JP7138813B2 - 無線中継局、無線中継システム、制御回路、記憶媒体及び無線中継方法 - Google Patents

Description

本開示は、無線中継通信を行う無線中継局、無線中継システム、制御回路、記憶媒体及び無線中継方法に関する。

鉄道無線において、大容量化のニーズが高まっている。従来の鉄道無線に加えて、ＷｉＦｉ（登録商標）、第５世代移動通信システム（以下、５Ｇと称する。）などの広帯域通信をアドオンすることで、列車と地上システムとの間で、監視画像、多数のセンサ情報などを準リアルタイムに共有することが可能となる。また、ＷｉＦｉ、５Ｇなどによって、列車と列車との間、列車と鉄道機器との間、及び列車と係員が携帯する端末装置との間の通信も可能となり、列車が鉄道環境のあらゆるものと繋がり情報通信ハブとなるＴ２Ｘ（Train-to-Everything）システムが実現できる。ただし、従来の鉄道無線がＶＨＦ（Very High Frequency）帯、ＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯などを用いるのに対して、広帯域通信は、主にＳＨＦ（Super High Frequency）帯を用いる。一般的に、無線通信は、高周波数化に伴って電波到達範囲が狭くなり、不感地帯が生じやすくなる。不感地対策として、無線中継が有望である。

複数の無線中継局を介することで、目的装置までデータを無線転送する無線中継システムが知られている。無線中継通信は、リレー通信、マルチホップ通信などとも呼ばれる。一般的に、無線中継網のトポロジーは、広域な通信エリアを面的にカバーするため、二次元メッシュ型が想定される。一方、鉄道沿線、高速道路などを対象とする場合、無線中継網は、移動体の移動経路を軸とした線状に形成され得る。鉄道軌道、高速道路などを跨ぐようにはしご状に形成された無線中継網、すなわちトポロジーをラダー型と呼ぶ。

無線中継網では、通信の効率化、低遅延化などのため、通信経路を適切に設定することが重要である。例えば、特許文献１には、電波環境が変化する状況において、目的装置に到達するまでの中継回数を少なくしつつ、信頼性の高い中継局を優先選択する経路探索を実現する技術が開示されている。電波環境が変化する例として、列車などの移動体に通信装置が搭載されている場合、すなわち、移動局が存在する場合などが挙げられている。

特許第６６０６４８４号公報

二次元メッシュ型の無線中継網は、無線中継網を構成する中継局がエリアを面的にカバーするように配置される。そのため、各中継局は、周囲の中継局との地理的な位置関係を把握することが難しい。さらに、移動局が存在する場合、移動局にとって近傍となる中継局、すなわち移動局と通信を行う中継局が時間とともに切り替わるが、中継局間の地理的な位置関係に加えて各中継局と移動経路との間の位置関係の把握も困難である。そのため、移動局にとっての将来の近傍中継局を予測することが難しい。このように、中継局間を移動局が渡る際の通信経路切替処理の発生場所及び発生タイミングを予測できず、通信経路切替処理が場当たり的となり、無線通信品質が低下する、という問題があった。

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、移動する無線中継局を有する無線中継網において、無線通信品質の低下を抑制可能な無線中継局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、本開示は、複数の無線中継局によって移動体の移動経路に沿ったラダー型の無線中継網を構成し、移動体と目的装置との間のデータの送受信を中継する無線中継局である。無線中継局は、自局及び他の無線中継局のアドレス、及び自局と他の無線中継局との接続状態が示された第１のルーティングテーブル、及び移動経路に沿って配置された各無線中継局に対して移動経路に沿って順に割り当てられた無線中継網内での自局の局識別情報を用いて、自局及び他の無線中継局のアドレス、接続状態、局識別情報、及び自局又は他の無線中継局のアドレスに局識別情報が紐付けられた時刻である更新時刻が関連付けられた第２のルーティングテーブルを設定及び更新し、自局の第２のルーティングテーブルを他の無線中継局に送信する制御を行い、自局の第２のルーティングテーブルに含まれる更新時刻よりも最新の更新情報が他の無線中継局から取得した他の無線中継局の第２のルーティングテーブルに含まれる場合は他の無線中継局の第２のルーティングテーブルを用いて自局の第２のルーティングテーブルを更新し、自局の第２のルーティングテーブルに基づいてデータの送受信を制御する中継制御部と、中継制御部の制御によって、他の無線中継局との間でデータの送受信、及び第２のルーティングテーブルの送受信を行う中継通信部と、を備えることを特徴とする。

本開示に係る無線中継局は、移動する無線中継局を有する無線中継網において、無線通信品質の低下を抑制できる、という効果を奏する。

実施の形態１に係る無線中継局を複数備える無線中継システムの構成例を示す第１の図 実施の形態１に係る無線中継局を複数備える無線中継システムの構成例を示す第２の図 実施の形態１に係る無線中継局の構成例を示すブロック図 実施の形態１に係る無線中継局で取り扱う第１のルーティングテーブルの例を示す図 実施の形態１に係る無線中継システムにおける無線中継局の配置例を示す図 実施の形態１に係る無線中継局で取り扱う第２のルーティングテーブルの例を示す第１の図 実施の形態１に係る無線中継局で取り扱う第２のルーティングテーブルの例を示す第２の図 実施の形態１に係る無線中継局に対して規定された採番規則によって与えられた局識別ＩＤ（IDentifier）を各無線中継局の地理的位置関係にマッピングした状態を示す図 実施の形態１に係る無線中継局が第２のルーティングテーブルを更新する動作を示すフローチャート 実施の形態１に係る無線中継局が備える処理回路をプロセッサ及びメモリで実現する場合の処理回路の構成例を示す図 実施の形態１に係る無線中継局が備える処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の処理回路の例を示す図 実施の形態２に係る無線中継局の構成例を示す第１のブロック図 実施の形態２に係る無線中継局の構成例を示す第２のブロック図 実施の形態３に係る無線中継局で取り扱う第２のルーティングテーブルの例を示す第１の図 実施の形態３に係る無線中継局で取り扱う第２のルーティングテーブルの例を示す第２の図 実施の形態４に係る無線中継局の構成例を示す第１のブロック図 実施の形態４に係る無線中継局の構成例を示す第２のブロック図 実施の形態４に係る無線中継局で取り扱う第２のルーティングテーブルの例を示す図 実施の形態５に係る無線中継局の構成例を示す第１のブロック図 実施の形態５に係る無線中継局で取り扱う第２のルーティングテーブルの例を示す図 実施の形態５に係る無線中継局の構成例を示す第２のブロック図 実施の形態６に係る無線中継局の構成例を示すブロック図

以下に、本開示の実施の形態に係る無線中継局、無線中継システム、制御回路、記憶媒体及び無線中継方法を図面に基づいて詳細に説明する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る無線中継局を複数備える無線中継システム１００の構成例を示す第１の図である。無線中継システム１００は、無線中継局１０－１～１０－８と、移動体２００に搭載される図示しない無線中継局と、を備える。無線中継システム１００は、無線中継局１０－１～１０－８、及び移動体２００に搭載される無線中継局が、無線中継通信を行うシステムである。移動体２００は、例えば、移動経路である軌道を走行する列車、移動経路である高速道路を走行する自動車などである。本実施の形態では、図１に示すように、移動体２００が移動経路である軌道を走行する列車である場合を例にして説明する。以降の実施の形態についても同様とする。無線中継システム１００は、無線中継局１０－１～１０－８が、移動体２００の移動経路を中心として形成された、すなわち列車が走行する軌道に沿って軌道を跨ぐようにはしご状に形成されたラダー型の無線中継網である。無線中継局１０－１～１０－８、及び移動体２００に搭載される無線中継局は、移動体２００の移動経路に沿ったラダー型の無線中継網を構成する。

