JP2001069067A - 路車間無線通信システム、アンテナ装置、及び無線通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 路車間無線通信システムにおいて、シャドウ
イングによる通信遮断、およびフェージングによる通信
品質劣化のない路車間無線通信システムを提供する。 【解決手段】 路車間無線通信システムにおいて、隣り
合う道路側無線通信装置が、各々の通信エリアの少なく
とも一部を共有し、隣り合う道路側無線通信装置が共有
する通信エリア内の車両側無線通信装置に対してのみ、
同一内容を送信することにより、シャドウイングによる
通信遮断を防ぎ、道路側無線通信装置の収容数を増やす
ことができる。また、このときに互いに隣り合う道路側
無線通信装置が直交する円偏波を用いて、共有通信エリ
ア内の車両側無線通信装置に対して、複局同時送信を行
うことにより、フェージングによる通信品質劣化を防ぐ
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、道路上を走行する
車両と道路側に設置された無線通信装置の間にて無線通
信を行う路車間無線通信システム、アンテナ装置、及び
無線通信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】道路側に設置された道路側無線通信装置
と、道路上を走行する車両に搭載された車両側無線通信
装置との間にて、高周波信号を用いた無線通信を行う路
車間無線通信システムにおいては、見通しパスにおいて
車両が通過する場合にシャドウイング（遮蔽）が起こ
る。この場合、受信側の電力レベル低下を招く。

【０００３】特にトラックなどの大型車両等によるシャ
ドウイングは深刻であり、１０〜２０ｄＢの電力レベル
低下となり、解決すべき課題である。

【０００４】この解決策としては、例えば図８に示すよ
うなエリア内の車両側無線通信装置１０７Ａに対して、
複数の道路側無線通信装置１０１Ａ、１０１Ｂから、同
一時間タイミング、同一偏波を用いて、同一の情報を送
信する複局同時送信が考えられている。

【０００５】この方法では図８に示すように、車両側無
線通信装置１０７Ａと道路側無線通信装置１０１Ｂの間
の通信パスが大型車両１０８によりシャドウイングを受
けても、道路側無線通信装置１０１Ａとの間の通信路を
用いて通信を行うことが可能となるために、シャドウイ
ングによる通信遮断が発生しないことになる。

【０００６】しかし、上記従来技術においては、通信す
べき車両側無線通信装置１０７Ａがシャドウイングを受
けているときには他の通信路を用いて通信路を確保する
ことができるが、シャドウイングとなる障害物（大型車
両１０８等）が存在しない場合には、全く同じ信号が車
両の前後より到来するためにフェージングを起こし、安
定した通信路が確保できない場合がある。

【０００７】加えて、シャドウイングは、通信すべき車
両側無線通信装置とシャドウイングの原因となるべき遮
蔽物との距離、高低差および車間距離などによって決ま
るため、ある程度以上車両側無線通信装置が道路側無線
通信装置に近づくと、ほとんどシャドウイングを受けな
い領域が存在する。この場合にも、先例のように複局同
時送信を行うと、フェージングを起こす可能性がある。

【０００８】また、複局同時送信を行う場合、車両側無
線通信装置がゾーン内で、どちらのアンテナから信号を
受信しても受信電力のレベル変動が少なくなるように、
道路側無線通信装置のアンテナのビームは通信ゾーン全
体をコセカント２乗ビーム等の成形度の高い成形ビーム
を用いてカバーするアンテナを用いる必要がある。

【０００９】このとき、成形度を高くするためにはビー
ムを形成するアンテナ素子数が増加するため、アンテナ
サイズが大きくなる、各アンテナ素子を給電する給電回
路が複雑になる、給電回路の損失が増大するという問題
があった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このように従来技術で
ある複局同時送信は、シャドウイングが発生した場合に
は、通信路を確保する上で有効な手段であるが、シャド
ウイングが発生しない場合には逆にフェージングを起こ
すために、通信品質を劣化させてしまうという問題があ
った。

【００１１】加えて、道路側無線通信装置に用いるアン
テナには通信ゾーン全体をカバーする成形度の高い成形
ビームを用いる必要があり、アンテナサイズが大きくな
る、給電回路が複雑になる、給電線路の損失が増大する
という問題があった。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の無線通信システ
ムは、隣り合う道路側無線通信装置の各々が提供する無
線通信エリアの少なくとも一部を重なり合うように構成
し、この無線通信エリア内の車両側無線通信装置に対し
て、隣り合う道路側無線通信装置各々が同一内容を送信
することを特徴とする。

