JP2005236836A - 位置検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複局方式を用いた移動通信システムにおいて、電波干渉の影響を受けにくく、位置検出用の支援システムを別途設けず、基地局にて移動局位置を検出する方法を提供すること。
【解決手段】基地局は、各々が無線ゾーンを形成する複数のアンテナ９と、各アンテナ９の受信信号から検波データ列を得る無線部８と、各検波データ列の誤り記号数を得るＦＥＣ復号部６と、アンテナ９と無線部８とＦＥＣ復号部６とで構成される複数の系統から誤り記号数が最小の系統を選択する系統選択部１４と、選択結果に従い１つ系統のデータを選択し出力する出力切替部１５と、選択結果計数部１３と、車載局位置判定部１２とを有し、選択結果計数部１３で各系統の選択回数を所定時間累積し、車載局位置判定部１２で各系統の選択回数累積値２６を比較して受信品質の最も良い系統を判定し、その系統の無線ゾーンに移動局が位置することを検出する。
【選択図】図２

Description

本発明は、複局方式を用いる移動通信システムにおいて、基地局で移動局の位置を検出する方法に関する。

基地局にそれぞれが無線ゾーンを形成する複数のアンテナ配置して同一周波数で同じデータをほぼ同時に送信あるいは受信して通信エリアを拡張形成するいわゆる複局方式を用いる移動通信システムは、移動局がゾーン間を移動する際に周波数チャネルを切り替える必要がない、アンテナの配置によってはビルや近傍大型車両などによる電波の遮蔽を回避できるなどの利点を有している。この利点から、近年、高速走行車両への大容量情報ダウンロードや走行支援道路システム（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｃｒｕｉｓｅ−Ａｓｓｉｓｔ Ｈｉｇｈｗａｙ Ｓｙｓｔｅｍ）などの実現に向けて、複局方式を用いた路車間通信システムなども検討されている（例えば、非特許文献１）。

移動通信システムでは、移動局の位置に応じて、基地局から移動局に適切な情報を送ることが望ましい場合が多い。例えば、路車間通信システムでは、車載局の走行方向前方の道路状況など、車載局の位置や走行方向に適した情報のみが車載局で受け取られることが望ましい。従って、基地局において通信相手である車載局の位置を知る必要がある。従来、複局方式を用いて長いあるいは広い通信エリアをカバーする路車間通信システムでは、各路側アンテナでの信号の受信レベルを基に車載局の位置を検出する方法や、レーダーや音響センサー等から構成される車載局位置検出用の支援システムを別途設けて車載局の位置を検出する方法（例えば、特許文献１）が用いられていた。
特開２０００−４４６８号公報 H.Takai et al., "A DSRC System Proposal Extended From ARIB STD-T75 using Distributed Antenna and PSK-VP Scheme," ITST2002, pp.239-244, Nov.2002

しかしながら、移動体通信では、電波の干渉やマルチパスの存在下では、移動局の位置する無線ゾーンより他の無線ゾーンの受信レベルが大きくなる場合があり、受信レベルだけでは、移動局の位置を正しく判断できない。また、特許文献１に示された位置検出方法では、レーダーや音響センサー等から構成される車載局位置検出用の支援システムを別途基地局に整備するため、基地局の構成が複雑になるとともにコストが高くなるという問題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、複局方式を用いた移動通信システムにおいて、電波の干渉やマルチパスの影響を受けにくく、位置検出用の支援システムを別途必要とせず、安価に移動局の位置を検出する方法を提供するものである。

前記従来の課題を解決するために、第１の発明の位置検出方法は、基地局において、移動局から送信された誤り検出可能な符号化データ列を含むパケットデータで変調された信号を、それぞれが無線ゾーンを形成する複数のアンテナで受信し、各前記アンテナで受信した信号を検波手段により検波して複数の検波データ列を求め、各前記検波データ列について、誤り検出手段により誤り記号数または誤りの有無を検出し、前記アンテナと前記検波手段と前記誤り検出手段とによって構成される複数の系統のうちから、前記誤り記号数が最小となる系統または誤りの無い系統を、系統選択手段により選択して系統選択結果を出力し、前記系統選択結果に基に前記複数系統の検波データ列のうちから１つを、出力生成手段により選択して出力するとともに、前記系統選択結果を基に所定時間内の各系統の選択回数を選択結果計数手段により累積して各系統の選択回数累積値を出力し、前記各系統の選択回数累積値を、位置判定手段により比較して前記移動局がどの系統の無線ゾーンに位置しているかを検出するものである。

上記のような第１の発明によれば、各系統の誤り記号数または誤りの有無に基づく系統選択結果から受信品質の最も良い系統を判定し、その系統の無線ゾーンに移動局が位置することを検出するので、電波の干渉やマルチパスの影響を受けにくく、位置検出用の支援システムを別途設けずに、安価に移動局の位置を検出できる。さらに、上記のような第１の発明によれば、通信中の復号データを処理しながら位置検出を行うので、リアルタイムな位置検出ができる。

第２の発明の位置検出方法は、第１の発明において、パケットデータは、誤り検出可能な符号化データ列で構成されたブロックを複数個含み、誤り検出手段は、前記ブロック毎に各系統の検波データ列の誤り記号数または誤りの有無を求め、系統選択手段は、複数系統のいずれかを前記ブロック毎に選択し、前記選択結果計数手段は、前記ブロック毎の系統選択結果を基に、各系統の選択回数を複数ブロックに渡り所定時間累積することを特徴とする。

上記のような第２の発明によれば、複数回の系統選択結果を基に受信品質の最も良い系統を検出するので、瞬時的に移動局が位置する無線ゾーンを形成する系統と他の系統との誤り検出結果が一致し他の系統が選択されるようなことがあっても正しい位置検出ができるため、第１の発明の効果に加えて、位置検出の信頼性を向上させることができる。

