車両搭載装置
【課題】 高い通信品質を得ると共に、無線通信システムの簡略化およびその簡略化に伴う設置および運用の低コスト化を実現する車上無線装置を提供する。
【解決手段】 指向性が可変な指向性アンテナ２２と、軌道に沿って設置された地上無線装置の設置位置とこの設置位置に設置された地上無線装置から送信される電波の到来方向に指向性アンテナ２２の指向性を対向させるためのアンテナ角度を有するアンテナ制御情報を保管した記憶部２４と、走行中の車両の現在位置と地上無線装置の設置位置から、これから無線通信を行う地上無線装置のアンテナ角度をアンテナ制御情報から取得して、指向性アンテナの指向性を取得したアンテナ角度に向けるアンテナ指向性制御部２８を備えたことを特徴とする。
【解決手段】 指向性が可変な指向性アンテナ２２と、軌道に沿って設置された地上無線装置の設置位置とこの設置位置に設置された地上無線装置から送信される電波の到来方向に指向性アンテナ２２の指向性を対向させるためのアンテナ角度を有するアンテナ制御情報を保管した記憶部２４と、走行中の車両の現在位置と地上無線装置の設置位置から、これから無線通信を行う地上無線装置のアンテナ角度をアンテナ制御情報から取得して、指向性アンテナの指向性を取得したアンテナ角度に向けるアンテナ指向性制御部２８を備えたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軌道を走行する車両に搭載される車両搭載装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両無線通信は、車両に搭載された車上無線装置と地上に設置された地上無線装置の間で、車両運行情報やＣＭ等のコンテンツ情報の送受信並びに電話等の音声通話の提供を行うものである。
【０００３】
このような軌道を走行する車両と地上との間で無線通信を行うものとしては、車両（列車）の走行中に、地上に設置する地上無線装置と車両に搭載される車上無線装置を通信可能にするために、地上無線装置の指向性アンテナと車上無線装置の指向性アンテナのアンテナ方向を共に制御し、地上無線装置の指向性アンテナと車上無線装置の指向性アンテナが対向するようにして、無線通信を行うものがある。（例えば、特許文献１参照）
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３３５４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来より、車両無線通信においては、送受信するデータの大容量化に伴い、ミリ波のような非常に指向性が強い電波が用いられるようになっている。そのため、無線の送受信においては、地上無線装置の指向性アンテナと車上無線装置の指向性アンテナにおける電波の指向方向を高度に対向させなければならない。
【０００６】
特許文献１に示す方法は、地上無線装置の指向性アンテナと車上無線装置の指向性アンテナを、地上無線装置と車上無線装置に保管された内部データに基づいて、互いの指向性アンテナの指向方向が対向するように動作させるものである。しかしながら、この方法では、特に軌道に沿って数多く設置される地上無線装置全てに、指向性アンテナの指向方向を制御する制御機構を備えなければならない。そのため、通信品質を維持するためのメンテナンス費用や、地上無線装置および車上無線装置から構成される無線通信システムの設置費用が過大になるなどの問題があった。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解消するためになされたもので、地上無線装置の指向性アンテナを固定にしても、地上無線装置の指向性アンテナと車上無線装置の指向性アンテナの指向方向が正確に対向するように、車上無線装置の指向性アンテナの指向方向を可変にして、高い通信品質を得ると共に、無線通信システムの簡略化およびその簡略化に伴う設置および運用の低コスト化を実現する車上無線装置を得ることを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る車両搭載装置は、軌道を走行する車両に搭載される指向性アンテナと、指向性アンテナで受信した電波を情報に変換する送受信部と、始発駅からの車両の走行距離を管理する車両情報管理装置と、始発駅からの走行距離で管理される通信エリアと指向性アンテナの設定角度とを関連付けたアンテナ制御情報を保管した記憶部と、車両情報管理装置で管理される走行距離と記憶部に保管されたアンテナ制御情報とを比較し、指向性アンテナの角度制御情報を出力するアンテナ指向方向制御部とを備えていて、アンテナ制御情報は通信エリアの開始位置と終了位置を含み、指向性アンテナの指向方向はアンテナ指向方向制御部が出力する角度制御情報に基づいて制御されるものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、指向方向が固定された地上無線装置の指向性アンテナから送信される電波の到来方向に、車上無線装置の指向性アンテナの指向性が向くようにして車上無線装置を構成したので、高い通信品質を得ると共に、無線通信システムの簡略化およびその簡略化に伴う設置および運用の低コスト化を実現する車上無線装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施の形態１
この発明の実施の形態１について、図１〜図４を参照して説明する。この実施の形態１は、車両が駅で停車中に、車両に搭載された車上無線装置と駅などの地上に設置された地上無線装置の間で無線通信を行うものである。以下、この実施の形態１を一実施例に基づいて説明する。
【００１１】
図１は、この発明の実施の形態１に係る車両無線通信システムを示す説明図である。
【００１２】
図１において、車両１は、始発駅２から出発して、軌道３を移動方向Ａの方向に走行し、駅４，５，６に順次停車後、終着駅７に到着する。始発駅から終着駅に至るまでの各駅２，４〜７には、運転席などがある車両の先頭部に設置された車上無線装置８と無線通信するための地上無線装置９〜１３が設置されている。この地上無線装置９〜１３は、通常、地形状などに合わせて、設置場所が制限される。そして車上無線装置８は、最良の受信状態を得るように、地上無線装置９〜１３の指向性アンテナから送信される電波に対して、車上無線装置８の指向性アンテナの指向方向が対向するように制御される。図１には、車上無線装置８の指向性アンテナの指向方向と各駅２，４〜７に設置された地上無線装置９〜１３の指向性アンテナの指向方向がそれぞれ互いに対向して無線通信可能な状態を示す。図１には、８ａで車上無線装置８の指向性アンテナの電波の指向方向を示し、９ａ，１０ａ，１１ａ，１２ａ，１３ａで各駅２，４〜７に設置された地上無線装置９〜１３の指向性アンテナの電波の指向方向を示している。
【００１３】
図２は、この発明の実施の形態１に係る車上無線装置を含むブロック構成図である。
【００１４】
図２において、水平（Ｌ，Ｒ）方向および垂直（Ｕ，Ｄ）方向に動作可能な可動部２１は、地上無線装置９〜１３からの電波を受信する指向性のアンテナ２２と受信した電波を所定の情報に変換する送受信部２３を備えている。記憶部２４は、地上無線装置９〜１３の指向性アンテナ（無図示）に車上無線装置８の指向性アンテナ２２の指向方向を対向させて、無線通信を行うためのアンテナ制御情報（後述）を保管しておくものである。この記憶部２４に保管されるアンテナ制御情報は、通常、運行前に入力端末２５より入力端末インターフェース部２６を介して入力される。車両情報管理装置２７は、車両１に搭載され車両の運行管理や状態管理を行うものであり、その管理項目の一つに、始発駅２からの車両の走行距離をキロ呈として管理する走行位置情報がある。アンテナ指向方向制御部２８は、車両情報管理装置２７からの走行位置情報と記憶部２４に保管されたアンテナ制御情報を比較し、地上無線装置９〜１３の中から、対応する地上無線装置のアンテナ角度のデータを取得して、指向性アンテナ２２の指向方向を、この取得したアンテナ角度に動作させる角度制御情報を可動部２１に出力する。またアンテナ指向方向制御部２７は、指向性アンテナ２２で受信した電波をモニターし、その受信電力が最も強くなるように、可動部２１にアンテナ２２の指向方向を修正するための角度制御情報を出力する。通信装置２９は、コンテンツなどのデータの保管や配信を行うものである。
【００１５】
図３は、記憶部２４に保管されるアンテナ制御情報を示す説明図である。
【００１６】
図３において、アンテナ制御情報３４はリスト形式で保管され、順に通信エリア３５、通信エリア位置３６およびアンテナ角度３７の情報で構成され、更に、通信エリア位置３６は、開始位置と終了位置の情報で構成され、アンテナ角度３７は、水平方向と垂直方向の情報で構成されている。
【００１７】
通信エリア３５は、駅２，４〜７に設置された各地上無線装置９〜１３毎に割当てたもので、それぞれＩＤ番号が割当てられる。ここでは、地上無線装置９はＩＤ番号１に、地上無線装置１０はＩＤ番号２に、地上無線装置１１はＩＤ番号３に、地上無線装置１２はＩＤ番号４に、地上無線装置７はＩＤ番号５に設定している。
【００１８】
通信エリア位置３６は、ＩＤ番号１〜５で管理された地上無線装置９〜１３の通信可能範囲を、開始位置および終了位置として、車両情報管理装置２７が管理する走行位置情報であるキロ呈で管理している。ここでは、ＩＤ番号１は開始位置が０ｍ、終了位置が１００ｍに、ＩＤ番号２は開始位置が９００ｍ、終了位置が１０００ｍに、ＩＤ番号３は開始位置が２１００ｍ、終了位置が２２００ｍに、ＩＤ番号４は開始位置が４２００ｍ、終了位置が４３００ｍに、ＩＤ番号５は開始位置が１５０００ｍ、終了位置が１５１００ｍに設定している。
【００１９】
アンテナ角度３７は、ＩＤ番号１〜５で管理された地上無線装置９〜１３に対応して設定されるものであり、地上無線装置９〜１３から送信される電波に対して、車上無線装置８の指向性アンテナ２２の指向方向を対向させて、無線通信が可能になるように、指向性アンテナ２２の水平方向（図２におけるＲ，Ｌ方向）および垂直方向（図２におけるＵ，Ｄ方向）の角度を設定している。ここでは、アンテナ角度３７は、水平方向が、Ｒ側をプラス（＋）、Ｌ側をマイナス（−）とし、垂直方向が、Ｕ側をプラス（＋）、Ｄ側をマイナス（−）とし、アンテナ角度３７として、ＩＤ番号１は水平方向−１５度，垂直方向＋５度に、ＩＤ番号２は水平方向＋３０度，垂直方向−１０度に、ＩＤ番号３は水平方向−２３度，垂直方向＋１０度に、ＩＤ番号４は水平方向＋３４度，垂直方向＋６度に、ＩＤ番号５は水平方向−１５度，垂直方向０度に設定している。
【００２０】
次に動作について、図１〜図３及び図４に示す車上無線装置の動作のフローチャートを参照し説明する。
【００２１】
まず車両１は、運行開始前に始発駅２に入線し所定の位置で停車する。この時、車上無線装置８は、地上無線装置９に対応した通信エリア３５のＩＤ番号１の通信エリア位置３６（開始位置０ｍ，終了位置１００ｍ）の範囲にある。そして、運行する路線に係るアンテナ制御情報３４を、入力端末２５から入力端末インターフェース部２６を介して記憶部２４に入力し保管する。（ステップ１）
【００２２】
次に、車上無線装置８のアンテナ指向方向制御部２８は、記憶部２４から、地上無線装置９に対応した通信エリア３５のＩＤ番号１のアンテナ角度３７（水平方向−１５度，垂直方向＋５度）を取得し、可動部２１に角度制御情報を出力する。可動部２１は、この角度制御情報に基づいて、指向性アンテナ２２が水平方向−１５度および垂直方向＋５度を指向するように動作する。これにより、車両１が駅２に停車中に、地上無線装置９の指向性アンテナと車上無線装置８の指向性アンテナ２２の指向方向は対向し、無線通信が可能になる。（ステップ２）
【００２３】
以上の動作でも、地上無線装置９と車上無線装置８の間で無線通信は可能であるが、より通信品質を向上させるために、地上無線装置９の指向性アンテナと車上無線装置８の指向性アンテナ２２の指向方向が正確に対向するように、車上無線装置８のアンテナ２２の指向方向を修正する。
【００２４】
ここでは、地上無線装置９の指向性アンテナから送信される電波を車上無線装置８の指向性アンテナ２２で受信し、送受信部２３から得られる受信電力をアンテナ指向方向制御部２８でモニターする。アンテナ指向方向制御部２８は、モニター中の受信電力が最も強くなるように、例えばＳ／Ｎ比が最も大きくなるように、可動部２１を動作させて、車上無線装置８の指向性アンテナ２２の方向を修正する。これにより、車上無線装置８の指向性アンテナ２２と地上無線装置９の指向性アンテナの指向方向は正確に対向する。（ステップ３）
【００２５】
そして車上無線装置８の指向性アンテナ２２と地上無線装置９の指向性アンテナの指向方向が正確に対向した状態で、地上無線装置９と車上無線装置８の間で無線通信を行う。（ステップ４）
【００２６】