図１の例では、例えば、無線中継局１０－３は、無線中継局１０－１，１０－２，１０－４，１０－５と接続している。ただし、無線中継システム１００の構成によっては、無線中継局１０－１～１０－８の接続形態が異なる場合がある。図２は、実施の形態１に係る無線中継局を複数備える無線中継システム１００の構成例を示す第２の図である。図２に示す無線中継システム１００では、無線中継局１０－３は、無線中継局１０－１，１０－４，１０－５と接続している。なお、無線中継システム１００の構成は、図１および図２の例に限定されない。以降の説明において、無線中継局１０－１～１０－８、及び移動体２００に搭載された無線中継局を区別しない場合、無線中継局１０と称する。すなわち、無線中継システム１００は、無線中継局１０を２つ以上有する。

以降の説明では、単に「中継局」と記載する場合は地上側に固定配置された無線中継局１０を示し、「移動局」と記載する場合は移動体２００に搭載され移動経路上を移動する無線中継局１０を示す。中継局は移動しない無線中継局１０であり、移動局は移動経路上を移動する無線中継局１０である。本実施の形態において、中継局及び移動局は、同様の構成要素を備えるものとする。すなわち、中継局及び移動局は、ともに後述する拡張ルーティングテーブルを保持し、拡張ルーティングテーブルの設定、更新、配信などを行う。本実施の形態では、無線中継網が線状に構成され、無線中継網に移動局が含まれるケースを想定している。

無線中継局１０の構成について説明する。図３は、実施の形態１に係る無線中継局１０の構成例を示すブロック図である。無線中継局１０は、中継制御部２０と、中継通信部３０と、を備える。無線中継局１０は、他の機能ブロックなどを含む可能性があるが、ここでは説明の都合上、主に通信に係る機能ブロックを示す。中継制御部２０は、データ記憶部２１と、制御情報記憶部２２と、データ管理部２３と、通信経路管理部２４と、通信制御部２５と、を備える。中継通信部３０は、無線中継通信モジュール３１を備える。本実施の形態において、無線中継局１０は、自局の地理的位置関係及びプロパティによって与えられる、無線中継システム１００において固有の局識別情報である局識別ＩＤを有している。無線中継局１０には、中継局または移動局であることが識別可能な局識別ＩＤが付与される。また、中継局である無線中継局１０には、移動体２００の移動経路に沿って順番に採番された局識別ＩＤが付与される。

データ記憶部２１は、無線中継における送受信データを記憶する。データ記憶部２１は、例えば、主記憶装置及び外部記憶装置を含むものとするが、具体的な実現手段はこれに限定されない。主記憶装置は、例えば、バッファ、キャッシュなどである。外部記憶装置は、例えば、ストレージである。

制御情報記憶部２２は、一般的なルーティングプロトコルによって得られるルーティングテーブルを記憶し、さらに、本実施の形態において特有の拡張ルーティングテーブルを記憶する。以降の説明において、一般的なルーティングプロトコルによって得られるルーティングテーブルを第１のルーティングテーブルと称し、本実施の形態において特有の拡張ルーティングテーブルを第２のルーティングテーブルと称する。制御情報記憶部２２は、例えば、主記憶装置及び外部記憶装置を含むものとするが、具体的な実現手段はこれに限定されない。また、制御情報記憶部２２は、自局の地理的位置関係及びプロパティによって与えられる固有の局識別ＩＤを恒久的に記憶している。

データ管理部２３は、送受信するデータの処理を行い、データ記憶部２１に対するデータの読み出し及び書き込みを行う。

通信経路管理部２４は、第１のルーティングテーブルの設定及び更新を行い、制御情報記憶部２２に対する第１のルーティングテーブルの読み出し及び書き込みを行う。また、通信経路管理部２４は、第２のルーティングテーブルの設定及び更新を行い、制御情報記憶部２２に対する第２のルーティングテーブルの読み出し及び書き込みを行う。

通信制御部２５は、最新の第２のルーティングテーブルに基づいて、中継通信部３０に対するデータの送受信の指示を行う。通信制御部２５は、制御情報記憶部２２に記憶されている第２のルーティングテーブルも無線中継局１０間で共有するため、中継通信部３０に対してデータとして送受信の指示を行う。

以降では、第２のルーティングテーブルの設定、更新、及び送受信が主となるため、通常の送受信データを扱うデータ記憶部２１及びデータ管理部２３の説明は割愛する。

無線中継通信モジュール３１は、他の中継局及び移動局との間で無線中継通信を行う無線インタフェースである。無線中継通信モジュール３１は、通信制御部２５の制御によって、データの送受信、第１のルーティングテーブルの送受信、及び第２のルーティングテーブルの送受信を行う。無線中継通信モジュール３１が対応する無線方式は、端末間で通信可能な無線方式が好適である。無線中継通信モジュール３１が対応する無線方式は、例えば、３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）で規格化されたサイドリンク、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）で規格化された無線ＬＡＮ（Local Area Network）、ＩｏＴ（Internet of Things）向けのＬＰＷＡ（Low Power Wide Area）などが挙げられるが、具体的な無線方式はこれらに限定されない。なお、３ＧＰＰで規格化されたサイドリンクとは、端末間通信の方式であり、例えば、ＰＣ５と呼ばれるインタフェースである。

つぎに、通信経路管理部２４で取り扱う第２のルーティングテーブルについて説明する。まず、第１のルーティングテーブルについて説明する。図４は、実施の形態１に係る無線中継局１０で取り扱う第１のルーティングテーブルの例を示す図である。第１のルーティングテーブルは、各無線中継局１０のＩＰ（Internet Protocol）アドレスを宛先ＩＰアドレスとして示し、他の無線中継局１０との接続状態をネクストホップとして示している。例えば、無線中継網内の自局のＩＰアドレスが１９２．１６８．０．１００であり、自局が近隣の４つの無線中継局１０と直接通信リンクが確立されているとすると、第１のルーティングテーブルは図４のような表となる。図４において、Ｉ／Ｆは通信インタフェースの種別名を示し、ＰＣ５はサイドリンクのインタフェース名を示し、ｌｏは自局のローカルループバックを示す。また、図４において、＃１～＃４は自局と直接接続、すなわち直接通信リンクが確立された無線中継局１０である。図４において、＃５の無線中継局１０は宛先ＩＰアドレスが１９２．１６８．０．２３の＃２の無線中継局１０を中継して通信可能な無線中継局１０である。

