JP2005079853A - 移動体通信システム並びに移動局及び基地局 - Google Patents

Abstract

【課題】 移動局との送受信を行なう基地局を切替えるための基地局制御装置や、走行中の列車の位置を監視するための列車位置検出装置等を用いる必要がない移動体通信システム並びに移動局及び基地局を提供する。
【解決手段】 移動局２と、複数の周波数により移動局に送信を行なうように軌道６上にゾーンラップ方式で配置される複数の基地局８とを備えて、移動局は、複数の基地局からの信号を周波数ダイバーシチ方式により受信し、マルチフレーム同期方式で一の周波数により信号を送信すると共に、複数の周波数のそれぞれにマルチフレーム４０内のいずれか１つ又は複数のフレーム３０を対応させて各フレーム内に基地局制御符号部３４を設け、複数の基地局は、それぞれ移動局から送信される信号における自局の周波数に対応するフレームの基地局制御符号部に基づいて送信を開始、継続又は終了するようにした。
【選択図】 図３

Description

本発明は、軌道上に複数の基地局を配置することにより、この軌道上を高速で移動する列車内の移動局との通信を継続して行なうことができるようにした移動体通信システム並びに移動局及び基地局に関するものである。

従来の移動体通信システムとして、所定の軌道上を高速で走行する列車に搭載された移動局（通信装置）と通信を行なえるようにしたものがある。この移動体通信システムは、１つの基地局制御装置（中央制御装置）に制御される複数の基地局が、列車の軌道上に配置されていて、移動局と送受信を行なう基地局が列車の位置に対応して順次切替わっていくようになっていた（例えば、特許文献１参照）。
特開平８−３２５０３号公報

しかしながら、前記特許文献１に記載の移動体通信システムや、従来の他の移動体通信システムでは、移動局に対して送受信を行なう基地局が列車の位置に対応して切替わっていくようにしなければならないため、複数の基地局を統轄して移動局と送受信を行なう基地局を列車の位置に対応させて切替える基地局制御装置や、走行中の列車の位置を監視するための列車位置検出装置等を設けなければならないという問題があった。

そこで本発明は、上記問題点に鑑みて、移動局との送受信を行なう基地局を切替えるための基地局制御装置や、走行中の列車の位置を監視するための列車位置検出装置等を用いなくとも、移動局が送受信を継続することができる移動体通信システム並びに移動局及び基地局を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために、本発明による移動体通信システムは、
軌道上を移動する移動局と、
複数の周波数のうちのいずれかであって隣り合う基地局とは互いに異なる周波数により前記移動局に対する信号の送信を行なうように前記軌道に沿ってゾーンラップ方式で配置される複数の基地局とを備え、
前記移動局は、前記複数の周波数により送信される前記複数の基地局からの信号を周波数ダイバーシチ方式により受信し、複数のフレームで構成されるマルチフレームを用いたマルチフレーム同期方式で複数の周波数のいずれとも異なる一の周波数により信号を送信すると共に、複数の周波数のそれぞれについてマルチフレーム内のいずれか１つ又は複数のフレームを対応させて各フレーム内に基地局からの送信を制御する基地局制御符号部を設け、
前記複数の基地局は、それぞれ前記移動局から送信される信号の前記マルチフレーム内における自局の周波数に対応するフレームの前記基地局制御符号部に基づいて移動局に対する信号の送信を開始、継続又は終了することを特徴とするものである。

また、本発明による移動体通信システムは、前記複数の基地局は、それぞれ前記移動局から送信される信号を所定範囲内の電界強度で受信すると共にマルチフレーム同期を確立しているときに、この信号の前記マルチフレーム内における自局に対応するフレームの前記基地局制御符号部が送信を要求する旨の符号である場合に送信を開始するようにすることができる。

また、本発明による移動体通信システムは、前記移動局は、前記周波数ダイバーシチ方式に代えて、前記複数の基地局からの信号を受信するときに、複数の基地局についての位置情報に基づいてより該移動局に近い基地局の信号を選択的に取得するようにすることができる。

また、本発明による移動体通信システムは、
前記移動局は、降雨検知部を有して、この降雨検知部により降雨を検知したか否かの降雨情報を前記各フレーム内の基地局制御符号部に付加し、
前記複数の基地局は、移動局から受信する信号の電界強度に関して設定されている前記所定範囲の上限を前記降雨情報に基づいて変更するようにすることができる。

また、本発明による移動局は、
複数の周波数のうちのいずれかであって隣り合う基地局とは互いに異なる周波数により信号の送信を行なうように軌道に沿ってゾーンラップ方式で配置される複数の基地局からの信号を周波数ダイバーシチ方式により受信し、
複数のフレームで構成されるマルチフレームを用いたマルチフレーム同期方式で前記複数の周波数のいずれとも異なる一の周波数により信号を送信すると共に、
前記複数の周波数のそれぞれについてマルチフレーム内のいずれか１つ又は複数のフレームを対応させて各フレーム内に基地局からの送信を制御する基地局制御符号部を設けたことを特徴とするものである。

