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公開番号2025001324
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-08
出願番号2023100839
出願日2023-06-20
発明の名称鉄道通信システム及び車上通信プラットフォーム
出願人株式会社日立製作所
代理人弁理士法人第一国際特許事務所
主分類H04W 4/44 20180101AFI20241225BHJP(電気通信技術)
要約【課題】本発明では、地車間通信の可用帯域を効率よく利用し全体の通信スループットを向上させる技術を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の鉄道通信システムの一つは、車上通信プラットフォームと地上通信プラットフォームを有し、車上通信プラットフォームは、パケットを複数の無線経路に振り分ける経路制御部と、地上通信プラットフォームと車上通信プラットフォームの間の通信状況を判定する通信状況判定部と、を備え、地上通信プラットフォームから再送要求を受信する場合、通信状況判定部は、複数の無線経路の品質情報を経路制御部に通知し、経路制御部は、再送要求の対象となるパケットに含まれる送信元情報に基づいて要求品質を判定し、要求品質及び品質情報に基づいて複数の無線経路の評価を行い、評価の結果に基づいて、複数の無線経路のうちから再送に用いる無線経路を選択する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
地上車上間において複数のアプリケーションから生成されたパケットを複数の無線経路を用いて伝送する鉄道通信システムであって、
車上通信プラットフォームと地上通信プラットフォームを有し、
前記車上通信プラットフォームは、
前記パケットを前記複数の無線経路に振り分ける経路制御部と、
前記地上通信プラットフォームと前記車上通信プラットフォームの間の通信状況を判定する通信状況判定部と、を備え、
前記地上通信プラットフォームから再送要求を受信する場合、
前記通信状況判定部は、前記複数の無線経路の品質情報を前記経路制御部に通知し、
前記経路制御部は、前記再送要求の対象となるパケットに含まれる送信元情報に基づいて要求品質を判定し、前記要求品質及び前記品質情報に基づいて前記複数の無線経路の評価を行い、前記評価の結果に基づいて、前記複数の無線経路のうちから再送に用いる無線経路を選択する、鉄道通信システム。
続きを表示（約 910 文字）【請求項２】
請求項１に記載の鉄道通信システムであって、
前記車上通信プラットフォームは、
前記複数の無線経路に関する位置毎又は／及び時間毎の可用帯域情報を有するデータベースをさらに備え、
前記経路制御部は、前記データベースが有する可用帯域情報から、前記複数の無線経路の評価を行い、前記評価の結果に基づいて、前記複数の無線経路のうちから再送に用いる無線経路を選択する
ことを特徴とする鉄道通信システム。
【請求項３】
請求項１に記載の鉄道通信システムであって、
前記通信状況判定部は、前記複数の無線経路の送信比重を決定し、前記経路制御部に再送を指示する
ことを特徴とする鉄道通信システム。
【請求項４】
請求項１に記載の鉄道通信システムであって、
前記通信状況判定部は、前記複数のアプリケーションに対して通信容量制限の通知を行い、
前記複数のアプリケーションのうち優先順位の低いアプリケーションに対して、伝送の停止又はビットレートを下げるための通知を行わせる
ことを特徴とする鉄道通信システム。
【請求項５】
地上車上間において複数のアプリケーションから生成されたパケットを複数の無線経路を用いて地上通信プラットフォームに伝送する車上通信プラットフォームであって、
前記パケットを前記複数の無線経路に振り分ける経路制御部と、
前記地上通信プラットフォームと前記車上通信プラットフォームの間の通信状況を判定する通信状況判定部と、を備え、
前記地上通信プラットフォームから再送要求を受信する場合、
前記通信状況判定部は、前記複数の無線経路の品質情報を前記経路制御部に通知し、
前記経路制御部は、前記再送要求の対象となるパケットに含まれる送信元情報に基づいて要求品質を判定し、前記要求品質及び前記品質情報に基づいて前記複数の無線経路の評価を行い、前記評価の結果に基づいて、前記複数の無線経路のうちから再送に用いる無線経路を選択する、車上通信プラットフォーム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道通信システム及び車上通信プラットフォームに関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
