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WO2014045806A1 - 列車無線通信システムの受信電文選択方法 - Google Patents

列車無線通信システムの受信電文選択方法 Download PDF

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Publication number
WO2014045806A1
WO2014045806A1 PCT/JP2013/072757 JP2013072757W WO2014045806A1 WO 2014045806 A1 WO2014045806 A1 WO 2014045806A1 JP 2013072757 W JP2013072757 W JP 2013072757W WO 2014045806 A1 WO2014045806 A1 WO 2014045806A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
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message
received
train
base station
telegram
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/072757
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
岡山　浩一郎
Original Assignee
株式会社日立国際電気
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社日立国際電気 filed Critical 株式会社日立国際電気
Priority to EP13839647.8A priority Critical patent/EP2900003B1/en
Priority to US14/429,386 priority patent/US9419690B2/en
Publication of WO2014045806A1 publication Critical patent/WO2014045806A1/ja

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/022—Site diversity; Macro-diversity
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/02—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by diversity reception
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/12—Messaging; Mailboxes; Announcements
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    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/30—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes
    • H04W4/40—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for vehicles, e.g. vehicle-to-pedestrians [V2P]
    • H04W4/42—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for vehicles, e.g. vehicle-to-pedestrians [V2P] for mass transport vehicles, e.g. buses, trains or aircraft
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/005—Moving wireless networks

Definitions

  • the present invention relates to a train radio communication system, and more particularly to a method of selecting a received message in a train radio communication system configured to communicate with a radio base station and an on-board radio terminal of a running train.
  • An object of the present invention is a train radio communication system configured to communicate with a plurality of radio base stations and an on-board radio terminal of a running train, and has the best reception state among messages received by the on-board radio terminal. There is to choose one.
  • a method for selecting a received message in a train radio communication system of the present invention is provided for a train vehicle that is arranged along a track of a train, each of which communicates with a host device via a wired line, and a train vehicle that travels on the track.
  • a received telegram selection method in a train radio communication system including at least one terminal having at least two or more antennas mounted thereon, wherein the radio base station transmits a downlink telegram received from the host device in a predetermined manner Transmitting twice as a message including at least the same content within the period, the terminal receives a message transmitted from the radio base station by the plurality of antennas, and is in a reception state among the plurality of received antennas. The best one is selected as a received message, and a response message is transmitted to the radio base station in response to the message transmitted from the radio base station. That.
  • the received message selection method in the train radio communication system of the present invention is the received message selection method in the train radio communication system described above, wherein the base station transmits the message transmitted twice as the message including at least the same contents.
  • the response message transmitted from the terminal is received, the response message having the best reception state is selected as the received message, and the response message is transmitted to the host device.
  • the received message selection method in the train radio communication system of the present invention is arranged along a train trajectory, and each of a plurality of radio base stations that communicate with a host device via a wired line and a train traveling on the trajectory.
  • a received telegram selection method in a train radio communication system comprising at least one terminal mounted on a vehicle, wherein each radio base station receives at least the same content of a downlink telegram received from the host device within a predetermined transmission period Sent twice as a message containing
  • the terminal receives a message transmitted from the radio base station, transmits a response message to the base station in response to the received message transmitted from the base station, and the base station transmits the at least the same content.
  • a response message transmitted from the terminal is received for each message transmitted twice as an included message, and the response message having the best reception state is selected as the received message and transmitted to the host device. It is characterized by that.
  • a plurality of radio base stations can transmit the same message a plurality of times, and a message having the best reception state can be selected from messages received by the on-board wireless terminal. Further, the time diversity of the present invention makes it possible to reduce the influence of radio interference such as fading and receive a message.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of a CBTC wireless communication system to which the present invention is applied. It is a block diagram of the on-vehicle wireless terminal which is one Example of this invention. It is a figure which shows the structure of the software of the on-vehicle wireless terminal which is one Example of this invention. It is a figure for demonstrating control of the CBTC radio
  • FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a CBTC (Communication Based Train Control) wireless communication system to which the present invention is applied.
  • CBTC Communication Based Train Control
  • a monitoring apparatus 101 and management apparatuses 103 and 104 are connected to a LAN (Local Area Network) 102.
  • the monitoring device 101 monitors train operations via the LAN 102.
  • the management devices 103 and 104 are management devices that ensure the safe driving of the train by managing the operation information of the train 120 in a predetermined section, and a Base Station Master (hereinafter referred to as “Base Station Master”) installed in the section of the CBTC wireless subsystem 110. , BSC) 111.
  • Base Station Master Base Station Master
  • the BSC 111 is connected to a plurality of radio base stations (hereinafter referred to as Base Masters: BSs) 112 to 115 installed along the track 130 of the train. Between these BSs and the management device 103, an uplink / downlink message is transmitted. Functions as a relay device that relays (communication messages). Each BS 112 to 115 wirelessly transmits the downlink message received from the BSC 111 and transfers the uplink message received from the train 120 to the BSC 111 wirelessly.
  • Base Masters hereinafter referred to as Base Masters: BSs
  • Each train 120 traveling on the track 130 has on-board wireless terminals (hereinafter referred to as Mobile Station: MS) 121 and 122 mounted on the front vehicle and the rear vehicle.
  • the front vehicle may be the leading vehicle or the second vehicle, and the rear vehicle may be the last vehicle or the preceding vehicle.
