(57)【要約】【課題】あらかじめ中継装置が固定されていない状況において、基地局から移動する無線端末に対して中継装置の設置を促す信号を送信することのできる無線通信システムを得る。【解決手段】複数の移動端末とこれらを配下に持つ基地局、及び中継装置を有する無線通信システムにおいて、基地局は通信を開始する前に、移動端末の性能諸元及び展開経路、ならびに地図データに基づき、基準値による無線到達範囲を、また、これに活動現場における障害物等の地勢情報及び天候や経路障害等の付帯条件を適用して理論値による無線到達範囲をそれぞれ算出する。さらに、無線端末と通信を開始した後は、基地局は、無線端末の位置情報及び無線信号の実測パラメータに基づき、無線端末と安定した通信を維持確保できる実測値による無線到達範囲を算出する。そして、無線端末の位置がこの範囲から外れそうであると、無線端末に対して中継装置の設置を促す信号を送出する。【選択図】図１
2009111760.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自己位置情報を通報しながら移動する複数の無線端末と、
これら無線端末を配下に持つ基地局と、
前記無線端末と前記基地局との間の通信を中継する中継装置とを有する無線通信システムにおいて、
前記基地局は、
前記無線端末と無線信号を授受する送受信部と、
自己位置情報を取得する自己位置取得部と、
前記無線端末の性能諸元及び展開経路を含む端末基本情報テーブルと、
地図情報を格納する地図ファイルと、
無線到達範囲を算出する演算部と、
この無線到達範囲の算出に用いる地勢情報及び付帯条件の入力を受け付けるとともに、前記演算部での算出結果を表示する操作表示部とを備え、
前記無線端末との通信を開始する前に、前記演算部にて前記端末基本情報テーブル、及び前記地図ファイルに基づいた第１の無線到達範囲、ならびにさらに前記地勢情報及び付帯条件を加えた第２の無線到達範囲をそれぞれ算出して前記操作表示部に表示し、
前記無線端末との通信を開始後は、前記演算部にて前記無線端末の位置情報、無線信号のレベル、及びデータ誤り発生頻度に基づき第３の無線到達範囲を算出して前記操作表示部に表示し、
前記無線端末が前記第３の無線到達範囲のあらかじめ設定された辺縁部に入ったとき、前記無線端末に前記中継装置の設置を促す信号を送出することを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記無線端末は、ＧＰＳにより自己位置情報を取得することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記基地局の自己位置取得部は、ＧＰＳにより自己位置情報を取得することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記中継装置は、ＧＰＳにより自己位置情報を取得する自己位置取得部を備え、前記基地局及び移動端末に取得した前記自己位置情報を通報することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【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係り、特に、あらかじめ中継装置が固定できないような状況においても、適切な位置に中継装置を設置しながら基地局と移動する無線端末との通信を維持する無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、移動する無線端末と基地局とが通信を行なう際に、相互間の通信を維持するため、その通信経路の途中に設置した中継装置を経由させる無線通信システムが知られている（例えば、特許文献１参照。）。中継装置は、必要な無線到達範囲を確保できるように、無線端末及び基地局の性能諸元や対象範囲内の地形、障害物等に基づいてその設置位置があらかじめ決められ、その位置に固定される。そして、これら中継装置を含む無線端末及び基地局からなる無線通信システムは、例えば、キャリアによって整備された通信インフラとして、あるいは、特定の対象業務向けの通信インフラとして整備される。（例えば、特許文献２参照。）。特許文献２に開示された事例では、固定局からの電波の到達範囲内に、固定局のＧＰＳ受信情報を移動体あてに中継する中継装置を設置することによって、短い伝送距離の無線機を用いつつ、移動体が、この中継された固定局のＧＰＳ受信情報と自身のＧＰＳ受信情報とから、自身の３次元座標を実時間で算出している。
【特許文献１】特開平９−２３８１１９号公報（第４ページ、図１）
【特許文献２】特開平９−２８１２１０号公報（第５ページ、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、例えば災害救助出動等、野外の厳しい環境での諸活動においては、安全かつ円滑に活動を進めるために、活動の状況を把握・集約する指揮所となる基地局と各作業員の携行する無線端末との間、あるいは無線端末相互間の通信手段を常に安定して確保することが必須となる。一方、これら活動の対象領域では、必ずしも無線通信インフラが十分に整備され利用できるとは限らない。むしろ、利用が困難な場合を前提に、例えば、基地局及び移動する無線端末に加え、所望の無線到達範囲を確保するために設置した中継装置を含む、独自の通信ネットワークを構築し展開しながら活動が進められる。