図４で示される＃１～＃５の５つの無線中継局１０及び自局を含めた６つの無線中継局１０が、図５に示すような地理的位置関係であるものとする。図５は、実施の形態１に係る無線中継システム１００における無線中継局１０の配置例を示す図である。一般的に、第１のルーティングテーブルで示されるＩＰアドレスは、地理的な位置とは無関係にネットワーク側から各無線中継局１０に割り当てられる。そのため、ＩＰアドレスのみで自局と他の無線中継局１０との位置関係を把握することは困難である。また、図５に示すように、＃５の無線中継局１０は実際には移動局であるが、ＩＰアドレスのみでは、各無線中継局１０が、地上側に固定配置された中継局であるのか、または移動体２００に搭載され移動経路上を移動する移動局であるのかを把握することは困難である。なお、図５において、＃５の無線中継局１０、すなわち移動局は、実際には、移動体２００の内部に搭載されているものとする。以降の図においても同様とする。

図６は、実施の形態１に係る無線中継局１０で取り扱う第２のルーティングテーブルの例を示す第１の図である。第２のルーティングテーブルは、第１のルーティングテーブルを拡張したものである。第２のルーティングテーブルは、通信経路管理部２４によって、一般的なルーティングプロトコルにより設定された第１のルーティングテーブルに基づいて設定される。第２のルーティングテーブルでは、各無線中継局１０のＩＰアドレスに局識別ＩＤが紐付けられ、ＩＰアドレスに局識別ＩＤが紐付けられた更新時刻、すなわちタイムスタンプとともに管理される。局識別ＩＤについては、各無線中継局１０が自局の局識別ＩＤを含めて第２のルーティングテーブルを配信することで他の無線中継局１０でも把握でき、無線中継網全体で共有可能である。局識別ＩＤは、無線中継網におけるＩＰアドレスとは別個に、置局の際に割り当てられるＩＤであり、位置を含む無線中継局１０のプロパティによって定められる。

ここでの無線中継局１０のプロパティは、説明を簡便にするため、路線などの移動経路の識別子、中継局か移動局かを示す識別子、及び移動経路に沿った位置を識別する番号としている。図６の例では、移動経路の識別子を「Ｔ」とし、中継局の識別子を「Ｆ」とし、移動局の識別子を「Ｍ」としている。なお、識別すべきプロパティはこの限りではなく、例えば、駅、トンネルなどの設置環境を識別できるように、さらに多くの無線局種別を設けてもよいし、移動経路の一方向に対して右側に置局されるか左側に置局されるかを識別できるようにしてもよい。中継局の位置を識別するため、ここでは、移動局の一次元的な移動経路、図５の例では軌道における一方向を上り方、反対方向を下り方と定義し、上り方へ向かうに従って番号が昇順となるよう採番規則を設ける。

基準となる中継局に「１０００」という番号を与えるとすると、上り方の２つの中継局には基準となる中継局から近い順に「１００５」、「１０１０」と昇順で番号を与え、下り方の２つの中継局には基準となる中継局から近い順に「０９９５」、「０９９０」と降順で番号を与える。従って、位置基準となる中継局の局識別ＩＤは「ＴＦ１０００」となり、他の中継局の局識別ＩＤは「ＴＦ０９９０」、「ＴＦ０９９５」、「ＴＦ１００５」、「ＴＦ１０１０」となる。一方、移動局については、識別子「Ｍ」によって移動局と識別できるため、位置とは無関係な番号を与えてもよい。図６の例では、移動局の局識別ＩＤを「ＴＭ８１１１」とする。なお、図６におけるタイムスタンプの日時表示では、日付（ＹＹ／ＭＭ／ＤＤ）及び時間（ｈｈ）の具体的な数値の例示を省略している。

図７は、実施の形態１に係る無線中継局１０で取り扱う第２のルーティングテーブルの例を示す第２の図である。図７は、ＩＰアドレス「１９２．１６８．０．２３」であって局識別ＩＤ「ＴＦ０９９５」の中継局における第２のルーティングテーブルの例を示している。このように、各無線中継局１０がそれぞれ第２のルーティングテーブルを設定及び更新し、各無線中継局１０間で互いに送受して共有する。

図８は、実施の形態１に係る無線中継局１０に対して規定された採番規則によって与えられた局識別ＩＤを各無線中継局１０の地理的位置関係にマッピングした状態を示す図である。各無線中継局１０について、緯度及び経度、または鉄道のキロ程などの位置情報が無くても、各無線中継局１０は、局識別ＩＤが紐付けられた第２のルーティングテーブルを共有することによって、他の無線中継局１０との相対的な位置関係を把握することができる。また、各無線中継局１０は、局識別ＩＤが紐付けられた第２のルーティングテーブルを共有することによって、移動局が現在どの中継局と近接しているかを把握することも可能となる。これにより、各無線中継局１０は、移動局の移動に伴う通信経路切替処理の発生場所及び発生タイミングを予測することができ、無線中継網内の移動局の通信品質を安定化できる。

図９は、実施の形態１に係る無線中継局１０が第２のルーティングテーブルを更新する動作を示すフローチャートである。通信経路管理部２４は、ルーティングプロトコルにより周辺の中継局及び移動局と経路情報を交換し、第１のルーティングテーブルを更新する（ステップＳ１）。ルーティングプロトコルは、従来からの一般的なルーティングプロトコルでよい。通信経路管理部２４は、更新した第１のルーティングテーブルを制御情報記憶部２２に書き込む。なお、通信経路管理部２４は、第１のルーティングテーブルが存在しない場合、第１のルーティングテーブルを新規に設定する。通信経路管理部２４は、一般的なルーティングプロトコルによる周辺の中継局及び移動局との情報交換について、通信制御部２５を通じて中継通信部３０により無線伝送が行われることで実現できる。

通信経路管理部２４は、第１のルーティングテーブルに基づいて、第２のルーティングテーブルを更新する。具体的には、通信経路管理部２４は、自局が有する自局及び他の無線中継局１０の局識別ＩＤとＩＰアドレスとの対応情報を反映し、第２のルーティングテーブルを更新する（ステップＳ２）。なお、通信経路管理部２４は、第２のルーティングテーブルが存在しない場合、第２のルーティングテーブルを新規に設定し、自局の局識別ＩＤとＩＰアドレスとの対応情報のみを反映する。局識別ＩＤ、ＩＰアドレスを含む第１のルーティングテーブル、及び第２のルーティングテーブルの情報は制御情報記憶部２２に記憶されているため、通信経路管理部２４は、これらの情報を読み出して処理を行う。通信経路管理部２４は、更新した第２のルーティングテーブルを制御情報記憶部２２に書き込む。

通信経路管理部２４は、自局が持つ最新の第２のルーティングテーブルの情報に現在時刻のタイムスタンプを付して、周辺の中継局及び移動局に配信する（ステップＳ３）。配信方法については、マルチキャストが望ましいが、これに限らず、受信対象局を限定しないブロードキャストでもよいし、個別に各局にユニキャストで送信してもよい。通信経路管理部２４は、最新の第２のルーティングテーブルの情報を制御情報記憶部２２から読み出す。通信経路管理部２４は、通信制御部２５を通じて中継通信部３０により無線伝送が行われることで、第２のルーティングテーブルの配信を実現できる。

通信経路管理部２４は、他の無線中継局１０から配信された第２のルーティングテーブルの情報を受信する。通信経路管理部２４は、情報のタイムスタンプを比較し、最新のタイムスタンプの情報を優先として、自局の第２のルーティングテーブルを更新する（ステップＳ４）。他の無線中継局１０から配信される情報には、自局が直接接続している近隣の中継局及び移動局以外に、自局が直接接続していない遠方の中継局及び移動局の情報が含まれる。通信経路管理部２４は、更新作業において、最新の情報よりも古い情報を破棄する。通信経路管理部２４は、他の無線中継局１０からの第２のルーティングテーブルの情報の受信について、通信制御部２５を通じて中継通信部３０により無線伝送が行われることで実現できる。通信経路管理部２４は、更新した第２のルーティングテーブルを制御情報記憶部２２に記憶させる。

