JP7018735B2 - 移動体無線通信システム - Google Patents

Description

本発明は、予め決められた移動ルートに沿って走行する移動体と地上側の装置との間で無線通信を行う移動体無線通信システムに関し、特にＬＣＸ（Leaky Coaxial Cable；漏洩同軸ケーブル）を使用した列車無線通信システムに利用して有効な技術に関する。

従来、線路上を走行する列車と地上側の装置との間の通信方式として、ＬＣＸケーブルを鉄道軌道に沿って敷設しそのケーブルから漏洩する電波を用いて通信を行うＬＣＸ方式がある。また、ＬＣＸ方式において、線路の両側に沿って複数本のＬＣＸケーブルを敷設するとともに、列車に複数のアンテナを設けて空間多重度を高めたＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）方式で通信を行う技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

なお、現在、日本国内の鉄道において採用されている列車無線通信方式は、在来線においては周波数帯として主にＶＨＦ（150MHz帯）やＵＨＦ（300MHz帯、400MHz帯）を用いる空間波無線方式（ＳＲ方式）または誘導無線方式（ＩＲ方式）であり、高速鉄道としての新幹線（登録商標）においてはＬＣＸ方式が採用されている。
また、従来の無線通信システムには、移動体に複数のアンテナを設けて電波状態に応じてアンテナを切り替えるようにした発明や、端末（移動局）に複数の通信方式に対応可能な通信装置を設けて、通信状態により通信能力が最大となる方式を選択するようにした発明が提案されている（例えば特許文献２、３）。

特開２００８－２３６５５２号公報 特開２００２－１９０７５８号公報 ＷＯ２０１３／０６９１１６号

無線通信の分野では、通信のスループットを高めるため新しい通信方式が開発され、新方式の通信システムへの移行が行われている。携帯電話のような無線通信システムでは、旧方式の基地局とは別に新方式の基地局を設置し、設置が完了すると新方式の端末の提供が行われ、所定の期間は旧方式による通信サービスと新方式による通信サービスとが並行して存在する。このようなことは、旧方式と新方式とで使用する周波数帯が異なるため、比較的容易に実現することができる。

一方、列車無線通信システムにおいては、旧方式と新方式とで使用する周波数帯を同一にしたまま、例えば特定の路線を優先して旧方式から新方式の通信に切り替えたいという要望がある。しかも、現在の鉄道運行サービスでは、複数の路線を跨って走行する列車が存在しているとともに、製造年および形式の異なる列車が同時期に同一路線を混在して走行しており、列車無線通信システムに関しては、通信方式の切替えに伴うコスト負担を抑えるため、比較的使用年数の長い古い形式の列車に関しては通信装置を変更（改造）もしくは追加をせずに運用したいことがある。
しかし、同一の周波数帯を使用して旧方式の通信と新方式の通信を同時に行うと電波が干渉して伝送データの誤り率が高くなり、最悪の場合には通信不能になるという課題がある。

本発明は上記のような課題に着目してなされたもので、旧方式の無線基地局が設置されているエリアと新方式の無線基地局が設置されているエリアに跨っている路線を、旧方式の無線移動局を搭載した列車と新方式の無線移動局を搭載した列車が混在して走行する場合にも、同一の周波数帯を使用して旧方式の通信と新方式の通信を行うことができる移動体無線通信システムを提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、旧方式の無線基地局が設置されているエリアを残したまま新方式の無線基地局が設置されているエリアを広げていくことができ、早期に新方式による通信を開始することができる移動体無線通信システムを提供することにある。

上記課題を解決するために、本出願に係る発明は、
鉄道軌道又は道路に沿って設置された複数の基地局と、
前記鉄道軌道又は道路の上を走行する複数の車両に搭載され、前記基地局との間で無線による通信を行う複数の移動局と、を備えた移動体無線通信システムにおいて、
前記複数の基地局には、第１の方式による通信が可能な旧基地局と第１の方式および第２の方式による通信が可能な新基地局とがあり、
前記複数の移動局には、第１の方式による通信が可能な旧移動局と第１の方式および第２の方式による通信が可能な新移動局とがあり、
前記旧基地局の通信ゾーン内を前記旧移動局または前記新移動局が走行している時、又は前記新基地局の通信ゾーン内を前記旧移動局のみが走行している時は、前記第１の方式による通信を行い、
前記新基地局の通信ゾーン内を前記新移動局のみが走行している時は、前記第２の方式による通信を行い、
前記新基地局の通信ゾーン内を前記旧移動局と前記新移動局が走行している時は、前記第１の方式による通信を行うように構成したものである。