【０００４】
しかしながら、このような活動現場においては、各作業員は移動しながら活動しており、無線到達範囲は常に変化している。また、活動の進捗に伴って活動領域も時々刻々変化していき、これに連れて確保すべき無線到達範囲も変化する。さらに、無線通信に影響のある活動現場特有の諸条件も様々に変化する。このため、無線通信ネットワークを展開するにあたって、所望の無線到達範囲を確保するために、あらかじめ中継装置を設置する位置を決定して固定することが困難な場合があるという課題があった。
【０００５】
本発明は、上述の事情を考慮してなされたものであり、あらかじめ中継装置が固定されていない状況において、基地局から移動する無線端末に対して中継装置の設置を促す信号を送信する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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の無線通信システムは、自己位置情報を通報しながら移動する複数の無線端末と、これら無線端末を配下に持つ基地局と、前記無線端末と前記基地局との間の通信を中継する中継装置とを有する無線通信システムにおいて、前記基地局は、前記無線端末と無線信号を授受する送受信部と、自己位置情報を取得する自己位置取得部と、前記無線端末の性能諸元及び展開経路を含む端末基本情報テーブルと、地図情報を格納する地図ファイルと、無線到達範囲を算出する演算部と、この無線到達範囲の算出に用いる地勢情報及び付帯条件の入力を受け付けるとともに、前記演算部での算出結果を表示する操作表示部とを備え、前記無線端末との通信を開始する前に、前記演算部にて前記端末基本情報テーブル、及び前記地図ファイルに基づいた第１の無線到達範囲、ならびにさらに前記地勢情報及び付帯条件を加えた第２の無線到達範囲をそれぞれ算出して前記操作表示部に表示し、前記無線端末との通信を開始後は、前記演算部にて前記無線端末の位置情報、無線信号のレベル、及びデータ誤り発生頻度に基づき第３の無線到達範囲を算出して前記操作表示部に表示し、前記無線端末が前記第３の無線到達範囲のあらかじめ設定された辺縁部に入ったとき、前記無線端末に前記中継装置の設置を促す信号を送出することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、移動する無線端末に対して基地局から中継装置の設置を促す信号を送信するので、適切な位置に中継装置を設置することができ、あらかじめ中継装置が固定できないような通信環境下においても無線通信を維持することのできる無線通信システムを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に、本発明に係る無線通信システムを実施するための最良の形態について、図１乃至図５を参照して説明する。
【実施例１】
【０００９】
図１は、本発明に係る無線通信システムの一実施例の構成を示すブロック図である。この事例では、無線端末及び中継装置がそれぞれ１台の場合を例示している。図１に例示したように、この無線通信システムは、無線端末１０、中継装置２０、及び基地局３０から構成されている。無線端末１０は、無線信号により基地局３０と直接、あるいは中継装置２０を経由して、自己位置情報ならびに無線信号のレベル及びデータの誤り発生頻度の通報を含むメッセージの通信を行なう。中継装置２０は、無線端末１０と基地局との間の通信を中継する。基地局３０は、無線信号により無線端末１０と直接、あるいは中継装置２０を経由してメッセージの通信を行ないながら無線到達範囲を算出し、この算出結果に基づき無線端末１０に対して中継装置２０の設置を促す信号を送出する。
【００１０】
本実施例においては、無線端末１０は、ＧＰＳにより自己位置情報を取得する自己位置取得部１１、ならびに無線信号のレベル及びデータの誤り発生頻度を取得しながら無線信号を送受信する送受信部１２を備えている。中継装置２０は、ＧＰＳにより自己位置情報を取得する自己位置情報取得部２１、及び無線端末１０と基地局３０との間の無線信号による通信を中継する中継部２２を備えている。また、基地局３０は、自己位置取得部３１、送受信部３２、演算部３３、操作表示部３４、端末基本情報テーブル３５、及び地図ファイル３６を備えている。
【００１１】
