JP2004080420A - 車載無線端末 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】車載無線端末がカーナビから自車両と各通信システム(ETC、DSRC、5.8GHz無線LAN)のカバーエリアとの位置関係の情報を取得し、また、車速センサ46から自車両の走行速度の情報を取得する。また車載無線端末10が、これらの取得情報に基づいて、使用する通信システムの優先度(優先順位)を決定し、この優先度に基づいて使用する通信方式を切り替えて通信を行う。
【選択図】 図4
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の無線通信方式を切り替えて使用することのできる車載無線端末に関するもので、DSRC、ETC、および無線LANに用いて好適である。
【0002】
【従来の技術】
従来、ETC(Electronic Toll Collection system)、DSRC(Dedicated Short Range Communication)、無線LANといった通信システムが研究、開発、または実用化されている。
【0003】
DSRCは、数メートル程度の短い距離において無線通信を行う通信システムである。この通信システムにおいては、周波数帯としては5.8GHz帯が、変調方式としてはASK、π/4QPSKが用いられ、チャンネル当たりの帯域幅は4.4MHzである。この通信システムは、ITS(Intelligent Transport System)において、車両の走行支援、車両からのインターネット接続等の用途に供されることが想定されている。
【0004】
ETCは、有料道路の走行料金の支払いを無線通信によって行うための通信システムである。このETCはDSRCの一部としての通信システムであり、DSRCに割り当てられた周波数帯の一部を利用するようになっている。
【0005】
無線LANは、2.4GHz帯等の無線周波数を用いて通信を行う通信システムである。この無線LANの一種として、IEEE802.11aにおいて規定されたものがある。これは、5GHz帯の電波を利用し、変調方式としてOFDMを用いる通信システムであり、チャンネル当たりの帯域幅は18MHzである。日本国においては、このIEEE802.11aを日本の電波法等の事情に合うように整備した規格として、ARIB−STD−T70、71が策定されている。この規格は、将来拡張され、5.8GHzにおいても使用できるようになる可能性がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
このように、車両が利用できる無線通信方式(通信システム)は複数あるので、1つの車載無線端末が複数の無線通信方式に対応し、それらの無線通信方式を切り替えて通信を行うことが考えられる。このときに、例えばETC、DSRC、無線LANの3つの無線通信方式を切り替えて使用することができる車載無線端末において、自車両がETCによる料金支払いのできる場所にいるにもかかわらず、車載無線端末が他の無線通信方式との接続の試み、あるいは通信処理を行っており、ETCによる支払いを行う前に支払いの場所を通過してしまう可能性がある。このように、車載無線端末において、切り替えて使用する無線通信方式に優先度が設定されないと、必要な時に必要な無線通信方式の通信を行えないという問題がある。
【0007】
本発明は上記点に鑑みて、複数の無線通信方式を切り替えて使用することのできる車載無線端末が、自車両の状態に応じた無線通信方式の優先度に基づいて通信できるようにすることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための請求項1に記載の発明は、複数の無線通信方式を切り替えて使用することのできる車載無線端末であって、自車両と複数の無線通信方式のカバーエリアとの位置関係の情報を取得するエリア情報取得手段と、エリア情報取得手段の取得情報に基づいて、複数の無線通信方式の使用の優先度を決定する優先度決定手段と、優先度に基づいて使用する通信方式を切り替えて通信を行う通信手段と、を備えた車載無線端末である。
【0009】
これによって、エリア情報取得手段が自車両と複数の無線通信方式のカバーエリアとの位置関係の情報を取得し、優先度決定手段がエリア情報取得手段の取得情報に基づいて複数の無線通信方式の使用の優先度を決定し、通信手段が、この優先度に基づいて使用する通信方式を切り替えて通信を行うので、複数の無線通信方式を切り替えて使用することのできる車載無線端末が、車両と複数の無線通信方式のカバーエリアとの位置関係、すなわち自車両の状態に応じた無線通信方式の優先度に基づいて通信できるようになる。
【0010】
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の車載無線端末において、少なくともETCを含む複数の無線通信方式を切り替えて使用することのできる車載無線端末であって、エリア情報取得手段は、自車両がETCのカバーエリアに近いという情報を取得し、優先度決定手段は、エリア情報取得手段が自車両がETCのカバーエリアに近いという情報を取得することに基づいて、使用する無線通信方式としてETCを複数の無線通信方式のうちの他のものより優先とすることを特徴とする。
【0011】
また、請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の車載無線端末において、少なくともDSRCを含む複数の無線通信方式を切り替えて使用することのできる車載無線端末であって、エリア情報取得手段は、自車両がDSRCのカバーエリアに近いという情報を取得し、 優先度決定手段は、エリア情報取得手段が自車両がDSRCのカバーエリアに近いという情報を取得することに基づいて、使用する無線通信方式としてDSRCを複数の無線通信方式のうちの他のものより優先とすることを特徴とする。
【0012】
また、請求項4に記載の発明は、請求項1ないし3のいずれか1つに記載の車載無線端末において、少なくとも無線LANを含む複数の無線通信方式を切り替えて使用することのできる車載無線端末であって、エリア情報取得手段は、自車両が無線LANのカバーエリアに近いという情報を取得し、優先度決定手段は、エリア情報取得手段が自車両が無線LANのカバーエリアに近いという情報を取得することに基づいて、使用する無線通信方式として無線LANを複数の無線通信方式のうちの他のものより優先とすることを特徴とする。
【0013】
また、請求項5に記載の発明は、複数の無線通信方式を切り替えて使用することのできる車載無線端末であって、自車両の走行状態の情報を取得する走行状態情報取得手段と、走行状態情報取得手段の取得情報に基づいて、複数の無線通信方式の使用の優先度を決定する優先度決定手段と、優先度に基づいて使用する通信方式を切り替えて通信を行う通信手段と、を備えた車載無線端末である。