【００１３】さらに、道路側無線通信装置の各々が提供
する無線通信エリアが可変であることを特徴とする。

【００１４】さらに、無線通信エリア範囲を、道路側の
ネットワークより与えられた制御信号により制御するこ
とを特徴とする。

【００１５】さらに、道路側無線通信装置が送信する高
周波信号の偏波として円偏波を用い、隣り合う道路側無
線通信装置同士で、重なり合った無線通信エリア内の車
両側無線通信装置に対して、同一内容を送信することを
特徴とする。

【００１６】さらに、道路側無線通信装置が送信する高
周波信号の偏波が、隣り合う道路側無線通信装置同士
で、直交していることを特徴とする。

【００１７】また本発明のアンテナ装置は、複数の送受
信ビームを構成するアンテナを具備し、 複数の送受信
ビームは、隣り合う道路側無線通信装置の各々が提供す
る無線通信エリアの少なくとも一部を重なり合うよう構
成する送受信ビームと、自道路側無線通信装置が単独で
カバーする無線通信エリアを構成する送受信ビームとか
らなることを特徴とする。

【００１８】また本発明の無線通信装置は、異なる方向
の道路側無線通信装置から到来する、直交する２つの偏
波を受信する受信手段と、この受信手段で受信した直交
する偏波に対応した２つの受信信号に、所定の複素信号
を掛けて合成する合成手段とを具備することを特徴とす
る。

【００１９】これにより、シャドウイングによる通信遮
断を防ぐ路車間無線通信システムを提供する。また、互
いに隣り合う道路側無線通信装置が直交する円偏波を用
いて、共有通信エリア内の車両側無線通信装置に対し
て、同一内容、同一時間タイミングで送信することによ
り、シャドウイング及びフェージングによる通信遮断を
防ぐ路車間無線通信システムを提供する。

【００２０】さらに、隣り合う道路側無線通信装置が、
同一内容を同一時間タイミングで送信する共通エリアを
可変とすることにより、道路状況により共通エリアとそ
れを行わないエリアを変更させて、複局同時送信を最低
限必要な領域に限定することが可能であり、１基地局の
収容数を増加させることのできる路車間無線通信システ
ムを提供する。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。本発明の第1の実施例の路
車間無線通信システムについて、説明する。図１は本発
明の第1の実施例の路車間無線通信システムを模式的に
示した図である。

【００２２】図1中、道路１２に沿って道路側無線通信
装置１Ａ、１Ｂが設置されており、これら道路側無線通
信装置１Ａ、１Ｂは信号及び制御信号が通るネットワー
ク１１によって接続されている。

【００２３】ここでは、簡易的に道路１２上を走行する
車両は図面に沿って左側から右側に向かって走行するも
のと仮定する。

【００２４】道路側無線通信装置１Ａ、１Ｂに所望の放
射パターンで信号を放射する道路側無線通信用アンテナ
装置２Ａ、２Ｂが接続されている。道路側無線通信用ア
ンテナ装置２Ａ、２Ｂは、それぞれ放射パターン５Ａと
５Ｂ、放射パターン６Ａと６Ｂという２つのビームを持
つ。

【００２５】そのうち放射パターン５Ｂは道路側無線通
信装置１Ａ近傍のゾーン３Ｂを照らすビームであり、放
射パターン５Ａは放射パターン５Ｂに隣接し、放射パタ
ーン５Ｂと放射パターン６Ｂの間の区間３Ａを照らすビ
ームである。

【００２６】一方、放射パターン６Ｂは道路側無線通信
装置２Ａ近傍のゾーン４Ｂを照らすビームであり、放射
パターン６Ａは放射パターン６Ｂ、放射パターン５Ｂに
隣接し、放射パターン５Ａと全く同じエリアを照射する
ビームである。

【００２７】ここで、道路側無線通信装置１Ａ近傍のゾ
ーン３Ｂは、道路側無線通信装置１Ａからこのゾーン内
を走行する車両側無線通信装置７Ｂが大型車両８の大き
さ、位置関係等に無関係にシャドウイングが起きないゾ
ーンである。

【００２８】また、道路側無線通信装置１Ｂ近傍のゾー
ン４Ｂは道路側無線通信装置１Ｂからこのゾーン内を走
行する車両側無線通信装置７Ｂが常に見通しとなり、大
型車両８によるシャドウイングが発生しないゾーンであ
る。

【００２９】この２つのゾーン３Ｂと４Ｂの大きさは、
道路に設置される道路側無線通信装置に接続されるアン
テナ２Ａ、２Ｂの地面よりの高さ、想定される車間距
離、車両側無線通信装置７Ａに接続されたアンテナの高
さ、設置位置、道路の混雑状況等によって決定される。

