(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
列車制御情報を受信する受信部と、
前記列車制御情報を、即時性の要求される第１の制御情報と、即時性の要求されない第２の制御情報に分類する情報分類部と、
一つの前記列車制御情報に含まれる前記第１の制御情報から一つのメッセージを生成し、複数の前記列車制御情報に含まれる複数の前記第２の制御情報から一つのメッセージを生成するメッセージ生成部と、
前記メッセージ生成部で生成されたメッセージを送信する送信部と、
を備えたことを特徴とする無線中継装置。
【請求項２】
前記メッセージ生成部は、複数の前記第２の制御情報を所定のタイミングまで保留して結合することにより、複数の前記第２の制御情報から一つのメッセージを生成することを特徴とする請求項１に記載の無線中継装置。
【請求項３】
前記第２の制御情報が保留される時間は、前記第２の制御情報が他の無線中継装置に無線中継される予定の回数に応じて異なることを特徴とする請求項２に記載の無線中継装置。
【請求項４】
前記第１の制御情報は、列車に搭載された車上無線装置が通信している沿線に設置された第１の地上無線装置あての制御情報であり、
前記第２の制御情報は、前記列車が移動した際に前記車上無線装置が通信を行う予定の沿線に設置された第２の地上無線装置あての制御情報であり、
前記送信部は、前記第１の制御情報から生成されたメッセージを前記第１の地上無線装置に送信し、前記第２の制御情報から生成されたメッセージを前記第２の地上無線装置に接続された無線中継装置に送信する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の無線中継装置。
【請求項５】
前記メッセージ生成部は、複数の前記第２の制御情報から一つのメッセージを生成する際に、前記第２の制御情報に含まれるあて先の地上無線装置に応じて一意に定まる制御情報を削除する
ことを特徴とする請求項４に記載の無線中継装置。
【請求項６】
前記メッセージ生成部は、複数の前記第２の制御情報から一つのメッセージを生成する際に、前記複数の第２の制御情報に含まれるあて先の地上無線装置に依存しない共通の制御情報を削除することを特徴とする請求項４に記載の無線中継装置。
【請求項７】
複数の列車制御情報が結合された第１のメッセージを受信する受信部と、
前記第１のメッセージから、他の無線中継装置に接続する地上無線装置あての列車制御情報を抽出する情報分類部と、
前記情報分類部で抽出された複数の列車制御情報から一つの第２のメッセージを生成するメッセージ生成部と、
前記メッセージ生成部で生成された一つの第２のメッセージを、隣接する無線中継装置に送信する送信部と、
を備えたことを特徴とする無線中継装置。
【請求項８】
前記情報分類部は、前記第１のメッセージから、自無線中継装置に接続する地上無線装置あての列車制御情報を抽出し、
メッセージ生成部は自無線中継装置に接続する地上無線装置あての列車制御情報から一つの第３のメッセージを生成し、
前記送信部は該生成された第３のメッセージを自無線中継装置に接続する地上無線装置に送信する
ことを特徴とする請求項７に記載の無線中継装置。
【請求項９】
前記情報分類部は、前記他の無線中継装置に接続する地上無線装置あての列車制御情報を抽出する際に、あて先の地上無線装置に応じて一意に定まる制御情報を復元する
ことを特徴とする請求項７に記載の無線中継装置。
【請求項１０】
前記情報分類部は、自無線中継装置に接続する地上無線装置あての列車制御情報を抽出する際に、あて先の地上無線装置に応じて一意に決まる制御情報を復元する
ことを特徴とする請求項８に記載の無線中継装置。
【請求項１１】
無線中継装置を制御する制御回路であって、
列車制御情報を受信する受信ステップと、
前記列車制御情報を、即時性の要求される第１の制御情報と、即時性の要求されない第２の制御情報に分類する情報分類ステップと、
一つの前記列車制御情報に含まれる前記第１の制御情報から一つのメッセージを生成し、複数の前記列車制御情報に含まれる複数の前記第２の制御情報から一つのメッセージを生成するメッセージ生成ステップと、
前記メッセージ生成ステップで生成されたメッセージを送信する送信ステップと、
を前記無線中継装置に実行させることを特徴とする制御回路。
【請求項１２】
無線中継装置を制御するプログラムを記憶する記憶媒体であって、
前記プログラムは、
列車制御情報を受信する受信ステップと、
前記列車制御情報を、即時性の要求される第１の制御情報と、即時性の要求されない第２の制御情報に分類する情報分類ステップと、
一つの前記列車制御情報に含まれる前記第１の制御情報から一つのメッセージを生成し、複数の前記列車制御情報に含まれる複数の前記第２の制御情報から一つのメッセージを生成するメッセージ生成ステップと、
前記メッセージ生成ステップで生成されたメッセージを送信する送信ステップと、
を前記無線中継装置に実行させることを特徴とする記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、データを無線で中継する無線中継装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
沿線に設置された地上無線装置と、車上に搭載した車上無線装置の間で相互に無線通信を行い、この無線通信により伝送された情報をもとに列車の運行制御や速度制御を行う無線列車制御システムが注目されている。無線式列車制御システムは、従来の固定閉塞区間による列車運行制御方式と比べ、軌道回路が不要なことから導入コストおよびメンテナンスコストの面で有利である。また、無線式列車制御システムは、固定的な区間に囚われない柔軟な閉そく区間を構築することができることから、列車の運行密度を上げることが可能となり、運用コストの面からも有利である。【０００３】
