JP2002111576A - 路車間無線通信システムおよび路車間無線通信で用いられる移動局無線装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 路車間無線通信システムにおいて、シャドー
イングの影響を低減する。 【解決手段】制御局と、道路沿いに所定間隔で設置され
た複数の無線ポートと、これらの無線ポートと無線通信
を行なう移動局無線機とを含む路車間無線通信システム
において、各無線ポートは、当該無線ポートから前記移
動局無線機への下り専用のマルチキャストチャネルと、
個別周波数で送信を行なう個別送信チャネルとを有し、
少なくとも２以上の無線ポートが同一のマルチキャスト
チャネルで同一情報を同時に送信する。移動局無線機
は、２系列の受信回路を有し、２系列の受信回路のうち
１系列において、前記無線ポートからマルチキャストチ
ャネルで送信される同一情報を定常的に受信する。各無
線ポートは、マルチキャストチャネルでの送信時の変調
方式として、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）方式を用
い、無線ポート間の間隔をＬメートルとしたときに、
（Ｌ／３００）マイクロ秒以上のガードタイムを有する
送信フレーム構成を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、道路沿に所定間隔
で配置された無線ポートと、道路上を走行する車との間
で通信を行う路車間無線通信システムと、このような路
車間無線通信システムで用いられる移動局無線装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】現在、主として道路沿に配置された無線
ポートと、道路上を走行する車との間で通信を行う路車
間無線通信システムの開発が進んでいる。図１０に、既
存の路車間無線通信システムの典型的な例を示す。

【０００３】複数の無線ポート１００１〜１００４が道
路に沿って所定の間隔で配置され、これらを管轄する無
線制御局１００８と伝送路によって結ばれている。各無
線ポートは、道路上を走行する車１００５〜１００７
と、無線で送受信を行う。

【０００４】ここで、道路上を走行する車１００６と、
車１００６に対して送受信を行う無線ポート１００２と
の間に大型車両１００９が位置する場合、この大型車両
１００９によるシャドーイングにより、走行車１００６
と無線ポート１００２との間の通信品質が劣化するとい
う問題点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】無線ポートから車への
ダウンリンクの劣化を解決する方法として、走行車１０
０６から障害物なしに見通せる場所に位置する別の無線
ポート１００３のアンテナのパターンを適応的に変化さ
せて、走行車１００６が受信できるようにすることが考
えられる。しかし、無線ポートや無線制御局がすばやく
シャドウイングの発生を検出して、無線ポート１００３
のアンテナ制御を行うことは、複雑な制御処理が必要で
あるという問題点がある。

【０００６】このような問題を克服するために、同一の
制御局の管轄エリア内に設置された複数の無線ポートか
ら、同時に同一内容の信号を送信するという構成も提案
されている。これによると、一の無線ポートからの信号
が障害物によって遮られても、近隣の無線ポートからの
同一内容の信号を受信することによって、シャドウイン
グを回避する。しかしこの方法では、シャドウイングが
発生していない間は、異なる方向から異なる伝送距離で
送られてくる複数の信号を移動局側で受信することにな
る。このため、フェージングの影響が大きく、通信品質
の劣化した状態での無線通信が続くという問題点があ
る。

【０００７】さらに、従来の路車間無線通信システムで
は、各制御局の管轄エリアの境界を通過するたびに、毎
回その制御局の管轄エリア内の無線ポートが使用してい
る通信チャネルにチャネリングしなければならないとい
う問題がある。

【０００８】さらに、路車間無線通信システムがＩＴＳ
（高度道路交通システム）に適用される場合は、同一周
波数で無線通信が行なわれている領域を車に追従させて
移動させる試みもなされているが、従来の無線通信シス
テムでは、車の走行速度が領域の移動速度と一致しなく
なった場合に、その都度ランダムチャネルサーチを行な
わなければならないという問題がある。

【０００９】本発明は、上述した問題点を解決すべく、
フェージングを回避しつつシャドウイングの影響を低減
できる路車間無線通信システムを提供することを第１の
目的とする。

【００１０】本発明の第２の目的は、無線ポート群がサ
ービスするエリアの境界におけるチャネルサーチを不要
とする路車間無線通信システムを提供することにある。

【００１１】本発明の第３の目的は、走行中の車両の速
度が、同一周波数で通信する領域の移動速度からはずれ
た場合にも、ランダムチャネルサーチを行なうことな
く、対応する個別通信チャネルに移行することができる
路車間無線通信システムを提供することにある。

【００１２】本発明の第４の目的は、エリア境界でのチ
ャネルサーチを不要とする、路車間無線通信システム用
の移動局無線装置を提供することにある。

【００１３】本発明の第５の目的は、走行車両の速度
が、同一周波数で通信を行なう領域の移動速度に合わな
くなった場合にも、ランダムチャネルサーチの必要な
く、対応する周波数の個別チャネルに移行することがで
きる、路車間無線通信システム用の移動局無線装置を提
供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、本発明の路車間無線通信システムは、制御局
と、この制御局が管轄するエリア内に所定間隔で設置さ
れた複数の無線ポートと、これらの無線ポートと無線通
信を行なう移動局無線機とを含み、各無線ポートは、無
線ポートから車両への下り専用のマルチキャストチャネ
ルと、個別周波数で送信を行なう個別送信チャネルとを
有し、各移動局無線機は、２系列の受信回路を有する。
上記複数の無線ポートのうち、２以上の無線ポートから
マルチキャストチャネルを用いて同一情報を同時送信
し、移動局無線機は、２系列の受信回路のうち１系列に
おいて、マルチキャストチャネルを定常的に受信する。