通信経路管理部２４は、第１のルーティングテーブルよりも第２のルーティングテーブルが新しい場合、第２のルーティングテーブルに基づいて第１のルーティングテーブルを更新する（ステップＳ５）。最新の第１のルーティングテーブルの情報、及び最新の第２のルーティングテーブルの情報は、制御情報記憶部２２に記憶されている。また、通信経路管理部２４は、第１のルーティングテーブルを設定または更新した時刻の情報を、制御情報記憶部２２に記憶させていてもよい。通信経路管理部２４は、制御情報記憶部２２からこれらの情報を読み出して更新処理を行う。通信経路管理部２４は、更新した第１のルーティングテーブルを制御情報記憶部２２に記憶させる。

このように、無線中継局１０において、中継制御部２０は、無線中継網を構成し移動経路に沿って配置された各無線中継局１０に対して移動経路に沿って順に割り当てられた無線中継網内での局識別ＩＤを有する。中継制御部２０は、宛先の無線中継局１０のアドレスが示された第１のルーティングテーブルを用いて、宛先の無線中継局１０のアドレス、局識別ＩＤ、及び情報の更新時刻が関連付けられた第２のルーティングテーブルを設定及び更新する。中継制御部２０は、無線中継網を構成する無線中継局１０間で、各無線中継局１０が設定及び更新した第２のルーティングテーブルを共有する制御を行う。

無線中継局１０は、以上の動作を、定期的に、またはルーティングプロトコルによる経路情報の送受信をトリガとして、繰り返し実施する。すなわち、無線中継局１０は、移動局の移動などによって通信経路が更新された場合、局識別ＩＤを含めた第２のルーティングテーブルを配信するようにしてもよい。これにより、各無線中継局１０は、図８で示したように、互いに位置関係を把握することができる。さらに、無線中継局１０は、直接接続している近隣の無線中継局１０だけではなく、遠方の無線中継局１０の情報も収集して第２のルーティングテーブルを更新できるため、無線中継網全体に渡る中継局及び移動局の位置関係を推定可能となる。無線中継局１０は、どの中継局が移動局と直接通信を行っているかを状況把握できるため、時間変化を観測することによって、経路切替処理の発生場所及び発生タイミングを予測することが可能となる。

つづいて、無線中継局１０のハードウェア構成について説明する。無線中継局１０において、中継通信部３０は通信機である。中継制御部２０は、処理回路により実現される。処理回路は、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサ及びメモリであってもよいし、専用のハードウェアであってもよい。処理回路は制御回路とも呼ばれる。

図１０は、実施の形態１に係る無線中継局１０が備える処理回路をプロセッサ及びメモリで実現する場合の処理回路９０の構成例を示す図である。図１０に示す処理回路９０は制御回路であり、プロセッサ９１及びメモリ９２を備える。処理回路９０がプロセッサ９１及びメモリ９２で構成される場合、処理回路９０の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアまたはファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ９２に格納される。処理回路９０では、メモリ９２に記憶されたプログラムをプロセッサ９１が読み出して実行することにより、各機能を実現する。すなわち、処理回路９０は、無線中継局１０の処理が結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ９２を備える。このプログラムは、処理回路９０により実現される各機能を無線中継局１０に実行させるためのプログラムであるともいえる。このプログラムは、プログラムが記憶された記憶媒体により提供されてもよいし、通信媒体など他の手段により提供されてもよい。

上記プログラムは、中継制御部２０が、無線中継網を構成し移動経路に沿って配置された各無線中継局１０に対して移動経路に沿って順に割り当てられた無線中継網内での局識別ＩＤを有し、宛先の無線中継局１０のアドレスが示された第１のルーティングテーブルを用いて、宛先の無線中継局１０のアドレス、局識別ＩＤ、及び情報の更新時刻が関連付けられた第２のルーティングテーブルを設定及び更新し、無線中継網を構成する無線中継局１０間で、各無線中継局１０が設定及び更新した第２のルーティングテーブルを共有する制御を行う制御ステップと、中継通信部３０が、他の無線中継局１０との間で無線中継通信を行う通信ステップと、を無線中継局１０に実行させるプログラムであるとも言える。

ここで、プロセッサ９１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、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、またはＤＳＰ（Digital Signal Processor）などである。また、メモリ９２は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（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、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、またはＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などが該当する。

図１１は、実施の形態１に係る無線中継局１０が備える処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の処理回路９３の例を示す図である。図１１に示す処理回路９３は、例えば、単一回路、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）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。処理回路については、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。このように、処理回路は、専用のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、無線中継局１０のうち、ラダー型の無線中継網を構成する中継局は、移動局の移動経路に沿って順に割り当てられた無線中継網内独自の局識別ＩＤを持つ。無線中継局１０は、無線中継局１０の宛先を示すＩＰアドレスに加えて局識別ＩＤが紐付けられた第２のルーティングテーブルを更新かつ配信し、無線中継局１０間で互いに最新の第２のルーティングテーブルを共有することとした。これにより、無線中継局１０は、中継の地理的方向が一次元的に二方向に限られるため、識別用ＩＤによって近隣の中継局及び移動局との位置関係を把握することができ、無線中継網全体を俯瞰的に観測することができる。無線中継局１０は、どの中継局が移動局と直接通信を行っているかを状況把握できるため、時間変化を観測することで経路切替処理の発生場所及び発生タイミングを予測することができる。その結果、無線中継局１０は、移動する無線中継局１０を有する無線中継網において、無線通信品質の低下を抑制することができる。

実施の形態２．
実施の形態２において、無線中継局は、実施の形態１の無線中継局１０の構成に加えて、中継通信とは異なる無線通信を実施する構成を具備することで、無線中継網の外とデータ伝送を行うことを可能とする。ここで、中継通信と異なる無線通信とは、無線方式が無線中継通信とは異なるもの、または無線方式が同じであっても無線周波数帯、無線スペクトル、通信タイミングなどを無線中継通信とは異ならせることが可能な無線通信を指す。無線中継網の外とデータ伝送を行うことが可能な無線中継局が無線中継網内に含まれることで、無線中継システム１００は、中継されたデータを無線中継網の外に転送することができる。または、無線中継システム１００は、無線中継網の外からのデータを無線中継網内に転送することができる。すなわち、実施の形態２の無線中継局は、無線中継網の内外の接点の役割を担う。

図１２は、実施の形態２に係る無線中継局１０ａの構成例を示す第１のブロック図である。無線中継局１０ａは、図３に示す実施の形態１の無線中継局１０に、外部通信部４０を追加したものである。外部通信部４０は、外部通信モジュール４１を備える。