国際鉄道連合ＵＩＣ（International Union of Railways）は、現在無線列車制御システムに活用しているＧＳＭ－Ｒ（Global System for Mobile Communications Railway）のライフタイムが２０３０年ごろに終了することを想定した新無線システムへのリプレースを進めている。また、ＵＩＣは、ＬＴＥ（Long Term Evolution）や５Ｇ等の広帯域無線システムを活用し、鉄道システム自体の高度化を推進する目的で、次世代鉄道向け無線通信システムＦＲＭＣＳ（Future Railway Mobile Communication System）の規格策定を進めている。
【０００３】
ＦＲＭＣＳでは、ＬＴＥや５Ｇなどの既存無線アクセス技術をカスタマイズせずにそのまま活用してコスト低減を図ることとし、鉄道システムを実現する多様なアプリケーションによって要求される通信品質を既存無線アクセス技術を用いて実現することが志向されている。具体的には、ＦＲＭＣＳでは、ＦＲＭＣＳゲートウェイと呼ばれる機能を用いて複数の無線システムを内包し、複数の無線システムを活用した高信頼通信を実現可能な仕組みが検討されている。上記ＦＲＭＣＳゲートウェイを用いた鉄道通信システムでは、複数の無線システムを内包し、通信品質の向上や広帯域通信を実現することが目標とされている。
【０００４】
一方、鉄道事業者自らが設計、構築、運用、保守を行う自営無線を活用した広帯域なデータ伝送方法として、ミリ波を用いた無線システムや現在ローカル５Ｇを用いた無線システムの検討が進められている。こられのシステムは沿線沿いに配置された地上基地局によって構築されるため、イニシャルコスト、メンテナンスコストの両面で負担が大きく、リソースに限りある鉄道事業者が導入するにはハードルがある。
【０００５】
他にも、広帯域通信を実現する方法として、ＭＮＯ（Mobile Network Operator、移動体通信事業者）が提供するサービスの活用がある。本サービスは一部の鉄道運行業務へ適用されているが、通信品質を鉄道事業者にてコントロールできない、及び一般のユーザとネットワークを共有する必要があるなどの課題から、列車制御などのミッションクリティカルなアプリケーションには適用されていない。
【０００６】
上記では、通信インフラの提供主体の観点から説明してきたが、通信品質を確保する観点では次のような先行技術がある。
【０００７】
特許文献１においては、無線通信装置（１０、１０Ａ）は、第１無線通信部（１１１）と、第２無線通信部（１１２）と、制御部（１３０）とを備える、ことが開示されている。第１無線通信部（１１１）は、所定のエリアにおいて接続を許可する第１の通信ネットワークに接続して通信する。第２無線通信部（１１２）は、第１の通信ネットワークとは異なる第２の通信ネットワークに接続して通信する。制御部（１３０）は、第１無線通信部（１１１）による通信の通信品質を予測し、予測した通信品質が所望の通信品質を満たすか否かに基づいて、第２無線通信部（１１２）による通信を行うか否かを判定する。
【０００８】
特許文献２においては、１又は複数の通信ネットワークを使用したパケットフローによるアプリケーション間の通信を制御する通信制御装置が前記通信ネットワークを挟んで対向して配置された通信システムにおける通信方法であって、前記通信制御装置は、前記パケットフロー毎の通信品質要件、及び前記パケットフロー毎かつ前記通信ネットワーク毎の通信冗長化に関わる通信品質保証ポリシーを保持し、前記方法は、前記通信制御装置が、前記パケットフロー毎及び前記パケットフローで使用される通信ネットワーク毎の通信性能を測定し、前記通信制御装置が、前記通信性能の測定結果と、前記通信品質要件と、前記通信品質保証ポリシーと、前記各パケットフローの通信品質への寄与とに基づいて、前記パケットフローの通信冗長度を制御することを特徴とする、ことが開示されている。
【０００９】
特許文献３においては、データの転送に関する通信品質に基づいて、通信経路の冗長化の要否と前記データの圧縮度とを判定する判定手順と、転送対象のデータを、前記判定手順において判定された圧縮度に応じて圧縮する圧縮手順と、前記判定手順において通信経路の冗長化が必要であると判定されると、前記通信経路を冗長化し、各通信経路に前記データを送信する送信手順と、をコンピュータが実行する、ことが開示されている。
【００１０】
特許文献４においては、２系統を含むｍ系統（ｍは２以上の整数）のうちのｎ系統（ｎは１≦ｎ≦ｍとなる整数）の通信経路をｎ系統の回線として確保し、第１通信装置から第２通信装置に対して、一連の通信データを伝送可能な通信システム等であって、前記ｍ系統のうちの優先的に利用するｎ系統の通信経路を、利用場所及び利用時間の少なくとも一方を含む利用条件に対応させて、前記ｎ系統の回線として予め定めておき、前記第１通信装置または前記第２通信装置によって前記利用条件に適合した前記ｎ系統の回線を確保することを特徴とする、ことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
（【００１１】以降は省略されています）

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