【００３０】まず、車両側無線通信装置２３Ｂを搭載し
た車両７Ｂがゾーン３Ｂを走行している場合を考える。
この場合、車両側無線通信装置２３Ｂから道路側無線通
信装置１Ａが常に見通せる状況にある。そのため、車両
側無線通信装置２３Ｂは道路側無線通信装置１Ａを介し
てサービスを提供するネットワークに接続することがで
きる。

【００３１】このため、道路側無線通信装置１Ｂから道
路側無線通信装置１Ａと同一の情報を同一時間タイミン
グで送信する必要はないため、ゾーン４Ｂに別の車両側
無線通信装置２３Ｃを搭載した車両７Ｃが存在する場
合、道路側無線通信装置１Ｂは車両側無線通信装置２３
Ｂと同一スロット内で異なる情報を車両側無線通信装置
２３Ｃに提供することが可能となるため、収容できる道
路側無線通信装置数を増加させることが可能となる。

【００３２】また、このとき道路側無線通信装置１Ａに
接続されたアンテナ２Ａからのビーム５Ａに円偏波を用
いる。そのため、路車間通信で問題となる路面あるいは
車両７Ｂの車体での反射波は直接波に対して逆旋成分と
なり、車両側無線通信装置２３Ｂに接続されたアンテナ
では受信されなくなるので、マルチパスによるフェージ
ングを抑圧することが可能となる。

【００３３】次に、通信すべき車両側無線通信装置２３
Ａを搭載した車両７Ａの前方に大型車両８が２３Ａと１
Ｂの通信パスを遮蔽するような位置関係でゾーン３Ａ
（つまり４Ａ）を走行している場合を考える。この場
合、道路側無線通信装置１Ｂからビーム６Ａを用いて送
信された電波は大型車両８によりシャドウイングを受け
るため、車両側無線通信装置２３Ａは道路側無線通信装
置１Ａからの信号を受信することができない。

【００３４】しかしながら、道路側無線通信装置１Ａと
１Ｂから同一内容をビーム５Ａと６Ａを用いて送信する
ことで、車両側無線通信装置２３Ａは大型車両８により
シャドウイングを受ける電波伝搬環境下においても、通
信が常に可能となる。

【００３５】ここで、道路側無線通信装置１Ａと１Ｂか
ら同一内容をビーム５Ａと６Ａを用いて送信するとき
に、同じ時間タイミングあるいは同一周波数で送信した
場合、１車両側無線通信装置につき、１チャネルですむ
ことより１道路側無線通信装置あたりの収容能力が向上
する。また、同一周波数で送信することにより、車両側
無線通信装置２３Ａが異なる周波数で同時に動作する必
要がないので、車両側無線通信装置２３Ａの構成が簡単
になるという利点がある。

【００３６】更に車両側無線通信装置２３Ａに対してシ
ャドウイングの原因となる大型車両８がない場合を考察
する。この場合、車両側無線通信装置２３Ａが大型車両
８によってシャドウイングを受けている時と同じよう
に、道路側無線通信装置１Ａと１Ｂからアンテナ２Ａ、
２Ｂを介して同一内容を同一時間タイミングで、ビーム
５Ａと６Ａを用いて車両側無線通信装置２３Ａに提供さ
れる。

【００３７】ここでビーム５Ａと６Ａの円偏波を例え
ば、ビーム５Ａが右旋円偏波、ビーム６Ａが左旋円偏波
と互いに直交させ、車両側無線通信装置２３Ａに対して
同一内容を提供する。

【００３８】また、車両側無線通信装置２３Ａは直交す
る円偏波をそれぞれ受信する手段を有し、この受信した
信号を選択あるいは合成することで、送信された内容を
認識することが可能となる。こうすることにより、同一
周波数、同一時間タイミングで複局同時送信を行うこと
により発生するフェージングにより伝送品質が劣化する
ことを防ぐことができる。

【００３９】また、このとき複局同時送信した道路側無
線通信装置で受信下車両側無線通信装置からの受信信号
を制御局９において最良のものを選択する選択ダイバー
シチあるいは複数の信号をＳ／Ｎ（信号対雑音比）が最
大となるように重み付けして合成する最大比合成を行う
ことにより、道路側無線通信装置からの信号の品質を改
善するとともに、シャドウイングによる通信遮断を防ぐ
ことが可能となる。