  • MSs 121 and 122 are connected to an on-board controller: ATP / ATO (Automatic Train Protection / Automatic Train Operation) 123 mounted on the preceding vehicle via a communication line 124 in the train.
  • the ATP / ATO 123 includes a display device for displaying a command given from the management device 103.
  • an alarm output device for notifying an operator of an alarm, a current position of the train GPS (Global Positioning System) is measured.
  • the MSs 121 and 122 mounted on the train 120 communicate wirelessly with the BSs 112 to 115 located in the communication range, receive the downlink message transmitted from the management apparatus 103 via the BSs 112 to 115, and transfer them to the ATP / ATO 123. At the same time, the upstream telegram generated by the ATP / ATO 123 is wirelessly transmitted to the BSs 112 to 115.
  • the ATP / ATO 123 extracts the message transmitted by the management apparatus 103 from the downlink message received by the MSs 121 and 122, and displays the received message and performs a control operation in response to the control command indicated by the received message.
  • the ATP / ATO 123 generates an upstream message including status information such as the position of the train detected by GPS and the train identification information, and the generated upstream message is transmitted from the MSs 121 and 122 at a predetermined timing as will be described later. Send.
  • a case will be described in which one MS is mounted on the vehicle ahead of the train 120 and one MS is mounted on the rear vehicle. However, in order to enhance the diversity effect, three or more MSs may be mounted on the same train. good.
  • FIG. 2 is a block diagram of an on-vehicle wireless terminal according to an embodiment of the present invention.
  • the MSs 121 and 122 are connected to an antenna RX0 system 206, an antenna RX1 system 207, an FPGA / DSP (Field Programmable Gate Array / Digital Signal Processor) unit 205 that transmits and receives wireless data, and the outside.
  • a PLD (Programmable Logic Device) unit 204 having an interface function, a CPU (Central Processing Unit) unit 201 for controlling the terminal, and a ROM (Read Only Memory) storing software for operating the CPU unit 201 ) Unit 203 and a RAM (Random Access Memory) unit 202 that primarily stores a memory table such as a wireless state.
  • FIG. 3 is a diagram showing a software configuration of the on-vehicle wireless terminal according to the embodiment of the present invention.
  • the software shown in FIG. 3 includes an application 301, middleware 302, an OS (Operation System) 304, hardware / CPU / FPGA 305 for operating the PLD unit 204, CPU unit 201, and FPGA / DSP unit 205. Yes.
  • Time diversity is controlled by TRX Control 303 in middleware 302.
  • the TRX Control 303 is controlled by the CPU unit 201 and receives wireless data (telegram) from the FPGA / DSP unit 205.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the control of the CBTC radio subsystem 110 according to the embodiment of the present invention.
  • the management device 103 transmits a telegram, which is train control information, to the BS 113 via the BSC 111.
  • the management apparatus 103 transmits train control information every 500 mec that is a predetermined cycle.
  • the BS 113 transmits a message including the same content to the MS 122 at least twice at intervals of a predetermined period specified by the system parameter.
  • the system parameter is a variable parameter.
  • the predetermined period specified by the system parameter is set to 160 msec as an example, but the present invention is not limited to this.
  • the MS 122 obtains train position information and the like from the ATP / ATO 123.
  • the MS 122 receives the first telegram transmitted from the BS 113 and transmits a response telegram including train position information to the BS 113. Further, the MS 122 receives the second telegram transmitted from the BS 113 and transmits a response telegram including train position information to the BS 113.
  • the BS 113 selects the one with better reception state from the response messages including the train position information and the like transmitted twice from the MS 122, and transmits it to the management apparatus 103 via the BSC 111.
  • FIG. 5 is a memory table for explaining a radio wave state of a message stored in the RAM unit 202 of the on-board wireless terminal according to the embodiment of the present invention.
  • the BS 113 transmits a message containing at least the same content twice within 500 ms.
  • the MS 122 receives the message transmitted from the BS 113 by the antenna RX0 system 206.
  • the memory table acquires BLER (BLOCK Error Rate) and RSSI (Received Signal Strength Indication) from the messages received at the first time diversity and the second time diversity, and stores the acquired data.
  • BLER BLOCK Error Rate
  • RSSI Receiveived Signal Strength Indication
  • FIG. 6 is a flowchart for explaining the time diversity processing performed by the on-board wireless terminal according to the embodiment of the present invention.
  • the CPU unit 201 of the MS 122 reads and acquires the first and second BLER information from the memory table stored in the RAM unit 202 in step S601. After acquisition, the process proceeds to step S602.
  • step S602 the first and second RSSI information are read and acquired from the memory table stored in the RAM unit 202. After acquisition, the process proceeds to step S603.
  • step S603 the BLER determines that there is no error for both the first time and the second time, and if both are “0” without error (YES), the process proceeds to step S604, and there is an error in one or both “1”.
  • step S606 it is determined whether or not there is an error for the first BLER. If there is no error “0” (YES), the process proceeds to step S607. If there is an error “1” (NO), the process proceeds to step S604. Proceed to In step S604, data (telegram) with higher reception sensitivity is selected from the first and second RSSI information, and the process proceeds to step S605. In step S607, data (message) with no error “0” is selected in the first and second BLER, and the process proceeds to step S605. In step S605, the selected data (telegram) is notified to the BS 113 and the train position information is transmitted, and the time diversity process is terminated. With this processing, the MS 122 can select data (telegram) with good radio quality from the data (telegram) transmitted from the BS 113.