この無線通信により、例えば地上無線装置８から車上無線装置に送信されたコンテンツなどのデータは、送受信部２３を介して乗客に配信可能なデータに変換され、通信装置２９に保管された後、適宜乗客に配信される。
【００２７】
なお、以上の説明では、車両１が始発駅２に停車中に、アンテナ制御情報３４を記憶部２４に保管するようにしたが、始発駅２に入線中または車両基地において、アンテナ制御情報３４を記憶部２４に保管するようにしてもよい。この場合、地上無線装置９に対応したＩＤ番号１の通信エリア位置３６の開始位置０ｍに進入する前に、ＩＤ番号１のアンテナ角度３７（水平方向−１５度，垂直方向＋５度）を取得し、この方向に指向性アンテナ２２を動作させておく。
【００２８】
始発駅２を出発した車両１は、次の停車駅である駅４に向かう。車両１に搭載された車上無線装置８は、地上無線装置９からの受信電波を受けない位置、即ち車両情報管理装置２７から得られる距離（キロ呈）としての走行位置情報が、アンテナ制御情報３４の通信エリア３５のＩＤ番号１に対応した通信エリア位置３６の終了位置の１００ｍを越えるとと、地上無線装置９の通信エリア３５を抜けたと判断する。（ステップ５）
【００２９】
車両１は、地上無線装置９と地上無線装置１０の通信エリア間を走行中に、車上無線装置８のアンテナ指向方向制御部２８が、記憶部２４から、地上無線装置１０に対応した通信エリア３４のＩＤ番号２のアンテナ角度３７（水平方向＋３０度，垂直方向−１０度）を取得し、可動部２１に角度制御情報を出力する。可動部２１は、この角度制御情報に基づいて、指向性アンテナ２２が水平方向＋３０度および垂直方向−１０度を指向するように動作する。これにより、車両１が駅４に停車中に、地上無線装置１０の指向性アンテナと車上無線装置８の指向性アンテナ２２の指向方向は対向し、無線通信が可能になる。（ステップ６）
【００３０】
以上の動作でも、地上無線装置１０と車上無線装置８の間で無線通信は可能であるが、より通信品質を向上させるために、地上無線装置９の指向性アンテナと車上無線装置８の指向性アンテナ２２の指向性が正確に対向するように、車上無線装置８のアンテナ２２の指向方向を修正する。
【００３１】
ここでは、地上無線装置１０の指向性アンテナから送信される電波を、車上無線装置８の指向性アンテナ２２で受信し、送受信部２３から得られる受信電力をアンテナ指向方向制御部２８でモニターする。アンテナ指向方向制御部２８は、モニター中の受信電力が最も強くなるように、例えばＳ／Ｎ比が最も大きくなるように、可動部２１を動作させて、車上無線装置８の指向性アンテナ２２の方向を修正する。これにより、車上無線装置８の指向性アンテナ２２と地上無線装置９の指向性アンテナの指向方向は正確に対向する。（ステップ７）
【００３２】
そして車上無線装置８の指向性アンテナ２２と地上無線装置１０の指向性アンテナの指向方向が正確に対向した状態で、地上無線装置１０と車上無線装置８の間で無線通信を行う。（ステップ８）
【００３３】
この無線通信により、例えば地上無線装置８から車上無線装置に送信されたコンテンツなどのデータは、送受信部２３を介して乗客に配信可能なデータに変換され、通信装置２９に保管された後、適宜乗客に配信される。
【００３４】
その後、車両１は、駅４を出発し、駅５，６に順次停車した後、終着駅７に到着する。この各駅５〜７においても、車上無線装置８の指向性アンテナ２２は、地上無線機１１〜１３の指向性アンテナに指向方向が対向するように動作するのであるが、その動作はステップ５〜８の動作と同じであるため、説明は省略する。
【００３５】
この実施の形態１によれば、車両に設置される車上無線装置の記憶部に、各駅毎に設置された地上無線装置の指向性アンテナに向かって、車上無線装置のアンテナの指向方向を対向させるためのアンテナ角度のデータを有したアンテナ方向制御情報を保管し、このアンテナ角度のデータに基づいて、各駅毎に、地上無線装置の指向性アンテナに向かって、車上無線装置の指向性アンテナの指向方向が対向するように、車上無線装置の指向性アンテナの可動部を動作させる構成にしたので、各駅毎に地上無線装置の指向性アンテナと車上無線装置の指向性アンテナの指向方向が対向するようになり、良好な受信状態が得られるため、高い通信品質を得ることが可能になる。また、車上無線装置の指向性アンテナのみが動作し、地上無線装置の指向性アンテナは固定にしたため、車両通信システムの簡略化並びにその簡略化に伴う設置および運用の低コスト化を実現する車上無線装置を得ることができる。
【００３６】
さらに、車上無線装置は、地上無線装置から受信電力をモニターしながら、受信電力が最も強くなる方向に車上無線装置の指向性アンテナが向くように可動部を動作させて、車上無線装置の指向性アンテナの指向方向を修正するような構成にしたので、各駅における車両の停車位置に関係なく、地上無線装置の指向性アンテナと車上無線装置の指向性アンテナの指向方向が、正確に対向するようになるため、一層良好な受信状態が得られるため、より高い通信品質を得ることが可能になる。
【００３７】
なお以上の説明では、駅の数やアンテナ方向制御情報に記載の数値として、具体的な数値を用いて説明したが、これはあくまで説明の便宜のために行うものであり、特に数値を限定するものではない。これらの数値は、実際の状況に合わせて適宜設定されるものである。
【００３８】
実施の形態２
実施の形態１では、車両が駅で停車中に、車上無線装置と地上無線装置の間でデータの送受信を行うものを示したが、地上無線装置を駅や軌道沿いに適宜設置することにより、車両は走行しながら、車上無線装置と各地上無線装置の間でデータの送受信を行うことが可能になる。以下、この実施の形態２を一実施例に基づいて説明する。なお実施の形態２の説明において、実施の形態１で説明したものと同等なものについては、同符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００３９】
図５は、この発明の実施の形態２に係る車両無線通信システムを示す説明図である。
【００４０】
図５において、車両１が走行する軌道３沿いには、地上無線装置５１〜５４が適宜設置されている。車両１は、この軌道３を進行方向Ｂの方向に走行する。車両１の運転席などの先頭部に設置された車上無線装置８は、走行しながら最良の受信状態を得るように、地上無線装置５１〜５４の指向性アンテナから送信される電波に対して、車上無線装置８の指向性アンテナ２２の指向方向が対向するように制御する。
【００４１】
図５では、車両１が軌道３を進行方向Ｂの方向に移動中に、順次、車上無線装置８の指向性アンテナ２２と地上無線装置５１，５２の指向性アンテナの指向方向が互いに対向して、通信可能な状態を示している。
【００４２】
また、図５には、符号８ａで車上無線装置８の指向性アンテナ２２の電波の指向方向を示し、符号５１ａ〜５４ａで、それぞれ地上無線装置５１〜５４の指向性アンテナの電波の指向方向を示している。この指向方向５１ａ〜５４ａで示された範囲（図中の角度α）内であれば、車上無線装置８は通信可能である。図中には、この通信可能範囲をＲ，Ｓ，Ｔ，Ｕとして示している。また指向方向５２ａ〜５４ａは、軌道３上で、通信可能範囲Ｓ，Ｔ，Ｕに示すように、一部が重複するようになっている。また、指向方向の一部が重複するように設置された地上無線装置５２〜５４は、データを送信する際の送信周波数を変えて（図中にｆ１〜ｆ３で示す。）、隣接の地上無線装置との混信を防止している。
【００４３】
なお、車両１に搭載される車上無線装置８の構成は、実施の形態１の図２で示した構成を同じであるため、ここでの説明は省略する。
【００４４】
図６は、記憶部２４に保管されるアンテナ制御情報を示す説明図であり、実施の形態１の図３と同じリスト形式で示されるものである。
【００４５】
図６において、アンテナ制御情報６１はリスト形式で保管され、順に通信エリア６２、通信エリア位置６３およびアンテナ角度６４の情報で構成され、更に、通信エリア位置６３は、開始位置と終了位置の情報で構成され、アンテナ角度６４は水平方向と垂直方向の情報で構成されている。
【００４６】
通信エリア６２は、各地上無線装置毎に割当てたもので、それぞれＩＤ番号が割当てられる。ここでは、地上無線装置５１はＩＤ番号１１に、地上無線装置５２はＩＤ番号１２に、地上無線装置５３はＩＤ番号１３に、地上無線装置５４はＩＤ番号１４に設定している。
【００４７】
通信エリア位置６３は、ＩＤ番号５１〜５４で管理された地上無線装置５１〜５４の通信可能範囲を、開始位置および終了位置として、車両情報管理装置２７が管理する走行位置情報であるキロ呈で管理している。ここでは、ＩＤ番号１１は開始位置が９００ｍ、終了位置が１０００ｍに、ＩＤ番号１２は開始位置が２１００ｍ、終了位置が２２００ｍに、ＩＤ番号１３は開始位置が２２００ｍ、終了位置が２３００ｍに、ＩＤ番号１４は開始位置が２３００ｍ、終了位置が２４００ｍに設定している。
【００４８】
アンテナ角度６４は、ＩＤ番号１１〜１４で管理された地上無線装置５１〜５４に対応して設定されるものであり、地上無線装置５１〜５４から送信される指向性の電波に対して、車上無線装置８の指向性アンテナ２２の指向方向が対向するように、指向性アンテナ２２の水平方向（図２におけるＲ，Ｌ方向）および垂直方向（図２におけるＵ，Ｄ方向）の角度を設定している。ここでは、アンテナ角度６４は、水平方向が、Ｒ側をプラス（＋）、Ｌ側をマイナス（−）とし、垂直方向が、Ｕ側をプラス（＋）、Ｄ側をマイナス（−）として、アンテナ角度６４として、ＩＤ番号１１は水平方向＋１０度，垂直方向＋５度に、ＩＤ番号１２は水平方向−１５度，垂直方向＋１０度に、ＩＤ番号１３は水平方向−２３度，垂直方向０度に、ＩＤ番号１４は水平方向−２０度，垂直方向＋６度に設定している。
【００４９】
次に動作について、図２、図５、図６及び図７に示す車上無線装置の動作のフローチャートを参照し説明する。
【００５０】
先ず始めに、地上に設置された地上無線装置の間隔が広く、地上無線装置５１の通信可能範囲Ｒおよび地上無線装置５２の通信可能範囲Ｓのように、通信可能範囲が重複しない場合について説明する。
【００５１】
まず車両１は、運行開始前に運行する路線に係るアンテナ制御情報６１を、入力端末２５から入力端末インターフェース部２６を介して記憶部２４に入力し保管する。（ステップ１）
【００５２】
次に、車両１は、通信エリア間を走行中に、車上無線装置８のアンテナ指向方向制御部２８が、記憶部２４から、地上無線装置５１に対応した通信エリア６２のＩＤ番号１１のアンテナ角度６４（水平方向＋１０度，垂直方向＋５度）を取得し、可動部２１に角度制御情報を出力する。可動部２１は、この角度制御情報に基づいて、指向性アンテナ２２が水平方向＋１０度および垂直方向＋５度を指向するように動作する。（ステップ２）
【００５３】
次に、車両１が、地上無線装置５１に対応した通信エリア６２に進入すると、即ち車両情報管理装置２７から得られる距離（キロ呈）としての走行位置情報が、アンテナ制御情報６１の通信エリア６２のＩＤ番号１１に対応した通信エリア位置６３の開始位置の９００ｍに一致すると、地上無線装置５１の指向性アンテナと車上無線装置８の指向性アンテナ２２は指向方向が対向した状態にあるので、車上無線装置８は、地上無線装置５１からの電波を受信し、通信を開始する。（ステップ３）
【００５４】
次に、地上無線装置５１からの受信電波を受けない位置、即ち車両情報管理装置２７から得られる距離（キロ呈）としての走行位置情報が、アンテナ制御情報６１の通信エリア６２のＩＤ番号１１に対応した通信エリア位置６３の終了位置の１０００ｍに一致すると、通信を終了すると共に、車上無線装置８は、地上無線装置５１の通信エリア６２を抜けたと判断する。（ステップ４）
【００５５】
そして、通信エリア間を走行中に、車上無線装置８のアンテナ指向方向制御部２８は、記憶部２４から、地上無線装置５２に対応した通信エリア６２のＩＤ番号１２のアンテナ角度６４（水平方向−１５度，垂直方向＋１０度）を取得し、可動部２１に角度制御情報を出力する。可動部２１は、この角度制御情報に基づいて、指向性アンテナ２２が水平方向−１０度および垂直方向＋１０度を指向するように動作する。その後の車上無線装置８と地上無線装置５２の間で行われる通信方法については、車上無線装置８と地上無線装置５１で示したものと同じである。
【００５６】
次に、地上に設置された地上無線装置の間隔が狭く、地上無線装置５２，５３，５４の通信可能範囲Ｓ，Ｔ，Ｕ、のように、通信可能範囲が一部重複している場合について、車両１が、地上無線装置５２の通信エリア６２に進入する時点から説明する。
【００５７】
車両１が、車上無線装置８の指向性アンテナ２２を、地上無線装置５２に対応した通信エリア６２のＩＤ番号１２のアンテナ角度６４（水平方向−１５度，垂直方向＋１０度）にして、地上無線装置５２に対応した通信エリア６２に進入すると、即ち、車両情報管理装置２７から得られる距離（キロ呈）としての走行位置情報が、アンテナ制御情報６１の通信エリア６２のＩＤ番号１２に対応した通信エリア位置６３の開始位置の２１００ｍに一致すると、地上無線装置５２の指向性アンテナと車上無線装置８の指向性アンテナ２２は指向方向が対向した状態にあるので、車上無線装置８は、地上無線装置５２からの電波を受信し、通信を開始する。（ステップ３）