上記のように構成された移動体無線通信システムによれば、旧方式の無線基地局が設置されているエリアと新方式の無線基地局が設置されているエリアに跨っている路線を、第１の方式（旧方式）の無線移動局を搭載した移動体と第２の方式（新方式）の無線移動局を搭載した移動体が混在して走行する場合にも、旧方式と新方式を使い分けて通信を行うので、同一の周波数帯を使用している場合にも通信不能に陥るのを回避することができる。また、旧方式の無線基地局が設置されているエリアを残したまま新方式の無線基地局が設置されているエリアを広げていくことができ、早期に新方式による通信を開始することができる。

ここで、望ましくは、前記新基地局の通信ゾーン内を前記旧移動局と前記新移動局が走行している時に行う前記第１の方式による通信は、前記新基地局から前記旧移動局への一方向通信であり、
前記新基地局と前記旧移動局との間の双方向通信は、当該新基地局の通信ゾーン内を前記旧移動局と前記新移動局が走行している場合においても、新基地局と旧移動局との間では第１の方式により通信を行い、新基地局と新移動局との間では第２の方式により前記第１の方式とは異なる周波数で通信を行うように構成する。

上記のような構成によれば、新基地局から旧移動局への一方向通信は第１の方式（旧方式）で行い、双方向通信に関しては、新基地局と旧移動局との間では第１の方式（旧方式）により行い、新基地局と新移動局との間では第２の方式（新方式）により第１の方式とは異なる周波数で通信を行うので、第２の方式（新方式）の方がデータ伝送レートが高い場合には同一の通信ゾーンに新旧の移動局が混在する場合にも双方向通信を効率良く行うことができる。

また、望ましくは、前記基地局は、鉄道軌道又は道路に沿って敷設されたケーブルを用いて通信を行い、
前記車両は、走行方向の前端側と後端側にそれぞれアンテナを備え、
前記複数の基地局のうち旧基地局の通信ゾーンと新基地局の通信ゾーンの境界に生じる信号干渉区間を前記車両が走行する際に、
当該車両の前記新移動局においては、前端側のアンテナからの信号を、前方の基地局の通信方式に対応した通信信号を処理可能な復調部に供給し、
後端側のアンテナからの信号を、後方の基地局の通信方式に対応した通信信号を処理可能な復調部に供給するように構成する。

かかる構成によれば、旧基地局の通信ゾーンと新基地局の通信ゾーンの境界に生じる信号干渉区間を車両が走行する際に、新方式の信号と旧方式の信号とが干渉して通信不能あるいはデータ伝送誤り率が上昇するのを回避することができる。これにより、新旧の信号の干渉区間を短縮することができる。

さらに、望ましくは、前記新移動局は、前記鉄道軌道又は道路における自車両の位置を把握可能な位置把握手段を備え、把握した車両の位置情報に基づいて前記信号干渉区間への進入を判定し、信号干渉区間へ進入する際に前端側のアンテナからの信号を前方の基地局の通信方式に対応した通信信号を処理可能な復調部に供給し、後端側のアンテナからの信号を後方の基地局の通信方式に対応した通信信号を処理可能な復調部に供給するように構成する。
かかる構成によれば、信号干渉区間へ進入する際に、新方式と旧方式の復調部の切替えを速やかに行い、新方式と旧方式の信号とが干渉して通信不能あるいはデータ伝送誤り率が上昇するのをより確実に回避することができる。

また、望ましくは、前記ケーブルはＬＣＸケーブルであり、
前記第１の方式による通信はＬＣＸ－ＳＩＭＯモードのみによる通信であり、
前記第２の方式による通信は、ＬＣＸ－ＳＩＭＯモードとＬＣＸ－ＭＩＭＯモードとの組み合わせからなる通信とする。
かかる構成によれば、ＬＣＸ方式を採用している既存の列車無線通信システムに容易に本発明を適用することができ、旧方式の無線基地局が設置されているエリアを残したまま新方式の無線基地局が設置されているエリアを広げていくことができ、早期に新方式による通信を開始することができる。