【0014】
また、請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の車載無線端末において、走行状態情報取得手段は、自車両の走行状態として、自車両が走行しているか否かの情報を取得することを特徴とする。
【0015】
これによって、走行状態情報取得手段が自車両の走行状態の情報を取得し、優先度決定手段が走行状態情報取得手段の取得情報に基づいて、複数の無線通信方式の使用の優先度を決定し、通信信手段が、この優先度に基づいて使用する通信方式を切り替えて通信を行うので、複数の無線通信方式を切り替えて使用することのできる車載無線端末が、車両の走行状態、すなわち自車両の状態に応じた無線通信方式の優先度に基づいて通信できるようになる。
【0016】
また、請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の車載無線端末において、少なくともETCを含む複数の無線通信方式を切り替えて使用することのできる車載無線端末であって、優先度決定手段は、走行状態情報取得手段が自車両が走行しているという情報を取得することに基づいて、使用する無線通信方式としてETCを複数の無線通信方式のうちの他のものより優先とすることを特徴とする。
【0017】
また、請求項8に記載の発明は、請求項1ないし7のいずれか1つに記載の車載無線端末において、切り替えることのできる無線通信方式は、利用する周波数帯域が同じものであることを特徴とする。
【0018】
これによって、同じ周波数帯域で複数の無線通信方式を切り替えて通信を行うことができるので、それぞれの通信方式において用いるハードウェアの多くの部分を共用することができる。したがって、車載無線端末のハードウェア構成を簡素化することができる。
【0019】
また、請求項9に記載の発明は、請求項1ないし8のいずれか1つに記載の車載無線端末において、通信手段は、優先度の高い通信方式から順に接続を試み、接続に成功するとその通信方式で通信を行うことを特徴とする。
【0020】
また、請求項10に記載の発明は、請求項1ないし9のいずれか1つに記載の車載無線端末において、複数の無線通信方式のカバーエリアは、離散的に配置されていることを特徴とする。
【0021】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係る車載無線端末10およびその周辺の装置の構成を示すブロック図である。この車載無線端末10は、使用する複数の無線通信方式(通信システム)を切り替えることができる。複数の無線通信方式とは、ここではDSRC、ETC、および5.8GHz帯の無線LANである。
【0022】
図2に、この車載無線端末10を含む路車間通信システムの概略図を示す。車載無線端末10を搭載した車両64は、有料道路60上を走行している。この有料道路60の出入口にはETCの路上機が設置されており、このETC路上機はそれぞれがETCカバーエリア71、72、73、74を形成している。通信システムのカバーエリア(スポットエリア)とは、車載無線端末10がその通信システムにおいて当該路上機を介して通信ができる領域のことである。
【0023】
また、一般道61、62、63上には、、5.8GHz無線LAN、およびDSRCの通信の路上機が敷設されており、それぞれが5.8GHz無線LANカバーエリア75、76、DSRCカバーエリア77、DSRCカバーエリア78を形成している。
【0024】
この図2に示すように、それぞれの通信システムのカバーエリアは重複していない。すなわち、それぞれの通信システムのカバーエリアは離散的に配されている。したがって、車両64の車載無線端末10は、1つの場所においては最大1つの通信システムにおけるスポット通信が利用可能となる。
【0025】
DSRCは、数メートル程度の短い距離において無線通信を行うITS(高度道路交通システム)において利用される狭域通信システムである。この通信システムにおいては、周波数帯としては5.8GHz帯が、変調方式としてはASK、π/4QPSKが用いられる。またこの通信システムの規格においては、チャネル当たりの帯域幅は4.4MHzであり、伝送速度は1Mbpsまたは4Mbpsであり、上り/下り周波数の差が40MHzである。車載無線端末10は、このDSRCによる通信によって、走行支援システムの利用、インターネット経由でのWeb閲覧、駐車場予約等を行う。走行支援システムとは、道路に敷設された路上機と車載無線端末との通信によって、リアルタイムに車両のドライバーの走行操作を支援するシステムである。走行支援システムの具体例としては、DSRCカバーエリア78がある急カーブ地点において、このカーブに侵入する車両の車載無線端末に対して、路上機がカーブの反対側での危険情報を前もって通知するサービスが考えられている。
【0026】
ETCは、有料道路の走行料金の支払いを無線通信によって行うための通信システムである。このETCはDSRCの一部としての通信システムであり、DSRCの規格において、変調方式としてASKのみを用いるようになっている。またETCの使用チャネルとしては、DSRCに割り当てられたチャネルのうち特定の一部を用いるようになっている。
【0027】
5.8GHz帯の無線LANは、ここではIEEE802.11aによる規定に基づき、ARIB−STD−T70、71に規定の5.2GHz帯の無線LANの規格を5.8GHz帯に拡張したものであるとする。この通信システムの規格においては、変調方式としてはBPSK−OFDM、16QAM−OFDM、および64QAM−OFDMが用いられ、伝送速度は6、9、12、18、24、36、48、および54Mbpsであり、また上り/下りとも同チャネルが用いられる。車載無線端末10は、この5.8GHz無線LANによる通信によって、走行支援システムの利用、インターネット接続によるWebブラウジング等を行う。
【0028】
このように、これら3つの通信システムは、共に5.8GHz帯の周波数帯を利用するようになっている。従って、車載無線端末10が切り替えることのできる無線通信方式は、利用する周波数帯域が同じものである。
【0029】
この車載無線端末10は、アンテナ部としてアンテナ11、RFスイッチ12を有している。
【0030】
また車載無線端末10は、受信系としてRF帯BPF(バンドパスフィルタ)13、LNA(ローノイズアンプ)14、ミキサ15、分配器16、RSSI回路17、IFスイッチ18、DSRC用BPF19、無線LAN用BPF20、IFスイッチ21、AGCアンプ22、直交復調器23、およびA/D変換器24を有している。