【００５８】
次に、車両１が地上無線装置５２と通信中に、アンテナ制御情報６１の通信エリア６２のＩＤ番号１２に対応した通信エリア位置６３の終了位置であると同時に、地上無線装置５３に対応した通信エリア６２のＩＤ番号１３の通信エリア位置６３の開始位置の２２００ｍに一致すると、車上無線装置８のアンテナ指向方向制御部２８は、記憶部２４から、地上無線装置５３に対応した通信エリア６２のＩＤ番号１３のアンテナ角度６４（水平方向−２３度，垂直方向０度）を取得し、可動部２１に角度制御情報を出力する。可動部２１は、この角度制御情報に基づいて、指向性アンテナ２２が水平方向−２３度および垂直方向０度を指向するように動作するとともに、地上無線装置５３からの電波を受信し、通信を継続する。（ステップ４）
【００５９】
なお、車両１が地上無線装置５３の通信可能範囲Ｔ内を走行し、地上無線装置５４に継続して通信が行われる動作についても同様である。
【００６０】
そして、地上無線装置５４からの受信電波を受けない位置、即ち車両情報管理装置２７から得られる距離（キロ呈）としての走行位置情報が、アンテナ制御情報６１の通信エリア６２のＩＤ番号１４に対応した通信エリア位置６３の終了位置の２４００ｍに一致すると、通信を終了すると共に、車上無線装置８は、地上無線装置５４の通信エリア６２を抜けたと判断する。（ステップ５）
【００６１】
この実施の形態２によれば、車両に設置される車上無線装置の記憶部に、軌道に沿って適宜設置された地上無線装置の指向性アンテナに、車上無線装置の指向性アンテナの指向方向を対向させるためのアンテナ角度を備えたアンテナ方向制御情報を保管し、このアンテナ角度に基づいて、各地上無線装置の通信エリアが重複していない場合は、前もって地上無線装置の指向性アンテナに、車上無線装置の指向性アンテナの指向方向が対向するようにし、各地上無線装置の通信エリアが重複している場合は、地上無線装置の指向性アンテナに、車上無線装置の指向性アンテナの指向方向が、途切れることなく対向するように、車上無線装置の指向性アンテナの可動部を動作させる構成にしたので、走行中においても地上無線装置の指向性アンテナと車上無線装置の指向性アンテナの指向方向が対向するようになり、良好な受信状態が得られる。そのため、実施の形態１と同様に高い通信品質を得ることが可能になる。また、実施の形態１と同様に、車上無線装置の指向性アンテナのみが動作し、地上無線装置の指向性アンテナは固定のため、車両通信システムの簡略化並びにその簡略化に伴う設置および運用の低コスト化を実現する車上無線装置を得ることができる。
【００６２】
なお、実施の形態１で示したように、車上無線装置は、地上無線装置の指向性アンテナに車上無線装置の指向性アンテナの指向方向を対向させた後に、地上無線装置から受信電力をモニターしながら、受信電力が最も強くなる方向に車上無線装置の指向性アンテナが向くように可動部を動作させて、車上無線装置の指向性アンテナの指向方向を修正するようにしてもよい。この場合、列車１の移動に伴って連続的に指向性アンテナの指向方向が修正される。このように構成することにより、地上無線装置の指向性アンテナと車上無線装置の指向性アンテナの指向方向が、正確に対向するようになるため、一層良好な受信状態が得られる。そのため、より高い通信品質を得ることが可能になる。
【００６３】
実施の形態３
実施の形態１，２では、予め記憶部に保管されたアンテナ方向制御情報に基づいて、地上無線装置の指向性アンテナに列車無線装置の指向性アンテナの指向方向が対向するようにしたが、例えば、車両故障などにより、運行中の車両の経路が変更になり、予め記憶部に保管されたアンテナ方向制御情報が使用できなくなる場合がある。この実施の形態は、このような場合に、運行中においてもアンテナ方向制御情報の更新を可能にして、変更された経路においても運行可能にするものである。以下、この実施の形態３を一実施例に基づいて説明する。
【００６４】
図８は、この発明の実施の形態３に係る車両無線通信システムを示す説明図であり、終着駅で二つのホームがある場合を示している
【００６５】
図８は、車両７０の終着駅７１であり、２つのホーム７１ａ，７２ｂを有している。車両７０は、通常運行、即ち予め記憶部に保管されたアンテナ方向制御情報に基づいて運行する場合、進行方向Ｂから軌道７２に沿って駅７１のホーム７１ａに到着する。そしてホーム７１ａから折り返し出発し、軌道７３に軌道変更して、進行方向Ｃに進行する。運転席がある車両６０の両側の先頭部には、ホーム７１ａへの到着時に駅７１に設置された地上無線装置７３と無線通信するための車上無線装置７４と、ホーム７１ａからの出発時に駅７１に設置された地上無線装置７５と無線通信するための車上無線装置７６が設置されている。そして車上無線装置７４は地上無線装置７３に対して、車上無線装置７６は地上無線装置７５に対して、互いの指向性アンテナの指向方向が対向するように制御されている。
【００６６】
また図８において、車両７０が到着予定にあったホーム７１ａが、例えば先に停車中の車両の遅れや故障などにより到着不可である場合に、車両７０がホーム７１ｂに到着した場合を示すものである。この場合においても、駅７１のホーム７１ｂ側には、到着時に車上無線装置７４と無線通信するための地上無線装置７７と、出発時に車上無線装置７６と無線通信するための地上無線装置７８が設置されている。そして車上無線装置７４は地上無線装置７７に対して、車上無線装置７６は地上無線装置７８に対して、互いの指向性アンテナの指向方向が対向するように制御されている。
【００６７】
なお図８において、７４ａ，７６ａは、それぞれ車上無線装置７４，７６から放射される電波の指向方向を示し、７３ａ，７５ａ，７７ａ，７８ａは、それぞれ地上無線装置７３，７５，７７，７８から放射される電波の指向方向を示している。
【００６８】
図９は、この発明の実施の形態３に係る車上無線装置を含むブロック構成図である。
【００６９】
図９に示す車上無線装置７４，７６の構成において、実施の形態１の図２で示した車上無線装置８に同等または相当するものについては、同一の符号を付して説明は省略する。車上無線装置７４，７６の構成が、実施の形態１で示した車上無線装置８の構成と相違する点は、送受信部２３に、地上無線装置からの受信データから、例えばコンテンツなどの通常のデータと、アンテナ制御情報を更新するためのアンテナ方向更新情報を分離する機能を備えて、分離されたアンテナ方向更新情報は記憶部更新部８０に入力され、記憶部更新部８０は、入力されたアンテナ方向更新情報により、記憶部２４に保管されているアンテナ制御情報を更新するようにしたことである。
【００７０】
また、図１０は地上無線装置から車上無線装置に送信される情報の流れを示した説明図であり、図１１は地上無線装置から車上無線装置に送信されるパケットフォーマットを示した説明図である。
【００７１】
図１１において、例えば地上無線装置７３には、ネットワーク８５から、例えばコンテンツなどの通常のデータと、アンテナ方向更新情報生成端末８６から、車上無線装置７４の記憶装置更新部８０に入力されるアンテナ方向更新情報が入力される。地上無線装置７３の送受信部８７では、入力されるデータが通常のデータの場合は、送受信部８７の拡張ヘッダＡ付与部８７ａにより、図１１の（ａ）に示すような拡張ヘッダＡをつけたフレームを生成し、また入力されるデータがアンテナ方向更新情報の場合は、送受信部８７の拡張ヘッダＢ付与部８７ｂにより、図１１の（ｂ）に示すような拡張ヘッダＢをつけたフレームを生成し、指向性アンテナ８８から車上無線装置７４に送信する。車上無線装置７４の送受信部２３は、指向性アンテナ２２で受信したフレームに、拡張ヘッダＡが付与されている場合は、拡張ヘッダＡを除いて通常のデータとして外部通信装置２９に出力し、拡張ヘッダＢが付与されている場合は、拡張ヘッダＢを除いてアンテナ方向更新情報として、記憶部更新部８０に出力する。なおこれは、地上無線装置７５，７７，７８および車上無線装置７５においても同様である。
【００７２】
図１２は、車両１の駅７１への到着時において、記憶部２４に保管されるアンテナ制御情報の更新を示す説明図であり、（ａ）は更新前のものを示し、（ｂ）は更新後のものを示している。アンテナ制御情報は実施の形態１の図３と同じリスト形式で示されるものである。
【００７３】
図１２において、アンテナ制御情報９０はリスト形式で保管され、順に通信エリア９１、通信エリア位置９２およびアンテナ角度９３の情報で構成され、更に、通信エリア位置９２は、開始位置と終了位置の情報で構成され、アンテナ角度９３は水平方向と垂直方向の情報で構成されている。
【００７４】
通信エリア９１は、各地上無線装置毎に割当てたもので、それぞれＩＤ番号が割当てられる。ここでは、地上無線装置７３はＩＤ番号７３に、地上無線装置７７はＩＤ番号７７に設定している。
【００７５】
通信エリア位置９２は、ＩＤ番号７３，７７で管理された地上無線装置７３，７７の通信可能範囲を、開始位置および終了位置として、車両情報管理装置２７が管理する走行位置情報であるキロ呈で管理している。ここでは、ＩＤ番号７３，７７共に開始位置が３６０００ｍ、終了位置が３６１００ｍに設定している。
【００７６】
アンテナ角度９３は、ＩＤ番号７３，７７で管理された地上無線装置７３，７７に対応して設定されるものであり、地上無線装置７３，７７から送信される指向性の電波に対して、車上無線装置７４の指向性アンテナ２２の指向方向が対向するように、指向性アンテナ２２の水平方向（図２におけるＲ，Ｌ方向）および垂直方向（図２におけるＵ，Ｄ方向）の角度を設定している。ここでは、アンテナ角度９３は、水平方向が、Ｒ側をプラス（＋）、Ｌ側をマイナス（−）とし、垂直方向が、Ｕ側をプラス（＋）、Ｄ側をマイナス（−）として、ＩＤ番号７３は水平方向−１５度，垂直方向０度に、ＩＤ番号７７は水平方向＋３５度，垂直方向０度に設定している。
【００７７】
次に動作について、図９〜図１２を参照して説明する。
【００７８】
まず、車両７０が軌道７２に沿って、進行方向Ｂから通常の運行経路である駅７１のホーム７１ａに到着する場合について説明する。この場合は実施の形態１に示した動作と同じである。即ち、車両７０が、通信エリア９１のＩＤ番号７３に進入するまでには、図８(ａ)に示す、車両７０の車上無線装置７４の記憶部２４に予め保管されているアンテナ方向制御情報３４により、車上無線装置６４のアンテナ２２の指向方向が制御される。
【００７９】
次に、車両７０が通信エリア９１のＩＤ番号７３に進入すると、地上無線装置７３の指向性アンテナから送信される電波を車上無線装置７４の指向性アンテナ２２で受信し、送受信部２３から得られる受信電力をアンテナ指向方向制御部２８でモニターする。アンテナ指向方向制御部２８は、モニター中の受信電力が最も強くなるように、例えばＳ／Ｎ比が最も大きくなるように、可動部２１を動作させて、車上無線装置８の指向性アンテナ２２の指向方向を修正する。これにより、車上無線装置８の指向性アンテナ２２と地上無線装置９の指向性アンテナの指向方向は正確に対向する。
【００８０】
そして車上無線装置７４の指向性アンテナ２２と地上無線装置７３の指向性アンテナの指向方向が正確に対向した状態で、地上無線装置７３と車上無線装置７４の間で無線通信を行う。
【００８１】
また車両７０が、終着駅７１で折り返す場合は、駅７１が始発駅となる。そのため車両７０の車上無線装置７６の記憶部２４には、新たに運行する路線のアンテナ方向制御情報が、入力端末２５から記憶部更新部８０を介して入力され保管される。
【００８２】
次に車上無線装置７６のアンテナ指向方向制御部２８は、記憶部２４から、地上無線装置７５に対応した通信エリアのＩＤ番号のアンテナ角度を取得し、可動部２１に角度制御情報を出力する。可動部２１は、この角度制御情報に基づいて、指向性アンテナ２２が設定された水平方向および垂直方向の角度を指向するように動作する。これにより、地上無線装置７５のアンテナと車上無線装置７６のアンテナ２２の指向方向は対向し、無線通信が可能になる。
【００８３】
そして地上無線装置７５の指向性アンテナから送信される電波を車上無線装置７６の指向性アンテナ２２で受信し、送受信部２３から得られる受信電力をアンテナ指向方向制御部２８でモニターする。アンテナ指向方向制御部２８は、モニター中の受信電力が最も強くなるように、例えばＳ／Ｎ比が最も大きくなるように、可動部２１を動作させて、車上無線装置７６の指向性アンテナ２２の指向方向を修正する。これにより、車上無線装置７６の指向性アンテナ２２と地上無線装置７５の指向性アンテナの指向方向は正確に対向する。
【００８４】