また、本発明による移動局は、降雨検知部を有して、この降雨検知部により降雨を検知したか否かの降雨情報を前記各フレーム内の基地局制御符号部に付加するようにすることができる。

また、本発明による基地局は、
複数の周波数のうちのいずれかであって隣り合う他の基地局とは互いに異なる周波数により移動局に対する信号の送信を行なうように前記軌道に沿ってゾーンラップ方式で配置される基地局であって、
自局の周波数に対応するフレームを含んで各フレームごとに基地局制御符号部を有する複数のフレームで構成されるマルチフレームを用いたマルチフレーム同期方式により、移動局から送信される信号を所定範囲内の電界強度で受信すると共にマルチフレーム同期を確立しているときに、この信号のマルチフレーム内における自局の周波数に対応するフレームの基地局制御符号部が送信を要求する旨の符号である場合に送信を開始することを特徴とするものである。

また、本発明による基地局は、
前記基地局制御符号部に降雨情報が付加されている信号を受信し、
移動局から受信する信号の電界強度に関して設定されている前記所定範囲の上限を前記降雨情報に基づいて変更するようにすることができる。

本発明による移動体通信システム並びに移動局及び基地局によれば、走行中の列車の位置を監視するための列車位置検出装置や、移動局との送受信を行なう基地局を切替えるための基地局制御装置等を用いなくとも、移動局は送受信を継続することができる。

以下、本発明に係る移動体通信システム並びに移動局及び基地局の実施の形態について、図面に基づいて具体的に説明する。

図１ないし図４は、本発明の第１の実施の形態に係る移動体通信システム並びに移動局及び基地局について説明するために参照する図である。

図１に示すように、移動局２を搭載する列車４が走行する軌道６に沿って、基地局８，１０，１２，１４がほぼ等間隔に配置されている。これらの基地局８，１０，１２，１４は、それぞれ有線のデータバス１６に接続されていることにより、同一のデータを送信するようになっている。

基地局８は、移動局２と送受信するための送受信部１８及びこの送受信部１８を制御する制御部２０を備えている。また、基地局１０，１２，１４も、基地局８と同様に、それぞれ送受信部１８及び制御部２０を備えている。

基地局８から移動局２への無線による信号の送信は周波数ｆ１により行なわれ、基地局１０から移動局２への信号の送信は周波数ｆ１と異なる周波数ｆ２により行なわれる。そして、基地局１２から移動局２への送信は、基地局８と同様に周波数ｆ１により行なわれ、基地局１４から移動局２への送信は、基地局１０と同様に周波数ｆ２の信号により行なわれる。

一方、移動局２は、周波数ｆ１及び周波数ｆ２の信号を同時に受信することができるようになっている。そして、この移動局２は、同一内容の情報を周波数ｆ１と周波数ｆ２の信号で同時に受信して、電界強度が大きいほうの信号を選択的に取得する周波数ダイバーシチ受信方式を採用している。

また、移動局２からの信号の送信は、周波数ｆ１及び周波数ｆ２のいずれとも異なる周波数ｆ０により行なわれるようになっていて、後述するように、各基地局８，１０，１２，１４はこの周波数ｆ０の信号を常に受信するようになっている。

ここで、図１中には、軌道に沿って配置される複数の基地局のうち、基地局８，１０，１２，１４だけが示されているが、これらの上流側及び下流側の軌道にも、それに沿って基地局８，１０，１２，１４と同様に構成される不図示の他の基地局が、ほぼ等間隔に配置されている。そして、これらの他の基地局は、いずれも周波数ｆ０の信号を受信するようになっていると共に、移動局２に対する信号の送信は、配置されている順に交互に周波数ｆ１又は周波数ｆ２で行なうようになっている。

以後の説明は、図１中に示されている基地局８，１０，１２，１４を対象として説明するが、図示されていない上流側及び下流側の他の基地局も、基地局８，１０，１２，１４と同様に構成されていて、移動局２に対する送受信等の動作も同様に行なうようになっている。

移動局２から各基地局８，１０，１２，１４への信号の送信は、マルチフレーム同期方式により行なわれる。すなわち、図２に示すように、移動局２から各基地局８，１０，１２，１４に対して送信される信号の各フレーム３０は、フレーム・シンク・ワード部３２、基地局制御符号部３４、データ部３６により構成される。そして、所定の数のフレーム３０が集合してマルチフレーム３８を構成するようになっている。

フレーム・シンク・ワード部３２は、フレーム３０の始まりやマルチフレーム３８の始まりを示しており、各基地局８，１０，１２，１４はこのフレーム・シンク・ワード部３２を検出して同期するようになっている。例えば、フレームの始まりは原則として「０００１１１０００」の符号で表し、マルチフレームの始まりでもある場合には「０００１０１００１」の符号で表すようになっている。