  • FIG. 1 to 4 an operation combining time diversity and antenna diversity according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4 and FIGS. 7 to 10.
  • FIG. 1 to 4 the operation will be described by limiting to the management apparatus 103, the BSC 111, the BS 113, the MS 122, and the ATP / ATO 123. Note that the MS 121 is not involved in the operation of this embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the control of the CBTC radio subsystem 110 according to the embodiment of the present invention.
  • the management device 103 transmits a telegram, which is train control information, to the BS 113 via the BSC 111.
  • the management apparatus 103 transmits train control information every 500 mec that is a predetermined period.
  • the BS 113 transmits a message including the same content to the MS 122 at least twice at intervals of a predetermined period specified by the system parameter.
  • the system parameter is a variable parameter.
  • the predetermined period specified by the system parameter is set to 160 msec as an example, but the present invention is not limited to this.
  • the MS 122 obtains train position information and the like from the ATP / ATO 123.
  • the MS 122 receives the first telegram transmitted from the BS 113 and transmits a response telegram including train position information to the BS 113. Further, the MS 122 receives the second telegram transmitted from the BS 113 and transmits a response telegram including train position information to the BS 113.
  • the BS 113 selects the response message having the best reception state from the response messages including the four train position information transmitted from the MS 122 and transmits the response message to the management apparatus 103 via the BSC 111.
  • FIG. 7 is a memory table for explaining a radio wave state of a message stored in the RAM unit of the on-board wireless terminal which is another embodiment of the present invention.
  • the BS 113 transmits a message including the same content at least twice within 500 ms.
  • the MS 122 receives at least two messages transmitted from the BS 113 by the antenna RX0 system 206.
  • the memory table acquires BLER and RSSI from the first time diversity message and the second time diversity message received by the antenna RX0 system 206, and stores the acquired data.
  • the MS 122 receives at least two telegrams transmitted from the BS 113 by the antenna RX1 system 207.
  • the memory table acquires BLER and RSSI from the first time diversity message and the second time diversity message received by the antenna RX1 system 207, and stores the acquired data.
  • “YY” of RSSI YY indicates the value of reception sensitivity, and the higher the value, the better the reception sensitivity.
  • FIG. 8 is a flowchart for explaining the first time diversity processing performed by the on-board wireless terminal according to another embodiment of the present invention.
  • the CPU unit 201 of the MS 122 reads out and acquires the BLER information of the antenna RX0 system 206 and the antenna RX1 system 207 from the memory table stored in the RAM unit 202 in step S801. After acquisition, the process proceeds to step S802. In step S802, the RSSI information of the antenna RX0 system 206 and the antenna RX1 system 207 is read and acquired from the memory table stored in the RAM unit 202. After acquisition, the process proceeds to step S803. In step S803, it is determined whether the BLER is the same in the antenna RX0 system 206 and the antenna RX1 system 207.
  • step S804. If the BLER is the same (YES), the process proceeds to step S804. If the BLER is different (NO), the process proceeds to step S805. In step S804, data (telegram) with higher reception sensitivity is selected from the RSSI information, and the process proceeds to step S806. In step S805, data (message) on the BLER 0 side is selected by the antenna RX0 system 206 and the antenna RX1 system 207, and the process proceeds to step S806. In step S806, the selected data (telegram) is notified to the BS 113 and the train position information is transmitted, and the first time diversity process is terminated.
  • FIG. 9 is a flowchart for explaining the second time diversity processing performed by the on-board wireless terminal according to another embodiment of the present invention.
  • the CPU unit 201 of the MS 122 reads out and acquires the BLER information of the antenna RX0 system 206 and the antenna RX1 system 207 from the memory table stored in the RAM unit 202 in step S901. After acquisition, the process proceeds to step S902. In step S902, the RSSI information of the antenna RX0 system 206 and the antenna RX1 system 207 is read and acquired from the memory table stored in the RAM unit 202. After acquisition, the process proceeds to step S903. In step S903, it is determined whether the BLER is the same in the antenna RX0 system 206 and the antenna RX1 system 207.
  • step S904 the process proceeds to step S904, and if they are different (NO), the process proceeds to step S905.
  • step S904 the data (message) having the higher reception sensitivity is selected from the RSSI information, and the process proceeds to step S906.
  • step S906 the selected data (telegram) is notified to the BS 113 and the train position information is transmitted, and the second time diversity process is terminated.
  • FIG. 10 is a flowchart for explaining final determination processing performed by a radio base station according to another embodiment of the present invention.
  • the BS 113 acquires the first and second time diversity processing data transmitted from the MS 122 in step S1001, and proceeds to the processing in step S1002.
  • step S1002 it is determined whether the BLER is the same data for the first time and the second time, that is, “0” for both errors or “1” for both errors. If both are the same data (YES), the process proceeds to step S1003. If they are different (NO), the process proceeds to step S1004.
  • step S1003 data (telegram) with higher reception sensitivity is selected from the first and second RSSI information, and the final determination process is terminated.
  • BLER 0 side data (message) is selected, and the final determination process is terminated. With this determination process, the BS 113 can select data with good radio quality from the data transmitted from the MS 112.
  • the MS and ATP / ATO are described as separate devices, but the MS may include an ATP / ATO function.
