WO2019016898A1 - 無線通信装置、無線通信システムおよび無線通信方法 - Google Patents

無線通信装置、無線通信システムおよび無線通信方法 Download PDF

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frequency
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和雅 鈴木
石岡　和明
佐野　裕康
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    • H04B2001/7154—Interference-related aspects with means for preventing interference

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication apparatus, a wireless communication system and a wireless communication method using frequency hopping.
  • the wireless train control system In recent years, a wireless train control system that performs wireless communication between a ground station installed along a track and a train and performs train operation control, speed control, and the like based on information transmitted using this wireless communication. Attention has been paid.
  • the wireless train control system often uses the 2.4 GHz Industry-Science-Medical (ISM) band, which does not require the use of radio waves. Since the ISM band is widely used by systems such as wireless LAN (Local Area Network) and Bluetooth (registered trademark), spread spectrum technology may be used to suppress interference with radio waves of other systems. .
  • Spread spectrum technology is a technology for spreading and communicating a signal in a wider band than the original signal.
  • Patent Document 1 discloses a wireless communication system using frequency hopping, which is a type of spread spectrum technology.
  • Frequency hopping is a technology for performing wireless communication using different frequency channels for each time slot.
  • two hopping patterns in which frequency channels corresponding to the same time slot are different from each other are prepared, and according to radio conditions, frequency channels to be used are two hopping patterns per time slot. It is selected from among.
  • the number of hopping patterns in which frequency channels used simultaneously in all time slots do not overlap is the same as the number of frequency channel candidates used. Therefore, according to the technology described in Patent Document 1, the interval between cells using the same hopping pattern is the number of frequency channel candidates at most.
  • the present invention has been made in view of the above, and it is an object of the present invention to obtain a wireless communication device capable of suppressing the interference of radio waves in the system.
  • a wireless communication apparatus includes a use channel selection unit that selects one frequency channel for each time slot from among a plurality of predetermined frequency channel candidates. And a wireless communication unit that performs wireless communication using the frequency channel selected by the use channel selection unit.
  • the use channel selection unit selects a frequency channel different from the frequency channel used in the same time slot by the adjacent cells within the first number of cells determined in advance as the number of cells from the cells used for wireless communication being predetermined, for wireless communication Allows the selected frequency channel to overlap with the frequency channel used by the remote cell whose number of cells from the used cell is within the number of frequency channel candidates and is greater than the first number of cells in the same time slot It is characterized by
  • the wireless communication apparatus has the effect of being able to suppress the interference of radio waves in the system.
  • a diagram showing a configuration of a wireless communication system according to a first embodiment of the present invention A diagram showing a functional configuration of the base station shown in FIG. A diagram showing a schematic configuration of the vehicle shown in FIG. 1 A diagram showing a functional configuration of the mobile station shown in FIG.
  • a sequence diagram showing the operation of the wireless communication system shown in FIG. FIG. 8 shows a frame configuration transmitted during the operation shown in FIG.
  • FIG. 7 A diagram showing the concept of a frequency channel assignment method to each base station of the wireless communication system shown in FIG.
  • FIG. 17 is a view showing a modification of the first pattern of the hopping pattern generated by the used channel selection unit shown in FIG. 13;
  • FIG. 17 is a view showing a modification of the second pattern of the hopping pattern generated by the used channel selection unit shown in FIG. 13;
  • a diagram showing a configuration of the mobile station shown in FIG. A sequence diagram showing the operation of the wireless communication system shown in FIG.
  • FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a wireless communication system 10 according to a first embodiment of the present invention.
  • the wireless communication system 10 includes a base station 1A-1, a base station 1A-2, a mobile station 2A, a wired network 5, and a management device 6.
  • Base station 1A-1 and base station 1A-2 are wireless communication devices arranged along a predetermined route 4.
  • base station 1A-1 and base station 1A-2 will be collectively referred to as base station 1A if there is no need to distinguish between base station 1A-1 and base station 1A-2, respectively.
  • the route 4 on which the base station 1A is arranged is a line or the like.
  • the route 4 is a track
  • the vehicle 3 is a train.
  • the route 4 may be a road, and the vehicle 3 may be a car.
  • the base stations 1A are installed at intervals of several tens of meters to several hundreds of meters along the route 4.
  • the mobile station 2A is a wireless communication device mounted on the vehicle 3.
  • the vehicle 3 moves along the route 4.
  • the radio communication system 10 actually comprises a plurality of mobile stations 2A.
  • the plurality of base stations 1A are connected to the wired network 5.
  • the management device 6 is connected to the wired network 5 and manages the operation of the vehicle 3.
  • the management device 6 performs operation control, speed control, and the like of the vehicle 3 based on information transmitted using wireless communication performed between the base station 1A and the mobile station 2A.
  • the wireless train control system can reduce the introduction cost and the maintenance cost because it does not require a track circuit as compared with the conventional train operation control method by the fixed block section.
  • a flexible closed section which is not limited to a fixed section, it is possible to increase the operation density of trains and to reduce the operation cost.
  • the frequency band that the wireless communication system 10 uses for wireless communication is a frequency band that does not require a license for using radio waves, such as the ISM band.
  • the ISM band is used by a plurality of systems such as a wireless LAN and Bluetooth as described above.
  • the size of the cell largely depends on the transmission power of the transmitter and the reception sensitivity of the receiver, and the base station is set such that the reception level at the end of the cell is near the reception sensitivity. Is placed.
  • the reception level at the end of the cell formed by the base station 1A is higher than the reception sensitivity so that communication can be performed even when there is much interference from other systems.
  • the base station 1A and the mobile station 2A perform radio communication using frequency hopping, and switch the frequency channel to be used for each time slot.
  • the mobile station 2A transmits the current position information of the vehicle 3 on which the mobile station 2A is mounted to the base station 1A using wireless communication.
  • the management device 6 controls the operation of the vehicle 3, the speed control, etc., such as a stop limit position which is a limit position where the respective vehicles 3 can safely stop without colliding with the preceding vehicle 3.
  • the control information to be generated is transmitted to the mobile station 2A using wireless communication.
  • base station 1A when base station 1A is arranged at an interval such that the reception level at the end of the cell is higher than the reception sensitivity. May increase the possibility that radio waves from a more distant base station 1A using the same frequency channel may enter as interference, which may cause radio wave interference in the system. Further, since the base station 1A is arranged along a line 4 such as a track, which is clear, the possibility that radio waves from the base station 1A farther from the same frequency channel may enter as interference increases. In order to reduce the interference of radio waves in the system, it is desirable that the hopping patterns using the same frequency channel in all time slots make the distance between the same base stations 1A apart.
  • FIG. 2 is a diagram showing a functional configuration of base station 1A shown in FIG.
  • the base station 1A includes a communication antenna 11, a wireless communication unit 12, a modulation / demodulation unit 13, a base station control unit 14, and a use channel selection unit 15.
  • the communication antenna 11 radiates a radio signal input from the radio communication unit 12 into the air at the time of transmission, and receives a radio signal propagated in the air and inputs the radio signal to the radio communication unit 12.
  • the wireless communication unit 12 converts the digitally modulated signal input from the modulation / demodulation unit 13 into an analog signal, and frequency-converts the signal into a carrier frequency.
  • the wireless communication unit 12 performs a wireless process of frequency converting an analog signal input from the communication antenna 11 into a baseband and converting the frequency converted analog signal into a digital signal.
  • the wireless communication unit 12 performs wireless processing using a frequency channel selected by a use channel selection unit 15 described later.
  • the modem unit 13 performs encoding processing and modulation processing on transmission data at the time of transmission, and performs demodulation processing and decoding processing on the received signal at the time of reception.
  • the base station control unit 14 performs transmission control of data from the wired network 5 side at the time of transmission, and performs control of outputting received data to the wired network 5 side at the time of reception.
  • the use channel selection unit 15 selects a frequency channel to be used when performing wireless communication for each time slot based on the given conditions, and outputs a frequency channel number identifying the selected frequency channel to the wireless communication unit 12 . The detailed function of the used channel selection unit 15 will be described later.
  • FIG. 3 is a view showing a schematic configuration of the vehicle 3 shown in FIG.
  • the vehicle 3 has a mobile station 2A, an on-vehicle control device 31, and a position detection device 32.
  • the mobile station 2A has a communication antenna 11.
  • the on-vehicle control device 31 controls the vehicle 3 such as stopping the vehicle 3 or changing the speed based on the data received by the mobile station 2A.
  • the position detection device 32 detects the position of the vehicle 3.
  • the position detection device 32 can detect the position of the vehicle 3 at predetermined time intervals to generate position information, and can output the generated position information to the mobile station 2A.
  • the position detection device 32 may acquire position information using a GPS (Global Positioning System) receiver, or may measure the rotational speed of the axle and the position information of the origin transmitted from the base station 1A to the mobile station 2A.
  • the current position of the vehicle 3 may be calculated based on the movement distance obtained from the generator.
  • FIG. 4 is a diagram showing a functional configuration of the mobile station 2A shown in FIG.
  • the mobile station 2A includes a communication antenna 11, a wireless communication unit 12, a modulation / demodulation unit 13, a mobile station control unit 24, and a use channel selection unit 15.
  • the mobile station control unit 24 At the time of transmission, the mobile station control unit 24 generates transmission data based on the position information output by the position detection device 32, and outputs the generated transmission data to the modulation / demodulation unit 13.
  • the mobile station control unit 24 outputs the demodulated data output from the modem unit 13 to the on-vehicle control device 31 at the time of reception.
  • the wireless communication unit 12 of the base station 1A and the mobile station 2A is configured using an analog circuit that performs frequency conversion and the like, an analog-digital converter, a digital-analog converter, and the like.
  • the modem unit 13, the base station control unit 14, the used channel selection unit 15, and the mobile station control unit 24 are processing circuits. This processing circuit may be dedicated hardware or may be a processing circuit using a computer program.
  • FIG. 5 is a diagram showing a first example of the configuration of processing circuits for realizing the functions of the base station 1A and the mobile station 2A shown in FIG.
  • the processing circuit 90 is one of a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, an application specific integrated circuit (ASIC), and a field-programmable gate array (FPGA), or a combination thereof.
  • a part or all of the functions of the modem unit 13, the base station control unit 14, the used channel selection unit 15, and the mobile station control unit 24 can be realized using the processing circuit 90 which is dedicated hardware.
  • FIG. 6 is a diagram showing a second example of the configuration of the processing circuit for realizing the functions of the base station 1A and the mobile station 2A shown in FIG.
  • the processing circuit 91 includes a processor 92 and a memory 93.
  • the processor 92 is a CPU (Central Processing Unit), and is also called a central processing unit, a processing unit, an arithmetic unit, a microprocessor, a microcomputer, a DSP (Digital Signal Processor) or the like.
  • CPU Central Processing Unit
  • DSP Digital Signal Processor
  • the memory 93 is a nonvolatile or volatile semiconductor memory such as a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), a flash memory, an EPROM (Erasable Programmable ROM), an EEPROM (Electrically EPROM), a magnetic disk, or the like.
  • RAM Random Access Memory
  • ROM Read Only Memory
  • flash memory an EPROM (Erasable Programmable ROM), an EEPROM (Electrically EPROM), a magnetic disk, or the like.
  • the processor 92 reads out and executes a computer program stored in the memory 93, whereby some or all of the functions of the modem unit 13, the base station control unit 14, the used channel selection unit 15, and the mobile station control unit 24 are It can be realized using a processing circuit 91 including a processor 92 and a memory 93.
  • the memory 93 is also used as a temporary memory in each process executed by the processor 92.
  • FIG. 7 is a sequence diagram showing an operation of the wireless communication system 10 shown in FIG. In FIG. 7, it is assumed that n mobile stations 2A are located in the cell of the base station 1A. Hereinafter, in the case where each of the plurality of mobile stations 2A is distinguished, it is indicated as a mobile station 2A-1, a mobile station 2A-2, a mobile station 2A-n or the like.
  • the management device 6 calculates the stop limit position of each vehicle 3 (step S101).
  • the series of operations shown in FIG. 7 are repeatedly executed, and the management device 6 acquires the position information of each vehicle 3 from the mobile station 2A by performing the previous series of operations, and using these position information Calculate the stop limit position.
  • the management device 6 transmits the calculated stop limit position to the base station 1A (step S102).
  • the base station control unit 14 of the base station 1A receives the stop limit position transmitted by the management device 6, the base station control unit 14 generates broadcast information which is information to be transmitted to all the mobile stations 2A located in the cell of the base station 1A.
  • the signal is output to the modem unit 13 (step S103).