基地局制御符号部３４は、移動中の移動局２から送信可能な範囲内にあるいずれかの基地局に対する制御用の符号であって、「００」、「０１」、「１１」のいずれかの符号で表される。基地局制御符号部３４は、移動局２が送信可能な範囲内にあるいずれかの基地局に対して、この移動局２自身への送信の開始を要求する場合には「００」、基地局から送信される信号を受信中である場合には「０１」、送信の終了を要求する場合には「１１」の符号により表される。

また、この基地局制御符号部３４は、送信されるマルチフレーム３８内における先頭のフレーム３０内のものから交互に順番に、移動局２への送信を周波数ｆ１で行なう基地局と周波数ｆ２で行なう基地局を対象とするようになっている。したがって、後述するように、移動局２への送信を周波数ｆ１で行なう基地局８，１２は、このマルチフレーム３８の信号を受信した場合に、マルチフレーム３８内の先頭からカウントして奇数番目の各フレーム３０内の基地局制御符号部３４を検出するようになっており、移動局２への送信を周波数ｆ２で行なう基地局１０，１４は、マルチフレーム３８内の先頭からカウントして偶数番目の各フレーム３０内の基地局制御符号部３４を検出するようになっている。

次に図３は、基地局８の回路構成を示すブロック図である。この基地局８の送受信部１８は、分波器４０、受信部４２及び送信部４４を備えており、制御部２０は、状態判定部４６、フレーム同期部４８及び送信制御部５０を備えている。

基地局８は、移動局２に対する送信を行なっていないときでも、移動局２から送信される周波数ｆ０の信号を常に受信できるような待機状態を維持しており、分波器４０は周波数ｆ０の信号を受信するとこの信号を受信部４２に送信するようになっている。

分波器４０は、一種のフィルタであって、移動局２から無線により受信する周波数ｆ０の信号と、基地局８内の送信部４４から送信されてくる周波数ｆ１の信号との周波数の差によって、これらを振り分けるようになっている。すなわち、移動局２から受信した信号は受信部４２に送信し、また、送信部４４から受信した信号はアンテナから無線で移動局２に向けて送信するようになっている。

受信部４２は、この出力信号をデータバス１６及びフレーム同期部４８に出力するようになっている。また、この出力信号の受信電界強度を計測すると共に、この信号のマルチフレーム３８内のフレーム３０をカウントしながらその奇数番目の各フレーム３０内の基地局制御符号部３４を検出するようになっている。

また、受信部４２は、計測した受信電界強度を常に状態判定部４６に出力すると共に、検出した基地局制御符号部３４に基づいて送信制御情報を状態判定部４６に出力するようになっている。すなわち、基地局制御符号部３４の符号が「００」である場合には、送信制御情報として「ＯＮ」の情報を状態判定部４６に出力し、基地局制御符号部３４が「１１」である場合には、送信制御情報として「ＯＦＦ」の情報を出力するようになっている。基地局制御符号部３４が「０１」である場合には、送信制御情報の出力は行なわない。

送信部４４は、送信制御部５０からの命令に基づいて、データバス１６から受信する信号を分波器４０を介して周波数ｆ１で送信するようになっている。

状態判定部４６は、受信部４２から出力される受信電界強度を常に監視するようになっている。また、状態判定部４６は、受信部４２から出力される「ＯＮ」または「ＯＦＦ」のいずれかの送信制御情報を保持するようになっており、保持しているものと異なる送信制御情報を連続して所定回数以上受信すると、保持している送信制御情報を受信したものに変更するようになっている。

また、後述するように、状態判定部４６は送信制御部５０から出力される送信出力情報を受信するようになっており、状態判定部４６はこの送信出力情報を保持するようになっている。そして、送信制御部５０から保持しているものと異なる送信出力情報を受信すると、保持している送信出力情報を受信したものに変更するようになっている。

また、状態判定部４６は、保持している送信出力情報が「ＯＦＦ」であるときに、受信電界強度が上限Ｈと下限Ｌの所定範囲内の値になると共に、保持している送信制御情報が「ＯＦＦ」から「ＯＮ」に変わった場合には、送信制御部５０に送信制御判定情報として「ＯＮ」の情報を出力するようになっている。

また、保持している送信出力情報が「ＯＮ」であるときに、受信電界強度が所定範囲外の値になるか又は送信制御情報が「ＯＮ」から「ＯＦＦ」に変わった場合には、送信制御部５０に送信制御判定情報として「ＯＦＦ」の情報を出力するようになっている。

フレーム同期部４８は、移動局２から受信している信号が所定のフレーム３０及びマルチフレーム３８により構成されて同期可能であるか否かを確認するようになっており、フレーム３０及びマルチフレーム３８との同期を確立することができた場合にはフレーム同期情報として「ＯＮ」の情報を送信制御部５０に出力し、同期を確立することができない場合にはフレーム同期情報として「ＯＦＦ」の情報を送信制御部５０に出力するようになっている。