本発明によれば、旧方式の無線基地局が設置されているエリアと新方式の無線基地局が設置されているエリアに跨っている路線を、旧方式の無線移動局を搭載した列車と新方式の無線移動局を搭載した列車が混在して走行する場合にも、同一の周波数帯を使用して旧方式の通信と新方式の通信を行うことができる移動体無線通信システムを実現することができる。また、旧方式の無線基地局が設置されているエリアを残したまま新方式の無線基地局が設置されているエリアを広げていくことができ、早期に新方式による通信を開始することができるという効果がある。

本発明を適用した列車無線通信システム全体の構成を示すシステム構成図である。 新方式のエリアと旧方式のエリアに跨っている路線を、新移動局を搭載した列車と旧移動局を搭載した列車が走行する時の通信方式の選択状態を示した図である。 （Ａ），（Ｂ）は、本発明を適用して好適なＬＣＸ方式の列車無線通信システムの構成および走行中の通信の様子を示した図である。 本発明を適用した列車無線通信システムの構成する地上側装置（基地局）および車上側装置（移動局）の実施形態を示すブロック図である。 実施形態の列車無線通信システムの構成する地上側装置（基地局）における送信部の構成例を示したブロック図である。 実施形態の列車無線通信システムの構成する車上側装置（移動局）における受信部の構成例を示したブロック図である。 （Ａ），（Ｂ）は、基地局が列車位置情報を取得することが可能なシステムの構成例を示すブロック図である。 実施形態の地上側装置（基地局）において実行される通信処理の手順の一例を示すフローチャートである。 実施形態の地上側装置（基地局）において実行される通信処理の手順の他の例を示すフローチャートである。 移動局を搭載した列車におけるアンテナの構成とデータ受信部の構成を示すブロック図である。

以下、図面を参照しながら、本発明に係る移動体無線通信システムをＬＣＸ方式の列車無線通信システムに適用した場合の実施形態について説明する。
図１は本発明を適用した列車無線通信システム全体の構成例を示すシステム構成図である。
本実施形態の列車無線通信システムが適用されるエリアは、図１に示すように、新方式による通信が可能な新基地局１１Ａ，１１Ｂ，……が配設された新エリアＡ１と、旧方式による通信のみが可能な旧基地局１２Ａ，１２Ｂ，……が配設された旧エリアＡ２とに分割されている。新基地局１１Ａ，１１Ｂ，……には、旧方式による通信が可能な旧基地局の機能も残されており、新旧の通信方式を切り替えて動作させることができるように構成されている。

一方、新エリアＡ１と旧エリアＡ２とに跨って敷設されている軌道１０上を走行する列車には、新方式による通信が可能な新移動局を搭載した列車１３Ａと、旧方式による通信が可能な旧移動局のみを搭載した列車１３Ｂとがある。新移動局を搭載した列車１３Ａには、旧方式による通信が可能な旧移動局の機能も残されており、新旧の通信方式を切り替えて動作させることができるように構成されている。なお、図１において、符号「ＢＳ」は基地局を、符号「ＭＳ」は移動局を、それぞれ表わしている。移動局に関しては、新方式による通信と旧方式による通信は、ソフトウェア無線と呼ばれる技術を適用することで、共通のハードウェア資源を利用して実現することが可能である。

図２（Ａ）には、新エリアＡ１と旧エリアＡ２を、新移動局と旧移動局を搭載した列車１３Ａが走行する時の通信方式が示されている。図２（Ａ）に示すように、列車１３Ａが新エリアＡ１を走行する時は新基地局１１Ａ，１１Ｂ，……との間で新方式による通信を実施する。また、列車１３Ａが旧エリアＡ２を走行する時は旧基地局１２Ａ，１２Ｂ，……との間で旧方式による通信を実施する。
図２（Ｂ）には、新エリアＡ１と旧エリアＡ２を、旧移動局を搭載した列車１３Ｂが走行する時の通信方式が示されている。図２（Ｂ）に示すように、列車１３Ｂが新エリアＡ１を走行する時は新基地局１１Ａ，１１Ｂ，……との間で旧方式による通信を実施する。また、列車１３Ｂが旧エリアＡ２を走行する時は旧基地局１２Ａ，１２Ｂ，……との間で旧方式による通信を実施する。

