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公開番号2024159359
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-08
出願番号2023082613
出願日2023-04-28
発明の名称強磁場光通信送受信ユニット
出願人個人,個人,個人
代理人
主分類H04B 10/114 20130101AFI20241031BHJP(電気通信技術)
要約【課題】強磁場環境における高速移動車両とのモバイル通信、インターネット通信を可能とする。
【解決手段】無線通信が使えない強磁場環境での高速移動車両が移動中にモバイル通信、インターネット通信を可能とする赤外線あるいは紫外線を用いた光通信送受信ユニット。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
強磁場環境で移動中の高速移動車両との情報を送受信する手段と、強磁場環境に影響を受けない光通信による情報を送受信する手段と、高速移動中の光通信の送信側光ビームと受信側光センサの光軸を自動的に一致する手段を有する強磁場環境光通信送受信ユニット。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は強磁場環境で移動中の高速移動車両との情報伝達において、強磁場環境でも情報伝達に影響を受けない光通信に関するものである。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
近年はリニアモータを用いたリニア新幹線などの高速移動車両が東京と名古屋間を３０分程度で運行する予定になっている。リニアモーターカーの駆動原理は強磁場を用いた磁気浮上方式で、強磁場のため通常の携帯電話、インターネット通信の無線方式は使えないことが知られている。また、移動車両が高速で移動するため光ファイバなどの有線方式も使えないのが現状である。
【０００３】
特にリニア新幹線の運行速度は５００Ｋｍ／時と高速で、分あたり８．３Ｋｍ、秒あたり０．１３８Ｋｍの通過距離である。リニア新幹線の車両長さは、先頭車両が２８ｍ、中間車両が２４．３ｍと知られている。
【０００４】
また、５００Ｋｍ／時の速度の時、車両長さ２８ｍの通過時間は０．２０２秒、車両長さ２４．３ｍの通過時間は０．１７６秒である。平均の車両長さが２５ｍなら通過時間は０．１８１秒となる。
【０００５】
リニア新幹線などの高速車両と携帯電話などの通信を行う場合、現状では通信方式は４ＧならＬＴＥ方式が知られている、この通信方式の周波数帯域は３．５ＧＨｚが多く用いられており、伝送はパケット通信で送受信することが一般的である。搬送周波数３．５ＧＨｚを時間換算すると１ビットあたりの時間は２８５ｕｓであり、パケット通信を１０２４ビットなら送受信時間は約２９１ｍｓとなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
解決しようとする問題点は、強磁場において高速車両が移動中では通常の無線通信が使えないため、光通信による携帯電話およびインターネット通信を可能にすることを特徴とする。
【課題を解決しようとする手段】
【０００７】
本発明は、光通信として赤外線あるいは紫外線を用いる。赤外線の波長は約８００ｎｍであり周波数換算では３７５ＴＨｚでビット当たりの伝送速度は２．８９８ｕｓに相当する。紫外線の波長は約４００ｎｍであり周波数換算では７５０ＴＨｚでビット当たりの伝送速度は１．４４９ｕｓに相当する。強磁場における赤外線あるいは紫外線を用いた光通信による携帯電話あるいはインターネット通信を可能にすることを特徴とする。
【０００８】
更に、高速車両が移動中に通信するための光通信送受信ユニットを車両本体の特定部分に装備し、および高速車両が通過する近接周辺のポールあるいは側壁などに光通信送受信ユニットを特定間隔で具備し、車両が移動中のどの場所においても通信が可能にすることを特徴とする。
【０００９】
周波数３．５ＧＨｚを用いた４ＧＬＴＥ通信の１０２４ビットのパケット通信の送受信時間は前述の２９１ｍｓである。赤外線を用いた通信では１０２４ビットのパケット通信の送受信時間はビット当たりの伝送速度が２．８９８ｕｓなので２．９ｍｓとなり、４ＧＬＴＥ通信速度のおおよそ１００倍速くなることを特徴とする。紫外線を用いた光通信では、波長が赤外線の１／２であるから赤外線通信の２倍、４ＧＬＴＥ通信速度の２００倍速くなるのは言うまでもない。
【００１０】
前述の赤外線によるパケット当たりの通信時間２．９ｍｓ、５００Ｋｍ／時の車両の移動時間は車両長さ平均２５ｍの通過時間は１８１ｍｓ、１ｍｓ当たりの通過距離は０．１３８Ｋｍ＝１３８ｃｍとなり、パケット当たり２．９ｍｓの車両通過時間は４００ｃｍとなる。即ち、長さ４００ｃｍの光送受信ユニットにおけるパケット数は６２パケットに相当し、長さ４００ｃｍの光送受信ユニットを連続で車両の特定位置に具備することによりパケット通信が途絶えることがなく連続で通信が可能となることを特徴とする。４ＧＬＴＥにおける１０２４ビットのパケット通信時間は２．９ｍｓ、赤外線における周波数換算のビットあたり通信速度は２．８９８ｕｓ、車両の高速移動中においてリアルタイムで通信データを切れ目なく送受信するには、長さ４００ｃｍの送受信ユニットに最小１０００ケ以上の光送信半導体と光受信半導体を０．４ｃｍピッチ以下で配置することでリアルタイム通信が可能となることを特徴とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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