送信制御部５０は、状態判定部４６から出力される送信制御判定情報、又はフレーム同期部４８から出力されるフレーム同期情報を受信すると、それぞれ次の送信制御判定情報又はフレーム同期情報を受信するまで、これらを保持するようになっている。

そして、送信制御部５０は、送信制御判定情報及びフレーム同期情報のいずれか一方又は両方が「ＯＦＦ」の状態から、これらの両方が「ＯＮ」になると、送信部４４に対してデータバス１６から受信している信号を分波器４０を介して送信させるように命令を出力する。また、送信制御判定情報及びフレーム同期情報の両方が「ＯＮ」である状態から、いずれか一方又は両方が「ＯＦＦ」になった場合には、送信部４４に送信を終了させるように命令を出力するようになっている。

また、送信制御部５０は、送信部４４に送信を開始させた場合には送信出力情報として「ＯＮ」の情報を状態判定部４６に出力し、送信部４４に送信を終了させた場合には送信出力情報として「ＯＦＦ」の情報を状態判定部４６に出力するようになっている。

このように、基地局８は、移動局２から送信される信号を同期して受信したときに、その信号の受信電界強度とこの信号のマルチフレーム３８内における奇数番目の各フレーム３０の基地局制御符号部３４の符号に基づいて、周波数ｆ１による信号の送信を行なうようになっている。

図１に示す基地局１２は、基地局８と同様に構成されていて全く同様の動作を行なうようになっている。また、基地局１０，１４は、基地局８と同様に構成されているが、移動局２から送信される信号を同期して受信したときには、その信号の受信電界強度とこの信号のマルチフレーム３８内における偶数番目の各フレーム３０の基地局制御符号部３４に基づいて、周波数ｆ２による信号の送信を行なうようになっている。

次に、図４に基づいて、各基地局８，１０，１２，１４が配置されている位置と、それらが送受信可能な範囲との関係について説明する。図４中において、横軸は軌道６上における移動局２（列車４）の位置を表すが、移動局２がほぼ等速度で走行している場合には時間軸と考えても良い。

移動局２は、進行方向に指向性を有するように信号を送信するようになっている。基地局８，１０，１２，１４は、それぞれ移動局２から送信される信号の受信電界強度が所定の範囲の下限Ｌ以上であれば、送信される信号を充分に受信することができる。したがって、例えば時間ｔ０において、移動局から送信される信号は基地局８及び基地局１０の両方が受信することができるようになっている（図４中、ａ点及びｂ点）。

また、逆に、各基地局８，１０，１２，１４は、移動局２の進行方向とは反対の方向に指向性を有するように信号を送信する。例えば、時間ｔ０においては、移動局２は基地局８及び基地局１０から送信される信号を受信することができるようになっている（図４中、ｃ点及びｄ点）。また、基地局８は周波数ｆ１で送信しており、基地局１０は周波数ｆ２で送信するため、混信しないようになっている。

このように、軌道６に沿って配置された各基地局は、下流側の基地局が送受信を行なうことができる位置的範囲の一部が、上流側の基地局が送受信を行なうことができる位置的範囲に重なり合うようなゾーンラップ方式により配置されるようになっている。

次に、図３及び図４に基づいて、移動局２と各基地局８，１０，１２，１４の動作について説明する。図４に示すように、時間ｔ０において、移動局２、基地局８及び基地局１０のそれぞれは、移動局２から周波数ｆ０により送信される信号を基地局８及び基地局１０が受信することができるような位置関係になっている（図４中、ａ点及びｂ点）。

移動局２、基地局８及び基地局１０のそれぞれは、時間ｔ０以前において相互に送受信を行なっていないものとする。移動局２から送信を開始する場合には、いずれかの基地局に送信を要求するため、送信する信号のマルチフレーム３８内における奇数番目及び偶数番目の各フレーム３０内の基地局制御符号部３４を「００」とする。

時間ｔ０以前において、基地局８は送受信を行なっていないため、状態判定部４６は送信出力情報として「ＯＦＦ」の情報を保持している（図３参照）。そして、時間ｔ０において移動局２から送信される信号を受信すると、受信部４２は、マルチフレーム３８内における奇数番目の各フレーム３０内の基地局制御符号部３４の「００」の符号を検出して、状態判定部４６に「ＯＮ」の送信制御情報を出力する。

状態判定部４６は、送信制御情報として「ＯＮ」の情報を所定回数だけ連続して受信すると、保持している送信制御情報を「ＯＮ」に変更して保持するようになると共に、受信電界強度が所定の範囲内になったことを確認する（図４中、ａ点）。そのため、図３に示すように、状態判定部４６は送信制御部５０に「ＯＮ」の送信制御判定情報を出力する。

また、移動局２から送信される信号に対して、フレーム同期部４８によるマルチフレーム同期が確立されると、このフレーム同期部４８から送信制御部５０に「ＯＮ」のフレーム同期情報が出力される。