第３の発明の位置検出方法は、基地局において、移動局から送信された誤り検出可能な符号化データ列を含むパケットデータで変調された信号を、それぞれが無線ゾーンを形成する複数のアンテナで受信し、各前記アンテナで受信した信号を検波手段により検波して複数の検波データ列を求め、各前記検波データ列について、誤り検出手段により誤り記号数または誤りの有無を検出して誤り検出結果として出力し、前記アンテナと前記検波手段と前記誤り検出手段とによって構成される複数の系統のうちから、前記誤り記号数が最小となる系統または誤りの無い系統を、系統選択手段により選択して系統選択結果を出力し、前記系統選択結果に基に前記複数系統の検波データ列のうちから１つを、出力生成手段により選択して出力するとともに、前記誤り検出結果を基に所定時間内の各系統の前記誤り記号数または前記誤りの有または無の回数を誤り数計数手段により累積して各系統の誤り数累積値を出力し、前記各系統の誤り数累積値を、位置判定手段により比較して前記移動局がどの系統の無線ゾーンに位置しているかを検出するものである。

上記のような第３の発明によれば、系統選択結果によらず各系統の誤り記号数または誤りの有／無の回数の累積値に基づき受信品質の最も良い系統を検出し、その系統の無線ゾーンに移動局が位置することを検出できるため、電波の干渉やマルチパスの影響を受けにくく、位置検出用の支援システムを別途設けずに、安価に移動局の位置を検出できる。さらに、上記のような第３の発明によれば、通信中の復号データを処理しながら位置検出を行うので、リアルタイムな位置検出ができる。さらに、系統選択結果によらず各系統の誤り記号数または誤りの有／無の回数の累積値を比較して受信品質の最も良い系統を検出するので、瞬時的に移動局が位置する無線ゾーンを形成する系統と他の系統との誤り検出結果が一致し他の系統が選択されるようなことがあっても正しい位置検出ができるため、位置検出の信頼性を向上させることができる。

第４の発明の位置検出方法は、第３の発明において、パケットデータは、誤り検出可能な符号化データ列で構成されたブロックを複数個含み、誤り検出手段は、前記ブロック毎に各系統の検波データ列の誤り記号数または誤りの有無を求めて誤り検出結果として出力し、前記誤り数計数手段は、前記ブロック毎の前記誤り検出結果を基に、各系統の前記誤り記号数または前記誤りの有または無の回数を複数ブロックに渡り所定時間累積することを特徴とする。

上記のような第４の発明によれば、複数ブロックに渡る各系統の前記誤り記号数または前記誤りの有または無の回数の累積値を基に受信品質の最も良い系統を検出するので、移動局が位置する無線ゾーンを形成する系統と他の系統との誤り記号数や誤りの有無が瞬時的に一致することがあっても正しい位置検出ができるため、第３の発明の効果に加えて、位置検出の信頼性を向上させることができる。

第５の発明の位置検出方法は、第１の発明において、系統選択手段は、所定の優先度を設けて、誤り記号数が最小または誤り無しとなる系統が複数存在する場合に、前記所定の優先度が最も高い系統を選択するものである。

上記のような第５の発明によれば、移動局が存在する無線ゾーンから遠く離れた極端に品質が劣悪な無線ゾーンを形成する系統で誤り検出能力を超えるビット誤りが生じ、誤ってその系統を選択するというような誤選択の発生確率を低減して系統選択の信頼性を向上できるので、第１の発明の効果に加えて、系統選択結果に基づく本発明の位置検出方法の信頼性を向上させることができる。

第６の発明の位置検出方法は、第１の発明において、選択結果計数手段は、同じ移動局から所定時間内に送信された複数パケットデータについて、各系統の選択回数を累積することを特徴とする。上記のような第６の発明によれば、複数回の系統選択結果を基に平均的に受信品質の最も良い系統を検出するので、移動局が位置する無線ゾーンを形成する系統と他の系統との誤り検出結果が瞬時的に一致することがあっても正しい位置検出ができるため、第１の発明の効果に加えて、位置検出の信頼性を向上させることができる。

第７の発明の位置検出方法は、第３の発明において、誤り数計数手段は、同じ移動局から所定時間内に送信された複数パケットデータについて、各系統の誤り記号数または誤りの有または誤りの無の回数を累積することを特徴とする。本発明の方法によれば、複数回の誤り検出結果を基に平均的に受信品質の最も良い系統を検出するので、瞬時的に移動局が位置する無線ゾーンを形成する系統と他の系統との誤り検出結果が一致することがあっても正しい位置検出ができるができるため、第３の発明の効果に加えて、位置検出の信頼性を向上させることができる。

本発明の方法によれば、誤り検出結果に基づく系統選択結果または各系統の誤り検出結果に基づき、受信品質の最も良い系統を判定して、その系統の無線ゾーンに移動局が位置することを検出するので、電波の干渉やマルチパスの影響を受けにくく、位置検出用の支援システムを別途設けず、安価に移動局の位置を検出できる。

以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の位置検出方法が適用される複局方式を用いた路車間通信システムの構成を示す概念図である。図１において、１は基地局、１０は通信制御局、１１ａ〜１１ｎは無線基地局、２は車載局である。そして、図２は本発明の実施の形態１における基地局１の位置検出方法に関わる要部構成を示すブロック図、図３は車載局２から基地局１へバースト状に伝送されるパケットデータの構成図である。図２において、９ａ〜９ｎはアンテナ、８ａ〜８ｎは無線部、６ａ〜６ｎはＦＥＣ復号部、１２は車載局位置判定部、１３は選択結果計数部、１４は系統選択部、１５は出力切替部、１６はデータ処理部である。図３において、７１はユニークワード、７２ａ〜７２ｊはブロックである。

以下、図１、図２、図３を用いて、本発明の位置検出方法が適用される実施の形態１の路車間通信システムの動作について説明する。図１の路車間通信システムは、通信制御局１０に道路に沿って配置した複数の無線基地局１１ａ〜１１ｎが接続して構成される基地局１と、車載局２との間で通信を行うものである。無線基地局１１ａ〜１１ｎと通信制御部１０は例えば光ファイバーなどにより接続されている。各無線基地局１１ａ〜１１ｎは、各々無線ゾーンａ〜無線ゾーンｎを形成している。

