JP2003023388A - 路側無線機、移動体側無線機及びこれらを備えた無線システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多重化方式で、しかも、通信パフォーマンス
（通信信頼性）の向上などを図ることができる路側無線
機（ＥＴＣの路側機器など）など提供する。 【解決手段】 路側機器では、一方の路側アンテナ２３
の送信と、他方の路側アンテナ２４の受信とを同時に行
う（時分割方式）。また、路側アンテナを受信アンテナ
と送信アンテナとに分離して、受信アンテナは各車線を
カバーする幅の狭い通信領域を形成し、送信アンテナは
幅の広い通信領域を形成する（分離アンテナ方式）。ま
た、車載器では、周波数分割方式において路側アンテナ
送信周波数を検知する際、受信電波の周波数を中間周波
数に変換した段階で受信電波強度を複数の比較器で比較
することにより、路側アンテナ送信周波数を検知する。
また、各路側アンテナ送信周波数の電波強度の差も考慮
することにより、フェージング（異常伝搬）による誤検
知を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は路側無線機、移動体
側無線機及びこれらを備えた無線システムに関し、特に
多車線対応のＥＴＣ無線システムなどに適用して有用な
ものである。

【０００２】

【従来の技術】有料道路における自動料金収受を目指し
たＥＴＣ（Electronic Toll Collection) システムは、
ＩＴＳ（Intelligent Transport Systems)における早期
実現可能なアプリケーションとして注目され、料金所で
の試運用も開始されている。このＥＴＣ無線システムは
無線通信機能を備えた路側機器と、無線通信機能を備え
た車載器との間の無線通信によって通行料金を収受する
ことができるようにしたものである。

【０００３】図１７（ａ）は料金所におけるＥＴＣ無線
システムの機器配置図、図１７（ｂ）は前記ＥＴＣ無線
システムの構成を示すブロック図である。これらの図に
示すように、有料道路の料金所には、無線通信用の路側
アンテナ５及びアンテナ制御装置１１、車線（通路）１
での車両８の存在検知を行う車両検知装置２，３、不正
車両等の撮影を行う不正車両撮像カメラ６と画像処理装
置１２、収受した料金などを表示する料金表示器７、こ
れらの機器の統合制御や料金所コンピュータ１４との通
信を行う車線制御装置１３などが設けられている。一
方、車両８には無線通信機能を備えた車載器１０と、車
載器１０に挿入して料金支払いを行うＩＣカードが装備
されている。そして、車両８が料金所の車線（通路）１
に進入すると、車載器１０と路側機器（路側アンテナ５
など）との間で料金収受のための情報（ＩＤ情報、車種
情報、課金情報など）を送受信する。

【０００４】一方、現在では、このような料金所対応の
ＥＴＣ無線システムだけでなく、例えば高速道路の本線
や出口などにおいて多車線でバリアフリーで交通をコン
トロールするために多車線対応のＥＴＣ無線システムの
開発が進められている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、現在の料金
所に適用されるＥＴＣ無線システムはＤＳＲＣ（Dedica
ted Short Range Comunication) 規格で規定されてお
り、このＤＳＲＣ規格は料金所での路側機器と車載器と
の１：１の通信には向いているが、多車線道路に適用し
た場合には次のような問題が発生する。

【０００６】（１）多車線に適用するために通信領域が
広がるため、隣接車線を走行する車両（車載器）等、希
望する車両以外の車両（車載器）との誤通信（誤課金）
が発生するおそれがある。 （２）広域の通信領域を形成した場合、この通信領域内
に複数の車両が進入する可能性があり、通信パフォーマ
ンス（通信信頼性）が低下してしまう。

【０００７】そこで、通信領域を広げずに道路（車線）
形状に沿った形で通信領域を形成して多車線に対応する
手法としては、複数のアンテナで通信領域を合成する多
重化が一般的である。この多重化手法は「時分割方
式」、「周波数分割方式」及び「符号分割方式」に大別
される。

【０００８】しかし、これらの多重化手法のうち、時分
割方式や周波数分割方式を多車線対応のＥＴＣ無線シス
テムに適用しようとしても、詳細は後述するが、時分割
方式の場合には、一方の路側機器が動作している間は他
方の路側機器が動作せずに待機しているため、通信パフ
ォーマンスが半分以下となってしまうという問題点を有
しており（図３参照）、また、周波数分割方式の場合に
も、周波数スキャンによる周波数の選定に時間がかかっ
て通信領域が短くなり、やはり通信パフォーマンス（通
信信頼性）が低下するという問題点を有しているため
（図６参照）、そのままでは適用が難しい。

【０００９】従って、本発明はこのような事情に鑑み、
多重化によって多車線などへの適用が可能であり、しか
も、通信パフォーマンス（通信信頼性）の向上や誤通信
の防止などを図ることができる路側無線機（ＥＴＣの路
側機器など）、移動体側無線機（ＥＴＣの車載器など）
及びこれらを備えた無線システム（ＥＴＣ無線システム
など）を提供することを課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する第１
発明の路側無線機は、複数の路側アンテナで通信領域を
合成する多重化方式の路側無線機において、タイミング
生成手段によるタイミング生成によって、一方の路側ア
ンテナが一方の移動体側無線機へ情報を送信している
間、他方の路側アンテナでは他方の移動体側無線機から
情報を受信し、また、一方の路側アンテナが一方の移動
体側無線機から情報を受信している間、他方の路側アン
テナでは他方の移動体側無線機へ情報を送信するように
したことを特徴とする。

【００１１】また、第２発明の路側無線機は、複数の路
側アンテナで通信領域を合成する多重化方式の路側無線
機において、路側アンテナを複数の受信アンテナと１つ
の送信アンテナとに分離し、受信アンテナでは各車線を
カバーする幅の狭い通信領域を形成し、送信アンテナで
は受信アンテナの通信領域全体をカバーする幅の広い通
信領域を形成して、送信アンテナからは移動体側無線機
への送信のみを行ない、移動体側無線機からの受信は各
受信アンテナのみによって行うようにしたことを特徴と
する。

【００１２】また、第３発明の移動体側無線機は、複数
の路側アンテナで通信領域を合成する多重化方式であっ
て各路側アンテナの送信周波数が異なる周波数分割方式
の路側無線機に対して無線通信を行う移動体側無線機に
おいて、移動体側無線機の複数の送信周波数の高周波を
それぞれ発振する複数の高周波発振手段と、周波数変換
手段とを用いて、路側アンテナからの受信電波を中間周
波数に変換し、これらの中間周波数の受信電波を、路側
アンテナと移動体側無線機の送信周波数差を通過周波数
帯域とする複数のバンドパスフィルタをそれぞれ通過さ
せた後、これらの受信電波強度と閾値とを比較手段によ
り比較することによって、路側アンテナ送信周波数を検
知するように構成したことを特徴とする。

【００１３】また、第４発明の移動体側無線機は、複数
の路側アンテナで通信領域を合成する多重化方式であっ
て各路側アンテナの送信周波数が異なる周波数分割方式
の路側無線機に対して無線通信を行う移動体側無線機に
おいて、移動体側無線機の複数の送信周波数の高周波を
切り換えて発振可能な１つの高周波発振手段と、周波数
変換手段とを用いて、路側アンテナからの受信電波を中
間周波数に変換し、この中間周波数の受信電波を、路側
アンテナと移動体側無線機の送信周波数差、この送信周
波数差と路側アンテナの送信周波数差や移動体側無線機
の送信周波数差との和及び差をそれぞれ通過周波数帯域
とする複数のバンドパスフィルタをそれぞれ通過させた
後、これらの受信電波強度と閾値とを比較手段により比
較することによって、路側アンテナ送信周波数を検知す
るように構成したことを特徴とする。

【００１４】また、第５発明の移動体側無線機は、第３
発明の移動体側無線機において、前記複数のバンドパス
フィルタを通過した受信電波強度の差を受信電波強度差
検出手段で求め、この受信電波強度差と閾値とを比較手
段により比較して、この比較結果にも基づいて路側アン
テナ送信周波数を検知するようにしたことを特徴とす
る。

【００１５】また、第６発明の移動体側無線機は、第４
発明の移動体側無線機において、前記複数のバンドパス
フィルタを通過した受信電波強度の差を受信電波強度差
検出手段で求め、これらの受信電波強度差と閾値とを比
較手段により比較して、この比較結果にも基づいて路側
アンテナ送信周波数を検知するようにしたことを特徴と
する。

【００１６】また、第７発明の移動体側無線機は、第３
又は第５発明の移動体側無線機において、前記複数のバ
ンドパスフィルタを通過した受信電波強度をＡ／Ｄ変換
手段によりディジタル信号に変換してＣＰＵに入力し、
このＣＰＵによって前記閾値との比較も行うようにした
ことを特徴とする。