したがって、送信制御部５０が保持する送信制御判定情報及びフレーム同期情報はいずれも「ＯＮ」になるため、送信制御部５０は送信部４４に送信を開始するよう命令を出力すると共に、状態判定部４６に「ＯＮ」の送信出力情報を出力する。送信部４４は、分波器４０を介して周波数ｆ１により送信を開始し、状態判定部４６は、送信制御部５０から受信した「ＯＮ」の送信出力情報を保持するようになる。

基地局１０も、時間ｔ０において移動局２から送信される信号を受信すると、基地局８と同様の動作を行なうが、基地局１０は基地局８と異なり、マルチフレーム３８内における偶数番目の各フレーム内の基地局制御符号部３４の「００」を検出するようになっており、また、送信部４４は周波数ｆ２により送信を開始するようになっている。

図４に示すように、移動局２は、基地局８から送信される周波数ｆ１の信号、及び基地局１０から送信される周波数ｆ２の信号の両方を受信するが（図４中、ｃ点及びｄ点）、周波数ダイバーシチ受信方式により電界強度が大きい基地局８からの信号を選択的に取得する。

あるいは、移動局２は、予め各基地局の位置情報を図示しない記憶部に有するようにして、基地局８と基地局１０の両方から信号を受信したときに、前記のような周波数ダイバーシチ受信方式に代えて、電界強度レベルによらずに、記憶部に保持している各基地局の位置情報に基づいて、基地局８と基地局１０の両者のうち移動局２により近い方の基地局８からの信号を選択的に取得するような方式になっていてもよい。

また、移動局２は、基地局８から送信される周波数ｆ１の信号、及び基地局１０から送信される周波数ｆ２の信号の両方を受信したことにより、送信する信号のマルチフレーム３８内における奇数番目及び偶数番目の各フレーム３０内の基地局制御符号部３４を「０１」に変更して、基地局８及び基地局１０に送信を継続させるようにする。

次に、時間が経過して時間ｔ１になると、基地局８が受信する移動局２からの信号は、受信電界強度の所定の範囲の上限Ｈを超えるため（図４中、ｅ点）、基地局８の状態判定部４６は、受信部４２が計測する受信電界強度が所定の範囲外になったことを確認して、送信制御部５０に「ＯＦＦ」の送信制御判定情報を出力する（図３参照）。

送信制御部５０は、「ＯＦＦ」の送信制御判定情報を受信すると、送信部４４に送信の終了を命令すると共に、状態判定部４６に「ＯＦＦ」の送信出力情報を出力する。送信部４４は送信を終了し、状態判定部４６は、送信制御部５０から送信された「ＯＦＦ」の送信出力情報を受信して保持するようになる。

一方、移動局２は、基地局８から受信する電界強度が無くなるため（図４中、ｆ点）、周波数ダイバーシチ受信方式により、基地局１０から送信される信号を取得するようになる（図４中、ｇ点）。また、移動局２は、次に周波数ｆ１で送信を行なういずれかの基地局からの送信を要求するため、送信するマルチフレーム３８内における奇数番目の各フレーム３０内の基地局制御符号部３４を「００」に変更する。偶数番目の各フレーム３０内の基地局制御符号部３４は、基地局１０による周波数ｆ２の送信を継続させるため、「０１」のままである。

そして、時間が経過して時間ｔ２になると、基地局１２が受信する移動局２からの信号は、受信電界強度の所定の範囲の下限Ｌに達するようになる（図４中、ｈ点）。また、図３に示すように、基地局１２の受信部４２は、移動局２から受信する信号のマルチフレーム３８内における奇数番目の各フレーム３０内の基地局制御符号部３４の「００」の符号を検出して、状態判定部４６に「ＯＮ」の送信制御情報を出力する。

基地局１２の状態判定部４６は、時間ｔ２以前においては、信号の送信を行なっていないため、送信出力情報として「ＯＦＦ」の情報を保持している。したがって、時間ｔ２において、受信電界強度が所定の範囲内の値になると共に、受信部４２から「ＯＮ」の送信制御情報を所定回数だけ連続して受信することにより「ＯＮ」の送信制御情報を保持するようになると、送信制御部５０に「ＯＮ」の送信制御判定情報を出力する。

また、基地局１２内のフレーム同期部４８は、移動局２から送信される信号に対してマルチフレーム同期を確立することにより、送信制御部５０に「ＯＮ」のフレーム同期情報を出力するため、送信制御部５０及び送信部４４は、基地局８が時間ｔ０において送信を開始したのと同様に、送信を開始するための動作を行なうようになっている。