【0031】
RFスイッチ12は、制御部43からの制御によって、アンテナ11がRF帯BPF13と接続されるか、あるいはRF帯BPF42と接続されるかを切り替える回路である。具体的には、RFスイッチ12は、無線受信時にはアンテナ11とRF帯BPF13とが接続され、無線送信時にはアンテナ11がRF帯BPF42と接続されるよう切り替えを行う。
【0032】
分配器16は、ミキサ15から入力された信号を分配してRSSI回路17およびIFスイッチ18に出力する回路である。
【0033】
RSSI回路17は、分配器16から入力された信号、すなわち受信信号の強度を数値化し、それをデジタルデータとしてベースバンド処理部44に出力する回路である。
【0034】
DSRC用BPF19は、車載無線端末10の用いるIF周波数を中心とする4.4MHz幅の周波数帯域の信号のみを通過させるバンドパスフィルタである。この4.4MHzの帯域幅は、DSRCやETCの1チャネル当たりの帯域幅と同じである。また無線LAN用BPF20は、このIF周波数を中心とする18MHzの幅の周波数帯域の信号のみを通過させるバンドパスフィルタである。この18MHzの帯域幅は、5.8GHz無線LANの1チャネル当たりの帯域幅と同じである。
【0035】
IFスイッチ18およびIFスイッチ21は、制御部43からの制御によって、分配器16から出力された信号がDSRC用BPF19を介してAGCアンプ22に入力されるか、あるいは無線LAN用BPF20を介してAGCアンプ22に入力されるかを切り替える回路である。すなわちIFスイッチ18およびIFスイッチ21は、信号がDSRC用BPF19を介して受信されるか、無線LAN用BPF20を介して受信されるかを切り替える回路である。具体的には、IFスイッチ18およびIFスイッチ21は、車載無線端末10がDSRCまたはETCの通信を行うときには、信号がDSRC用BPF19を介して受信され、車載無線端末10が5.8GHz無線LANの通信を行うときには、信号が無線LAN用BPF20を介して受信されるよう切り替えを行う。
【0036】
AGCアンプ22は、IFスイッチ21から入力された信号のレベルを増幅して直交復調器23に出力する回路である。またこのAGCアンプ22は、ベースバンド処理部44からの制御によってその増幅度が変化するようになっている。
【0037】
直交復調器23は、AGCアンプ22から受信した信号を直交復調してI、Q信号としてA/D変換器24に出力する回路である。
【0038】
A/D変換器24は、直交復調器23から受信したアナログ信号であるI、Q信号を、それぞれデジタルデータであるI、Qデータに変換してベースバンド処理部44に出力する回路である。
【0039】
また車載無線端末10は、送信系としてD/A変換器31、直交変調器32、AGCアンプ33、IFスイッチ34、DSRC用BPF35、無線LAN用BPF36、IFスイッチ37、ミキサ38、発振器用BPF39、RF帯BPF40、RFパワーアンプ41、およびRF帯BPF42を有している。
【0040】
D/A変換器31は、ベースバンド処理部44から入力されたデジタル信号であるI、Qデータをアナログ信号であるI、Q信号に変換して直交変調器32に出力する装置である。
【0041】
AGCアンプ33は、直交変調器32から入力された信号のレベルを増幅してAGCアンプ33に出力する回路である。またこのAGCアンプ33は、ベースバンド処理部44からの制御によってその増幅度が変化するようになっている。
【0042】
DSRC用BPF35は、車載無線端末10の用いるIF周波数を中心とする4.4MHz幅の周波数帯域の信号のみを通過させるバンドパスフィルタである。また無線LAN用BPF36は、このIF周波数を中心とする18MHzの幅の周波数帯域の信号のみを通過させるバンドパスフィルタである。
【0043】
IFスイッチ34およびIFスイッチ37は、制御部43からの制御によって、AGCアンプ33から出力された信号がDSRC用BPF35を介してミキサ38に入力されるか、あるいは無線LAN用BPF36を介してミキサ38に入力されるかを切り替える回路である。すなわちIFスイッチ34およびIFスイッチ37は、信号がDSRC用BPF35を介して送信されるか、無線LAN用BPF36を介して送信されるかを切り替える回路である。具体的には、IFスイッチ34およびIFスイッチ37は、車載無線端末10がDSRCまたはETCの通信を行うときには、信号はDSRC用BPF35を介して送信され、車載無線端末10が5.8GHz無線LANの通信を行うときには、無線LAN用BPF36を介して送信されるよう切り替えを行う。
【0044】
また車載無線端末10は、発振部として発振器用BPF25、局部発振器26、局部発振器27、分配機28、発振器用BPF29、局部発振器30、発振器用BPF39を有している。
【0045】
局部発振器26は、VCO回路またはPLL回路から成り、RF周波数帯の信号をIF周波数信号に変換するための周波数信号(正弦波)を出力する。この局部発振器26の出力は発振器用BPF25を介してミキサ15に出力される。また局部発振器26は、制御部43からの制御によって出力する正弦波の周波数を変化させるようになっている。
【0046】
局部発振器27は、VCO回路またはPLL回路から成り、IF周波数信号をRF周波数帯の信号に変換するための周波数信号を出力する。この局部発振器27の出力は発振器用BPF39を介してミキサ38に出力される。また局部発振器27は、制御部43からの制御によって出力する正弦波の周波数を変化させるようになっている。
【0047】
局部発振器30は、VCO回路またはPLL回路から成り、直交復調および直交変調のための周波数信号を出力する。この局部発振器30の出力は、発振器用BPF29、および分配機28を介して直交復調器23および直交変調器32に入力される。
【0048】
このような送信部、受信部、発振部の構成によって、無線信号の受信時には、アンテナ11が受信した無線電波は、電気信号としてRF帯BPF13で不要な周波数成分を除去され、LNA14で増幅され、ミキサ15でRF周波数帯からIF周波数帯にダウンコンバートされ、分配器16でRSSI回路17およびIFスイッチ18へと分岐され、DSRC用BPF19または無線LAN用BPF20で不要な周波数成分を除去され、AGCアンプ22で増幅され、直交復調器23で直交復調され、A/D変換器24でA/D変換され、ベースバンド処理部44にデジタルデータ(I、Qデータ)として出力される。
【0049】