【００１７】また、第８発明の移動体側無線機は、第４
又は第６発明の移動体側無線機において、前記複数のバ
ンドパスフィルタを通過した受信電波強度をＡ／Ｄ変換
手段によりディジタル信号に変換してＣＰＵに入力し、
このＣＰＵによって前記閾値との比較も行うようにした
ことを特徴とする。

【００１８】また、第９発明の無線システムは、第１又
は第２発明の路側無線機を有し、この路側無線機と移動
体側無線機との間で無線通信を行うようにしたことを特
徴とする。

【００１９】また、第１０発明の無線システムは、第
３，第４，第５，第６，第７又は第８発明の移動体側無
線機を有し、この移動体側無線機と路側無線機との間で
無線通信を行うようにしたことを特徴とする。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。

【００２１】＜実施の形態１＞本実施の形態１の多車線
対応ＥＴＣ無線システムは、複数の路側アンテナで通信
領域を合成する多重化手法として新たな時分割方式を適
用したものである。

【００２２】図１は本発明の実施の形態１に係る多車線
対応ＥＴＣ無線システムの構成を示す平面図、図２は前
記多車線対応ＥＴＣ無線システムにおける路側機器の構
成を示すブロック図である。また、図３（ａ）は従来の
時分割方式のタイムチャート、図３（ｂ）は本発明の実
施の形態１に係る時分割方式のタイムチャートである。

【００２３】図１に示すように、多車線道路２１には同
多車線道路２１を跨ぐようにして門形の支柱であるガン
トリ２２が立設され、このガントリ２２には２つの路側
アンテナ２３，２４が設置されている。これらの路側ア
ンテナ２３，２４は路側無線機としての路側機器（図２
参照）のアンテナである。例えば、路側アンテナ２３は
多車線道路２１の２車線のうちの一方の車線の真上に位
置し、路側アンテナ２４は前記２車線のうちの他方の車
線の真上に位置している。

【００２４】路側アンテナ２３は多車線道路２１の一方
の車線に沿った通信領域Ａを形成するように設定され、
路側アンテナ２４は多車線道路２１の他方の車線に沿っ
た通信領域Ｂを形成するように設定されており、これら
の路側アンテナ２３，２４の通信領域Ａ，Ｂを合成する
ことによって多車線道路２１の道路形状に沿った通信領
域を形成している。一方、多車線道路２１を走行する車
両２５，２７には移動体側無線機としての車載器２６，
２８がそれぞれ搭載されている。

【００２５】そして、一方の車線を走行する車両２５の
車載器２６は、同車線をカバーする路側アンテナ２３と
の間で料金収受のための無線通信を行い、他方の車線を
走行する車両２７の車載器２８は、同車線をカバーする
路側アンテナ２４との間で料金収受のための無線通信を
行う。

【００２６】図２に基づいて路側機器の構成を説明する
と、路側機器は路側アンテナ２３，２４と、無線機２
９，３０と、通信制御装置３１，３２及びタイミング生
成回路３３を備えた構成となっている。

【００２７】そして、タイミング生成回路３３では、一
方の路側アンテナ２３が一方の車載器２６へ情報（課金
情報など）を送信している間、他方の路側アンテナ２４
では他方の車載器２８から情報（ＩＤ情報や車種情報な
ど）を受信し、また、一方の路側アンテナ２３が一方の
車載器２６から情報を受信している間、他方の路側アン
テナ２４では他方の車載器２８へ情報を送信するように
通信制御装置３１，３２へ送受信の切り換えタイミング
信号（時分割信号）を送信する（図３参照、詳細後
述）。

【００２８】通信制御装置３１，３２では、タイミング
生成回路３３からの信号に基づいて無線機２９，３０の
送受信制御を行う。無線機２９，３０では、通信制御装
置３１，３２からの送受信制御信号に基づき、路側アン
テナ２３，２４を介して、車載器２６，２８への情報の
送信及び車載器２６，２８からの情報の受信を行う。通
信制御装置３１，３２は、バス３４を介して全体を管理
するコンピュータ（図示省略）にも接続されている。な
お、バス結合には限定されない。

【００２９】ここで路側機器の時分割方式を図３に基づ
いて具体的に説明する。まず、図３（ａ）に示すように
従来の時分割方式では、路側アンテナ２３と車載器２６
との間で送受信が完了するまで路側アンテナ２４は待機
し、また、路側アンテナ２４と車載器２８との間で送受
信が完了するまで路側アンテナ２３は待機していた。こ
のような時分割方式では通信パフォーマンスが半分以下
となってしまう。

【００３０】これに対して本実施の形態１の時分割方式
では、タイミング生成回路３３から出力される送受信の
切り換えタイミング信号（時分割信号）に基づいて、図
３（ｂ）に示すように路側アンテナ２３から車載器２６
へ情報を送信している間、路側アンテナ２４では車載器
２８から情報を受信し、また、路側アンテナ２４から車
載器２８へ情報を送信している間、路側アンテナ２３で
は車載器２６から情報を受信する。即ち、一方の路側ア
ンテナ２３（又は路側アンテナ２４）から車載器２６
（又は車載器２８）への情報の送信と、他方の路側アン
テナ２４（又は路側アンテナ２３）における車載器２８
（又は車載器２６）から情報の受信とを同時に行うデー
タレベルでの時分割方式となっている。

【００３１】なお、送信周波数（路側機器から車載器へ
送信する電波の周波数）と、受信周波数（車載器から路
側機器へ送信する電波の周波数）は異なるため、例えば
路側アンテナ２３の送信と路側アンテナ２４の受信とを
同時に行っても、混信するおそれはない。

【００３２】以上のように、本実施の形態１の多車線対
応ＥＴＣ無線システムによれば、路側機器ではタイミン
グ生成回路３３によるタイミング生成によって、一方の
路側アンテナ２３（又は路側アンテナ２４）からの送信
と、他方の路側アンテナ２４（又は路側アンテナ２３）
からの受信とを同時に行うように時分割制御を行うた
め、従来の時分割方式に比べて通信パフォーマンスが約
２倍となり、複数台の車載器２６，２８に対する通信を
１台の路側機器（路側アンテナ２３，２４）の通信パフ
ォーマンス（通信信頼性）で処理可能となる。

【００３３】＜実施の形態２＞本実施の形態２の多車線
対応ＥＴＣ無線システムは、複数の路側アンテナで通信
領域を合成する多重化方式として新たな多重化手法であ
る送受分離アンテナ方式を適用したものである。

【００３４】図４は本発明の実施の形態２に係る多車線
対応ＥＴＣ無線システムの構成を示す平面図、図５は前
記多車線対応ＥＴＣ無線システムにおける路側機器の構
成を示すブロック図である。

【００３５】図４に示すように、多車線道路４９には同
多車線道路４９を跨ぐようにして門形の支柱であるガン
トリ５０が立設され、このガントリ５０には路側アンテ
ナとして２つの受信アンテナ４７，４８と１つの送信ア
ンテナ３５とが設置されている。これらのアンテナ３
５，４７，４８は路側無線機としての路側機器（図５参
照）のアンテナである。例えば、受信アンテナ４７は多
車線道路４９の２車線のうちの一方の車線の真上に位置
し、受信アンテナ４８は前記２車線のうちの他方の車線
の真上に位置している。そして、送信アンテナ３５は受
信アンテナ４７，４８の間、即ち、前記２車線の間の真
上に位置している。

【００３６】受信アンテナ４７は多車線道路４９の一方
の車線に沿った幅の狭い通信領域（受信領域）Ａを形成
するように設定され、受信アンテナ４８は多車線道路４
９の他方の車線に沿った幅の狭い通信領域（受信領域）
Ｂを形成するように設定されており、これらの受信アン
テナ４７，４８の通信領域Ａ，Ｂを合成することによっ
て、多車線道路４９の道路形状に沿った通信領域を形成
している。そして、送信アンテナ３５は多車線道路４９
全体、即ち、受信アンテナ４７，４８の通信領域Ａ，Ｂ
全体をカバーする幅広い通信領域（送信領域）Ｃを形成
するように設定されている。一方、多車線道路４９を走
行する車両３６，３８には移動体側無線機としての車載
器３７，３９がそれぞれ搭載されている。

【００３７】そして、送信アンテナ３５は幅広い通信領
域Ｃを有するため、この送信アンテナ３５から送信され
る電波は何れの車線を走行する車両３６，３８の車載器
３７，３９にも受信される、即ち、所望の車載器以外の
車載器も受信してしまうが、受信アンテナ４７，４８で
は幅の狭い通信領域Ａ，Ｂに制限しているため、所望の
車載器以外の車載器からの信号は受信しない。つまり、
車載器３７からの送信信号は一方の路側アンテナ４７の
みが受信し、車載器３９からの送信信号は他方の路側ア
ンテナ４８のみが受信する。