【００４０】尚、ここでビーム５Ａと６Ａの円偏波を互
いに直交させ、車両側無線通信装置２３Ａが直交する２
つの円偏波をそれぞれ受信する手段を有するとした。し
かしながらこれに限らず、ビーム５Ａと６Ａの円偏波が
同旋円偏波であり、車両側無線通信装置２３Ａが空間的
に離れて設置された異なる２つ以上のアンテナをもち、
空間ダイバーシチを行うようにさせた車両側無線通信装
置であってもよい。

【００４１】図２は本発明の第１の実施例にかかる路車
間無線通信システムの道路側無線通信装置の制御形態に
ついて模式的に示したものである。

【００４２】路車間無線通信システムの制御形態は図２
に示すようにツリー構造となっている。路側ネットワー
ク１０は道路上を走行している車両７Ａ等に提供すべき
情報あるいは制御信号を司る、あるいは各車両あるいは
道路側無線通信装置からの情報をもとに道路の運行を制
御するネットワークである。

【００４３】この路側ネットワーク１０の下には、複数
の道路側無線通信装置１Ａ等を集中的に制御する制御局
９が接続されている。この制御局９は、路側ネットワー
ク１０と道路側無線通信装置の間に入り、路側ネットワ
ーク１０からの情報を必要な道路側無線通信装置に供給
する、あるいは道路側無線通信装置からの信号を路側ネ
ットワーク１０に伝達する役目をもつ。

【００４４】加えてこの制御局は路側ネットワークから
の制御信号あるいは自分の下に接続されている道路側無
線通信装置からの信号を元に、自分の下に接続されてい
る道路側無線通信装置の制御を行い、スムーズな路車間
無線通信システムの運用を行う役目を負っている。

【００４５】道路側に設置されたセンサーあるいは監視
カメラならびに車両側無線通信装置からの情報により、
各道路側無線通信装置の通信ゾーン内の車の種類、速
度、流量、台数等を知ることが可能となる。

【００４６】よって、これらの情報より車両側無線通信
装置からみてシャドウイングの起きる可能性のあるゾー
ンとシャドウイングが起きないゾーンを求めることが可
能となる。

【００４７】そのため、制御局９では車両側無線通信装
置２３からの受信信号あるいは道路側に設置されたセン
サーまたは監視カメラ等から路側ネットワークを介して
得られる車両側無線通信装置７の位置情報をもとに、複
局同時送信を行うゾーンと行わないゾーンを決定し、こ
の決定事項に従って各道路側無線通信装置１に対して、
複局同時送信を行うゾーンと行わないゾーンを照射する
ビームを形成するように制御信号を発する。このことに
より、比較的車両の流量の少ない場合には複局同時送信
を行うゾーンを小さくし、車両の流量の多い混雑したあ
るいは渋滞の場合には複局同時送信を行うゾーンを大き
くし、シャドウイングによる通信遮断を回避することが
可能となる。

【００４８】制御局９からの制御信号を受け取った道路
側無線通信装置１は、制御信号に基づいて所望のビーム
形成と偏波制御を行い、所定の時間タイミングで信号を
送信する。

【００４９】次に本発明の第２の実施例の路車間無線通
信システムについて、説明する。

【００５０】図３は本発明の第２の実施例の路車間無線
通信システムを模式的に示した図である。

【００５１】この図３中、道路１２に沿って道路側無線
通信装置１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ、１０１Ｄが設
置されている。このうち１０１Ａと１０１Ｂは道路１２
の上から２車線をカバーするように設計され、ネットワ
ーク１１１Ａで接続されている。

【００５２】一方、１０１Ｃと１０１Ｄは道路１２の下
から２車線をカバーするように設計され、ネットワーク
１１１Ｂで接続されている。ここでは、便宜上、道路１
２の図面の上から２車線上を走行する車両は図面に沿っ
て左側から右側に向かって走行、図面の下から２車線上
を走行する車両は図面に沿って右側から左側に向かって
走行するものと仮定する。

【００５３】道路側無線通信装置１０１Ａ、１０１Ｂに
所望の放射パターンで信号を放射する道路側無線通信用
アンテナ装置１０２Ａ、１０２Ｂが接続されている。道
路側無線通信用アンテナ装置１０２Ａ、１０２Ｂは、そ
れぞれ放射パターン１０５Ａと１０５Ｂ、放射パターン
１０６Ａと１０６Ｂという２つのビームを持つ。

【００５４】そのうち放射パターン１０５Ｂは道路側無
線通信装置１０１Ａ近傍のゾーン１０３Ｂを照らすビー
ムであり、放射パターン１０５Ａは放射パターン１０５
Ｂに隣接し、放射パターン１０５Ｂと放射パターン１０
６Ｂの間の区間１０３Ａを照らすビームである。一方、
放射パターン１０６Ｂは道路側無線通信装置１０１Ｂ近
傍のゾーン１０４Ｂを照らすビームであり、放射パター
ン１０６Ａは放射パターン１０６Ｂ、放射パターン１０
５Ｂに隣接し、放射パターン１０５Ａと全く同じエリア
を照射するビームである。