  • the MS has two antennas, and antenna diversity using signals received by the two antennas is used.
  • antenna diversity is performed using one antenna at each of the front terminal and the rear terminal of the train. It is also good.
  • data is selected by ATP / ATO.
  • a plurality of radio base stations can transmit the same message a plurality of times, and a message having the best reception state can be selected from messages received by the on-board wireless terminal. Further, the time diversity of the present invention makes it possible to reduce the influence of radio interference such as fading and receive a message.
  • the present invention is suitable for a train radio communication system in which the influence of radio wave interference such as fading occurs when communicating with a radio base station and an on-board radio terminal of a running train.
  • 101 Monitoring device, 102: LAN, 103, 104: Management device, 110: CBTC wireless subsystem, 111: BSC, 112 to 115: BS, 120: Train, 121, 122: MS, 123: ATP / ATO, 130 : Orbit.

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Abstract

　課題　本発明の目的は、複数の無線基地局と走行中の列車の車上無線端末と通信する列車無線通信システムにおいて、車上無線端末が受信した電文の中で一番受信状態の良いものを選択することにある。　解決手段　本発明は、列車の軌道に沿って配置され、それぞれが上位装置と有線回線で通信する複数の無線基地局と、軌道上を走行する列車の車両に搭載された少なくとも２つ以上の複数のアンテナを有する少なくとも１つの端末とからなる列車無線通信システムにおける受信電文選択方法であって、無線基地局は上位装置から受信した下り電文を所定送信期間内に、少なくとも同じ内容を含む電文として２回送信し、端末は無線基地局から送信された電文を複数のアンテナで受信し、受信した複数のアンテナの中で受信状態の一番良いものを受信電文として選択し、無線基地局から送信された電文に対して無線基地局へ応答電文を送信することを特徴とする。

Description

列車無線通信システムの受信電文選択方法
　本発明は、列車無線通信システムに関し、特に無線基地局と走行中の列車の車上無線端末と通信するようにした列車無線通信システムにおける受信電文の選択方法に関するものである。
　近年、近距離無線通信システムとして２．４ＧＨｚ帯の無線周波数を利用した無線システムの利用が拡大している。
　例えば、２．４ＧＨｚ帯無線通信システムを利用した鉄道制御システムとして、ＣＢＴＣ（Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｂａｓｅｄ　Ｔｒａｉｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）システムがある（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００９－２２５１３５号公報
　本発明の目的は、複数の無線基地局と走行中の列車の車上無線端末と通信するようにした列車無線通信システムにおいて、車上無線端末が受信した電文の中で一番受信状態の良いものを選択することにある。
　本発明の列車無線通信システムにおける受信電文選択方法は、列車の軌道に沿って配置され、それぞれが上位装置と有線回線で通信する複数の無線基地局と、前記軌道上を走行する列車の車両に搭載された少なくとも２つ以上の複数のアンテナを有する少なくとも１つの端末とからなる列車無線通信システムにおける受信電文選択方法であって、前記無線基地局は、前記上位装置から受信した下り電文を所定送信期間内に、少なくとも同じ内容を含む電文として２回送信し、前記端末は、前記無線基地局から送信された電文を前記複数のアンテナで受信し、受信した前記複数のアンテナの中で受信状態の一番良いものを受信電文として選択し、前記無線基地局から送信された電文に対して前記無線基地局へ応答電文を送信することを特徴とする。
　また、本発明の列車無線通信システムにおける受信電文選択方法は、上述の列車無線通信システムにおける受信電文選択方法であって、前記基地局は、前記少なくとも同じ内容を含む電文として２回送信した電文に対して前記端末から送信された応答電文をそれぞれ受信し、前記応答電文の中で受信状態の一番良いものを受信電文として選択し、前記上位装置へ送信することを特徴とする。