【００３８】図５に基づいて路側機器の構成を説明する
と、路側機器は受信アンテナ４７，４８、送信アンテナ
３５、受信機４０，４１、送信機４２及び通信制御装置
４３，４４，４５を備えた構成となっている。送信機４
２では通信制御装置４５からの通信制御信号に基づき、
送信アンテナ３５を介して車載器３７，３９へ情報（課
金情報など）を送信する。受信機４０では、受信アンテ
ナ４７を介して車載器３７から情報（ＩＤ情報や車種情
報など）を受信して通信制御装置４３へ送信し、また、
受信機４１では、受信アンテナ４８を介して車載器３９
から情報（ＩＤ情報や車種情報など）を受信して通信制
御装置４４へ送信する。通信制御装置４３，４４，４５
は、バス４６を介して全体を管理するコンピュータ（図
示省略）にも接続されている。なお、バス結合には限定
されない。

【００３９】本実施の形態２の無線通信システムによれ
ば、送信アンテナ３５から送信する電波は所望の車載器
以外の車載器も受信してしまうが、受信アンテナ４７，
４８では通信領域を制限して所望の車載器以外の車載器
からの電波は受信しないため、総合的に通信領域を制限
することが可能となる。そして、送信周波数は１つであ
るため周波数スキャンによる時間遅れはなく、しかも、
各受信アンテナ４７，４８は独立して動作するため通信
パフォーマンス（通信信頼性）の劣化もなく、また、同
一周波数で動作させることができるため干渉も発生しな
い。

【００４０】＜実施の形態３＞本実施の形態３の多車線
対応ＥＴＣ無線システムは、複数の路側アンテナで通信
領域を合成する多重化手法として新たな周波数分割方式
を適用したものである。

【００４１】図６は本発明の実施の形態３に係る多車線
対応ＥＴＣ無線システムの構成を示す平面図、図７は従
来の周波数分割方式の説明図、図８は前記多車線対応Ｅ
ＴＣ無線システムにおける車載器の構成を示すブロック
図、図９は前記多車線対応ＥＴＣ無線システムにおける
各送信周波数の関係を示す説明図である。

【００４２】図６に示すように、多車線道路５１には同
多車線道路５１を跨ぐようにして門形の支柱であるガン
トリ５２が立設され、このガントリ５２には２つの路側
アンテナ５３，５４が設置されている。例えば、路側ア
ンテナ５３は多車線道路５１の２車線のうちの一方の車
線の真上に位置し、路側アンテナ５４は前記２車線のう
ちの他方の車線の真上に位置している。これらの路側ア
ンテナ５３，５４は路側無線機としての路側機器（図示
省略）のアンテナである。

【００４３】路側アンテナ５３は送信周波数がｆ₁ であ
って、多車線道路５１の一方の車線に沿った通信領域Ａ
を形成するように設定され、路側アンテナ５４は送信周
波数がｆ₂ であって、多車線道路５１の他方の車線に沿
った通信領域Ｂを形成するように設定されており、これ
らの路側アンテナ５３，５４の通信領域Ａ，Ｂを合成す
ることによって多車線道路５１の道路形状に沿った通信
領域を形成している。

【００４４】一方、多車線道路５１を走行する車両５５
には移動体側無線機としての車載器５６が搭載されてい
る。そして、車載器５６では、その送信周波数を、路側
アンテナ５３の送信周波数ｆ₁ に対応した送信周波数ｆ
₃ 、又は、路側アンテナ５４の送信周波数ｆ₂ に対応し
た送信周波数ｆ₄ に設定して（切り換えて）、路側アン
テナ５３又は路側アンテナ５４との間で料金収受のため
の無線通信を行う。例えば、車両５５が図６中のＩ位置
を走行するときには、車載器５６は送信周波数をｆ₃ に
設定して路側アンテナ５３（送信周波数ｆ₁ ）と無線通
信を行い、車両５５が図６中のＩＩ位置を走行するとき
には、車載器５６は送信周波数をｆ₄ に設定して路側ア
ンテナ５４（送信周波数ｆ₂ ）と無線通信を行う。

【００４５】このため、車載器５６では路側アンテナか
らの送信周波数がｆ₁ かｆ₂ か（車両５５が通信領域
Ａ，Ｂの何れに進入したのか）を検知する必要がある。
そのために従来の周波数分割方式では車載器において図
７に示すよう周期的に周波数を切り換えて周波数スキャ
ンを行うことにより、路側アンテナ送信周波数がｆ₁ か
ｆ₂ かを判定して路側アンテナ５３（送信周波数ｆ₁ ）
又は路側アンテナ５４（送信周波数ｆ₂ ）にロックして
いた。ところが、この周波数スキャン方式では送信周波
数検知のタイミングが遅れるため、例えば車両５５が図
６中のＩＩＩ位置を走行した際には、車載器５６が通信
領域Ａに進入して直ぐに送信周波数ｆ₁ を検知すること
ができず、図７に示すように時刻Ｔ₁ において送信周波
数ｆ₂ を検知することがある。このため図６に示すよう
に通信領域が非常に短くなって通信パフォーマンス（通
信信頼性）が著しく低下してしまう。

【００４６】そこで、本実施の形態３の車載器５６では
周波数スキャンは行わず、図８に示すような構成によっ
て路側アンテナ送信周波数の検知を行っている。即ち、
図８に示す車載器５６では、路側アンテナ５３又は路側
アンテナ５４から受信アンテナ６１を介して受信した高
周波信号を、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier)６２で増幅
した後、周波数変換手段としてのミキサ６３，６４に入
力する。

【００４７】そして、一方のミキサ６３では、高周波発
振器（局部発振器）６５から発振される車載器送信周波
数ｆ₃ の高周波と、受信電波とをミキシングして（差を
とって）、受信電波を中間周波数に変換し、他方のミキ
サ６４では、高周波発振器（局部発振器）６６から発振
される車載器送信周波数ｆ₄ の高周波と、受信電波とを
ミキシングして（差をとって）、受信電波を中間周波数
に変換する。

【００４８】ミキサ６３で変換された中間周波数信号は
通過周波数帯域がｆ₀ であるバンドパスフィルタ６７を
通過した後、ＩＦ（Intermediate Frequency）アンプ６
８で増幅し、検波器６９で検波し、ＤＣアンプ８０で増
幅して、比較器７０に入力する。比較器７０では、この
ＤＣアンプ８０から入力した信号レベル（受信電波強
度）と、閾値設定器７１で設定した電波強度閾値とを比
較して、前記受信電波強度が前記電波強度閾値以上であ
れば電波強度信号Ｖ₁ をＣＰＵ７２へ出力する。一方、
ミキサ６４で変換された中間周波数信号は通過周波数帯
域がｆ₀ であるバンドパスフィルタ７３を通過した後、
ＩＦアンプ７４で増幅し、検波器７５で検波し、ＤＣア
ンプ８１で増幅して、比較器７６に入力する。比較器７
６では、このＤＣアンプ８１から入力した信号レベル
（受信電波強度）と、閾値設定器７７で設定した電波強
度閾値とを比較して、前記受信電波強度が前記電波強度
閾値以上であれば電波強度信号Ｖ₂ をＣＰＵ７２へ出力
する。

【００４９】図９に示すように、路側アンテナ５３，５
４の送信周波数ｆ₁ ，ｆ₂ の差はΔｆ、車載器５６の送
信周波数ｆ₃ ，ｆ₄ の差もΔｆであり、従って、路側ア
ンテナ５３の送信周波数ｆ₁ と車載器５６の送信周波数
ｆ₃ の差はｆ₀ 、路側アンテナ５４の送信周波数ｆ₂ と
車載器５６の送信周波数ｆ₄ の差もｆ₀ となっている。

【００５０】従って、受信電波の周波数がｆ₁ のときに
は、ミキサ６３側の受信電波強度が大きくなるため、比
較器７０から電波強度信号Ｖ₁ がＣＰＵ７２へ出力さ
れ、また、受信電波の周波数がｆ₂ のときには、ミキサ
６４側の受信電波強度が大きくなるため、比較器７７か
ら電波強度信号Ｖ₁ がＣＰＵ７２へ出力される。

【００５１】そして、ＣＰＵ７２では、比較器７０から
電波強度信号Ｖ₁ を入力したときには路側アンテナ送信
周波数がｆ₁ である（路側アンテナ５３の通信領域Ａに
車両５５が進入した）と認識し、ミキサ６３を介して入
力される受信電波を復調する復調器７８の復調データに
基づいて料金収受のための処理を行う。同時に、車載器
５６では、この高周波発振器６５から発振する送信周波
数ｆ₃ に基づいて、図示しない送信機能により路側アン
テナ５３への情報送信も行う。