下り回線（基地局から車載局）において、基地局１は、複数の無線基地局１１ａ〜１１ｎから、同一データを同一周波数の電波で各々無線ゾーンａ〜無線ゾーンｎに向けてほぼ同時に送信する、いわゆる複局同時送信を行う。

一方、上り回線（車載局から基地局）において、図２に示した各無線基地局のアンテナ９ａ〜９ｎは、車載局２から放射された電波をそれぞれ受信し、変調信号２０ａ〜２０ｎを無線部８ａ〜８ｎに出力する。変調信号２０は、図３に示すデータで変調されている。すなわち、変調信号２０を変調しているデータは、ユニークワード７１とｊ個（ｊは１以上の整数）のブロック７２ａ〜７２ｊとからなるパケットを単位とした構造を有している。ユニークワード７１は、有効なデータ列の先頭を検出するためのデータである。ブロック７２ａ〜７２ｊは、例えば、ｋビットの情報データと２ｍビットの冗長データ（検査ビット）を並べて構成される、２ビット誤り訂正可能な２元ＢＣＨ符号で符号化されたデータである。ここで、ｎ、ｋ、ｍはそれぞれ整数であり、ｎ＝ｋ＋２ｍの関係にある。なお、誤り訂正符号として、３ビット以上の訂正が可能な符号を用いることももちろん可能である。なお、本実施の形態では、上記（ｋ×ｊ）ビットの情報データの一部には通信相手である車載局を特定するための車載局ＩＤ番号情報が含まれるものとする。

無線部８ａ〜８ｎおよびＦＥＣ復号部６ａ〜６ｎは、アンテナ９ａ〜９ｎに対応して設けられている。アンテナ９ａ〜９ｎと、無線部８ａ〜８ｎと、ＦＥＣ復号部６ａ〜６ｎとによって、変調信号２０ａ〜２０ｎを処理する複数の系統が構成される。

変調信号２０ａ〜２０ｎは各系統でそれぞれ同じ処理を受ける。無線部８ａ〜８ｎは、それぞれ、変調信号２０ａ〜２０ｎを検波し、検波データ列２１ａ〜２１ｎを出力する。ＦＥＣ復号部６ａ〜６ｎは、それぞれ、検波データ列２１ａ〜２１ｎに対して、先ずユニークワード７１が含まれているか否かを調べ、ユニークワード７１が検出できた系統では誤り検出と誤り訂正とを行って、誤り記号数２２ａ〜２２ｎと誤り訂正後の復号データ列２３ａ〜２３ｎとを出力する。また、ユニークワード７１が検出できなかった場合、無効な系統としてＦＥＣ復号部６は、復号データ列２３を出力せず、誤り記号数２２を最大の値として出力する。検波データ列２１ａ〜２１ｎは、上述したように、２ビット誤り訂正ＢＣＨ符号で符号化されているので、誤り記号数２２ａ〜２２ｎは、それぞれ、誤りなし、１ビット誤り、２ビット誤り、または、３ビット以上の誤りのいずれかの値をとる。

系統選択部１４は、ブロック毎に、各系統の誤り記号数２２ａ〜２２ｎを比較して誤り記号数の最も小さい系統を選択し、その結果を選択結果２４として出力する。選択結果２４は、出力切替部１５と選択結果計数部１３とに供給される。

出力切替部１５は、選択結果２４に従い、復号データ列２３ａ〜２３ｎのうちから１つの復号データ列を選択し、その結果を出力データ列２５として出力する。このようにして、基地局１では、複数の系統で得られた検波データ列のうち最も受信品質の良いものを選択する。

一方、選択結果計数部１３は、選択結果２４を基に、各系統が所定時間内にそれぞれ何回選択されたかを累積カウントして、各系統の選択回数累積値２６ａ〜２６ｎを出力する。本実施の形態では、選択結果計数部１３は、所定時間を図３に示したパケット１個分の処理時間として累積カウントを行う。

車載局位置判定部１２は、各系統の選択回数累積値２６ａ〜２６ｎを比較して、選択回数累積値が最大となる系統が形成する無線ゾーンに通信相手の車載局が位置していると判定し、車載局位置判定結果２７を出力する。

データ処理部１６では、出力データ列２５に含まれる車載局ＩＤ番号を識別するとともに車載局位置判定結果２７を受信して、識別したＩＤ番号の車載局が車載局位置判定結果２７の示す無線ゾーンに位置していることを検出する。

一般に、各系統の受信品質は、主に車載局と各無線基地局１１ａ〜１１ｎとの間の伝搬距離とアンテナの指向性とによって定まる伝送損失に大きく影響される。各無線基地局１１ａ〜１１ｎの形成する無線ゾーンは、この伝送損失を考慮して各々その無線ゾーン内に位置する車載局と基地局の間で所要の受信品質が得られるように設計されており、車載局が位置する無線ゾーンから離れた無線ゾーンを形成する系統ほど受信品質が悪く、車載局が位置する無線ゾーンを形成する系統が最も良い品質が得られる。

従って、本実施の形態の位置検出方法によれば、各系統の検波データ列の誤り記号数に基づいて、最も受信品質の良いと考えられる系統をブロック毎に選択しながら、所定時間内の各系統の累積選択回数を比較することにより、所定時間内の最良の受信品質を有する系統を判定して、その判定結果からどの無線ゾーンに通信相手の車載局が位置するかが検出できる。従って、受信信号のレベルに依存した位置検出方法に比べて電波の干渉やマルチパスの影響を受けにくく、車載局の位置を検出するためのレーダーや音響センサー等で構成される車載局位置検出用の支援システムを別途必要とせず、安価に通信相手である車載局の位置を検出できる。さらに、本実施の形態の位置検出方法によれば、制御チャネルや通信チャネルの区別なく、通信中の復号データを処理しながら位置検出を行うので、リアルタイムな位置検出ができる。