　さらに、本発明の列車無線通信システムにおける受信電文選択方法は、列車の軌道に沿って配置され、それぞれが上位装置と有線回線で通信する複数の無線基地局と、前記軌道上を走行する列車の車両に搭載された少なくとも１つの端末とからなる列車無線通信システムにおける受信電文選択方法であって、前記各無線基地局は、前記上位装置から受信した下り電文を所定送信期間内に、少なくとも同じ内容を含む電文として２回送信し、
　前記端末は、前記無線基地局から送信された電文を受信し、受信した前記基地局から送信された電文に対して前記基地局へ応答電文を送信し、前記基地局は、前記少なくとも同じ内容を含む電文として２回送信した電文に対して前記端末から送信された応答電文をそれぞれ受信し、前記応答電文の中で受信状態の一番良いものを受信電文として選択し、前記上位装置へ送信することを特徴とする。
　本発明によれば、複数の無線基地局が複数回同じ電文を送信して、車上無線端末が受信した電文の中で一番受信状態の良いものを選択することができる。
　また、本発明の時間ダイバーシティにより、フェージング等の電波障害の影響を低減して電文を受信することができる。
本発明が適用されるＣＢＴＣ無線通信システムの全体構成を示す図である。 本発明の一実施例である車上無線端末のブロック図である。 本発明の一実施例である車上無線端末のソフトウェアの構成を示す図である。 本発明の実施例であるＣＢＴＣ無線サブシステムの制御を説明するための図である。 本発明の一実施例である車上無線端末のＲＡＭ部に記憶する電文の電波状態を説明するためのメモリテーブルである。 本発明の一実施例である車上無線端末が行う時間ダイバーシティ処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の他の一実施例である車上無線端末のＲＡＭ部に記憶する電文の電波状態を説明するためのメモリテーブルである。 本発明の他の一実施例である車上無線端末が行う１回目の時間ダイバーシティ処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の他の一実施例である車上無線端末が行う２回目の時間ダイバーシティ処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の他の一実施例である無線基地局が行う最終判定処理を説明するためのフローチャートである。
　以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
　図１は、本発明が適用されるＣＢＴＣ（Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｂａｓｅｄ　Ｔｒａｉｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）無線通信システムの全体構成を示す図である。
　図１において、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）１０２には、監視装置１０１と、管理装置１０３，１０４が接続されている。
　監視装置１０１は、ＬＡＮ１０２を介して列車の運行を監視する。
　管理装置１０３，１０４は、所定区間の列車１２０の運行情報を管理することによって、列車の安全運転を確保する管理装置であり、ＣＢＴＣ無線サブシステム１１０の区間内に設置されたＢａｓｅ　Ｓｔａｔｉｏｎ　Ｍａｓｔｅｒ（以下、ＢＳＣという）１１１と接続されている。
　ＢＳＣ１１１は、列車の軌道１３０に沿って設置された複数の無線基地局（以下、Ｂａｓｅ　Ｍａｓｔｅｒ：ＢＳという）１１２～１１５と接続され、これらのＢＳと管理装置１０３との間で、上り／下り電文（通信メッセージ）を中継する中継装置として機能する。各ＢＳ１１２～１１５は、ＢＳＣ１１１から受信した下り電文を無線で送信し、列車１２０から無線で受信した上り電文をＢＳＣ１１１に転送する。
　軌道１３０上を走行する各列車１２０は、前方車両と後方車両に車上無線端末（以下、Ｍｏｂｉｌｅ　Ｓｔａｔｉｏｎ：ＭＳという）１２１，１２２が搭載されている。前方車両は、先頭車両でも２両目の車両でもよく、後方車両は、最終車両でもその前の車両でもよい。これらのＭＳ１２１，１２２は、列車内の通信回線１２４を介して、前方車両に搭載された車上制御装置：ＡＴＰ／ＡＴＯ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｔｒａｉｎ　Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　／　Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｔｒａｉｎ　Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）１２３に接続されている。ＡＴＰ／ＡＴＯ１２３は、管理装置１０３から与えられた指令を表示するための表示装置を備えており、表示装置の他に、例えば、運転員に警報を知らせるための警報出力装置や、列車の現在位置を測定するためのＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）を備えている。
　列車１２０に搭載されたＭＳ１２１，１２２は、通信圏内に位置したＢＳ１１２～１１５と無線で通信し、管理装置１０３から送信された下り電文をＢＳ１１２～１１５経由で受信して、ＡＴＰ／ＡＴＯ１２３に転送すると共に、ＡＴＰ／ＡＴＯ１２３が生成した上り電文を無線でＢＳ１１２～１１５に送信する。