外部通信モジュール４１は、中継局及び移動局との無線中継以外の無線通信を行う無線インタフェースである。すなわち、外部通信モジュール４１は、中継通信部３０の無線中継通信とは異なる無線通信を行う。外部通信モジュール４１が対応する無線方式は、例えば、３ＧＰＰで規格化された基地局と端末との間の無線通信リンクであって、いわゆるセルラー通信の無線方式でＵｕと呼ばれるインタフェースであるＬＴＥ（Long Term Evolution）、５Ｇ ＮＲ（Fifth Generation New Radio）などである。また、外部通信モジュール４１が対応する無線方式は、例えば、ＩＥＥＥで規格化された無線ＬＡＮ、ＷｉＭＡＸなどに代表される無線ＭＡＮ（Metropolitan Area Network）などである。なお、外部通信モジュール４１が対応する具体的な無線方式は、これらに限定されない。外部通信モジュール４１が対応する無線方式は、無線中継通信モジュール３１が対応する無線方式と同一の無線方式であってもよいが、中継通信と干渉しないように、無線周波数チャネル、通信タイミングなどを中継通信と異なるように設定できればよい。

外部通信部４０は、無線中継網の外と無線通信が可能である。外部通信部４０が無線中継網の外と無線通信する送受信データは、データ管理部２３が管理し、データ記憶部２１が記憶する。また、外部通信部４０に対する通信制御は、通信制御部２５が実施する。無線中継局１０ａにおけるその他の機能及び構成は、実施の形態１の無線中継局１０の機能及び構成と同様である。

無線中継通信モジュール３１の機能と外部通信モジュール４１の機能が単一の通信モジュールで実現される形態もある。図１３は、実施の形態２に係る無線中継局１０ｂの構成例を示す第２のブロック図である。無線通信モジュール４２は、中継通信機能及び外部通信機能を備える。無線通信モジュール４２の中継通信機能は中継通信部３０が管理し、無線通信モジュール４２の外部通信機能は外部通信部４０が管理する。

無線中継局１０ａは、外部通信モジュール４１がセルラー通信に対応した無線インタフェースの場合、セルラー基地局と通信を行うことが可能となる。中継局がセルラー基地局の圏内に置局される場合には、無線中継局１０ａのような構成が好ましい。同様に、無線中継局１０ｂは、無線通信モジュール４２がセルラー通信に対応した無線インタフェースの場合、セルラー基地局と通信を行うことが可能となる。中継局がセルラー基地局の圏内に置局される場合には、無線中継局１０ｂのような構成が好ましい。

無線中継局１０ａ，１０ｂのハードウェア構成について、外部通信部４０は通信機である。中継制御部２０は、処理回路により実現される。処理回路は、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサ及びメモリであってもよいし、専用のハードウェアであってもよい。

以上説明したように、本実施の形態によれば、無線中継局１０ａ，１０ｂは、無線中継網の外とデータ伝送を行うこととした。この場合においても、無線中継局１０ａ，１０ｂは、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

実施の形態３．
実施の形態３では、実施の形態１の無線中継局１０、または実施の形態２の無線中継局１０ａ，１０ｂは、直接接続する近隣の中継局及び移動局との中継通信の中で受信電界強度を測定し、第２のルーティングテーブルに含める。以降の説明では、実施の形態１の無線中継局１０を例にして説明するが、実施の形態２の無線中継局１０ａ，１０ｂにも適用可能である。受信電界強度は、無線中継局１０間の距離に大きく関係する値であり、距離が近い場合には受信電界強度値が高い値となり、反対に距離が遠い場合には低い値となる。すなわち、無線中継局１０は、受信電界強度から無線中継局１０間の距離を推定することができるため、無線中継網内の中継局及び移動局の相対位置を推測することが可能となる。受信電界強度については、一般的に、無線中継局１０が通信しながら測定することが可能であり、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）、ＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power）などの値として得られる。

図１４は、実施の形態３に係る無線中継局１０で取り扱う第２のルーティングテーブルの例を示す第１の図である。図１４に示す第２のルーティングテーブルは、図６に示す実施の形態１の第２のルーティングテーブルに、局識別ＩＤ毎に受信電界強度を追加したものである。ＩＰアドレス「１９２．１６８．０．１００」及び局識別ＩＤ「ＴＦ１０００」である無線中継局１０の通信経路管理部２４は、自局と直接接続されている中継局からの信号を観測し、測定された受信電界強度を第２のルーティングテーブルに含める。すなわち、中継制御部２０は、局識別ＩＤで示される無線中継局１０から送信された信号の受信電界強度測定値を含む第２のルーティングテーブルを設定及び更新する。受信電界強度については、実際には、無線中継通信モジュール３１が測定を行い、無線中継通信モジュール３１が、受信電界強度の測定結果を通信経路管理部２４に出力しているものとする。なお、図１４におけるタイムスタンプの日時表示では、日付（ＹＹ／ＭＭ／ＤＤ）を省略し、時間（ｈｈ）の例示を省略し、分及び秒のみ具体的な数値を例示している。

図１５は、実施の形態３に係る無線中継局１０で取り扱う第２のルーティングテーブルの例を示す第２の図である。図１５に示す第２のルーティングテーブルは、図１４に示す第２のルーティングテーブルに、通信経路管理部２４が受信電界強度から推定した推定距離を追加したものである。すなわち、中継制御部２０は、局識別ＩＤで示される無線中継局１０との距離を示す局間測距値である推定距離を含む第２のルーティングテーブルを設定及び更新する。受信電界強度から距離を推定する方法は様々である。一例として、直接接続されている無線中継局１０間は見通しであるものと仮定すると、電波の減衰は距離の二乗に反比例することから、無線中継局１０間の距離ｄ（単位ｍ）は、受信電界強度Ｐ（単位ｄＢｍ）から次の式（１）により算出することが可能である。

式（１）において、λは使用する無線周波数における波長（単位ｍ）、Ｐｔは送信側の空中線電力（単位ｄＢｍ）、Ｇｔは送信アンテナ利得（単位ｄＢｉ）、Ｇｒは受信アンテナ利得（単位ｄＢｉ）である。このように、通信経路管理部２４は、無線中継局１０間の受信電界強度に加えて推定距離を第２のルーティングテーブルに含めてもよいし、推定距離は含めずに各無線中継局１０で無線中継局１０間の距離を推定するようにしてもよい。

以上説明したように、本実施の形態によれば、無線中継局１０は、無線中継局１０間で共有する第２のルーティングテーブルに、直接接続している中継局及び移動局からの受信電界強度、または受信電界強度及び推定距離を含めることとした。これにより、無線中継局１０は、無線中継網内の中継局及び移動局の相対位置を推測することができ、把握すべき中継局及び移動局の位置関係の精度向上が可能となる。無線中継局１０は、無線中継網内における相対的なキロ程に相当するマップを割り出すことができることから、移動局の位置を推定でき、さらに、トンネル内の移動局の位置についても推定することができる。

実施の形態４．
実施の形態４では、無線中継局は、実施の形態１から実施の形態３で説明した無線中継局１０，１０ａ，１０ｂの構成に加えて、無線中継局間の距離を直接測定する構成を具備する。無線中継局は、測距専用の機能を備えることで、無線中継局間の距離推定の精度向上を実現できる。以降の説明では、実施の形態１の無線中継局１０を例にして説明するが、実施の形態２の無線中継局１０ａ，１０ｂ、及び実施の形態３の無線中継局にも適用可能である。

図１６は、実施の形態４に係る無線中継局１０ｃの構成例を示す第１のブロック図である。無線中継局１０ｃは、図３に示す実施の形態１の無線中継局１０に、位置情報取得部５０を追加したものである。位置情報取得部５０は、測距モジュール５１を備える。