また、無線信号の送信時にはベースバンド処理部44から出力されたデジタルデータ(I、Qデータ)が、D/A変換器31でアナログ信号に変換される。そしてこのアナログ信号は、直交変調器32で直交変調され、AGCアンプ33で増幅され、DSRC用BPF35または無線LAN用BPF36で不要な周波数成分を除去され、ミキサ38でIF周波数帯からRF周波数帯にアップコンバートされ、RF帯BPF40で不要な周波数成分を除去され、RFパワーアンプ41で増幅され、RF帯BPF42で不要な周波数成分を除去されて、アンテナ11で無線電波に変換されて送出される。
【0050】
また車載無線端末10は、デジタル処理部として制御部43およびベースバンド処理部44を有している。
【0051】
ベースバンド処理部44は、DSPを有し、A/D変換器24からI、Qデータを受信すると、これらのデータをASK、π/4シフトQPSK、BPSK−OFDM、QPSK−OFDM、16QAM−OFDM、64QAM−OFDM等の特定の復調方式に従ってデータ列に復調する。そしてベースバンド処理部44は、この復調したデータに対してDSRC、ETC、または5.8GHz無線LANに対応したデータ通信におけるMAC(Media Access Control)層の処理を行う。MAC層の処理とは、各通信システムに従った方法で通信データフォーマットし、送受信を行う処理である。ここでの送受信の方法としては、CSMA/CD方式、トークンパッシング方式等がある。そしてベースバンド処理部44は、このように処理されたデータを制御部43に出力する。
【0052】
なお、このベースバンド処理部44のMAC層の処理、および変調・復調の処理として、上述したもののうちどの特定の処理を行うかは、制御部43からベースバンド処理部44に入力される制御情報によって決まる。
【0053】
またベースバンド処理部44は、制御部43から無線送信のためのデータを受信すると、これらの送信データに対してDSRC、ETC、または5.8GHz無線LANのうち、制御部43からの制御情報によって決まる特定の1つに対応したMAC層の処理を行う。さらにベースバンド処理部44は、この処理されたデータをBPSK−OFDM、QPSK−OFDM、16QAM−OFDM、64QAM−OFDM等の、制御部43からの制御情報によって決まる特定の変調方式に従ってI、Qデータに直交符号化(変調)する。そしてこのI、QデータをD/A変換器31に出力する。
【0054】
またベースバンド処理部44は、RSSI回路17から入力された受信信号の強度のデータに基づいて、受信信号、送信信号を適切なものとするようAGCアンプ22およびAGCアンプ33の増幅のレベル(増幅度)を制御する。またこの受信信号の強度のデータを、制御部43に出力する。
【0055】
制御部43は、図示しないCPU、ROM、RAMを備えている。このCPUは、ROMに記録されたプログラムを読み出して実行することで作動し、その作動の必要に応じてRAMに対して情報の読み出し、書き込みを行う。ROMには、CPUの作動のプログラムに加え、後述する受信レベルの強度の閾値のデータ等が保存されている。またこのCPUは、その作動の必要に応じて局部発振器26、局部発振器27、RFスイッチ12、IFスイッチ18、IFスイッチ21、IFスイッチ34、IFスイッチ37を制御し、またベースバンド処理部44、表示装置45、車速センサ46、シフト検出器47、カーナビゲーション装置48(以下カーナビ48と記す)、および入力装置49と制御情報および情報のやりとりを行う。なお、以降は特に区別しない限り、このCPUの作動を制御部43の作動であるとする。
【0056】
車速センサ46は、車速のパルス信号を検知することによって自車両の走行速度を算出し、算出した速度の情報を制御部43に出力する装置である。
【0057】
シフト検出器47は、自車両のシフト位置(P、R、N、D、L、2等)を検知し、このシフト位置の情報を制御部43に出力する装置である。
【0058】
カーナビ48は、地図情報を有し、また自車両の現在位置情報、走行履歴情報を取得し、自車が地図上のどの位置を走行しているか、あるいは走行していたかを表示し、またこの地図情報、あるいは交通状況の情報から目的地までの最適な経路を探索する装置である。本実施形態においては、カーナビ48は地図情報として、DSRC、ETC、および5.8GHz無線LANのカバーエリアの情報を有している。そしてこのカーナビ48は、自車両の走行履歴および地図情報から、自車両がDSRC、ETC、あるいは5.8GHz無線LANのカバーエリアの近傍にいる、あるいはカバーエリアに入っていることを検知し、検知したときは当該通信システムのカバーエリアの近傍にいる、またはカバーエリアに入っている旨の情報を制御部43に出力する。これは、自車両とカバーエリアからの距離が所定の値(例えば50メートル)より小さいか否かによって判定される。この情報は、自車両と通信システムのカバーエリアとの位置関係を示す情報である。
【0059】
以下、制御部43の作動について説明する。無線通信時においては、制御部43はデータ通信におけるMAC層より上位の層(IP層、TCP層、アプリケーション層等)に関する処理を行う。具体的にはベースバンド処理部44から入力されたデータをIP層やTCP層等のプロトコルに従って加工し、このデータに対してアプリケーション層のプログラムの命令に従う処理を行う。そしてその処理に必要であれば、制御部43はモニタ等の表示装置45に情報を表示し、ボタン、キーボード等の入力装置49から車両のユーザによる情報の入力を受け付け、また車速センサ46、シフト検出器47、カーナビ48から情報を受信する。また制御部43は、処理の必要に応じて送信データを作成し、これをIP層やTCP層等のプロトコルに従って送信用に加工し、この加工されたデータをベースバンド処理部44に出力する。また、制御部43はRFスイッチ12の切り替えを制御することで、無線受信時にはアンテナ11とRF帯BPF13が接続されるようにし、無線送信時にはアンテナ11とRF帯BPF42が接続されるようにする。
【0060】
また、制御部43は、DSRC、ETC、5.8GHz無線LANのうちで車載無線端末10が使用する通信システムの優先度を定め、その優先度に基づいてどの通信システムを用いて通信を行うかを決定し、この決定に基づいて使用する通信システムを切り替える作動を行う。
【0061】
図3〜図5に、上記した作動のための制御部43の処理のフローチャートを示す。このフローチャート中、無線LAN処理、ETC処理、DSRC処理と記されたステップにおいては、上述した制御部43の無線通信時の処理がそれぞれの通信システムについて行われる。なお、この図3〜図5において、無線LANとは5.8GHz無線LANのことである。このフローチャートの処理は、車載無線端末10が起動するとともに始まり、車載無線端末10が停止するまで実行され続ける。
【0062】