【００５５】また、道路側無線通信装置１０１Ｃ、１０
１Ｄに所望の放射パターンで信号を放射する道路側無線
通信用アンテナ装置１０２Ｃ、１０２Ｄが接続されてい
る。道路側無線通信用アンテナ装置１０２Ｃ、１０２Ｄ
は、それぞれ放射パターン１０５Ｃと１０５Ｄ、放射パ
ターン１０６Ｃと１０６Ｄという２つのビームを持つ。

【００５６】そのうち放射パターン１０５Ｄは道路側無
線通信装置１０１Ｃ近傍のゾーン１０３Ｄを照らすビー
ムであり、放射パターン１０５Ｃは放射パターン１０５
Ｄに隣接し、放射パターン１０５Ｄと放射パターン１０
６Ｄの間の区間１０３Ｃを照らすビームである。

【００５７】一方、放射パターン１０６Ｄは道路側無線
通信装置１０１Ｄ近傍のゾーン１０４Ｄを照らすビーム
であり、放射パターン１０６Ｃは放射パターン１０６
Ｄ、放射パターン１０５Ｄに隣接し、放射パターン１０
５Ｃと全く同じエリアを照射するビームである。

【００５８】まず、通信すべき車両側無線通信装置１２
３Ａを搭載した車両１０７Ａの前方に大型車両１０８Ａ
が１２３Ａと１０１Ｂの通信パスを遮蔽するような位置
関係でゾーン１０３Ａを走行しているものとする。この
場合、道路側無線通信装置１０１Ｂからビーム１０６Ａ
を用いて送信された電波は大型車両１０８Ａによりシャ
ドウイングを受けるため、車両側無線通信装置１２３Ａ
は道路側無線通信装置１０１Ａからの信号を受信するこ
とができない。

【００５９】しかしながら、道路側無線通信装置１０１
Ａと１０１Ｂから同一内容をビーム１０５Ａと１０６Ａ
を用いて送信することで、車両側無線通信装置１２３Ａ
は大型車両１０８Ａによりシャドウイングを受ける電波
伝搬環境下においても、通信が常に可能となる。

【００６０】同様に図２の下から２車線についても、通
信すべき車両側無線通信装置１２３Ｃを搭載した車両１
０７Ｃの前方に大型車両１０８Ｃが１２３Ｃと１０１Ｃ
の通信路を遮蔽するような位置関係でゾーン１０３Ｃを
走行しているものとする。

【００６１】この場合、図１に示す本発明の第１の実施
例等により道路側無線通信装置１０１Ｃと１０１Ｄから
同一内容をビーム１０５Ｃと１０６Ｃを用いて送信する
ことで、車両側無線通信装置１２３Ｄは大型車両１０８
Ｃによりシャドウイングを受ける電波伝搬環境下におい
ても、通信が常に可能となる。

【００６２】本発明の第２の実施例の、本発明の第１の
実施例との違いは、第２の実施例では複局同時送信を行
うべきゾーン１０３Ａと１０３Ｃの大きさが車両の進行
方向の違いにより異なっている点である。これは、図よ
り図面の左側から右側に車両が進行する車線の場合、比
較的車が混んでおり車間距離が短くなっている。

【００６３】そのため、大型車両１０８Ａによるシャド
ウイングが起こりうる領域が広くなるためにゾーン１０
３Ａを大きくしている。一方、図面の右側から左側に車
両が進行する下の２車線ではゾーン内の車の台数が少な
く、大型車両１０８Ｃによるシャドウイングが起こりう
るゾーンが狭くなるためゾーン１０３Ｃは１０３Ａに比
較して狭くなっている。

【００６４】このため、車両通行量の少ない下の２車線
の場合には、必要以上に復局同時送信を行う必要がない
ために、制御局９Ａあるいは道路側無線通信装置１０１
Ｃ，１０１Ｄの制御が簡単になるという利点がある。

【００６５】図２の説明においては、車線の上り下りに
よる車両通行量差によって、復局同時送信を行うゾーン
１０３Ａ（または１０３Ｃ）の大きさを可変にした例を
示したが、これに限らず同一ゾーンで時間あるいは車両
通行量によって、ゾーンの大きさを可変してもよい。