  • the broadcast information includes hopping information necessary for the mobile station 2A to generate a hopping pattern of a frame, a frame number, a cell number, allocation information of time slots for each mobile station 2A, and the like.
  • the modulation / demodulation unit 13 of the base station 1A outputs, to the radio communication unit 12, the broadcast information subjected to the modulation processing and the like.
  • the radio communication unit 12 transmits the broadcast information output from the modem unit 13 to all the mobile stations 2A located in the cell of the base station 1A (step S104).
  • the use channel selection unit 15 of the base station 1A selects the frequency channel to be used to transmit the broadcast information based on the hopping information notified to the mobile station 2A using the broadcast information included in the previously transmitted frame. Do.
  • the wireless communication unit 12 transmits broadcast information using the selected frequency channel.
  • each of the use channel selection unit 15 of the base station 1A and the use channel selection unit 15 of the mobile station 2A selects a frequency channel to be used in each time slot.
  • a hopping pattern is generated (step S105).
  • the use channel selection unit 15 of the mobile station 2A can grasp the time slot assigned to itself based on the hopping information included in the broadcast information received from the base station 1A.
  • the radio communication unit 12 of the mobile station 2A can perform radio communication with the base station 1A by performing radio processing using the same frequency channel as the frequency channel used by the base station 1A in the allocated time slot.
  • FIG. 7 is a step of generating a hopping pattern, and a plurality of frequency channels to be used are selected collectively for each time slot, the present invention is not limited to this example.
  • the selection of frequency channels to use may be made one for each time slot. Details of the method of generating the hopping pattern will be described later.
  • the base station control unit 14 of the base station 1A transmits the stop limit position of the vehicle 3 mounted with the mobile station 2A received from the management device 6 to each mobile station 2A using different time slots (step S106) . Specifically, the base station control unit 14 transmits the stop limit position # 1 of the mobile station 2A-1 to the mobile station 2A-1 using the time slot following the time slot in which the broadcast information is transmitted, and the next The stop limit position # 2 of the mobile station 2A-2 is transmitted to the mobile station 2A-2 using the time slot. The same processing is repeated until the stop limit position #n of the n-th mobile station 2A-n is transmitted to the mobile station 2A-n.
  • each mobile station 2A uses the time slot to which it is allocated to indicate the current position of the mobile station 2A, that is, the position of the vehicle 3 on which each mobile station 2A is mounted.
  • the information is transmitted to the base station 1A (step S107).
  • the mobile station 2A-1 transmits the position information # 1 of the mobile station 2A-1 to the base station 1A using the time slot following the time slot in which the stop limit position #n has been transmitted.
  • the mobile station 2A-2 transmits the position information # 2 of the mobile station 2A-2 to the base station 1A, and the same processing is repeated until the mobile station 2A-n transmits the position information #n to the base station 1A.
  • the base station 1A transmits the received position information to the management device 6 via the wired network 5 (step S108).
  • the position information transmitted to the management device 6 in step S108 is used when the management device 6 calculates the stop limit position in step S101 in the next series of operations. .
  • the series of operations shown in FIG. 7 are performed in a time cycle of several hundred milliseconds.
  • the stop limit position is updated at a constant cycle, and the train can be operated.
  • the on-vehicle control device 31 performs control to stop the vehicle 3 when the update of the stop limit position is stopped.
  • the mobile station control unit 24 of the mobile station 2A performs handover processing to switch the base station 1A of the communication destination when the vehicle 3 moves and the mobile station 2A is positioned in the cell of the adjacent base station 1A.
  • FIG. 8 is a diagram showing a frame configuration transmitted during the operation shown in FIG.
  • the i-th frame #i transmitted between the base station 1A and the n mobile stations 2A is broadcast information # It includes i, n stop limit positions # 1 to stop limit positions #n, and n position information # 1 to position information #n.
  • Each frame is comprised of time slots of fixed length of time. Broadcast information is stored in the leading time slot of each frame. The broadcast information, the stop limit position and the position information are transmitted using different time slots.
  • FIG. 9 is a diagram showing the concept of the method of assigning frequency channels to each base station 1A of the wireless communication system 10 shown in FIG.
  • the number of frequency channel candidates is sixteen.
  • Base station 1A-1 and base station 1A-2 use different frequency channels in the same time slot. When focusing on a specific base station 1A, frequency channels to be used are shifted one by one for each time slot.
  • Hopping patterns in which frequency channels do not overlap with other hopping patterns in all time slots can be generated up to the number of frequency channel candidates. That is, when the frequency channel candidate is 16 from f 0 to f 15 , 16 hopping patterns can be generated. In this case, the interval between cells to which the frequency channel is assigned the same hopping pattern in all time slots is at most 16 cells.
  • the visibility between the base stations 1A may be poor, and the possibility of receiving interference from radio waves from the base stations 1A having 16 cells apart may be low.
  • all time slots may be received because there may be interference of radio waves from base station 1A arranged further. It is desirable to expand the spacing of cells to which frequency channels are assigned the same hopping pattern. Therefore, in the present embodiment, in the cells within the number of frequency channel candidates, cells in which frequency channels used in all time slots are assigned the same hopping pattern while allowing partially overlapping frequency channels to be used are allowed. The interval of is made larger than the number of frequency channel candidates.
  • the use channel selection unit 15 uses a frequency channel in which adjacent cells within a first number of cells for which the number of cells from cells used by the wireless communication unit 12 for wireless communication is predetermined are used in the same time slot. Select a different frequency channel.
  • the cell used by the wireless communication unit 12 for wireless communication is a cell formed by the base station 1 for the used channel selection unit 15 of the base station 1 and for the used channel selection unit 15 of the mobile station 2A, the cell used by the mobile station 2A. It is a cell that covers the position.
  • the use channel selection unit 15 determines that the selected frequency channel overlaps the frequency channel used in the same time slot with remote cells within the number of frequency channel candidates whose cell spacing is greater than the first number of cells. Tolerate.
  • the use channel selection unit 15 determines the first cell number so that a plurality of remote cells exist, and selects a frequency channel to be used so that frequency channels overlap with a plurality of remote cells in order. By setting the first number of cells in this way, when focusing on two of the remote cells, frequency channels do not overlap in all time slots, so it is possible to suppress the occurrence of radio wave interference. become.
  • one time slot is allocated to one vehicle 3 per one frame, but the present invention is not limited to this example.
  • a plurality of time slots may be allocated to one vehicle 3 in one frame. Even when a plurality of time slots are assigned to one vehicle 3 in one frame, the frequency channel used for each time slot changes, so interference resistance can be improved.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of hopping patterns generated by the use channel selection unit 15 shown in FIGS. 2 and 4.
  • the number of frequency channel candidates is sixteen.
  • the numbers corresponding to each time slot and cell are frequency channel numbers that identify frequency channels. Focusing on the cell # 16, the frequency channel # 0 of the time slot # 0 and the frequency channel # 12 of the time slot # 4 overlap with the cell # 0 separated by 16 cells.
  • Frequency channel # 7 of time slot # 1 overlaps cell # 1 that is 15 cells away.
  • Frequency channel # 14 of time slot # 2 overlaps cell # 2 which is 14 cells away.
  • Frequency channel # 5 of time slot # 3 overlaps cell # 3 which is 13 cells away.
  • the cells to which the frequency channel overlapping with the frequency channel to be allocated to cell # 16 is to be allocated are grouped into four cells of cell # 0 to cell # 3, and the cell # 4 to cell # 15 are in the same time slot. Assign a frequency channel different from the frequency channel assigned to 16.
  • the use channel selection unit 15 can generate a hopping pattern by selecting a frequency channel to be used in each time slot by using the following equation (1).
  • M is the number of cells in the system
  • N is the number of slots in the frame.
  • the cell number i has a value of 0 to M-1
  • the time slot number j in the frame has a value of 0 to N-1.
  • mod (A, B) is the remainder when A is divided by B.
  • m is a remainder when the quotient obtained by dividing the cell number i by the number 16 of frequency channel candidates is further divided by 2 and is expressed by the following equation (2), and takes a value of 0 or 1. Since m takes a different value every 16 cells, hopping patterns separated by 16 cells include different frequency channels.
  • n is a remainder obtained by dividing the cell number i by the number 16 of frequency channel candidates, which is expressed by the following equation (3), and takes any value of 0 to 15. n takes a value for each cell.
  • D [m] is the spacing of frequency channels between time slots, and in this example takes a value of 3 or 7 depending on the value of m.
  • s [n] is an offset of the hopping pattern between cells, and in this example, 0, 4, 8, 12, 1, 5, 9, 13, 13, 11, 15, 12, 6, 6, depending on the value of n. Takes one of 10 and 14 values.
  • Equation (1) if the frequency channel spacing d [m] between the slots is constant, the use channel selection unit 15 sets different frequency channels in the same time slot between different offsets s [n]. Will be selected. Also, by changing d [m] for each cell of the number of frequency channel candidates, different frequency channels are selected in cells separated by the number of frequency channel candidates.
  • Equation (1) since the remainder of the number 16 of frequency channel candidates is taken, the possible values of d [m] are 1 to 15. If a divisor of the number of candidates other than 1 is selected, an unused frequency channel will be generated, and the hopping pattern will be repeated with a shorter cycle than the number of frequency channel candidates. Therefore, an odd number is used here as the value of d [m].
  • the combination of d [m] affects the rate at which the same frequency channel is selected among different cells of d [m].
  • s [n] (0, 4, 8, 12, 1, 5, 9, 13, 3, 7, 11, 15, 2, 6, 10, 14), Those whose values are multiples of 4 are collectively arranged in adjacent cells. Therefore, frequency channel duplication occurs at a rate of one slot every four time slots for s [0] to s [3], and no frequency channel duplication occurs for s [4] to s [15]. .
  • frequency channels overlap at a rate of 1 in every 4 time slots in 4 cells, but by changing the combination of d [m], 1 out of every 8 time slots in 8 cells
  • the frequency channels may overlap, or the frequency channels may overlap at a rate of one every two time slots in two cells.
  • the values of d [m] and s [n] are assigned in advance to each base station 1A, and the used channel selection unit 15 of the base station 1A receives d [m] given from the base station control unit 14.
  • a hopping pattern is generated by selecting the frequency channel to be used for each time slot using the values of m] and s [n].
  • the values of d [m] and s [n] are included in the above hopping information, and are transmitted to the mobile station 2A located in the cell of each base station 1A.
  • the use channel selection unit 15 of the mobile station 2A uses the values of d [m] and s [n] acquired via the mobile station control unit 24 to select the frequency channel to be used for each time slot, thereby performing hopping. Generate a pattern.
  • hopping patterns as shown in FIG. 10 can be generated.
  • time slot # 0 to time slot # 15 are shown in FIG. 10, the same applies to time slots # 16 and more.
  • cell # 0 to cell # 31 are shown, in cell # 32, the same hopping pattern as cell # 0 is used again. That is, the interval of cells in which frequency channels used in all time slots overlap is 32 cells, which is larger than the number 16 of frequency channel candidates.
  • the frequency channels assigned to specific time slots in a frame overlap among a plurality of frames, so an offset is provided. It is desirable to shift the frequency channel allocated for each frame. In this case, if the same information is transmitted a plurality of times over a plurality of frames, the frequency channels overlap at all transmissions of the same information, resulting in cells separated by 32 cells.
  • the selection of the frequency channel to be used is performed in parallel with the processing for performing wireless communication, but the present invention is not limited to this example.
  • the timing for selecting a frequency channel to be used is not limited to the above example, and may be before starting wireless communication.
  • the frequency channel to be used may be selected in advance using the above method and the hopping pattern may be held as a table, and the use channel selection unit 15 may select the frequency channel for each time slot according to the table.
  • the use channel selection unit 15 of the base station 1A and the mobile station 2A does not have to have a circuit for performing the calculation shown in the above equation (1), and the circuit configuration Can be simplified.
  • the number of cells from cells used for wireless communication by the wireless communication unit 12 is predetermined.
  • the adjacent cells within the first number of cells select a frequency channel different from the frequency channel used in the same time slot, and the frequency channel to be selected has a cell spacing within the number of frequency channel candidates and the first cell. It is permitted that more than a number of remote cells overlap with the frequency channel used in the same time slot.
  • By using such frequency channels it is possible to make the distance between cells using hopping patterns in which frequency channels used in all time slots overlap each other is larger than the number of frequency channel candidates. Therefore, it becomes possible to suppress the interference of radio waves in the system, and it becomes possible to realize stable wireless communication.
  • FIG. 11 is a diagram showing the configuration of the wireless communication system 20 according to the second embodiment of the present invention.
  • the wireless communication system 20 has a configuration of generating two hopping patterns and selecting a frequency channel for each time slot from the generated two hopping patterns.