そして車上無線装置７６の指向性アンテナ２２と地上無線装置７５の指向性アンテナの指向方向が正確に対向した状態で、地上無線装置７５と車上無線装置７６の間で無線通信を行う。
【００８５】
以上示したような、通常の経路を運行する場合の車上無線装置７４および７６の動作は、実施の形態１で示した動作と同等である。
【００８６】
次に、車両７０が当初の到着予定であった駅７１のホーム６１ａではなく、ホーム７１ｂに到着する場合について説明する。
【００８７】
まず車両７０は、通信エリア９１のＩＤ番号７７に進入するまでに、例えば、終着駅７１の前の駅に停車中に、地上無線装置から、駅７１に対応した通信エリア９１のアンテナ制御情報９０の情報を更新するためのアンテナ方向更新情報を、車上無線装置７４で受信する。このアンテナ方向更新情報は、図１０に示すようにアンテナ方向更新情報生成端末８６から地上無線装置の送受信部８７に入力され、送受信部８７の拡張ヘッダＢ付与部８７ｂにおいて、図１１に示すように拡張ヘッダＢが付与されたフレームとなっている。車上無線装置７４は、指向性アンテナ２２で拡張ヘッダＢが付与されたフレームであるアンテナ方向更新情報を受信する。車上無線装置７４の送受信部２３は、受信したデータに拡張ヘッダＢが付与されていることを検出し、このデータがアンテナ方向更新情報であることを認識して、このアンテナ方向更新情報を記憶装置更新部８０に出力する。記憶装置更新部８０は、このアンテナ方向更新情報に基づいて、図８（ｂ）に示すように、記憶部２４に保管されているアンテナ制御情報９０を更新する。図８（ａ）（ｂ）では、地上無線装置７３に対応した通信エリア９１のＩＤ番号７３のアンテナ角度９３（水平方向−１５度，垂直方向０度）が、地上無線装置７７に対応した通信エリア９１のＩＤ番号７７のアンテナ角度９３（水平方向＋３５度，垂直方向０度）に更新されている。
【００８８】
そして車両７０が、通信エリア９１のＩＤ番号７７に進入するまでに、図８(ｂ)に示す、記憶部２４に更新されて保管されたアンテナ方向制御情報３４の通信エリア９１のＩＤ番号７７に対応したアンテナ角度９３（水平方向＋３５度，垂直方向０度）になるように、車上無線装置７４のアンテナ２２の指向方向が制御される。これにより、地上無線装置７７のアンテナの指向性と車上無線装置７４のアンテナ２２の指向方向は対向し、無線通信が可能になる。
【００８９】
車両７０が、ＩＤ番号７７の通信エリア９１に進入すると、地上無線装置７７の指向性アンテナから送信される電波を車上無線装置７４の指向性アンテナ２２で受信し、送受信部２３から得られる受信電力をアンテナ指向方向制御部２８でモニターする。アンテナ指向方向制御部２８は、モニター中の受信電力が最も強くなるように、例えばＳ／Ｎ比が最も大きくなるように、可動部２１を動作させて、車上無線装置７４の指向性アンテナ２２の指向方向を修正する。これにより、車上無線装置７４の指向性アンテナ２２と地上無線装置７７の指向性アンテナの指向方向は正確に対向する。
【００９０】
そして車上無線装置７４の指向性アンテナ２２と地上無線装置７７の指向性アンテナの指向方向が正確に対向した状態で、地上無線装置７７と車上無線装置７４の間で無線通信を行う。
【００９１】
また車両７０が、終着駅７１で折り返す場合は、駅７１が始発駅となる。そのため車両７０の車上無線装置７６の記憶部２４には、新たに運行する路線のアンテナ方向制御情報が、入力端末２５から記憶部更新部８０を介して入力され保管される。
【００９２】
次に車上無線装置７６のアンテナ指向方向制御部２８は、記憶部２４から、地上無線装置７８に対応した通信エリアのＩＤ番号のアンテナ角度を取得し、可動部２１に角度制御情報を出力する。可動部２１は、この角度制御情報に基づいて、指向性アンテナ２２が設定された水平方向および垂直方向の角度を指向するように動作する。これにより、地上無線装置７８のアンテナと車上無線装置７６のアンテナ２２の指向方向は対向し、無線通信が可能になる。
【００９３】
そして地上無線装置７８の指向性アンテナから送信される電波を車上無線装置７６の指向性アンテナ２２で受信し、送受信部２３から得られる受信電力をアンテナ指向方向制御部２８でモニターする。アンテナ指向方向制御部２８は、モニター中の受信電力が最も強くなるように、例えばＳ／Ｎ比が最も大きくなるように、可動部２１を動作させて、車上無線装置７６の指向性アンテナ２２の指向方向を修正する。これにより、車上無線装置７６の指向性アンテナ２２と地上無線装置７８の指向性アンテナの指向方向は正確に対向する。
【００９４】
そして車上無線装置７６の指向性アンテナ２２と地上無線装置７８の指向性アンテナの指向方向が正確に対向した状態で、地上無線装置７８と車上無線装置７６の間で無線通信を行う。
【００９５】
この実施の形態３によれば、アンテナ方向制御情報を、地上無線装置から車上無線装置に送信するアンテナ方向更新情報により更新可能にしたので、実施の形態１および２の効果に加えて、運行中の運行経路の変更があった場合でも、迅速な対応が可能になり、円滑な運行が可能となる効果を奏する。
【００９６】
なお実施の形態３では、車両７０が終着駅である駅７１で折り返す形態のものを示しているが、特に終着駅に限定する必要はなく、列車が停車するホームが複数有る駅であれば、運行途中の駅においても当然適用可能なものである。
【００９７】
また実施の形態３では、車上無線装置７６のアンテナ制御情報は、折り返し時に入力端末２５から入力するものとしたが、アンテナ方向更新情報により車上無線装置７６の記憶部２４に保管することも可能であり、この場合、より円滑な運行が可能となる。
【００９８】
なお以上の説明では、駅やアンテナ方向制御情報に記載の数値として、具体的な数値を用いて説明しているが、これはあくまで説明の便宜のために行うものであり、特に数値を限定するものではない。これらの数値は、実際の状況に合わせて適宜設定されるものである。
【００９９】
実施の形態４
実施の形態３によれば、駅に設置された地上無線装置から車両に設けられた車上無線装置にアンテナ方向更新情報を送信して、車上無線装置の記憶部に予め保管されているアンテナ方向制御情報を更新するものを示したが、この更新を、図８に示すように、駅７１に設置された無指向性アンテナ１００と車両７０に搭載された無指向性アンテナ１０１の間で行ってもよい。
【０１００】
更新動作としては、図９に示すように、無指向性アンテナ１００から送信され、無指向性アンテナ１０１で受信したアンテナ方向更新情報は、送受信部１０２を介して記憶部更新部８０に入力され、この記憶部更新部８０のアンテナ方向更新情報に基づいて、記憶部２４に予め保管されていたアンテナ制御情報９０を更新する。その他の動作については、実施の形態３で示した動作と同様である。
【０１０１】
この実施の形態４によれば、アンテナ制御情報を、駅に設置された無指向性アンテナから車両に搭載された無指向性アンテナに送信するアンテナ方向更新情報に基づいて更新可能にしたので、実施の形態３と同等の効果に加えて、例えば終着駅に停車中の時においても更新可能となるため、より円滑な運行が可能となる。
【０１０２】
なお以上の説明では、駅やアンテナ方向制御情報に記載の数値として、具体的な数値を用いて説明しているが、これはあくまで説明の便宜のために行うものであり、特に数値を限定するものではない。これらの数値は、実際の状況に合わせて適宜設定されるものである。
【０１０３】
なお実施の形態１〜４では、車上無線装置の指向性アンテナの指向方向を制御するのに、指向性アンテナを可動部に載せて、可動部を動作させて指向性アンテナの指向方向を変えるものを示したが、要は地上無線装置のアンテナの指向方向に対して、車上無線装置のアンテナの指向方向が対向するように制御可能であればよく、例えば、アンテナ自体を動作させず指向方向の制御が可能なフェーズドアレイアンテナを用いることも可能である。この場合、指向性アンテナの指向方向を制御するために、指向性アンテナ自体を動作させる必要が無く、アンテナ指向方向制御部からの角度制御情報に基づいて指向方向を変えることが可能になるため、可動部が不要となり、車上無線装置が一層簡略化出来る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】この発明の実施の形態１に係る車両無線通信システムを示す説明図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る車両に搭載される車上無線装置を含むブロック構成図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る車上無線装置の記憶部に保管されるアンテナ制御情報を示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る車上無線装置の動作のフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態２に係る車両無線通信システムを示す説明図である。
【図６】この発明の実施の形態２に係る車上無線装置の記憶部に保管されるアンテナ制御情報を示す説明図である。
【図７】この発明の実施の形態２に係る車上無線装置の動作のフローチャートである。
【図８】この発明の実施の形態３および４に係る車両無線通信システムを示す説明図である。
【図９】この発明の実施の形態３および４に係る車上無線装置を含むブロック構成図である。
【図１０】この発明の実施の形態３および４に係る地上無線装置から車上無線装置に送信される情報の流れを示した説明図である。
【図１１】この発明の実施の形態３および４に係る地上無線装置から車上無線装置に送信されるパケットフォーマットを示した説明図である。
【図１２】この発明の実施の形態３および４に係る車上無線装置の記憶部に保管されるアンテナ制御情報の更新を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１ 車両、２ 始発駅、３ 軌道、４〜６ 途中の停車駅、７ 終着駅、８ 車上無線装置、８ａ 車上無線装置から放射される電波の指向方向、９〜１３ 地上無線装置、９ａ〜１３ａ 地上無線装置から放射される電波の指向方向、２１ 可動部、２２ 指向性アンテナ、２３ 送受信部、２４ 記憶部、２５ 入力端末、２６ 入力端末インターフェース部、２７ 車両情報管理装置、２８ アンテナ指向方向制御部、２９ 通信装置、３４ アンテナ制御情報、３５ 通信エリア、３６ 通信エリア位置、３７ アンテナ角度
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軌道を走行する車両に搭載される車両搭載装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両無線通信は、車両に搭載された車上無線装置と地上に設置された地上無線装置の間で、車両運行情報やＣＭ等のコンテンツ情報の送受信並びに電話等の音声通話の提供を行うものである。
【０００３】
このような軌道を走行する車両と地上との間で無線通信を行うものとしては、車両（列車）の走行中に、地上に設置する地上無線装置と車両に搭載される車上無線装置を通信可能にするために、地上無線装置の指向性アンテナと車上無線装置の指向性アンテナのアンテナ方向を共に制御し、地上無線装置の指向性アンテナと車上無線装置の指向性アンテナが対向するようにして、無線通信を行うものがある。（例えば、特許文献１参照）
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３３５４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来より、車両無線通信においては、送受信するデータの大容量化に伴い、ミリ波のような非常に指向性が強い電波が用いられるようになっている。そのため、無線の送受信においては、地上無線装置の指向性アンテナと車上無線装置の指向性アンテナにおける電波の指向方向を高度に対向させなければならない。
【０００６】
