(57)【要約】【課題】システム全体の基地局の同期を短時間で調整することを可能とする。【解決手段】同期装置１の補正値算出部２３は、複数の中央装置それぞれとの間で同期信号の伝送遅延時間を測定して、この測定値をもとに情報信号の送信タイミングを指定値メモリ２５に記憶された第１の指定値にするための第１の補正値を求め、当該中央装置に与える。各中央装置は、複数の基地局それぞれとの間で同期信号の伝送遅延時間を測定して、測定された第２の測定値をもとに情報信号の送信タイミングを指定値メモリ３５に記憶された第２の指定値にするための第２の補正値を求め、当該基地局に与える。同期装置から各中央装置間、各中央装置から各基地局間の同期がそれぞれ調整されるため、各基地局において同期信号送信部２１から供給される同期信号を基準として送信タイミングの同期をとることができる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信エリアを形成して移動局に向け情報信号を送信する複数の伝送系と、前記情報信号の送信タイミングの基準となる同期信号を前記複数の伝送系それぞれに送信する同期装置とを具備し、前記複数の伝送系それぞれは、前記同期装置に接続される中央装置と前記中央装置に接続される複数の基地局とを備える無線システムであって、
前記同期装置は、
前記複数の伝送系のすべての中央装置に対し共通に与えられ、前記複数の中央装置との間の情報信号の送信タイミングを指定する第１の指定値を記憶する手段と、
前記複数の中央装置それぞれとの間で同期信号の伝送遅延時間を測定して、その測定結果を第１の測定値として得る手段と、
前記複数の中央装置それぞれについて、前記得られた第１の測定値をもとに前記情報信号の送信タイミングを前記記憶された第１の指定値にするための第１の補正値を求め、当該中央装置に与える手段とを備え、
前記複数の中央装置それぞれは、
前記複数の伝送系のすべての基地局に対し共通に与えられ、前記複数の基地局との間の情報信号の送信タイミングを指定する第２の指定値を記憶する手段と、
前記複数の基地局それぞれとの間で同期信号の伝送遅延時間を測定して、その測定結果を第２の測定値として得る手段と、
前記複数の基地局それぞれについて、前記得られた第２の測定値をもとに前記情報信号の送信タイミングを前記記憶された第２の指定値にするための第２の補正値を求め、当該基地局に与える手段とを備え、
前記複数の中央装置それぞれは、前記情報信号を前記同期信号の受信タイミングを基準に前記与えられた第１の補正値だけ遅延させて前記複数の基地局に送信し、
前記複数の基地局それぞれは、前記情報信号を前記同期信号の受信タイミングを基準に前記与えられた第２の補正値だけ遅延させて前記移動局に向け送信することを特徴とする無線システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、移動する列車と外部との通信を可能にする列車無線システム等に用いられる無線システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
列車無線システムとは、線路沿線に敷設された基地局を介して、移動する列車と指令室との間の無線通信を行うものである。各基地局間は同軸ケーブル等で結ばれ、指令室に設けられた中央装置に接続されている。中央装置には指令通話に用いられる指令卓が接続され、運転席と運行情報の交換など安全運行管理に関わる通信を行う。
【０００３】
ところで、１波同送方式の列車無線システムでは、中央装置から送られてくる送信信号を隣接する基地局から同期信号にしたがって交互に送信することで、隣接する基地局間で発生する電波の干渉を無くすようにしている。従来の列車無線システムにおいて基地局の同期を揃えるために、システム全体の中で最大遅延となる基地局を基準として遅延時間を調整する手法が一般的に用いられてきた（例えば、特許文献１を参照。）。しかしながら、システムのメンテナンス等を行う際に、基地局の１つに障害が発生して遅延時間の測定に時間がかかってしまった場合でも、長時間にわたって運用に支障をきたすおそれがある。
【特許文献１】特開２００３−３０９８７１公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、システム全体の中で最大遅延となる基地局を基準として遅延時間を調整する手法では、全システムの基地局の遅延時間を測定する必要があったため、一部の基地局に障害等が発生しても、運用に長時間の支障をきたすおそれがある。
【０００５】
この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、一部の基地局が故障しても、システム全体の基地局の同期を短時間で調整することができる無線システムを提供することにある。