  • the wireless communication system 20 has a base station 1B instead of the base station 1A of the wireless communication system 10, and has a mobile station 2B instead of the mobile station 2A.
  • the wireless communication system 20 also includes a monitoring device 7 that monitors the state of communication quality in the system.
  • the wireless communication system 20 can include three or more base stations 1B. Although one vehicle 3 and one mobile station 2B are shown in FIG. 11, the wireless communication system 20 can include a plurality of mobile stations 2B mounted on a plurality of vehicles 3.
  • the monitoring device 7 is connected to the wired network 5 and can communicate with the base station 1 B via the wired network 5.
  • Each of the base station 1B and the mobile station 2B has a function of measuring a quality value indicating communication quality, and the monitoring device 7 collects the quality values measured by each of the base station 1B and the mobile station 2B. Monitor the communication quality in the system, that is, the state of the radio wave environment based on the collected quality value.
  • the monitoring device 7 detects that the communication quality has deteriorated, it issues a warning to the system administrator.
  • the communication quality varies depending on the frequency channel used and also varies depending on the measurement position in the cell. Therefore, it is desirable that the quality value be managed together with the frequency channel used and the measurement position in the cell.
  • each of the base station 1B and the mobile station 2B transmits the used frequency channel and the measurement position to the monitoring device 7.
  • the monitoring device 7 generates and stores a database of quality values for each frequency channel and each measurement position.
  • FIG. 12 is a diagram showing an example of the configuration of a database generated by the monitoring device 7 shown in FIG.
  • the horizontal axis in FIG. 12 indicates the measurement position of the quality value in the cell of each base station 1B, and the vertical axis in FIG. 12 indicates the frequency channel.
  • the monitoring device 7 stores the quality value in the storage area corresponding to the measurement position and frequency channel associated with the received quality value.
  • the measurement position defines a block obtained by dividing the cell of the base station 1B at a predetermined distance, and is represented using this block.
  • Monitoring device 7 manages the quality value for each base station 1B, in the example of FIG. 12, l 1C from the block l 11 indicating the position indicates a position in the cell formed by the base station 1B-1, l 2C from the block l 21 indicates the position in the cell formed by the base station 1B-2.
  • the quality value stored in the database is data indicating the radio wave environment for each measurement position in the cell, that is, the communication quality, and the signal-to-interference noise power ratio, which is the ratio of signal to noise, and the probability of receiving erroneous data on the receiving side Packet error rate, etc.
  • each base station 1B measures the received power
  • each mobile station 2B measures the received power and the interference noise power.
  • the monitoring device 7 monitors the communication quality when the mobile station 2B receives the data transmitted by the base station 1B and the communication quality when the base station 1B receives the data transmitted by the mobile station 2B.
  • a database can be generated that stores each of the quality values indicative of both.
  • the monitoring device 7 can update the database while averaging the quality values for each measurement. For averaging, a moving average using quality values within a certain period from the latest quality value may be used, or a forgetting factor may be used.
  • the monitoring device 7 distributes the quality values stored in the generated database to the respective base stations 1B. Specifically, the monitoring device 7 determines each quality value stored in the database in association with a block in a cell formed by each base station 1B while keeping the correspondence with the block, that is, the measurement position and the frequency channel maintained. Deliver to station 1B.
  • FIG. 13 is a diagram showing a configuration of base station 1B shown in FIG.
  • Base station 1 B includes communication antenna 11, wireless communication unit 12, modulation / demodulation unit 113, base station control unit 114, used channel selection unit 115, communication quality measurement unit 116, and communication quality storage unit 117. .
  • the functions of the communication antenna 11 and the wireless communication unit 12 are the same as in the first embodiment, and therefore the description thereof is omitted here.
  • the modem unit 113 has the same function as the modem unit 13, the base station control unit 114 has the same function as the base station control unit 14, and the used channel selection unit 115 is similar to the used channel selection unit 15.
  • Have the function of The functions of the modem unit 113, the base station control unit 114 and the used channel selection unit 115 are different from the modem unit 13, the base station control unit 14 and the used channel selection unit 15 in that processing using a quality value indicating communication quality is performed. .
  • the communication quality measurement unit 116 measures the quality value indicating the communication quality of the received signal using the received processing result. Specifically, the communication quality measurement unit 116 measures a radio wave environment when communication is not performed as interference noise power and measures a power value of received power. The communication quality measurement unit 116 calculates a signal-to-interference noise power ratio using the measured power value of the received signal and the interference noise power. The communication quality measurement unit 116 outputs the measured quality value to the base station control unit 114 together with the frequency channel and measurement position used when the quality value was measured. The measurement position is the position of the mobile station 2B at which the interference noise power used to calculate the quality value is measured.
  • the base station control unit 114 transmits the quality value, the frequency channel, and the measurement position output by the communication quality measurement unit 116 to the monitoring device 7 via the wired network 5.
  • the base station control unit 114 transmits the received quality value to the monitoring device 7 via the wired network 5.
  • the base station control unit 114 acquires the quality value associated with the measurement position and the frequency channel that the monitoring device 7 delivers from the database, and the communication quality in a state where the acquired quality value is associated with the measurement position and the frequency channel. It is stored in the storage unit 117.
  • the configuration is such that the quality values are collected into the monitoring device 7 and then distributed to each base station 1B, the present invention is not limited to such an example. It is only necessary to create a database of quality values associated with measured positions in the cell of base station 1B and frequency channels, and each base station 1B creates a database for each base station 1B and copies of the database It may be sent to the monitoring device 7.
  • the use channel selection unit 115 selects a frequency channel to be used based on the quality value stored in the communication quality storage unit 117.
  • the use channel selection unit 115 extracts a plurality of frequency channels for each time slot, and among the extracted frequency channels, the communication quality is the best among the extracted frequency channels based on the quality value for each frequency channel. Select one frequency channel.
  • the use channel selection unit 115 stores selection information indicating the selected frequency channel, which is information for identifying the hopping pattern in which the selected frequency channel is included.
  • the use channel selection unit 115 can generate two hopping patterns by selecting two use channels for each time slot using Equation (4) shown below.
  • Equation (4) is a value for identifying two hopping patterns to be generated, and takes a value of 0 or 1.
  • the definitions of the symbols in Formula (4) are the same as in Embodiment 1 except for k.
  • the use channel selection unit 115 extracts two frequency channels for each time slot from the frequency channel candidates using Equation (4) to generate two hopping patterns.
  • Equation (4) has a pattern in which s [n] is shifted by eight cells by changing d [k] as compared with the frequency channel selection method of equation (1).
  • the hopping pattern is generated using Equation (4), in the adjacent cells with the number of cells between cells of 1 to 4, there is no duplication of frequency channels, and four remote cells with the number of cells of 5 to 8 between cells. In this case, frequency channel duplication occurs at a rate of once every four times.
  • FIG. 14 is a diagram showing an example of a first pattern of hopping patterns generated by the use channel selection unit 115 shown in FIG.
  • FIG. 15 is a diagram showing an example of a second pattern of the hopping pattern generated by the use channel selection unit 115 shown in FIG.
  • the hopping pattern shown in FIG. 14 and the hopping pattern shown in FIG. 15 are a pair of hopping patterns generated using Equation (4).
  • the cell # 16 has the same hopping pattern as the cell # 0. Focusing on the hopping pattern of cell # 8 in FIG. 14, when only the pattern shown in FIG. 14 is seen, the frequency channel and the frequency channel of time slot # 0 overlap is a cell separated by 16 cells. .
  • frequency channel # 0 is selected in cell # 8
  • the eight remote cells are allowed to overlap frequency channels at a rate of once every four time slots.
  • the number of cells between cells in which frequency channels overlap over all time slots is 16.
  • the number of frequency channel candidates is 16 and two frequency channels are extracted to generate two hopping patterns, generate eight hopping patterns in which the frequency channels do not overlap over all time slots. Can. For this reason, although the same hopping pattern is repeated every eight cells, in the present embodiment, by allowing overlapping of the frequency channel with the remote cell, the frequency channel overlaps in all time slots.
  • the spacing between can be expanded to sixteen.
  • the frequency channel spacing between time slots is constant regardless of the cell number, but the frequency channel spacing between time slots is determined by cell number i as in the first embodiment. You may change it. In this case, as in the first embodiment, the interval between cells in which frequency channels overlap can be further expanded over all time slots.
  • the use channel selection unit 115 selects the frequency channel to be used in each time slot using Equation (5) below to obtain the hopping pattern. Can be generated.
  • Equation (2) is the remainder when the quotient obtained by dividing the cell number i by 16 is further divided by 2 as in the first embodiment. Takes a value of 0 or 1.
  • the spacing d [k, m] of the frequency channel between time slots is expressed by the following equation (6).
  • FIG. 16 is a diagram showing a modification of the first pattern of the hopping pattern generated by the use channel selection unit 115 shown in FIG.
  • FIG. 17 is a diagram showing a modification of the second pattern of the hopping pattern generated by the use channel selection unit 115 shown in FIG.
  • the hopping pattern shown in FIG. 16 and the hopping pattern shown in FIG. 17 are a pair of hopping patterns generated using Expression (5).
  • the cell spacing between cells in which frequency channels overlap in all time slots can be set to 32, which is larger than in the case of using equation (4). be able to.
  • the use channel selection unit 115 of the base station 1B When one frequency channel is selected from the two frequency channels, the use channel selection unit 115 of the base station 1B generates selection information indicating the selected frequency channel and outputs the selection information to the base station control unit 114. The base station control unit 114 transmits the selection information to the mobile station 2B.
  • FIG. 18 shows a configuration of mobile station 2B shown in FIG.
  • the mobile station 2B includes a communication antenna 11, a wireless communication unit 12, a modulation / demodulation unit 113, a communication quality measurement unit 126, a mobile station control unit 124, and a use channel selection unit 125.
  • the functions of the communication antenna 11 and the wireless communication unit 12 are the same as in Embodiment 1, and the functions of the modem unit 113 are the same as the functions of the modem unit 113 of the base station 1B shown in FIG.
  • the mobile station control unit 124 and the use channel selection unit 125 are different from the mobile station control unit 24 and the use channel selection unit 15 in that processing using a quality value indicating communication quality is performed.
  • the communication quality measuring unit 126 measures the quality value indicating the communication quality of the received signal using the received processing result. Specifically, the communication quality measurement unit 126 measures the power value of the received signal and the interference noise power indicating the radio wave environment when communication is not performed. The communication quality measurement unit 126 divides the measured power value by the interference noise power to calculate a signal-to-interference noise power ratio, and sets it as a quality value. The communication quality measurement unit 126 outputs the measured quality value, the measured interference noise power, the measurement position of the quality value, and the used frequency channel to the mobile station control unit 124.
  • the mobile station control unit 124 transmits the quality value output by the communication quality measurement unit 126, the measurement position, and the frequency channel to the base station 1B. Further, upon receiving the selection information and the hopping information from the base station 1B, the mobile station control unit 124 outputs the selection information and the hopping information to the use channel selection unit 125.
  • the use channel selection unit 125 selects a frequency channel selected by the base station 1B for each time slot among the plurality of frequency channels, and outputs the selected frequency channel to the wireless communication unit 12.
  • the use channel selection unit 125 When the selection information and the hopping information are received from the mobile station control unit 124, the use channel selection unit 125 generates a plurality of hopping patterns in the same manner as the use channel selection unit 115, and the frequency channel according to the selection information for each time slot. Choose Such a configuration makes it possible to perform wireless communication using the same frequency channel as that of the base station 1B.
  • the modem unit 113, the base station control unit 114, the used channel selection unit 115, the communication quality measurement unit 116, the communication quality storage unit 117, the mobile station control unit 124, the used channel selection unit 125 and the communication quality measurement unit 126 are processing circuits. is there. This processing circuit may be dedicated hardware or may be a processing circuit using a computer program.
  • the processing circuit When dedicated hardware is used, the processing circuit is the processing circuit 90 shown in FIG. When a computer program is used, the processing circuit is the processing circuit 91 shown in FIG.
  • the functions of the base station 1B and the mobile station 2B may be realized by using a processing circuit 90 which is dedicated hardware and a processing circuit 91 using a computer program in combination.
  • FIG. 19 is a sequence diagram showing an operation of the wireless communication system 20 shown in FIG. 11
  • the wireless communication system 20 comprises a plurality of base stations 1B and a plurality of mobile stations 2B located in the cells of the respective base stations 1B, but for the sake of simplicity here, one base station 1B And one mobile station 2B.
  • the communication quality measurement unit 126 of the mobile station 2B measures the quality value at a constant cycle (step S201).
  • the mobile station 2B transmits the measured quality value to the base station 1B using wireless communication (step S202).