特許文献１に示す方法は、地上無線装置の指向性アンテナと車上無線装置の指向性アンテナを、地上無線装置と車上無線装置に保管された内部データに基づいて、互いの指向性アンテナの指向方向が対向するように動作させるものである。しかしながら、この方法では、特に軌道に沿って数多く設置される地上無線装置全てに、指向性アンテナの指向方向を制御する制御機構を備えなければならない。そのため、通信品質を維持するためのメンテナンス費用や、地上無線装置および車上無線装置から構成される無線通信システムの設置費用が過大になるなどの問題があった。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解消するためになされたもので、地上無線装置の指向性アンテナを固定にしても、地上無線装置の指向性アンテナと車上無線装置の指向性アンテナの指向方向が正確に対向するように、車上無線装置の指向性アンテナの指向方向を可変にして、高い通信品質を得ると共に、無線通信システムの簡略化およびその簡略化に伴う設置および運用の低コスト化を実現する車上無線装置を得ることを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る車両搭載装置は、軌道を走行する車両に搭載される指向性アンテナと、指向性アンテナで受信した電波を情報に変換する送受信部と、始発駅からの車両の走行距離を管理する車両情報管理装置と、始発駅からの走行距離で管理される通信エリアと指向性アンテナの設定角度とを関連付けたアンテナ制御情報を保管した記憶部と、車両情報管理装置で管理される走行距離と記憶部に保管されたアンテナ制御情報とを比較し、指向性アンテナの角度制御情報を出力するアンテナ指向方向制御部とを備えていて、アンテナ制御情報は通信エリアの開始位置と終了位置を含み、指向性アンテナの指向方向はアンテナ指向方向制御部が出力する角度制御情報に基づいて制御されるものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、指向方向が固定された地上無線装置の指向性アンテナから送信される電波の到来方向に、車上無線装置の指向性アンテナの指向性が向くようにして車上無線装置を構成したので、高い通信品質を得ると共に、無線通信システムの簡略化およびその簡略化に伴う設置および運用の低コスト化を実現する車上無線装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施の形態１
この発明の実施の形態１について、図１〜図４を参照して説明する。この実施の形態１は、車両が駅で停車中に、車両に搭載された車上無線装置と駅などの地上に設置された地上無線装置の間で無線通信を行うものである。以下、この実施の形態１を一実施例に基づいて説明する。
【００１１】
図１は、この発明の実施の形態１に係る車両無線通信システムを示す説明図である。
【００１２】
図１において、車両１は、始発駅２から出発して、軌道３を移動方向Ａの方向に走行し、駅４，５，６に順次停車後、終着駅７に到着する。始発駅から終着駅に至るまでの各駅２，４〜７には、運転席などがある車両の先頭部に設置された車上無線装置８と無線通信するための地上無線装置９〜１３が設置されている。この地上無線装置９〜１３は、通常、地形状などに合わせて、設置場所が制限される。そして車上無線装置８は、最良の受信状態を得るように、地上無線装置９〜１３の指向性アンテナから送信される電波に対して、車上無線装置８の指向性アンテナの指向方向が対向するように制御される。図１には、車上無線装置８の指向性アンテナの指向方向と各駅２，４〜７に設置された地上無線装置９〜１３の指向性アンテナの指向方向がそれぞれ互いに対向して無線通信可能な状態を示す。図１には、８ａで車上無線装置８の指向性アンテナの電波の指向方向を示し、９ａ，１０ａ，１１ａ，１２ａ，１３ａで各駅２，４〜７に設置された地上無線装置９〜１３の指向性アンテナの電波の指向方向を示している。
【００１３】
図２は、この発明の実施の形態１に係る車上無線装置を含むブロック構成図である。
【００１４】
図２において、水平（Ｌ，Ｒ）方向および垂直（Ｕ，Ｄ）方向に動作可能な可動部２１は、地上無線装置９〜１３からの電波を受信する指向性のアンテナ２２と受信した電波を所定の情報に変換する送受信部２３を備えている。記憶部２４は、地上無線装置９〜１３の指向性アンテナ（無図示）に車上無線装置８の指向性アンテナ２２の指向方向を対向させて、無線通信を行うためのアンテナ制御情報（後述）を保管しておくものである。この記憶部２４に保管されるアンテナ制御情報は、通常、運行前に入力端末２５より入力端末インターフェース部２６を介して入力される。車両情報管理装置２７は、車両１に搭載され車両の運行管理や状態管理を行うものであり、その管理項目の一つに、始発駅２からの車両の走行距離をキロ呈として管理する走行位置情報がある。アンテナ指向方向制御部２８は、車両情報管理装置２７からの走行位置情報と記憶部２４に保管されたアンテナ制御情報を比較し、地上無線装置９〜１３の中から、対応する地上無線装置のアンテナ角度のデータを取得して、指向性アンテナ２２の指向方向を、この取得したアンテナ角度に動作させる角度制御情報を可動部２１に出力する。またアンテナ指向方向制御部２７は、指向性アンテナ２２で受信した電波をモニターし、その受信電力が最も強くなるように、可動部２１にアンテナ２２の指向方向を修正するための角度制御情報を出力する。通信装置２９は、コンテンツなどのデータの保管や配信を行うものである。
【００１５】
図３は、記憶部２４に保管されるアンテナ制御情報を示す説明図である。
【００１６】
図３において、アンテナ制御情報３４はリスト形式で保管され、順に通信エリア３５、通信エリア位置３６およびアンテナ角度３７の情報で構成され、更に、通信エリア位置３６は、開始位置と終了位置の情報で構成され、アンテナ角度３７は、水平方向と垂直方向の情報で構成されている。
【００１７】
通信エリア３５は、駅２，４〜７に設置された各地上無線装置９〜１３毎に割当てたもので、それぞれＩＤ番号が割当てられる。ここでは、地上無線装置９はＩＤ番号１に、地上無線装置１０はＩＤ番号２に、地上無線装置１１はＩＤ番号３に、地上無線装置１２はＩＤ番号４に、地上無線装置７はＩＤ番号５に設定している。
【００１８】
通信エリア位置３６は、ＩＤ番号１〜５で管理された地上無線装置９〜１３の通信可能範囲を、開始位置および終了位置として、車両情報管理装置２７が管理する走行位置情報であるキロ呈で管理している。ここでは、ＩＤ番号１は開始位置が０ｍ、終了位置が１００ｍに、ＩＤ番号２は開始位置が９００ｍ、終了位置が１０００ｍに、ＩＤ番号３は開始位置が２１００ｍ、終了位置が２２００ｍに、ＩＤ番号４は開始位置が４２００ｍ、終了位置が４３００ｍに、ＩＤ番号５は開始位置が１５０００ｍ、終了位置が１５１００ｍに設定している。
【００１９】
アンテナ角度３７は、ＩＤ番号１〜５で管理された地上無線装置９〜１３に対応して設定されるものであり、地上無線装置９〜１３から送信される電波に対して、車上無線装置８の指向性アンテナ２２の指向方向を対向させて、無線通信が可能になるように、指向性アンテナ２２の水平方向（図２におけるＲ，Ｌ方向）および垂直方向（図２におけるＵ，Ｄ方向）の角度を設定している。ここでは、アンテナ角度３７は、水平方向が、Ｒ側をプラス（＋）、Ｌ側をマイナス（−）とし、垂直方向が、Ｕ側をプラス（＋）、Ｄ側をマイナス（−）とし、アンテナ角度３７として、ＩＤ番号１は水平方向−１５度，垂直方向＋５度に、ＩＤ番号２は水平方向＋３０度，垂直方向−１０度に、ＩＤ番号３は水平方向−２３度，垂直方向＋１０度に、ＩＤ番号４は水平方向＋３４度，垂直方向＋６度に、ＩＤ番号５は水平方向−１５度，垂直方向０度に設定している。
【００２０】
次に動作について、図１〜図３及び図４に示す車上無線装置の動作のフローチャートを参照し説明する。
【００２１】
まず車両１は、運行開始前に始発駅２に入線し所定の位置で停車する。この時、車上無線装置８は、地上無線装置９に対応した通信エリア３５のＩＤ番号１の通信エリア位置３６（開始位置０ｍ，終了位置１００ｍ）の範囲にある。そして、運行する路線に係るアンテナ制御情報３４を、入力端末２５から入力端末インターフェース部２６を介して記憶部２４に入力し保管する。（ステップ１）
【００２２】
次に、車上無線装置８のアンテナ指向方向制御部２８は、記憶部２４から、地上無線装置９に対応した通信エリア３５のＩＤ番号１のアンテナ角度３７（水平方向−１５度，垂直方向＋５度）を取得し、可動部２１に角度制御情報を出力する。可動部２１は、この角度制御情報に基づいて、指向性アンテナ２２が水平方向−１５度および垂直方向＋５度を指向するように動作する。これにより、車両１が駅２に停車中に、地上無線装置９の指向性アンテナと車上無線装置８の指向性アンテナ２２の指向方向は対向し、無線通信が可能になる。（ステップ２）
【００２３】
以上の動作でも、地上無線装置９と車上無線装置８の間で無線通信は可能であるが、より通信品質を向上させるために、地上無線装置９の指向性アンテナと車上無線装置８の指向性アンテナ２２の指向方向が正確に対向するように、車上無線装置８のアンテナ２２の指向方向を修正する。
【００２４】
ここでは、地上無線装置９の指向性アンテナから送信される電波を車上無線装置８の指向性アンテナ２２で受信し、送受信部２３から得られる受信電力をアンテナ指向方向制御部２８でモニターする。アンテナ指向方向制御部２８は、モニター中の受信電力が最も強くなるように、例えばＳ／Ｎ比が最も大きくなるように、可動部２１を動作させて、車上無線装置８の指向性アンテナ２２の方向を修正する。これにより、車上無線装置８の指向性アンテナ２２と地上無線装置９の指向性アンテナの指向方向は正確に対向する。（ステップ３）
【００２５】
そして車上無線装置８の指向性アンテナ２２と地上無線装置９の指向性アンテナの指向方向が正確に対向した状態で、地上無線装置９と車上無線装置８の間で無線通信を行う。（ステップ４）
【００２６】
この無線通信により、例えば地上無線装置８から車上無線装置に送信されたコンテンツなどのデータは、送受信部２３を介して乗客に配信可能なデータに変換され、通信装置２９に保管された後、適宜乗客に配信される。
【００２７】
なお、以上の説明では、車両１が始発駅２に停車中に、アンテナ制御情報３４を記憶部２４に保管するようにしたが、始発駅２に入線中または車両基地において、アンテナ制御情報３４を記憶部２４に保管するようにしてもよい。この場合、地上無線装置９に対応したＩＤ番号１の通信エリア位置３６の開始位置０ｍに進入する前に、ＩＤ番号１のアンテナ角度３７（水平方向−１５度，垂直方向＋５度）を取得し、この方向に指向性アンテナ２２を動作させておく。
【００２８】
始発駅２を出発した車両１は、次の停車駅である駅４に向かう。車両１に搭載された車上無線装置８は、地上無線装置９からの受信電波を受けない位置、即ち車両情報管理装置２７から得られる距離（キロ呈）としての走行位置情報が、アンテナ制御情報３４の通信エリア３５のＩＤ番号１に対応した通信エリア位置３６の終了位置の１００ｍを越えるとと、地上無線装置９の通信エリア３５を抜けたと判断する。（ステップ５）
【００２９】
車両１は、地上無線装置９と地上無線装置１０の通信エリア間を走行中に、車上無線装置８のアンテナ指向方向制御部２８が、記憶部２４から、地上無線装置１０に対応した通信エリア３４のＩＤ番号２のアンテナ角度３７（水平方向＋３０度，垂直方向−１０度）を取得し、可動部２１に角度制御情報を出力する。可動部２１は、この角度制御情報に基づいて、指向性アンテナ２２が水平方向＋３０度および垂直方向−１０度を指向するように動作する。これにより、車両１が駅４に停車中に、地上無線装置１０の指向性アンテナと車上無線装置８の指向性アンテナ２２の指向方向は対向し、無線通信が可能になる。（ステップ６）
【００３０】
以上の動作でも、地上無線装置１０と車上無線装置８の間で無線通信は可能であるが、より通信品質を向上させるために、地上無線装置９の指向性アンテナと車上無線装置８の指向性アンテナ２２の指向性が正確に対向するように、車上無線装置８のアンテナ２２の指向方向を修正する。
【００３１】
ここでは、地上無線装置１０の指向性アンテナから送信される電波を、車上無線装置８の指向性アンテナ２２で受信し、送受信部２３から得られる受信電力をアンテナ指向方向制御部２８でモニターする。アンテナ指向方向制御部２８は、モニター中の受信電力が最も強くなるように、例えばＳ／Ｎ比が最も大きくなるように、可動部２１を動作させて、車上無線装置８の指向性アンテナ２２の方向を修正する。これにより、車上無線装置８の指向性アンテナ２２と地上無線装置９の指向性アンテナの指向方向は正確に対向する。（ステップ７）
【００３２】
そして車上無線装置８の指向性アンテナ２２と地上無線装置１０の指向性アンテナの指向方向が正確に対向した状態で、地上無線装置１０と車上無線装置８の間で無線通信を行う。（ステップ８）
【００３３】
この無線通信により、例えば地上無線装置８から車上無線装置に送信されたコンテンツなどのデータは、送受信部２３を介して乗客に配信可能なデータに変換され、通信装置２９に保管された後、適宜乗客に配信される。
【００３４】
その後、車両１は、駅４を出発し、駅５，６に順次停車した後、終着駅７に到着する。この各駅５〜７においても、車上無線装置８の指向性アンテナ２２は、地上無線機１１〜１３の指向性アンテナに指向方向が対向するように動作するのであるが、その動作はステップ５〜８の動作と同じであるため、説明は省略する。
【００３５】