なお、上記実施の形態１では、車載局から伝送されるパケットデータのブロック７２ａ〜７２ｊは、図３のように誤り検出に加えて、誤り訂正まで可能な２元ＢＣＨ符号で符号化されたブロック構成としたが、図４のように、情報データ列８１と、ＣＲＣ符号やパリティ符号など情報データ列８１中のビット誤りを検出するためのビット誤り検出符号８２とで構成した場合にも、本発明の位置検出方法は適用可能である。図４のデータ構成の場合、ＦＥＣ復号部６ａ〜６ｎは、それぞれ、情報データ８２を抽出して復号データとし、誤り記号数の代わりにビット誤りの有無を誤り検出結果として出力する。そして、系統選択部１４は誤り検出結果を基にビット誤りの無かった系統を選択し、選択結果２４を出力する。

なお、上記の実施の形態において、選択結果計数部１３で各系統が何回選択されたかを累積カウントする所定時間（以下、累積カウント時間と呼ぶ）は、図３に示したパケット１個分の処理時間、すなわちｊ回の選択を行う時間としたが、累積カウント時間は、この限りではなく、例えば、ｊ回より少ないｉ回の選択を行う時間とすることも可能である。例えば、ｉ＝１とすることも可能である。ｉ＝１とすれば、累積カウントの必要がないため、選択結果計数部１３を設けず、選択結果２４を直接車載局位置判定部１２に入力して車載局位置の検出が行えるため、通信制御局１０の回路規模を縮小できる。

但し、ブロック７２ａ〜７２ｊを本実施の形態のように冗長度の低い誤り訂正符号を用いて構成した場合、車載局が実際に位置するゾーン（図１の場合、無線ゾーンｂと無線ゾーンｃ）から遠く離れたゾーン（図１の場合、無線ゾーンｎなど）を形成する系統では、受信品質が悪すぎて誤り訂正符号の訂正能力を越える誤りの発生により、誤って誤り記号数を少なく算出してしまい、その結果系統選択部１４で誤って系統を選択してしまう（以下、誤選択と呼ぶ）ことも稀に起こり得る。また、図３、図４におけるブロック７２ａ〜７２ｊのビット長ｎが短い場合には、ブロック７２ａ〜７２ｊのうちの１つだけの誤り記号数や誤りの有無を比較すると、車載局が実際に位置するゾーンの近傍ゾーン（図１の場合、無線ゾーンａ）を形成する系統でも、無線ゾーンｂおよび無線ゾーンｃを形成する系統と同じになる場合も有り得る。このような場合に、車載局が実際に位置するゾーンの近傍のゾーンを形成する系統を選択してしまう（以下、近傍選択と呼ぶ）ことも起こり得る。累積カウント時間を極端に短くすると、上述した誤選択や近傍選択が生じると、車載局検出位置を誤ってしまう。

従って、累積カウント時間は、無線ゾーンの大きさに対して車載局の移動距離が十分小さい範囲内で、ある程度長い方が望ましい。ある程度長い時間にわたる平均した受信品質は、一般に車載局が実際に位置するゾーンを形成している系統の方が他の系統に比べて良い。したがって、ブロック７２ａ〜７２ｊに冗長度の低い誤り訂正符号を用いたり、ブロック７２ａ〜７２ｊのビット長ｎが短い場合には、ある程度の長さの累積カウント時間を設けて複数のブロックの系統選択結果を基に車載局位置を判定することにより、上述の誤選択や近傍選択の影響を回避でき、より確実に車載局位置を検出することができる。

なお、誤り記号数が最小となる系統が複数存在した場合の系統選択部１４における系統選択方法については、ランダムに選択することも可能であるが、予め優先順位を設けて選択することが望ましい。例えば、特開２００３−３２１６１号公報に開示されている方法を用いて、誤り記号数が最小の系統が複数存在する場合には、そのうちから、無線ゾーンが前回選択した系統が形成する無線ゾーンに近い順に優先度を設けて選択する方法を用いればよい。この選択方法を用いることにより、車載局が存在する無線ゾーンから遠く離れた極端に品質が劣悪な無線ゾーンを形成する系統を誤って選択するというような誤選択の発生確率を低減することができるため、基地局における系統選択の信頼性が向上し、その結果として、系統選択結果に基づいて車載局位置検出を行う本発明の位置検出方法の信頼性も向上させることができる。

以下、本発明の位置検出方法を、ＡＲＩＢ標準規格ＳＴＤ−Ｔ７５のＱＰＳＫ方式に則った狭域通信（ＤＳＲＣ）システムに適用した場合について、具体的な数値を挙げて説明する。

図５は、ＤＳＲＣシステムのＴＤＭＡフレーム構成例を示したものである。図５(ａ)に示すように、ＤＳＲＣシステムのＴＤＭＡフレームは、フレーム制御用のフレームコントロールメッセージスロット（ＦＣＭＳ）と、データ伝送用のメッセージデータスロット（ＭＤＳ）と、車載局が基地局の通信リンクに登録するためのアクチベーションスロット（ＡＣＴＳ）などにより構成される。