【００６６】また、車両通行量の情報は、図２の路側ネ
ットワーク１０に接続された、図示せぬサーバなどから
得る構成としてもよい。

【００６７】図４は本発明の第１の実施例あるいは第２
の実施例に係る道路側無線通信装置１の第１の構成例を
示したものである。道路側無線通信装置１に接続された
アンテナ２は複数の素子アンテナあるいはサブアレーア
ンテナ複数個からなるアレーアンテナ部１３からなる。

【００６８】一方道路側無線通信装置１は、アレーアン
テナ部１３に接続され、所望の偏波を形成する偏波切り
替え回路２２、アレーアンテナ部からの放射高周波信号
と車両側無線通信装置よりの信号を分離するサーキュレ
ータ２４、各素子アンテナに供給する信号にある重み付
けを掛けてビームの形状あるいは方向を制御する送信用
ウェイト制御回路１５、各ウェイト制御回路からの信号
を合成またはウェイト制御回路への信号分配を行う分配
回路２１、ネットワーク１１を介して制御局９から信号
を受信し所望のビーム形成あるいは偏波制御のための信
号を生成するビーム制御回路１６、ビーム制御回路１６
からのビーム形成制御信号に基づき各素子アンテナのウ
ェイトを算出し、送受信用ウェイト制御回路への制御信
号を生成するウェイト算出回路１４、サーキュレータ２
４で分離された車両側無線通信装置よりの信号に所定の
ウェイトを掛け合わせる受信用ウェイト制御回路２５、
各々ウェイトをかけあわされた信号を合成する合成回路
２６から構成される。

【００６９】ネットワーク１１を介して送られてくる制
御局９から制御信号に基づきビーム制御回路１６では送
信すべき偏波及びビーム形状を判断し、それぞれ偏波制
御回路２２、ウェイト算出回路１４への制御信号を生成
する。ウェイト算出回路１４ではビーム制御回路１６か
らの制御信号に基づき、各素子アンテナへのウェイトを
算出し、ウェイト制御回路１５への制御信号を生成す
る。

【００７０】ウェイト制御回路１５ではウェイト算出回
路１４からの制御信号に基づき、送信信号に与えるべき
ウェイトを形成し、分配器１７で分配された信号に対し
てウェイトを掛け合わされてアレーアンテナ１３から空
間に放射される。一方、受信信号は、サーキュレータ２
４で分離された車両側無線通信装置よりの信号に受信用
ウェイト制御回路２５で所定のウェイトを掛け合わせた
後、合成器２６で合成され、制御局９に伝送される。

【００７１】このとき、各ウェイト制御回路１５へのウ
ェイト制御信号は、予めウェイト算出回路が持っている
各ビームに対応するウェイトのテーブルの中から最良な
ものを選択してもよいし、予め持っているビームのうち
所望のビームに近いビーム数個から最良となるビームを
形成してもよいし、予めビームのテーブルを持たずビー
ム制御回路からの信号をもとに、最適なウェイトを算出
する回路であってもよい。

【００７２】加えて、ウェイト制御回路１５は、無線周
波数、中間周波数でアナログ的に所望のビームを形成す
るアナログ型のウェイト制御回路であってもよいし、制
御信号に基づき各素子アンテナへの信号に対しての複素
ウェイトをディジタル的に与えるディジタルウェイト制
御回路であってもよい。

【００７３】さらに、車両側無線通信装置からの各素子
アンテナあるいはサブアレーアンテナでの受信信号を制
御局に伝送し、制御局において、所定のウェイトを与え
て合成後に復調してもよい。

【００７４】図５は本発明の第１の実施例あるいは第２
の実施例に係る道路側無線通信装置１の第２の構成例を
示したものである。道路側無線通信装置１に接続された
アンテナ２は複数の素子アンテナあるいはサブアレーア
ンテナ複数個からなるアレーアンテナ部１３からなる。

【００７５】一方道路側無線通信装置１は、アレーアン
テナ部１３に接続され、所望の偏波を形成する偏波切り
替え回路２２、各素子アンテナからの信号に固定あるい
は半固定のウェイトを掛けてビームの形状を制御する固
定あるいは半固定の受信用ビーム形成回路１８ｂ、各素
子アンテナに供給する信号に固定あるいは半固定のウェ
イトを掛けてビームの形状を制御する固定あるいは半固
定の受信用ビーム形成回路１８あ、固定あるいは半固定
のビーム形成回路１８の出力としてのビームの切り替え
を行うスイッチ１９ａ、１９ｂ、スイッチ１９ａ、１９
ｂに接続されて信号の変調／復調を行う送受信回路１
７、送受信回路１７あるいはネットワーク１１を介して
制御局９から信号を受信し所望のビーム形成あるいは偏
波制御のための信号を生成するビーム制御回路１６から
構成される。