　ＡＴＰ／ＡＴＯ１２３は、ＭＳ１２１，１２２で受信した下り電文から、管理装置１０３が送信したメッセージを抽出し、受信メッセージの表示や、受信メッセージが示す制御命令に応答した制御動作を行う。ＡＴＰ／ＡＴＯ１２３は、ＧＰＳで検出された列車の位置などのステータス情報と、列車の識別情報を含む上り電文を生成し、後述するように、生成された上り電文を所定のタイミングでＭＳ１２１，１２２から送信する。本実施例では、列車１２０の前方車両に１台、後方車両に１台のＭＳが搭載された場合について説明するが、ダイバーシティ効果を高めるために、同一列車に３台以上のＭＳを搭載しも良い。
　図２は本発明の一実施例である車上無線端末のブロック図である。
　図２において、ＭＳ１２１，１２２は、アンテナＲＸ０系２０６と、アンテナＲＸ１系２０７と、無線データの送受信を行うＦＰＧＡ／ＤＳＰ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ／Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）部２０５と、外部と接続するためのインターフェース機能等を有するＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｌｏｇｉｃ　Ｄｅｖｉｃｅ）部２０４と、端末の制御を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）部２０１と、ＣＰＵ部２０１を動作させるためのソフトウェア等を記憶しているＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）部２０３と、無線状態等のメモリテーブルを一次記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）部２０２を有している。
　図３は本発明の一実施例である車上無線端末のソフトウェアの構成を示す図である。
　図３のソフトウェアは、アプリケーション３０１と、ミドルウェア３０２と、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ）３０４と、ＰＬＤ部２０４，ＣＰＵ部２０１，ＦＰＧＡ／ＤＳＰ部２０５を動作せせるためのハードウェア／ＣＰＵ／ＦＰＧＡ３０５により構成されている。
　時間ダイバーシティは、ミドルウェア３０２の中にあるＴＲＸ　Ｃｏｎｔｒｏｌ３０３で制御を行う。ＴＲＸ　Ｃｏｎｔｒｏｌ３０３はＣＰＵ部２０１により制御され、ＦＰＧＡ／ＤＳＰ部２０５から無線データ（電文）の受信を行う。
　次に本発明の一実施例である時間ダイバーシティの動作について、図１～図６を用いて説明する。
　本実施例では、管理装置１０３と、ＢＳＣ１１１と、ＢＳ１１３と、ＭＳ１２２と、ＡＴＰ／ＡＴＯ１２３に限定して動作説明を行う。なお、ＭＳ１２１は本実施例の動作に関与しないもととする。また、ＭＳ１２２のアンテナＲＸ１系２０７も本実施例の動作には関与しないもととする。
　図４は本発明の実施例であるＣＢＴＣ無線サブシステム１１０の制御を説明するための図である。
　図４において、管理装置１０３は列車制御情報である電文をＢＳＣ１１１を介してＢＳ１１３に送信する。
　本発明の一実施例では、管理装置１０３が所定周期である５００ｍｅｃ毎に列車制御情報を送信する。
　ＢＳ１１３は、ＭＳ１２２に対して同じ内容を含む電文をシステムパラメータで指定した所定期間の間隔で少なくとも２回送信する。なお、システムパラメータは可変可能なパラメータであり、本実施例ではシステムパラメータで指定した所定期間を、一例として１６０ｍｓｅｃ間隔としているがこれに限るものではない。
　ＭＳ１２２は、ＡＴＰ／ＡＴＯ１２３から列車位置情報等を所得する。
　ＭＳ１２２は、ＢＳ１１３から送信された１回目の電文を受信し、ＢＳ１１３に対して列車の位置情報等を含む応答電文を送信する。
　さらにＭＳ１２２は、ＢＳ１１３から送信された２回目の電文を受信し、ＢＳ１１３に対して列車の位置情報等を含む応答電文を送信する。なお、ＡＴＰ／ＡＴＯ１２３に対して受信状態の良い方の電文を送信しても良い。
　ＢＳ１１３は、ＭＳ１２２から送信された２回の列車位置情報等を含む応答電文の中で受信状態の良い方を選択して、ＢＳＣ１１１を介して管理装置１０３に送信する。
　図５は本発明の一実施例である車上無線端末のＲＡＭ部２０２に記憶する電文の電波状態を説明するためのメモリテーブルである。
　ＢＳ１１３は５００ｍｓ時間内に少なくとも同じ内容を含む電文を２回送信する。
　ＭＳ１２２はアンテナＲＸ０系２０６でＢＳ１１３から送信された電文を受信する。
　メモリテーブルは、時間ダイバーシティ１回目と時間ダイバーシティ２回目で受信した電文からＢＬＥＲ（ＢＬｏｃｋ　Ｅｒｒｏｒ　Ｒａｔｅ）とＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｓｔｒｅｎｇｔｈ　Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）を取得し、取得したデータを記憶する。
　ＢＬＥＲ＝ＸＸの“ＸＸ”は、エラーの有無を示すものであり、エラーなしが“０”であり、エラーありが“１”である。
　ＲＳＳＩ＝ＹＹの“ＹＹ”は、受信感度の値を示すものであり、値が高いほど受信感度が良い。
　図６は本発明の一実施例である車上無線端末が行う時間ダイバーシティ処理を説明するためのフローチャートである。
　ＭＳ１２２のＣＰＵ部２０１は、ステップＳ６０１でＲＡＭ部２０２に記憶しているメモリテーブルから１回目と２回目のＢＬＥＲ情報を読出して取得する。取得後、ステップＳ６０２の処理に進む。
