JP2000269871A - 車載通信装置 - Google Patents

車載通信装置

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JP2000269871A
JP2000269871A JP11072160A JP7216099A JP2000269871A JP 2000269871 A JP2000269871 A JP 2000269871A JP 11072160 A JP11072160 A JP 11072160A JP 7216099 A JP7216099 A JP 7216099A JP 2000269871 A JP2000269871 A JP 2000269871A
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JP
Japan
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vehicle
antenna
road
radio wave
communication device
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JP11072160A
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English (en)
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Tadashi Araki
正 荒木
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】他の車両に遮蔽される場合でも、その車両の存
在に邪魔されることなく、路上との連続的な通信が可能
となる路車間通信用車載通信装置を実現する。 【解決手段】車両の両横の位置にそれぞれ配置され、道
路に沿って設置された路上送信アンテナから放射されて
くる電波を受信するための車載アンテナ21a,21b
と、この車載アンテナ21a,21bによりダイバーシ
チ受信を行う車載通信部11とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の路上アンテ
ナを道路に沿って配置し、道路に一連のセルを形成する
ことにより車両との移動通信を可能にする路車間通信シ
ステムに用いられる車載通信装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】道路管理者と車両との間の通信需要は、
今後ますます増加する方向にある。特に高速道路におい
て、車両の運転者に負担をかけずに、かつ、互いに事故
を起こさないような道路走行を実現しようとすれば、道
路側の情報と車両側の情報とを頻繁にやり取りする必要
がある。このようなシステム(以下「路車間通信システ
ム」という)を発展させていくと、道路と車両との両方
に各種センサやカメラを網羅し、道路側と車両側とで緊
密に連絡しあって運転する自動運転システムにつながっ
ていく(例えば、特開平8−241495号公報参
照)。
【0003】自動運転への将来的拡張を考慮し、路車間
通信システムを構築するにあたっては、道路上に連続し
たセルを設ける必要がある。そこで、道路に沿って漏洩
同軸ケーブルを敷設することが考えられるが、敷設工事
が大掛かりになる上、漏洩同軸ケーブルを地面から比較
的低い位置に設置する必要があるので、車線横断方向に
電波の届く距離が短いという欠点がある。
【0004】これに対して、路上アンテナを所定間隔で
道路の各所に設置して通信を行うようにすれば、1つの
路上アンテナで比較的広いセルを確保することができ
る。この場合、路上アンテナは、光ファイバなどを介し
て道路管理者側の基地局にそれぞれ結合されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、路上アンテナ
を設置した場合でも、大型車が小型車に接近すると、小
型車から路上アンテナを見通せなくなることがある。特
に、周波数の高いマイクロ波やミリ波は回折角が小さ
く、遮蔽されやすい。このため、路車間において通信が
途絶えてしまって通信ができなくなる。
【0006】図7は大型車の遮蔽効果を確認した実験の
配置図である。図7(a)は側面図、図7(b)は平面図であ
る。道路の進行方向に沿った軸をyとし、道路の横断方
向に沿った軸をxとする。y=0m位置に高さ10mの
アンテナを立て、5.8GHzの電波を放射した。y=
−60mの位置に大型トラック21を止め、測定台車2
2(高さ1.1m)を動かして電界強度を測定した。