以下、このフローチャートに基づいて車載無線端末10の作動を説明する。ステップ103では、制御部43は、カーナビ48から、自車両がETC、DSRC、5.8GHz無線LANのカバーエリアに近傍にいる、あるいはカバーエリアに入っている(すなわち近い)旨の情報が入力されていれば、それを受信する。
【0063】
そしてステップ105では、制御部43は、この受信した情報に基づいて、カーナビ48からETCのカバーエリアに近いとの情報の入力があるか否かを判定する。
【0064】
入力があると判定する場合、すなわちETCのカバーエリアに近いとの情報がカーナビ48から入力されている場合、処理はステップ110に進む。そしてステップ110では、ベースバンド処理部44から受信電波の強度を数値化したデータを受信し、またROMから受信レベルの強度の閾値を読み出し、受信したデータがこの閾値より高いか低いかを判定する。この閾値は、電波の受信強度が通信を行うに十分か否かを判定するための基準である。なお、この受信したデータは、RSSI回路17で生成されたものである。受信したデータが閾値より高くないと判定した場合、処理はステップ103に戻る。
【0065】
受信したデータが閾値より高いと判定した場合、処理はステップ115に進む。ステップ115では、制御部43はIFスイッチ18、21、34、37を制御し、無線信号がDSRC用BPF19を介して受信され、またDSRC用BPF35を介して送信されるようにする。またここで制御部43は、局部発振器26、27を制御し、ETCの1つのチャネルの周波数帯の信号がミキサ15でIF周波数帯の信号にダウンコンバートされ、またIF周波数帯の信号がミキサ38でこのチャネルの周波数帯の信号にアップコンバートされるようにする。すなわちETCのチャネルでの送信・受信ができるように局部発振器の出力する周波数信号の周波数を変更する。そしてさらにこのステップ115で、上記チャネルにおいてETCの路上機とのリンク(データ通信の接続)の確立を試み、この試みが成功するか否かを判定する。
【0066】
リンクが確立した場合、処理はステップ120へ進み、制御部43はETCによる通信処理を行う。そしてこの通信処理が終わると、処理はステップ110の受信強度の判定に戻る。
【0067】
ステップ115でリンクが確立しなかった場合、処理はステップ125へ進み、ステップ110と同様に電波の受信強度が通信を行うに十分か否かを判定する。十分でない場合、処理はステップ103に戻り、十分である場合はステップ130に進む。
【0068】
ステップ130では、制御部43はIFスイッチ18、21、34、37を制御し、無線信号がDSRC用BPF19を介して受信され、またDSRC用BPF35を介して送信されるようにする。またここで制御部43は、局部発振器26、27を制御し、DSRCの1つのチャネルの周波数帯の信号がミキサ15でIF周波数帯の信号にダウンコンバートされ、またIF周波数帯の信号がミキサ38でこのチャネルの周波数帯の信号にアップコンバートされるようにする。すなわちDSRCのチャネルでの送信・受信ができるように局部発振器の出力する周波数信号の周波数を変更する。そしてさらにこのステップ130で、上記チャネルにおいてDSRCの路上機とのリンクの確立を試み、この試みが成功するか否かを判定する。なおこのDSRCのチャネルとは、DSRCに割り当てられたチャネルのうち、ETCで使用しないチャネルのことである。
【0069】
リンクが確立した場合、処理はステップ135へ進み、制御部43はDSRCによる通信処理を行う。そしてこの通信処理が終わると、処理はステップ125の受信強度の判定に戻る。
【0070】
ステップ130でリンクが確立しなかった場合、処理はステップ140へ進み、ステップ110と同様に電波の受信強度が通信を行うに十分か否かを判定する。十分でない場合、処理はステップ103に戻り、十分である場合はステップ145に進む。
【0071】
ステップ145では、制御部43はIFスイッチ18、21、34、37を制御し、無線信号が無線LAN用BPF20を介して受信され、また無線LAN用BPF36を介して送信されるようにする。またここで制御部43は、局部発振器26、27を制御し、5.8GHz無線LANの1つのチャネルの周波数帯の信号がミキサ15でIF周波数帯の信号にダウンコンバートされ、またIF周波数帯の信号がミキサ38でこのチャネルの周波数帯の信号にアップコンバートされるようにする。すなわち5.8GHz無線LANのチャネルでの送信・受信ができるように局部発振器の出力する周波数信号の周波数を変更する。そしてさらにこのステップ130で、上記チャネルにおいて5.8GHz無線LANの路上機とのリンクの確立を試み、この試みが成功するか否かを判定する。
【0072】
リンクが確立した場合、処理はステップ150へ進み、制御部43は5.8GHz無線LANによる通信処理を行う。そしてこの通信処理が終わると、処理はステップ140の受信強度の判定に戻る。
【0073】
ステップ135でリンクが確立しなかった場合、処理はステップ103に戻る。
【0074】
このステップ105から150までの処理によって、自車両がETCのエリアに近いときは、ETCによるリンクの確立を優先的に試み、それが不可能な場合には次にDSRCによるリンクの確立を試み、さらにそれが不可能な場合は5.8GHz無線LANによるリンクの確立を試みる。
【0075】
このように、使用する無線通信方式の優先順位を決定するときに、ETCの優先順位を最も高くしたのは、ETCによる通信の確立の可能性が最も高いからである。このように、制御部43は自車両と通信システムのカバーエリアとの位置関係の情報を取得し、この取得情報に基づいて、使用する無線通信方式の優先度(優先順位)を決定する。
【0076】
またステップ105において、カーナビ48からETCのカバーエリアに近いとの情報の入力がないと判定する場合、すなわち自車両がETCのカバーエリアに近くない場合、処理はステップ155に進む。
【0077】
ステップ155では、制御部43は、ステップ103で受信した情報に基づいて、カーナビ48からDSRCのカバーエリアに近いとの情報の入力があるか否かを判定する。
【0078】
入力があると判定する場合、すなわちETCのカバーエリアに近いとの情報がカーナビ48から入力されている場合、処理はステップ160に進む。
【0079】
ステップ160では、ステップ110と同様に電波の受信強度が通信を行うに十分か否かを判定する。十分でない場合、処理はステップ103に戻り、十分である場合はステップ165に進む。
【0080】
ステップ165では、ステップ130と同様にDSRCのチャネルでの送信・受信ができるようにIFスイッチ18、21、34、37、局部発振器26、および局部発振器27を制御し、上記チャネルにおいてDSRCの路上機とのリンクの確立を試み、この試みが成功するか否かを判定する。