【００１５】マルチキャストチャネルでの送信の際の変
調方式として、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）方式を
用い、無線ポート間の所定間隔をＬメートルとしたとき
に、（Ｌ／３００）マイクロ秒以上のガードタイムを有
するフレーム構成をとる。（Ｌ／３００）マイクロ秒以
上のガードタイムとしたのは、互いに隣接する２つの無
線ポートからマルチキャストチャネルで光の速さで到来
する同一信号には、（Ｌ／３００）マイクロ秒以下の伝
播相対遅延差が発生するからである。

【００１６】ＯＦＤＭのサブキャリヤに通常のＰＳＫ
（phase shift keying）やＱＡＭ（quadrature amplitu
de modulation）を用いる場合には、周波数選択性フェ
ージングの影響がでないように、ガードタイムの長さを
Ｔｓ×０．２秒以下、好ましくはＴｓ×０．０５秒以下
に設定する。ここで、Ｔｓは、ＯＦＤＭのサブキャリア
の変調シンボルレートの逆数であり、シンボル周期と呼
ばれる。Ｔｓ×０．２秒以下のガードタイムとしたの
は、この範囲が、周波数選択性フェージングの影響がそ
れほど大きくない範囲だからである。

【００１７】このようなフレーム構成を有するマルチキ
ャストチャネルには、たとえば、ＩＴＳ（高度道路交通
システム）特有の自動運転などで必要とされる緊急信号
などをのせる。これにより、フェージングの影響を回避
するとともに、効果的にシャドウイングの影響を低減す
ることが可能になる。

【００１８】上記第２の目的を達成するために、路車間
無線通信システムは、制御局と、複数の無線ポートと、
これらの無線ポートと無線通信を行なう移動局無線機を
含み、無線ポートから移動局無線機への１以上の下り専
用マルチキャストチャネルを用いる。複数の無線ポート
のうち少なくとも２以上の無線ポートは、同一のマルチ
キャストチャネルで同一情報を同時送信する。同一情報
の中には、この情報を同時送信する無線ポートが属する
グループを識別するカラーコードが含まれる。移動局無
線機は２系列の受信回路を有し、このうちの１系列で、
カラーコードを定常的に受信する。移動局無線機は、今
回受信したカラーコードと前回受信したカラーコードと
を比較し、比較の結果、異なるカラーコードに変化した
場合（すなわち、同一のマルチキャストチャネルで同一
情報を送信する無線ポートのグループが変わった場合）
に、変化後のカラーコードに基づき、新たなカラーコー
ドに対応する無線ポートのグループがサービスするエリ
アの始点でその時刻に用いられている通信チャネルに自
動設定する。

【００１９】無線ポートがマルチキャストチャネルで送
信する同一情報の中には、上述したカラーコードに加え
て、同一のカラーコードで表わされるグループがサービ
スするエリアの始点でその時刻に用いられている通信チ
ャネルの識別番号も含まれる。

【００２０】このような路車間無線通信システムによ
り、異なるマルチキャストチャネルを用いるエリアに侵
入した場合にも、チャネルサーチの制御が不要になり、
インフラ側（移動局側）の制御負荷が低減される。

【００２１】また、ＩＴＳなどで、同一周波数の通信チ
ャネルで通信する領域自体が任意の速度で移動する場合
には、各無線ポートは、移動局の移動にしたがってアン
テナのビームパターンを切り替える機能をさらに有す
る。これにより、同一のチャネルで通信が継続できるこ
とになり、無線通信の質が向上する。

【００２２】上記第３の目的を達成するために、路車間
無線通信システムにおいて、各無線ポートは、移動局の
移動にしたがってアンテナのビームパターンを切り替え
る機能を有し、同一周波数の通信チャネルで通信できる
領域の移動速度を示す識別コードを、マルチキャストチ
ャネルにのせて同時送信する。移動局無線機は、移動局
自体の移動速度を検出し、移動局の移動速度をマルチキ
ャストチャネルで送られてきた同一周波数領域の移動速
度と比較し、速度差を求める。速度差がしきい値よりも
プラス側に大きくなった場合に、無線ポートに対して、
ひとつ先の通信チャネル（すなわち移動局の進行方向側
の次の通信チャネル）への変更要求を送信する。速度差
がしきい値よりもマイナス側に大きくなった場合には、
無線ポートに対して、ひとつ後ろの通信チャネル（移動
局の後方の通信チャネル）への変更要求を送信する。

【００２３】このような構成により、ＩＴＳなどで、走
行車両の移動速度が同一周波数で通信する領域の移動速
度と合わなくなった場合にも、スムースに適切な通信チ
ャネルに移行することが可能になる。