この実施の形態１によれば、車両に設置される車上無線装置の記憶部に、各駅毎に設置された地上無線装置の指向性アンテナに向かって、車上無線装置のアンテナの指向方向を対向させるためのアンテナ角度のデータを有したアンテナ方向制御情報を保管し、このアンテナ角度のデータに基づいて、各駅毎に、地上無線装置の指向性アンテナに向かって、車上無線装置の指向性アンテナの指向方向が対向するように、車上無線装置の指向性アンテナの可動部を動作させる構成にしたので、各駅毎に地上無線装置の指向性アンテナと車上無線装置の指向性アンテナの指向方向が対向するようになり、良好な受信状態が得られるため、高い通信品質を得ることが可能になる。また、車上無線装置の指向性アンテナのみが動作し、地上無線装置の指向性アンテナは固定にしたため、車両通信システムの簡略化並びにその簡略化に伴う設置および運用の低コスト化を実現する車上無線装置を得ることができる。
【００３６】
さらに、車上無線装置は、地上無線装置から受信電力をモニターしながら、受信電力が最も強くなる方向に車上無線装置の指向性アンテナが向くように可動部を動作させて、車上無線装置の指向性アンテナの指向方向を修正するような構成にしたので、各駅における車両の停車位置に関係なく、地上無線装置の指向性アンテナと車上無線装置の指向性アンテナの指向方向が、正確に対向するようになるため、一層良好な受信状態が得られるため、より高い通信品質を得ることが可能になる。
【００３７】
なお以上の説明では、駅の数やアンテナ方向制御情報に記載の数値として、具体的な数値を用いて説明したが、これはあくまで説明の便宜のために行うものであり、特に数値を限定するものではない。これらの数値は、実際の状況に合わせて適宜設定されるものである。
【００３８】
実施の形態２
実施の形態１では、車両が駅で停車中に、車上無線装置と地上無線装置の間でデータの送受信を行うものを示したが、地上無線装置を駅や軌道沿いに適宜設置することにより、車両は走行しながら、車上無線装置と各地上無線装置の間でデータの送受信を行うことが可能になる。以下、この実施の形態２を一実施例に基づいて説明する。なお実施の形態２の説明において、実施の形態１で説明したものと同等なものについては、同符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００３９】
図５は、この発明の実施の形態２に係る車両無線通信システムを示す説明図である。
【００４０】
図５において、車両１が走行する軌道３沿いには、地上無線装置５１〜５４が適宜設置されている。車両１は、この軌道３を進行方向Ｂの方向に走行する。車両１の運転席などの先頭部に設置された車上無線装置８は、走行しながら最良の受信状態を得るように、地上無線装置５１〜５４の指向性アンテナから送信される電波に対して、車上無線装置８の指向性アンテナ２２の指向方向が対向するように制御する。
【００４１】
図５では、車両１が軌道３を進行方向Ｂの方向に移動中に、順次、車上無線装置８の指向性アンテナ２２と地上無線装置５１，５２の指向性アンテナの指向方向が互いに対向して、通信可能な状態を示している。
【００４２】
また、図５には、符号８ａで車上無線装置８の指向性アンテナ２２の電波の指向方向を示し、符号５１ａ〜５４ａで、それぞれ地上無線装置５１〜５４の指向性アンテナの電波の指向方向を示している。この指向方向５１ａ〜５４ａで示された範囲（図中の角度α）内であれば、車上無線装置８は通信可能である。図中には、この通信可能範囲をＲ，Ｓ，Ｔ，Ｕとして示している。また指向方向５２ａ〜５４ａは、軌道３上で、通信可能範囲Ｓ，Ｔ，Ｕに示すように、一部が重複するようになっている。また、指向方向の一部が重複するように設置された地上無線装置５２〜５４は、データを送信する際の送信周波数を変えて（図中にｆ１〜ｆ３で示す。）、隣接の地上無線装置との混信を防止している。
【００４３】
なお、車両１に搭載される車上無線装置８の構成は、実施の形態１の図２で示した構成を同じであるため、ここでの説明は省略する。
【００４４】
図６は、記憶部２４に保管されるアンテナ制御情報を示す説明図であり、実施の形態１の図３と同じリスト形式で示されるものである。
【００４５】
図６において、アンテナ制御情報６１はリスト形式で保管され、順に通信エリア６２、通信エリア位置６３およびアンテナ角度６４の情報で構成され、更に、通信エリア位置６３は、開始位置と終了位置の情報で構成され、アンテナ角度６４は水平方向と垂直方向の情報で構成されている。
【００４６】
通信エリア６２は、各地上無線装置毎に割当てたもので、それぞれＩＤ番号が割当てられる。ここでは、地上無線装置５１はＩＤ番号１１に、地上無線装置５２はＩＤ番号１２に、地上無線装置５３はＩＤ番号１３に、地上無線装置５４はＩＤ番号１４に設定している。
【００４７】
通信エリア位置６３は、ＩＤ番号５１〜５４で管理された地上無線装置５１〜５４の通信可能範囲を、開始位置および終了位置として、車両情報管理装置２７が管理する走行位置情報であるキロ呈で管理している。ここでは、ＩＤ番号１１は開始位置が９００ｍ、終了位置が１０００ｍに、ＩＤ番号１２は開始位置が２１００ｍ、終了位置が２２００ｍに、ＩＤ番号１３は開始位置が２２００ｍ、終了位置が２３００ｍに、ＩＤ番号１４は開始位置が２３００ｍ、終了位置が２４００ｍに設定している。
【００４８】
アンテナ角度６４は、ＩＤ番号１１〜１４で管理された地上無線装置５１〜５４に対応して設定されるものであり、地上無線装置５１〜５４から送信される指向性の電波に対して、車上無線装置８の指向性アンテナ２２の指向方向が対向するように、指向性アンテナ２２の水平方向（図２におけるＲ，Ｌ方向）および垂直方向（図２におけるＵ，Ｄ方向）の角度を設定している。ここでは、アンテナ角度６４は、水平方向が、Ｒ側をプラス（＋）、Ｌ側をマイナス（−）とし、垂直方向が、Ｕ側をプラス（＋）、Ｄ側をマイナス（−）として、アンテナ角度６４として、ＩＤ番号１１は水平方向＋１０度，垂直方向＋５度に、ＩＤ番号１２は水平方向−１５度，垂直方向＋１０度に、ＩＤ番号１３は水平方向−２３度，垂直方向０度に、ＩＤ番号１４は水平方向−２０度，垂直方向＋６度に設定している。
【００４９】
次に動作について、図２、図５、図６及び図７に示す車上無線装置の動作のフローチャートを参照し説明する。
【００５０】
先ず始めに、地上に設置された地上無線装置の間隔が広く、地上無線装置５１の通信可能範囲Ｒおよび地上無線装置５２の通信可能範囲Ｓのように、通信可能範囲が重複しない場合について説明する。
【００５１】
まず車両１は、運行開始前に運行する路線に係るアンテナ制御情報６１を、入力端末２５から入力端末インターフェース部２６を介して記憶部２４に入力し保管する。（ステップ１）
【００５２】
次に、車両１は、通信エリア間を走行中に、車上無線装置８のアンテナ指向方向制御部２８が、記憶部２４から、地上無線装置５１に対応した通信エリア６２のＩＤ番号１１のアンテナ角度６４（水平方向＋１０度，垂直方向＋５度）を取得し、可動部２１に角度制御情報を出力する。可動部２１は、この角度制御情報に基づいて、指向性アンテナ２２が水平方向＋１０度および垂直方向＋５度を指向するように動作する。（ステップ２）
【００５３】
次に、車両１が、地上無線装置５１に対応した通信エリア６２に進入すると、即ち車両情報管理装置２７から得られる距離（キロ呈）としての走行位置情報が、アンテナ制御情報６１の通信エリア６２のＩＤ番号１１に対応した通信エリア位置６３の開始位置の９００ｍに一致すると、地上無線装置５１の指向性アンテナと車上無線装置８の指向性アンテナ２２は指向方向が対向した状態にあるので、車上無線装置８は、地上無線装置５１からの電波を受信し、通信を開始する。（ステップ３）
【００５４】
次に、地上無線装置５１からの受信電波を受けない位置、即ち車両情報管理装置２７から得られる距離（キロ呈）としての走行位置情報が、アンテナ制御情報６１の通信エリア６２のＩＤ番号１１に対応した通信エリア位置６３の終了位置の１０００ｍに一致すると、通信を終了すると共に、車上無線装置８は、地上無線装置５１の通信エリア６２を抜けたと判断する。（ステップ４）
【００５５】
そして、通信エリア間を走行中に、車上無線装置８のアンテナ指向方向制御部２８は、記憶部２４から、地上無線装置５２に対応した通信エリア６２のＩＤ番号１２のアンテナ角度６４（水平方向−１５度，垂直方向＋１０度）を取得し、可動部２１に角度制御情報を出力する。可動部２１は、この角度制御情報に基づいて、指向性アンテナ２２が水平方向−１０度および垂直方向＋１０度を指向するように動作する。その後の車上無線装置８と地上無線装置５２の間で行われる通信方法については、車上無線装置８と地上無線装置５１で示したものと同じである。
【００５６】
次に、地上に設置された地上無線装置の間隔が狭く、地上無線装置５２，５３，５４の通信可能範囲Ｓ，Ｔ，Ｕ、のように、通信可能範囲が一部重複している場合について、車両１が、地上無線装置５２の通信エリア６２に進入する時点から説明する。
【００５７】
車両１が、車上無線装置８の指向性アンテナ２２を、地上無線装置５２に対応した通信エリア６２のＩＤ番号１２のアンテナ角度６４（水平方向−１５度，垂直方向＋１０度）にして、地上無線装置５２に対応した通信エリア６２に進入すると、即ち、車両情報管理装置２７から得られる距離（キロ呈）としての走行位置情報が、アンテナ制御情報６１の通信エリア６２のＩＤ番号１２に対応した通信エリア位置６３の開始位置の２１００ｍに一致すると、地上無線装置５２の指向性アンテナと車上無線装置８の指向性アンテナ２２は指向方向が対向した状態にあるので、車上無線装置８は、地上無線装置５２からの電波を受信し、通信を開始する。（ステップ３）
【００５８】
次に、車両１が地上無線装置５２と通信中に、アンテナ制御情報６１の通信エリア６２のＩＤ番号１２に対応した通信エリア位置６３の終了位置であると同時に、地上無線装置５３に対応した通信エリア６２のＩＤ番号１３の通信エリア位置６３の開始位置の２２００ｍに一致すると、車上無線装置８のアンテナ指向方向制御部２８は、記憶部２４から、地上無線装置５３に対応した通信エリア６２のＩＤ番号１３のアンテナ角度６４（水平方向−２３度，垂直方向０度）を取得し、可動部２１に角度制御情報を出力する。可動部２１は、この角度制御情報に基づいて、指向性アンテナ２２が水平方向−２３度および垂直方向０度を指向するように動作するとともに、地上無線装置５３からの電波を受信し、通信を継続する。（ステップ４）
【００５９】
なお、車両１が地上無線装置５３の通信可能範囲Ｔ内を走行し、地上無線装置５４に継続して通信が行われる動作についても同様である。
【００６０】
そして、地上無線装置５４からの受信電波を受けない位置、即ち車両情報管理装置２７から得られる距離（キロ呈）としての走行位置情報が、アンテナ制御情報６１の通信エリア６２のＩＤ番号１４に対応した通信エリア位置６３の終了位置の２４００ｍに一致すると、通信を終了すると共に、車上無線装置８は、地上無線装置５４の通信エリア６２を抜けたと判断する。（ステップ５）
【００６１】
この実施の形態２によれば、車両に設置される車上無線装置の記憶部に、軌道に沿って適宜設置された地上無線装置の指向性アンテナに、車上無線装置の指向性アンテナの指向方向を対向させるためのアンテナ角度を備えたアンテナ方向制御情報を保管し、このアンテナ角度に基づいて、各地上無線装置の通信エリアが重複していない場合は、前もって地上無線装置の指向性アンテナに、車上無線装置の指向性アンテナの指向方向が対向するようにし、各地上無線装置の通信エリアが重複している場合は、地上無線装置の指向性アンテナに、車上無線装置の指向性アンテナの指向方向が、途切れることなく対向するように、車上無線装置の指向性アンテナの可動部を動作させる構成にしたので、走行中においても地上無線装置の指向性アンテナと車上無線装置の指向性アンテナの指向方向が対向するようになり、良好な受信状態が得られる。そのため、実施の形態１と同様に高い通信品質を得ることが可能になる。また、実施の形態１と同様に、車上無線装置の指向性アンテナのみが動作し、地上無線装置の指向性アンテナは固定のため、車両通信システムの簡略化並びにその簡略化に伴う設置および運用の低コスト化を実現する車上無線装置を得ることができる。
【００６２】
なお、実施の形態１で示したように、車上無線装置は、地上無線装置の指向性アンテナに車上無線装置の指向性アンテナの指向方向を対向させた後に、地上無線装置から受信電力をモニターしながら、受信電力が最も強くなる方向に車上無線装置の指向性アンテナが向くように可動部を動作させて、車上無線装置の指向性アンテナの指向方向を修正するようにしてもよい。この場合、列車１の移動に伴って連続的に指向性アンテナの指向方向が修正される。このように構成することにより、地上無線装置の指向性アンテナと車上無線装置の指向性アンテナの指向方向が、正確に対向するようになるため、一層良好な受信状態が得られる。そのため、より高い通信品質を得ることが可能になる。
【００６３】
実施の形態３