【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この発明に係る無線システムは、無線通信エリアを形成して移動局に向け情報信号を送信する複数の伝送系と、前記情報信号の送信タイミングの基準となる同期信号を前記複数の伝送系それぞれに送信する同期装置とを具備し、前記複数の伝送系それぞれは、前記同期装置に接続される中央装置と前記中央装置に接続される複数の基地局とを備える無線システムであって、前記同期装置は、前記複数の伝送系のすべての中央装置に対し共通に与えられ、前記複数の中央装置との間の情報信号の送信タイミングを指定する第１の指定値を記憶する手段と、前記複数の中央装置それぞれとの間で同期信号の伝送遅延時間を測定して、その測定結果を第１の測定値として得る手段と、前記複数の中央装置それぞれについて、前記得られた第１の測定値をもとに前記情報信号の送信タイミングを前記記憶された第１の指定値にするための第１の補正値を求め、当該中央装置に与える手段とを備え、前記複数の中央装置それぞれは、前記複数の伝送系のすべての基地局に対し共通に与えられ、前記複数の基地局との間の情報信号の送信タイミングを指定する第２の指定値を記憶する手段と、前記複数の基地局それぞれとの間で同期信号の伝送遅延時間を測定して、その測定結果を第２の測定値として得る手段と、前記複数の基地局それぞれについて、前記得られた第２の測定値をもとに前記情報信号の送信タイミングを前記記憶された第２の指定値にするための第２の補正値を求め、当該基地局に与える手段とを備え、前記複数の中央装置それぞれは、前記情報信号を前記同期信号の受信タイミングを基準に前記与えられた第１の補正値だけ遅延させて前記複数の基地局に送信し、前記複数の基地局それぞれは、前記情報信号を前記同期信号の受信タイミングを基準に前記与えられた第２の補正値だけ遅延させて前記移動局に向け送信することを特徴とする。
【０００７】
上記構成による無線システムでは、同期装置は、複数の中央装置それぞれとの間で同期信号の伝送遅延時間を測定して、この測定値をもとに情報信号の送信タイミングを第１の指定値にするための第１の補正値を求め、当該中央装置に与える。各中央装置は、複数の基地局それぞれとの間で同期信号の伝送遅延時間を測定して、測定された第２の測定値をもとに情報信号の送信タイミングを第２の指定値にするための第２の補正値を求め、当該基地局に与える。このようにすることで、同期装置から各中央装置間、各中央装置から各基地局間の同期がそれぞれ調整されるため、各基地局において同期装置から供給される同期信号を基準として送信タイミングの同期をとることができる。
【発明の効果】
【０００８】
したがってこの発明によれば、システム全体の基地局の同期を短時間で調整することができる無線システムを提供することにある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照してこの発明の実施形態について詳細に説明する。  
図１は、この発明の一実施形態に係る列車無線システムの概略構成図である。このシステムは、１波同送方式を採用し、無線通信エリアを形成する３つの伝送系１００，２００，３００と、この伝送系それぞれに情報信号の送信タイミングの基準となる同期信号を供給する同期装置１とを備える。
【００１０】
伝送系１００は、同期装置１に接続される中央装置５を備え、この中央装置５に基地局８〜１０と指令卓２とが接続される。伝送系１００と同様に、伝送系２００は中央装置６、基地局８〜１０及び指令卓３を備える。伝送系３００は、中央装置７、基地局１４〜１６及び指令卓４を備える。なお、システムを構成する伝送系の数及び各伝送系に設けられる基地局の数については任意に選択可能である。
【００１１】
図２は、図１に示した列車無線システムの一部を示す機能ブロック図である。伝送系２００及び伝送系３００は、伝送系１００の構成と同一であるため、以下、同期装置１と伝送系１００について説明を行う。  
同期装置１は、同期信号送信部２１と、遅延測定部２２と、補正値算出部２３と、制御部２４と、指定値メモリ２５とを有する。指定値メモリ２５には、３つの伝送系のすべての中央装置５〜７に対し共通に与えられ、中央装置５〜７の情報信号の送信タイミングを指定する第１の指定値が予め記憶される。同期信号送信部２１は、各伝送系に情報信号の送信タイミングの基準となる同期信号を定期的に送信する。遅延測定部２２は、自装置と中央装置５との間で同期信号の信号遅延時間を測定する。補正値算出部２３は、制御部２４の制御の下で、上記測定値をもとに情報信号の送信タイミングを指定値メモリ２５に記憶された第１の指定値にするための第１の補正値を求め、中央装置５に与える。