【００２４】上記第４の目的を達成するために、本発明
の移動局無線機は、無線ポートからマルチキャストチャ
ネルで送られてきた情報の中から、同一のマルチキャス
トチャネルで同一情報を同時送信する無線ポートのグル
ープを表わすカラーコードを抽出するカラーコード抽出
回路と、この無線ポートのグループがサービスするエリ
アの始点でその時刻に用いられている通信チャネルの識
別番号を抽出する通信チャネル識別番号抽出回路と、今
回抽出されたカラーコードを前回抽出されたカラーコー
ドと比較する比較回路と、今回のカラーコードが前回の
カラーコードから変化した場合に、変化後のカラーコー
ドに対応する通信チャネルで通信を開始させる通信チャ
ネル設定回路とを有する。

【００２５】本発明の第５の目的を達成するために、本
発明の移動局無線機は、無線ポートからマルチキャスト
チャネルで送られてきた情報の中から、同一周波数で通
信が行なわれる領域の移動速度を表わす領域速度コード
を抽出する領域速度コード抽出回路と、この移動局無線
機が搭載された車両の速度を検出する車速検出回路と、
検出された車速と領域移動速度との差を求め、速度差を
しきい値と比較する比較回路と、比較結果に基づいて、
車速に適した周波数の通信チャネルへの変更要求を生成
する通信チャネル加減命令生成回路とを有する。

【００２６】本発明のその他の特徴は、以下で図面を参
照して述べる詳細な説明によっていっそう明確になるも
のである。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。

【００２８】＜第１実施形態＞図１は本発明の第１実施
形態にかかる路車間無線通信システムの構成例を示す図
である。図１の路車間無線通信システムは、無線制御局
１０８と、道路沿いに所定間隔Ｌで設置された複数の無
線ポート１０１〜１０４と、道路上を走行する車両１０
５〜１０７に搭載された移動局無線機１０５Ａ〜１０７
Ａとを含む。

【００２９】図２は、図１に示す無線ポートから移動局
無線機への下り通信で用いられるマルチキャストチャネ
ル２０１と個別送信チャネルＦ１〜Ｆ４、およびマルチ
キャストチャネル２０１のフレーム構成を示す。同一制
御局１０８が管轄するエリア内の複数の無線ポート１０
１〜１０４のうち少なくとも２つの無線ポートは、たと
えば周波数がＦｍである下りのマルチキャストチャネル
２０１を用いて、移動局無線機１０５Ａ〜１０７Ａに対
して、同時に同一のペイロード２０２を送信する。その
送信の際の変調方式としてＯＦＤＭ（Orthogonal Frequ
ency DivisionMultiplex:直交周波数分割多重）方式を
用いる。すなわち、一定の周波数Ｆｍを時分割して、互
いに直交関係にある数百の搬送波（サブキャリア）を使
用する。各搬送波は直交関係にあるため、その周波数成
分を相互に重ね合うことができ、通常の周波数分割多重
方式に比べて、はるかに多くの搬送波を詰め込むことが
できる。

【００３０】一方、個別送信チャネルＦ１〜Ｆ４は、位
置、時刻等に応じて、制御局１０８により割り当てられ
る。

【００３１】各移動局無線機１０５Ａ〜１０７Ａは、２
系列の受信回路を有し、２系列の受信回路のうち１系列
において、前記無線ポートからマルチキャストチャネル
で送信される同一情報を定常的に受信し、他の１系列
で、個別周波数チャネルの通信を行なう。マルチキャス
トチャネルのペイロード２０２には、たとえば、ＩＴＳ
特有の自動運転などのシステムで必要とされる緊急信号
などをのせる。これにより、移動局無線機１０６Ａに大
型車１０９によるシャドーイングが発生した場合であっ
ても、隣接する無線ポート１０３からマルチキャストチ
ャネルにより緊急信号などを確実に受信することができ
る。なお、２式の受信回路を有する移動局無線機の詳細
な構成については、図４および図８を参照して後述す
る。

【００３２】本発明のマルチキャストチャネルのフレー
ム構成として、図２に示すように、フレームとフレーム
の間に、特定の長さのガードタイム２０３を有する。す
なわち、隣接する無線ポート間の距離をＬメートルとす
ると、（Ｌ／３００）マイクロ秒以上のガードタイムを
有する。

【００３３】電波の伝搬速度は３×１０^８［ｍ／ｓ］で
あることから、隣接する２つの無線ポートから、同一内
容のマルチキャストチャネル信号が走行車１０６に到達
する伝搬相対遅延差は、走行車１０６の道路上の位置に
かかわらず（Ｌ／３００）マイクロ秒以下になる。そこ
で、マルチキャストチャネルの変調方式にＯＦＤＭを用
い、（Ｌ／３００）マイクロ秒以上のガードタイムを設
けて、２つの信号が抵触しないようにする。