それぞれの地上無線装置が、機器室等に設置される拠点装置と有線回線で接続される場合、地上無線装置の設置または移設のためには、有線回線の敷設または移設が必要となる。このため、地上無線装置を接続する有線回線の代替として、地上無線装置間を無線回線で接続または中継することで、設置および移設の自由度を高めることが考えられる。【０００４】
特許文献１では、沿線に設置される沿線無線機が互いに隣り合うもの同士で順次無線通信することで、沿線の無線機間の通信ケーブルを不要とする無線通信ネットワークシステムが開示されている。また、一般的に無線回線は有線回線に比べ、伝送速度が遅いことから、有線回線を無線回線に置換する際には、伝送効率を向上させるための方法がとられることがある。特許文献２では、パケット伝送の制御方式として、送信するパケットを、合成パケット長を超えない範囲で合成し、一つのパケットとして伝送回線に送信する手法が開示されている。【０００５】
無線列車制御システムでは、拠点装置が生成した車上制御装置あての列車制御情報は、車上無線装置が現在通信中の地上無線装置に加え、列車の移動先に応じた複数の地上無線装置に対して複製して先行送信される。このため、地上無線装置間を伝送する列車制御情報のパケット数は、車上無線装置数のn倍（nは先行送信数）となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１２１５０号公報
【特許文献２】特開平７-１７７１７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１で開示された従来技術では、時分割多重アクセス方式において各無線機が送信するタイムスロットをあらかじめ割り当てている。使用できる無線帯域は限られていることから、n倍に増加した列車制御情報パケットを無線回線で転送すると、無線帯域が不足し、結果として収容できる列車数に制限が発生する。【０００８】
特許文献２で開示された従来技術では、複数のパケットをパケット長に応じて一つのパケットに合成することで、パケット数を削減するものである。複数パケットを一つのパケットに合成するためには、送信前に一定時間の保留が必要となり、現在通信中の地上無線装置に対する転送が保留されることで、列車への列車制御情報伝送が遅延する可能性がある。【０００９】
本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、即時性の要求される列車制御情報の即時性通信を維持しつつ、無線中継装置間で無線中継する際に即時性の要求されない列車制御情報のメッセージ数を削減することで、無線中継装置間の無線容量を確保することのできる無線中継装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係る無線中継装置は、列車制御情報を受信する受信部と、前記列車制御情報を、即時性の要求される第１の制御情報と、即時性の要求されない第２の制御情報に分類する情報分類部と、一つの前記列車制御情報に含まれる前記第１の制御情報から一つのメッセージを生成し、複数の前記列車制御情報に含まれる複数の前記第２の制御情報から一つのメッセージを生成するメッセージ生成部と、前記メッセージ生成部で生成されたメッセージを送信する送信部と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、即時性の要求される制御情報の即時性通信を維持しつつ、即時性の要求されないデータ転送メッセージのメッセージ数を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１に係る無線列車制御システムの構成。
【図２】実施の形態１に係る地上無線装置１００の機能構成。
【図３】実施の形態１に係る車上無線装置の機能構成。
【図４】実施の形態１に係る線制御装置３００の機能構成。
【図５】実施の形態１に係る無線中継装置４００の機能構成。
【図６】実施の形態１に係る地上無線装置１００のハードウェア構成。
【図７】実施の形態１に係る車上無線装置１００のハードウェア構成。
【図８】実施の形態１に係る無線制御装置３００のハードウェア構成。
【図９】実施の形態１に係る無線中継装置４００のハードウェア構成。
【図１０】実施の形態１に係る通信経路テーブルの例。
【図１１】実施の形態１に係る通信予約テーブルの例。
【図１２】実施の形態１に係る無線中継装置の受信時のフローチャート。
【図１３】実施の形態１に係る無線中継装置の送信時のフローチャート。
【図１４】実施の形態２に係る列車制御メッセージのパケット構成。
【図１５】実施の形態２に係る無線中継装置の送信時のフローチャート。
【図１６】実施の形態３に係る無線中継装置４００の送信タイミング設定テーブル。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態について説明する。
【００１４】
図１に無線列車制御システムの構成を示す。なお、以降の各図において、同一符号は同一または相当部分を示す。地上無線装置１００から１４０は線路沿いに設置されている。車上無線装置２００および２１０は列車に搭載され、線路に沿って移動しながら、在線位置に応じた地上無線装置１００から１４０のいずれかと通信を継続する。無線制御装置３００は、機器室等に設置され、いずれかの地上無線装置である地上無線装置１００と接続し、地車間で伝送する情報の伝送先を管理する。例えば、車上無線装置２００が地上無線装置１００に接続し、この先、地上無線装置１１０方向（方向Ａ）に移動する場合、無線制御装置３００は列車の移動先に応じた複数の地上無線装置となる地上無線装置１１０、地上無線装置１２０に対して同一の列車制御情報を複製して送信する。無線中継装置４００は地上無線装置１００に接続され、無線中継装置４００〜４４０の間でデータ中継することで、無線制御装置３００と地上無線装置１１０〜１４０との通信を可能とする。