ＦＣＭＳは、下り回線のみに割り当てられた制御用スロットであり、１つのＴＤＭＡフレームには必ず先頭のスロットに存在する。基地局は、ＦＣＭＳにおいて、基地局が運用する無線周波数、フレーム周期、通信を許可した車載局に割当てられたスロット位置などのフレーム構成情報を多重したフレームコントロールメッセージチャネル（ＦＣＭＣ）を送信する。車載局では、このＦＣＭＣを受信してフレーム同期を確立し、フレーム構成を認識する。ＡＣＴＳは、上り回線のみに割り当てられたスロットであり、車載局は、ＡＣＴＳにおいて、基地局との通信開始に先立ち基地局に対してリンク接続を要求するためのアクチベーションチャネル（ＡＣＴＣ）を送信する。基地局は、このＡＣＴＣを受信し、リンク接続要求のあった車載局に対して次のフレーム以降で車載局からのデータ伝送用のＭＤＳを割り当て、割り当て情報をＦＣＭＣに多重して送信する。車載局は、ＦＣＭＣを受信して、自局へ割り当てられたＭＤＳを認識し、図５（ｂ）に示すように、路車間でのデータ交換を行うデータメッセージチャネル（ＭＤＣ）を自局に割り当てられた上り回線のＭＤＳで送信し、自局に割り当てられた下り回線ではＭＤＣの受信確認として送達確認チャネル（ＡＣＫＣ）を返信する。ＭＤＣは、図５（ｃ）に示すように、ランプビット（Ｒ）と、ビット同期用のプリアンブル（ＰＲ）と、ＭＤＣ中の情報データの先頭位置を検出するためのユニークワード（ＵＷ）と、情報データを含む３１個のブロックと、テールビット（Ｔ）で構成されている。各ブロックは、２ビット誤り訂正可能な（６３、５１）ＢＣＨ符号を用いて構成されている。すなわち、各ブロックは５１ビットの情報データに１２ビット誤り訂正符号を付加した計６３ビットの長さを持つ。

上述のフレーム構成で通信する路車間通信システムにおいて、基地局１では、複数の系統で受信した車載局２からのＭＤＣをＦＥＣ復号部６ａ〜６ｎで復号し、ブロックごとに、各系統の誤り記号数２２ａ〜２２ｎを系統選択部１４で比較して誤り記号数の最も小さい系統を選択し、選択結果２４を得る。そして、累積カウント時間を１つのＭＤＣパケットの全ブロックを選択し終わるまでの時間として、選択結果計数部１３において、選択結果２４を基に各系統がそれぞれ何回選択されたかを累積カウントして、各系統についての選択回数累積値２６ａ〜２６ｎを出力する。ＭＤＣパケット１個分には３１個の誤り訂正ブロックがあるので、パケット１個分の処理が終了した時点における各系統の選択回数累積値２６はそれぞれ０〜３１の値となり、すべての系統の累積値を合計すると３１となる。車載局位置判定部１２は、各系統の選択回数累積値２６ａ〜２６ｎを比較して、選択回数累積値が最大となる系統が形成する無線ゾーンに通信相手の車載局が位置していると判定し、車載局位置判定結果２７を出力する。

ＡＲＩＢ標準規格ＳＴＤ−Ｔ７５では、ＭＤＣパケットには車載局ＩＤは含まれていないが、上述したＦＣＭＣとＡＣＴＣを用いて路車間でプライベートリンクアドレス（ＬＩＤ）を共有することにより、上り回線のＭＤＳはスロットごとに１つの特定の車載局に割り当てられているので、基地局ではスロットタイミングからどの車載局が現在送信しているかが認識できている。そこで、データ処理部１６では、スロットタイミングから車載局のＬＩＤを認識するとともに車載局位置判定結果２７を受信して、通信相手の車載局が車載局位置判定結果２７の示す無線ゾーンに位置していることを検出する。

ＡＲＩＢ標準規格ＳＴＤ−Ｔ７５のＱＰＳＫ方式では、信号速度が４０９６．０００ｋｂｐｓなので、１つのＭＤＣの全誤り訂正ブロック３１個を伝送するの要する時間は約４７７μｓｅｃ程度しかかからず、この間に車載局が移動する距離は、車両の走行速度を仮に１８０ｋｍ／ｈとしても、２．４ｃｍ程度である。従って、累積カウント時間を１つのＭＤＣパケットの全ブロックを選択し終わるまでの時間としても、車載局がこの間に移動する距離はわずかで、位置検出の間、車載局は１つの系統が形成する無線ゾーンに位置すると考えられる。

従って、本実施の形態の位置検出方法をＡＲＩＢ標準規格ＳＴＤ−Ｔ７５のＱＰＳＫ方式を用いる路車間通信システムに適用して、車載局からのＭＤＣパケットを受信した際に各系統の検波データ列の誤り記号数に基づいて、最も受信品質の良いと考えられる系統をブロック毎に選択し、１つのＭＤＣパケットに含まれる全ブロックを選択し終えた時点の各系統の累積選択回数を比較することにより、最良の受信品質を有する系統を判定して、その判定結果からどの無線ゾーンに通信相手の車載局が位置するかが検出できる。従って、受信信号のレベルに依存した位置検出方法に比べて電波の干渉やマルチパスの影響を受けにくく、車載局の位置を検出するためのレーダーや音響センサー等で構成される車載局位置検出用の支援システムを別途必要とせず、安価に通信相手である車載局の位置を検出できる。しかも、本実施の形態の位置検出方法によれば、データ伝送に用いるＭＤＣを復号処理しながら位置検出を行うので、リアルタイムな位置検出ができる。

なお、上述した実施の形態においては、本発明の位置検出方法を用いて、基地局１が上りのＭＤＣを処理しながら車載局の位置検出を行う例について説明したが、ＭＤＣに代えて上りのＡＣＫＣを用いて、基地局１が車載局の位置検出を行うことも可能である。但し、ＡＣＫＣは、図５（ｄ）に示したように、情報データ（ＡＩ）と誤り検出用ＣＲＣ符号でブロックが構成されており、１つのパケットには１つのブロックしか存在しない。また情報データ、ＣＲＣ符号を合わせた１ブロックのビット長は２４ビットしかない。そのため、１つのＡＣＫＣ受信だけで車載局位置検出を行うと、上述した近傍選択によって、位置検出を誤る恐れがある。従って、位置検出にＡＣＫＣを用いる場合には、累積カウント時間を同じ車載局からの複数回のＡＣＫＣ受信時の選択時間として、位置検出を行う方ことが望ましい。