【００３４】これに加え、ＯＦＤＭのサブキャリアに通
常のＰＳＫ（phase shift keying）やＱＡＭ（quadratu
re amplitude modulation）を用いる場合には、周波数
選択性フェージングの影響がでないように、ガードタイ
ムの長さをＴｓ×０．２秒以下、好ましくはＴｓ×０．
０５秒以下に設定する。ここで、ＴｓはＯＦＤＭのサブ
キャリアの変調シンボルレートの逆数であり、シンボル
周期と呼ばれている。上記の範囲内のガードタイムであ
れば、複数の電波を受信した場合でも、周波数選択性フ
ェージングによる劣化を防ぐことができる。ＯＦＤＭ方
式を用いることにより、高速伝送が必要な場合でも、サ
ブキャリア分割数を調節することにより、上記の条件、
すなわち、ガードタイム２０３が（Ｌ／３００）マイク
ロ秒以上、かつ、Ｔｓ×０．２秒以下（好ましくはＴｓ
×０．０５秒以下）という条件を実現することが可能と
なる。ここでは、ＰＳＫやＱＡＭをサブキャリアの変調
方式とした例を示したが、ＤＳＫやＰＳＫ−ＲＺ、ＰＳ
Ｋ−ＶＰなどの耐多重波変調方式を用いた場合には、ガ
ードタイムの上限は（Ｔｓ×１）秒〜（Ｔｓ×２）秒程
度に広げることも考えられる。

【００３５】なお、本実施例は、路車間通信のＩＴＳへ
の適用例を示したが、緊急時に高い信頼度で信号を通知
する必要がある通信、放送システムに適用することも可
能である。

【００３６】＜第２実施形態＞図３は本発明の第２実施
形態にかかる路車間無線通信システムの構成を示す図で
あり、図４は図３のシステムで用いられる移動局無線機
を示す図である。

【００３７】第２実施形態の特徴として、図２に示す下
り専用のマルチキャストチャネルのペイロードとして、
同一のマルチキャストチャネルを用いて同時送信する無
線ポートのグループを識別するためのグループコード
（ここではカラーコードと呼ぶ）と、これら同時送信す
る無線ポートのグループがサービスするエリアの始点
で、その時刻に用いている通信チャネル（たとえば図２
の下りの個別通信チャネルや上りの個別通信チャネル）
の識別番号を含む。

【００３８】図３の例では、無線ポート３０３、３０４
は、無線制御局３０１に接続されており、同一のマルチ
キャストチャネル信号を送信する。このマルチキャスト
チャネル信号には、ペイロードの一つとして、同一のマ
ルチキャストを用いて信号を送信する無線ポート３０
３、３０４が所属するグループを識別するためのカラー
コード＃ａが含まれている。このカラーコード＃ａは、
これらの無線ポートが接続されている無線制御局３０１
にあらかじめ割り当てられている。

【００３９】なお、図３では、無線制御局３０１に接続
される無線ポートとして、３０３、３０２の２つのポー
トが描かれているが、制御局３０１には複数の無線ポー
トが接続され、制御局３０１は、少なくとも２つの無線
ポートから成る１以上の無線ポートのグループを管轄す
る。無線ポートの各グループは、同一のマルチキャスト
チャネルを用いて、同一の情報を同時に送信する。した
がって、無線制御局３０１には、無線ポート３０３、３
０４が所属するグループのカラーコード＃ａだけではな
く、別のマルチキャストチャネルを用いる他の無線ポー
トグループのカラーコードも、あらかじめ割り当てられ
ている。

【００４０】マルチキャストチャネル信号に含まれる他
のペイロードとして、無線ポート３０３、３０４が所属
するグループがサービスを行なうエリアの始点（図３の
左手側に位置し、図３では図示しない）でその時刻に用
いている通信チャネルの認識番号が含まれる。

【００４１】一方、無線ポート３０５、３０６は、無線
制御局３０２に接続され、これらの２つの無線ポートは
同一のマルチキャストチャネル信号を送信する。無線ポ
ート３０５、３０６が所属するグループを表わすカラー
コード＃ｂは、あらかじめ無線制御局３０２に割り当て
られている。無線ポート３０５、３０６から移動局３０
７に送信されるマルチキャストチャネル信号のペイロー
ドには、カラーコード＃ｂが含まれる。ペイロードの他
の１つとして、無線ポート３０５、３０６が属するグル
ープがサービスするエリアの始点３０８でその時刻に用
いられている通信チャネルの認識番号（図３では周波数
Ｆ１の通信チャネルの認識番号）が含まれる。

【００４２】無線ポートが属するグループのカラーコー
ドと、このグループがサービスするエリアの始点でその
時刻に用いられている通信チャネルの識別番号とを含む
マルチキャストチャネル信号は、移動局無線機３０８で
受信される。

【００４３】図４は、図３の路車間無線通信システムで
用いられる移動局無線機３０８の構成例を示す。移動局
無線機３０８は、アンテナ４０１、高周波回路４０２、
マルチキャストチャネル用の受信回路４０３、および個
別送信チャネル用の受信回路４１２とを有する。移動局
無線機３０８は２式（２系列）の受信回路４０３、４１
２のうち、マルチキャストチャネル用の受信回路４０３
で、マルチキャストチャネル信号を定常的に受信し、他
方の受信回路４１２で、下りの個別周波数の通信チャネ
ルで送られてくる信号を受信する。

【００４４】受信回路４０３で復調、検波されたマルチ
キャストチャネルからのデジタル信号は、制御回路４０
５に入力される。制御回路４０５において、カラーコー
ド抽出回路４０７は、復調されたマルチキャストチャネ
ルのディジタル信号から、送信元の無線ポートが属する
グループを表わすカラーコードを抽出する。抽出された
カラーコードは、カラーコード比較回路４１０に入力さ
れる。カラーコード記憶回路４０６は、前回抽出された
カラーコードを格納しており、前回のカラーコードも同
時にカラーコード比較回路４１０に入力される。