  • the base station control unit 114 of the base station 1B transmits the quality value received from the mobile station 2B to the monitoring device 7 using the wired network 5 (step S203).
  • the communication quality measurement unit 116 of the base station 1B measures the quality value at a constant cycle and outputs the measured quality value to the base station control unit 114 (step S204).
  • the base station control unit 114 of the base station 1B transmits the quality value to the monitoring device 7 using the wired network 5 (step S205).
  • the monitoring device 7 updates the quality value database using the received quality value (step S206).
  • the monitoring device 7 transmits the quality value database to the base station 1B (step S207).
  • the use channel selection unit 115 When the base station 1B stores the quality value database transmitted by the monitoring device 7 in the communication quality storage unit 117, the use channel selection unit 115 generates two frequency channels for each time slot (step S208). Then, the use channel selection unit 115 selects one frequency channel from two frequency channels for each time slot based on the quality value (step S209). The base station 1B generates selection information indicating the frequency channel selected in step S209, and transmits the generated selection information to the mobile station 2B (step S210). The base station 1B can store the selection information, d [k], and s [n] in the broadcast information described in the first embodiment and transmit the information to the mobile station 2B.
  • the use channel selection unit 125 of the mobile station 2B generates two hopping patterns using d [k] and s [n] received from the base station 1B, and uses two selection patterns and two hopping patterns. And one frequency channel is selected for each time slot to generate one hopping pattern (step S211).
  • the configuration shown in the above embodiment shows an example of the contents of the present invention, and can be combined with another known technique, and one of the configurations is possible within the scope of the present invention. Parts can be omitted or changed.
  • wireless communication is performed using the ISM band, but the present invention is not limited to such an example.
  • the techniques of the present invention can be applied to a system using a radio band that may cause interference with other systems.
  • the route 4 is a track
  • the vehicle 3 is a train
  • control information for performing train operation control, speed control, etc. is transmitted from the base station to the mobile station using radio communication.
  • the route 4 may be a road such as an expressway
  • the vehicle 3 may be a car
  • the base station may be a road-vehicle communication system provided in a roadside unit.
  • control information of the vehicle is transmitted using wireless communication as in the above embodiment.
  • the information transmitted from the base station to the mobile station may not be information used for control of the vehicle 3 but may be information simply displayed on a display device mounted on the vehicle 3 or the like.
  • two frequency channels are extracted for each time slot in parallel with the process for performing wireless communication, but the present invention is not limited to this example.
  • Two hopping patterns may be created in advance using the same method as described above, and the used channel selection unit 115 may hold it.
  • the use channel selection unit 115 selects a frequency channel to be used for each time slot from two pre-generated hopping patterns based on the quality value.
  • the use channel selection unit 115 of the base station 1B and the use channel selection unit 125 of the mobile station 2B perform the calculation shown in the above equation (4) or equation (5). It is not necessary to have a circuit for the purpose, and the circuit configuration can be simplified.
  • the base station 1B and the mobile station 2B which are the wireless communication devices according to the second embodiment of the present invention, from the cell used by the wireless communication unit 12 for the wireless communication as in the first embodiment.
  • the adjacent cells within the first cell number having a predetermined number of cells select a frequency channel different from the frequency channel used in the same time slot, and the frequency channel to be selected is the number of frequency channel candidates for the cell spacing. It is allowed that remote cells within the range and larger than the first number of cells overlap with frequency channels used in the same time slot. By using such frequency channels, it is possible to extend the spacing between cells using hopping patterns in which frequency channels used in all time slots overlap, as compared to the case where the frequency channels do not allow overlapping. Therefore, it becomes possible to suppress the interference of radio waves in the system, and it becomes possible to realize stable wireless communication.
  • a frequency channel is selected for each time slot from among the two frequency channels selected as described above, based on the quality value. For this reason, it is possible to select a frequency channel in which the radio wave condition at that time is good. Therefore, the interference of radio waves can be further suppressed, and stable wireless communication can be realized.
  • the frequency channel used in each cell is selected by processing closed only inside the base station 1A and the base station 1B.
  • the frequency channel used in each cell is selected by processing closed only inside the base station 1A and the base station 1B.
  • responses when aggregating train position information or distributing the selected hopping pattern Time is an issue.

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Abstract

無線通信装置（１Ａ，２Ａ）は、予め定められた複数の周波数チャネルの候補から１つの周波数チャネルを時間スロット毎に選択する使用チャネル選択部（１５）と、使用チャネル選択部が選択した周波数チャネルを用いて、無線通信を行う無線通信部（１２）とを備える。使用チャネル選択部（１５）は、無線通信に用いるセルからのセル数が予め定められた第１のセル数以内の近接するセルが同じ時間スロットにおいて使用する周波数チャネルと異なる周波数チャネルを選択し、無線通信に用いるセルからのセル数が周波数チャネルの候補の数以内であって第１のセル数よりも大きい遠隔セルが同じ時間スロットにおいて使用する周波数チャネルと、選択した周波数チャネルとが重複することを許容することを特徴とする。

Description

無線通信装置、無線通信システムおよび無線通信方法
　本発明は、周波数ホッピングを用いる無線通信装置、無線通信システムおよび無線通信方法に関する。