図２（Ｃ）には、新エリアＡ１の１つの新基地局１１の通信ゾーン内を、新移動局を搭載した列車１３Ａと旧移動局を搭載した列車１３Ｂが同時に走行している時の基地局１１からの送信方式が示されている。図２（Ｃ）に示すように、列車１３Ａと１３Ｂが新エリアＡ１の１つの新基地局１１の通信ゾーン内を走行している時には、新基地局１１は列車１３Ａと１３Ｂに対して旧方式による送信を実施する。
なお、この場合においても、列車１３Ａと新基地局１１との間の個別の双方向通信（通話）は新方式による通信を実施することができる。また、同一通信ゾーン内に複数の列車が走行している場合、異なるチャンネル（周波数）を使用することで、同時に双方向通信（通話）を実行することができる。
図２（Ａ）～（Ｃ）には、同一方向へ走行する列車１３Ａと１３Ｂが示されているが、列車１３Ａと列車１３Ｂが互いに逆の方向へ走行する場合についても同様である。

次に、ＬＣＸ方式の列車無線通信について説明する。図３はＬＣＸ方式の列車無線通信システム全体の構成および当該システムを構成する地上側装置の構成例を示すシステム構成図である。なお、図３（Ａ），（Ｂ）のうち（Ａ）は通常走行状態を、また（Ｂ）は対向列車がすれ違うとき様子を示す。
図３に示すＬＣＸ方式の列車無線通信システムは、上り線側の軌道１０Ａと下り線側の軌道１０Ｂの外側に沿って敷設された信号伝送路兼送受信アンテナとしてのＬＣＸケーブル１４Ａ、１４Ｂと、軌道１０Ａまたは軌道１０Ｂ上を走行する列車１３に搭載されている車上側装置（移動局）３０と、ＬＣＸケーブル１４Ａ、１４Ｂを介して列車１３の車上側装置（移動局）３０との間のデータの送受信を行う地上側装置２０とにより構成されている。

地上側装置（基地局）２０は、上記ＬＣＸケーブル１４Ａ、１４Ｂに接続されデータの送受信を行う送受信部２１と、データの送受信のための演算やデータ処理およびシステムの制御を行う制御部２２などから構成される。図３には示されていないが、移動局としての車上側装置３０も同様な構成を有する。また、列車には、軌道の両側のＬＣＸケーブル１４Ａ、１４Ｂに対応して車体の左右にＬＣＸアンテナ１５Ａ、１５Ｂが設けられる。
地上側の送受信部（基地局）２１および車上側装置（移動局）３０の送受信部は、無線通信のための変復調機能を有している。制御部２２は、図示しないが、ＣＰＵ（中央演算処理装置）等の演算処理装置や、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）やＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）等のデータ記憶装置などから構成される。

本実施形態のＬＣＸ方式の列車無線通信システムにおいては、受信状態が良好なとき（受信強度が高いまたは伝送データの誤り率が小さいとき）は、図３（Ａ）に示すように、ＬＣＸ－ＭＩＭＯモード（多入力多出力モード）でＬＣＸケーブル１４Ａ、１４Ｂの両方から異なるデータを送信する。一方、図３（Ｂ）に示すように、列車同士がすれ違う際のような受信状態が良好でないときは、ＬＣＸケーブル１４Ａと１４Ｂの両方から同一のデータを送信するＬＣＸ－ＳＩＭＯモード（Single Input Multiple Output：単一入力多出力モード）で動作するように構成されている。