測距モジュール５１は、センシングを行う、具体的には、対象物までの距離を測定可能なモジュールである。対象物までの距離を測定する測距方式には様々な測距方式が存在するが、無線中継局１０ｃ間の距離計測が可能な方式であればどのような方式でもよい。測距モジュール５１の測距方式については、例えば、レーザ光を用いる方式、カメラ撮影画像から推定する方式、ミリ波、ＵＷＢ（Ultra Wide Band）などの広帯域無線信号を用いる方式、超音波を用いる方式などが挙げられる。

実施の形態４において、中継制御部２０の通信経路管理部２４は、実施の形態３の場合と同様、局識別ＩＤで示される無線中継局１０ｃとの距離を示す局間測距値を含む第２のルーティングテーブルを設定及び更新する。

また、３ＧＰＰでは、サイドリンクに測距機能を追加する議論が行われており、測距機能を持つサイドリンクが規格化される場合には、例えば、図１７に示す無線中継局１０ｄの構成のように、中継通信機能と測距機能が単一の無線通信モジュール５２にて実現できてもよい。図１７は、実施の形態４に係る無線中継局１０ｄの構成例を示す第２のブロック図である。無線通信モジュール５２は、中継通信機能及び測距機能を備える。無線通信モジュール５２の中継通信機能は中継通信部３０が管理し、無線通信モジュール５２の測距機能は位置情報取得部５０が管理する。

実施の形態３で説明した距離推定方法と比較して、実施の形態４では、専用の測距機能により直接距離を測定するため、一般的に、距離情報の精度はより高いものとなる。ここで、中継局及び移動局毎に距離情報を得る手段が異なる場合、距離情報の信頼性が中継局及び移動局毎に異なることになる。そのため、図１８に示すように、第２のルーティングテーブルに、距離情報に加えて距離情報の精度を示す位置精度メトリック値を追加してもよい。図１８は、実施の形態４に係る無線中継局１０ｃ，１０ｄで取り扱う第２のルーティングテーブルの例を示す図である。図１８の例では、位置精度メトリック値は低い値であるほど高精度であり信頼できる値としている。位置精度メトリック値の与え方については様々なルールがあり得る。例えば、実施の形態４のように専用の測距機能で得た場合に対して、実施の形態３のように受信電界強度から推定した場合には大きなオフセット値を与え、その中で推定距離が短い場合、受信電界強度が高い場合などには小さな値を、そうでない場合には大きな値を与える方法が挙げられる。

図１８の例では、当該オフセット値を２００とし、さらに、受信電界強度値の符号を反転させた値を加算したものを位置精度メトリック値としている。すなわち、図１８に示す第２のルーティングテーブルにおいて、局識別ＩＤ「ＴＦ０９９５」の＃２の中継局及び局識別ＩＤ「ＴＦ１００５」の＃３の中継局は、実施の形態４における測距機能で測定した距離であり位置精度メトリック値が小さい。一方、局識別ＩＤ「ＴＦ０９９０」の＃１の中継局及び局識別ＩＤ「ＴＦ１０１０」の＃４の中継局は、受信電界強度から推定した距離であり位置精度メトリック値が大きい。このように、中継制御部２０は、局識別ＩＤで示される無線中継局１０ｃ，１０ｄの位置精度メトリック値を含む第２のルーティングテーブルを設定及び更新する。各無線中継局１０ｃ，１０ｄは、推定距離に加え位置推定精度情報も含めて第２のルーティングテーブルを構成して、無線中継局１０ｃ，１０ｄ間で共有する。これにより、各無線中継局１０ｃ，１０ｄは、収集した第２のルーティングテーブルの情報において、距離精度の高い情報を信頼できる情報として抽出し、距離精度の低い情報を破棄するなどの更新を行うことができ、より精度の高い相対位置を把握し無線中継局１０ｃ，１０ｄ間で共有することができる。

なお、無線中継局１０ｃ，１０ｄは、実施の形態２に適用する場合には、外部通信部４０を備えてもよい。また、無線中継局１０ｃ，１０ｄは、実施の形態２に適用する場合において、中継通信機能、外部通信機能、及び測距機能を実現可能な単一の無線通信モジュールを備えてもよい。

無線中継局１０ｃ，１０ｄのハードウェア構成について、位置情報取得部５０は、対象物までの距離を測定可能なセンサなどである。中継制御部２０は、処理回路により実現される。処理回路は、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサ及びメモリであってもよいし、専用のハードウェアであってもよい。

以上説明したように、本実施の形態によれば、無線中継局１０ｃ，１０ｄは、局識別ＩＤ毎の測距結果を第２のルーティングテーブルに含めることとした。これにより、無線中継局１０ｃ，１０ｄは、実施の形態３における受信電界強度のみによる距離推定よりも精度よく相対位置を把握できる。無線中継局１０は、無線中継網内における相対的なキロ程に相当するマップを割り出すことができることから、移動局の位置を推定でき、さらに、トンネル内の移動局の位置についても推定することができる。

実施の形態５．
実施の形態５では、無線中継局は、実施の形態３または実施の形態４のいずれかで説明した無線中継局の構成に加えて、自局の絶対位置情報を取得する構成を具備する。無線中継局は、無線中継網内でいずれかの中継局が高精度に絶対位置を把握できれば、他の中継局の位置推定精度も向上でき、移動局の走行位置をより正確に把握することができる。

図１９は、実施の形態５に係る無線中継局１０ｅの構成例を示す第１のブロック図である。無線中継局１０ｅは、図１６に示す実施の形態４の無線中継局１０ｃの位置情報取得部５０を位置情報取得部５０ｅに置き換えたものである。位置情報取得部５０ｅは、測位モジュール５３を備える。

測位モジュール５３は、センシングを行う、具体的には、自局の絶対位置情報を取得する機能を実現するモジュールである。ここで、絶対位置情報とは、地表に位置を示すためにマーキングされた指標を指し、例えば、経緯度情報であり、鉄道の場合にはキロ程情報も含まれる。測位モジュール５３は、取得する絶対位置情報により実現方式が異なる。測位モジュール５３は、経緯度情報を取得するには、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）に代表される衛星測位システムに対応した受信モジュールを備える必要がある。また、測位モジュール５３は、キロ程情報を取得するには地上子と呼ばれる鉄道軌道上に設置されたキロ程情報を有する機器からの信号を受信する必要がある。ただし、測位モジュール５３は、これらに限定されず、絶対位置情報を取得できればよく、例えば、中継局を設置する際に当該中継局に与えられた位置情報を取得する機能を実現するのでもよい。

図２０は、実施の形態５に係る無線中継局１０ｅで取り扱う第２のルーティングテーブルの例を示す図である。図２０に示す第２のルーティングテーブルは、図１８で示した実施の形態４の第２のルーティングテーブルに、測位情報を追加したものである。無線中継局１０ｅにおいて、通信経路管理部２４は、図１８で示した実施の形態４の第２のルーティングテーブルに、測位情報を追加で含める。すなわち、中継制御部２０は、局識別ＩＤで示される無線中継局１０ｅの位置を示す測位情報を含む第２のルーティングテーブルを設定及び更新する。図２０の例では、測位情報として経緯度情報を扱うものとし、具体的な経度及び緯度の数値例は示さず、自局の測位情報を＜ｌｎｇ，ｌａｔ＞としている。なお、図２０において、ｌｎｇは経度を示し、ｌａｔは緯度を示している。