　近年、線路沿いに設置された地上局と列車との間で無線通信を行い、この無線通信を用いて伝送された情報に基づいて、列車の運行制御、速度制御などを行う無線列車制御システムが注目されている。無線列車制御システムでは、電波の利用免許が不要な２．４ＧＨｚのＩＳＭ（Industry－Science－Medical）帯が使用されることが多い。ＩＳＭ帯は、無線ＬＡＮ（Local　Area　Network）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などのシステムによって広く使用されているため、他のシステムの電波との干渉を抑制するためにスペクトラム拡散技術が用いられることがある。スペクトラム拡散技術は、信号を元の信号よりも広い帯域に拡散して通信する技術である。
　特許文献１には、スペクトラム拡散技術の一種である周波数ホッピングを用いる無線通信システムが開示されている。周波数ホッピングは、時間スロット毎に異なる周波数チャネルを使用して無線通信を行う技術である。特許文献１に記載のシステムでは、同じ時間スロットに対応する周波数チャネルが互いに異なる２つのホッピングパターンを準備しておき、電波状況に応じて、使用する周波数チャネルを時間スロット毎に２つのホッピングパターンの中から選択している。
特開２００９－１７１０７８号公報
　しかしながら、全ての時間スロットで同時に用いられる周波数チャネルが重複しないホッピングパターンの数は、用いられる周波数チャネルの候補の数と同じとなる。このため、上記特許文献１に記載の技術によれば、同一のホッピングパターンを用いるセルの間隔は、最大でも周波数チャネルの候補の数となる。上記の無線列車制御システムのように基地局が線路に沿って並べられる場合などは、基地局間の見通しがよいことが多く、他の基地局からの電波の干渉を受ける可能性が高まり、システム内の電波の干渉が増大するという問題があった。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、システム内の電波の干渉を抑制することが可能な無線通信装置を得ることを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる無線通信装置は、予め定められた複数の周波数チャネルの候補から１つの周波数チャネルを時間スロット毎に選択する使用チャネル選択部と、使用チャネル選択部が選択した周波数チャネルを用いて、無線通信を行う無線通信部とを備える。使用チャネル選択部は、無線通信に用いるセルからのセル数が予め定められた第１のセル数以内の近接するセルが同じ時間スロットにおいて使用する周波数チャネルと異なる周波数チャネルを選択し、無線通信に用いるセルからのセル数が周波数チャネルの候補の数以内であって第１のセル数よりも大きい遠隔セルが同じ時間スロットにおいて使用する周波数チャネルと、選択した周波数チャネルとが重複することを許容することを特徴とする。
　本発明にかかる無線通信装置は、システム内の電波の干渉を抑制することが可能であるという効果を奏する。
本発明の実施の形態１にかかる無線通信システムの構成を示す図 図１に示す基地局の機能構成を示す図 図１に示す車両の概略構成を示す図 図１に示す移動局の機能構成を示す図 図１に示す基地局および移動局の機能を実現するための処理回路の構成の第１の例を示す図 図１に示す基地局および移動局の機能を実現するための処理回路の構成の第２の例を示す図 図１に示す無線通信システムの動作を示すシーケンス図 図７に示す動作中に伝送されるフレーム構成を示す図 図１に示す無線通信システムの各基地局への周波数チャネルの割当方法の概念を示す図 図２および図４に示す使用チャネル選択部が生成するホッピングパターンの一例を示す図 本発明の実施の形態２にかかる無線通信システムの構成を示す図 図１１に示す監視装置が生成するデータベースの構成の一例を示す図 図１１に示す基地局の構成を示す図 図１３に示す使用チャネル選択部が生成するホッピングパターンの第１のパターンの一例を示す図 図１３に示す使用チャネル選択部が生成するホッピングパターンの第２のパターンの一例を示す図 図１３に示す使用チャネル選択部が生成するホッピングパターンの第１のパターンの変形例を示す図 図１３に示す使用チャネル選択部が生成するホッピングパターンの第２のパターンの変形例を示す図 図１１に示す移動局の構成を示す図 図１１に示す無線通信システムの動作を示すシーケンス図
　以下に、本発明の実施の形態にかかる無線通信装置、無線通信システムおよび無線通信方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態１．
　図１は、本発明の実施の形態１にかかる無線通信システム１０の構成を示す図である。無線通信システム１０は、基地局１Ａ－１と、基地局１Ａ－２と、移動局２Ａと、有線ネットワーク５と、管理装置６とを有する。
　基地局１Ａ－１および基地局１Ａ－２は、予め定められた経路４に沿って配置される無線通信装置である。以下、基地局１Ａ－１および基地局１Ａ－２のそれぞれを特に区別する必要がない場合、基地局１Ａ－１および基地局１Ａ－２をまとめて基地局１Ａと称する。基地局１Ａが配置される経路４は、線路などである。経路４が線路である場合、車両３は列車となる。また経路４が道路であって、車両３が自動車であってもよい。以下、経路４が線路であり、車両３が列車である場合について説明する。基地局１Ａは、経路４に沿って数十メートルから数百メートルの間隔で設置される。
　移動局２Ａは、車両３に搭載された無線通信装置である。車両３は、経路４に沿って移動する。図１には１台の車両３と１台の移動局２Ａとが示されているが、実際には無線通信システム１０は複数の移動局２Ａを備えている。
　複数の基地局１Ａは、有線ネットワーク５に接続されている。管理装置６は、有線ネットワーク５に接続されており、車両３の運行を管理する。管理装置６は、基地局１Ａと移動局２Ａとの間で行われる無線通信を用いて伝送された情報に基づいて、車両３の運行制御、速度制御などを行う。無線式の列車制御システムは、従来の固定閉塞区間による列車運行制御方式と比較して、軌道回路が不要であるため、導入コストおよびメンテナンスコストを低減することができる。また、固定的な区間に囚われない柔軟な閉塞区間を構築することが可能なため、列車の運行密度を上げることが可能となり、運行コストを低減することができる。
　無線通信システム１０が無線通信に用いる周波数帯域は、電波の利用免許が不要な周波数帯域であり、ＩＳＭ帯などである。ＩＳＭ帯は、上記の通り無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈなど複数のシステムによって利用されている。一般的にセル構成をとる無線通信システムでは、セルの大きさは送信機の送信電力と受信機の受信感度に大きく依存し、セルの端での受信レベルが受信感度付近となるように基地局が配置される。これに対して本実施の形態にかかる基地局１Ａは、他システムからの干渉が多い中でも通信ができるように、基地局１Ａが形成するセルの端部における受信レベルが受信感度よりも高いレベルとなるような間隔で配置することができる。またシステム間の電波の干渉を低減するために、基地局１Ａと移動局２Ａとは周波数ホッピングを用いた無線通信を行い、用いる周波数チャネルを時間スロット毎に切り替える。移動局２Ａは、移動局２Ａが搭載される車両３の現在の位置情報を、無線通信を用いて基地局１Ａに送信している。基地局１Ａは、それぞれの車両３が先行する車両３と衝突せずに安全に停止することができる限界の位置である停止限界位置など、管理装置６が車両３の運行制御、速度制御などのために生成する制御情報を、無線通信を用いて移動局２Ａに伝送する。
　しかしながら、上記の構成によって他システムからの電波の干渉を低減することはできても、基地局１Ａをセルの端部における受信レベルが受信感度よりも高いレベルとなるような間隔で配置した場合には、同じ周波数チャネルを使用するより遠くの基地局１Ａからの電波が干渉として入り込んでくる可能性が高まり、システム内の電波の干渉が生じることがある。また基地局１Ａを線路など見通しのよい経路４に沿って配置するため、同じ周波数チャネルを使用するより遠くの基地局１Ａからの電波が干渉として入り込んでくる可能性が高まる。システム内の電波の干渉を低減するために、全ての時間スロットにおいて同じ周波数チャネルを用いるホッピングパターンが同一の基地局１Ａ同士の間の距離を離すことが望ましい。
　図２は、図１に示す基地局１Ａの機能構成を示す図である。基地局１Ａは、通信アンテナ１１と、無線通信部１２と、変復調部１３と、基地局制御部１４と、使用チャネル選択部１５とを有する。
　通信アンテナ１１は、送信時に無線通信部１２から入力された無線信号を空中に放射するとともに、空中を伝搬してきた無線信号を受信して無線通信部１２に入力する。無線通信部１２は、送信時には変復調部１３から入力されたデジタルで変調された信号をアナログ信号に変換し、キャリア周波数に周波数変換する。無線通信部１２は、受信時には通信アンテナ１１から入力されたアナログ信号をベースバンド帯に周波数変換し、周波数変換したアナログ信号をデジタル信号に変換する無線処理を行う。無線通信部１２は、後述する使用チャネル選択部１５が選択する周波数チャネルを用いて、無線処理を行う。
　変復調部１３は、送信時には送信データに対して符号化処理および変調処理を行い、受信時には受信した信号に対して復調処理および復号処理を行う。基地局制御部１４は、送信時には有線ネットワーク５側からのデータの送信制御を行うと共に、受信時には、受信データを有線ネットワーク５側に出力する制御を行う。使用チャネル選択部１５は、与えられた条件に基づいて、無線通信を行う際に用いる周波数チャネルを時間スロット毎に選択し、選択した周波数チャネルを識別する周波数チャネル番号を無線通信部１２に出力する。使用チャネル選択部１５の詳細な機能は後述する。
　図３は、図１に示す車両３の概略構成を示す図である。車両３は、移動局２Ａと、車上制御装置３１と、位置検出装置３２とを有する。移動局２Ａは、通信アンテナ１１を有する。車上制御装置３１は、移動局２Ａが受信したデータに基づいて、車両３の停止、速度変更など車両３の制御を行う。位置検出装置３２は、車両３の位置を検出する。位置検出装置３２は、一定の時間周期で車両３の位置を検出して位置情報を生成し、生成した位置情報を移動局２Ａに出力することができる。位置検出装置３２は、ＧＰＳ（Global　Positioning　System）受信機を用いて位置情報を取得してもよいし、基地局１Ａから移動局２Ａに伝送された起点位置情報と車軸の回転速度を計測する速度発電機から得られる移動距離とに基づいて車両３の現在位置を計算してもよい。
　図４は、図１に示す移動局２Ａの機能構成を示す図である。以下、基地局１Ａの構成要素と同様の機能を有する構成要素については、同一の符号を付して同様の機能についての説明を省略する。移動局２Ａは、通信アンテナ１１と、無線通信部１２と、変復調部１３と、移動局制御部２４と、使用チャネル選択部１５とを有する。移動局制御部２４は、送信時には位置検出装置３２が出力した位置情報に基づいて送信データを生成して、生成した送信データを変復調部１３に出力する。移動局制御部２４は、受信時には変復調部１３から出力された復調データを車上制御装置３１に出力する。
　次に、基地局１Ａおよび移動局２Ａの機能を実現するためのハードウェア構成について説明する。基地局１Ａおよび移動局２Ａの無線通信部１２は、周波数変換などを行うアナログ回路、アナログデジタルコンバータ、デジタルアナログコンバータなどを用いて構成される。変復調部１３、基地局制御部１４、使用チャネル選択部１５および移動局制御部２４は、処理回路である。この処理回路は、専用のハードウェアであってもよいし、コンピュータプログラムを用いる処理回路であってもよい。
　専用のハードウェアを用いる場合、処理回路は、図５に示す処理回路９０である。図５は、図１に示す基地局１Ａおよび移動局２Ａの機能を実現するための処理回路の構成の第１の例を示す図である。
　処理回路９０は、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application　Specific　Integrated　Circuit）、およびＦＰＧＡ（Field-Programmable　Gate　Array）のいずれか、またはこれらを組み合わせたものである。変復調部１３、基地局制御部１４、使用チャネル選択部１５および移動局制御部２４の機能の一部または全部は、専用のハードウェアである処理回路９０を用いて実現することができる。
　コンピュータプログラムを用いる場合、処理回路は、図６に示す処理回路９１である。図６は、図１に示す基地局１Ａおよび移動局２Ａの機能を実現するための処理回路の構成の第２の例を示す図である。処理回路９１は、プロセッサ９２と、メモリ９３とを備える。
　プロセッサ９２は、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）であり、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＤＳＰ（Digital　Signal　Processor）などとも呼ばれる。
　メモリ９３は、ＲＡＭ（Random　Access　Memory）、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）、フラッシュメモリー、ＥＰＲＯＭ（Erasable　Programmable　ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically　ＥＰＲＯＭ）などの不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスクなどである。
　プロセッサ９２は、メモリ９３に記憶されたコンピュータプログラムを読み出して実行することで、変復調部１３、基地局制御部１４、使用チャネル選択部１５および移動局制御部２４の機能の一部または全部は、プロセッサ９２およびメモリ９３を備える処理回路９１を用いて実現することができる。またメモリ９３は、プロセッサ９２が実行する各処理における一時メモリとしても用いられる。
　続いて、無線通信システム１０の動作について説明する。図７は、図１に示す無線通信システム１０の動作を示すシーケンス図である。図７では、ｎ個の移動局２Ａが基地局１Ａのセル内に位置している状態を想定している。以下、複数の移動局２Ａのそれぞれを区別する場合、移動局２Ａ－１，移動局２Ａ－２，移動局２Ａ－ｎなどと示す。
　管理装置６は、それぞれの車両３の停止限界位置を算出する（ステップＳ１０１）。図７に示す一連の動作は繰り返し実行され、管理装置６は、前回の一連の動作を行うことでそれぞれの車両３の位置情報を移動局２Ａから取得しており、これらの位置情報を用いて停止限界位置を算出する。