　ステップＳ６０２では、ＲＡＭ部２０２に記憶しているメモリテーブルから１回目と２回目のＲＳＳＩ情報を読出して取得する。取得後、ステップＳ６０３の処理に進む。
　ステップＳ６０３では、ＢＬＥＲが１回目と２回目共にエラーなし“０”を判定し、両方共にエラーなし“０”の場合（ＹＥＳ）はステップＳ６０４の処理に進み、エラーが片方または両方共にあり“１”の場合（ＮＯ）はステップＳ６０６の処理に進む。
　ステップＳ６０６では、ＢＬＥＲの１回目にエラーがないかを判定し、エラーなし“０”の場合（ＹＥＳ）はステップＳ６０７の処理に進み、エラーがあり“１”場合（ＮＯ）はステップＳ６０４の処理に進む。
　ステップＳ６０４では、１回目と２回目のＲＳＳＩ情報で受信感度の高い方のデータ（電文）を選択し、ステップＳ６０５の処理に進む。
　ステップＳ６０７では、１回目と２回目のＢＬＥＲでエラーなし“０”の方のデータ（電文）を選択し、ステップＳ６０５の処理に進む。
　ステップＳ６０５では、ＢＳ１１３に選択したデータ（電文）を通知および列車位置情報を送信し、時間ダイバーシティ処理を終了する。
　本処理により、ＭＳ１２２は、ＢＳ１１３から送信されたデータ（電文）の中で無線品質の良いデータ（電文）を選択することができる。
　次に本発明の他の一実施例である時間ダイバーシチィとアンテナダイバーシティを組み合わせた動作について図１～図４および図７～図１０を用いて説明する。
　本実施例では、管理装置１０３と、ＢＳＣ１１１と、ＢＳ１１３と、ＭＳ１２２と、ＡＴＰ／ＡＴＯ１２３に限定して動作説明を行う。なお、ＭＳ１２１は本実施例の動作に関与しないもととする。
　次に、本発明の他の一実施例であるＣＢＴＣ無線サブシステム１１０の制御について図４を用いて説明する。
　図４は本発明の実施例であるＣＢＴＣ無線サブシステム１１０の制御を説明するための図である。
　図４において、管理装置１０３は列車制御情報である電文をＢＳＣ１１１を介してＢＳ１１３に送信する。
　本発明の他の一実施例では、管理装置１０３が所定周期である５００ｍｅｃ毎に列車制御情報を送信する。
　ＢＳ１１３は、ＭＳ１２２に対して同じ内容を含む電文をシステムパラメータで指定した所定期間の間隔で少なくとも２回送信する。なお、システムパラメータは可変可能なパラメータであり、本実施例ではシステムパラメータで指定した所定期間を、一例として１６０ｍｓｅｃ間隔としているがこれに限るものではない。
　ＭＳ１２２は、ＡＴＰ／ＡＴＯ１２３から列車位置情報等を所得する。
　ＭＳ１２２は、ＢＳ１１３から送信された１回目の電文を受信し、ＢＳ１１３に対して列車の位置情報等を含む応答電文を送信する。
　さらにＭＳ１２２は、ＢＳ１１３から送信された２回目の電文を受信し、ＢＳ１１３に対して列車の位置情報等を含む応答電文を送信する。なお、ＡＴＰ／ＡＴＯ１２３に対して受信状態の良い方の電文を送信しても良い。
　図４の制御は、ＭＳ１２２のアンテナＲＸ０系２０６で受信した電文と、アンテナＲＸ１系２０７で受信した電文の両方で行う。
　ＢＳ１１３は、ＭＳ１２２から送信された４回の列車位置情報等を含む応答電文の中で受信状態の一番良い応答電文を選択して、ＢＳＣ１１１を介して管理装置１０３に送信する。
　図７は、本発明の他の一実施例である車上無線端末のＲＡＭ部に記憶する電文の電波状態を説明するためのメモリテーブルである。
　ＢＳ１１３は５００ｍｓ時間内に同じ内容を含む電文を少なくとも２回送信する。
　ＭＳ１２２はアンテナＲＸ０系２０６でＢＳ１１３から送信された少なくとも２回の電文を受信する。
　メモリテーブルは、アンテナＲＸ０系２０６で受信した時間ダイバーシティ１回目と時間ダイバーシティ２回目の電文からＢＬＥＲとＲＳＳＩを取得し、取得したデータを記憶する。
　次に、ＭＳ１２２はアンテナＲＸ１系２０７でＢＳ１１３から送信された少なくとも２回の電文を受信する。
　メモリテーブルは、アンテナＲＸ１系２０７で受信した時間ダイバーシティ１回目と時間ダイバーシティ２回目の電文からＢＬＥＲとＲＳＳＩを取得し、取得したデータを記憶する。
　ＢＬＥＲ＝ＸＸの“ＸＸ”は、エラーの有無を示すものであり、エラーなしが“０”であり、エラーありが“１”である。
　ＲＳＳＩ＝ＹＹの“ＹＹ”は、受信感度の値を示すものであり、値が高いほど受信感度が良い。
　図８は、本発明の他の一実施例である車上無線端末が行う１回目の時間ダイバーシティ処理を説明するためのフローチャートである。
　ＭＳ１２２のＣＰＵ部２０１は、ステップＳ８０１でＲＡＭ部２０２に記憶しているメモリテーブルからアンテナＲＸ０系２０６とアンテナＲＸ１系２０７のＢＬＥＲ情報を読出して取得する。取得後、ステップＳ８０２の処理に進む。
　ステップＳ８０２では、ＲＡＭ部２０２に記憶しているメモリテーブルからアンテナＲＸ０系２０６とアンテナＲＸ１系２０７のＲＳＳＩ情報を読出して取得する。取得後、ステップＳ８０３の処理に進む。
　ステップＳ８０３では、ＢＬＥＲがアンテナＲＸ０系２０６とアンテナＲＸ１系２０７で同じかを判定し、同じ場合（ＹＥＳ）はステップＳ８０４の処理に進み、異なる場合（ＮＯ）はステップＳ８０５の処理に進む。
　ステップＳ８０４では、ＲＳＳＩ情報で受信感度の高い方のデータ（電文）を選択し、ステップＳ８０６の処理に進む。
　ステップＳ８０５では、アンテナＲＸ０系２０６とアンテナＲＸ１系２０７でＢＬＥＲ＝０側のデータ（電文）を選択し、ステップＳ８０６の処理に進む。
　ステップＳ８０６では、ＢＳ１１３に選択したデータ（電文）を通知および列車位置情報を送信し、１回目の時間ダイバーシティ処理を終了する。
　図９は、本発明の他の一実施例である車上無線端末が行う２回目の時間ダイバーシティ処理を説明するためのフローチャートである。