【0007】図8は電界強度の測定結果を示すグラフで
ある。縦軸に相対受信レベル(dB)、横軸にx,yを
とっている。このグラフから、トラック21の直後の位
置では遮蔽による損失は中央部が最大−20dBのすり
鉢状になり、トラック21から離れるに従って減衰量は
少なくなる。図9は、y=−71mの位置での電界強度
の瞬時値と中央値とをxに対してプロットしたグラフで
ある。このグラフからトラック21の影に隠れても影の
真ん中と影の端とでは、電界強度に10dBくらいの差
があることが分かる。
【0008】本発明の目的は、他の車両の存在に邪魔さ
れることなく、路上との連続的な通信を可能にする車載
通信装置を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】(1)前記目的を達成する
ための請求項1記載の車載通信装置は、車両の進行方向
に直角な直線軸への投影座標成分が異なる車体の位置に
それぞれ配置され、道路に沿って設置された路上送信ア
ンテナから放射されてくる電波を受信するための車載ア
ンテナと、この車載アンテナによりダイバーシチ受信を
行う車載通信部とを有するものである。
【0010】路上送信アンテナから放射される電波は、
車両の進行方向に直角な直線軸への投影座標成分が異な
る車体の位置にそれぞれ配置された車載受信アンテナに
より受信される。電波が大型車によって遮蔽されても、
前記図8の実験結果に示したように、影の端では受信レ
ベルが高くなっている。したがって、車載アンテナを車
両の中央に設置するより、進行方向と直角な方向の端に
設置する方が、大型車で電波伝搬経路を遮蔽された場合
でも高い受信レベルを得ることができる。本発明の車載
通信装置では、車両の進行方向に直角な直線軸への投影
座標成分が異なる車体の位置にそれぞれ配置された車載
受信アンテナにより受信を行っているから、車載受信ア
ンテナを切り換え又は合成すれば、高い受信レベルを得
ることができ、路上送信アンテナと通信は十分に行え
る。
【0011】(2) 前記車載アンテナは、車両の屋根の両
側方にそれぞれ配置されていてもよく(請求項2)、車
両の両アウトサイドリアビューミラー(フェンダミラー
又はドアミラー)にそれぞれ配置されていてもよい(請
求項3)。 (3)前記車載アンテナにより受信された電波の受信レベ
ルを検出するための受信レベル検出手段を有し、前記車
載通信部は、前記受信レベル検出手段により検出された
受信レベルに基づいてダイバーシチ受信を行うものであ
ってもよい(請求項4)。
【0012】車載受信アンテナにより受信された電波の
受信レベルを直接検出し、そのうえで受信するダイバー
シチ受信を行うようにしているから、一層良好な通信を
実現できる。なおダイバーシチ受信は、車載受信アンテ
ナにより受信された後、復号する前の信号を切り換え又
は合成することにより行なってもよく、車載受信アンテ
ナにより受信され、復号された符号を切り換え又は合成
することにより行ってもよい。
【0013】(4) 前記車載アンテナを介して車両データ
を送信する送信手段をさらに有する場合には(請求項
5)、路上側との双方向通信が行える。
【0014】
【発明の実施の形態】以下では、本発明の実施の形態
を、添付図面を参照して詳細に説明する。図1は、本発
明の実施形態に係る路車間通信システムの構成を示す概
念図である。この路車間通信システムは、地上局1と車
両2に搭載されている車載通信装置との間で通信を行う
ためのものである。
【0015】地上局1では、道路に沿って複数のセルE
が連続的に形成される。各セルEには、それぞれセルE
内に向く指向性を有する路上アンテナ4が設置されてい
る。路上アンテナ4からは、所定周波数(例えば6GH
z帯)の電波がセルE内に放射されるようになってい
る。なお、路上アンテナ4の地上からの高さhは、例え
ば10(m) であり、セルEの道路の長手方向に関する長さ
rは、例えば100(m)である。車両2がセルE内を通過す
る際には、車両2の前方向もしくは後方向、又は車両2
が路上アンテナ4の直下を通過しているときには上から
電波を受信することになる。
【0016】路上アンテナ4は、光ファイバ5を介して
基地局6に接続されている。光ファイバ5は、上り/下
り用の2本の光ファイバから構成される。これにより、
同軸ケーブルなどを伝送線として用いる場合に比べて、
信号の減衰を低く抑えることができ、通信品質の劣化を
防止できる。基地局6は、前方道路情報などの運転支援
情報を含む道路交通データにより変調された信号を、光
ファイバ5を介して路上アンテナ4に与える。また、車
両2から受け取った車両データ(車両ID、及び各種セ