【００５２】また、ＣＰＵ７２では、比較器７６から電
波強度信号Ｖ₂ を入力したときには路側アンテナ送信周
波数がｆ₂ である（路側アンテナ５４の通信領域Ｂに車
両５５が進入した）と認識し、ミキサ６４を介して入力
される受信電波を復調する復調器７９の復調データに基
づいて料金収受のための処理を行う。同時に、車載器５
６では、この高周波発振器６６から発振する送信周波数
ｆ₄ に基づいて、図示しない送信機能により路側アンテ
ナ５４への情報送信を行う。

【００５３】また、ＣＰＵ７２では電波強度信号Ｖ₁ ，
Ｖ₂ の両方が入力されたときは、車両５５（車載器５
６）が図６に示す通信領域Ａと通信領域Ｂのオーバラッ
プ領域ＩＶに進入したと判断する。このときには路側ア
ンテナ５３，５４の何れと交信してもよいため、車載器
送信周波数は、このような場合に対して予め決めておい
たｆ₃ 又はｆ₄ とする。

【００５４】以上のように、本実施の形態３の多車線対
応ＥＴＣ無線システムによれば、車載器５６では、車載
器送信周波数ｆ₃ ，ｆ₄ の高周波をそれぞれ発振する高
周波発振器６５，６６とミキサ６３，６６とを用いて路
側アンテナ５３，５４からの受信電波を中間周波数に変
換した段階で、比較器７０，７６により各路側アンテナ
送信周波数ｆ₁ ，ｆ₂ の電波強度を比較して、路側アン
テナ送信周波数を検知するようにしたため、例えば、車
両５５が図６中のＩＩＩ位置を走行した場合にも、車載
器５６が通信領域Ａに進入して直ぐに路側アンテナ送信
周波数ｆ₁ を検知して、路側アンテナ５３との間で通信
が行われることになる。即ち、多重化による通信領域の
最適形成によって誤通信の防止を図ることができ、しか
も、車両５５の通過位置にかかわらず高い通信パフォー
マンス（通信信頼性）を確保することができる。

【００５５】＜実施の形態４＞本実施の形態４の多車線
対応ＥＴＣ無線システムは、複数の路側アンテナで通信
領域を合成する多重化手法として新たな周波数分割方式
を適用したものであって、しかも、上記実施の形態３で
は高価な高周波発振器を２台必要としたのに対して、１
台の高周波発振器で路側アンテナ送信周波数の検知速度
の向上を図ったものである。なお、ＥＴＣ無線システム
全体の構成については上記実施の形態３と同様であるた
め、ここでの説明及び図示は省略し（図６，図９参
照）、ここでは車載器の構成について説明する。

【００５６】図１０は本発明の実施の形態４に係る車載
器の構成を示すブロック図である。以下、この図１０と
図６及び図９に基づいて説明する。図１０に示すように
車載器９１（これを図６に示す車載器５６に代えて車両
５５に搭載する）では、路側アンテナ５３又は路側アン
テナ５４から受信アンテナ８２を介して受信した高周波
信号を、ＬＮＡ８３で増幅した後、ミキサ８４に入力す
る。

【００５７】ミキサ８４では、高周波発振器（局部発振
器）８５から発振される高周波と、受信電波とをミキシ
ングして（差をとって）、受信電波を中間周波数に変換
する。高周波発振器８５の発振周波数は、ＣＰＵ１０５
の周波数制御信号に基づいて車載器９１の送信周波数ｆ
₃ 又はｆ₄ に設定される。ミキサ８４で変換された中間
周波数信号はバンドパスフィルタ８６，８７，８８にそ
れぞれ入力される。バンドパスフィルタ８６の通過周波
数帯域はｆ₀ 、バンドパスフィルタ８７の通過周波数帯
域はｆ₀ ＋Δｆ、バンドパスフィルタ８８の通過周波数
帯域はｆ₀ −Δｆである。

【００５８】バンドパスフィルタ８６を通過した信号は
ＩＦアンプ８９で増幅し、検波器９０で検波し、ＤＣア
ンプ９１で増幅して、比較器９２に入力する。比較器９
２では、このＤＣアンプ９１から入力した信号レベル
（受信電波強度）と、閾値設定器９３で設定した電波強
度閾値とを比較して、前記受信電波強度が前記電波強度
閾値以上であれば電波強度信号Ｖ₁ をＣＰＵ１０５へ出
力する。バンドパスフィルタ８７を通過した信号はＩＦ
アンプ９４で増幅し、検波器９５で検波し、ＤＣアンプ
９６で増幅して、比較器９７に入力する。比較器９７で
は、このＤＣアンプ９６から入力した信号レベル（受信
電波強度）と、閾値設定器９８で設定した電波強度閾値
とを比較して、前記受信電波強度が前記電波強度閾値以
上であれば電波強度信号Ｖ₂ をＣＰＵ１０５へ出力す
る。バンドパスフィルタ８８を通過した信号はＩＦアン
プ９９で増幅し、検波器１００で検波し、ＤＣアンプ１
０１で増幅して、比較器１０２に入力する。比較器１０
２では、このＤＣアンプ１０１から入力した信号レベル
（受信電波強度）と、閾値設定器１０３で設定した電波
強度閾値とを比較して、前記受信電波強度が前記電波強
度閾値以上であれば電波強度信号Ｖ₃ をＣＰＵ１０５へ
出力する。

【００５９】各送信周波数ｆ₁ ，ｆ₂ ，ｆ₃ ，ｆ₄ の関
係は図９に示すとおりであるため、比較器９２，９７又
は１０２からは、受信する路側アンテナ送信周波数と車
載器送信周波数との関係に応じて、電波強度信号Ｖ₁ ，
Ｖ₂ 又はＶ₃ の何れかが出力されることになる。具体的
には次のとおりである。

【００６０】 （１）車載器初期周波数：ｆ₃ 、路側アンテナ送信周波数：ｆ₁ の場合 ｆ₀ ＝ｆ₃ −ｆ₁ → レベル大（電波強度信号Ｖ₁ ：ｆ₁ を認識） ｆ₀ −Δｆ＝ｆ₃ −ｆ₂ → レベル小 ｆ₀ ＋Δｆ：なし → レベル小 （２）車載器初期周波数：ｆ₃ 、路側アンテナ送信周波数：ｆ₂ の場合 ｆ₀ −Δｆ＝ｆ₃ −ｆ₂ → レベル大（電波強度信号Ｖ₃ ：ｆ₂ を認識） ｆ₀ ＝ｆ₃ −ｆ₁ → レベル小 ｆ₀ ＋Δｆ：なし → レベル小

【００６１】 （３）車載器初期周波数：ｆ₄ 、路側アンテナ送信周波数：ｆ₁ の場合 ｆ₀ ＋Δｆ＝ｆ₄ −ｆ₁ → レベル大（電波強度信号Ｖ₂ ：ｆ₁ を認識） ｆ₀ ＝ｆ₄ −ｆ₂ → レベル小 ｆ₀ −Δｆ：なし → レベル小 （４）車載器初期周波数：ｆ₄ 、路側アンテナ送信周波数：ｆ₂ の場合 ｆ₀ ＝ｆ₄ −ｆ₂ → レベル大（電波強度信号Ｖ₁ ：ｆ₂ を認識） ｆ₀ ＋Δｆ＝ｆ₄ −ｆ₁ → レベル小 ｆ₀ −Δｆ：なし → レベル小

【００６２】即ち、［表１］に検出レベルと周波数の相
関を示すように、車載器初期周波数がｆ₃ の場合には、
路側アンテナ送信周波数がｆ₁ であればｆ₃ −ｆ₁ ＝ｆ
₀ のレベルが大きくなって比較器９２から電波強度信号
Ｖ₁ が出力されるため、ＣＰＵ１０５では路側アンテナ
送信周波数がｆ₁ であると認識することができ、また、
路側アンテナ送信周波数がｆ₂ であればｆ₃ −ｆ₂ ＝ｆ
₀ −Δｆのレベルが大きくなって比較器１０２から電波
強度信号Ｖ₃ が出力されるため、ＣＰＵ１０５では路側
アンテナ送信周波数がｆ₂ であると認識することができ
る。