【００１５】
地上無線装置１００と車上無線装置２００の間で伝送する情報は、列車制御情報のほか、一般伝送情報でもよい。列車制御情報は、ブレーキ指令情報をはじめとする列車走行の制御に用いられる情報であり、列車走行位置情報、速度情報、列車走行許可位置情報、速度制限情報を例示することができる。一般伝送情報は、列車制御情報に含まれない情報であり、空調温度情報、車内ディスプレイ表示情報、監視カメラ映像情報を例示することができる。
【００１６】
地上無線装置１００の機能構成を図２に示す。地上無線装置１００は、無線通信部（地車間）１０１、有線接続部１０２、無線回線を制御する無線制御部１０３、有線回線を制御する有線制御部１０４、無線リソースを管理する無線リソース管理部１０５を備える。地上無線装置１１０から地上無線装置１４０も同様の機能構成である。
【００１７】
車上無線装置２００の機能構成を図３に示す。車上無線装置２００は、無線通信部（地車間）２０１、無線回線を制御する無線制御部２０２、車上内の他の機器と接続するための有線接続部２０３、有線回線を制御する有線制御部２０４を備える。無線制御装置３００の機能構成を図４に示す。無線制御装置３００は、有線接続部３０１、有線制御部３０２、車上無線装置の通信状態を管理する車上無線装置管理部３０３、車上無線装置の移動に対応した地上無線装置を判定する移動先無線装置判定部３０４、通信経路テーブル、通信予約テーブルを持つデータベース部３０５を備える。
【００１８】
無線中継装置４００の機能構成を図５に示す。無線中継装置４００は、無線制御装置または上流の無線中継装置と接続する第１通信インタフェース部４０１、地上無線装置と接続する第２通信インタフェース部４０２、下流の無線中継装置と接続する第３通信インタフェース部４０３、第１通信インタフェース部４０１から取得した受信パケットを分析し、その分析結果に基づき合成パケットを分割し、分類する情報分類部４０５、所定時間内に保留したパケットの合成や自装置配下に対して送信パケットを生成するメッセージ生成部４０６を備える。
【００１９】
地上無線装置１００のハードウェア構成を図６に示す。地上無線装置１００は、分配器５０１により方向Aのアンテナ５０２と方向Bのアンテナ５０３を接続する無線アンテナインタフェース５０４、有線インタフェース５０５、メモリ５０６、プロセッサ５０７、電源回路５０８を備える。メモリ５０６は無線通信部（地車間）１０１、有線接続部１０２、無線制御部１０３、有線制御部１０４、無線リソース管理部１０５のプログラムを格納し、プロセッサ５０７はメモリ５０６からプログラムを読み込み、プログラムを実行する。無線通信部（地車間）１０１から車上無線装置２００宛に送信された情報は、車上無線装置２００の在線位置によらず、無線アンテナインタフェース５０４と分配器５０１を介して方向Ａと方向Ｂに送信される。受信も同様で、無線通信部（地車間）１０１で受信した情報は、方向Ａから受信した情報と方向Ｂから受信した情報が混合されて入力される。無線中継装置４００から地上無線装置１００へ送信された情報は、有線インタフェース５０５で受信される。地上無線装置１１０〜１４０も地上無線装置１００と同様のハードウェア構成である。
【００２０】
車上無線装置２００のハードウェア構成を図７に示す。車上無線装置２００は、アンテナ６０１、無線アンテナインタフェース６０２、有線インタフェース６０３、メモリ６０４、プロセッサ６０５、電源回路６０６を備える。メモリ６０４は、無線通信部（地車間）２０１、無線制御部２０２、有線接続部２０３、有線制御部２０４のプログラムを格納し、プロセッサ６０５はメモリ６０４からプログラムを読み込み、プログラムを実行する。車上無線装置２００は無線アンテナインタフェース６０２、アンテナ６０１を介して、地上無線装置１００との通信を行う。有線インタフェース６０３は車上の通信機器とのインタフェースである。車上無線装置２１０も車上無線装置２００と同様のハードウェア構成である。
【００２１】
無線制御装置３００のハードウェア構成を図８に示す。無線制御装置３００は、有線インタフェース７０１、メモリ７０２、プロセッサ７０３、電源回路７０４を備える。メモリ７０２は、有線接続部３０１、有線制御部３０２、車上無線装置管理部３０３、移動先無線装置判定部３０４のプログラム及び、データベース部３０５のデータを格納し、プロセッサ７０３はメモリ７０２からプログラムを読み込み、プログラムを実行する。無線制御装置３００は有線インタフェース７０１を介して、無線中継装置４００との通信を行う。
【００２２】
無線中継装置４００のハードウェア構成を図９に示す。無線中継装置は、第１通信インタフェース８０１、第２通信インタフェース８０２、第３通信インタフェース８０３、メモリ８０４、プロセッサ８０５、電源回路８０６を備える。第１通信インタフェース８０１、第２通信インタフェース８０２、第３通信インタフェース８０３はそれぞれ第１通信インタフェース部４０１、第２通信インタフェース部４０２、第３通信インタフェース部４０３のハードウェアに相当する。メモリ８０４は、情報分類部４０５、メッセージ生成部４０６のプログラムを格納し、プロセッサ８０５はメモリ８０４からプログラムを読み込み、プログラムを実行する。
【００２３】
図１０に無線制御装置３００のデータベース部３０５に設定された通信経路テーブルの例を示す。図１１に無線制御装置３００のデータベース部３０５に設定された通信予約テーブルの例を示す。次に、無線制御装置３００が列車制御情報を複製して送信する動作について説明する。図４において、無線制御装置３００は、列車に搭載される車上無線装置２００、２１０あての列車制御情報が図示しない情報生成部で生成されると、車上無線装置管理部３０３はこの列車制御情報に含まれるあて先列車の車上無線装置ＩＤからデータベース部３０５に設定された通信経路テーブルを参照し、当該列車が現在接続中の地上無線装置１００〜１４０のＩＤを選択する。車上無線装置２００に対しては、図１０より地上無線装置１００が選択された。