なお、本実施形態では、地上側装置（基地局）の送受信部２１は、ＬＣＸケーブル１４Ａ，１４Ｂを介して基本周波数信号（基本波）を送信し続ける。また、車上側装置（移動局）からのデータの送信は、すれ違いの際以外でもＬＣＸ－ＳＩＭＯモードで行うようにしてもよい。
本実施形態では、ＬＣＸ－ＳＩＭＯモードのみの通信が可能なものを旧通信方式、ＬＣＸ－ＳＩＭＯモードとＬＣＸ－ＭＩＭＯモードの通信が可能なものを新通信方式とすることができる。また、ＬＣＸ－ＳＩＭＯ／ＭＩＭＯモードの通信が可能なものを旧通信方式、これらのモードにＢＰＳＫ（Binary Phase-Shift Keying）や１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）、２５６ＱＡＭなどの変調方式を組み合わせた通信が可能なものを新通信方式とすることも可能である。

図４には、地上側装置（基地局）２０と車上側装置（移動局）３０のより詳細な構成が示されている。
図４に示すように、地上側装置（基地局）２０は、送信部２１Ａと受信部２１Ｂを備える。送信部２１Ａは、制御部２２Ａと新方式の変調部２３Ａと旧方式の変調部２３Ｂと選択部２４とを備え、受信部２１Ｂは、制御部２２Ｂと新方式の復調部２５Ａと旧方式の復調部２５Ｂと分配部２６とを備える。制御部２２Ａと２２Ｂは、選択部２４と分配部２６をそれぞれ制御するとともに、エラー訂正符号生成処理やエラー訂正処理などのデータ処理を行う機能を備える。

車上側装置（移動局）３０も、同様に送信部３１Ａと受信部３１Ｂを備える。送信部３１Ａは、制御部３２Ａと新方式の変調部３３Ａと旧方式の変調部３３Ｂと選択部３４とを備え、受信部３１Ｂは、制御部３２Ｂと新方式の復調部３５Ａと旧方式の復調部３５Ｂと分配部３６とを備える。制御部３２Ａと３２Ｂは、選択部３４と分配部３６をそれぞれ制御するとともに、エラー訂正符号生成処理やエラー訂正処理などのデータ処理を行う機能を備える。
次に、新基地局と新移動局における基地局から移動局へのデータ送信時の新旧の通信方式の切替えの仕方について、図５および図６を用いて説明する。

新基地局エリアでは、新移動局はなるべく新方式で通信を行いたいが、旧移動局が必ず旧方式で通信できる運用を確保しなければならない。通信に際しては、先ず同期信号を受信して同期を確立した後に通信が可能となるため、送信される同期信号（方式によって異なる）に対応した通信方式で通信することになる。そのため、旧移動局が次に進入する基地局ゾーンでは進入前に旧方式に対応した同期信号を出力しなればならない。そこで、移動局の在線位置については、移動局からの信号を受信した基地局の通信ゾーンに移動局が在線することとして、基地局間で通信ネットワークを介して通信を行い移動局の在線位置を把握する。そして、旧移動局が進入する通信ゾーン側では旧方式の同期信号を送信しておくこととした。また、基地局の通信ゾーンにいずれの列車も在線しない場合には、新方式の同期信号または旧方式の同期信号を出力することとした。

新基地局におけるデータ送信時の新旧の通信方式の切替えは、図５に示すように、制御部２２Ａが列車位置情報に基づいて、新方式の変調部２３Ａと旧方式の変調部２３Ｂのいずれかを選択的に動作させて、送信する情報を変調するとともに、制御部２２Ａが選択部２４を切り替えて変調されたデータを選択して出力させることで行われる。新基地局の制御部２２Ａが列車位置情報を取得する方法については、後に図８を用いて説明する。なお、移動局は、列車の車軸に設けられている速度発電機からの信号に基づいて演算した走行距離情報から位置を知ることができる。軌道上に設置されている地上子から受信した情報や列車に搭載したＧＰＳ（全地球測位システム）装置からの情報に基づいて列車位置を把握してもよい。

新移動局におけるデータ受信時の新旧の通信方式の切替えは、図６に示すように、制御部３２Ｂが位置情報に基づいて、新方式の復調部３５Ａと旧方式の復調部３５Ｂのいずれかを選択的に動作させて、アンテナより受信した信号を復調するとともに、制御部３２Ｂが選択部３７を切り替えて、復調データを選択して出力させることで行われる。このような方式を採用することで、復調部３５Ａと復調部３５Ｂのいずれか一方のみが動作され、新移動局における消費電力を低減することができる。制御部３２Ｂに入力される位置情報は、自己（列車）の位置情報の他、通信ゾーンに関する位置情報が含まれる。また、通信ゾーンに関する位置情報は、次の信号干渉区間までの距離情報であっても良い。