自己位置取得部３１は、ＧＰＳにより自己位置情報を取得し、演算部３３に送出する。送受信部３２は、無線信号のレベル及びデータの誤り発生頻度を取得しながら、無線端末１０または中継装置２０との間で無線信号を送受信する。演算部３３は、自己位置情報、無線信号のレベル、ならびに後述する端末基本情報テーブル３５、地図ファイル３６、操作表示部３４からの地勢情報及び付帯条件に基づき無線到達範囲を算出するとともに、この算出結果に基づき無線端末１０に対する中継装置２０の設置を促す信号を生成する。操作表示部３４は、操作員等によって入力される地勢情報及び付帯条件を含む各種操作入力を受け付けるとともに、演算部３３で算出された無線到達範囲を表示する。本実施例においては、入力される地勢情報としては、活動現場において無線通信に影響を与える、例えば後述の地図ファイル３６には明示されない建造物や森林等の位置及び領域等の障害物情報を含み、また付帯条件としては、同様に活動現場においてその時々に応じて無線通信に影響を与える、例えば天候による減衰情報、及び通信経路障害情報を含むものとしている。
【００１２】
端末基本情報テーブル３５は、複数の無線端末１０それぞれの性能諸元及び展開経路を含むテーブルとして、あらかじめ設定される。本実施例における端末基本情報テーブルの一例を図２に示す。この図２の事例では、無線端末１０のそれぞれに対して、固有の端末番号及び所有者に加え、その性能諸元として送信電力及び周波数、ならびに展開経路として所定時間経過後における移動予定地点を順次設定した場合を示している。地図ファイル３６は、標高を含み地形図を数値化した数値地図データベースである。
【００１３】
上記した基地局３０の構成の中で、演算部３３、操作表示部３４、端末基本情報テーブル３５、及び地図ファイル３６は、例えばパーソナルコンピュータやワークステーションといった、汎用的に用いられるコンピュータシステム上にインプリメントすることができる。これらコンピュータシステムの構成の一例を図３に示す。このコンピュータシステムは、ＣＰＵ４１、メモリ６２、入力装置６３、出力装置６４、入出力インターフェイス６５、HＤＤ６６、及び外部記憶装置６７から構成されている。
【００１４】
ＣＰＵ６１は、このコンピュータシステム全体の制御を行なうものであり、無線到達範囲の算出演算を含むメモリ６２に展開された各種の演算機能を実現するためのプログラムに従って各種処理を実行する。入力装置６３は、例えばキーボードやマウス等からなり、上記した操作員等によって入力される地勢情報及び付帯条件を含む各種操作入力を受け付ける。出力装置６４は、例えばＣＲＴ表示器やＬＣＤ表示器からなり、無線到達範囲の算出結果に加え、操作員等の入力操作に伴う表示や各種情報処理結果に伴う表示を行なう。入出力インターフェイス６５は、自己位置取得部３１及び送受信部３２を含む各部との間のデータの授受を行なう。ＨＤＤ６６には、上記演算部３３の演算機能を含む各種情報サービスを実現するためのプログラムが記憶されており、記憶されているプログラムは、機能実行時にメモリ６２に転送される。外部記憶装置６７は、大容量の記憶装置であり、端末基本情報テーブル３５、及び地図ファイル３６を含む各種データを蓄積・記憶する。
【００１５】
次に、前出の図１乃至図３、ならびに図４のフローチャート及び図５の説明図を参照して、上述のように構成された本実施例の無線通信システムの動作について説明する。以下の説明では、無線端末１０を１台とし、基地局を中心にして説明する。図４は、図１に例示した本発明に係る無線通信システムの一実施例の動作を説明するためのフローチャートである。
【００１６】
まず、基地局３０が動作を開始すると、演算部３３は、端末基本情報テーブル３５を参照して、各無線端末１０の性能諸元及び展開経路を取得する（ＳＴ４０１）。次に、演算部３３は、自己位置情報取得部３１で取得した自己位置情報を受けとる。この自己位置情報はＧＰＳ用いて取得され、例えば緯度・経度で表現されたものである（ＳＴ４０２）。さらに、この自己位置情報に基づいて、地図ファイル３６から自己位置周辺の地図データを読み出す（ＳＴ４０３）。そして、第１の無線到達範囲である基準値による無線到達範囲を算出し、操作表示部３４に表示する（ＳＴ４０４）。
【００１７】
これに続けて演算部３３は、操作表示部３４で受け付けた地勢情報及び付帯条件を受けとる。本実施例では、地勢情報としては活動現場における無線通信に影響のある障害物の位置及び領域情報とし、付帯条件としては、無線通信に短期的に影響のある要素として天候情報及び通信経路障害情報を受けとるものとしている（ＳＴ４０５）。そして、これらをＳＴ４０４のステップで算出した基準値による無線到達範囲に適用し、第２の無線到達範囲である理論値による無線到達範囲を算出して操作表示部３４に重畳表示する。このステップまでにおける操作表示部３４の表示画面の一例を図５（ａ）に例示する。この図５（ａ）の事例では、基地局３０の位置５１１を中心にして、ＳＴ４０４のステップで算出した基準値による無線到達範囲５１２、このステップで算出した理論値による無線到達範囲５１３、及びＳＴ４０５のステップで受けとった地勢情報に基づいた障害物の領域５１４が表示されている（ＳＴ４０６）。
【００１８】