ンサ(図示せず)において検出された路面状態に関する
データを含む)を路上アンテナ4から取得する。
【0017】基地局6は、また、車両2が隣接する次の
セルEに移行するに際し、いわゆるハンドオーバ処理を
実行し、車両2と通信すべき基地局6を切り換える。そ
して、このような処理を繰り返し実行することにより、
車両2と路上アンテナ4との連続的な通信を実現する。
図2は、車両2の車載通信装置の配置を示す概念図であ
る。車載通信装置は、車載通信部11と車載アンテナ部
12とを有している。車載通信部11は、車両データを
含む電波を車載アンテナ部12から放射し、また、車載
アンテナ部12において受信され路上アンテナ4からの
放射電波に含まれる道路交通データを取得し、この取得
された道路交通データを例えばドライバに報知する。
【0018】車載アンテナ部12は、例えば車両2の屋
根に配置された一対の車載アンテナ12a、12bを有
する。各車載アンテナ12a、12bは、車両2の屋根
の両側方にそれぞれ配置されている。また、車両データ
を含む電波を放射する際には、各車載アンテナ12a、
12bから電波がそれぞれ放射される。図3は、車載通
信装置3の電気的構成を示すブロック図である。車載通
信部11は、車両データを地上局1に与えるための送信
装置41を備えている。送信装置41は、車両データに
基づいて変調用搬送波を変調し、送信信号を作成するた
めの変調部42を備えている。変調方式としては、QP
SKなどが適用可能である。送信信号は、ミキサ部43
に与えられ、このミキサ部43において局部発振部44
から発振されている周波数変換用搬送波と混合され、無
線伝送用の送信信号に変換される。無線伝送用の送信信
号は、高周波増幅部45において増幅された後各車載ア
ンテナ12a、12bに供給され、各車載アンテナ12
a、12bから電波として放射される。
【0019】車載通信部11は、また、路上アンテナ4
から道路交通データを取得するための受信装置46を備
えている。車載アンテナ12a、12bにおいて路上ア
ンテナ4から放射されている電波が受信されると、受信
電波に対応する受信信号は、車載通信部11の高周波増
幅部47a、47bにおいて増幅させられた後、半導体
スイッチなどから構成されるスイッチ部48に与えられ
る。また、各受信信号は、レベル比較部49にも与えら
れる。レベル比較部49は、各受信信号の受信レベルを
比較し、いずれの受信レベルが大きいかを調べる。そし
て、最大受信レベルを有する受信信号を通過させるよう
に、スイッチ部48を制御する。
【0020】なお、図3のブロック図では、スイッチ部
48によって、2つの信号を切り換えていたが、所定の
重みで2つの信号を合成する構成をとってもよい。この
場合、「所定の重み」は、レベル比較部49で比較され
た各受信信号の受信レベルに基づいて決められる。スイ
ッチ部48を通過した受信信号は、ミキサ部50におい
て局部発振部51から発振されている周波数変換用搬送
波と混合されて周波数変換された後、検波部52に与え
られる。そして、検波部52において、復調用搬送波に
よる同期検波が施された後、復号部53に与えられ、道
路交通データに対応する受信符号に変換される。
【0021】なお、図3のブロック図では、スイッチ部
48は、高周波増幅部47a、47bにおいてそれぞれ
増幅された高周波信号を切り換えていた。しかし、検波
部52で検波された後のデータを切り換え又は合成する
構成をとってもよく、復号部53で復号された後の符号
データを切り換え又は合成する構成をとってもよい。図
4は、同期検波後に通過させるべき受信信号を選択する
構成を示す。検波部の後段にスイッチ部48を配置し、
各高周波増幅部47a、47bにおいて増幅された受信
信号は、ミキサ部50a、50bにそれぞれ与えられて
周波数変換され、検波部に52a、52bおいて同期検
波された後、スイッチ部48に与えられる。一方、レベ
ル比較部49は、各高周波増幅部47a、47bにおい
て増幅された後の受信信号のうち最大受信レベルを有す
る受信信号を通過させるように、スイッチ部48を制御
する。
【0022】このように、検波後に受信信号の選択処理
を行うようにすれば、受信信号に雑音が入りにくく、信
号品質の劣化を防止できるという利点がある。この実施
形態に係る車載通信装置3では、2つの受信信号のうち
最大受信レベルに対応する受信信号を選択し、この受信
信号に基づいて検波及び復号処理を行うようにしてい
る。これにより、ダイバーシチ受信が行われ、他の車両
による遮蔽の影響を回避できる。
【0023】以上のようにこの実施形態によれば、1つ