【００２４】
また、移動先無線装置判定部３０４は地上無線装置のＩＤから、データベース部３０５に設定された通信予約テーブルを参照し、当該列車のために無線リソースを確保すべき範囲を選択する。地上無線装置１００に対しては、図１１より地上無線装置１１０、地上無線装置１２０が選択された。
【００２５】
この結果、車上無線装置２００あてには、地上無線装置１００、１１０、１２０が選択され、それぞれに列車制御情報を送信するためのデータ転送メッセージ（M２００-１００、M２００-１１０、M２００-１２０）が有線制御部３０２を介して、有線接続部３０１から送信される。同様に、車上無線装置２１０あてには、地上無線装置１２０、１３０、１４０が選択され、それぞれにデータ転送メッセージ（M２１０-１２０、M２１０-１３０、M２１０-１４０）が送信される。
【００２６】
次に、無線中継装置４００の動作について、図１２および図１３を用いて説明する。無線中継装置４００は、第１通信インタフェース部４０１よりデータ転送メッセージM２００-１００を受信する（Ｓ１０１）と、情報分類部４０５でメッセージ内の列車制御情報を抽出し（Ｓ１０２）、車上無線装置２００が自装置の配下の地上無線装置１００に接続されているかを判定する（Ｓ１０３）。自装置の配下に接続される場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、情報分類部４０５はデータ転送メッセージM２００-１００を分割して、データ転送メッセージM２００-１００から列車制御情報を抽出し（Ｓ１０４）、地上無線装置１００への制御情報として分類する。その抽出した情報からメッセージ生成部４０６で一つのメッセージを生成して、第２通信インタフェース部４０２から地上無線装置１００への転送を開始する（Ｓ１０５）。なお、Ｓ１０４で抽出される列車制御情報は、即時性の要求される第１の制御情報であり、メッセージ生成部４０６では一つの前記列車制御情報に含まれる第１の制御情報から一つのメッセージが生成される。
【００２７】
一方、データ転送メッセージM２００-１１０、M２００-１２０を受信すると、無線中継装置４００の情報分類部４０５は、車上無線装置２００が自装置の配下に接続しておらず、通信予約テーブルを参照して生成された先行送信分と判定する（Ｓ１０６：ＹＥＳ）と、データ転送メッセージM２００-１１０、M２００-１２０を分割して、データ転送メッセージM２００-１１０、M２００-１２０から列車制御情報を抽出し、地上無線装置１１０、１２０へ先行送信する制御情報として分類する。この先行送信分は、即時には転送を開始せず、無線中継装置のメッセージ生成部４０６で保留する（Ｓ１０７）。ここで抽出される列車制御情報は、即時性の要求されない第２の制御情報である。
【００２８】
同様に、無線中継装置４００が、データ転送メッセージM２１０-１２０を受信すると、情報分類部４０５は車上無線装置２１０が自装置の配下に接続していないが、現在接続中の地上無線装置１２０あてと判定し（Ｓ１０６：ＮＯ）、データ転送メッセージM２１０-１２０を分割して、データ転送メッセージM２１０-１２０から列車制御情報を抽出して、地上無線装置１２０への制御情報として分類する。その抽出した情報をメッセージ生成部４０６で合成して、第３通信インタフェース部４０３から無線中継装置４１０への転送を開始する（Ｓ１０８）。これを未処理のデータ転送メッセージがなくなるまで繰り返す。なお、ここで抽出される列車制御情報は、即時性の要求される第１の制御情報であり、メッセージ生成部４０６では一つの前記列車制御情報に含まれる第１の制御情報から一つのメッセージが生成される。
【００２９】
無線中継装置４００がデータ転送メッセージM２１０-１３０、M２１０-１４０を受信すると、情報分類部４０５は車上無線装置２１０が自装置の配下に接続しておらず（Ｓ１０３：ＮＯ）、通信予約テーブルを参照して生成された先行送信分と判定し（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、データ転送メッセージM２１０-１３０、M２１０-１４０から列車制御情報を抽出し、地上無線装置１３０、１４０へ先行送信する制御情報として分類する。先行送信分は、即時には転送を開始せず、無線中継装置のメッセージ生成部４０６で保留する（Ｓ１０７）。ここで抽出される列車制御情報は、即時性の要求されない第２の制御情報である。
【００３０】
次に、無線中継装置４００にて無線中継装置間の伝送タイミングが発生する（Ｓ２０１）と、メッセージ生成部４０６はあらかじめ決められた保留解除契機かを判定する（Ｓ２０２）。保留解除契機の場合（Ｓ２０２：ＹＥＳ）、無線中継装置４００のメッセージ生成部４０６は、これまで保留していたデータ転送メッセージM２００-１１０、M２００-１２０、M２１０-１３０、M２１０-１４０と即時送信対象のメッセージを結合して一つのデータ転送メッセージM４００を生成（Ｓ２０４）し、第３通信インタフェース部４０３から次の無線中継装置４１０へ転送する。保留解除契機ではない場合（Ｓ２０２：ＮＯ）、無線中継装置４００のメッセージ生成部４０６は、即時送信対象のメッセージをデータ転送メッセージとして生成し、第３通信インタフェース部４０３から次の無線中継装置４１０へ転送する（Ｓ２０３）。すなわち、メッセージ生成部４０６では、保留解除契機の場合に複数の列車制御情報に含まれる複数の前記第２の制御情報から一つのメッセージが生成され、送信部である第３通信インタフェース部４０３からそのメッセージを送信する。また、保留解除契機でない場合に、メッセージ生成部４０６では一つの前記列車制御情報に含まれる即時性の要求される第１の制御情報から一つのメッセージを生成し、送信部である第３通信インタフェース部４０３からそのメッセージを送信する。