　ＭＳ１２２のＣＰＵ部２０１は、ステップＳ９０１でＲＡＭ部２０２に記憶しているメモリテーブルからアンテナＲＸ０系２０６とアンテナＲＸ１系２０７のＢＬＥＲ情報を読出して取得する。取得後、ステップＳ９０２の処理に進む。
　ステップＳ９０２では、ＲＡＭ部２０２に記憶しているメモリテーブルからアンテナＲＸ０系２０６とアンテナＲＸ１系２０７のＲＳＳＩ情報を読出して取得する。取得後、ステップＳ９０３の処理に進む。
　ステップＳ９０３では、ＢＬＥＲがアンテナＲＸ０系２０６とアンテナＲＸ１系２０７で同じかを判定し、同じ場合（ＹＥＳ）はステップＳ９０４の処理に進み、異なる場合（ＮＯ）はステップＳ９０５の処理に進む。
　ステップＳ９０４では、ＲＳＳＩ情報で受信感度の高い方のデータ（電文）を選択し、ステップＳ９０６の処理に進む。
　ステップＳ９０５では、アンテナＲＸ０系２０６とアンテナＲＸ１系２０７でＢＬＥＲ＝０側のデータ（電文）を選択し、ステップＳ９０６の処理に進む。
　ステップＳ９０６では、ＢＳ１１３に選択したデータ（電文）を通知および列車位置情報を送信し、２回目の時間ダイバーシティ処理を終了する。
　図１０は、本発明の他の一実施例である無線基地局が行う最終判定処理を説明するためのフローチャートである。
　ＢＳ１１３は、ステップＳ１００１でＭＳ１２２から送信された１回目と２回目の時間ダイバーシティ処理のデータを取得し、ステップＳ１００２の処理に進む。
　ステップＳ１００２では、ＢＬＥＲが１回目と２回目共に同じデータ即ち共にエラーなし“０”又は共にエラーあり“１”を判定し、両方共に同じデータの場合（ＹＥＳ）はステップＳ１００３の処理に進み、データが異なる場合（ＮＯ）はステップＳ１００４の処理に進む。
　ステップＳ１００３では、１回目と２回目のＲＳＳＩ情報で受信感度の高い方のデータ（電文）を選択し、最終判定処理を終了する。
　ステップＳ１００４では、ＢＬＥＲ＝０側のデータ（電文）を選択し、最終判定処理を終了する。
　本判定処理により、ＢＳ１１３は、ＭＳ１１２から送信されたデータの中で無線品質の良いデータを選択することができる。
　上述の実施例では、ＭＳとＡＴＰ／ＡＴＯを別々の装置として記載しているが、ＭＳはＡＴＰ／ＡＴＯの機能を含んでも良い。
　上述の実施例では、ＭＳに２つのアンテナを有して、この２つのアンテナで受信した信号を用いたアンテナダイバーシティとしたが、列車の前方端末と後方端末の各１つのアンテナを用いてアンテナダイバーシティとしても良い。この場合、データの選択はＡＴＰ／ＡＴＯで行う。
　本発明によれば、複数の無線基地局が複数回同じ電文を送信して、車上無線端末が受信した電文の中で一番受信状態の良いものを選択することができる。
　また、本発明の時間ダイバーシティにより、フェージング等の電波障害の影響を低減して電文を受信することができる。
　以上本発明について詳細に説明したが、本発明は、ここに記載された列車無線通信システムに限定されるものではなく、上記以外の無線通信システムに広く適用することができることは言うまでもない。
　本発明は、無線基地局と走行中の列車の車上無線端末と通信するよなフェージング等の電波障害の影響が生じる列車無線通信システムに好適である。
　１０１：監視装置、１０２：ＬＡＮ、１０３，１０４：管理装置、１１０：ＣＢＴＣ無線サブシステム、１１１：ＢＳＣ、１１２～１１５：ＢＳ、１２０：列車、１２１，１２２：ＭＳ、１２３：ＡＴＰ／ＡＴＯ、１３０：軌道。

Claims (3)

  1. 　列車の軌道に沿って配置され、それぞれが上位装置と有線回線で通信する複数の無線基地局と、前記軌道上を走行する列車の車両に搭載された少なくとも２つ以上の複数のアンテナを有する少なくとも１つの端末とからなる列車無線通信システムにおける受信電文選択方法であって、
    　前記無線基地局は、前記上位装置から受信した下り電文を所定送信期間内に、少なくとも同じ内容を含む電文として２回送信し、
    　前記端末は、前記無線基地局から送信された電文を前記複数のアンテナで受信し、受信した前記複数のアンテナの中で受信状態の一番良いものを受信電文として選択し、前記無線基地局から送信された電文に対して前記無線基地局へ応答電文を送信することを特徴とする列車無線通信システムにおける受信電文選択方法。
  2. 　請求項１記載の列車無線通信システムにおける受信電文選択方法であって、
    　前記基地局は、前記少なくとも同じ内容を含む電文として２回送信した電文に対して前記端末から送信された応答電文をそれぞれ受信し、前記応答電文の中で受信状態の一番良いものを受信電文として選択し、前記上位装置へ送信することを特徴とする列車無線通信システムにおける受信電文選択方法。
  3. 　列車の軌道に沿って配置され、それぞれが上位装置と有線回線で通信する複数の無線基地局と、前記軌道上を走行する列車の車両に搭載された少なくとも１つの端末とからなる列車無線通信システムにおける受信電文選択方法であって、
    　前記各無線基地局は、前記上位装置から受信した下り電文を所定送信期間内に、少なくとも同じ内容を含む電文として２回送信し、
    　前記端末は、前記無線基地局から送信された電文を受信し、受信した前記基地局から送信された電文に対して前記基地局へ応答電文を送信し、
    　前記基地局は、前記少なくとも同じ内容を含む電文として２回送信した電文に対して前記端末から送信された応答電文をそれぞれ受信し、前記応答電文の中で受信状態の一番良いものを受信電文として選択し、前記上位装置へ送信することを特徴とする列車無線通信システムにおける受信電文選択方法。
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