【００４５】カラーコード比較回路４１０は、今回抽出
されたカラーコードと、前回のカラーコードとを比較す
る。比較の結果、今回受信したカラーコードが、前回の
カラーコードと異なる場合には、カラーコード比較回路
４１０は変化情報信号を通話チャネル設定回路４１１に
出力する。この変化情報信号は、通話チャネル設定回路
４１１にトリガをかける。

【００４６】一方、通信チャネル認識番号抽出回路４０
８は、復調されたマルチキャストディジタル信号から、
このマルチキャストチャネル信号を送信した無線ポート
が属するグループがサービスするエリアの始点で、その
時刻に用いられている通信チャネルの認識番号を抽出す
る。抽出された通信チャネル識別番号は、通話チャネル
設定回路４１１に入力される。カラーコード比較回路４
１０からの変化情報信号によってトリガされた通話チャ
ネル設定回路４１１は、通信チャネルの認識番号に基づ
き、この認識番号に相当する通信チャネルで通信を開始
するように、送信回路４０４へコマンドを送る。送信回
路４０４は、上記コマンドで指定された通信チャネルで
送信信号生成回路４０９から送られた送信信号を送信で
きるよう、高周波回路４０２を制御しアンテナ４０１を
通じて送信を行う。このような構成により、異なるマル
チキャストチャネルを用いるエリアに進入した場合に
も、対応する通信チャネルへの設定が自動的にスムース
に行なわれる。

【００４７】このような構成の移動局無線機は、マルチ
キャストチャネル信号を定常的に受信し、このマルチキ
ャストチャネル信号を送信した無線ポートが属するグル
ープのカラーコードと、このグループがサービスするエ
リアの始点でその時刻に用いられている周波数を表わす
通信チャネル情報とを利用することができる。したがっ
て、移動局無線機３０８が、カラーコードが＃ａの通信
エリアから＃ｂの通信エリアに進入した場合、その変化
を即座に検出し、カラーコードの変化に基づいて、新た
な通信エリアの始点でその時刻に用いられている周波数
Ｆ１に迅速に切り替えることができる。すなわち、ラン
ダムサーチなどのチャネルサーチ制御が不要になり、路
車間無線通信システムのインフラ側の制御負荷が低減さ
れるという利点がある。

【００４８】同一のマルチキャストチャネルを表わすカ
ラーコードは、図２に示すマルチキャストチャネルのフ
レームの先頭、あるいは、フレームの先頭にある同期用
ビット列の直後、あるいは、末尾にある誤り制御用ビッ
ト列の直前に配置するのが好ましい。このような配置に
より、異なるグループに属する（すなわち異なるマルチ
キャストチャネルを用いる）無線ポートの境界３０８
（図３）で、同一チャネル干渉によりカラーコードを送
信するバーストの一部分が壊れることによる影響を、低
減することができる。

【００４９】第２実施形態のように、複数の無線ポート
のグループにまたがる場合にも、スーパーフレーム中の
ある特定の位置のフレームに緊急信号のペイロードをの
せる構成とすることで、移動局無線機に緊急信号を確実
に受信させることができることは、第１実施形態と同様
である。

【００５０】第２実施形態の路車間無線通信システムの
変形例として、図３および図４に示す構成、機能に加
え、各無線ポートに、移動局無線機の移動にしたがって
アンテナのビームパターンを切り替える機能を持たせる
ことが可能である。

【００５１】図５は、このような各無線ポートのアンテ
ナ切り替え機能を説明するための図である。図５に示す
ように、各無線ポート５０１，５０２，５０３，５０４
は、上記道路上のサービス領域内である移動局（例え
ば、５０５，５０６，５０７，５０８，５０９）が同一
の通信チャネルで通信を継続できるように、移動局の移
動に沿ってアンテナのビームパターンを切替える機能を
有する。図５では、同一周波数を用いる領域は、速度５
１１で移動しているものとする。ビームパターンの切り
替えは、アレイ状に配列したアンテナ素子の各信号に対
する重み付けを必要に応じて電子的に変更するアダプテ
ィブアレイアンテナを用いてアンテナの指向性を変える
など、公知の方法で行なうことができる。

【００５２】図６は、図５に示す同一周波数を用いる領
域の移動速度を説明するための図である。たとえば、あ
る時刻ｔ１において、無線ポート５０３の直下付近で周
波数Ｆ３で通信が行なわれている領域があり、その隣接
領域では、周波数Ｆ２で通信が行なわれている。次の時
刻ｔ２では、周波数Ｆ３で通信が行なわれている領域
は、移動局の移動とともに、移動局の進行方向（図６で
は右方向）に移動する。この間の領域の移動距離をｄと
すると、領域の移動速度ｖは、ｄ／（ｔ２−ｔ１）で表
わされる。

【００５３】無線ポートのアンテナのビームパターン
を、移動局の移動に沿って切り替えることにより、移動
局無線機は、無線ポートのサービス領域内で継続して同
一の通信チャネルで通信できるようになり、通信の品質
が向上する。なお、図５のように同一周波数で通信する
領域が移動する場合にも、同一のマルチキャストチャネ
ルで同一情報を送信する無線ポートのグループがサービ
スするエリアの始点で、ある特定の時刻に用いられてい
る通信チャネルの識別番号を、マルチキャストチャネル
信号のペイロードに載せて報知することにより、スムー
スに個別通信チャネルの移行ができる。