無線中継局１０ｅは、測位モジュール５３で経度及び緯度を取得する場合、測距に比べて高い精度で位置情報を取得でき、かつ、無線中継網内の位置把握の基準となることから、位置精度メトリック値を、例えば、１とする。これにより、無線中継局１０ｅは、無線中継局１０ｅ間で第２のルーティングテーブルを共有する際、測位情報を有する無線中継局１０ｅの位置情報が優先的に扱われるため、無線中継網内の各無線中継局１０ｅの位置把握を高精度化できる。無線中継局１０ｅにおいて、中継制御部２０は、局識別ＩＤで示される無線中継局１０ｅの位置精度メトリック値を含む第２のルーティングテーブルを設定及び更新する。

なお、図１９に示した無線中継局１０ｅの構成は測距モジュール５１を含まないが、これに限定されず、図２１に示す無線中継局１０ｆのように位置情報取得部５０ｆが測距モジュール５１を備えてもよい。図２１は、実施の形態５に係る無線中継局１０ｆの構成例を示す第２のブロック図である。無線中継局１０ｆは、図１９に示す実施の形態５の無線中継局１０ｅの位置情報取得部５０ｅを位置情報取得部５０ｆに置き換えたものである。位置情報取得部５０ｆは、測距モジュール５１及び測位モジュール５３を備える。測距モジュール５１は、前述の測距モジュール５１と同様の構成である。

無線中継局１０ｅ，１０ｆのハードウェア構成について、位置情報取得部５０ｅ，５０ｆは、自局の絶対位置情報を取得するセンサなどである。中継制御部２０は、処理回路により実現される。処理回路は、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサ及びメモリであってもよいし、専用のハードウェアであってもよい。

以上説明したように、本実施の形態によれば、無線中継局１０ｅ，１０ｆは、自局の絶対位置情報を取得することとした。これにより、無線中継局１０ｅ，１０ｆは、測位情報を有する無線中継局１０ｅ，１０ｆの位置情報が優先的に扱われるため、無線中継網内の各無線中継局１０ｅ，１０ｆの位置把握を高精度化できる。

実施の形態６．
実施の形態６では、無線中継局は、実施の形態１から実施の形態５のいずれかで説明した無線中継局の構成に加えて、自局の周辺に設置されるセンサ、監視カメラなどの情報を収集し、無線中継通信により他の中継局及び移動局に情報を転送するため、様々なＩｏＴ通信用インタフェースの構成を具備する。なお、実施の形態１の無線中継局１０に適用した場合について説明するが、実施の形態２から実施の形態５の無線中継局にも適用可能である。

図２２は、実施の形態６に係る無線中継局１０ｇの構成例を示すブロック図である。無線中継局１０ｇは、図３に示す実施の形態１の無線中継局１０に、ＩｏＴ通信部６０を追加したものである。ＩｏＴ通信部６０は、中継通信部３０及び外部通信部４０とは異なる通信機能、センシング機能などを有するものとする。ＩｏＴ通信部６０は、自局の周辺の環境状態を示す情報を収集する。ＩｏＴ通信部６０は、一例として、無線通信モジュール６１と、有線通信モジュール６２と、センサモジュール６３と、を備える。なお、ＩｏＴ通信部６０は、図２２の例に限定されず、各種モジュールを複数備えてもよい。または、ＩｏＴ通信部６０は、いずれかのモジュールを１つ備える形態であってもよく、いずれか２種類のモジュールを備える形態であってもよい。ＩｏＴ通信部６０は、無線通信モジュール６１、有線通信モジュール６２、及びセンサモジュール６３のうち少なくとも１つを含む。ＩｏＴ通信部６０に対し送受信するデータは、データ管理部２３で管理され、データ記憶部２１で記憶される。ＩｏＴ通信部６０に対する通信制御は、通信制御部２５が実施する。

無線通信モジュール６１及び有線通信モジュール６２は、例えば、自局の周辺に存在するセンサからセンサ情報を収集し、監視カメラから画像情報を収集する。無線通信モジュール６１により情報収集する場合の無線インタフェースとしては、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、無線ＬＡＮなどがあるが、これらに限定されない。有線通信モジュール６２により情報収集する場合の有線インタフェースとしては、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＩＥＥＥ８０２．３で規定される有線ＬＡＮ、ＨＤＭＩ（登録商標）（High-Definition Multimedia Interface）などがあるが、これらに限定されない。

センサモジュール６３は、自局または自局周辺の環境状態、機器状態などを観測するモジュールである。センサモジュール６３は、例えば、気温、湿度、気圧、風向、降雨、降雪、振動などを観測または検知するモジュールであるが、これらに限定されない。

なお、無線中継局１０ｇは、外部通信部４０を備えていないが、これに限定されず、実施の形態２で述べたようにセルラー基地局などと通信可能な外部通信部４０を備えてもよい。また、無線中継局１０ｇは、位置情報取得部５０，５０ｅ，５０ｆを備えていないが、これに限定されず、実施の形態４または５で述べたように位置情報取得部５０，５０ｅ，５０ｆを備えてもよい。

無線中継局１０ｇのハードウェア構成について、ＩｏＴ通信部６０のうち、無線通信モジュール６１及び有線通信モジュール６２は通信機である。ＩｏＴ通信部６０のうち、センサモジュール６３は計測器である。中継制御部２０は、処理回路により実現される。処理回路は、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサ及びメモリであってもよいし、専用のハードウェアであってもよい。

以上説明したように、本実施の形態によれば、無線中継局１０ｇは、ＩｏＴ通信部６０を備え、周囲のセンサ、監視カメラなどから監視画像などの情報を集約し、中継通信部３０により他の中継局及び移動局に送信することとした。すなわち、無線中継局１０ｇは、情報通信ハブとなる。これにより、遠方に位置する他の中継局及び移動局は、送信元の無線中継局１０ｇ周辺の環境を遠隔で把握することができる。

以上の実施の形態に示した構成は、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、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、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。

１０，１０－１～１０－８，１０ａ～１０ｇ 無線中継局、２０ 中継制御部、２１ データ記憶部、２２ 制御情報記憶部、２３ データ管理部、２４ 通信経路管理部、２５ 通信制御部、３０ 中継通信部、３１ 無線中継通信モジュール、４０ 外部通信部、４１ 外部通信モジュール、４２，５２，６１ 無線通信モジュール、５０，５０ｅ，５０ｆ 位置情報取得部、５１ 測距モジュール、５３ 測位モジュール、６０ ＩｏＴ通信部、６２ 有線通信モジュール、６３ センサモジュール、１００ 無線中継システム、２００ 移動体。

Claims (17)

