上に在線している。図１はそのような状況と同様に、ＬＣＸ中継システム１００に沿った軌道９０上に移動局９１ａおよび移動局９１ｂが位置する例を示す。
【００３２】
移動局９１ａおよび移動局９１ｂは、各移動局の位置情報を定期的に基地局１０に対して送信する。その位置情報は、移動局９１ａおよび移動局９１ｂが列車である場合、例えばキロ程と呼ばれるものである。軌道９０上に位置する全移動局から個々に送信される位置情報は、各ＬＣＸまたは各中継機を介して基地局１０に伝送される。それら移動局の全位置情報は基地局１０に接続されている位置情報データサーバ４０に格納される。なお、各移動局が位置情報を基地局１０に送信するタイミングは、予め定められた所定のタイミングであっても良いし、常時であっても良い。
【００３３】
第１監視制御装置１５は、その位置情報データサーバ４０から各移動局の位置情報を取得する。また、第１監視制御装置１５は、各中継機が含む各中継エリアの位置情報を取得する。各中継エリアの位置情報は、例えば監視制御部が含む処理回路のメモリに予め格納される。なお、第１監視制御装置１５が移動局の位置情報を取得するタイミングは、予め定められた所定のタイミングであっても良いし、常時であっても良い。
【００３４】
第１監視制御装置１５は、各中継エリアの位置情報と、位置情報データサーバ４０に格納された各移動局の位置情報とに基づき、各中継機と基地局１０との通信の入切を制御する。また、本実施の形態１において、第１監視制御装置１５は、移動局が位置する中継エリアに通信を中継する中継機と基地局１０との通信を入に制御し、移動局が位置しない中継エリアに通信を中継する中継機に含まれる少なくとも一部の中継機と基地局１０との通信を切に制御する。例えば、図１に示す移動局９１ａに関して、第１監視制御装置１５は、移動局９１ａが位置する中継エリア３１ｂに通信を中継する中継機２０ａと基地局１０との通信を入に制御し、移動局９１ａが位置しない中継エリアに通信を中継する各中継機の少なくとも一部の中継機と基地局１０との通信を切に制御する。
【００３５】
本実施の形態１においては、中継機と基地局１０との通信を入に制御する中継エリアは、移動局９１ａが位置する第１中継エリアである中継エリア３１ｂと、移動局９１ａの進行方向、図１においては右方向、に第１中継エリアと隣接する第２中継エリアである中継エリア３１ｃとを含む。本実施の形態１における第１監視制御装置１５は、中継エリア３１ｂに通信を中継する中継機２０ａと基地局１０との間の通信と、中継エリア３１ｃに通信を中継する中継機２０ｂと基地局１０との間の通信とを入に制御し、中継エリア３１ｂと中継エリア３１ｃとは異なる中継エリアに通信を中継する各中継機と基地局１０との間の通信を切に制御する。なお、図１に示すように複数の移動局が軌道９０上に位置し、一方の移動局９１ａに基づいた入切の制御と、他方の移動局９１ｂに基づいた入切の制御とが異なる場合、通信を入にする制御が優先される。
【００３６】
また、本実施の形態１では、基地局１０から各移動局への下り通信において、第１監視制御装置１５は、各中継機と基地局１０との各通信の入切の制御を、各中継機に設けられた各高周波増幅部の電源の入切によって制御する。また、第１監視制御装置１５は、その各高周波増幅部の電源の入切の制御を、各中継機が含む各第２監視制御装置を介して行う。
【００３７】
また、本実施の形態１では、各移動局から基地局１０への上り通信において、第１監視制御装置１５は、各中継機と基地局１０との各通信の入切の制御を、基地局１０に設けられた各光ＲＯＦ変換部の入切により制御する。
【００３８】
監視制御部が行う上記通信の入切の制御の一例を記載する。まず図１および図２に示すように、移動局９１ａが中継エリア３１ｂに位置する場合の下り通信を説明する。移動局９１ａは、その位置情報を基地局１０に送信する。基地局１０は移動局９１ａの位置情報を含む信号を、ケーブル８０を介して位置情報データサーバ４０へ送信し格納する。第１監視制御装置１５は、位置情報データサーバ４０から移動局９１ａの位置情報を取得する。第１監視制御装置１５は、移動局９１ａの位置情報および各中継エリアの位置情報から中継ＯＮ制御エリアを設定する。図１において、第１監視制御装置１５は、移動局９１ａが位置する第１中継エリアである中継エリア３１ｂ、および、その隣の第２中継エリアである中継エリア３１ｃを中継ＯＮ制御エリアに設定する。