図７（Ａ），（Ｂ）は、基地局が列車位置情報を取得することが可能なシステムの構成例を示す。
このうち図７（Ａ）のシステムは、新旧の各基地局１１，１２が、通信ネットワークＮを介して他の基地局との間で列車位置情報の送受信を行うように構成したものである。一方、図７（Ｂ）のシステムは、各基地局１１，１２が接続されている通信ネットワークＮに列車運行管理システム４０を接続して、通信ネットワークＮを介して列車運行管理システム４０から列車位置情報を各基地局１１，１２に提供可能に構成したものである。通信ネットワークＮは無線でも有線でも良い。また、通信ネットワークＮを介する代わりに、隣接する基地局との間で直接、列車位置情報の送受信を行うように構成しても良い。

上記列車運行管理システム４０としては、在来線や新幹線（登録商標）等で既に導入されているシステムを利用することができる。
なお、列車運行管理システム４０は、駅ごとに設置され駅ごとの情報を集積する駅装置と、各駅装置からの情報を集積する中央装置等で構成される。駅装置は軌道回路等から列車の在線情報を取得しており、中央装置は各駅装置からの情報を集積することで線区全体の在線状況を把握しているので、中央装置からリアルタイム性のある列車位置情報を取得することができる。

次に、新基地局における新旧の通信方式の切替え方法の手順について、図８および図９に示すフローチャートを用いて説明する。このうち図８は定常状態で新方式の通信を設定するようにした場合の手順、図９は定常状態で旧方式の通信を設定するようにした場合の手順を示したものである。
図８に示すように、定常状態で新方式の通信を選択する場合には、新基地局の制御部２２は、先ず待機状態で新方式の通信を設定する（ステップＳ１１）。次に、列車位置情報に基づいて旧方式による通信を行う旧移動局（旧ＭＳ）が間もなく自己の通信ゾーン内に進入して来るか否か判定する（ステップＳ１２）。そして、旧移動局がエリア内に進入して来ない（Ｎｏ）と判定した場合は、ステップＳ１１へ戻る。また、ステップＳ１２で旧移動局がエリア内に進入して来る（Ｙｅｓ）と判定した場合は、ステップＳ１３へ進んで、通信方式を旧方式に切り替えて通信を実行する。

その後、通信が終了したか否か判定し（ステップＳ１４）、通信が終了した（Ｙｅｓ）と判定すると旧方式のまま待機状態に移行する（ステップＳ１５）。続いて、旧移動局が自己の通信ゾーン内から進出し一定時間通信のない状態が経過したか否か判定する（ステップＳ１６）。そして、経過していない（Ｎｏ）と判定した場合は、ステップＳ１５へ戻る。また、ステップＳ１６で、旧移動局がエリアから進出し一定時間が経過した（Ｙｅｓ）と判定した場合は、ステップＳ１７へ進んで、通信方式を新方式に切り替えてステップＳ１１の待機状態へ戻る。

定常状態で旧方式の通信を選択する場合には、図９に示すように、新基地局の制御部２２は、先ず待機状態で旧方式の通信を設定する（ステップＳ２１）。次に、新方式による通信を行う新移動局（新ＭＳ）が自己の通信ゾーン内に進入して来るか在線しているか否か判定する（ステップＳ２２）。そして、「Ｎｏ」と判定した場合は、ステップＳ２１へ戻る。また、ステップＳ２２で「Ｙｅｓ」と判定した場合は、ステップＳ２３へ進んで、通信方式を新方式に切り替えて通信を実行する。