　管理装置６は、算出した停止限界位置を基地局１Ａに送信する（ステップＳ１０２）。基地局１Ａの基地局制御部１４は、管理装置６が送信した停止限界位置を受信すると、基地局１Ａのセル内に位置する移動局２Ａの全てに伝達する情報である報知情報を生成して変復調部１３に出力する（ステップＳ１０３）。報知情報は、移動局２Ａがフレームのホッピングパターンを生成するために必要なホッピング情報、フレーム番号、セル番号、それぞれの移動局２Ａに対する時間スロットの割当情報などを含む。
　基地局１Ａの変復調部１３は、変調処理などを行った報知情報を無線通信部１２に出力する。無線通信部１２は、変復調部１３が出力した報知情報を基地局１Ａのセル内に位置する全ての移動局２Ａに送信する（ステップＳ１０４）。このとき基地局１Ａの使用チャネル選択部１５は、前回送信したフレームに含まれる報知情報を用いて移動局２Ａに通知したホッピング情報に基づいて、報知情報を送信するために使用する周波数チャネルを選択する。無線通信部１２は、選択された周波数チャネルを用いて報知情報を送信する。
　基地局１Ａの無線通信部１２が報知情報を送信すると、基地局１Ａの使用チャネル選択部１５および移動局２Ａの使用チャネル選択部１５のそれぞれは、各時間スロットにおいて使用する周波数チャネルを選択してホッピングパターンを生成する（ステップＳ１０５）。このとき移動局２Ａの使用チャネル選択部１５は、基地局１Ａから受信する報知情報に含まれるホッピング情報に基づいて、自身が割り当てられた時間スロットを把握することができる。移動局２Ａの無線通信部１２は、割り当てられた時間スロットにおいて、基地局１Ａが使用する周波数チャネルと同じ周波数チャネルを用いて無線処理を行うことで、基地局１Ａと無線通信することができる。なお、図７のステップＳ１０５はホッピングパターンを生成するステップであり、時間スロット毎に使用する複数の周波数チャネルをまとめて選択することとしているが、本発明はかかる例に限定されない。使用する周波数チャネルの選択は、時間スロット毎に１つずつ行われてもよい。ホッピングパターンを生成する方法の詳細については後述する。
　基地局１Ａの基地局制御部１４は、管理装置６から受信した移動局２Ａが搭載された車両３の停止限界位置をそれぞれ異なる時間スロットを用いてそれぞれの移動局２Ａに送信する（ステップＳ１０６）。具体的には、基地局制御部１４は、報知情報を送信した時間スロットに続く時間スロットを用いて移動局２Ａ－１の停止限界位置＃１を移動局２Ａ－１に送信し、さらに次の時間スロットを用いて移動局２Ａ－２の停止限界位置＃２を移動局２Ａ－２に送信する。同様の処理をｎ番目の移動局２Ａ－ｎの停止限界位置＃ｎを移動局２Ａ－ｎに送信するまで繰り返す。
　停止限界位置の送信に続いて、各移動局２Ａは、自身が割り当てられた時間スロットを用いて、移動局２Ａの現在位置を示す位置情報、つまり各移動局２Ａが搭載された車両３の位置情報を基地局１Ａに送信する（ステップＳ１０７）。具体的には、移動局２Ａ－１は、停止限界位置＃ｎが伝送された時間スロットに続く時間スロットを用いて移動局２Ａ－１の位置情報＃１を基地局１Ａに送信する。移動局２Ａ－２は移動局２Ａ－２の位置情報＃２を基地局１Ａに送信し、同様の処理が移動局２Ａ－ｎが位置情報＃ｎを基地局１Ａに送信するまで繰り返される。基地局１Ａは、それぞれの移動局２Ａから位置情報を受信すると、受信した位置情報を、有線ネットワーク５を介して管理装置６に送信する（ステップＳ１０８）。
　図７に示す動作は、繰り返し実行されるため、ステップＳ１０８において管理装置６に送信された位置情報は、次回の一連の動作におけるステップＳ１０１において管理装置６が停止限界位置を算出する際に用いられる。図７に示す一連の動作は、数百ミリ秒程度の時間周期で実行される。このような構成をとることで、停止限界位置が一定の周期で更新され、列車の運行が可能となる。なんらかの異常によって停止限界位置の更新が途絶えた場合、車上制御装置３１は、停止限界位置の更新が途絶えた時点で車両３を停止させる制御を行う。また移動局２Ａの移動局制御部２４は、車両３が移動して隣接する基地局１Ａのセル内に移動局２Ａが位置するようになると、通信先の基地局１Ａを切り替えるハンドオーバ処理を行う。
　図８は、図７に示す動作中に伝送されるフレーム構成を示す図である。ｎ台の移動局２Ａが基地局１Ａの形成するセル内に位置しているとき、基地局１Ａとｎ台の移動局２Ａとの間で伝送されるｉ番目のフレーム＃ｉは、報知情報＃ｉと、ｎ個の停止限界位置＃１から停止限界位置＃ｎと、ｎ個の位置情報＃１から位置情報＃ｎとを含む。各フレームは、固定時間長の時間スロットから構成される。各フレームの先頭時間スロットには、報知情報が格納される。報知情報、停止限界位置および位置情報は、それぞれ異なる時間スロットを用いて伝送される。
　図９は、図１に示す無線通信システム１０の各基地局１Ａへの周波数チャネルの割当方法の概念を示す図である。図９に示す例では、周波数チャネルの候補の数は１６である。基地局１Ａ－１と基地局１Ａ－２とは、同一の時間スロットで異なる周波数チャネルを使用する。特定の基地局１Ａに着目した場合、時間スロット毎に使用する周波数チャネルを１つずつずらしている。
　全ての時間スロットで他のホッピングパターンと周波数チャネルが重ならないホッピングパターンは、最大で周波数チャネルの候補の数まで生成することができる。つまり、周波数チャネルの候補がｆ０からｆ１５までの１６個である場合、１６個のホッピングパターンを生成することができる。この場合、全ての時間スロットで周波数チャネルが同一のホッピングパターンが割り当てられるセルの間隔は、最大でも１６セルとなる。
　システム構成によっては、基地局１Ａ間の見通しが悪く、セル数が１６個離れた基地局１Ａからの電波からの干渉を受ける可能性が低い場合もある。しかしながら、線路などの経路４に沿って基地局１Ａが配置される本実施の形態においては、より遠くに配置された基地局１Ａからの電波の干渉を受ける可能性があるため、全ての時間スロットで周波数チャネルが同一のホッピングパターンが割り当てられるセルの間隔を拡大することが望ましい。したがって、本実施の形態では、周波数チャネルの候補の数以内のセルにおいて、使用する周波数チャネルが一部重複することを許容して、全ての時間スロットで周波数チャネルが同一のホッピングパターンが割り当てられるセルの間隔を周波数チャネルの候補の数よりも大きくする。
　具体的には、使用チャネル選択部１５は、無線通信部１２が無線通信に用いるセルからのセル数が予め定められた第１のセル数以内の近接セルが同じ時間スロットにおいて使用する周波数チャネルと異なる周波数チャネルを選択する。無線通信部１２が無線通信に用いるセルは、基地局１の使用チャネル選択部１５にとっては、基地局１が形成するセルであり、移動局２Ａの使用チャネル選択部１５にとっては、移動局２Ａの位置をカバーするセルである。このとき使用チャネル選択部１５は、選択する周波数チャネルが、セル間隔が第１のセル数よりも大きく周波数チャネルの候補の数以内の遠隔セルが同じ時間スロットにおいて使用する周波数チャネルと重複することを許容する。
　使用する周波数チャネルを上記のように選択することによって、周波数チャネルの候補の数以内のセルの中でも電波が到達する可能性が高い近接セルとは使用する周波数チャネルが重複しないため電波の干渉を抑制することができる。また、使用する周波数チャネルが重複するセルを、周波数チャネルの候補の数以内のセルの中では電波が到達する可能性が比較的低い遠隔セルとすることで、電波の干渉の発生する可能性を抑制することができる。このとき使用チャネル選択部１５は、遠隔セルが複数存在するように第１のセル数を定めて、複数の遠隔セルと順番に周波数チャネルの重複が生じるように、使用する周波数チャネルを選択する。このように第１のセル数を定めることで、遠隔セルのうちの２つのセルに着目した場合、全ての時間スロットで周波数チャネルが重複しなくなるため、電波の干渉の発生を抑制することが可能になる。
　なお、同一の周波数チャネルを用いる基地局１Ａからの電波が干渉を引き起こした場合であっても情報を正しく伝送するために、複数のフレームに渡って同一の情報を複数回伝送することが望ましい。１つのフレーム内である車両３に割り当てられる時間スロットの位置がフレーム間で同じであったとしても、周波数チャネルの候補の数がフレーム内の時間スロット数と異なれば、同じ車両３に割り当てられる周波数チャネルはフレーム毎に異なる。このように同じ車両３に割り当てられる周波数チャネルがフレーム毎に変化するため、特定の周波数チャネルを用いた通信の品質が低下しているような状況であっても、同じフレームを複数回送信することで、情報を正しく伝送することができる。
　また、図８に示した例では、１つのフレーム当たり、１つの車両３に１つの時間スロットを割り当てることとしたが、本発明はかかる例に限定されない。１つのフレーム内で１つの車両３に複数の時間スロットが割り当てられてもよい。１つのフレーム内で１つの車両３に複数の時間スロットが割り当てられる場合であっても、時間スロット毎に使用する周波数チャネルは変わるため、耐干渉性を向上させることができる。
　図１０は、図２および図４に示す使用チャネル選択部１５が生成するホッピングパターンの一例を示す図である。図１０に示す例では、周波数チャネルの候補の数が１６である。各時間スロットとセルに対応する数字は、周波数チャネルを識別する周波数チャネル番号である。セル＃１６に着目した場合、時間スロット＃０の周波数チャネル＃０および時間スロット＃４の周波数チャネル＃１２は、１６セル離れたセル＃０と重複する。時間スロット＃１の周波数チャネル＃７は１５セル離れたセル＃１と重複する。時間スロット＃２の周波数チャネル＃１４は１４セル離れたセル＃２と重複する。時間スロット＃３の周波数チャネル＃５は１３セル離れたセル＃３と重複する。このように、セル＃１６に割り当てる周波数チャネルと重複する周波数チャネルを割り当てるセルをセル＃０からセル＃３の４つのセルにまとめて、セル＃４からセル＃１５には同じ時間スロットでセル＃１６に割り当てる周波数チャネルと異なる周波数チャネルを割り当てる。
　それぞれのセルに割り当てた周波数チャネルが図１０を用いて説明したようなホッピングパターンを形成するために、使用チャネル選択部１５が周波数チャネルを選択する方法について、次に説明する。
　使用チャネル選択部１５は、次に示す数式（１）を用いて、各時間スロットで使用する周波数チャネルを選択することで、ホッピングパターンを生成することができる。
p[i,j]=mod(j*d[m]+s[n],16)　…（１）
　ここでMはシステム内のセル数であり、Nはフレーム内のスロット数である。この場合、セル番号iは０からＭ－１の値をとり、フレーム内の時間スロット番号jは０からＮ－１の値をとる。mod(A,B)は、ＡをＢで除したときの剰余である。mは、セル番号iを周波数チャネルの候補の数１６で除したときの商をさらに２で除したときの剰余であり、下記の数式（２）で表され、０または１の値をとる。mは、１６セル毎に異なる値をとるため、１６セル離れたホッピングパターンが異なる周波数チャネルを含むものとなる。nは、セル番号iを周波数チャネルの候補の数１６で除したときの剰余であり、下記の数式（３）で表され、０から１５の値のいずれかをとる。nは、セル毎に値をとる。
m=mod(i/16,2)　　…（２）
n=mod(i,16)　　　…（３）
　d[m]は時間スロット間での周波数チャネルの間隔であり、この例ではmの値によって３または７の値をとる。s[n]はセル間のホッピングパターンのオフセットであり、この例ではnの値によって0,4,8,12,1,5,9,13,3,7,11,15,2,6,10および14のいずれか１つの値をとる。
　上記の数式（１）を用いると、使用チャネル選択部１５は、スロット間での周波数チャネルの間隔d[m]が一定の場合、異なるオフセットs[n]間では、同じ時間スロットで異なる周波数チャネルが選択されることになる。またd[m]を周波数チャネルの候補の数分のセル毎に変えることで、周波数チャネルの候補の数だけ離れたセルで異なる周波数チャネルが選択されることになる。
　数式（１）では、周波数チャネルの候補の数１６の剰余をとっているため、d[m]の取り得る値としては１から１５となる。１以外の候補の数の約数を選択した場合、使用されない周波数チャネルが生じて、周波数チャネルの候補の数よりも短い周期でホッピングパターンが繰り返されることになる。したがって、ここではd[m]の値として奇数を用いている。d[m]の組み合わせは、d[m]の異なるセルの間で同じ周波数チャネルが選択される割合に影響を与える。d[m]が３または７をとる場合、その差は４となるため、４つ後の時間スロットでは周波数チャネル１６個分の差となり、数式（１）のように１６で剰余をとった場合、d[0](=3)とd[1](=7)との周波数チャネルの関係は、４つ前の時間スロットと同じになる。つまり、ある時間スロットで周波数チャネルが重複した場合には、４つ後の時間スロットでも重複することになる。
　つまり、d[m]の値の差を４とした場合、セル間での周波数チャネルの重複は、s[n]が４の倍数だけ異なるセル同士で生じる。上記の通り、本実施の形態ではs[n]=(0,4,8,12,1,5,9,13,3,7,11,15,2,6,10,14)であり、値が４の倍数となるものを近接するセルにまとめて配置している。このため、s[0]からs[3]に関しては４つの時間スロット毎に１スロットの割合で周波数チャネルの重複が生じ、s[4]からs[15]に関しては周波数チャネルの重複が生じない。
　上記の例では４つのセルで４つの時間スロット毎に１つの割合で周波数チャネルが重複するが、d[m]の組み合わせを変えることで、８つのセルで８つの時間スロット毎に１つの割合で周波数チャネルが重複するようにしたり、２つのセルで２つの時間スロット毎に１つの割合で周波数チャネルが重複するようにしたりできる。
　無線通信システム１０では、d[m]およびs[n]の値を各基地局１Ａに予め割り当てておき、基地局１Ａの使用チャネル選択部１５は、基地局制御部１４から与えられたd[m]およびs[n]の値を用いて使用する周波数チャネルを時間スロット毎に選択することでホッピングパターンを生成する。このd[m]およびs[n]の値は、上記のホッピング情報に含まれ、各基地局１Ａのセル内に位置する移動局２Ａに伝送される。移動局２Ａの使用チャネル選択部１５は、移動局制御部２４を経由して取得したd[m]およびs[n]の値を用いて使用する周波数チャネルを時間スロット毎に選択することでホッピングパターンを生成する。