【００７６】送受信回路１７あるいはネットワーク１１
を介して送られてくる制御局９から制御信号に基づきビ
ーム制御回路１６では送信すべき偏波及びビーム形状を
判断し、それぞれ偏波制御回路２２及びスイッチ１９へ
の制御信号を生成する。

【００７７】スイッチ１９ではビーム制御回路１６から
の制御信号に基づき、最適なビームを選択する。このと
き、ビーム形成回路１８およびスイッチ１９は、無線周
波数、中間周波数でアナログ的に所望のビームを切り替
える回路であってもよいし、制御信号に基づきビームを
形成、選択するディジタル回路であってもよい。

【００７８】さらに、送受信回路１７は必ずしも道路側
無線通信装置１内にある必要はなく、信号線１１を介し
て制御局９に存在してもよい。図５に示す第２の道路側
無線通信装置と、図４に示す第１の道路側無線通信装置
との違いは、第１の道路側無線通信装置においては、ビ
ーム形状をある程度自由に設定できるように、各素子ア
ンテナあるいはサブアレーアンテナ毎に可変のウェイト
制御回路が挿入されている。

【００７９】そのため制御回路あるいは制御方法を変え
ることによって単にビームを向けるだけでなく、干渉波
または遅延波に対してヌル（零点）を向けるアダプティ
ブ処理も可能となる。

【００８０】一方、第２の道路側無線通信装置において
は、第１の道路側無線通信装置のような自由度はない
が、直線道路などある程度使われるビームが限られてい
るような場合においては、ビームを固定しても十分であ
る。また、第２の道路側無線通信装置の方が構成が簡単
である。

【００８１】図６は本発明の第１の実施例あるいは第２
の実施例に係る車両側無線通信装置１の第１の構成例を
示したものである。車両側無線通信装置２３に接続され
たアンテナ部はある円偏波を受信できるアンテナ１１３
Ａと１１３Ａとは直交する円偏波を受信できる１１３Ｂ
からなる。これらアンテナ１１３Ａと１１３Ｂにはそれ
ぞれ直交する円偏波を受信できる受信器１１７Ａ、１１
７Ｂに接続されている。

【００８２】受信器１１７Ａと１１７Ｂに接続されたウ
ェイト制御回路１１５Ａ、１１５Ｂにおいて受信器１１
７Ａ、１１７Ｂより出力される信号に適当なウェイトを
掛け合わせ、合成器２１においてそれぞれの出力信号を
足し会わせることにより、所望の信号を得ることができ
る。

【００８３】よって、車両側無線通信装置２３が復局同
時送信を行うゾーンに存在し、かつ道路側無線通信装置
１より復局同時送信により信号を受信する場合に、隣り
合う道路側無線通信装置１がそれぞれ直交する円偏波で
信号を送信した場合に、大型車両８によるシャドウイン
グがある場合には当然、シャドウイングがない場合でも
社両側無線通信装置２３内のウェイト制御回路１１５
Ａ、１１５Ｂで与えられるウェイトを適当に選ぶことに
より、常に良好な感度で信号を受信することが可能とな
る。

【００８４】図７は本発明の第１の実施例あるいは第２
の実施例に係る車両側無線通信装置２３の第２の構成例
を示したものである。車両側無線通信装置２３に接続さ
れたアンテナ部は一方の円偏波を受信できるアンテナ１
１３Ａと１１３Ａとは直交する円偏波を受信できる１１
３Ｂからなる。これらアンテナにはスイッチ１９が接続
されており、スイッチの後段には受信器１７が接続され
ている。

【００８５】図６に示す第１の構成例との違いは、アン
テナ１１３Ａ、１１３Ｂが受信器ではなくスイッチ１９
が接続されている点である。そのため、第１の構成例と
は異なり、アンテナ１１３Ａと１１３Ｂのどちらか受信
状態のよい方を選択することになる。

【００８６】この構成によっても、車両側無線通信装置
２３の第１の構成例と同様、復局同時送信された信号を
受信する際に、どちらかの信号がシャドウイングで感度
が劣化した場合には感度が落ちていない電波を選択する
し、例え両方の円偏波ともシャドウイングを受けない場
合においても、その時の受信状態によりどちらか感度の
よい方のアンテナを選択するので、車両側無線通信装置
２３の第１の構成例と同等の特性を得ることが可能であ
る。

【００８７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、路
車間で通信を行う場合に、シャドウイングが発生しない
領域については複局同時送信を行わないために、シャド
ウイングが発生しない領域内でフェージングによる通信
品質を改善でき、且つ複数の道路側無線通信装置から同
じ信号を送信する必要がなくなるので、道路側無線通信
装置の収容数を増やすことが可能となる。