したがって、図４に示すように、移動局２は基地局１２から送信される信号を受信するようになるが（図４中、ｉ点）、周波数ダイバーシチ受信方式により、基地局１０から送信される信号を取得し続けるようになっている。また、移動局２は、基地局１２から送信される周波数ｆ１の信号を受信したことにより、送信する信号のマルチフレーム３８内における奇数番目の各フレーム３０内の基地局制御符号部３４を「０１」に変更する。偶数番目の各フレーム３０内の基地局制御符号部３４も、基地局１０による周波数ｆ２の送信を継続させるため、「０１」のままである。

そして、時間ｔ３になると、基地局１０が受信する移動局２からの信号は、受信電界強度の所定の範囲の上限Ｈを超えるため（図４中、ｊ点）、時間ｔ１において基地局８が送信を終了すると共に移動局が周波数ダイバーシチ受信方式により取得する信号を基地局１０から送信される信号に切替えたのと同様に、基地局１０は送信を終了すると共に、移動局２は取得する信号を基地局１０が送信しているものから基地局１２が送信しているものに切替えるようになっている（図４中、ｋ点及びｌ点）。

また、移動局２は、次に周波数ｆ２で送信を行なういずれかの基地局からの送信を要求するため、送信する信号のマルチフレーム３８内における偶数番目の各フレーム３０内の基地局制御符号部３４を「００」に変更する。奇数番目の各フレーム３０内の基地局制御符号部３４は、基地局１２による周波数ｆ１の送信を継続させるため、「０１」のままである。

軌道６上を移動中の移動局２は、このような動作を繰り返すようになっているので、送受信を継続して行なうことができるようになっている。また、軌道６上の各基地局８，１０，１２，１４は、移動局２の位置に対応して自動的に送信を開始、継続又は終了するようになっている。

次に、時間ｔ３からさらに時間が経過して時間ｔ４になったときに、移動局２側から送受信を切断する操作を行なった場合には、移動局２から送信される信号のマルチフレーム３８内における奇数番目及び偶数番目の各フレーム３０内の基地局制御符号部３４は「１１」に変更される。移動局２は、基地局制御符号部３４が「１１」に変更されたフレーム３０を含むマルチフレーム３８を送信してから、その送信を終了する。

時間ｔ４においては、移動局２から送信される信号は基地局１２及び基地局１４により受信されている（図４中、ｍ点及びｎ点）。図３に示すように、基地局１２の受信部４２は、移動局２から送信される信号のマルチフレーム３８内における奇数番目の各フレーム３０内の基地局制御符号部３４から「１１」の符号を検出すると、状態判定部４６に「ＯＦＦ」の送信制御情報を出力する。

状態判定部４６は、「ＯＦＦ」の送信制御情報を所定回数だけ受信すると、保持している送信制御情報を「ＯＦＦ」に変更すると共に、送信制御部５０に「ＯＦＦ」の送信制御判定情報を出力する。送信制御部５０は、「ＯＦＦ」の送信制御判定情報を受信すると、送信部４４に送信の終了を命令し、状態判定部４６に「ＯＦＦ」の送信出力情報を出力する。

送信部４４は送信を終了し、状態判定部４６は、送信制御部５０から受信した「ＯＦＦ」の送信出力情報を保持するようになる。また、基地局１４も基地局１２と同様に動作して、送信部４４からの送信を終了する。

したがって、移動局２に対して送受信を行なっていた全ての基地局１２，１４は、その送信を適切に終了するようにっている。また、基地局１４よりも下流側の他の基地局が、移動局２に対して送信を開始するような誤動作を生じることもない。

このような本実施の形態に係る移動体通信システム並びに移動局及び基地局によれば、移動局との送受信を行なう基地局を切替えるための基地局制御装置や、走行中の列車の位置を監視するための列車位置検出装置等を用いなくとも、移動局は送受信を継続することができる。

したがって、移動体通信システムを簡略化することができ、移動体通信システム構築の際の設備投資や維持費を削減することができる。

また、このような本実施の形態に係る移動体通信システム並びに移動局及び基地局によれば、移動局は、同一の周波数で複数の基地局から同時に信号を受信しないようになっているために、混信を生じることがない。

また、移動局と各基地局が送受信する互いの信号は、常に十分な電界強度を有しているものであるため、送受信が途中で切断されてしまうおそれがない。

また、図示しないが、軌道６が途中から分岐しているような場合であっても、移動局２は分岐後の進行方向にかかわらず、基地局制御符号部３４を有する信号を進行方向に送信するため、列車４の進行方向が分岐点で変わった場合でも進行方向上の基地局を制御することができる。

次に、図５に基づいて、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態において、前記第１の実施の形態に係る移動局２及び基地局８，１０，１２，１４と同様の部分には同じ符号を付して説明し、同様の構成や動作についての重複する説明は省略するものとする。

図示しないが、移動局２は、第１の実施の形態とは異なり、現在走行している地点において雨が降っているか又は止んでいるかについて検知する降雨検知部を備えるようになっている。そして、移動局２は、降雨を検知したか否かについての降雨情報を、送信する信号のマルチフレーム３８内における各フレーム３０基地局制御符号部３４に付加するようになっている（図２参照）。