　上記の方法を実行することで、図１０に示すようなホッピングパターンを生成することができる。図１０には時間スロット＃０から時間スロット＃１５が示されているが、時間スロット＃１６以上についても同様である。またセル＃０からセル＃３１までが示されているが、セル＃３２ではセル＃０と同一のホッピングパターンが再び使用される。つまり、全ての時間スロットにおいて使用する周波数チャネルが重複するセルの間隔は、３２セルとなり、周波数チャネルの候補の数１６よりも大きくなる。
　なお、フレーム内の時間スロット数と周波数チャネルの候補の数とが倍数関係にある場合、フレーム内の特定の時間スロットに割り当てられる周波数チャネルが複数のフレーム間で重複してしまうため、オフセットを設けてフレーム毎に割り当てられる周波数チャネルをずらすことが望ましい。この場合、複数のフレームに渡って同じ情報を複数回伝送すれば、同じ情報の伝送の全てで周波数チャネルが重複するのは３２セル離れたセルとなる。
　また、d[m]の配列数を増やすことで、全ての時間スロットにおいて使用する周波数チャネルが重複するセルの間隔を上記の例よりも大きくすることが可能になる。
　上記の実施の形態では、無線通信を行うための処理と並行して使用する周波数チャネルの選択を行うこととしたが、本発明はかかる例に限定されない。使用する周波数チャネルを選択するタイミングは、上記の例に限らず、無線通信を開始する前であればよい。上記の方法を用いて予め使用する周波数チャネルを選択してホッピングパターンをテーブルとして保持しておき、使用チャネル選択部１５がテーブルに従って時間スロット毎に周波数チャネルを選択してもよい。予めホッピングパターンのテーブルを生成しておくことで、基地局１Ａおよび移動局２Ａの使用チャネル選択部１５は、上記の数式（１）に示す計算を行うための回路を有する必要がなくなり、回路構成を簡易にすることができる。
　以上説明したように、本発明の実施の形態１にかかる無線通信装置である基地局１Ａおよび移動局２Ａによれば、無線通信部１２が無線通信に用いるセルからのセル数が予め定められた第１のセル数以内の近接するセルが同じ時間スロットにおいて使用する周波数チャネルと異なる周波数チャネルを選択し、選択する周波数チャネルは、セル間隔が周波数チャネルの候補の数以内であって第１のセル数よりも大きい遠隔セルが同じ時間スロットにおいて使用する周波数チャネルと重複することが許容される。このような周波数チャネルが用いられることで、全ての時間スロットにおいて使用する周波数チャネルが重複するホッピングパターンを使用するセルの間隔を周波数チャネルの候補の数よりも大きくすることができる。したがってシステム内の電波の干渉を抑制することが可能になり、安定した無線通信を実現することが可能になる。
実施の形態２．
　図１１は、本発明の実施の形態２にかかる無線通信システム２０の構成を示す図である。無線通信システム２０は、実施の形態１における周波数チャネルの選択方法に加えて、２つのホッピングパターンを生成して、生成した２つのホッピングパターンから時間スロット毎に周波数チャネルを選択する構成を有する。無線通信システム２０は、無線通信システム１０の基地局１Ａの代わりに基地局１Ｂを有し、移動局２Ａの代わりに移動局２Ｂを有する。また無線通信システム２０は、システム内の通信品質の状態を監視する監視装置７を有する。
　なお図１１では２台の基地局１Ｂ－１および基地局１Ｂ－２を示しているが、無線通信システム２０は３台以上の基地局１Ｂを備えることができる。また図１１では１台の車両３と１台の移動局２Ｂとを示しているが、無線通信システム２０は複数の車両３に搭載された複数の移動局２Ｂを備えることができる。
　監視装置７は、有線ネットワーク５に接続されており、有線ネットワーク５を介して基地局１Ｂと通信することができる。基地局１Ｂおよび移動局２Ｂのそれぞれは、通信品質を示す品質値を測定する機能を有しており、監視装置７は、基地局１Ｂおよび移動局２Ｂのそれぞれが測定した品質値を収集して、収集した品質値に基づいてシステム内の通信品質、つまり電波環境の状態を監視する。監視装置７は、通信品質が悪化したことを検知すると、システム管理者に警告を出す。通信品質は、使用する周波数チャネル毎に異なると共に、セル内の測定位置によっても変化する。したがって品質値は使用する周波数チャネルおよびセル内の測定位置と共に管理されることが望ましい。このため基地局１Ｂおよび移動局２Ｂのそれぞれは、品質値を監視装置７に送信する際に、使用した周波数チャネルと測定位置とを監視装置７に送信する。監視装置７は、周波数チャネル毎、測定位置毎の品質値のデータベースを生成して記憶する。
　図１２は、図１１に示す監視装置７が生成するデータベースの構成の一例を示す図である。図１２の横軸はそれぞれの基地局１Ｂのセル内における品質値の測定位置を示し、図１２の縦軸は、周波数チャネルを示す。監視装置７は、受信した品質値と対応づけられた測定位置および周波数チャネルに対応する記憶領域に品質値を格納する。測定位置は、基地局１Ｂのセルを一定の距離で分割したブロックを定義しておき、このブロックを用いて表される。監視装置７は基地局１Ｂ毎に品質値を管理しており、図１２の例では、位置を示すブロックｌ11からｌ1Cは基地局１Ｂ－１の形成するセル内の位置を示しており、ブロックｌ21からｌ2Cは基地局１Ｂ－２の形成するセル内の位置を示している。
　データベースに記憶する品質値は、セル内の測定位置ごとの電波環境つまり通信品質を示すデータであり、信号と雑音の比率である信号対干渉雑音電力比、受信側で誤ったデータを受信する確率であるパケット誤り率などである。
　信号対干渉雑音電力比が用いられる場合、各基地局１Ｂは受信電力を測定し、各移動局２Ｂは受信電力と干渉雑音電力とを測定する。監視装置７は、基地局１Ｂが送信したデータを移動局２Ｂが受信するときの通信品質と、移動局２Ｂが送信したデータを基地局１Ｂが受信するときの通信品質とを監視するために、両者を示す品質値のそれぞれを格納するデータベースを生成することができる。
　監視装置７は、測定毎に品質値の平均化を行いながらデータベースを更新することができる。平均化は、最新の品質値から一定期間内の品質値を用いた移動平均が用いられてもよいし、忘却係数が用いられてもよい。監視装置７は、生成したデータベースに格納された品質値を、それぞれの基地局１Ｂに配信する。具体的には、監視装置７はデータベースから各基地局１Ｂの形成するセル内のブロックに対応付けて記憶された品質値を、ブロックすなわち測定位置および周波数チャネルとの対応づけを保ったまま各基地局１Ｂに配信する。
　図１３は、図１１に示す基地局１Ｂの構成を示す図である。基地局１Ｂは、通信アンテナ１１と、無線通信部１２と、変復調部１１３と、基地局制御部１１４と、使用チャネル選択部１１５と、通信品質測定部１１６と、通信品質記憶部１１７とを有する。
　通信アンテナ１１および無線通信部１２の機能は実施の形態１と同様であるためここでは説明を省略する。変復調部１１３は、変復調部１３と同様の機能を有し、基地局制御部１１４は、基地局制御部１４と同様の機能を有し、使用チャネル選択部１１５は、使用チャネル選択部１５と同様の機能を有する。変復調部１１３、基地局制御部１１４および使用チャネル選択部１１５の機能は、通信品質を示す品質値を用いた処理を行う点が変復調部１３、基地局制御部１４および使用チャネル選択部１５と異なる。
　通信品質測定部１１６は、変復調部１１３から受信信号に対する処理結果を受け取ると、受け取った処理結果を用いて受信信号の通信品質を示す品質値を測定する。具体的には、通信品質測定部１１６は、通信を行っていないときの電波環境を干渉雑音電力として測定すると共に、受信電力の電力値を測定する。通信品質測定部１１６は、測定した受信信号の電力値と、干渉雑音電力とを用いて、信号対干渉雑音電力比を算出する。通信品質測定部１１６は、品質値を測定したときに使用していた周波数チャネルおよび測定位置と共に、測定した品質値を基地局制御部１１４に出力する。測定位置は、品質値を算出するために用いた干渉雑音電力を測定した移動局２Ｂの位置である。
　基地局制御部１１４は、通信品質測定部１１６が出力した品質値、周波数チャネルおよび測定位置を、有線ネットワーク５を介して監視装置７に送信する。基地局制御部１１４は、通信アンテナ１１を介して移動局２Ｂから品質値、周波数チャネルおよび測定位置を受信した場合、受信した品質値を、有線ネットワーク５を介して監視装置７に送信する。
　基地局制御部１１４は、監視装置７がデータベースから配信する測定位置および周波数チャネルと対応付けられた品質値を取得して、取得した品質値を測定位置および周波数チャネルと対応づけた状態で通信品質記憶部１１７に記憶させる。なお、ここでは品質値を監視装置７に集約した後で各基地局１Ｂに配信する構成としたが、本発明はかかる例に限定されない。基地局１Ｂのセル内の測定位置と周波数チャネルとに対応づけられた品質値のデータベースを作成することができればよく、各基地局１Ｂが基地局１Ｂ毎のデータベースを生成して、データベースのコピーを監視装置７に送付してもよい。
　使用チャネル選択部１１５は、通信品質記憶部１１７に記憶された品質値に基づいて、使用する周波数チャネルを選択する。使用チャネル選択部１１５は、時間スロット毎に複数の周波数チャネルを抽出して、抽出した周波数チャネルの中から、周波数チャネル毎の品質値に基づいて、抽出した周波数チャネルのうち最も通信品質が良好な１つの周波数チャネルを選択する。このとき使用チャネル選択部１１５は、選択した周波数チャネルが含まれるホッピングパターンを識別する情報であって、選択した周波数チャネルを示す選択情報を記憶する。
　使用チャネル選択部１１５が時間スロット毎に２つの周波数チャネルを抽出する方法について説明する。使用チャネル選択部１１５は、次に示す数式（４）を用いて、時間スロット毎に２つの使用チャネルを選択することで、２つのホッピングパターンを生成することができる。
p[i,j,k]=mod(j*d[k]+s[mod(n+8*k,16],16)　　…（４）
　ここでkは生成する２つのホッピングパターンを識別する値であり、0または1の値をとる。数式（４）の中の記号の定義は、ｋ以外は実施の形態１と同様である。使用チャネル選択部１１５は、数式（４）を用いて、周波数チャネルの候補の中から時間スロット毎に２つの周波数チャネルを抽出して２つのホッピングパターンを生成する。数式（４）では、数式（１）の周波数チャネル選択方法と比較して、d[k]を変えてs[n]を８セル分ずらしたパターンとなる。数式（４）を用いてホッピングパターンを生成した場合、セル間のセル数が１から４の近接セルでは、周波数チャネルの重複が生じず、セル間のセル数が５から８の４つの遠隔セルでは、４回に１回の割合で周波数チャネルの重複が生じる。
　図１４は、図１３に示す使用チャネル選択部１１５が生成するホッピングパターンの第１のパターンの一例を示す図である。図１５は、図１３に示す使用チャネル選択部１１５が生成するホッピングパターンの第２のパターンの一例を示す図である。図１４に示すホッピングパターンおよび図１５に示すホッピングパターンは、数式（４）を用いて生成される一対のホッピングパターンである。
　図１４および図１５ではセル＃１５までしか示していないが、セル＃１６はセル＃０と同じホッピングパターンとなる。図１４のセル＃８のホッピングパターンに着目した場合、図１４に示すパターンだけを見た場合には、時間スロット＃０の周波数チャネルと周波数チャネルが重複するのは、１６セル離れたセルとなる。またセル＃８において周波数チャネル＃０を選択した場合、セル＃０の周波数チャネルと重複する。このように時間スロット毎に２つのホッピングパターンのいずれを選択した場合であっても、セル間のセル数が１から４の近接セルでは周波数チャネルの重複が生じず、セル間のセル数が５から８の遠隔セルでは４つの時間スロット毎に１回の割合で周波数チャネルの重複が許容される。また、全ての時間スロットに渡って周波数チャネルが重複するセル間のセル数は１６となる。
　通常、周波数チャネルの候補の数が１６であり、２つの周波数チャネルを抽出して２つのホッピングパターンを生成する場合、全ての時間スロットに渡って周波数チャネルが重複しないホッピングパターンは８個生成することができる。このため、８セル毎に同じホッピングパターンを繰り返すことになるが、本実施の形態では遠隔セルとの周波数チャネルの重複を許容することで、全ての時間スロットに渡って周波数チャネルが重複するセルの間の間隔を１６に拡大することができる。
　また、上記の例ではセル番号によらず時間スロット間での周波数チャネルの間隔は一定であることとしたが、実施の形態１と同様にセル番号iによって時間スロット間での周波数チャネルの間隔を変えてもよい。この場合、実施の形態１と同様に、全ての時間スロットに渡って周波数チャネルが重複するセルの間の間隔をさらに拡大することができる。セル番号iによって時間スロット間での周波数チャネルの間隔を変える場合、使用チャネル選択部１１５は、下記の数式（５）を用いて、各時間スロットで使用する周波数チャネルを選択することで、ホッピングパターンを生成することができる。
p[i,j,k]=mod(j*d[k,m]+s[mod(n+8*k,16)],16)　　…（５）
　数式（５）を用いる場合、mは実施の形態１と同様にセル番号iを１６で除したときの商をさらに２で除したときの剰余である、上記の数式（２）で表され、０または１の値をとる。この場合、時間スロット間での周波数チャネルの間隔d[k,m]は下記の数式（６）で表される。
d[k,m]=(d[0,m],d[1,m])＝((3,11),(7,15))　　　…（６）
　図１６は、図１３に示す使用チャネル選択部１１５が生成するホッピングパターンの第１のパターンの変形例を示す図である。図１７は、図１３に示す使用チャネル選択部１１５が生成するホッピングパターンの第２のパターンの変形例を示す図である。図１６に示すホッピングパターンおよび図１７に示すホッピングパターンは、数式（５）を用いて生成される一対のホッピングパターンである。
　図１６および図１７に示す２つのホッピングパターンを用いることで、全ての時間スロットで周波数チャネルが重複するセル間のセル間隔を３２とすることができ、数式（４）を用いる場合よりも拡大することができる。
　基地局１Ｂの使用チャネル選択部１１５は、２つの周波数チャネルの中から１つの周波数チャネルを選択すると、選択した周波数チャネルを示す選択情報を生成して基地局制御部１１４に出力する。基地局制御部１１４は、選択情報を移動局２Ｂに送信する。
　図１８は、図１１に示す移動局２Ｂの構成を示す図である。移動局２Ｂは、通信アンテナ１１と、無線通信部１２と、変復調部１１３と、通信品質測定部１２６と、移動局制御部１２４と、使用チャネル選択部１２５とを有する。
　通信アンテナ１１および無線通信部１２の機能は実施の形態１と同様であり、変復調部１１３の機能は図１３に示す基地局１Ｂの変復調部１１３の機能と同様である。移動局制御部１２４および使用チャネル選択部１２５は、通信品質を示す品質値を用いた処理を行う点が移動局制御部２４および使用チャネル選択部１５と異なる。