【0081】
DSRCのリンクが確立すると、処理はステップ170に進み、ステップ135と同様のDSRCによる通信処理を行う。そしてこの通信処理が終了すると処理はステップ160に戻る。
【0082】
ステップ165でDSRCのリンクが確立しない場合は、処理はステップ175に進む。
【0083】
ステップ175では、ステップ110と同様に電波の受信強度が通信を行うに十分か否かを判定する。十分でない場合、処理はステップ103に戻り、十分である場合はステップ180に進む。
【0084】
ステップ180では、ステップ115と同様にETCのチャネルでの送信・受信ができるようにIFスイッチ18、21、34、37、局部発振器26、および局部発振器27を制御し、上記チャネルにおいてETCの路上機とのリンクの確立を試み、この試みが成功するか否かを判定する。
【0085】
ETCのリンクが確立すると、処理はステップ185に進み、ステップ120と同様のETCによる通信処理を行う。そしてこの通信処理が終了すると処理はステップ175に戻る。
【0086】
ステップ180でETCのリンクが確立しない場合は、処理はステップ190に進む。
【0087】
ステップ190では、ステップ110と同様に電波の受信強度が通信を行うに十分か否かを判定する。十分でない場合、処理はステップ103に戻り、十分である場合はステップ195に進む。
【0088】
ステップ195では、ステップ145と同様に5.8GHz無線LANのチャネルでの送信・受信ができるようにIFスイッチ18、21、34、37、局部発振器26、および局部発振器27を制御し、上記チャネルにおいて5.8GHz無線LANの路上機とのリンクの確立を試み、この試みが成功するか否かを判定する。
【0089】
5.8GHz無線LANのリンクが確立すると、処理はステップ200に進み、ステップ150と同様の5.8GHz無線LANによる通信処理を行う。そしてこの通信処理が終了すると処理はステップ190に戻る。
【0090】
ステップ195でETCのリンクが確立しない場合は、処理はステップ103に戻る。
【0091】
このステップ155から200までの処理によって、自車両がDSRCのエリアに近いときは、DSRCによるリンクの確立を優先的に試み、それが不可能な場合には次にETCによるリンクの確立を試み、さらにそれが不可能な場合は5.8GHz無線LANによるリンクの確立を試みる。
【0092】
このように、使用する無線通信方式の優先順位を決定するときに、DSRCの優先順位を最も高くしたのは、DSRCによる通信の確立の可能性が最も高いからである。また、5.8GHz無線LANよりもETCの優先順位が高いのは、通信の確立の可能性の低い5.8GHz無線LANのリンクの確立の試みを行う間に、自車両がETCのサービスエリアを通過してしまい、ETCによる料金支払いの機会を逃してしまう可能性を排除するためである。
【0093】
このように、制御部43は自車両と通信システムのカバーエリアとの位置関係の情報を取得し、この取得情報に基づいて、使用する無線通信方式の優先度(優先順位)を決定する。
【0094】
ステップ155で、カーナビ48からDSRCのカバーエリアに近いとの情報の入力がないと判定する場合、すなわち自車両がDSRCのカバーエリアに近くない場合、処理はステップ205(図4)に進む。
【0095】
ステップ205では、制御部43は、ステップ103で受信した情報に基づいて、カーナビ48から5.8GHz無線LANのカバーエリアに近いとの情報の入力があるか否かを判定する。
【0096】
入力があると判定する場合、すなわち5.8GHz無線LANのカバーエリアに近いとの情報がカーナビ48から入力されている場合、処理はステップ210に進む。
【0097】
ステップ210では、ステップ110と同様に電波の受信強度が通信を行うに十分か否かを判定する。十分でない場合、処理はステップ103に戻り、十分である場合はステップ215に進む。
【0098】
ステップ215では、ステップ145と同様に5.8GHz無線LANにおける送信・受信ができるようにするための制御処理および5.8GHz無線LANの路上機とのリンクの確立を試み、この試みが成功するか否かを判定する。
【0099】
5.8GHz無線LANのリンクが確立すると、処理はステップ220に進み、ステップ150と同様の5.8GHz無線LANによる通信処理を行う。そしてこの通信処理が終了すると処理はステップ210に戻る。
【0100】
ステップ215で5.8GHz無線LANのリンクが確立しない場合は、処理はステップ225に進む。
【0101】
ステップ225では、ステップ110と同様に電波の受信強度が通信を行うに十分か否かを判定する。十分でない場合、処理はステップ103に戻り、十分である場合はステップ230に進む。
【0102】
ステップ230では、ステップ115と同様にETCにおける送信・受信ができるようにするための制御処理およびETCの路上機とのリンクの確立を試み、この試みが成功するか否かを判定する。
【0103】
ETCのリンクが確立すると、処理はステップ235に進み、ステップ120と同様のETCによる通信処理を行う。そしてこの通信処理が終了すると処理はステップ225に戻る。
【0104】
ステップ230でETCのリンクが確立しない場合は、処理はステップ240に進む。
【0105】
ステップ240では、ステップ110と同様に電波の受信強度が通信を行うに十分か否かを判定する。十分でない場合、処理はステップ103に戻り、十分である場合はステップ245に進む。
【0106】
ステップ245では、ステップ130と同様にDSRCにおける送信・受信ができるようにするための制御処理およびDSRCの路上機とのリンクの確立を試み、この試みが成功するか否かを判定する。
【0107】
DSRCのリンクが確立すると、処理はステップ250に進み、ステップ135と同様のDSRCによる通信処理を行う。そしてこの通信処理が終了すると処理はステップ240に戻る。
【0108】
ステップ245でETCのリンクが確立しない場合は、処理はステップ103に戻る。
【0109】
このように、使用する無線通信方式の優先順位を決定するときに、5.8GHz無線LANの優先順位を最も高くしたのは、5.8GHz無線LANによる通信の確立の可能性が最も高いからである。また、DSRCよりもETCの優先順位が高いのは、通信の確立の可能性の低いDSRCのリンクの確立の試みを行う間に、自車両がETCのサービスエリアを通過してしまい、ETCによる料金支払いの機会を逃してしまう可能性を排除するためである。
【0110】