【００６３】また、車載器初期周波数がｆ₄ の場合に
は、路側アンテナ送信周波数がｆ₁ であればｆ₄ −ｆ₁
＝ｆ₀ ＋Δｆのレベルが大きくなって比較器９７から電
波強度信号Ｖ₂ が出力されるため、ＣＰＵ１０５では路
側アンテナ送信周波数がｆ₁ であると認識することがで
き、また、路側アンテナ送信周波数がｆ₂ であればｆ₄
−ｆ₂ ＝ｆ₀ のレベルが大きくなって比較器９２から電
波強度信号Ｖ₁ が出力されるため、ＣＰＵ１０５では路
側アンテナ送信周波数がｆ₂ であると認識することがで
きる。

【００６４】

【表１】

【００６５】そして、ＣＰＵ１０５では路側アンテナ送
信周波数がｆ₁ であると認識したときには、車載器初期
周波数がｆ₃ であればそのままの送信周波数とし、車載
器初期周波数がｆ₄ とにきには高周波発振器８５に周波
数制御信号を出力してｆ₃ に送信周波数を切り換えた
後、ミキサ８４を介して入力される受信電波を復調する
復調器１０４の復調データに基づいて料金収受のための
処理を行う。同時に、車載器９１では、この高周波発振
器８５から発振される送信周波数ｆ₃ に基づいて、図示
しない送信機能により路側アンテナ５３への情報送信を
行う。

【００６６】また、ＣＰＵ１０５では路側アンテナ送信
周波数がｆ₂ であると認識したときには、車載器初期周
波数がｆ₄ であればそのままの送信周波数とし、車載器
初期周波数がｆ₃ とにきには高周波発振器８５に周波数
制御信号を出力してｆ₄ に送信周波数を切り換えた後、
ミキサ８４を介して入力される受信電波を復調する復調
器１０４の復調データに基づいて料金収受のための処理
を行う。同時に、車載器９１では、この高周波発振器８
５から発振される送信周波数ｆ₄ に基づいて、図示しな
い送信機能により路側アンテナ５３への情報の送信を行
う。

【００６７】また、ＣＰＵ１０５では車載器初期周波数
がｆ₃ であって電波強度信号Ｖ₁ ，Ｖ₃ の両方が入力さ
れたとき、或いは、車載器初期周波数がｆ₄ であって電
波強度信号Ｖ₁ ，Ｖ₂ の両方が入力されたときには、車
両５５（車載器９１）が図６に示す通信領域Ａと通信領
域Ｂのオーバラップ領域ＩＶに進入したと判断する。こ
のときには路側アンテナ５３，５４の何れと交信しても
よいため、車載器送信周波数はオーバラップ領域進入時
に初期設定していた車載器初期周波数ｆ₃ 又はｆ₄ のま
まとする。

【００６８】以上のように、本実施の形態４の多車線対
応ＥＴＣ無線システムによれば、車載器９１では、車載
器送信周波数ｆ₃ ，ｆ₄ の高周波を切り換えて発振可能
な１台の高周波発振器８５とミキサ８４とを用いて路側
アンテナ５３，５４からの受信電波を中間周波数に変換
した段階で、比較器９２，９７，１０２により各路側ア
ンテナ送信周波数ｆ₁ ，ｆ₂ の電波強度を比較して、路
側アンテナ送信周波数を検知するようにしたため、例え
ば、車両５５が図６中のＩＩＩ位置を走行した場合に
も、車載器５６が通信領域Ａに進入して直ぐに路側アン
テナ送信周波数ｆ ₁ を検知して路側アンテナ５３との間
で通信が行われることになる。即ち、多重化による通信
領域の最適形成によって誤通信の防止を図ることがで
き、しかも、車両５５の通過位置にかかわらず高い通信
パフォーマンス（通信信頼性）を確保することができ
る。また、上記実施の形態３に比べて、高価な高周波発
振器の所要数が少ないため、コストの低減を図ることも
できる。

【００６９】＜実施の形態５＞本実施の形態５の多車線
対応ＥＴＣ無線システムは、上記実施の形態３の車載器
構成（図６，図８参照）を基本とし、且つ、路側アンテ
ナ送信周波数を検知する際のフェージングによる誤検知
の防止を図ったものである。

【００７０】例えば、図１１に例示するように路側アン
テナ５４からの発信電波（周波数ｆ ₂ ）がフェージング
によって、路側アンテナ５３の通信領域Ａの手前位置Ｆ
に異常伝搬することがある。この場合、車両通過位置Ｉ
ＩＩにおける車両５５の進行方向位置（図１１の矢印Ｘ
方向位置）と、路側アンテナ５３（送信周波数ｆ₁ ）の
電波強度及び路側アンテナ５４（送信周波数ｆ₂ ）の電
波強度との関係は、図１２に示すようになる。このた
め、車両５５がＩＩＩ位置を通ると、上記実施の形態３
の車載器５６では、本来は通信領域Ａに進入したときに
路側アンテナ送信周波数ｆ₁ を検知しなければならない
にもかかわらず、異常伝搬位置Ｆにおいて路側アンテナ
送信周波数ｆ₂ を誤検知し、その結果、通信領域が狭く
なって通信パフォーマンス（通信信頼性）が低下してし
まう。

【００７１】一方、図１２において路側アンテナ送信周
波数ｆ₁ の電波強度と、路側アンテナ送信周波数ｆ₂ の
電波強度との関係をみてみると、異常伝搬位置Ｆでは両
電波強度にあまり差がないのに対して、通信領域Ａに進
入したところでは両電波強度に大きな差がある。そこ
で、かかる知見に基づき、本実施の形態５では、車載器
５６を図１３に示すような構成としている。

【００７２】即ち、図１３に示すように本実施の形態５
の車載器５６では差動増幅器１１１と比較器１１２とを
備えている。差動増幅器１１１では、ＤＣアンプ８０の
出力信号レベルとＤＣアンプ８１の出力信号レベルとの
差、即ち、路側アンテナ５３からの受信電波強度（バン
ドパスフィルタ６７を通過した周波数ｆ₀ （＝ｆ₃ −ｆ
₁ ）の電波強度）と、路側アンテナ５４からの受信電波
強度（バンドパスフィルタ７３を通過した周波数ｆ
₀ （＝ｆ₄ −ｆ₂ ）の電波強度）との差を求めて、比較
器１１２に出力する。比較器１１２では、差動増幅器１
１１から入力した受信電波強度差と、閾値設定器１１３
で設定した電波強度差閾値とを比較して、前記受信電波
強度差が前記電波強度差閾値以上であれば電波強度差信
号ΔＶをＣＰＵ７２へ出力する。

【００７３】つまり、例えば、車両５５が図１１のＩＩ
Ｉ位置を通過する際、車両５５（車載器５６）が異常伝
搬位置Ｆを通っているときには図１２に示すように路側
アンテナ５３（送信周波数ｆ₁ ）と路側アンテナ５４
（送信周波数ｆ₂ ）の電波強度差が電波強度差閾値より
も小さいため、比較器１１２から電波強度差信号ΔＶが
出力されないが、車両５５（車載器５６）が通信領域Ａ
に進入したときには前記電波強度差が大きくなって電波
強度差閾値以上となるため、比較器１１２から電波強度
差信号ΔＶが出力される。そして、ＣＰＵ７２では、電
波強度信号Ｖ₁ を入力して、且つ、電波強度差信号ΔＶ
を入力したときには路側アンテナ送信周波数がｆ₁ であ
ると認識し、また、電波強度信号Ｖ₂ を入力して、且
つ、電波強度差信号ΔＶを入力したときには路側アンテ
ナ送信周波数がｆ₂ であると認識する。

【００７４】また、ＣＰＵ７２では電波強度信号Ｖ₁ ，
Ｖ₂ の両方が入力され、且つ、電波強度差信号ΔＶが入
力されないときには、車両５５（車載器５６）が図６に
示す通信領域Ａと通信領域Ｂのオーバラップ領域ＩＶに
進入したと判断する。このときには路側アンテナ５３，
５４の何れと交信してもよいため、車載器送信周波数
は、このような場合に対して予め決めておいたｆ₃ 又は
ｆ₄ とする。

【００７５】なお、その他の構成については上記実施の
形態３と同様であるため、ここでの説明は省略する。

【００７６】以上のように、本実施の形態５の多車線対
応ＥＴＣ無線システムによれば、車載器５６では、路側
アンテナ５３（送信周波数ｆ₁ ）と路側アンテナ５４
（送信周波数ｆ₂ ）の電波強度差にも基づいて（電波強
度差も考慮して）、路側アンテナ送信周波数がｆ₁ かｆ
₂ かを判断するため、フェージングによる誤検知を防止
することができる。