例えば、１フレームがＡＲＩＢ標準規格ＳＴＤ−Ｔ７５の最大長である９スロット構成で、ある１つの車載局に下りのＭＤＳスロットを毎フレームに１つずつ割り当て、基地局は同じ車載局から毎フレーム１回のＡＣＫＣを受信するものとし、累積カウント時間を同じ車載局からの１０回のＡＣＫＣ受信時の選択時間とする。この場合、１フレーム周期は、約７ｍｓｅｃなので、１０フレームの伝送に要する時間は高々約７０ｍｓｅｃ、この間に車載局が移動する距離は、車両の走行速度を仮に１８０ｋｍ／ｈとしても、３．５ｍ程度である。従来の路車間通信システムの代表例の一つである電波ビーコンを用いるＶＩＣＳなどでは１つの無線ゾーン長は数十ｍ程度に設計されている。この程度の無線ゾーン長を想定した場合、上記した累積カウント時間内に車載局が移動する距離は無線ゾーン長に比べて十分小さく、位置検出の間、車載局は１つの無線ゾーンに位置するか、あるいは、２つの無線ゾーンの境界付近に位置すると考えられる。

従って、本発明の位置検出方法をＡＲＩＢ標準規格ＳＴＤ−Ｔ７５に準じた路車間通信システムに適用し、累積カウント時間を同じ車載局からの複数回のＡＣＫＣ受信時の選択時間として、所定回のＡＣＫＣパケットを選択し終えた時点の各系統の累積選択回数を比較することにより、最良の受信品質を有する系統を判定して、その判定結果からどの無線ゾーンに通信相手の車載局が位置するかが検出できる。

なお、車載局が２つの無線ゾーンの境界付近に位置する場合には、累積選択回数が２つの系統で同程度となることも有り得るが、この場合、どちらの系統が形成する無線ゾーンに車載局が位置すると判定しても、無線ゾーンサイズ程度の位置検出精度は保たれる。また、累積選択回数が２つの系統で同程度になった場合、その２つの系統が各々構成する無線ゾーンがオーバーラップする付近に車載局が位置していると判定してもよい。複数回数の選択結果を基に、このような位置判定を行えば、車載局がどの無線ゾーンに位置しているかが検出できるだけでなく、無線ゾーンのオーバーラップする境界付近に位置しているのか、無線ゾーンのオーバーラップしていない付近に位置しているのかまで検出できるため、位置検出の精度を向上できる。

（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２における基地局の位置検出方法に関わる要部構成を示すブロック図である。図６において１７は誤り記号数計数部であり、図２と同一の参照番号を付したその他の構成要素は、実施の形態１の基地局の構成要素と同じものであり、動作の説明を極力省略する。また、本実施の形態も、実施の形態１と同じ図１に概念図を示したいわゆる複局方式を用いる路車間通信システムに適用されるものであり、車載局２から基地局１へバースト状に伝送されるパケットデータの構成も、実施の形態１と同じ図３に示したものであるので、それらについての説明を省略する。

本実施の形態では、実施の形態１における選択結果計数部１３に代えて、誤り記号数計数部１７を有している点が、実施の形態１と異なる。

図６において、ＦＥＣ復号部６ａ〜６ｎは、それぞれ、検波データ列２１ａ〜２１ｎに対して、先ずユニークワード７１が含まれているか否かを調べ、ユニークワード７１が検出できた系統では誤り検出と誤り訂正とを行って、誤り訂正後の復号データ列２３ａ〜２３ｎを出力切替部１５を出力するとともに、誤り記号数２２ａ〜２２ｎを系統選択部１４と誤り記号数計数部１７とに出力する。

系統選択部１４は、ブロック毎に、各系統の誤り記号数２２ａ〜２２ｎを比較して誤り記号数の最も小さい系統を選択し、その結果を選択結果２４として出力切替部１５にのみ出力する。

誤り記号数計数部１７は、ブロックごとにＦＥＣ復号部６ａ〜６ｎから入力される誤り記号数２２ａ〜２２ｎを、所定時間、各系統について累積カウントして、累積誤り記号数２８ａ〜２８ｎを出力する。本実施の形態では、誤り記号数計数部１７は、所定時間を図３に示したパケット１個分の処理時間として累積カウントを行う。

車載局位置判定部１２は、各系統の累積誤り記号数２８ａ〜２８ｎを比較して、累積誤り記号数が最小となる系統が形成する無線ゾーンに通信相手の車載局が位置していると判定し、車載局位置判定結果２７をデータ処理部１６に出力する。

データ処理部１６では、出力データ列２５に含まれる車載局ＩＤ番号を識別するとともに車載局位置判定結果２７を受信して、識別したＩＤ番号の車載局が車載局位置判定結果２７の示す無線ゾーンに位置していることを検出する。

なお、一般に、オーバーラップしている無線ゾーンを形成している複数の系統の受信品質は、ほぼ同等と考えられる。従って、無線ゾーンのオーバーラップする地点に通信相手の車載局が位置する場合、オーバーラップしている無線ゾーンを形成している複数の系統の累積誤り記号数は、同じになることが多い。そこで、累積誤り記号数が最小となる系統が複数存在する場合には、車載局位置判定部１２は、それら複数の系統の構成する無線ゾーンがオーバーラップしている地点に通信相手の車載局が位置していると判定し、その旨を示す車載局位置判定結果２７をデータ処理部１６に出力すればよい。

以上のように、本実施の形態の位置検出方法によれば、各系統の検波データ列の誤り記号数に基づいて、最も受信品質の良いと考えられる系統をブロック毎に選択しながら、所定時間内の各系統の累積誤り記号数を比較することにより、所定時間内の最良の受信品質を有する系統を判定して、その判定結果からどの無線ゾーンに通信相手の車載局が位置するかが検出できる。従って、受信信号のレベルに依存した位置検出方法に比べて電波の干渉やマルチパスの影響を受けにくく、車載局の位置を検出するためのレーダーや音響センサー等で構成される車載局位置検出用の支援システムを別途必要とせず、安価に通信相手である車載局の位置を検出できる。さらに、本実施の形態の位置検出方法によれば、制御チャネルや通信チャネルの区別なく、通信中の復号データを処理しながら位置検出を行うので、リアルタイムな位置検出ができる。