このように、制御部43は自車両と通信システムのカバーエリアとの位置関係の情報を取得し、この取得情報に基づいて、使用する無線通信方式の優先度(優先順位)を決定する。
【0111】
ステップ205で、カーナビ48から5.8GHz無線LANのカバーエリアに近いとの情報の入力がないと判定する場合、すなわち自車両が5.8GHz無線LANのカバーエリアに近くない場合、処理はステップ251に進む。
【0112】
ステップ251では、制御部43は、車速センサ46から入力される自車の走行速度のデータを受信する。そしてステップ253では、この走行速度が、車両が停止していると言える程度の速度(例えば0.01km/h以下)より大きいか否かを判定する。すなわち車両が走行しているか停止しているかを判定する。
【0113】
走行していると判定する場合、処理はステップ255に進む。ステップ255からステップ295までの処理は、先述したステップ110からステップ150までの処理の説明において、ステップ255→ステップ110、ステップ260→ステップ115、ステップ265→ステップ120、ステップ270→ステップ125、ステップ275→ステップ130、ステップ280→ステップ135、ステップ285→ステップ140、ステップ290→ステップ145、ステップ295→ステップ150、との読み替えを行ったものと同等である。
【0114】
このように、使用する無線通信方式の優先順位を決定するときに、ETCの優先順位を最も高くしたのは、通信の確立の可能性の低いDSRCや5.8GHz無線LANのリンクの確立の試みを行う間に、自車両がETCのサービスエリアを通過してしまい、ETCによる料金支払いの機会を逃してしまう可能性を排除するためである。
【0115】
このように、制御部43は自車両の走行速度の情報を取得し、この取得情報に基づいて、使用する無線通信方式の優先度(優先順位)を決定する。
【0116】
ステップ253で、車両が停止していると判定する場合、処理はステップ300(図5)に進む。
【0117】
ステップ300では、ステップ110と同様に電波の受信強度が通信を行うに十分か否かを判定する。十分でない場合、処理はステップ103に戻り、十分である場合はステップ305に進む。
【0118】
ステップ305では、ステップ145と同様に5.8GHz無線LANにおける送信・受信ができるようにするための制御処理および5.8GHz無線LANの路上機とのリンクの確立を試み、この試みが成功するか否かを判定する。
【0119】
5.8GHz無線LANのリンクが確立すると、処理はステップ310に進み、ステップ150と同様の5.8GHz無線LANによる通信処理を行う。そしてこの通信処理が終了すると処理はステップ300に戻る。
【0120】
ステップ305で5.8GHz無線LANのリンクが確立しない場合は、処理はステップ315に進む。
【0121】
ステップ315では、ステップ110と同様に電波の受信強度が通信を行うに十分か否かを判定する。十分でない場合、処理はステップ103に戻り、十分である場合はステップ320に進む。
【0122】
ステップ320では、ステップ130と同様にDSRCにおける送信・受信ができるようにするための制御処理およびDSRCの路上機とのリンクの確立を試み、この試みが成功するか否かを判定する。
【0123】
DSRCのリンクが確立すると、処理はステップ325に進み、ステップ135と同様のDSRCによる通信処理を行う。そしてこの通信処理が終了すると処理はステップ315に戻る。
【0124】
ステップ320でDSRCのリンクが確立しない場合は、処理はステップ330に進む。
【0125】
ステップ330では、ステップ110と同様に電波の受信強度が通信を行うに十分か否かを判定する。十分でない場合、処理はステップ103に戻り、十分である場合はステップ335に進む。
【0126】
ステップ335では、ステップ115と同様にETCにおける送信・受信ができるようにするための制御処理およびETCの路上機とのリンクの確立を試み、この試みが成功するか否かを判定する。
【0127】
ETCのリンクが確立すると、処理はステップ340に進み、ステップ120と同様のETCによる通信処理を行う。そしてこの通信処理が終了すると処理はステップ330に戻る。
【0128】
ステップ335でETCのリンクが確立しない場合は、処理はステップ103に戻る。
【0129】
このように、使用する無線通信方式の優先順位を決定するときに、ETCの優先順位を最も低くしたのは、自車両が停止しているため、他の通信システムの確立を試みている時にETCの料金支払いの機会を逃す可能性がないからである。また、また、DSRCよりも5.8GHz無線LANの優先順位が高いのは、5.8GHz無線LANは、車両が停止しているときには伝送速度を最大54Mbpsにでき、DSRCより遙かに高速なデータ通信を行えるので、切り替える通信システムとしてDSRCより好ましい選択肢だからである。
【0130】
このように、制御部43は自車両の走行速度の情報を取得し、この取得情報に基づいて、使用する無線通信方式の優先度(優先順位)を決定する。
【0131】
以上のような車載無線端末10の作動により、制御部43がカーナビ48から自車両と各通信システム(ETC、DSRC、5.8GHz無線LAN)のカバーエリアとの位置関係の情報を取得し、また、車速センサ46から自車両の走行速度の情報を取得する。また制御部43が、これらの取得情報に基づいて、使用する通信システムの優先度(優先順位)を決定し、この優先度に基づいて使用する通信方式を切り替えて通信を行うので、同一周波数帯を利用する複数の通信システムの使用を切り替えることのできる車載無線端末が、自車両の状態に応じた無線通信方式の優先度に基づいて通信できるようになる。
【0132】
また、同じ周波数帯域で複数の無線通信方式を切り替えて通信を行うことができるので、それぞれの通信方式において用いるハードウェアの多くの部分を共用することができる。具体的には、RF帯BPF13、42、局部発振器26、27、等を共用することができる。したがって、車載無線端末のハードウェア構成を簡素化することができる。
【0133】
なお、本実施形態において、図3の制御部43のステップ103の処理はエリア情報取得手段を、ステップ251の処理は走行状態情報取得手段を構成する。
【0134】
また、ステップ105、155、205、および253の制御部43の処理が優先度決定手段を構成する。
【0135】
また、ステップ115、120、130、135、145、150の処理、およびこれと同等の処理が、優先度に基づいて使用する通信方式を切り替えて通信を行う通信手段を構成する。
【0136】