実施の形態１，２では、予め記憶部に保管されたアンテナ方向制御情報に基づいて、地上無線装置の指向性アンテナに列車無線装置の指向性アンテナの指向方向が対向するようにしたが、例えば、車両故障などにより、運行中の車両の経路が変更になり、予め記憶部に保管されたアンテナ方向制御情報が使用できなくなる場合がある。この実施の形態は、このような場合に、運行中においてもアンテナ方向制御情報の更新を可能にして、変更された経路においても運行可能にするものである。以下、この実施の形態３を一実施例に基づいて説明する。
【００６４】
図８は、この発明の実施の形態３に係る車両無線通信システムを示す説明図であり、終着駅で二つのホームがある場合を示している
【００６５】
図８は、車両７０の終着駅７１であり、２つのホーム７１ａ，７２ｂを有している。車両７０は、通常運行、即ち予め記憶部に保管されたアンテナ方向制御情報に基づいて運行する場合、進行方向Ｂから軌道７２に沿って駅７１のホーム７１ａに到着する。そしてホーム７１ａから折り返し出発し、軌道７３に軌道変更して、進行方向Ｃに進行する。運転席がある車両６０の両側の先頭部には、ホーム７１ａへの到着時に駅７１に設置された地上無線装置７３と無線通信するための車上無線装置７４と、ホーム７１ａからの出発時に駅７１に設置された地上無線装置７５と無線通信するための車上無線装置７６が設置されている。そして車上無線装置７４は地上無線装置７３に対して、車上無線装置７６は地上無線装置７５に対して、互いの指向性アンテナの指向方向が対向するように制御されている。
【００６６】
また図８において、車両７０が到着予定にあったホーム７１ａが、例えば先に停車中の車両の遅れや故障などにより到着不可である場合に、車両７０がホーム７１ｂに到着した場合を示すものである。この場合においても、駅７１のホーム７１ｂ側には、到着時に車上無線装置７４と無線通信するための地上無線装置７７と、出発時に車上無線装置７６と無線通信するための地上無線装置７８が設置されている。そして車上無線装置７４は地上無線装置７７に対して、車上無線装置７６は地上無線装置７８に対して、互いの指向性アンテナの指向方向が対向するように制御されている。
【００６７】
なお図８において、７４ａ，７６ａは、それぞれ車上無線装置７４，７６から放射される電波の指向方向を示し、７３ａ，７５ａ，７７ａ，７８ａは、それぞれ地上無線装置７３，７５，７７，７８から放射される電波の指向方向を示している。
【００６８】
図９は、この発明の実施の形態３に係る車上無線装置を含むブロック構成図である。
【００６９】
図９に示す車上無線装置７４，７６の構成において、実施の形態１の図２で示した車上無線装置８に同等または相当するものについては、同一の符号を付して説明は省略する。車上無線装置７４，７６の構成が、実施の形態１で示した車上無線装置８の構成と相違する点は、送受信部２３に、地上無線装置からの受信データから、例えばコンテンツなどの通常のデータと、アンテナ制御情報を更新するためのアンテナ方向更新情報を分離する機能を備えて、分離されたアンテナ方向更新情報は記憶部更新部８０に入力され、記憶部更新部８０は、入力されたアンテナ方向更新情報により、記憶部２４に保管されているアンテナ制御情報を更新するようにしたことである。
【００７０】
また、図１０は地上無線装置から車上無線装置に送信される情報の流れを示した説明図であり、図１１は地上無線装置から車上無線装置に送信されるパケットフォーマットを示した説明図である。
【００７１】
図１１において、例えば地上無線装置７３には、ネットワーク８５から、例えばコンテンツなどの通常のデータと、アンテナ方向更新情報生成端末８６から、車上無線装置７４の記憶装置更新部８０に入力されるアンテナ方向更新情報が入力される。地上無線装置７３の送受信部８７では、入力されるデータが通常のデータの場合は、送受信部８７の拡張ヘッダＡ付与部８７ａにより、図１１の（ａ）に示すような拡張ヘッダＡをつけたフレームを生成し、また入力されるデータがアンテナ方向更新情報の場合は、送受信部８７の拡張ヘッダＢ付与部８７ｂにより、図１１の（ｂ）に示すような拡張ヘッダＢをつけたフレームを生成し、指向性アンテナ８８から車上無線装置７４に送信する。車上無線装置７４の送受信部２３は、指向性アンテナ２２で受信したフレームに、拡張ヘッダＡが付与されている場合は、拡張ヘッダＡを除いて通常のデータとして外部通信装置２９に出力し、拡張ヘッダＢが付与されている場合は、拡張ヘッダＢを除いてアンテナ方向更新情報として、記憶部更新部８０に出力する。なおこれは、地上無線装置７５，７７，７８および車上無線装置７５においても同様である。
【００７２】
図１２は、車両１の駅７１への到着時において、記憶部２４に保管されるアンテナ制御情報の更新を示す説明図であり、（ａ）は更新前のものを示し、（ｂ）は更新後のものを示している。アンテナ制御情報は実施の形態１の図３と同じリスト形式で示されるものである。
【００７３】
図１２において、アンテナ制御情報９０はリスト形式で保管され、順に通信エリア９１、通信エリア位置９２およびアンテナ角度９３の情報で構成され、更に、通信エリア位置９２は、開始位置と終了位置の情報で構成され、アンテナ角度９３は水平方向と垂直方向の情報で構成されている。
【００７４】
通信エリア９１は、各地上無線装置毎に割当てたもので、それぞれＩＤ番号が割当てられる。ここでは、地上無線装置７３はＩＤ番号７３に、地上無線装置７７はＩＤ番号７７に設定している。
【００７５】
通信エリア位置９２は、ＩＤ番号７３，７７で管理された地上無線装置７３，７７の通信可能範囲を、開始位置および終了位置として、車両情報管理装置２７が管理する走行位置情報であるキロ呈で管理している。ここでは、ＩＤ番号７３，７７共に開始位置が３６０００ｍ、終了位置が３６１００ｍに設定している。
【００７６】
アンテナ角度９３は、ＩＤ番号７３，７７で管理された地上無線装置７３，７７に対応して設定されるものであり、地上無線装置７３，７７から送信される指向性の電波に対して、車上無線装置７４の指向性アンテナ２２の指向方向が対向するように、指向性アンテナ２２の水平方向（図２におけるＲ，Ｌ方向）および垂直方向（図２におけるＵ，Ｄ方向）の角度を設定している。ここでは、アンテナ角度９３は、水平方向が、Ｒ側をプラス（＋）、Ｌ側をマイナス（−）とし、垂直方向が、Ｕ側をプラス（＋）、Ｄ側をマイナス（−）として、ＩＤ番号７３は水平方向−１５度，垂直方向０度に、ＩＤ番号７７は水平方向＋３５度，垂直方向０度に設定している。
【００７７】
次に動作について、図９〜図１２を参照して説明する。
【００７８】
まず、車両７０が軌道７２に沿って、進行方向Ｂから通常の運行経路である駅７１のホーム７１ａに到着する場合について説明する。この場合は実施の形態１に示した動作と同じである。即ち、車両７０が、通信エリア９１のＩＤ番号７３に進入するまでには、図８(ａ)に示す、車両７０の車上無線装置７４の記憶部２４に予め保管されているアンテナ方向制御情報３４により、車上無線装置６４のアンテナ２２の指向方向が制御される。
【００７９】
次に、車両７０が通信エリア９１のＩＤ番号７３に進入すると、地上無線装置７３の指向性アンテナから送信される電波を車上無線装置７４の指向性アンテナ２２で受信し、送受信部２３から得られる受信電力をアンテナ指向方向制御部２８でモニターする。アンテナ指向方向制御部２８は、モニター中の受信電力が最も強くなるように、例えばＳ／Ｎ比が最も大きくなるように、可動部２１を動作させて、車上無線装置８の指向性アンテナ２２の指向方向を修正する。これにより、車上無線装置８の指向性アンテナ２２と地上無線装置９の指向性アンテナの指向方向は正確に対向する。
【００８０】
そして車上無線装置７４の指向性アンテナ２２と地上無線装置７３の指向性アンテナの指向方向が正確に対向した状態で、地上無線装置７３と車上無線装置７４の間で無線通信を行う。
【００８１】
また車両７０が、終着駅７１で折り返す場合は、駅７１が始発駅となる。そのため車両７０の車上無線装置７６の記憶部２４には、新たに運行する路線のアンテナ方向制御情報が、入力端末２５から記憶部更新部８０を介して入力され保管される。
【００８２】
次に車上無線装置７６のアンテナ指向方向制御部２８は、記憶部２４から、地上無線装置７５に対応した通信エリアのＩＤ番号のアンテナ角度を取得し、可動部２１に角度制御情報を出力する。可動部２１は、この角度制御情報に基づいて、指向性アンテナ２２が設定された水平方向および垂直方向の角度を指向するように動作する。これにより、地上無線装置７５のアンテナと車上無線装置７６のアンテナ２２の指向方向は対向し、無線通信が可能になる。
【００８３】
そして地上無線装置７５の指向性アンテナから送信される電波を車上無線装置７６の指向性アンテナ２２で受信し、送受信部２３から得られる受信電力をアンテナ指向方向制御部２８でモニターする。アンテナ指向方向制御部２８は、モニター中の受信電力が最も強くなるように、例えばＳ／Ｎ比が最も大きくなるように、可動部２１を動作させて、車上無線装置７６の指向性アンテナ２２の指向方向を修正する。これにより、車上無線装置７６の指向性アンテナ２２と地上無線装置７５の指向性アンテナの指向方向は正確に対向する。
【００８４】
そして車上無線装置７６の指向性アンテナ２２と地上無線装置７５の指向性アンテナの指向方向が正確に対向した状態で、地上無線装置７５と車上無線装置７６の間で無線通信を行う。
【００８５】
以上示したような、通常の経路を運行する場合の車上無線装置７４および７６の動作は、実施の形態１で示した動作と同等である。
【００８６】
次に、車両７０が当初の到着予定であった駅７１のホーム６１ａではなく、ホーム７１ｂに到着する場合について説明する。
【００８７】
まず車両７０は、通信エリア９１のＩＤ番号７７に進入するまでに、例えば、終着駅７１の前の駅に停車中に、地上無線装置から、駅７１に対応した通信エリア９１のアンテナ制御情報９０の情報を更新するためのアンテナ方向更新情報を、車上無線装置７４で受信する。このアンテナ方向更新情報は、図１０に示すようにアンテナ方向更新情報生成端末８６から地上無線装置の送受信部８７に入力され、送受信部８７の拡張ヘッダＢ付与部８７ｂにおいて、図１１に示すように拡張ヘッダＢが付与されたフレームとなっている。車上無線装置７４は、指向性アンテナ２２で拡張ヘッダＢが付与されたフレームであるアンテナ方向更新情報を受信する。車上無線装置７４の送受信部２３は、受信したデータに拡張ヘッダＢが付与されていることを検出し、このデータがアンテナ方向更新情報であることを認識して、このアンテナ方向更新情報を記憶装置更新部８０に出力する。記憶装置更新部８０は、このアンテナ方向更新情報に基づいて、図８（ｂ）に示すように、記憶部２４に保管されているアンテナ制御情報９０を更新する。図８（ａ）（ｂ）では、地上無線装置７３に対応した通信エリア９１のＩＤ番号７３のアンテナ角度９３（水平方向−１５度，垂直方向０度）が、地上無線装置７７に対応した通信エリア９１のＩＤ番号７７のアンテナ角度９３（水平方向＋３５度，垂直方向０度）に更新されている。
【００８８】
そして車両７０が、通信エリア９１のＩＤ番号７７に進入するまでに、図８(ｂ)に示す、記憶部２４に更新されて保管されたアンテナ方向制御情報３４の通信エリア９１のＩＤ番号７７に対応したアンテナ角度９３（水平方向＋３５度，垂直方向０度）になるように、車上無線装置７４のアンテナ２２の指向方向が制御される。これにより、地上無線装置７７のアンテナの指向性と車上無線装置７４のアンテナ２２の指向方向は対向し、無線通信が可能になる。
【００８９】
車両７０が、ＩＤ番号７７の通信エリア９１に進入すると、地上無線装置７７の指向性アンテナから送信される電波を車上無線装置７４の指向性アンテナ２２で受信し、送受信部２３から得られる受信電力をアンテナ指向方向制御部２８でモニターする。アンテナ指向方向制御部２８は、モニター中の受信電力が最も強くなるように、例えばＳ／Ｎ比が最も大きくなるように、可動部２１を動作させて、車上無線装置７４の指向性アンテナ２２の指向方向を修正する。これにより、車上無線装置７４の指向性アンテナ２２と地上無線装置７７の指向性アンテナの指向方向は正確に対向する。
【００９０】
そして車上無線装置７４の指向性アンテナ２２と地上無線装置７７の指向性アンテナの指向方向が正確に対向した状態で、地上無線装置７７と車上無線装置７４の間で無線通信を行う。
【００９１】
また車両７０が、終着駅７１で折り返す場合は、駅７１が始発駅となる。そのため車両７０の車上無線装置７６の記憶部２４には、新たに運行する路線のアンテナ方向制御情報が、入力端末２５から記憶部更新部８０を介して入力され保管される。
【００９２】
次に車上無線装置７６のアンテナ指向方向制御部２８は、記憶部２４から、地上無線装置７８に対応した通信エリアのＩＤ番号のアンテナ角度を取得し、可動部２１に角度制御情報を出力する。可動部２１は、この角度制御情報に基づいて、指向性アンテナ２２が設定された水平方向および垂直方向の角度を指向するように動作する。これにより、地上無線装置７８のアンテナと車上無線装置７６のアンテナ２２の指向方向は対向し、無線通信が可能になる。