【００５４】＜第３実施形態＞図７は本発明の第３実施
形態に係る路車間無線通信システムの図であり、図８
は、図７の通信システムで用いられる移動局無線機の構
成図である。

【００５５】第３実施形態では、図６と関連して述べた
ように、同一周波数で無線通信を行なう領域が、移動局
の移動にしたがって移動するシステムにおいて、移動局
の速度（すなわち移動局無線機を搭載した走行車の速
度）が、領域の移動速度からはずれた場合に、適切に対
処し、高品質の無線通信を維持することができるシステ
ムを提供する。同一周波数で通信を行なう領域の移動速
度は、制御局の監視により、走行車の速度に応じて適宜
変更される。しかし、リアルタイムで車両の移動速度と
領域の移動速度とを一致させることは困難であり、車速
と領域の移動速度との間にずれが生じる場合があるから
である。

【００５６】第３実施形態の特徴として、無線ポートか
ら同時送信するマルチキャストチャネルのペイロードと
して、同一のマルチキャストチャネルで同一情報を送信
する無線ポートのグループがサービスする通信エリアの
始点でその時刻に用いられている通信チャネルの識別番
号と、この通信エリアで同一の通信チャネルで通信が継
続できる領域の移動速度ｖを識別するためのコードが含
まれる。

【００５７】図７の例では、移動局７０７−１が、エリ
ア境界７０８を越えて、無線ポート７０３、７０４が属
するグループがサービスするエリアから、無線ポート７
０５、７０６の属するグループがサービスするエリアに
進入して、７０７−２の状態になったとする。移動局７
０７に搭載した移動局無線機７０８−２は、新たなエリ
アの無線ポート７０５からマルチキャストチャネル信号
を受信する。このマルチキャストチャネル信号のペイロ
ードには、このグループがサービスするエリアの始点で
その時刻に用いられている通信チャネルＦ３を表わす通
信チャネル識別コードと、同一の通信チャネルで通信が
継続できる領域の移動速度ｖを表わす領域速度コードと
が含まれる。

【００５８】このようなマルチキャストチャネル信号
は、２式の受信回路を有する移動局無線機７０８によっ
て定常的に受信される。

【００５９】また、図７において、各無線ポート７０
３，７０４，７０５，７０６は、移動局無線機が同一の
通信チャネルで通信を継続できるように、移動局の移動
に沿ってアンテナのビームパターンを切替える機能を有
する。このような機能は、第２実施形態で説明したもの
と同様であり、ここでは説明を省略する。

【００６０】図８は、図７の路車間無線通信システムで
用いられる移動局無線機７０８の構成図である。移動局
無線機７０８は、アンテナ８０１、高周波回路８０２、
マルチキャストチャネル用の受信回路８０３、および個
別送信チャネル受信回路８１１を有し、無線ポートから
の信号を受信する。マルチキャストチャネル用の受信回
路８０３で、マルチキャストチャネル信号が受信、復
調、検波され、検波されたマルチキャストチャネルのデ
ジタル信号は、制御回路８０５に入力される。

【００６１】制御回路８０５において、領域速度コード
抽出回路７０７は、検波されたマルチキャストのデジタ
ル信号から、領域速度コードを抽出する。一方、車速測
定回路８０６は、この移動局無線機７０８が搭載された
車両の走行速度を検出する。抽出された領域速度コード
と、検出された車速は、しきい値付速度比較回路８０９
に入力され比較される。すなわち、比較回路８０９は、
領域速度コードに表わされる領域の移動速度と、車速と
を比較してその差を求め、求めた差をしきい値とさらに
比較する。比較の結果、速度差がしきい値を超えた場合
に、その旨が通話チャネル番号加減命令回路８１０に出
力されて、通話チャネル番号加減命令回路８１０にトリ
ガをかける。通話チャネル番号加減命令回路８１０は、
車速差がプラス方向にしきい値を超えたか、マイナス方
向にしきい値を超えたかに応じて（すなわち、移動局の
速度が領領速度より速くなったか遅くなったかに応じ
て）、無線ポートへの上りチャネルを用いて、通信チャ
ネルの認識番号を変更させる変更要求コマンドを送信信
号生成回路８０８に送出する。送信回路８０４は、送信
信号生成回路８０８から送られた送信信号を送信できる
ように高周波回路８０２を制御し、アンテナ８０１を通
じて変更要求を無線ポートに送信する。

【００６２】図７の例では、車速が領域移動速度より速
くなった場合には、個別通信チャネルをＦ２に変更する
ように変更要求が送信され、車速が領域移動速度よりも
遅くなった場合は、個別通信チャネルをＦ４に変更する
ように変更命令を送信する。

【００６３】このような移動局無線機の機能により、走
行車が同一周波数で通信を行なっている領域の移動速度
に合わせきれなくなった場合でも、ランダムチャネルサ
ーチをおこなうことなく、スムーズに個別通信チャネル
の移行ができる。