第１監視制御装置１５は、中継ＯＮ制御エリアに通信を中継する中継機を判定する。つまり、第１監視制御装置１５は、中継機２０ａおよび中継機２０ｂが中継ＯＮ制御エリアに通信を中継する中継機であると判定する。第１監視制御装置１５は、中継機２０ａの高周波増幅部２１ａに接続する第２監視制御装置２３ａに、高周波増幅部２１ａの電源を入に制御する指示を送信する。図４に示す第２監視制御装置２３ａは、その指示に従い高周波増幅部２１ａの電源を入に設定する。また、同様に、第１監視制御装置１５は、図示していないが、中継機２０ｂが含む高周波増幅部に接続する第２監視制御装置に、中継機２０ｂが含む高周波増幅部の電源を入に制御する指示を送信する。中継機２０ｂの第２監視制御装置は、その指示に従い中継機２０ｂの高周波増幅部の電源を入に設定する。
【００３９】
一方で、第１監視制御装置１５は、中継ＯＮ制御エリアに通信を中継しない各中継機も判定する。第１監視制御装置１５は、それら各中継機が含む各高周波増幅部に接続する各第２監視制御装置に対して、各高周波増幅部の電源を切に制御する指示を送信する。各第２監視制御装置は、その指示に従い各高周波増幅部の電源を切に設定する。例えば、図１において、移動局が中継エリア３１ａまたは中継エリア３１ｂに位置しない場合、中継エリア３１ｂは中継ＯＮ制御エリアに含まれない。よって、第１監視制御装置１５は、中継機２０ａが含む高周波増幅部２１ａに接続する第２監視制御装置２３ａに対して、高周波増幅部２１ａの電源を切に制御する指示を送信する。第２監視制御装置２３ａは、その指示に従い高周波増幅部２１ａの電源を切に設定する。
【００４０】
次に、図１および図２に示す移動局９１ａが基地局１０へ通信信号を送信する上り通信の制御を説明する。図３に示す第１監視制御装置１５が行う中継ＯＮ制御エリアの設定および中継ＯＮ制御エリアに通信を中継する中継機の判定は、上記と同様である。第１監視制御装置１５は、中継ＯＮ制御エリアに通信を中継すると判定した中継機２０ａに接続する光ＲＯＦ変換部１４ａの電源を入に制御する。また同様に、第１監視制御装置１５は、中継機２０ｂに接続する光ＲＯＦ変換部１４ｂの電源を入に制御する。
【００４１】
一方で、第１監視制御装置１５は、中継ＯＮ制御エリアに通信を中継しないと判定した各中継機に接続する各光ＲＯＦ変換部の電源を切に制御する。例えば、図１において、移動局９１ａが中継エリア３１ａまたは中継エリア３１ｂに位置しない場合、中継エリア３１ｂは中継ＯＮ制御エリアに含まれない。つまり、中継機２０ａは中継ＯＮ制御エリアに通信の中継を行わない。よって、第１監視制御装置１５は、中継機２０ａに接続する光ＲＯＦ変換部１４ａの電源を切に制御する。
【００４２】
以上の第１監視制御装置１５および各第２監視制御装置による各高周波増幅部の入切の制御と、第１監視制御装置１５による各光ＲＯＦ変換部の入切の制御とは、前述した処理回路が含むメモリにプログラムとして記述され、そのプログラムをＣＰＵが実行することにより実現される。
【００４３】
（効果）
第１監視制御装置１５および各第２監視制御装置が、各移動局が位置する各中継エリアに応じて各中継機の高周波増幅部の電源の入切を制御することによって、ＬＣＸ中継システム１００が備える全ての中継機に設けられた高周波増幅部の電源が常時ＯＮとなる頻度を低減できる。その結果、ＬＣＸ中継システム１００の省電力化を図ることができる。
【００４４】
また、第１監視制御装置１５が、各移動局が位置する各中継エリアに応じて基地局１０に設けられた各光ＲＯＦ変換部の電源の入切を制御することによって、分配・合成器１２が各高周波信号を合成する際に、移動局が位置しない中継エリアから受信する不要な信号が合成されなくなる。その結果ノイズが低減でき、上り通信の回線品質向上を図ることができる。
【００４５】
以上をまとめると、本実施の形態１のＬＣＸ中継システム１００は、基地局１０と、複数の中継機と、基地局１０と複数の中継機とを直列に接続する漏洩同軸ケーブル（ＬＣＸ）と、ＬＣＸに沿って移動し、ＬＣＸおよび中継機を介して基地局と通信可能な移動局の位置情報を格納可能な位置情報データサーバ４０と、位置情報データサーバ４０と基地局１０とに接続し基地局１０を制御する、または、位置情報データサーバ４０と中継機とに接続し中継機を制御する監視制御部とを備え、監視制御部は、中継機がＬＣＸを介して移動局と基地局１０との間の通信を中継する中継エリアの位置情報と、位置情報データサーバに格納された移動局の位置情報とに基づき、中継機と基地局１０との間の通信の入切を制御する。以上のような構成により、ＬＣＸ中継システム１００は、移動局の位置情報に基づいた省電力制御または通信品質の向上を実現できる。