なお、本実施形態においては、車載無線端末10が使用する無線通信方式(通信システム)は全て同じ周波数帯域のものであったが、同じである必要はない。すなわち、車載無線端末が使用周波数帯域の異なる無線通信方式を切り替えることができるようになっていてもよい。
【0137】
また、車載無線端末10において使用可能な通信システムは、ETC、DSRC、5.8GHz無線LANに限る必要はない。例えば、VICS(Vehicle Information and Communication System)が使用可能になっていてもよい。
【0138】
また、ステップ251では、制御部43は、車速センサ46から入力される自車の走行速度のデータを受信し、ステップ253では、この走行速度のデータに基づいて、自車両が走行しているか停止しているかを判定するようになっているが、このように自車両の走行・停止の判定が車速センサに基づく必要はない。例えば他の例として、ステップ251では、制御部43は、シフト検出器47から自車両のシフト位置の情報を受信し、ステップ253では、このシフト位置の情報が、シフト位置がPであることを示しているか否かを判定し、Pでなければステップ255に進み、Pであればステップ300に進むようになっていてもよい。また車載無線端末10が自ら車速を検知する装置を備え、それによって自車両の走行速度を検知するようになっていてもよい。
【0139】
また、カーナビ48が自車両がカバーエリアに近い旨の情報を制御部43に出力するようになっているが、カーナビ48は自車から近隣のカバーエリアまでの距離の情報を出力し、制御部43はそれを受信して、自己でこれらのカバーエリアに近いか否かを判定するようになっていてもよい。また、車載無線端末10が自車両の位置情報を取得し、また地図情報を有することで、自車両がカバーエリアに近いか否かの情報を取得するようになっていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係る車載無線端末10およびその周辺の装置の構成を示すブロック図である。
【図2】路車間通信システムの概略図である。
【図3】無線通信のための制御部43の処理のフローチャートである。
【図4】無線通信のための制御部43の処理のフローチャートである。
【図5】無線通信のための制御部43の処理のフローチャートである。
【符号の説明】
10…車載無線端末、11…アンテナ、12…RFスイッチ、
13…RF帯BPF、14…LNA、15…ミキサ、16…分配器、
17…RSSI回路、18、21、34、37…IFスイッチ、
19、35…DSRC用BPF、20、36…無線LAN用BPF、
22、33…AGCアンプ、23…直交復調器、24…A/D変換器、
25、29、39…発振器用BPF、26、27、30…局部発振器、
28…分配機、31…D/A変換器、32…直交変調器、38…ミキサ、
40、42…RF帯BPF、41…RFパワーアンプ、43…制御部、
44…ベースバンド処理部、45…表示装置、46…車速センサ、
47…シフト、48…カーナビ、49…入力装置。
Claims (10)
- 複数の無線通信方式を切り替えて使用することのできる車載無線端末であって、
自車両と前記複数の無線通信方式のカバーエリアとの位置関係の情報を取得するエリア情報取得手段と、
前記エリア情報取得手段の取得情報に基づいて、前記複数の無線通信方式の使用の優先度を決定する優先度決定手段と、
前記優先度に基づいて使用する通信方式を切り替えて通信を行う通信手段と、を備えた車載無線端末。 - 少なくともETCを含む複数の無線通信方式を切り替えて使用することのできる車載無線端末であって、
前記エリア情報取得手段は、自車両がETCのカバーエリアに近いという情報を取得し、
前記優先度決定手段は、前記エリア情報取得手段が自車両がETCのカバーエリアに近いという情報を取得することに基づいて、使用する無線通信方式としてETCを前記複数の無線通信方式のうちの他のものより優先とすることを特徴とする請求項1に記載の車載無線端末。 - 少なくともDSRCを含む複数の無線通信方式を切り替えて使用することのできる車載無線端末であって、
前記エリア情報取得手段は、自車両がDSRCのカバーエリアに近いという情報を取得し、
前記優先度決定手段は、前記エリア情報取得手段が自車両がDSRCのカバーエリアに近いという情報を取得することに基づいて、使用する無線通信方式としてDSRCを前記複数の無線通信方式のうちの他のものより優先とすることを特徴とする請求項1または2に記載の車載無線端末。 - 少なくとも無線LANを含む複数の無線通信方式を切り替えて使用することのできる車載無線端末であって、
前記エリア情報取得手段は、自車両が無線LANのカバーエリアに近いという情報を取得し、
前記優先度決定手段は、前記エリア情報取得手段が自車両が無線LANのカバーエリアに近いという情報を取得することに基づいて、使用する無線通信方式として無線LANを前記複数の無線通信方式のうちの他のものより優先とすることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の車載無線端末。 - 複数の無線通信方式を切り替えて使用することのできる車載無線端末であって、
自車両の走行状態の情報を取得する走行状態情報取得手段と、
前記走行状態情報取得手段の取得情報に基づいて、前記複数の無線通信方式の使用の優先度を決定する優先度決定手段と、
前記優先度に基づいて使用する通信方式を切り替えて通信を行う通信手段と、を備えた車載無線端末。 - 前記走行状態情報取得手段は、自車両の走行状態として、自車両が走行しているか否かの情報を取得することを特徴とする請求項5に記載の車載無線端末。
- 少なくともETCを含む複数の無線通信方式を切り替えて使用することのできる車載無線端末であって、
前記優先度決定手段は、前記走行状態情報取得手段が自車両が走行しているという情報を取得することに基づいて、使用する無線通信方式としてETCを前記複数の無線通信方式のうちの他のものより優先とすることを特徴とする請求項6に記載の車載無線端末。 - 前記切り替えることのできる無線通信方式は、利用する周波数帯域が同じものであることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1つに記載の車載無線端末。
- 前記通信手段は、前記優先度の高い通信方式から順に接続を試み、前記接続に成功するとその通信方式で通信を行うことを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1つに記載の車載無線端末。
- 前記複数の無線通信方式のカバーエリアは、離散的に配置されていることを特徴とする請求項1ないし9のいずれか1つに記載の車載無線端末。
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