のセルEにおいて路上アンテナ4から放射される電波の
伝搬経路を2経路にしているから、車両2がトラック2
1のような大型車の近傍を走行していても、電波の遮蔽
を回避できる。しかも、車載通信装置3において最大受
信レベルの受信信号を選択して処理しているから、車載
通信装置3と路上アンテナ4との連続的な通信を良好に
行える。
【0024】本発明の実施の形態の説明は以上のとおり
であるが、本発明は上述の実施形態に限定されるもので
はなく、本発明の範囲内で種々の設計変更を施すことが
可能である。例えば図2では、一対の車載アンテナ12
a、12bは、車両2の屋根に配置されていたが、図5
に示すように、一対の車載アンテナ12c、12dを車
両のドアミラーにそれぞれ配置されていてもよい。ドア
ミラーでなくフェンダーミラーに配置してもよい。
【0025】また図6に示すように、車両の屋根の右前
方と左後方といった具合に、車両の進行方向に直角な直
線軸13への投影座標成分x1,x2が異なる車体の位
置に一対の車載アンテナ12e、12fをそれぞれ配置
してもよい。
【0026】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、大型車に
遮蔽される場合でも、その車両の存在に邪魔されること
なく、路上との連続的な通信が可能となるという効果が
得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に関係する路車間通信システ
ムの構成を示す概念図である。
【図2】車載通信装置の配置を示す概念図である。
【図3】車載通信装置の電気的構成を示すブロック図で
ある。
【図4】車載通信装置内の受信装置の電気的構成の他の
形態を示すブロック図である。
【図5】車載アンテナ部の他の配置を示す斜視図であ
る。
【図6】車載アンテナ部の他の配置を示す平面図であ
る。
【図7】大型車の遮蔽効果確認実験の配置図である。
【図8】電界強度の測定結果を示すグラフである。
【図9】y=−71mの位置での電界強度の瞬時値と中
央値とを道路の横断方向xに対してプロットしたグラフ
である。
【符号の説明】
1 地上局 2 車両 3 車載通信装置 4 路上アンテナ 5 光ファイバ 6 基地局 11 車載通信部 12 車載アンテナ部 12a、12b 車載アンテナ 12c〜12f 車載アンテナ 13 直線軸 41 送信装置 46 受信装置 48 スイッチ部 49 レベル比較部 E セル

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】車両の進行方向に直角な直線軸への投影座
    標成分が異なる車体の位置にそれぞれ配置され、道路に
    沿って設置された路上送信アンテナから放射されてくる
    電波を受信するための車載アンテナと、 この車載アンテナによりダイバーシチ受信を行う車載通
    信部とを有することを特徴とする車載通信装置。
  2. 【請求項2】前記車載アンテナは、車両の屋根の両側方
    にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項1記
    載の車載通信装置。
  3. 【請求項3】前記車載アンテナは、車両の両アウトサイ
    ドリアビューミラーにそれぞれ配置されていることを特
    徴とする請求項1記載の車載通信装置。
  4. 【請求項4】前記車載アンテナにより受信された電波の
    受信レベルを検出するための受信レベル検出手段を有
    し、 前記車載通信部は、前記受信レベル検出手段により検出
    された受信レベルに基づいてダイバーシチ受信を行うも
    のであることを特徴とする請求項1記載の車載通信装
    置。
  5. 【請求項5】前記車載アンテナを介して車両データを送
    信する送信手段をさらに有することを特徴とする請求項
    1記載の車載通信装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009053851A (ja) * 2007-08-24 2009-03-12 Toshiba Corp 自動改札装置

Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009053851A (ja) * 2007-08-24 2009-03-12 Toshiba Corp 自動改札装置
JP4693821B2 (ja) * 2007-08-24 2011-06-01 株式会社東芝 自動改札装置

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