【００４６】
また本実施の形態１におけるＬＣＸ中継システム１００の監視制御部は、移動局が位置する中継エリアに通信を中継する中継機と基地局１０との間の通信を入に制御し、移動局が位置しない中継エリアに通信を中継する中継機に含まれる少なくとも一部の中継機と基地局１０との間の通信を切に制御する。以上のような構成により、ＬＣＸ中継システム１００は、中継機と基地局１０との通信に関わる装置の省電力化を、または、中継機と基地局１０間の通信品質の向上を実現できる。
【００４７】
また本実施の形態１におけるＬＣＸ中継システム１００の中継エリアは、移動局が位置する第１中継エリアと、移動局の進行方向に第１中継エリアと隣接する第２中継エリアとを含み、監視制御部は、第１中継エリアに通信を中継する中継機と基地局１０との間の通信と、第２中継エリアに通信を中継する中継機と基地局１０との間の通信とを入に制御し、第１中継エリアと第２中継エリアとは異なる中継エリアに通信を中継する中継機と基地局１０との間の通信を切に制御する。以上のような構成により、ＬＣＸ中継システム１００は、移動局の移動速度に遅れることなく基地局１０と移動局との通信を確立しながら、中継機と基地局１０との通信に関わる装置の省電力化を、または、中継機と基地局１０間の通信品質の向上を実現できる。
【００４８】
また本実施の形態１におけるＬＣＸ中継システム１００の中継機は、監視制御部とＬＣＸと基地局１０とに接続して設けられＬＣＸと基地局１０との間を通信する通信信号を増幅する増幅部を含み、監視制御部は、各中継機と基地局１０との通信の入切の制御を、各中継機に設けられた各増幅部の入切により制御する。以上のような構成により、ＬＣＸ中継システム１００は、中継機の増幅部の電力消費を抑えて省電力化を実現できる。
【００４９】
また本実施の形態１におけるＬＣＸ中継システム１００の監視制御部は、基地局１０に設けられ位置情報データサーバ４０に接続する第１監視制御装置１５と、各中継機に設けられ各中継機が含む各増幅部と第１監視制御装置１５とに接続する複数の第２監視制御装置とを含み、第１監視制御装置１５が、各第２監視制御装置を介して、各増幅部の入切の制御を行う。以上のような構成により、ＬＣＸ中継システム１００は、中継機が含む増幅部の電源の入切の制御を第１監視制御装置１５に集中させることができる。よって、ＬＣＸ中継システム１００の低コスト化が可能である。
【００５０】
また本実施の形態１におけるＬＣＸ中継システム１００の基地局１０は、監視制御部と各中継機とに接続して設けられ基地局１０内を通信する電気信号と、基地局１０と各中継機との間を通信する光信号とを変換する複数の光電変換部を含み、監視制御部は、各中継機と基地局１０との通信の入切の制御を、基地局１０に設けられた各光電変換部の入切により制御する。以上のような構成により、ＬＣＸ中継システム１００は、回線上の不要なノイズを低減させ、信号雑音比を改善させることができる。その結果、ＬＣＸ中継システムは通信回線品質の向上を実現できる。
【００５１】
また本実施の形態１におけるＬＣＸ中継システム１００の監視制御部は、基地局１０に設けられ各光電変換部と位置情報データサーバ４０とに接続する第１監視制御装置１５を含み、第１監視制御装置１５が、各光電変換部の入切の制御を行う。以上のような構成により、ＬＣＸ中継システム１００は、光電変換部の入切の制御を第１監視制御装置１５に集中させることができ低コスト化につながる。
【００５２】
＜実施の形態２＞
本実施の形態２におけるＬＣＸ中継システム２００について説明する。なお、実施の形態１と同様の構成および動作については説明を省略する。図５は本実施の形態２におけるＬＣＸ中継システム２００の全体構成を示す図であり、図６は図５に示したＬＣＸ中継システム２００が備える中継機２０ａの構成を示す図である。
【００５３】