【００７７】＜実施の形態６＞本実施の形態６の多車線
対応ＥＴＣ無線システムは、上記実施の形態４の車載器
構成（図１０参照）を基本とし、且つ、路側アンテナ送
信周波数を検知する際のフェージングによる誤検知の防
止を図ったものである。つまり、上記実施の形態４の車
載器９１においても、図１１，図１２に示すような場合
には誤検知をするおそれがあるため、本実施の形態６で
は、これを防止すべく、上記の電波強度差の知見に基づ
いて車載器９１を図１４に示すような構成としている。

【００７８】即ち、図１４に示すように、本実施の形態
６の車載器９１では差動増幅器１２１，１２７と比較器
１２２，１２８とを備えている。差動増幅器１２１で
は、ＤＣアンプ９１の出力信号レベルとＤＣアンプ９６
の出力信号レベルとの差、即ち、バンドパスフィルタ８
６を通過した周波数ｆ₀ の電波強度と、バンドパスフィ
ルタ８７を通過した周波数ｆ₀ ＋Δｆの電波強度との差
を求めて、比較器１２２へ出力する。比較器１２２で
は、差動増幅器１２１から入力した受信電波強度差と、
閾値設定器１２３で設定した電波強度差閾値とを比較し
て、前記受信電波強度差が前記電波強度差閾値以上であ
れば電波強度差信号ΔＶ₁ をＣＰＵ１０５へ出力する。

【００７９】差動増幅器１２７では、ＤＣアンプ９１の
出力信号レベルとＤＣアンプ１０１の出力信号レベルと
の差、即ち、バンドパスフィルタ８６を通過した周波数
ｆ₀の電波強度と、バンドパスフィルタ８８を通過した
周波数ｆ₀ −Δｆの電波強度との差を求めて、比較器１
２８へ出力する。比較器１２８では、差動増幅器１２７
から入力した受信電波強度差と、閾値設定器１２９で設
定した電波強度差閾値とを比較して、前記受信電波強度
差が前記電波強度差閾値以上であれば電波強度差信号Δ
Ｖ₂ をＣＰＵ１０５へ出力する。

【００８０】そして、ＣＰＵ１０５では電波強度信号Ｖ
₁ ，Ｖ₂ ，Ｖ₃ と、この電波強度差信号ΔＶ₁ ，ΔＶ₂
とに基づいて、図１５のフローチャートに示すような処
理を行うことにより路側アンテナ送信周波数を検知す
る。〔表２〕には通信領域と電波強度／電波強度差信号
との関係を示す。

【００８１】

【表２】

【００８２】図１５のフローチャートに示すように、ま
ず、電波強度信号Ｖ₁ ，Ｖ₂ ，Ｖ₃の何れかが”Ｈ”と
なってＣＰＵ１０５に入力され（ステップＳ１）、且
つ、電波強度差信号ΔＶ₁ 又はΔＶ₂ の何れかもしくは
両方とも”Ｈ”となってＣＰＵ１０５に入力されたとき
には（ステップＳ２）、車両５５（車載器９１）が単独
の通信領域Ａ又はＢに進入したと判断して（ステップＳ
３）、路側アンテナ送信周波数がｆ₁ 又はｆ₂ であると
認識する。

【００８３】即ち、車載器初期周波数がｆ₃ のときに電
波強度信号Ｖ₁ がＣＰＵ１０５に入力され、且つ、電波
強度差信号ΔＶ₁ ，ΔＶ₂ もＣＰＵ１０５に入力された
場合には、路側アンテナ送信周波数がｆ₁ であると認識
して車載器送信周波数はｆ₃のままとする。車載器初期
周波数がｆ₃ のときに電波強度信号Ｖ₃ がＣＰＵ１０５
に入力され、且つ、電波強度差信号ΔＶ₂ もＣＰＵ１０
５に入力された場合には、路側アンテナ送信周波数がｆ
₂ であると認識して車載器送信周波数をｆ₃ に切り換え
る。また、車載器初期周波数がｆ₄ のときに電波強度信
号Ｖ₁ がＣＰＵ１０５に入力され、且つ、電波強度差信
号ΔＶ₁ ，ΔＶ₂ もＣＰＵ１０５に入力された場合に
は、路側アンテナ送信周波数がｆ₂ であると認識して車
載器送信周波数はｆ₄ のままとする。車載器初期周波数
がｆ₄ のときに電波強度信号Ｖ₂ がＣＰＵ１０５に入力
され、且つ、電波強度差信号ΔＶ₁ もＣＰＵ１０５に入
力された場合には、路側アンテナ送信周波数がｆ₁ であ
ると認識して車載器送信周波数をｆ₃ に切り換える。

【００８４】また、電波強度信号Ｖ₁ ，Ｖ₂ ，Ｖ₃ の何
れか２つが”Ｈ”となってＣＰＵ１０５に入力され（ス
テップＳ４）、且つ、当該電波強度信号に対応する電波
強度差信号ΔＶ₁ 又はΔＶ₂ が”Ｌ”となってＣＰＵ１
０５に入力されないときには（ステップＳ５）、車両５
５（車載器９１）が図６に示す通信領域Ａと通信領域Ｂ
のオーバラップ領域ＩＶに進入したと判断する（ステッ
プＳ６）。即ち、車載器初期周波数がｆ₃ のときに電波
強度信号Ｖ₁ ，Ｖ₃ がＣＰＵ１０５に入力され、且つ、
電波強度差信号ΔＶ₂ がＣＰＵ１０５に入力されない場
合や、車載器初期周波数がｆ₄ のときに電波強度信号Ｖ
₁ ，Ｖ₂ がＣＰＵ１０５に入力され、且つ、電波強度差
信号ΔＶ₁ がＣＰＵ１０５に入力されない場合には、車
両５５（車載器９１）が通信領域Ａと通信領域Ｂのオー
バラップ領域ＩＶに進入したと判断する。この場合には
路側アンテナ５３，５４の何れと交信してもよいため、
車載器送信周波数はオーバラップ領域進入時に設定して
いたｆ₃ 又はｆ₄ のままとする。

【００８５】そして、電波強度信号Ｖ₁ ，Ｖ₂ ，Ｖ₃ の
何れかが”Ｈ”となってＣＰＵ１０５に入力されても
（ステップＳ１）、当該電波強度信号Ｖ₁ ，Ｖ₂ 又はＶ
₃ に対応する電波強度差信号ΔＶ₁ 及びΔＶ₂ が”Ｌ”
となってＣＰＵ１０５に入力されなければ（ステップＳ
７）、車両５５（車載器９１）が異常伝搬位置に進入し
ており、本来の通信領域Ａ又はＢへの進入前であると判
断する（ステップＳ８）。つまり、車載器初期周波数が
ｆ₃ のときに電波強度信号Ｖ₁ 又はＶ₃ がＣＰＵ１０５
に入力されても、電波強度差信号ΔＶ₁ 及びΔＶ₂ がＣ
ＰＵ１０５に入力されない場合や、車載器初期周波数が
ｆ₄ のときに電波強度信号Ｖ₁ 又はＶ₂ がＣＰＵ１０５
に入力されても、電波強度差信号ΔＶ₁ 及びΔＶ₂ がＣ
ＰＵ１０５に入力されない場合には、通信領域Ａ又はＢ
への進入前であると判断する。即ち、フェージングによ
る異常伝搬には影響されず、通信領域Ａ又はＢに車両５
５（車載器９１）が進入するまで路側アンテナ送信周波
数の検知処理が継続される。

【００８６】その他の構成については上記実施の形態４
と同様であるため、ここでの説明は省略する。

【００８７】以上のように、本実施の形態６の多車線対
応ＥＴＣ無線システムによれば、車載器９１では、路側
アンテナ５３（送信周波数ｆ₁ ）と路側アンテナ５４
（送信周波数ｆ₂ ）の電波強度差にも基づいて（電波強
度差も考慮して）、路側アンテナ送信周波数がｆ₁ かｆ
₂ かを認識するため、フェージングによる誤検知を防止
することができる。

【００８８】＜実施の形態７＞本実施の形態７の多車線
対応ＥＴＣ無線システムは、上記実施の形態６の車載器
構成（図１４参照）を基本とし、且つ、図１６に示すよ
うにして車載器構成の簡素化や小型化などを図ったもの
である。

【００８９】即ち、図１６に示すように、ＤＣアンプ９
１，９６，１０１及び差動増幅器１２１，１２７の出力
をＡ／Ｄ変換器１３１に入力し、ここでアナログからデ
ジタルに変換してＣＰＵ１０５に入力する。そして、Ｃ
ＰＵ１０５では、上記実施の形態６と同様の処理を行う
他、図１４では比較器９２，９７，１０２，１２２，１
２８で行っていた閾値との比較処理も行う。