1. 複数の無線中継局によって移動体の移動経路に沿ったラダー型の無線中継網を構成し、前記移動体と目的装置との間のデータの送受信を中継する前記無線中継局であって、
   自局及び他の無線中継局のアドレス、及び自局と前記他の無線中継局との接続状態が示された第１のルーティングテーブル、及び前記移動経路に沿って配置された各無線中継局に対して前記移動経路に沿って順に割り当てられた前記無線中継網内での自局の局識別情報を用いて、自局及び前記他の無線中継局のアドレス、前記接続状態、前記局識別情報、及び自局又は前記他の無線中継局のアドレスに前記局識別情報が紐付けられた時刻である更新時刻が関連付けられた第２のルーティングテーブルを設定及び更新し、自局の第２のルーティングテーブルを前記他の無線中継局に送信する制御を行い、自局の第２のルーティングテーブルに含まれる更新時刻よりも最新の更新情報が前記他の無線中継局から取得した前記他の無線中継局の第２のルーティングテーブルに含まれる場合は前記他の無線中継局の第２のルーティングテーブルを用いて自局の第２のルーティングテーブルを更新し、自局の第２のルーティングテーブルに基づいて前記データの送受信を制御する中継制御部と、
   前記中継制御部の制御によって、前記他の無線中継局との間で前記データの送受信、及び前記第２のルーティングテーブルの送受信を行う中継通信部と、
   を備えることを特徴とする無線中継局。
2. 前記中継通信部は、無線インタフェースがThird Generation Partnership Projectで規格化されたサイドリンクである無線中継通信モジュール、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の無線中継局。
3. 前記データの送受信とは異なる無線通信を行う外部通信部、
   を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の無線中継局。
4. 前記外部通信部は、無線インタフェースがThird Generation Partnership Projectで規格化されたLong Term Evolutionである外部通信モジュール、
   を備えることを特徴とする請求項３に記載の無線中継局。
5. 前記外部通信部は、無線インタフェースがThird Generation Partnership Projectで規格化されたFifth Generation New Radioである外部通信モジュール、
   を備えることを特徴とする請求項３に記載の無線中継局。
6. 前記中継制御部は、前記局識別情報で示される無線中継局から送信された信号の受信電界強度測定値を含む前記第２のルーティングテーブルを設定及び更新する、
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の無線中継局。
7. 前記中継制御部は、前記局識別情報で示される無線中継局との距離を示す局間測距値を含む前記第２のルーティングテーブルを設定及び更新する、
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の無線中継局。
8. 前記中継制御部は、前記局識別情報で示される無線中継局の位置を示す測位情報を含む前記第２のルーティングテーブルを設定及び更新する、
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の無線中継局。
9. 前記中継制御部は、前記局識別情報で示される無線中継局の位置精度メトリック値を含む前記第２のルーティングテーブルを設定及び更新する、
   ことを特徴とする請求項７または８に記載の無線中継局。
10. 自局の周辺の環境状態を示す情報を収集するInternet of Things通信部、
    を備えることを特徴とする請求項１から９のいずれか１つに記載の無線中継局。
11. 前記Internet of Things通信部は、無線通信モジュール、有線通信モジュール、及びセンサモジュールのうち少なくとも１つを含む、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の無線中継局。
12. 移動しないことを特徴とする請求項１から１１のいずれか１つに記載の無線中継局。
13. 前記移動経路上を移動することを特徴とする請求項１から１１のいずれか１つに記載の無線中継局。
14. 請求項１から１３のいずれか１つに記載の無線中継局を２つ以上有することを特徴とする無線中継システム。
15. 複数の無線中継局によって移動体の移動経路に沿ったラダー型の無線中継網を構成し、前記移動体と目的装置との間のデータの送受信を中継する前記無線中継局を制御するための制御回路であって、
    自局及び他の無線中継局のアドレス、及び自局と前記他の無線中継局との接続状態が示された第１のルーティングテーブル、及び前記移動経路に沿って配置された各無線中継局に対して前記移動経路に沿って順に割り当てられた前記無線中継網内での自局の局識別情報を用いて、自局及び前記他の無線中継局のアドレス、前記接続状態、前記局識別情報、及び自局又は前記他の無線中継局のアドレスに前記局識別情報が紐付けられた時刻である更新時刻が関連付けられた第２のルーティングテーブルを設定及び更新し、自局の第２のルーティングテーブルを前記他の無線中継局に送信する制御を行い、自局の第２のルーティングテーブルに含まれる更新時刻よりも最新の更新情報が前記他の無線中継局から取得した前記他の無線中継局の第２のルーティングテーブルに含まれる場合は前記他の無線中継局の第２のルーティングテーブルを用いて自局の第２のルーティングテーブルを更新し、自局の第２のルーティングテーブルに基づいて前記データの送受信を制御、
    前記他の無線中継局との間で前記データの送受信、及び前記第２のルーティングテーブルの送受信、
    を前記無線中継局に実施させることを特徴とする制御回路。
16. 複数の無線中継局によって移動体の移動経路に沿ったラダー型の無線中継網を構成し、前記移動体と目的装置との間のデータの送受信を中継する前記無線中継局を制御するためのプログラムを記憶した記憶媒体であって、
    前記プログラムは、
    自局及び他の無線中継局のアドレス、及び自局と前記他の無線中継局との接続状態が示された第１のルーティングテーブル、及び前記移動経路に沿って配置された各無線中継局に対して前記移動経路に沿って順に割り当てられた前記無線中継網内での自局の局識別情報を用いて、自局及び前記他の無線中継局のアドレス、前記接続状態、前記局識別情報、及び自局又は前記他の無線中継局のアドレスに前記局識別情報が紐付けられた時刻である更新時刻が関連付けられた第２のルーティングテーブルを設定及び更新し、自局の第２のルーティングテーブルを前記他の無線中継局に送信する制御を行い、自局の第２のルーティングテーブルに含まれる更新時刻よりも最新の更新情報が前記他の無線中継局から取得した前記他の無線中継局の第２のルーティングテーブルに含まれる場合は前記他の無線中継局の第２のルーティングテーブルを用いて自局の第２のルーティングテーブルを更新し、自局の第２のルーティングテーブルに基づいて前記データの送受信を制御、
    前記他の無線中継局との間で前記データの送受信、及び前記第２のルーティングテーブルの送受信、
    を前記無線中継局に実施させることを特徴とする記憶媒体。
17. 複数の無線中継局によって移動体の移動経路に沿ったラダー型の無線中継網を構成し、前記移動体と目的装置との間のデータの送受信を中継する前記無線中継局の無線中継方法であって、
    中継制御部が、自局及び他の無線中継局のアドレス、及び自局と前記他の無線中継局との接続状態が示された第１のルーティングテーブル、及び前記移動経路に沿って配置された各無線中継局に対して前記移動経路に沿って順に割り当てられた前記無線中継網内での自局の局識別情報を用いて、自局及び前記他の無線中継局のアドレス、前記接続状態、前記局識別情報、及び自局又は前記他の無線中継局のアドレスに前記局識別情報が紐付けられた時刻である更新時刻が関連付けられた第２のルーティングテーブルを設定及び更新し、自局の第２のルーティングテーブルを前記他の無線中継局に送信する制御を行い、自局の第２のルーティングテーブルに含まれる更新時刻よりも最新の更新情報が前記他の無線中継局から取得した前記他の無線中継局の第２のルーティングテーブルに含まれる場合は前記他の無線中継局の第２のルーティングテーブルを用いて自局の第２のルーティングテーブルを更新し、自局の第２のルーティングテーブルに基づいて前記データの送受信を制御する制御ステップと、
    中継通信部が、前記中継制御部の制御によって、前記他の無線中継局との間で前記データの送受信、及び前記第２のルーティングテーブルの送受信を行う通信ステップと、
    を含むことを特徴とする無線中継方法。

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