その後、通信が終了したか否か判定し（ステップＳ２４）、通信が終了した（Ｙｅｓ）と判定すると新方式のまま待機状態に入る（ステップＳ２５）。続いて、列車位置情報に基づいて旧移動局（旧ＭＳ）が間もなく自己の通信ゾーン内に進入して来るか新方式の移動局（新ＭＳ）がエリアから進出し一定時間通信のない状態が経過したか否か判定する（ステップＳ２６）。そして、「Ｎｏ」と判定した場合は、ステップＳ２５へ戻る。また、ステップＳ２６で、「Ｙｅｓ」と判定した場合は、ステップＳ２７へ進んで、通信方式を旧方式に切り替えてステップＳ２１の待機状態へ戻る。
上記のような処理手順に従った制御によれば、進入して来る列車（移動局）が新方式または旧方式のいずれの場合にも適切な方式に速やかに切り替えて通信を実行することができる。

次に、本実施形態の列車無線通信システムにおける信号の干渉区間すなわち新基地局の通信ゾーンと旧基地局の通信ゾーンの境界での通信を改善するための工夫について、図１０を用いて説明する。図１０は新方式の移動局を搭載した列車におけるアンテナの構成と受信部３１Ｂの構成を示したものである。
図１０に示すように、本実施形態では、列車１３の前側と後側にそれぞれ左右一対のアンテナ１５Ａ，１５Ｂと１５Ｃ，１５Ｄが設けられている。また、受信部３１Ｂには、上記複数のアンテナ１５Ａ，１５Ｂ；１５Ｃ，１５Ｄからの受信信号を選択して新方式の復調部３５Ａまたは旧方式の復調部３５Ｂへ伝えるアンテナ選択部３８が設けられている。

本実施形態においては、列車（移動局）が信号干渉区間以外の区間を走行している時は、動作制御部３２Ｃが全アンテナ１５Ａ，１５Ｂ；１５Ｃ，１５Ｄからの受信信号を新方式の復調部３５Ａまたは旧方式の復調部３５Ｂへ伝えるようにアンテナ選択部３８を制御する。
一方、列車（移動局）が新基地局の通信ゾーンから旧基地局の通信ゾーンへ移行する際の信号干渉区間に入るか入る直前には、前端側の一対のアンテナ１５Ａ，１５Ｂからの受信信号を旧方式の復調部３５Ｂへ伝え、後側の一対のアンテナ１５Ｃ，１５Ｄからの受信信号を新方式の復調部３５Ａへ伝えるように、動作制御部３２Ｃによってアンテナ選択部３８が切替え制御される。また、制御部３２Ｂによって、復調部３５Ａからの復調データを出力するように選択部３７が制御される。

また、列車（移動局）が旧基地局の通信ゾーンから新基地局の通信ゾーンへ移行する際の信号干渉区間から出る前には、前側の一対のアンテナ１５Ａ，１５Ｂからの受信信号を新方式の復調部３５Ａへ伝え、後側の一対のアンテナ１５Ｃ，１５Ｄからの受信信号を旧方式の復調部３５Ｂへ伝えるように、アンテナ選択部３８が切替え制御される。また、制御部３２Ｂによって、復調部３５Ｂからの復調データを出力するように選択部３７が制御される。
上記のような切替え制御を行うことで、新方式の信号と旧新方式の信号とが干渉して通信不能あるいはデータ伝送誤り率が上昇するのを回避することができる。これにより、新旧の信号の干渉区間を短縮することができる。

なお、上記動作制御部３２Ｃによるアンテナ選択部３８の切替え制御は、例えば動作制御部３２Ｃが自列車の位置を認識しつつ記憶部（メモリ）に記憶されている通信ゾーンの種類（新旧）と位置情報とから、信号干渉区間に進入または退出するタイミングを把握することで実行することができる。
また、基地局が列車（移動局）の位置を把握し、列車（移動局）が信号干渉区間に入る直前に基地局側から列車（移動局）へアンテナの切替え信号を送信して、列車側の動作制御部３２Ｃがアンテナ選択部３８の切替え制御を行うように構成しても良い。あるいは、動作制御部３２Ｃは受信信号の状態から信号干渉区間に進入していることが分かるので、信号干渉区間に進入したと判断した時は、記憶部（メモリ）に記憶されている通信ゾーンの情報から選択すべきアンテナを決定してアンテナ選択部３８の切替え制御を行うようにしても良い。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形や変更が可能である。例えば、上記実施形態では、選択部の切替えを制御部が列車位置情報等に基づいて行うようにしているが、手動により選択部の切替えを行うように構成しても良い。
また、上記実施形態では、ＬＣＸ方式の列車無線通信システムに適用した場合について説明したが、他の通信方式の列車無線通信システムに適用することも可能である。
さらに、本発明は列車無線通信システムに限定されず、専用路線を有するバスなどの移動体との間の通信を行う無線通信システムにも利用することができる。