【００３１】
次に、無線中継装置４１０のデータ転送メッセージM２１０-１２０受信時の動作を説明する。無線中継装置４１０は、第１通信インタフェース部４０１よりデータ転送メッセージM２１０-１２０を受信すると、情報分類部４０５で車上無線装置２１０が自装置配下の地上無線装置１１０に接続していないが、現在通信中の地上無線装置１２０あてと判定し、第３通信インタフェース部４０３を使用して、無線中継装置４２０への転送を開始する。
【００３２】
また、無線中継装置４１０は、データ転送メッセージM２００-１１０、M２００-１２０、M２１０-１３０、M２１０-１４０が結合されたデータ転送メッセージM４００を受信すると、情報分類部４０５で最初にこれを分割する。次に分割したデータ転送メッセージごとにあて先が自装置配下の地上無線装置１１０宛かを判定する。データ転送メッセージM２００-１１０が地上無線装置１１０宛と判定された場合、データ転送メッセージM２００-１１０は送信部である第２通信インタフェース部４０２を使用して地上無線装置１１０への転送を開始する。一方、情報分類部４０５は、データ転送メッセージM２００-１２０、M２１０-１３０、M２１０-１４０を、自装置配下の地上無線装置１１０に接続しておらず、通信予約テーブルを参照して生成された先行送信分と判定する。先行送信分は、即座に転送を開始せず、無線中継装置のメッセージ生成部４０６で保留する。メッセージ生成部４０６は、次回、無線中継装置間の伝送タイミングが発生した際に、保留していたデータ転送メッセージを一つのデータ転送メッセージM４１０に結合し、第３通信インタフェース部４０３を使用して、次の無線中継装置４２０へ転送する。すなわち、情報分類部４０５は受信したメッセージから、他の無線中継装置に接続する地上無線装置あての列車制御情報を抽出し、メッセージ生成部４０６は情報分類部４０５で抽出された複数の列車制御情報から一つのメッセージを生成し、送信部である第２通信インタフェース部４０２はその一つのメッセージを隣接する無線中継装置に送信する。
【００３３】
同様に、無線中継装置４２０のデータ転送メッセージ受信時の動作を説明する。無線中継装置４２０は、第１通信インタフェース部よりデータ転送メッセージM２１０-１２０を受信すると、車上無線装置２１０が自装置配下の地上無線装置１２０に接続していると判定して、データ転送メッセージから列車制御情報を抽出し、第２通信インタフェース部４０２を使用して地上無線装置１２０への転送を開始する。
【００３４】
また、無線中継装置４２０は、データ転送メッセージM２００-１２０、M２１０-１３０、M２１０-１４０が結合されたデータ転送メッセージを受信すると、最初にこれを分割する。次に分割したデータ転送メッセージごとにあて先が自装置配下の地上無線装置１２０かを判定する。
【００３５】
データ転送メッセージM２００-１２０が地上無線装置１２０あてと判定された場合、データ転送メッセージM２００-１２０は第２通信インタフェース部４０２を使用して地上無線装置１２０への転送を開始する。一方、データ転送メッセージM２１０-１３０、M２１０-１４０は、自装置配下の地上無線装置１２０に接続しておらず、通信予約テーブルを参照して生成された先行送信分と判定する。先行送信分は、即座に転送を開始せず、無線中継装置内へ保留させる。保留したデータ転送メッセージは、次回、無線中継装置間の伝送タイミングが発生し、保留解除契機の場合、保留していた他のデータ転送メッセージとともに、一つのデータ転送メッセージM４２０に結合し、第３通信インタフェース部４０３を使用して、次の無線中継装置４３０へ転送する。
【００３６】
次に、無線中継装置４３０のデータ転送メッセージM４２０受信時の動作を説明する。無線中継装置４３０は、第１通信インタフェース部よりデータ転送メッセージM２１０-１３０、M２１０-１４０が結合されたデータ転送メッセージM４２０を受信すると、最初にこれを分割する。次に分割したデータ転送メッセージごとにあて先が自装置配下の地上無線装置１３０かを判定する。
【００３７】
データ転送メッセージM２１０-１３０が地上無線装置１３０あてと判定された場合、データ転送メッセージM２１０-１３０は第２通信インタフェース部４０２を使用して地上無線装置１３０への転送を開始する。一方、データ転送メッセージM２１０-１４０は、自装置配下の地上無線装置１３０に接続しておらず、通信予約テーブルを参照して生成された先行送信分と判定する。先行送信分は、即座に転送を開始せず、無線中継装置内へ保留させる。保留したデータ転送メッセージは、次回、無線中継装置間の伝送タイミングが発生し、保留解除契機の場合、保留していた他のデータ転送メッセージとともに、一つのデータ転送メッセージM４３０に結合し、第３通信インタフェース部４０３を使用して、次の無線中継装置４４０へ転送する。
【００３８】
次に、無線中継装置４４０のデータ転送メッセージM４３０受信時の動作を説明する。無線中継装置４３０は、第１通信インタフェース部よりデータ転送メッセージM４３０を受信すると、最初にこれを分割する。次に分割したデータ転送メッセージM２１０-１４０のあて先が自装置配下の地上無線装置１４０かを判定し、データ転送メッセージM２１０-１４０を第２通信インタフェース部４０２で地上無線装置１４０への転送を開始する。
【００３９】
一方、車上無線装置２００から無線制御装置３００あてに送信された列車制御情報の流れについて説明する。地上無線装置１００は車上無線装置２００から列車制御情報を受信すると、無線中継装置４００へ送信する。無線中継装置４００は、データ転送メッセージM２００-３００として、第３通信インタフェース部４０３を使用して次の無線中継装置４１０への転送を開始する。
【００４０】