【００８８】また、シャドウイングが発生する領域で複
局同時送信を行う場合であっても、送信する円偏波を直
交させることによりフェージングによる通信品質劣化の
ない無線通信が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第1の実施例の路車間無線通信システ
ム構成図の一例を示す図

【図２】本発明の第1の実施例に路車間無線通信システ
ム構成図係るネットワークを示す図

【図３】本発明の第2の実施例の路車間無線通信システ
ム構成図の一例を示す図

【図４】本発明における道路側無線通信装置の第1の実
施例を示す図

【図５】本発明における道路側無線通信装置の第2の実
施例を示す図

【図６】本発明における車両側無線通信装置の第1の実
施例を示す図

【図７】本発明における車両側無線通信装置の第2の実
施例を示す図

【図８】従来の路車間無線通信システム構成図の一例を
示す図

【符号の説明】

１・・・道路側無線通信装置 ２・・・道路側無線通信装置用アンテナ ３・・・道路側無線通信装置のカバレッジ ５・・・道路側無線通信装置用アンテナのビームパター
ン ７・・・車両 ８・・・大型車両 ９・・・制御局 １０・・・路側ネットワーク １１・・・信号線あるいは制御線 １４・・・ウェイト算出回路 １５・・・送信用ウェイト制御回路 １６・・・ビーム制御回路 １７・・・送受信回路 １８・・・ビーム形成回路 １９・・・スイッチ ２１・・・合成・分配回路 ２２・・・偏波切り替え回路 ２３・・・車両側無線通信装置 ２４・・・サーキュレータ ２５・・・受信用ウェイト制御回路 ２６・・・合成器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 尾林 秀一 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 Ｆターム(参考） 5H180 AA01 BB04 CC12 FF13 5K067 AA01 AA25 BB21 BB43 EE02 EE10 EE56 EE57 EE59 KK01

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 道路側に設置された道路側無線通信装置
   と道路上を走行する車両に搭載された車両側無線通信装
   置との間にて、高周波信号を用いた無線通信を行う路車
   間無線通信システムにおいて、 隣り合う前記道路側無線通信装置の各々が提供する無線
   通信エリアの少なくとも一部を重なり合うように構成
   し、この無線通信エリア内の前記車両側無線通信装置に
   対して、隣り合う前記道路側無線通信装置各々が同一内
   容を送信することを特徴とする路車間無線通信システ
   ム。
2. 【請求項２】 前記道路側無線通信装置の各々が提供す
   る前記無線通信エリアが可変であることを特徴とする請
   求項１記載の路車間無線通信システム。
3. 【請求項３】 前記無線通信エリア範囲を、道路側のネ
   ットワークより与えられた制御信号により制御すること
   を特徴とする請求項２記載の路車間無線通信システム。
4. 【請求項４】 前記道路側無線通信装置が送信する高周
   波信号の偏波として円偏波を用い、隣り合う前記道路側
   無線通信装置同士で、重なり合った前記無線通信エリア
   内の前記車両側無線通信装置に対して、同一内容を送信
   することを特徴とする請求項１及至請求項３記載の路車
   間無線通信システム。
5. 【請求項５】 前記道路側無線通信装置が送信する高周
   波信号の偏波が、隣り合う前記道路側無線通信装置同士
   で、直交していることを特徴とする請求項１及至請求項
   ４記載の路車間無線通信システム。
6. 【請求項６】 道路上を走行する車両に搭載された車両
   側無線通信装置との間で、高周波信号を用いた無線通信
   を行う道路側に設置された道路側無線通信装置のアンテ
   ナ装置において、 複数の送受信ビームを構成するアンテナを具備し、 前記複数の送受信ビームは、隣り合う前記道路側無線通
   信装置の各々が提供する無線通信エリアの少なくとも一
   部を重なり合うよう構成する送受信ビームと自道路側無
   線通信装置が単独でカバーする無線通信エリアを構成す
   る送受信ビームとからなることを特徴とするアンテナ装
   置。
7. 【請求項７】 道路側に設置された道路側無線通信装置
   との間にて、高周波信号を用いた無線通信を行う、道路
   上を走行する車両に搭載された車両側の無線通信装置に
   おいて、 異なる方向の前記道路側無線通信装置から到来する、直
   交する２つの偏波を受信する受信手段と、 該受信手段で受信した前記直交する偏波に対応した２つ
   の受信信号に、所定の複素信号を掛けて合成する合成手
   段とを具備することを特徴とする無線通信装置。