【００９０】その他の構成については上記実施の形態６
と同様であるため、ここでの説明は省略する。

【００９１】このように、本実施の形態７の多車線対応
ＥＴＣ無線システムによれば、Ａ／Ｄ変換器１３１を設
け、ＣＰＵ１０５において比較処理も行うようにしたこ
とにより、比較器９２，９７，１０２，１２２，１２８
を省いくことができるため、車載器構成の簡素化や小型
化などを図ることができる。また、図示は省略するが、
図８，図１０及び図１３の車載器５６，９１において
も、同様にＡ／Ｄ変換器を設けてＣＰＵ７２，１０５で
比較処理を行うようにしてもよい。

【００９２】なお、上記実施の形態３〜７では路側アン
テナと車載器とに２チャンネルの送信周波数（ｆ₁ ，ｆ
₂ とｆ₃ ，ｆ₄ ）が設定されている場合を例に挙げて新
たな周波数分割方式の発明を説明したが、これに限定す
るものではなく、これらの新たな周波数分割方式の発明
は３チャンネル以上の送信周波数が設定されている場合
にも適用することができ、チャンネル数に応じて適宜バ
ンドパスフィルタ、比較器、差動増幅器などの各構成機
器を設定すればよい。

【００９３】また、本発明は多車線対応のＥＴＣ無線シ
ステムに適用して有用なものであるが、必ずしも多車線
道路に限らず、駐車場などの様々な場所で路側無線機と
移動体側無線機とが無線通信を行う無線システムにも適
用することができる。特に、料金所対応のＥＴＣ無線シ
ステムでは干渉を防止するために複数の周波数が各通路
ごとに割り当てられているため、上記実施の形態３〜７
の周波数分割方式は料金所対応のＥＴＣ無線システムに
も適用することができる。

【００９４】

【発明の効果】以上、発明の実施の形態とともに具体的
に説明したように、第１発明の路側無線機は、複数の路
側アンテナで通信領域を合成する多重化方式の路側無線
機において、タイミング生成手段によるタイミング生成
によって、一方の路側アンテナが一方の移動体側無線機
へ情報を送信している間、他方の路側アンテナでは他方
の移動体側無線機から情報を受信し、また、一方の路側
アンテナが一方の移動体側無線機から情報を受信してい
る間、他方の路側アンテナでは他方の移動体側無線機へ
情報を送信するようにしたことを特徴とする。

【００９５】従って、この第１発明の路側無線機によれ
ば、従来の時分割方式に比べて通信パフォーマンスが約
２倍となり、複数台の移動体側無線機に対する通信を１
台の路側無線機の通信パフォーマンス（通信信頼性）で
処理可能となる。

【００９６】また、第２発明の路側無線機は、複数の路
側アンテナで通信領域を合成する多重化方式の路側無線
機において、路側アンテナを複数の受信アンテナと１つ
の送信アンテナとに分離し、受信アンテナでは各車線を
カバーする幅の狭い通信領域を形成し、送信アンテナで
は受信アンテナの通信領域全体をカバーする幅の広い通
信領域を形成して、送信アンテナからは移動体側無線機
への送信のみを行ない、移動体側無線機からの受信は各
受信アンテナのみによって行うようにしたことを特徴と
する。

【００９７】従って、この第２発明の路側無線機によれ
ば、送信アンテナから送信する電波は所望の移動体側無
線機以外の移動体側無線機も受信してしまうが、受信ア
ンテナでは通信領域を制限して所望の移動体側無線機以
外の移動体側無線機からの電波は受信しないため、総合
的に通信領域を制限することが可能となる。そして、送
信周波数は１つであるため周波数スキャンによる時間遅
れはなく、しかも、各受信アンテナは独立して動作する
ため通信パフォーマンス（通信信頼性）の劣化もなく、
また、同一周波数で動作させることができるため干渉も
発生しない。

【００９８】また、第３発明の移動体側無線機は、複数
の路側アンテナで通信領域を合成する多重化方式であっ
て各路側アンテナの送信周波数が異なる周波数分割方式
の路側無線機に対して無線通信を行う移動体側無線機に
おいて、移動体側無線機の複数の送信周波数の高周波を
それぞれ発振する複数の高周波発振手段と、周波数変換
手段とを用いて、路側アンテナからの受信電波を中間周
波数に変換し、これらの中間周波数の受信電波を、路側
アンテナと移動体側無線機の送信周波数差を通過周波数
帯域とする複数のバンドパスフィルタをそれぞれ通過さ
せた後、これらの受信電波強度と閾値とを比較手段によ
り比較することによって、路側アンテナ送信周波数を検
知するように構成したことを特徴とする。

【００９９】従って、この第３発明の移動体側無線機に
よれば、多重化による通信領域の最適形成によって誤通
信の防止を図ることができ、しかも、移動体の通過位置
にかかわらず高い通信パフォーマンス（通信信頼性）を
確保することができる。

【０１００】また、第４発明の移動体側無線機は、複数
の路側アンテナで通信領域を合成する多重化方式であっ
て各路側アンテナの送信周波数が異なる周波数分割方式
の路側無線機に対して無線通信を行う移動体側無線機に
おいて、移動体側無線機の複数の送信周波数の高周波を
切り換えて発振可能な１つの高周波発振手段と、周波数
変換手段とを用いて、路側アンテナからの受信電波を中
間周波数に変換し、この中間周波数の受信電波を、路側
アンテナと移動体側無線機の送信周波数差、この送信周
波数差と路側アンテナの送信周波数差や移動体側無線機
の送信周波数差との和及び差をそれぞれ通過周波数帯域
とする複数のバンドパスフィルタをそれぞれ通過させた
後、これらの受信電波強度と閾値とを比較手段により比
較することによって、路側アンテナ送信周波数を検知す
るように構成したことを特徴とする。

【０１０１】従って、この第４発明の移動体側無線機に
よれば、多重化による通信領域の最適形成によって誤通
信の防止を図ることができ、しかも、移動体の通過位置
にかかわらず高い通信パフォーマンス（通信信頼性）を
確保することができる。また、上記第３発明に比べて、
高価な高周波発振手段の所要数が少ないため、コストの
低減を図ることもできる。

【０１０２】また、第５発明の移動体側無線機は、第３
発明の移動体側無線機において、前記複数のバンドパス
フィルタを通過した受信電波強度の差を受信電波強度差
検出手段で求め、この受信電波強度差と閾値とを比較手
段により比較して、この比較結果にも基づいて路側アン
テナ送信周波数を検知するようにしたことを特徴とす
る。

【０１０３】また、第６発明の移動体側無線機は、第４
発明の移動体側無線機において、前記複数のバンドパス
フィルタを通過した受信電波強度の差を受信電波強度差
検出手段で求め、これらの受信電波強度差と閾値とを比
較手段により比較して、この比較結果にも基づいて路側
アンテナ送信周波数を検知するようにしたことを特徴と
する。

【０１０４】従って、この第５又は第６発明の移動体側
無線機によれば、路側アンテナの電波強度差も考慮し
て、路側アンテナ送信周波数を検知するため、フェージ
ングによる誤検知を防止することができる。

【０１０５】また、第７発明の移動体側無線機は、第３
又は第５発明の移動体側無線機において、前記複数のバ
ンドパスフィルタを通過した受信電波強度をＡ／Ｄ変換
手段によりディジタル信号に変換してＣＰＵに入力し、
このＣＰＵによって前記閾値との比較も行うようにした
ことを特徴とする。

【０１０６】また、第８発明の移動体側無線機は、第４
又は第６発明の移動体側無線機において、前記複数のバ
ンドパスフィルタを通過した受信電波強度をＡ／Ｄ変換
手段によりディジタル信号に変換してＣＰＵに入力し、
このＣＰＵによって前記閾値との比較も行うようにした
ことを特徴とする。

【０１０７】従って、この第７又は第８発明の移動体側
無線機によれば、Ａ／Ｄ変換器を設け、ＣＰＵにおいて
比較処理も行うようにしたことにより、移動体側無線機
の構成の簡素化や小型化などを図ることができる。

【０１０８】また、第９発明の無線システムは、第１又
は第２発明の路側無線機を有し、この路側無線機と移動
体側無線機との間で無線通信を行うようにしたことを特
徴とする。

【０１０９】また、第１０発明の無線システムは、第
３，第４，第５，第６，第７又は第８発明の移動体側無
線機を有し、この移動体側無線機と路側無線機との間で
無線通信を行うようにしたことを特徴とする。

【０１１０】従って、この第９又は第１０発明の無線シ
ステムによれば、上記第１，第２，第３，第４，第５，
第６，第７又は第８発明の効果が得られ、通信パフォー
マンス（通信信頼性）の高い無線システムを実現するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係る多車線対応ＥＴＣ
無線システムの構成を示す平面図である。