無線中継装置４２０は、第１通信インタフェース部４０１よりデータ転送メッセージM２００-３００を受信すると、自装置配下の地上無線装置１２０あてではないと判定し、無線中継装置４３０への転送を開始する。以降も同様に転送される。
【００４１】
以上をまとめると、無線中継装置４００は、車上無線装置２００が現在通信中の地上無線装置１００へ送信すべき列車制御情報が含まれるデータ転送メッセージは、次の送信タイミングでの転送を開始する。一方、移動に備えて事前転送される先行送信分のデータ転送メッセージは、即座に転送を開始せず、無線中継装置４００にてあらかじめ決められた保留解除契機が発生した際に、これまで保留していた複数のデータ転送メッセージを一つのデータ転送メッセージに結合して転送を開始する。
【００４２】
これにより、無線中継装置４００〜４４０間で転送されるデータ転送メッセージのメッセージ数を削減することができる。
【００４３】
以上で説明した本実施の形態で得られる効果は次の通りである。無線中継装置４００〜４４０間で転送されるデータ転送メッセージのうち、先行送信される列車制御情報が含まれるデータ転送メッセージのメッセージ数、すなわち１秒あたりの転送パケット数を削減することで、他の通信のための無線中継装置４００〜４４０間の伝送容量が確保でき、結果として、一般伝送情報の伝送のための地車間無線通信の大容量化、さらには収容列車数の増加が実現できる。
【００４４】
なお、本実施の形態では、第１通信インタフェース部４０１が受信部、第２通信インタフェース部４０２が送信部、第３通信インタフェース部４０３が送信部として機能する場合について説明している。
【００４５】
このように、実施の形態１に係る無線中継装置４００は、列車制御情報を受信する受信部（第１通信インタフェース部４０１）と、前記列車制御情報を、即時性の要求される第１の制御情報１００と、即時性の要求されない第２の制御情報１１０、１２０に分類する情報分類部４０５と、一つの前記列車制御情報に含まれる前記第１の制御情報から一つのメッセージを生成し、複数の前記列車制御情報に含まれる複数の前記第２の制御情報から一つのメッセージを生成するメッセージ生成部４０６と、前記メッセージ生成部４０６で生成されたメッセージを送信する送信部（第２通信インタフェース部４０２及び第３通信インタフェース部４０３）と、を備えたことを特徴とする。この構成によって、即時性の要求される列車制御情報の即時性通信を維持しつつ、即時性の要求されない列車制御情報のデータ転送メッセージのメッセージ数を削減することができる。なお、メッセージ数を削減すると、メッセージの送信回数を減らすことによって、無線容量を確保しやすくなる。従って、伝送する情報量のみでなく、メッセージの送信回数を減らすことが、無線容量を確保する上で重要となる。
【００４６】
また、実施の形態１に係る無線中継装置４００において、前記メッセージ生成部は、複数の前記第２の制御情報を所定のタイミングまで保留して結合することにより、複数の前記第２の制御情報から一つのメッセージを生成することを特徴とする。この構成によって、所定のタイミングまでの第２の制御情報を一つのメッセージに結合することができ、即時性の要求されないデータ転送メッセージの送信回数を減らすことができる。
【００４７】
また、実施の形態１に係る無線中継装置４００において、第１の制御情報は、列車に搭載された車上無線装置が通信している沿線に設置された第１の地上無線装置あての制御情報であり、第２の制御情報は、前記列車が移動した際に前記車上無線装置が通信を行う予定の沿線に設置された第２の地上無線装置あての制御情報であり、送信部（第２通信インタフェース部４０２及び第３通信インタフェース部４０３）は、第１の制御情報から生成されたメッセージを第１の地上無線装置に送信し、第２の制御情報から生成されたメッセージを前記第２の地上無線装置に接続された無線中継装置に送信することを特徴とする。この構成によって、列車に搭載された車上無線装置が通信している沿線に設置された第１の地上無線装置あての制御情報をすぐに送信するとともに、列車が移動した際に前記車上無線装置が通信を行う予定の沿線に設置された第２の地上無線装置あての制御情報を少ないメッセージ数で効率的に伝送することができる。
【００４８】
また、実施の形態１に係る無線中継装置４００は、複数の列車制御情報が結合された第１のメッセージを受信する受信部（第１通信インタフェース部４０１）と、前記第１のメッセージから、他の無線中継装置に接続する地上無線装置あての列車制御情報を抽出する情報分類部４０５と、前記情報分類部４０５で抽出された複数の列車制御情報から一つの第２のメッセージを生成するメッセージ生成部４０６と、前記メッセージ生成部４０６で生成された一つの第２のメッセージを、隣接する無線中継装置に送信する送信部（第２通信インタフェース部４０２及び第３通信インタフェース部４０３）と、を備えたことを特徴とする。この構成によって、受信した第１のメッセージの中から隣接する無線中継装置に送信する必要のある第２のメッセージを抽出して、第２のメッセージを送信することができ、無線中継装置間の無線リソースを効率的に使用することができる。
【００４９】
また、実施の形態１に係る無線中継装置４００において、情報分類部４０５は、受信した第１のメッセージから、自無線中継装置に接続する地上無線装置あての列車制御情報を抽出し、メッセージ生成部４０６は前記自無線中継装置に接続する地上無線装置あての列車制御情報から一つの第３のメッセージを生成し、送信部（第２通信インタフェース部４０２及び第３通信インタフェース部４０３）は生成された第３のメッセージを自無線中継装置に接続する地上無線装置に送信することを特徴とする。この構成によって、受信した第１のメッセージの中から自無線中継装置で必要となる第３のメッセージを抽出して、自無線中継装置に接続する地上無線装置に必要なメッセージのみを送信することができ、自無線中継装置と地上無線装置の間の通信を効率的に行うことができる。