すなわち、前記第１の実施の形態においては、基地局制御符号部３４は２桁（２ｂｉｔ）の符号で表されるようになっていたが、本実施の形態における基地局制御符号部３４は３桁（３ｂｉｔ）の符号で表すようになっており、下２桁の符号は前記第１の実施の形態と同様に、基地局が行なう送信に関する制御用の符号であって、「００」、「０１」、「１１」のいずれかの符号で表される。そして、上１桁の符号は、降雨情報を表し、降雨検知部が降雨を検知していない場合には「０」の符号で表され、降雨を検知している場合には「１」の符号で表される。

次に、本実施の形態に係る基地局８，１０，１２，１４は、図５に示すように、前記第１の実施の形態に係るものと同様に構成されているが、受信部４２及び状態判定部４６が、移動局２から受信した信号の降雨情報に基づく動作を行なうようになっている。この動作を基地局８に基づいて説明する。

すなわち、本実施の形態に係る基地局８の受信部４２は、前記第１の実施の形態に係る受信部４２と同様に、受信した信号のマルチフレーム３８内のフレーム３０をカウントしながらその奇数番目の各フレーム３０内の基地局制御符号部３４を検出するが、この基地局制御符号部３４の３桁の符号中の上１桁を、降雨情報として状態判定部４６に出力するようになっている。

そして、状態判定部４６は、この降雨情報に基づいて降雨時であると認識した場合には、移動局２から受信する信号の電界強度に関して設定されている上限Ｈと下限Ｌの所定範囲のうち、上限Ｈの値を下げて所定範囲の幅を狭くするようになっている（図４参照）。また、降雨情報に基づいて雨が止んだものと認識した場合には、上限Ｈの値を元に戻すようになっている。

このように、状態判定部４６が、降雨情報に基づいて、移動局２から受信する信号の電界強度に関して設定されている所定範囲のうちの上限Ｈの値を変更（調節）するようになっていることにより、基地局８は移動局２に対して行なっている信号の送信を適切に終了することができると共に、移動局２にダイバーシチ方式によって取得する信号の切替えを適切に行なわせることができる。

ずなわち、移動局２から受信する信号の電界強度に関して設定されている所定範囲のうちの上限Ｈの値を変更（調節）しないとすると、降雨時において、基地局８が移動局２から受信する信号の電界強度は、その減衰量が大きくなるために、移動局２が基地局８に近付いても受信電界強度が所定範囲の上限Ｈに達しない場合がある。

このような場合には、基地局８は移動局２に対して行なっている信号の送信を適切に終了することができなくなってしまうが、上限Ｈの値を変更（調節）するようになっていることにより、天候に関わらず、基地局８は移動局２に対して行なっている信号の送信を適切に終了することができると共に、移動局２にダイバーシチ方式によって取得する信号の切替えを適切に行なわせることができる。

このような本実施の形態に係る移動体通信システム並びに移動局及び基地局によれば、第１の実施の形態と同様に、移動局との送受信を行なう基地局を切替えるための基地局制御装置や、走行中の列車の位置を監視するための列車位置検出装置等を用いなくとも、移動局は送受信を継続することができる。

したがって、第１の実施の形態と同様に、移動体通信システムを簡略化することができ、移動体通信システム構築の際の設備投資や維持費を削減することができる。

また、このような本実施の形態に係る移動体通信システム並びに移動局及び基地局によれば、第１の実施の形態と同様に、移動局は、同一の周波数で複数の基地局から同時に信号を受信しないようになっているために、混信を生じることがない。

また、移動局と各基地局が送受信する互いの信号は、常に十分な電界強度を有しているものであるため、送受信が途中で切断されてしまうおそれがない。

また、図示しないが、軌道６が途中から分岐しているような場合であっても、移動局２は分岐後の進行方向に関わらず、基地局制御符号部３４を有する信号を進行方向に送信するため、列車４の進行方向が分岐点で変わった場合でも進行方向上の基地局を制御することができる。

また、本実施の形態に係る移動体通信システム並びに移動局及び基地局によれば、天候に関わらず、各基地局は移動局に対して行なっている信号の送信を適切に終了することができると共に、移動局にダイバーシチ方式によって取得する信号の切替えを適切に行なわせることができる。

なお、第１及び第２の実施の形態においては、軌道６上の各基地局８，１０，１２，１４から送信される信号を移動局２が混信しないようにするために、各基地局８，１０，１２，１４は、２種類の特定の周波数を交互に用いるようになっているが、３種類以上の特定の周波数を交互に用いるようになっていてもよい。

また、第１及び第２の実施の形態においては、例えば、図４中におけるｆ点とｉ点の間で周波数ｆ１による移動局２への送信が途切れているように、同一周波数による各基地局から移動局２への送信が途切れる区間が定期的に存在するが、この区間は各基地局の配置間隔や送信出力を調整することにより無視することができるほど小さくすることができる。