【００６４】また、第２実施形態同様に、マルチキャス
トチャネル信号に移動先のグループエリアの始点でその
時刻に用いられている通信チャネルの識別コードが含ま
れているため、エリアの境界においても、スムースにチ
ャネル変更が行なわれる。

【００６５】第１〜第３実施形態においては、マルチキ
ャストチャネルの変調方法として、ガードタイムを設け
たＯＦＤＭ方式を用いた例を説明してきたが、ＤＳＫや
ＰＳＫ−ＲＺ、ＰＳＫ−ＶＰなどの耐多重波変調方式を
用いることも考えられる。この場合は、ガードタイムの
上限を（Ｔｓ×１）秒〜（Ｔｓ×２）秒程度にまで拡張
することができる。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の第１の特
徴として、各無線ポートが、マルチキャストチャネルと
個別通信チャネルとを用い、少なくとも２以上の無線ポ
ートが同一のマルチキャストチャネルで同一の情報を同
時に送信する。移動局無線機は、２系列の受信回路を有
し、１の系列で無線ポートからのマルチキャストチャネ
ル信号をを定常的に受信する。これにより、シャドウィ
ングの影響を低減できる。

【００６７】本発明の第２の特徴として、各無線ポート
は、マルチキャストチャネル信号に、その無線ポートが
属するグループを識別するカラーコードと、そのグルー
プがサービスするエリアの始点でその時刻に用いられて
いる通信チャネルの識別番号とを載せて、送信する。移
動局無線機は、今回のカラーコードを前回受信したカラ
ーコードと比較する。比較の結果、カラーコードが異な
る場合は、新たなカラーコードに対応するグループがサ
ービスするエリアの始点でその時刻に用いられている通
信チャネルに個別通信チャネルを設定する。したがっ
て、エリア境界において、ハンドオフ先でのチャネルサ
ーチが不要になる。

【００６８】本発明の第３の特徴として、各無線ポート
は、マルチキャストチャネルに、同一チャネルで通信が
継続できる領域の移動速度を認識する領域速度コードを
載せて送信する。移動局無線機は、この移動局無線機が
搭載された車両の走行速度と、送信されてきた領域移動
速度とを比較して、その差を求める。速度差がしきい値
を超えた場合に、通信チャネルを車速に応じたチャネル
に設定する。これにより、移動局無線機の速度が、同一
チャネルで通信される領域の移動速度とずれた場合に
も、迅速に最適な通信チャネルへ移行することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る路車間無線通信シ
ステムを示す図である。

【図２】図１の無線通信システムで用いられる下りマル
チキャストチャネルのフレーム構成を示す図である。

【図３】本発明の第２実施形態に係る路車間無線通信シ
ステムを示す図である。

【図４】図３の無線通信システムで用いられる移動局無
線機の構成図である。

【図５】図３のシステムにおいて、同一周波数で通信が
継続される領域が、移動局の移動に合わせて移動する場
合を説明するための図である。

【図６】領域の移動速度を説明するための図である。

【図７】本発明の第３実施形態に係る路車間無線通信シ
ステムを示す図である。

【図８】図７の無線通信システムで用いられる移動局無
線機の構成図である。

【図９】従来の路車間無線通信システムを示す図であ
る。

【符号の説明】

１０８、３０１、３０２、５１０、７０１、７０２ 無
線制御局 １０１〜１０４、３０３〜３０６、５０１〜５０４、７
０３〜７０６ 無線ポート １０５Ａ〜１０７Ａ、３０８、７０８ 移動局無線機 ２０１ マルチキャストチャネル ２０２ ペイロード ２０３ ガードタイム ４０３、８０３ マルチキャストチャネル用受信回路 ４１２、８１１ 個別送信チャネル用受信回路 ４０７ カラーコード抽出回路 ４１０ カラーコード比較回路 ４１１ 通話チャネル設定回路 ８０７ 領域速度コード抽出回路 ８０９ 速度比較回路 ８１０ 通話チャネル番号加減命令生成回路