１０Ａ，１０Ｂ 軌道
１１ 新基地局
１２ 旧基地局
１３ 列車
１４Ａ，１４Ｂ ＬＣＸケーブル
１５Ａ，１５Ｂ ＬＣＸアンテナ
２０ 地上側装置（基地局）
２１ 送受信部
２２ 制御部
２５ 変調部
３０ 車上側装置（移動局）
３１ 送受信部
３２ 制御部
３５ 復調部

Claims (5)

1. 鉄道軌道又は道路に沿って設置された複数の基地局と、
   前記鉄道軌道又は道路の上を走行する複数の車両に搭載され、前記基地局との間で無線による通信を行う複数の移動局と、を備えた移動体無線通信システムであって、
   前記複数の基地局には、第１の方式による通信が可能な旧基地局と第１の方式および第２の方式による通信が可能な新基地局とがあり、
   前記複数の移動局には、第１の方式による通信が可能な旧移動局と第１の方式および第２の方式による通信が可能な新移動局とがあり、
   前記旧基地局の通信ゾーン内を前記旧移動局または前記新移動局が走行している時、又は前記新基地局の通信ゾーン内を前記旧移動局のみが走行している時は、前記第１の方式による通信を行い、
   前記新基地局の通信ゾーン内を前記新移動局のみが走行している時は、前記第２の方式による通信を行い、
   前記新基地局の通信ゾーン内を前記旧移動局と前記新移動局が走行している時は、前記第１の方式による通信を行うように構成されていることを特徴とする移動体無線通信システム。
2. 前記新基地局の通信ゾーン内を前記旧移動局と前記新移動局が走行している時に行う前記第１の方式による通信は、前記新基地局から前記旧移動局への一方向通信であり、
   前記新基地局と前記旧移動局との間の双方向通信は、当該新基地局の通信ゾーン内を前記旧移動局と前記新移動局が走行している場合においても、新基地局と旧移動局との間では第１の方式により通信を行い、新基地局と新移動局との間では第２の方式により前記第１の方式とは異なる周波数で通信を行うように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の移動体無線通信システム。
3. 前記基地局は、鉄道軌道又は道路に沿って敷設されたケーブルを用いて通信を行い、
   前記車両は、走行方向の前端側と後端側にそれぞれアンテナを備え、
   前記複数の基地局のうち旧基地局の通信ゾーンと新基地局の通信ゾーンの境界に生じる信号干渉区間を前記車両が走行する際に、
   当該車両の前記新移動局においては、前端側のアンテナからの信号を、前方の基地局の通信方式に対応した通信信号を処理可能な復調部に供給し、
   後端側のアンテナからの信号を、後方の基地局の通信方式に対応した通信信号を処理可能な復調部に供給するように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の移動体無線通信システム。
4. 前記新移動局は、前記鉄道軌道又は道路における自車両の位置を把握可能な位置把握手段を備え、把握した車両の位置情報に基づいて前記信号干渉区間への進入を判定し、信号干渉区間へ進入する際に前端側のアンテナからの信号を前方の基地局の通信方式に対応した通信信号を処理可能な復調部に供給し、後端側のアンテナからの信号を後方の基地局の通信方式に対応した通信信号を処理可能な復調部に供給するように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の移動体無線通信システム。
5. 前記ケーブルはＬＣＸケーブルであり、
   前記第１の方式による通信はＬＣＸ－ＳＩＭＯモードのみによる通信であり、
   前記第２の方式による通信は、ＬＣＸ－ＳＩＭＯモードとＬＣＸ－ＭＩＭＯモードとの組み合わせからなる通信であることを特徴とする請求項３又は４に記載の移動体無線通信システム。

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