本発明の第１及び第２の実施の形態に係る移動局２及び基地局８，１０，１２，１４を示す移動体通信システムの概念図である。 図１中に示す、第１及び第２の実施の形態に係る移動局２から送信される信号の内容を示す構成図である。 図１中に示す、第１の実施の形態に係る基地局８の構成を示すブロック図である。 図１中に示す、第１及び第２の実施の形態に係る移動局２及び基地局８，１０，１２，１４が受信する信号の電界強度線図である。 図１中に示す、第２の実施の形態に係る基地局８の構成を示すブロック図である。

符号の説明

２ 移動局
４ 列車
６ 軌道
８，１０，１２，１４ 基地局
１６ データバス
１８ 送受信部
２０ 制御部
３０ フレーム
３２ フレーム・シンク・ワード部
３４ 基地局制御符号部
３６ データ部
３８ マルチフレーム
４０ 分波器
４２ 受信部
４４ 送信部
４６ 状態判定部
４８ フレーム同期部
５０ 送信制御部

Claims (8)

1. 軌道上を移動する移動局と、
   複数の周波数のうちのいずれかであって隣り合う基地局とは互いに異なる周波数により前記移動局に対する信号の送信を行なうように前記軌道に沿ってゾーンラップ方式で配置される複数の基地局とを備え、
   前記移動局は、前記複数の周波数により送信される前記複数の基地局からの信号を周波数ダイバーシチ方式により受信し、複数のフレームで構成されるマルチフレームを用いたマルチフレーム同期方式で複数の周波数のいずれとも異なる一の周波数により信号を送信すると共に、複数の周波数のそれぞれについてマルチフレーム内のいずれか１つ又は複数のフレームを対応させて各フレーム内に基地局からの送信を制御する基地局制御符号部を設け、
   前記複数の基地局は、それぞれ前記移動局から送信される信号の前記マルチフレーム内における自局の周波数に対応するフレームの前記基地局制御符号部に基づいて移動局に対する信号の送信を開始、継続又は終了する
   ことを特徴とする移動体通信システム。
2. 前記複数の基地局は、それぞれ前記移動局から送信される信号を所定範囲内の電界強度で受信すると共にマルチフレーム同期を確立しているときに、この信号の前記マルチフレーム内における自局に対応するフレームの前記基地局制御符号部が送信を要求する旨の符号である場合に送信を開始するようにした請求項１に記載の移動体通信システム。
3. 前記移動局は、前記周波数ダイバーシチ方式に代えて、前記複数の基地局からの信号を受信するときに、複数の基地局についての位置情報に基づいてより該移動局に近い基地局の信号を選択的に取得するようにした請求項２に記載の移動体通信システム。
4. 前記移動局は、降雨検知部を有して、この降雨検知部により降雨を検知したか否かの降雨情報を前記各フレーム内の基地局制御符号部に付加し、
   前記複数の基地局は、移動局から受信する信号の電界強度に関して設定されている前記所定範囲の上限を前記降雨情報に基づいて変更するようにした請求項２又は請求項３に記載の移動体通信システム。
5. 複数の周波数のうちのいずれかであって隣り合う基地局とは互いに異なる周波数により信号の送信を行なうように軌道に沿ってゾーンラップ方式で配置される複数の基地局からの信号を周波数ダイバーシチ方式により受信し、
   複数のフレームで構成されるマルチフレームを用いたマルチフレーム同期方式で前記複数の周波数のいずれとも異なる一の周波数により信号を送信すると共に、
   前記複数の周波数のそれぞれについてマルチフレーム内のいずれか１つ又は複数のフレームを対応させて各フレーム内に基地局からの送信を制御する基地局制御符号部を設けた
   ことを特徴とする移動局。
6. 降雨検知部を有して、この降雨検知部により降雨を検知したか否かの降雨情報を前記各フレーム内の基地局制御符号部に付加するようにした請求項５に記載の移動局。
7. 複数の周波数のうちのいずれかであって隣り合う他の基地局とは互いに異なる周波数により移動局に対する信号の送信を行なうように前記軌道に沿ってゾーンラップ方式で配置される基地局であって、
   自局の周波数に対応するフレームを含んで各フレームごとに基地局制御符号部を有する複数のフレームで構成されるマルチフレームを用いたマルチフレーム同期方式により、移動局から送信される信号を所定範囲内の電界強度で受信すると共にマルチフレーム同期を確立しているときに、この信号のマルチフレーム内における自局の周波数に対応するフレームの基地局制御符号部が送信を要求する旨の符号である場合に送信を開始する
   ことを特徴とする基地局。
8. 前記基地局制御符号部に降雨情報が付加されている信号を受信し、
   移動局から受信する信号の電界強度に関して設定されている前記所定範囲の上限を前記降雨情報に基づいて変更するようにした請求項７に記載の基地局。
   

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