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 制御局と、 前記制御局が管轄するエリア内に所定間隔で設置された
   複数の無線ポートと、 前記無線ポートと無線通信を行なう移動局無線機とを含
   み、 前記各無線ポートは、当該無線ポートから前記移動局無
   線機への下り専用のマルチキャストチャネルと、個別周
   波数で送信を行なう個別送信チャネルとを用いて信号を
   送信し、前記複数の無線ポートのうち少なくとも２以上
   の無線ポートが同一のマルチキャストチャネルで同一情
   報を同時に送信し、 各移動局無線機は、２系列の受信回路を有し、前記２系
   列の受信回路のうち１系列において、前記無線ポートか
   らマルチキャストチャネルで送信される同一情報を定常
   的に受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】 前記各無線ポートは、前記マルチキャス
   トチャネルでの送信時の変調方式として、ＯＦＤＭ（直
   交周波数分割多重）方式を用い、無線ポート間の所定間
   隔をＬメートルとしたときに、（Ｌ／３００）マイクロ
   秒以上のガードタイムを有する送信フレーム構成を有す
   ることを特徴とする請求項１に記載の路車間無線通信シ
   ステム。
3. 【請求項３】 制御局と、 各々が対応の無線ゾーンを有する複数の無線ポートと、 前記無線ポートと無線通信を行なう移動局無線機とを含
   み、 前記複数の各無線ポートは、当該無線ポートから前記移
   動局無線機への下り専用のマルチキャストチャネルと、
   個別周波数で送信を行なう個別送信チャネルとを用いて
   信号を送信し、前記複数の無線ポートのうち少なくとも
   ２以上の無線ポートが、同一のマルチキャストチャネル
   で同一信号を同時に送信し、 前記移動局無線機は２系列の受信回路を有し、前記２系
   列の受信回路のうち１系列において、前記無線ポートか
   らマルチキャストチャネルで送信される同一情報を定常
   的に受信し、 前記マルチキャストチャネルで送信される同一情報は、
   当該同一情報を同時に送信する２以上の無線ポートが属
   するグループを識別する識別コードと、前記グループが
   サービスするエリアの始点でその時刻に用いられている
   通信チャネルの識別番号とを含むことを特徴とする路車
   間無線通信システム。
4. 【請求項４】 前記グループの識別コードは、通信バー
   ストの先頭、先頭にある同期用ビット列の直後、末尾に
   ある誤り制御用ビット列の直前のいずれかに配置される
   ことを特徴とする請求項３に記載の路車間無線通信シス
   テム。
5. 【請求項５】 前記移動局無線機は、今回受信した識別
   コードと、前回受信した識別コードを比較する比較器
   と、比較の結果、異なる識別コードに変化した場合に、
   変化後の識別コードに対応するグループがサービスする
   エリアの始点でその時刻に用いられている通信チャネル
   に切り替える通信チャネル設定回路とを有することを特
   徴とする請求項３または４に記載の路車間無線通信シス
   テム。
6. 【請求項６】 前記各無線ポートは、前記移動局無線機
   の移動にしたがって、当該無線ポートのアンテナのビー
   ムパターンを切り替えるビームパターン切り替え手段を
   備えることを特徴とする請求項３に記載の路車間無線通
   信システム。
7. 【請求項７】 制御局と、 それぞれ前記制御局が管轄するエリア内に所定間隔で設
   置された複数の無線ポートと、 前記無線ポートと無線通信を行なう移動局無線機とを含
   み、 前記各無線ポートは、当該無線ポートから前記移動局無
   線機への下り専用のマルチキャストチャネルと、個別周
   波数で送信を行なう個別送信チャネルとで信号を送信
   し、前記無線ポートのうち少なくとも２以上の無線ポー
   トが、同一のマルチキャストチャネルで同一情報を同時
   に送信し、 前記各無線ポートは、前記移動局無線機が同一の通信チ
   ャネルで通信を継続できるように、前記移動局無線機の
   移動にしたがって、当該無線ポートのアンテナのビーム
   パターンを切り替えるビームパターン切り替え手段を有
   し、 前記同一のマルチキャストチャネルで送信される同一情
   報は、同一の通信チャネルで通信が継続できる領域の移
   動速度を表わす領域速度コードを含むことを特徴とする
   路車間無線通信システム。
8. 【請求項８】 前記移動局無線機は、当該移動局無線機
   が搭載された車両の速度を検出する車速検出回路と、検
   出された車速を、前記マルチキャストチャネルで送られ
   てきた領域の移動速度と比較して速度差を求める比較回
   路と、前記比較結果に基づき、前記車速に応じた通信チ
   ャネルへの変更命令を生成する通信チャネル変更命令生
   成回路とを備えることを特徴とする請求項７に記載の路
   車間無線通信システム。
9. 【請求項９】 所定間隔で配置された無線ポートからマ
   ルチキャストチャネルで送信されるマルチキャストチャ
   ネル信号を受信する第１受信回路と、 前記受信したマルチキャストチャネル信号の中から、同
   一のマルチキャストチャネルで同一情報を同時に送信す
   る２以上の無線ポートが属するグループを表わすグルー
   プコードを抽出するグループコード抽出回路と、 前記受信したマルチキャストチャネル信号の中から、前
   記グループがサービスするエリアの始点でその時刻に用
   いられている通信チャネルの識別番号を抽出する通信チ
   ャネル識別番号抽出回路と、 今回抽出されたグループコードを、前回抽出されたグル
   ープコードと比較する比較回路と、 今回のグループコードが前回のグループコードと異なる
   場合に、前記通信チャネル識別番号抽出回路によって抽
   出された識別番号に基づいて、変化後のグループコード
   に対応する通信チャネルに設定する通信チャネル設定回
   路とを備えることを特徴とする移動局無線装置。
10. 【請求項１０】 所定間隔で配置された無線ポートとの
    間で無線通信を行なう移動局無線装置であって、 前記無線ポートからマルチキャストチャネルで送信され
    るマルチキャストチャネル信号を受信する第１受信回路
    と、 前記受信したマルチキャストチャネル信号の中から、同
    一周波数で通信が継続できる領域の移動速度を表わす領
    域速度コードを抽出する領域速度コード抽出回路と、 前記移動局無線機が搭載された車両の速度を検出する車
    速検出回路と、 検出された車速と、前記領域移動速度との差を求め、速
    度差をしきい値と比較する比較回路と、 比較結果に基づいて、車速に適した周波数の通信チャネ
    ルへの変更要求を生成する通信チャネル加減命令生成回
    路とを備えることを特徴とする移動局無線装置。