本実施の形態２のＬＣＸ中継システム２００の各中継機は、図５および図６に示すように光ファイバケーブル６１を介して位置情報データサーバ４０に接続する。図６に示す中継機２０ａを例に、より具体的に説明すると、中継機２０ａが含む第２監視制御装置２３ａは、光ファイバケーブル６１によって位置情報データサーバ４０に接続する。その他の中継機２０ａの構成は実施の形態１と同様である。
【００５４】
移動局の位置情報による監視制御動作を説明する。実施の形態１と同様に、各移動局は位置情報を基地局１０に送信し、基地局１０はそれら各移動局の位置情報を位置情報データサーバ４０に格納する。実施の形態１では、第１監視制御装置１５が中継ＯＮ制御エリアの設定、および、中継ＯＮ制御エリアに通信を中継する中継機か否かの判定を行ったが、実施の形態２では各中継機が備える各第２監視制御装置がその設定および判定を行う。中継ＯＮ制御エリアに通信を中継する中継機に設けられた第２監視制御装置は、その第２監視制御装置に接続する高周波増幅部の電源を入に制御する。また、同様に、中継ＯＮ制御エリアに通信を中継しない中継機に設けられた第２監視制御装置は、その第２監視制御装置に接続する高周波増幅部の電源を切に制御する。
【００５５】
監視制御部が行う上記通信の入切の制御の一例を記載する。図６に示す中継機２０ａを例に説明する。移動局９１ａは、図５に示すように中継エリア３１ｂ内に位置するものとする。中継機２０ａの第２監視制御装置２３ａは、位置情報データサーバ４０から移動局９１ａの位置情報を取得する。第２監視制御装置２３ａは、移動局９１ａが位置する第１中継エリアである中継エリア３１ｂ、および、その隣の第２中継エリアである中継エリア３１ｃを中継ＯＮ制御エリアに設定する。第２監視制御装置２３ａは、第２監視制御装置２３ａが設けられた中継機２０ａが、中継ＯＮ制御エリアに含まれる中継エリア３１ｂに通信を中継する中継機であると判定する。第２監視制御装置２３ａは、中継機２０ａに含まれる高周波増幅部２１ａの電源を入に制御する。また、異なる例として、図示していないが、移動局が中継エリア３１ａに位置した場合、第２監視制御装置２３ａは上記と同様に、中継ＯＮ制御エリアの設定を行い、中継機２０ａが中継ＯＮ制御エリアに含まれる中継エリア３１ｂに通信を中継する中継機であると判定する。第２監視制御装置２３ａは、中継機２０ａに含まれる高周波増幅部２１ａの電源を入に制御する。
【００５６】
一方で、図示していないが、移動局が中継エリア３１ａまたは中継エリア３１ｂとは異なる中継エリアに位置する場合を説明する。第２監視制御装置２３ａは、位置情報データサーバ４０から移動局の位置情報を取得する。第２監視制御装置２３ａは、移動局が位置する第１中継エリアおよび第２中継エリアを中継ＯＮ制御エリアに設定する。第２監視制御装置２３ａは、第２監視制御装置２３ａが設けられた中継機２０ａが、中継ＯＮ制御エリアに通信を中継する中継機ではないと判定する。第２監視制御装置２３ａは、中継機２０ａに含まれる高周波増幅部２１ａの電源を切に制御する。
【００５７】
以上の各第２監視制御装置による各高周波増幅部の入切の制御は、前述したメモリにプログラムとして記述され、そのプログラムをＣＰＵが実行することにより実現される。
【００５８】
以上をまとめると、本実施の形態２におけるＬＣＸ中継システム２００の監視制御部は、各中継機に設けられ各中継機が含む各増幅部と位置情報データサーバ４０とに接続する複数の第２監視制御装置を含み、各第２監視制御装置が、各増幅部の入切の制御を行う。以上のような構成により、ＬＣＸ中継システム２００は、中継機の増幅部の入切に関係する制御を各第２監視制御装置に分散させて実行することができる。よって通信の入切の制御速度が向上する。
【００５９】
＜実施の形態３＞
本実施の形態３では、複数のＬＣＸ中継システムを連結したＬＣＸ中継ネットワークについて説明する。なお、実施の形態１と同様の構成および動作については説明を省略する。図７は、本実施の形態３におけるＬＣＸ中継ネットワークの全体構成を示す図である。ＬＣＸ中継ネットワークは、基地局１０ａと、中継機２０ａから終端架２５までの複数の中継機とを含む第１ＬＣＸ中継システム３００と、基地局１０ｂと、中継機２０ｚから中継機２０ｑまでの複数の中継機とを含む第２ＬＣＸ中継システム４００とを連結して備える。第１ＬＣＸ中継システム３００が含む複数の中継機のうち、その終端に設けられた中継機は終端架２５であり、終端架２５は、ＬＣＸ３０ｐを介して第２ＬＣＸ中継システム４００の終端に設けられた中継機２０ｑに接続される。その他の第１ＬＣＸ中継システム３００の構成と、第２ＬＣＸ中継システム４００の構成とは、実施の形態１に記載のＬＣＸ中継システム１００の構成と同様である。なお、各ＬＣＸ中継システムは実施の形態２に記載のＬＣＸ中継システム２００と同様の構成であっても良い。