【００１２】
中央装置５は、遅延測定部３１と、補正値算出部３２と、同期調整部３３と、制御部３４と、指定値メモリ３５とを有する。指定値メモリ３５には、３つの伝送系のすべての基地局８〜１６に対し共通に与えられ、基地局８〜１６の情報信号の送信タイミングを指定する第２の指定値が予め記憶される。遅延測定部３１は、自装置と基地局８〜１０それぞれとの間で同期信号の信号遅延時間を測定する。補正値算出部３２は、制御部３４の制御の下で、上記測定値をもとに情報信号の送信タイミングを指定値メモリ３５に記憶された第２の指定値にするための第２の補正値を基地局毎に求め、各基地局８〜１０に与える。また、同期調整部３３は、指令卓２から供給される情報信号を同期信号の受信タイミングを基準に同期装置１から与えられた第１の補正値だけ遅延させて複数の基地局８〜１０に向け送信する。
【００１３】
各基地局８〜１０の構成はすべて同一であり、送信機４１と同期調整部４２と制御部４３とをそれぞれ有する。同期調整部４２は、制御部４３の制御の下で、指令卓２から中央装置５を介して供給される情報信号を同期信号の受信タイミングを基準に中央装置５から与えられた第２の補正値だけ遅延させて送信機４１から移動局１７に向け送信する。
【００１４】
移動局１７は、列車に設けられるもので、制御部５１と受信機５２と操作盤５３とを有する。制御部５１は、受信機５２によって各基地局８〜１０により送信される無線信号を受信し、受信された信号を復調して得られる情報信号を操作盤５３に出力する。
【００１５】
この列車無線システムでは、１波同送方式により各基地局８〜１０から無線信号を送信する。図３に、このシステムの送信動作の一例を示す。同期装置１は、同期信号送信部２１により定期的（例えば１ｍｓ毎）にすべての伝送系に向け送信タイミングの基準となる同期信号を送信する。本実施形態では、図３に示すように、同期信号送信部２１は、Ａ同期送信信号及びＢ同期送信信号を交互に送信するものとする。送信された同期信号は、中央装置５を介して各基地局８〜１０にそれぞれ供給される。ここで、基地局８，１０は、指令卓２から入力される情報信号をＡ同期送信信号の送信タイミングに基づいて送信機２７から送信する。基地局９は、上記情報信号をＢ同期送信信号の送信タイミングに基づいて送信機２７から送信する。
【００１６】
一方、移動局１７は、伝送系１００の基地局が形成する無線通信エリアを通過する際に、受信機５２により、基地局８〜１０から送信される電波を受信すると、Ａ同期及びＢ同期タイミングの信号を受信する。移動局１７の制御部５１は、受信機５２によって受信されたいずれかの信号を復調して操作盤５３に出力する。図３では、Ａ同期タイミングの受信信号が復調される様子を示す。このように構成することで、１波同送方式の無線システムにおいても、隣接する基地局間で起きる電波の干渉を低減させることができる。
【００１７】
次に、本発明の特徴となる同期調整手法について説明する。図４は、この列車無線システムの同期調整動作を示すシーケンス図である。  
同期装置１の制御部２４は、メンテナンス等で同期調整の指示を受けると、遅延測定部２２により中央装置５に向け同期信号の伝送遅延時間を測定するための測定信号を送信する。遅延測定部２２は、中央装置５から測定信号に対する応答信号が戻ってくるまでの時間を測定し、同期装置１から中央装置５までの同期信号の伝送遅延時間を測定する（ステップＳ４ａ）。
【００１８】
同期装置１の指定値メモリ２５には、例えば、同期装置１から中央装置５〜７間の同期信号の最大伝送遅延時間以上となる一定の第１の指定値が記憶されている。補正値算出部２３は、上記測定された同期信号の伝送遅延時間の測定値と、指定値メモリ２５に記憶された第１の指定値との差分を算出し、この差分を送信タイミングの第１の補正値として中央装置５に与える（ステップＳ４ｂ）。中央装置５は、同期装置１から第１の補正値が与えられると、情報信号を同期信号の受信タイミングを基準に第１の補正値だけ遅延させて基地局８〜１０に送信するよう送信タイミングの調整を行う（ステップＳ４ｃ）。
【００１９】
同様に、他系の中央装置６，７に対してもそれぞれ上記処理（ステップＳ４ａ〜Ｓ４ｃ）を行うことで同期装置１と中央装置６，７との間の同期信号の伝送遅延時間が第１の指定値で調整される。これにより、すべての伝送系において、同期装置１と中央装置５〜７との間の情報信号の送信タイミングの同期がとれるようになる。
【００２０】
また、中央装置５は、遅延測定部３１により基地局８に向け同期信号の伝送遅延時間を測定するための測定信号を送信する。遅延測定部３１は、基地局８から測定信号に対する応答信号が戻ってくるまでの時間を測定し、中央装置５から基地局８までの同期信号の伝送遅延時間を測定する（ステップＳ４ｄ）。