【００９３】
そして地上無線装置７８の指向性アンテナから送信される電波を車上無線装置７６の指向性アンテナ２２で受信し、送受信部２３から得られる受信電力をアンテナ指向方向制御部２８でモニターする。アンテナ指向方向制御部２８は、モニター中の受信電力が最も強くなるように、例えばＳ／Ｎ比が最も大きくなるように、可動部２１を動作させて、車上無線装置７６の指向性アンテナ２２の指向方向を修正する。これにより、車上無線装置７６の指向性アンテナ２２と地上無線装置７８の指向性アンテナの指向方向は正確に対向する。
【００９４】
そして車上無線装置７６の指向性アンテナ２２と地上無線装置７８の指向性アンテナの指向方向が正確に対向した状態で、地上無線装置７８と車上無線装置７６の間で無線通信を行う。
【００９５】
この実施の形態３によれば、アンテナ方向制御情報を、地上無線装置から車上無線装置に送信するアンテナ方向更新情報により更新可能にしたので、実施の形態１および２の効果に加えて、運行中の運行経路の変更があった場合でも、迅速な対応が可能になり、円滑な運行が可能となる効果を奏する。
【００９６】
なお実施の形態３では、車両７０が終着駅である駅７１で折り返す形態のものを示しているが、特に終着駅に限定する必要はなく、列車が停車するホームが複数有る駅であれば、運行途中の駅においても当然適用可能なものである。
【００９７】
また実施の形態３では、車上無線装置７６のアンテナ制御情報は、折り返し時に入力端末２５から入力するものとしたが、アンテナ方向更新情報により車上無線装置７６の記憶部２４に保管することも可能であり、この場合、より円滑な運行が可能となる。
【００９８】
なお以上の説明では、駅やアンテナ方向制御情報に記載の数値として、具体的な数値を用いて説明しているが、これはあくまで説明の便宜のために行うものであり、特に数値を限定するものではない。これらの数値は、実際の状況に合わせて適宜設定されるものである。
【００９９】
実施の形態４
実施の形態３によれば、駅に設置された地上無線装置から車両に設けられた車上無線装置にアンテナ方向更新情報を送信して、車上無線装置の記憶部に予め保管されているアンテナ方向制御情報を更新するものを示したが、この更新を、図８に示すように、駅７１に設置された無指向性アンテナ１００と車両７０に搭載された無指向性アンテナ１０１の間で行ってもよい。
【０１００】
更新動作としては、図９に示すように、無指向性アンテナ１００から送信され、無指向性アンテナ１０１で受信したアンテナ方向更新情報は、送受信部１０２を介して記憶部更新部８０に入力され、この記憶部更新部８０のアンテナ方向更新情報に基づいて、記憶部２４に予め保管されていたアンテナ制御情報９０を更新する。その他の動作については、実施の形態３で示した動作と同様である。
【０１０１】
この実施の形態４によれば、アンテナ制御情報を、駅に設置された無指向性アンテナから車両に搭載された無指向性アンテナに送信するアンテナ方向更新情報に基づいて更新可能にしたので、実施の形態３と同等の効果に加えて、例えば終着駅に停車中の時においても更新可能となるため、より円滑な運行が可能となる。
【０１０２】
なお以上の説明では、駅やアンテナ方向制御情報に記載の数値として、具体的な数値を用いて説明しているが、これはあくまで説明の便宜のために行うものであり、特に数値を限定するものではない。これらの数値は、実際の状況に合わせて適宜設定されるものである。
【０１０３】
なお実施の形態１〜４では、車上無線装置の指向性アンテナの指向方向を制御するのに、指向性アンテナを可動部に載せて、可動部を動作させて指向性アンテナの指向方向を変えるものを示したが、要は地上無線装置のアンテナの指向方向に対して、車上無線装置のアンテナの指向方向が対向するように制御可能であればよく、例えば、アンテナ自体を動作させず指向方向の制御が可能なフェーズドアレイアンテナを用いることも可能である。この場合、指向性アンテナの指向方向を制御するために、指向性アンテナ自体を動作させる必要が無く、アンテナ指向方向制御部からの角度制御情報に基づいて指向方向を変えることが可能になるため、可動部が不要となり、車上無線装置が一層簡略化出来る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】この発明の実施の形態１に係る車両無線通信システムを示す説明図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る車両に搭載される車上無線装置を含むブロック構成図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る車上無線装置の記憶部に保管されるアンテナ制御情報を示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る車上無線装置の動作のフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態２に係る車両無線通信システムを示す説明図である。
【図６】この発明の実施の形態２に係る車上無線装置の記憶部に保管されるアンテナ制御情報を示す説明図である。
【図７】この発明の実施の形態２に係る車上無線装置の動作のフローチャートである。
【図８】この発明の実施の形態３および４に係る車両無線通信システムを示す説明図である。
【図９】この発明の実施の形態３および４に係る車上無線装置を含むブロック構成図である。
【図１０】この発明の実施の形態３および４に係る地上無線装置から車上無線装置に送信される情報の流れを示した説明図である。
【図１１】この発明の実施の形態３および４に係る地上無線装置から車上無線装置に送信されるパケットフォーマットを示した説明図である。
【図１２】この発明の実施の形態３および４に係る車上無線装置の記憶部に保管されるアンテナ制御情報の更新を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１ 車両、２ 始発駅、３ 軌道、４〜６ 途中の停車駅、７ 終着駅、８ 車上無線装置、８ａ 車上無線装置から放射される電波の指向方向、９〜１３ 地上無線装置、９ａ〜１３ａ 地上無線装置から放射される電波の指向方向、２１ 可動部、２２ 指向性アンテナ、２３ 送受信部、２４ 記憶部、２５ 入力端末、２６ 入力端末インターフェース部、２７ 車両情報管理装置、２８ アンテナ指向方向制御部、２９ 通信装置、３４ アンテナ制御情報、３５ 通信エリア、３６ 通信エリア位置、３７ アンテナ角度
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軌道を走行する車両に搭載される指向性アンテナと、前記指向性アンテナで受信した電波を情報に変換する送受信部と、始発駅からの車両の走行距離を管理する車両情報管理装置と、始発駅からの走行距離で管理される通信エリアと指向性アンテナの設定角度とを関連付けたアンテナ制御情報を保管した記憶部と、前記車両情報管理装置で管理される走行距離と前記記憶部に保管された前記アンテナ制御情報とを比較し、前記指向性アンテナの角度制御情報を出力するアンテナ指向方向制御部とを備えていて、
前記アンテナ制御情報は通信エリアの開始位置と終了位置を含み、前記指向性アンテナの指向方向は前記アンテナ指向方向制御部が出力する角度制御情報に基づいて制御されることを特徴とする車両搭載装置。
【請求項２】
ＩＤ番号が同一の通信エリアでは、指向性アンテナの設定角度は固定されていることを特徴とする請求項１記載の車両搭載装置。
【請求項３】
アンテナ指向方向制御部は、指向性アンテナの受信電力をモニターし、指向性アンテナの指向方向を、受信電力の最も強い方向に制御することを特徴とする請求項１記載の車両搭載装置。
【請求項４】
指向性アンテナと送受信部を搭載し、アンテナ指向方向制御部からの指示により、指向性アンテナの設定角度を変える可動部を備えたことを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の車両搭載装置。
【請求項５】
記憶部に保管されているアンテナ制御情報を更新する記憶部更新部を備えている請求項１に記載の車両搭載装置。
【請求項６】
指向性アンテナで受信されたアンテナ方向更新情報により、記憶部に保管されているアンテナ制御情報を更新することを特徴とする請求項５に記載の車両搭載装置。
【請求項７】
無指向性アンテナを備えていて、アンテナ制御情報を更新する情報を無指向性アンテナで受信することを特徴とする請求項５に記載の車両搭載装置。
【請求項８】
指向性アンテナは、アンテナ指向方向制御部からの指示により、指向方向を変えるフェーズドアレイアンテナであることを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の車両搭載装置。
【請求項９】
通信エリアが重なる場合、受信周波数を変えて混信を防ぐことを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の車両搭載装置。
【請求項１０】
指向性アンテナの設定角度は水平方向と垂直方向の情報で構成されていることを特徴とする請求項１記載の車両搭載装置。
【請求項１】
軌道を走行する車両に搭載される指向性アンテナと、前記指向性アンテナで受信した電波を情報に変換する送受信部と、始発駅からの車両の走行距離を管理する車両情報管理装置と、始発駅からの走行距離で管理される通信エリアと指向性アンテナの設定角度とを関連付けたアンテナ制御情報を保管した記憶部と、前記車両情報管理装置で管理される走行距離と前記記憶部に保管された前記アンテナ制御情報とを比較し、前記指向性アンテナの角度制御情報を出力するアンテナ指向方向制御部とを備えていて、
前記アンテナ制御情報は通信エリアの開始位置と終了位置を含み、前記指向性アンテナの指向方向は前記アンテナ指向方向制御部が出力する角度制御情報に基づいて制御されることを特徴とする車両搭載装置。
【請求項２】
ＩＤ番号が同一の通信エリアでは、指向性アンテナの設定角度は固定されていることを特徴とする請求項１記載の車両搭載装置。
【請求項３】
アンテナ指向方向制御部は、指向性アンテナの受信電力をモニターし、指向性アンテナの指向方向を、受信電力の最も強い方向に制御することを特徴とする請求項１記載の車両搭載装置。
【請求項４】
指向性アンテナと送受信部を搭載し、アンテナ指向方向制御部からの指示により、指向性アンテナの設定角度を変える可動部を備えたことを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の車両搭載装置。
【請求項５】
記憶部に保管されているアンテナ制御情報を更新する記憶部更新部を備えている請求項１に記載の車両搭載装置。
【請求項６】
指向性アンテナで受信されたアンテナ方向更新情報により、記憶部に保管されているアンテナ制御情報を更新することを特徴とする請求項５に記載の車両搭載装置。
【請求項７】
無指向性アンテナを備えていて、アンテナ制御情報を更新する情報を無指向性アンテナで受信することを特徴とする請求項５に記載の車両搭載装置。
【請求項８】
指向性アンテナは、アンテナ指向方向制御部からの指示により、指向方向を変えるフェーズドアレイアンテナであることを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の車両搭載装置。
【請求項９】
通信エリアが重なる場合、受信周波数を変えて混信を防ぐことを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の車両搭載装置。
【請求項１０】
指向性アンテナの設定角度は水平方向と垂直方向の情報で構成されていることを特徴とする請求項１記載の車両搭載装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−１５４４５（Ｐ２０１１−１５４４５Ａ）
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２７３７１（Ｐ２０１０−２２７３７１）
【出願日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【分割の表示】特願２００６−１３８８２４（Ｐ２００６−１３８８２４）の分割
【原出願日】平成１８年５月１８日（２００６．５．１８）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【分割の表示】特願２００６−１３８８２４（Ｐ２００６−１３８８２４）の分割
【原出願日】平成１８年５月１８日（２００６．５．１８）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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