【００５０】
実施の形態２．
実施の形態１では無線制御装置３００から地上無線装置１００に対して、列車制御情報を直接送信していた。実際には、無線制御装置３００から送信する際には、列車制御情報に加えて、地上無線装置１００と車上無線装置２００間の無線リンクを制御するための無線制御情報、無線制御装置３００と地上無線装置１００から１４０間の伝送を制御するための地上制御情報、中継先となる地上無線装置を識別する情報（例えば、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ヘッダ、ＵＤＰ（Ｕｓｅｒ  Ｄａｔａｇｒａｍ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ヘッダ）が含まれることがある。本実施の形態では、無線制御装置３００から地上無線装置１００から１４０に送信するメッセージは、これらを含む列車制御メッセージであると定義し、無線中継装置４００が無線制御装置３００から受信する列車制御情報のデータ構成に着目して、無線中継装置間で転送するデータ転送メッセージの転送効率をさらに向上させる方法について記載する。
【００５１】
本実施の形態の説明に必要な図は、実施の形態１の説明に使用した図に加えて、図１４を参照する。図１４に列車制御メッセージのパケット構成を示す。列車制御メッセージは、列車制御情報、地上無線装置と車上無線装置間の無線リンクを制御するための無線制御情報、無線制御装置と地上無線装置間の伝送を制御するための地上制御情報、中継先となる地上無線装置を識別する情報（例えば、ＩＰヘッダ、ＵＤＰヘッダ）を備える。
【００５２】
無線制御装置３００は、列車制御情報をあて先となる地上無線装置ごとに複製する場合でも、これらの無線制御情報、地上制御情報、地上無線装置識別情報は、あて先となる地上無線装置ごとに異なる情報になることがある。そこで、本実施の形態では、これらの情報を、地上無線装置に応じて一意に決まる領域と一部が異なる領域、あて先や伝送路に依らず共通の領域に分類し、重複する情報を削除し、複数メッセージ合成後のデータ転送メッセージのサイズをさらに小さくする、またはより多くのメッセージを合成することを行う。
【００５３】
実施の形態１と同様に、無線中継装置４００がデータ転送メッセージを送信する動作について図１５を用いて説明する。なお、本実施の形態の説明では、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。無線中継装置４００は、無線中継装置４００にてあらかじめ決められた無線中継装置間の伝送タイミングが発生すると（Ｓ３０１）、これまで保留していた、データ転送メッセージM２００-１１０、M２００-１２０、M２１０-１３０、M２１０-１４０を結合する（Ｓ３０２）。この際、地上無線装置１００〜１４０に応じて一意に決まる地上無線装置識別情報は削除する。地上無線装置１００〜１４０に応じて一部のみが異なる地上制御情報は、異なる情報のみを残し、一意に決まる情報は削除する（Ｓ３０３）。また、地上無線装置に依らず共通の情報は、合成後のデータ転送メッセージ中に一つのみ残し、重複する情報を削除する（Ｓ３０４）。ここで削除する情報は、あらかじめすべての無線中継装置で共通に保持しているものとする。これらにより、削除後の情報をデータ転送メッセージM４００Bとして構築し、無線中継装置４１０へ転送を開始する（Ｓ３０５）。
【００５４】
次に、無線中継装置４１０のデータ転送メッセージM４００B受信時の動作を説明する。無線中継装置４１０は、データ転送メッセージM２００-１１０、M２００-１２０、M２１０-１３０、M２１０-１４０が結合されたデータ転送メッセージM４００Bを受信すると、最初にこれを復元および分割を行う。結合時に削除された情報は、共通に保持している情報を基に復元する。
【００５５】
以降の処理は、実施の形態１と同様であるため、記載を省略する。また、無線中継装置４１０の送信および無線中継装置４２０以降の動作は、無線中継装置４００が結合時に実施した動作および無線中継装置４１０が受信時に実施した動作と同様であるため、記載を省略する。
【００５６】
以上で説明した本実施の形態で得られる効果は実施の形態１に記載のものと同じである。
【００５７】
このように、実施の形態２に係る無線中継装置４００において、メッセージ生成部４０６は、複数の前記第２の制御情報から一つのメッセージを生成する際に、第２の制御情報に含まれるあて先の地上無線装置に応じて一意に定まる制御情報を削除することを特徴とする。この構成によって、転送を行うメッセージのデータ量を低減することができ、無線中継装置４００〜４４０の間で用いる無線リソースを効率的に活用することが可能となる。
【００５８】
また、実施の形態２に係る無線中継装置４００において、メッセージ生成部４０６は、複数の前記第２の制御情報から一つのメッセージを生成する際に、前記複数の第２の制御情報に含まれるあて先の地上無線装置に依存しない共通の制御情報を削除することを特徴とする。この構成によって、転送を行うメッセージのデータ量を低減することができ、無線中継装置４００〜４４０の間で用いる無線リソースを効率的に活用することが可能となる。
【００５９】
また、実施の形態２に係る無線中継装置４１０において、情報分類部４０５は、他の無線中継装置に接続する地上無線装置あての列車制御情報を抽出する際に、あて先の地上無線装置に応じて一意に定まる制御情報を復元することを特徴とする。この構成によって、無線中継装置４００において削除された制御情報を無線中継装置４１０で復元することができ、必要な制御情報を失うことなく、無線中継装置４００〜４４０の間で用いる無線リソースを効率的に活用することが可能となる。
【００６０】