【００６０】
図８は終端架２５の構成を示す図である。終端架２５は、中継機２０ａと同様の構成すなわち高周波増幅部２１ｎと光ＲＯＦ変換部２２ｎと第２監視制御装置２３ｎとを含み、さらにそれらに加えて、フレームタイミング検出部２４を含む。そのフレームタイミング検出部２４は、第１ＬＣＸ中継システム３００内に出力される高周波信号に含まれる無線フレームのタイミングと、第２ＬＣＸ中継システム内に出力される高周波信号に含まれる無線フレームのタイミングとの差異、例えば位相差を検出する。フレームタイミング検出部２４は、その検出した無線フレームタイミング位相差を第２監視制御装置２３ｎに出力する。第２監視制御装置２３ｎは無線フレームタイミング位相差を基地局１０ａの第１監視制御装置１５に伝送する。さらに、無線フレームタイミング位相差は、第１監視制御装置１５からインターフェース装置１８に入力され、インターフェース装置１８はその位相差に基づいて、基地局１０ａが出力する高周波信号に含まれる無線フレームのタイミングを補正し、新たな無線フレームを生成する。
【００６１】
終端架２５は、基地局１０ａと基地局１０ｂとの間の無線フレームのずれを測定する。その測定に支障が出ないよう、第１ＬＣＸ中継システム３００が含む監視制御部は、移動局９１ａの位置情報に関わらず、終端架２５と基地局１０ａとの通信を常時入に制御する。より具体的には、第１ＬＣＸ中継システム３００が含む基地局１０ａ内の第１監視制御装置（図示せず）は、第２監視制御装置２３ｎに、終端架２５の高周波増幅部２１ｎの電源を常時入に制御する指示を送信し、第２監視制御装置２３ｎはその指示に従い、高周波増幅部２１ｎの電源を常時入に設定する。また、第１監視制御装置は、終端架２５に接続する基地局１０ａ内の光ＲＯＦ変換部（図示せず）の電源を常時入に制御する。
【００６２】
以上をまとめると、本実施の形態３におけるＬＣＸ中継ネットワークは、第１ＬＣＸ中継システム３００と第２ＬＣＸ中継システム４００とを備え、第１ＬＣＸ中継システム３００は、第１ＬＣＸ中継システム３００の終端に設けられ、第２ＬＣＸ中継システム４００の終端に設けられた中継機２０ｑにＬＣＸ３０ｐを介して接続する終端架２５を含み、終端架２５は、第１ＬＣＸ中継システム３００内の通信信号に含まれる無線フレームのタイミングと、第２ＬＣＸ中継システム４００内の通信信号に含まれる無線フレームのタイミングとの差異を検出するフレームタイミング検出部２４を含み、第１ＬＣＸ中継システム３００が含む監視制御部は、終端架２５と基地局１０ａとの通信を常時入に制御する。以上のような構成により、ＬＣＸ中継ネットワークは、省電力化および通信回線品質の向上を実現しながら、複数のＬＣＸ中継システム間の無線フレームタイミングの差異を検出し続けることが可能である。
【００６３】
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】
【００６４】
１０  基地局、１４ａ  光ＲＯＦ変換部、１５  第１監視制御装置、２０ａ  中継機、２０ｂ  中継機、２１ａ  高周波増幅部、２３ａ  第２監視制御装置、２４  フレームタイミング検出部、２５  終端架、３０ａ  ＬＣＸ、３０ｂ  ＬＣＸ、３０ｃ  ＬＣＸ、３１ａ  中継エリア、３１ｂ  中継エリア、３１ｃ  中継エリア、４０  位置情報データサーバ、９１ａ  移動局、１００  ＬＣＸ中継システム。
【図１】
2017212525.tif 000003
【図２】
2017212525.tif 000004
【図３】
2017212525.tif 000005
【図４】
2017212525.tif 000006
【図５】
2017212525.tif 000007
【図６】
2017212525.tif 000008
【図７】
2017212525.tif 000009
【図８】
2017212525.tif 000010