　通信品質測定部１２６は、変復調部１１３から受信信号に対する処理結果を受け取ると、受け取った処理結果を用いて受信信号の通信品質を示す品質値を測定する。具体的には、通信品質測定部１２６は、受信信号の電力値と、通信を行っていないときの電波環境を示す干渉雑音電力とを測定する。通信品質測定部１２６は、測定した電力値を干渉雑音電力で除して信号対干渉雑音電力比を算出し、品質値とする。通信品質測定部１２６は、測定した品質値と、測定した干渉雑音電力と、品質値の測定位置と、使用した周波数チャネルとを移動局制御部１２４に出力する。
　移動局制御部１２４は、通信品質測定部１２６が出力した品質値と、測定位置と、周波数チャネルとを基地局１Ｂに送信する。また移動局制御部１２４は、基地局１Ｂから選択情報とホッピング情報とを受信すると、使用チャネル選択部１２５に出力する。
　使用チャネル選択部１２５は、複数の周波数チャネルのうち、時間スロット毎に基地局１Ｂが選択した周波数チャネルを選択して無線通信部１２に出力する。使用チャネル選択部１２５は、移動局制御部１２４から選択情報とホッピング情報とを受信すると、使用チャネル選択部１１５と同様の方法で複数のホッピングパターンを生成し、時間スロット毎に選択情報に従って周波数チャネルを選択する。このような構成によって、基地局１Ｂと同じ周波数チャネルを用いて無線通信を行うことが可能になる。
　図１３に示す基地局１Ｂおよび図１８に示す移動局２Ｂの機能を実現するためのハードウェア構成について説明する。変復調部１１３、基地局制御部１１４、使用チャネル選択部１１５、通信品質測定部１１６、通信品質記憶部１１７、移動局制御部１２４、使用チャネル選択部１２５および通信品質測定部１２６は、処理回路である。この処理回路は、専用のハードウェアであってもよいし、コンピュータプログラムを用いる処理回路であってもよい。
　専用のハードウェアを用いる場合、処理回路は、図５に示す処理回路９０である。コンピュータプログラムを用いる場合、処理回路は、図６に示す処理回路９１である。基地局１Ｂおよび移動局２Ｂの機能は、専用のハードウェアである処理回路９０とコンピュータプログラムを用いる処理回路９１とを組み合わせて用いることで実現してもよい。
　続いて、図１１に示す無線通信システム２０の動作を説明する。図１９は、図１１に示す無線通信システム２０の動作を示すシーケンス図である。
　なお、基地局１Ｂ、移動局２Ｂ及び管理装置６の間において位置情報および停止限界位置を伝送する動作については実施の形態１と同様であるためここでは説明を省略し、実施の形態１と異なる点を主に説明する。また以下の説明中において、動作の詳細を上述している場合、ここでは説明を省略する。実際には、無線通信システム２０は複数台の基地局１Ｂと、それぞれの基地局１Ｂのセル内に位置する複数の移動局２Ｂとを備えるが、ここでは簡単のため、１台の基地局１Ｂと１台の移動局２Ｂとを示す。
　移動局２Ｂの通信品質測定部１２６は、一定の周期で品質値を測定する（ステップＳ２０１）。移動局２Ｂは、測定した品質値を、無線通信を用いて基地局１Ｂに送信する（ステップＳ２０２）。基地局１Ｂの基地局制御部１１４は、移動局２Ｂから受信した品質値を、有線ネットワーク５を用いて監視装置７に送信する（ステップＳ２０３）。
　基地局１Ｂの通信品質測定部１１６は、一定の周期で品質値を測定して測定した品質値を基地局制御部１１４に出力する（ステップＳ２０４）。基地局１Ｂの基地局制御部１１４は、有線ネットワーク５を用いて品質値を監視装置７に送信する（ステップＳ２０５）。
　監視装置７は、受信した品質値を用いて、品質値データベースを更新する（ステップＳ２０６）。監視装置７は、品質値データベースを基地局１Ｂに送信する（ステップＳ２０７）。
　基地局１Ｂは、監視装置７が送信した品質値データベースを通信品質記憶部１１７に記憶すると、使用チャネル選択部１１５は、時間スロット毎に２つの周波数チャネルを生成する（ステップＳ２０８）。そして、使用チャネル選択部１１５は、２つの周波数チャネルから１つの周波数チャネルを、品質値に基づいて、時間スロット毎に選択する（ステップＳ２０９）。基地局１Ｂは、ステップＳ２０９で選択した周波数チャネルを示す選択情報を生成して、生成した選択情報を移動局２Ｂに送信する（ステップＳ２１０）。基地局１Ｂは、選択情報と、d[k]と、s[n]とを、実施の形態１で説明した報知情報に格納して移動局２Ｂに送信することができる。
　移動局２Ｂの使用チャネル選択部１２５は、基地局１Ｂから受信したd[k]と、s[n]とを用いて、２つのホッピングパターンを生成して、選択情報を用いて２つのホッピングパターンから時間スロット毎に１つの周波数チャネルを選択して１つのホッピングパターンを生成する（ステップＳ２１１）。
　以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
　例えば、上記の実施の形態では、無線通信はＩＳＭ帯を用いて行うこととしたが、本発明はかかる例に限定されない。他のシステムと干渉が生じうる無線帯域を用いるシステムに対して、本発明の技術を適用することができる。
　また、上記の実施の形態では、経路４が線路であって、車両３が列車であり、列車の運行制御、速度制御などを行うための制御情報を基地局から移動局に無線通信を用いて伝送する無線列車制御システムについて説明したが、本発明はかかる例に限定されない。経路４が高速道路などの道路であって車両３が自動車であり、基地局が路側機に備えられた路車間通信システムであってもよい。自動車が自動運転機能を備える場合、上記の実施の形態と同様に自動車の制御情報が無線通信を用いて伝送される。或いは、基地局から移動局に伝送される情報が車両３の制御に用いられる情報でなく単純に車両３の搭載する表示装置などに表示される情報であってもよい。
　上記の実施の形態２では、無線通信を行うための処理と並行して、時間スロット毎に２つの周波数チャネルを抽出することとしたが、本発明はかかる例に限定されない。上記と同様の方法を用いて、２つのホッピングパターンを予め作成しておき、使用チャネル選択部１１５が保持しておいてもよい。この場合、使用チャネル選択部１１５は、品質値に基づいて、予め生成された２つのホッピングパターンの中から時間スロット毎に使用する周波数チャネルを選択する。予めホッピングパターンのテーブルを生成しておくことで、基地局１Ｂの使用チャネル選択部１１５および移動局２Ｂの使用チャネル選択部１２５は、上記の数式（４）または数式（５）に示す計算を行うための回路を有する必要がなくなり、回路構成を簡易にすることができる。
　以上説明したように、本発明の実施の形態２にかかる無線通信装置である基地局１Ｂおよび移動局２Ｂによれば、実施の形態１と同様に、無線通信部１２が無線通信に用いるセルからのセル数が予め定められた第１のセル数以内の近接するセルが同じ時間スロットにおいて使用する周波数チャネルと異なる周波数チャネルを選択し、選択する周波数チャネルは、セル間隔が周波数チャネルの候補の数以内であって第１のセル数よりも大きい遠隔セルが同じ時間スロットにおいて使用する周波数チャネルと重複することが許容される。このような周波数チャネルが用いられることで、全ての時間スロットにおいて使用する周波数チャネルが重複するホッピングパターンを使用するセルの間隔を周波数チャネルの重複を許容しない場合よりも拡大することができる。したがってシステム内の電波の干渉を抑制することが可能になり、安定した無線通信を実現することが可能になる。
　また基地局１Ｂおよび移動局２Ｂによれば、上記のように選択された２つの周波数チャネルの中から、品質値に基づいて、時間スロット毎に周波数チャネルが選択される。このため、その時々の電波状況が良好な周波数チャネルを選択することができる。したがって、電波の干渉をさらに抑制することが可能になり、安定した無線通信を実現することが可能になる。
　また上記の実施の形態１および実施の形態２では、各セルで使用する周波数チャネルは、基地局１Ａおよび基地局１Ｂの内部だけで閉じた処理によって、選択される。システム内の１つの装置で、システムが備える複数の基地局１Ａおよび基地局１Ｂが使用する周波数チャネルを選択する場合には、列車位置情報を集約したり、選択したホッピングパターンを配信する際の応答時間が問題となる。これに対して本実施の形態１および実施の形態２では、周波数チャネルを選択するために複数の装置間で大量のデータを送受信する必要がない。このため、応答時間を考慮する必要がなく、周波数チャネルを切り替える際の即応性が向上する。
　１Ａ，１Ａ－１，１Ａ－２，１Ｂ，１Ｂ－１，１Ｂ－２　基地局、２Ａ，２Ａ－１，２Ａ－２，２Ａ－ｎ，２Ｂ　移動局、３　車両、４　経路、５　有線ネットワーク、６　管理装置、７　監視装置、１０，２０　無線通信システム、１１　通信アンテナ、１２　無線通信部、１３，１１３　変復調部、１４，１１４　基地局制御部、１５，１１５，１２５　使用チャネル選択部、２４，１２４　移動局制御部、３１　車上制御装置、３２　位置検出装置、９０，９１　処理回路、９２　プロセッサ、９３　メモリ、１１６，１２６　通信品質測定部、１１７　通信品質記憶部。

Claims (12)

  1. 　予め定められた複数の周波数チャネルの候補から１つの周波数チャネルを時間スロット毎に選択する使用チャネル選択部と、
    　前記使用チャネル選択部が選択した前記周波数チャネルを用いて、無線通信を行う無線通信部と、
    　を備え、
    　前記使用チャネル選択部は、前記無線通信に用いるセルからのセル数が予め定められた第１のセル数以内の近接するセルが同じ時間スロットにおいて使用する周波数チャネルと異なる周波数チャネルを選択し、前記無線通信に用いるセルからのセル数が前記周波数チャネルの候補の数以内であって前記第１のセル数よりも大きい遠隔セルが同じ時間スロットにおいて使用する前記周波数チャネルと、選択した前記周波数チャネルとが重複することを許容することを特徴とする無線通信装置。
  2. 　前記無線通信部が前記無線通信に用いるセルと、全ての時間スロットにおいて同一の前記周波数チャネルを用いるセルとの間のセル数は、前記周波数チャネルの候補の数よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
  3. 　前記使用チャネル選択部は、前記時間スロット間の周波数チャネルの間隔と、セル間のオフセットとを用いて、使用する前記周波数チャネルを決定することを特徴とする請求項１または２に記載の無線通信装置。
  4. 　前記使用チャネル選択部は、異なる２つの前記時間スロット間の周波数チャネルの間隔と、セル間のオフセットとを用いて、前記時間スロット毎に複数の前記周波数チャネルを抽出し、前記周波数チャネル毎の通信品質を示す品質値に基づいて、前記複数の周波数チャネルのうちの１つを選択することを特徴とする請求項３に記載の無線通信装置。
  5. 　前記無線通信装置は、予め定められた経路に沿って設置され、前記セルを形成する複数の基地局のいずれか１つ、または前記経路に沿って移動する移動局であり、前記無線通信は前記基地局と、当該基地局が形成するセル内に位置する前記移動局との間で行われることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の無線通信装置。
  6. 　前記無線通信装置は前記基地局であって、
    　前記使用チャネル選択部は、予め前記基地局毎に割り当てられた前記時間スロット間の周波数チャネルの間隔と、セル間のオフセットとを用いて、使用する前記周波数チャネルを選択することを特徴とする請求項５に記載の無線通信装置。
  7. 　前記無線通信装置は前記移動局であって、
    　前記使用チャネル選択部は、前記無線通信の相手装置である前記基地局から予め前記基地局毎に割り当てられた前記時間スロット間の周波数チャネルの間隔と、セル間のオフセットとを取得し、取得した前記時間スロット間の周波数チャネルの間隔と前記セル間のオフセットとを用いて、使用する前記周波数チャネルを選択することを特徴とする請求項５に記載の無線通信装置。
  8. 　前記無線通信装置は、前記セルを形成する基地局であって、
    　前記無線通信部は、前記使用チャネル選択部が前記時間スロット毎に選択した前記周波数チャネルを示す選択情報を前記基地局が形成する前記セル内に位置する移動局に通知することを特徴とする請求項４に記載の無線通信装置。
  9. 　前記経路は線路であって、前記移動局は前記線路上を走行する列車に搭載されることを特徴とする請求項５に記載の無線通信装置。
  10. 　前記使用チャネル選択部は、前記時間スロット毎に使用する周波数チャネルを定めたホッピングパターンのテーブルを有しており、当該テーブルに従って使用する前記周波数チャネルを選択することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
  11. 　予め定められた経路に沿って配置される基地局と、前記基地局が形成するセル内に位置し、前記経路に沿って移動する移動局とを備え、
    　前記基地局と前記移動局との間で、複数の周波数チャネルの候補の中から時間スロット毎に使用する周波数チャネルを切り替えて無線通信を行い、
    　前記基地局および前記移動局のそれぞれは、前記無線通信に用いるセルからのセル数が予め定められた第１のセル数以内の近接するセルが同じ時間スロットにおいて使用する周波数チャネルと異なる周波数チャネルを選択し、前記無線通信に用いるセルからのセル数が前記周波数チャネルの候補の数以内であって前記第１のセル数よりも大きい遠隔セルが同じ時間スロットにおいて使用する前記周波数チャネルと、選択した前記周波数チャネルとが重複することを許容することを特徴とする無線通信システム。
  12. 　予め定められた経路に沿って配置される基地局と、前記基地局が形成するセル内に位置し、前記経路に沿って移動する移動局との間で、複数の周波数チャネルの候補の中から時間スロット毎に使用する周波数チャネルを切り替えて無線通信を行う無線通信方法であって、
    　前記基地局および前記移動局のそれぞれは、前記無線通信に用いるセルからのセル数が予め定められた第１のセル数以内の近接するセルが同じ時間スロットにおいて使用する周波数チャネルと異なる周波数チャネルを選択し、前記無線通信に用いるセルからのセル数が前記周波数チャネルの候補の数以内であって前記第１のセル数よりも大きい遠隔セルが同じ時間スロットにおいて使用する前記周波数チャネルと、選択した前記周波数チャネルとが重複することを許容することを特徴とする無線通信方法。
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