なお、上記実施の形態２においても実施の形態１と同じく、ブロック７２ａ〜７２ｊは、図４のようにＣＲＣ符号やパリティ符号などビット誤りを検出する符号を含む構成とした場合にも、本発明の位置検出方法は適用可能である。図４のデータ構成の場合、誤り記号数計数部１７は、ＦＥＣ復号部６ａ〜６ｎから出力されるビット誤りの有無を示す誤り検出結果を基に、所定時間内の各系統のビット誤りの有りまたは無しの回数を累積し、累積誤り記号数２８ａ〜２８ｎとして出力する。そして、車載局位置判定部１２は、各系統の累積誤り記号数２８ａ〜２８ｎを比較して、所定時間内にビット誤りの有りと判定された回数が最小となる系統が形成する無線ゾーンに通信相手の車載局が位置していると判定し、車載局位置判定結果２７をデータ処理部１６に出力する。

また、上記の実施の形態においても、誤り記号数計数部１７で各系統の誤り記号数を累積カウントする所定時間（以下、累積カウント時間と呼ぶ）は、実施の形態１と同じく、図３に示したパケット１個分の処理時間、すなわちｊ回の選択を行う時間としたが、累積カウント時間は、この限りではなく、例えば、ｊ回より少ないｉ回の選択を行う時間とすることも可能である。但し、ブロック７２ａ〜７２ｊに冗長度の低い誤り訂正符号を用いる場合や、ブロック７２ａ〜７２ｊのビット長ｎが短い場合には、実施の形態１と同じく、ある程度の長さの累積カウント時間を設けて多数個のブロックの誤り記号数累積結果を基に車載局位置を判定することが望ましい。移動局が位置する無線ゾーンを形成する系統と他の系統との誤り記号数や誤りの有無の累積値が一致する可能性は累積カウント時間を長くするほど小さくなるので、ある程度の長さの累積カウント時間を設けて多数個のブロックの誤り記号数累積結果を基に車載局位置を判定することにより、より確実に車載局位置を検出することができる。

なお、本実施の形態の位置検出方法によれば、系統選択結果によらず所定時間内の各系統の累積誤り記号数を基に位置検出を行うので、実施の形態１に比べて、同じ累積カウント時間を設けた場合、より確実な位置検出が行える。例えば、累積カウント時間をブロック３個分の処理時間とする。今、図１の無線ゾーンｃに通信相手の車載局が位置し、無線ゾーンａ、無線ゾーンｂ、無線ゾーンｃ、無線ゾーンｎを各々形成する系統の誤り記号数が、第１ブロックについて各々０、０、０、０、第１ブロックについて各々１、０、０、２、第３ブロックについて各々１、１、０、２と検出されたとする。そして、各ブロックの選択結果が、第１ブロックでは誤選択が発生し無線ゾーンｎを形成する系統、第２ブロックでは近傍選択が発生し無線ゾーンｂを形成する系統、第３ブロックでは無線ゾーンｃを形成する系統が各々選択されたとする。この時、系統選択回数の累積値は、無線ゾーンａ、無線ゾーンｂ、無線ゾーンｃ、無線ゾーンｎを各々形成する系統の順に、０、１、１、１、各系統の累積誤り記号数は、２、１、０、４となる。実施の形態１の位置検出方法では、系統選択回数の累積値を基にどの系統が最も受信品質の良い系統であるか判定するので、選択回数の累積値が最大の系統の中から最も受信品質の良い系統をランダムに判定し車載局が位置する無線ゾーンを検出すると、上記のように系統選択回数の累積値が得られた場合、３分２の確率で位置検出を誤る。一方、本実施の形態の位置検出方法を用いれば、各系統の累積誤り記号数を基に車載局位置判定部１２は、無線ゾーンｃを構成する系統が最も受信品質の良い系統であると判定し、車載局が無線ゾーンｃに位置していることを検出できる。

なお、上記した実施の形態１、２では、基地局は複数の無線基地局と通信制御局とが離れた構成としたが、基地局の構成はこの限りではなく、複数のアンテナ９ａ〜９ｎが各々異なる無線ゾーンを形成し、各アンテナの受信信号に対する検波データ列の誤り検出を行って、１つの系統の検波データ列を選択する基地局であれば本発明の位置検出方法が適用できる。例えば、無線基地局と通信制御局とが離れた構成で、無線部、ＦＥＣ復号部とも無線基地局側あるいは通信制御局側に配備してもよい。あるいは、通信制御局と複数の無線基地局の部分を１つの筐体に収め、それぞれ互いに異なる方向を指向する複数のアンテナを同じ場所に配置してもよい。

また、上記した実施の形態１、２において、本発明の位置検出方法が適用される複局方式を用いた路車間通信システムとして、各無線基地局が形成する無線ゾーンをオーバーラップさせて１次元直線上に通信エリアを形成する場合を示したが、無線ゾーンをオーバーラップさせずに点在させて通信エリアを形成する場合や、２次元平面上や、３次元空間内に通信エリアを形成する場合にも本発明の位置検出方法は適用可能である。

なお、上記した実施の形態１、２において、本発明の位置検出方法が適用される複局方式を用いた移動通信システムとして路車間通信システムを例に説明したが、本発明の位置検出方法は車載局の位置検出に限らず、例えば、基地局において歩行者の携帯端末の位置検出にも適用可能である。

本発明にかかる位置検出方法は、基地局において移動局の位置を検出する方法であって、基地局において、移動局から送信された誤り検出可能な符号化データ列を含むパケットデータを、異なる無線ゾーンを形成する複数のアンテナで受信し、各アンテナの受信信号を検波し、複数の各前記検波データ列の誤り記号数または誤りの有無を検出して、誤り記号数が最小または誤りの無い検波データ列を複数の検波データ列のうちから１つを選択して復号データを得る、いわゆる複局受信を行う移動通信システムに有用である。