これらの処理ステップが行なわれてから、無線端末１０は基地局と通信を開始し、例えば作業員等に携行されて移動する。移動中は、無線端末１０は自己位置取得部１１において、ＧＰＳにより自己位置情報を、例えば緯度・経度で取得する。また、送受信部１２において基地局３０からの無線信号を受信した際に、そのレベル及びデータの誤り発生頻度を取得する。そして、これら取得した自己位置情報、無線信号のレベル及びデータの誤り発生頻度を基地局３０に通報する。通報するタイミングは、例えば移動速度に対応させた所定の時間間隔毎に、あるいは所定の移動距離毎とする等、運用状況に応じて種々の設定を選択できる。
【００１９】
基地局３０は、この無線端末１０からの通報を受けとると（ＳＴ４０７）、この無線端末１０の位置、ならびに互いの無線信号のレベル及びデータの誤り発生頻度を、ＳＴ４０６のステップで算出した理論値による無線到達範囲に適用し、第３の無線到達範囲である実測値による無線到達範囲を算出する。すなわち、ここでは実際の無線通信における実測パラメータ値に基づき、安定して通信を維持確保できる無線到達範囲を再計算している。そして、算出結果を操作表示部３４に表示する。このステップでの操作表示部３４の表示画面の一例を図５（ｂ）に例示する。この図５（ｂ）の事例では、ＳＴ４０６のステップでの表示に加え、直前のステップで得た無線端末１０の位置情報に基づくその位置５１５、及びこのステップで算出した実測値による無線到達範囲５１６が描画されている（ＳＴ４０８）。
【００２０】
さらに基地局３０内の演算部３３では、位置５１５に表示された無線端末１０からの位置情報に基づいて、この無線端末１０が、ＳＴ４０８のステップで算出した無線到達範囲５１６内にあるかを判定する。そして、無線到達範囲５１６の境界から所定の距離範囲に入った場合、すなわち、無線到達範囲５１６から外れそうである場合（ＳＴ４０９のＹ）、基地局３０は、無線端末１０に対して、中継装置２０の設置を促す信号を送信する。この信号は無線端末１０側で受信され、例えば、表示ランプ、表示メッセージ、音声メッセージ等により、この無線端末１０を携行する作業員等に通知される（ＳＴ４１０）。
【００２１】
この後、中継装置２０が設置され、中継装置２０もＧＰＳにより自己位置を取得して基地局３０へ通報を開始すると、上述したＳＴ４０７からのステップを繰り返す中で、中継装置２０を含めた実測値による無線到達範囲が再計算されて操作表示部３４に描画される。中継装置２０を設置した後の表示画面の一例を図５（ｃ）に例示する。この図５（ｃ）の事例では、図５（ｂ）の事例に対して、新たに設置された中継装置２０の位置５１７、および再計算された実測値による無線到達範囲５１６ａが描画されている。そして、動作終了が指示されるまで、上述の動作を繰り返す（ＳＴ４１１）。
【００２２】
以上説明したように、本実施例においては、複数の移動端末とこれらを配下に持つ基地局、及び中継装置を有する無線通信システムにおいて、基地局は通信を開始する前に、移動端末の性能諸元及び展開経路、ならびに地図データに基づき、基準値による無線到達範囲を、また、これに活動現場における障害物等の地勢情報及び天候や経路障害等の付帯条件を適用して理論値による無線到達範囲をそれぞれ算出し表示している。さらに、無線端末と通信を開始した後は、基地局は、無線端末の位置情報及び無線信号の実測パラメータに基づき、無線端末と安定した通信を維持確保できる実測値による無線到達範囲を算出している。そして、無線端末の位置がこの範囲から外れそうであると、無線端末に対して中継装置の設置を促す信号を送出している。
【００２３】
これにより、適切な位置に中継装置を設置することができ、特に通信インフラの整備が不十分な地域等、あらかじめ中継装置が固定できないような通信環境下においても無線通信を維持することのできる無線通信システムを得ることができる。また、これら算出結果、ならびに中継装置及び移動端末の展開に伴う位置は、基地局の操作表示部に表示されるので、基地局側では無線到達範囲を確認しながら無線通信システムを効率的に運用することが可能となる。
【００２４】
なお、本発明は、上記した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施の形態にわたる構成要素を適宜組み合せてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る無線通信システムの一実施例の構成を示すブロック図。
【図２】端末基本情報テーブルの一例を示す説明図。
【図３】基地局に用いるコンピュータシステムの構成の一例を示すブロック図。
【図４】図１に例示した無線通信システムの動作を説明するためのフローチャート。
【図５】表示画面の一例を示す説明図。
【符号の説明】
【００２６】
１０  無線端末
１１、２１、３１  自己位置取得部
１２、３２  送受信部
２０  中継装置
２２  中継部
３０  基地局
３３  演算部
３４  操作表示部
３５  端末基本情報テーブル
３６  地図ファイル
【図１】
2009111760.tif 000003
【図２】
2009111760.tif 000004
【図３】
2009111760.tif 000005
【図４】
2009111760.tif 000006
【図５】
2009111760.tif 000007