また、実施の形態２に係る無線中継装置４００において、情報分類部４０５は、自無線中継装置に接続する地上無線装置あての列車制御情報を抽出する際に、あて先の地上無線装置に応じて一意に決まる制御情報を復元することを特徴とする。この構成によって、無線中継装置４００において削除された制御情報を無線中継装置４１０で復元することができ、必要な制御情報を失うことなく、無線中継装置４００〜４４０の間で用いる無線リソースを効率的に活用することが可能となる。
【００６１】
実施の形態３．
本実施の形態では、無線中継装置が保留する時間の決定方法について記載する。実施の形態１および実施の形態２では、無線中継装置は、結合して転送するメッセージに対する保留する時間を無線中継装置ごとにあらかじめ決定していた。このため、あて先となる地上無線装置に到達するまでの中継回数が多いほど、転送遅延が増大する可能性がある。本実施の形態では、無線中継装置の保留時間をあて先の無線中継装置ごとに変更する。
【００６２】
本実施の形態の説明に必要な図は、実施の形態１の説明に使用した図に加えて、図１６を参照する。図１６に無線中継装置４００に設定された送信タイミング設定テーブルを示す。実施の形態１と同様に、無線中継装置４００がデータ転送メッセージを送信する動作について説明する。なお、本実施の形態の説明では、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
【００６３】
無線中継装置４００は、第１通信インタフェース部４０１よりデータ転送メッセージM２１０-１３０、M２１０-１４０を受信すると、車上無線装置２１０が自装置の配下に接続しておらず、通信予約テーブルを参照して生成された先行送信分と判定する。先行送信分は、即時には転送を開始せず、無線中継装置内へ保留させる。ここで保留されるメッセージに含まれる列車制御情報は、即時性の要求されない第２の制御情報である。
【００６４】
次に、無線中継装置４００は、無線中継装置間の伝送タイミングが発生すると、図１５を参照し、現在の伝送タイミング（タイムスロット）で転送を開始するあて先の無線中継装置を抽出する。タイムスロット０では、無線中継装置４１０から４４０あてのデータを転送する。タイムスロット２およびタイムスロット４では、これに加え、２番目に遠い位置にある無線中継装置４３０あてのデータ転送メッセージを送信する。タイムスロット３では、無線中継装置４４０と無線中継装置４２０あてのデータ転送メッセージを送信する。
【００６５】
以上により、１送信周期内の各無線中継装置あての送信機会は、無線中継装置４１０あてには１回、無線中継装置４２０あてには２回、無線中継装置４３０あてには３回、無線中継装置４４０あてには４回の送信機会が与えられ、無線中継装置４００から遠いあて先ほど送信機会が多く設定された。以上で説明した本実施の形態で得られる効果は実施の形態１に記載のものに加え、遠いあて先への転送回数を増加することで、転送回数によって増大する伝送遅延を抑制することができる。
【００６６】
以上の実施の形態１から実施の形態３に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【００６７】
このように、実施の形態３に係る無線中継装置４００において、即時性の要求されない第２の制御情報が保留される時間は、前記第２の制御情報が無線中継される予定の回数に応じて異なることを特徴とする。この構成によって、遠いあて先へ転送を行う回数を増加させることによって、転送によって増大する伝送遅延を抑制することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１００、１１０、１２０、１３０、１４０：地上無線装置、１０１：無線通信部（地車間）、１０２：有線接続部、２００、２１０：車上無線装置、２０１：無線通信部（地車間）、２０２：無線制御部、２０３：有線接続部、２０４：有線制御部、２０５：無線リソース管理部、３００：無線制御装置、３０１：有線接続部、３０２：有線制御部、３０３：車上無線装置管理部、３０４：移動先無線装置判定部、３０５：データベース部３０５
４００：無線中継装置、４０１：第１通信インタフェース部、４０２：第２通信インタフェース部、４０３：第３通信インタフェース部、４０４：パケット分析部、４０５：情報分類部、４０６：メッセージ生成部、５０１：分配器、５０２：アンテナ、５０３：アンテナ、５０４：無線アンテナインタフェース、５０５：有線インタフェース、５０６：メモリ、５０７：プロセッサ、５０８：電源回路、６０１：アンテナ、６０２：無線アンテナインタフェース、６０３：有線インタフェース、６０４：メモリ、６０５：プロセッサ、６０６：電源回路、７０１：有線インタフェース、７０２：メモリ、７０３：プロセッサ、７０４：電源回路、８０１：第１通信インタフェース、８０２：第２通信インタフェース、８０３：第３通信インタフェース、８０４：メモリ、８０５：プロセッサ、８０６：電源回路
【図１】
0006840304.tif 000002
【図２】
0006840304.tif 000003
【図３】
0006840304.tif 000004
【図４】
0006840304.tif 000005
【図５】
0006840304.tif 000006
【図６】
0006840304.tif 000007
【図７】
0006840304.tif 000008
【図８】
0006840304.tif 000009
【図９】
0006840304.tif 000010
【図１０】
0006840304.tif 000011
【図１１】
0006840304.tif 000012
【図１２】
0006840304.tif 000013
【図１３】
0006840304.tif 000014
【図１４】
0006840304.tif 000015
【図１５】
0006840304.tif 000016
【図１６】
0006840304.tif 000017