本発明が適用される移動通信システムの構成例を示す概念図 本発明の実施の形態１における基地局要部構成を示すブロック図 車載局から基地局１へ伝送されるパケットデータの構成図 車載局から基地局１へ伝送されるパケットデータの構成図 ＡＲＩＢ標準規格ＳＴＤ−Ｔ７５のＴＤＭＡフレーム構成の一例を示す図 本発明の実施の形態２における基地局要部構成を示すブロック図

符号の説明

１ 基地局
２ 車載局
６ａ〜６ｎ ＦＥＣ復号部
８ａ〜８ｎ 無線部
９ａ〜９ｎ アンテナ
１０ 通信制御局
１１ａ〜１１ｎ 無線基地局
１２ 車載局位置判定部
１３ 選択結果計数部
１４ 系統選択部
１５ 出力切替部
１６ データ処理部
１７ 誤り記号数計数部
２０ａ〜２０ｎ 変調信号
２１ａ〜２１ｎ 検波データ列
２２ａ〜２２ｎ 誤り記号数
２３ａ〜２３ｎ 復号データ列
２４ 選択結果
２５ 出力データ列
２６ａ〜２６ｎ 選択回数累積値
２７ 車載局位置判定結果
２８ａ〜２８ｎ 累積誤り記号数
７１ ユニークワード
７２ａ〜７２ｊ ブロック
８１ 情報データ列
８２ ビット誤り検出符号

Claims (7)

1. 基地局において、移動局の通信位置を検出する方法であって、
   前記基地局は、移動局から送信された誤り検出可能な符号化データ列を含むパケットデータで変調された信号を、それぞれが無線ゾーンを形成する複数のアンテナで受信し、
   各前記アンテナで受信した信号を検波手段により検波して複数の検波データ列を求め、
   各前記検波データ列について、誤り検出手段により誤り記号数または誤りの有無を検出し、
   前記アンテナと前記検波手段と前記誤り検出手段とによって構成される複数の系統のうちから、前記誤り記号数が最小となる系統または誤りの無い系統を、系統選択手段により選択して系統選択結果を出力し、
   前記系統選択結果に基に前記複数系統の検波データ列のうちから１つを、出力生成手段により選択して出力するとともに、
   前記系統選択結果を基に所定時間内の各系統の選択回数を選択結果計数手段により累積して各系統の選択回数累積値を出力し、
   前記各系統の選択回数累積値を、位置判定手段により比較して前記移動局がどの系統の無線ゾーンに位置しているかを検出することを特徴とする位置検出方法。
2. 前記パケットデータは誤り検出可能な符号化データ列で構成されたブロックを複数個含み、
   前記誤り検出手段は、前記ブロック毎に各系統の検波データ列の誤り記号数または誤りの有無を検出し、
   前記系統選択手段は、前記複数系統のいずれかを前記ブロック毎に選択し、
   前記出力生成手段は、前記複数系統の検波データ列のうちから１つを前記ブロック毎に選択し、
   前記選択結果計数手段は、前記ブロック毎の系統選択結果を基に、各系統の選択回数を複数ブロックに渡り所定時間累積することを特徴とする請求項１に記載の位置検出方法。
3. 基地局において、移動局の通信位置を検出する方法であって、
   前記基地局は、移動局から送信された誤り検出可能な符号化データ列を含むパケットデータで変調された信号を、それぞれが無線ゾーンを形成する複数のアンテナで受信し、
   各前記アンテナで受信した信号を検波手段により検波して複数の検波データ列を求め、
   各前記検波データ列について、誤り検出手段により誤り記号数または誤りの有無を検出して誤り検出結果として出力し、
   前記アンテナと前記検波手段と前記誤り検出手段とによって構成される複数の系統のうちから、前記誤り記号数が最小となる系統または誤りの無い系統を、系統選択手段により選択して系統選択結果を出力し、
   前記系統選択結果に基に、前記複数系統の検波データ列のうちから１つを、出力生成手段により選択して出力するとともに、
   前記誤り検出結果を基に、所定時間内の各系統の前記誤り記号数または前記誤りの有または無の回数を誤り数計数手段により累積して各系統の誤り数累積値を出力し、
   前記各系統の誤り数累積値を、位置判定手段により比較して前記移動局がどの系統の無線ゾーンに位置しているかを検出することを特徴とする位置検出方法。
4. 前記パケットデータは、誤り検出可能な符号化データ列で構成されたブロックを複数個含み、
   前記誤り検出手段は、前記ブロック毎に各系統の検波データ列の誤り記号数または誤りの有無を検出して誤り検出結果として出力し、
   前記系統選択手段は、前記複数系統のいずれかを前記ブロック毎に選択し、
   前記出力生成手段は、前記複数系統の検波データ列のうちから１つを前記ブロック毎に選択し
   前記誤り数計数手段は、前記ブロック毎の前記誤り検出結果を基に、各系統の前記誤り記号数または前記誤りの有または無の回数を複数ブロックに渡り所定時間累積することを特徴とする請求項３に記載の位置検出方法。
5. 前記系統選択手段は、所定の優先度を設けて、前記誤り記号数が最小または誤り無しとなる系統が複数存在する場合に、前記所定の優先度が最も高い系統を選択することを特徴とする請求項１記載の位置検出方法。
6. 前記選択結果計数手段は、同じ移動局から所定時間内に送信された複数パケットデータについて、各系統の前記選択回数を累積することを特徴とする請求項１に記載の位置検出方法。
7. 前記誤り数計数手段は、同じ移動局から所定時間内に送信された複数パケットデータについて、各系統の前記誤り記号数または前記誤りの有または前記誤りの無の回数を累積することを特徴とする請求項３に記載の位置検出方法。

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