【図２】前記多車線対応ＥＴＣ無線システムにおける路
側機器の構成を示すブロック図である。

【図３】（ａ）は従来の時分割方式のタイムチャート、
（ｂ）は本発明の実施の形態１に係る時分割方式のタイ
ムチャートである。

【図４】本発明の実施の形態２に係る多車線対応ＥＴＣ
無線システムの構成を示す平面図である。

【図５】前記多車線対応ＥＴＣ無線システムにおける路
側機器の構成を示すブロック図である。

【図６】本発明の実施の形態３に係る多車線対応ＥＴＣ
無線システムの構成を示す平面図である。

【図７】従来の周波数分割方式の説明図である。

【図８】前記多車線対応ＥＴＣ無線システムにおける車
載器の構成を示すブロック図である。

【図９】前記多車線対応ＥＴＣ無線システムにおける各
送信周波数の関係を示す説明図である。

【図１０】本発明の実施の形態４に係る車載器の構成を
示すブロック図である。

【図１１】フェージングによる異常伝搬の様子を示す説
明図である。

【図１２】フェージングによる異常伝搬発生時の路側ア
ンテナの電波強度の様子を示す説明図である。

【図１３】本発明の実施の形態５に係る車載器の構成を
示すブロック図である。

【図１４】本発明の実施の形態６に係る車載器の構成を
示すブロック図である。

【図１５】前記車載器に備えたＣＰＵの処理を示すフロ
ーチャートである。

【図１６】本発明の実施の形態６に係る車載器の構成を
示すブロック図である。

【図１７】（ａ）は従来の料金所におけるＥＴＣ無線シ
ステムの機器配置図、（ｂ）は前記ＥＴＣ無線システム
の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】 ２１ 多車線道路 ２２ ガントリ ２３，２４ 路側アンテナ ２５ 車両 ２６ 車載器 ２７ 車両 ２８ 車載器 ２９，３０ 無線機 ３１，３２ 通信制御装置 ３３ タイミング生成回路 ３４ バス ３５ 送信アンテナ ３６ 車両 ３７ 車載器 ３８ 車両 ３９ 車載器 ４０，４１ 受信機 ４２ 送信機 ４３，４４，４５ 通信制御装置 ４６ バス ４７，４８ 受信アンテナ ４９ 多車線道路 ５０ ガントリ ５１ 多車線道路 ５２ ガントリ ５３，５４ 路側アンテナ ５５ 車両 ５６ 車載器 ６１ 受信アンテナ ６２ ＬＮＡ ６３，６４ ミキサ ６５，６６ 高周波発振器 ６７ バンドパスフィルタ ６８ ＩＦアンプ ６９ 検波器 ７０ 比較器 ７１ 閾値設定器 ７２ ＣＰＵ ７３ バンドパスフィルタ ７４ ＩＦアンプ ７５ 検波器 ７６ 比較器 ７７ 閾値設定器 ７８，７９ 復調器 ８０，８１ ＤＣアンプ ８２ 受信アンテナ ８３ ＬＮＡ ８４ ミキサ ８５ 高周波発振器 ８６，８７，８８ バンドパスフィルタ ８９ ＩＦアンプ ９０ 検波器 ９１ ＤＣアンプ ９２ 比較器 ９３ 閾値設定器 ９４ ＩＦアンプ ９５ 検波器 ９６ ＤＣアンプ ９７ 比較器 ９８ 閾値設定器 ９９ ＩＦアンプ １００ 検波器 １０１ ＤＣアンプ １０２ 比較器 １０３ 閾値設定器 １０５ ＣＰＵ １１１ 差動増幅器 １１２ 比較器 １１３ 閾値設定器 １２１ 差動増幅器 １２２ 比較器 １２３ 閾値設定器 １２７ 差動増幅器 １２８ 比較器 １２９ 閾値設定器 １３１ Ａ／Ｄ変換器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 泰井 真之 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 前田 孝士 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 Ｆターム(参考） 3E027 EA01 EC07 EC10 5K011 DA02 DA27 JA00 JA12 KA13 KA15 5K067 AA03 AA11 BB21 CC02 CC04 EE02 EE10 KK03 KK13

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の路側アンテナで通信領域を合成す
   る多重化方式の路側無線機において、 タイミング生成手段によるタイミング生成によって、一
   方の路側アンテナが一方の移動体側無線機へ情報を送信
   している間、他方の路側アンテナでは他方の移動体側無
   線機から情報を受信し、また、一方の路側アンテナが一
   方の移動体側無線機から情報を受信している間、他方の
   路側アンテナでは他方の移動体側無線機へ情報を送信す
   るようにしたことを特徴とする路側無線機。
2. 【請求項２】 複数の路側アンテナで通信領域を合成す
   る多重化方式の路側無線機において、 路側アンテナを複数の受信アンテナと１つの送信アンテ
   ナとに分離し、受信アンテナでは各車線をカバーする幅
   の狭い通信領域を形成し、送信アンテナでは受信アンテ
   ナの通信領域全体をカバーする幅の広い通信領域を形成
   して、送信アンテナからは移動体側無線機への送信のみ
   を行ない、移動体側無線機からの受信は各受信アンテナ
   のみによって行うようにしたことを特徴とする路側無線
   機。
3. 【請求項３】 複数の路側アンテナで通信領域を合成す
   る多重化方式であって各路側アンテナの送信周波数が異
   なる周波数分割方式の路側無線機に対して無線通信を行
   う移動体側無線機において、 移動体側無線機の複数の送信周波数の高周波をそれぞれ
   発振する複数の高周波発振手段と、周波数変換手段とを
   用いて、路側アンテナからの受信電波を中間周波数に変
   換し、これらの中間周波数の受信電波を、路側アンテナ
   と移動体側無線機の送信周波数差を通過周波数帯域とす
   る複数のバンドパスフィルタをそれぞれ通過させた後、
   これらの受信電波強度と閾値とを比較手段により比較す
   ることによって、路側アンテナ送信周波数を検知するよ
   うに構成したことを特徴とする移動体側無線機。
4. 【請求項４】 複数の路側アンテナで通信領域を合成す
   る多重化方式であって各路側アンテナの送信周波数が異
   なる周波数分割方式の路側無線機に対して無線通信を行
   う移動体側無線機において、 移動体側無線機の複数の送信周波数の高周波を切り換え
   て発振可能な１つの高周波発振手段と、周波数変換手段
   とを用いて、路側アンテナからの受信電波を中間周波数
   に変換し、この中間周波数の受信電波を、路側アンテナ
   と移動体側無線機の送信周波数差、この送信周波数差と
   路側アンテナの送信周波数差や移動体側無線機の送信周
   波数差との和及び差をそれぞれ通過周波数帯域とする複
   数のバンドパスフィルタをそれぞれ通過させた後、これ
   らの受信電波強度と閾値とを比較手段により比較するこ
   とによって、路側アンテナ送信周波数を検知するように
   構成したことを特徴とする移動体側無線機。
5. 【請求項５】 請求項３に記載する移動体側無線機にお
   いて、 前記複数のバンドパスフィルタを通過した受信電波強度
   の差を受信電波強度差検出手段で求め、この受信電波強
   度差と閾値とを比較手段により比較して、この比較結果
   にも基づいて路側アンテナ送信周波数を検知するように
   したことを特徴とする移動体側無線機。
6. 【請求項６】 請求項４に記載する移動体側無線機にお
   いて、 前記複数のバンドパスフィルタを通過した受信電波強度
   の差を受信電波強度差検出手段で求め、これらの受信電
   波強度差と閾値とを比較手段により比較して、この比較
   結果にも基づいて路側アンテナ送信周波数を検知するよ
   うにしたことを特徴とする移動体側無線機。
7. 【請求項７】 請求項３又は５に記載する移動体側無線
   機において、 前記複数のバンドパスフィルタを通過した受信電波強度
   をＡ／Ｄ変換手段によりディジタル信号に変換してＣＰ
   Ｕに入力し、このＣＰＵによって前記閾値との比較も行
   うようにしたことを特徴とする移動体側無線機。
8. 【請求項８】 請求項４又は６に記載する移動体側無線
   機において、 前記複数のバンドパスフィルタを通過した受信電波強度
   をＡ／Ｄ変換手段によりディジタル信号に変換してＣＰ
   Ｕに入力し、このＣＰＵによって前記閾値との比較も行
   うようにしたことを特徴とする移動体側無線機。
9. 【請求項９】 請求項１又は２に記載する路側無線機を
   有し、この路側無線機と移動体側無線機との間で無線通
   信を行うようにしたことを特徴とする無線システム。
10. 【請求項１０】 請求項３，４，５，６，７又は８に記
    載する移動体側無線機を有し、この移動体側無線機と路
    側無線機との間で無線通信を行うようにしたことを特徴
    とする無線システム。