【００２１】
中央装置５の指定値メモリ３５には、例えば、中央装置５〜７と基地局８〜１６との間の同期信号の最大の伝送遅延時間以上となる一定の第２の指定値が記憶される。補正値算出部３２は、基地局８について測定された同期信号の伝送遅延時間の測定値と、指定値メモリ３５に記憶された第２の指定値との差分を算出し、この差分を送信タイミングの第２の補正値として基地局８に与える（ステップＳ４ｅ）。基地局８は、中央装置５から第２の補正値が与えられると、情報信号を同期信号の受信タイミングを基準に第２の補正値だけ遅延させて移動局１７に送信するよう送信タイミングの調整を行う（ステップＳ４ｆ）。
【００２２】
また、中央装置５は、基地局８と同様に、基地局９，１０に対して同期信号の伝送遅延時間を測定する（ステップＳ４ｇ，４ｊ）。そして、中央装置５は、各測定値と第２の指定値との差分を算出し、この差分を第２の補正値として基地局９，１０にそれぞれ与える（ステップＳ４ｈ，４ｋ）。基地局９，１０は、情報信号を同期信号の受信タイミングを基準にそれぞれ第２の補正値だけ遅延させて移動局１７に送信するよう送信タイミングの調整を行う（ステップＳ４ｉ，Ｓ４ｌ）。
【００２３】
同様に、他系の中央装置６，７は、各基地局１１〜１３，１４〜１６に対してもそれぞれ上記処理（ステップＳ４ｄ〜Ｓ４ｌ）を行うことで中央装置６，７と各基地局１１〜１３，１４〜１６との間の同期信号の伝送遅延時間が第２の指定値で調整される。このようにすることで、すべての伝送系において、中央装置５〜７と基地局８〜１６との間の情報信号の送信タイミングの同期がとれるようになる。
【００２４】
上記実施形態では、同期装置１と各中央装置５〜７との間は予め定められた第１の指定値で送信タイミングが調整され、さらに各中央装置５〜７から基地局８〜１６との間は遅延時間が第２の指定値になるようにそれぞれ調整される。これにより、基地局８〜１６も各中央装置５〜７を介し、同期装置１から供給される同期信号を基準として送信タイミングの同期がとれるようになる。
【００２５】
したがって、上記実施形態によれば、一部の設備に障害等があった場合でも、その他の基地局の同期を短時間で調整することができる。これにより、設備障害等における迅速な対応を行うことができ、地上と列車間の安定な通信インフラを提供することが可能となる。
【００２６】
なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、第１の補正値の算出は、必ずしも同期装置１で行わなくてもよく、同期装置１から各中央装置との間の同期信号の伝送遅延時間の測定値を各中央装置に通知し、各中央装置５〜７は通知された測定値をもとに第１の補正値を算出するようにしてもよい。同様にして、第２の補正値を各基地局８〜１６でそれぞれ算出してもよい。
【００２７】
さらに、上記同期調整手法において、同期装置１と各中央装置５〜７間の同期調整処理と、各中央装置５〜７と基地局８〜１６との間の同期調整処理とをそれぞれ並行して行うことも可能である。このようにするとすべての基地局８〜１６の送信タイミングの同期をさらに短時間で調整することが可能となる。
【００２８】
すなわち、この発明は、上記実施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、上記実施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、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明の一実施形態に係る列車無線システムの概略構成図。
【図２】図１に示した列車無線システムの一部を示す機能ブロック図。
【図３】１波同送方式システムにおける同期動作の一例を示す図。
【図４】図１に示した列車無線システムの同期調整動作を示すシーケンス図。
【符号の説明】
【００３０】
１００，２００，３００…伝送系、１…同期装置、２，３，４…指令卓、５，６，７…中央装置、８，９，１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６…基地局、１７…移動局、２１…同期信号送信部、２２…遅延測定部、２３…補正値算出部、２４…制御部、２５…指定値メモリ、３１…遅延測定部、３２…補正値算出部、３３…同期調整部、３４…制御部、３５…指定値メモリ、４１…送信機、４２…同期調整部、４３…制御部、５１…制御部、５２…受信機、５３…操作盤。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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