JP2005295065A - 路車間通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】 周波数に応じて減衰特性が異なる通信ケーブルでの有線通信と無線との双方を利用して通信可能範囲を拡大することのできる路車間通信システムを提供する。
【解決手段】 路車間通信システム１は、ＣＡＴＶ局３と局地基地局５との間の通信を通信ケーブル６で行い、局地基地局５の局地基地局アンテナ７と車載機８との間を無線で行う。車載機８は、受信レベルに応じてモデム１５で所定範囲内の信号の電力を増幅しても無線通信が不可となる信号の減衰が大きい所では、受信レベル検出手段２０から得た受信レベル、現在位置情報取得手段１８から得た現在位置情報、車速センサ情報取得手段１７や加速度センサ情報取得手段１９から得た車両走行情報に基づき伝播特性演算手段２１で電波の伝播特性を演算し、送受信レベル調整手段１４でさらに信号をレベルアップする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、情報を有線通信と無線通信とを利用して固定基地局と車載機との間で送受信する路車間通信システムおよび路車間通信方法に関する。

最近、電波を光に載せて光ファイバーに通して所望の場所まで伝送するＲａｄｉｏ Ｏｎ Ｆｉｖｅｒ（ＲＯＦ）と呼ばれる光無線融合通信技術を用いた通信システムの利用が注目されている。

そのシステムの一つとして、情報を配信する固定基地局と車両などの移動局との間の通信にＲＯＦ技術を応用した路車間通信システムが知られている。この路車間通信システムは、車両等の移動局等へ種々の情報を配信する情報サーバと、情報サーバに接続されるとともに移動局へのアドレスの割当、データの移動透過性の保証、移動局宛の情報の一時的保持、移動局の認証などを行う制御局と、制御局との間で通信し、信号の周波数変換、信号の分配結合、無線と光との変換を行う統合基地局と、統合基地局との間で情報を光ファイバーを通して通信し、光と無線との変換、信号の増幅、送受信アンテナでの無線通信を行う局地基地局と、局地基地局のアンテナとの間で無線通信を行う移動局等とで構成されており、移動局からリクエストされた情報を情報サーバから制御局が受信し、統合基地局にてマイクロ波やミリ波などの高周波のＲＦ信号でアナログの強度変調を行ってから光ファイバーで局地基地局へ送信し、ここで光を電気に変換して無線信号を得、アンテナから移動局へ無線通信するようにしている（例えば特許文献１参照）。
特開２００１−９３０８４号公報（第４−５頁、第１図）

しかしながら、従来の路車間通信システムにおいて通信網の構築費用をできるだけ低減するため、ブロードバンドかつ高速な通信が可能な既存のケーブルテレビ（ＣＡＴＶ）システムとして利用する提案や試みがなされているが、この場合、利用する信号の周波数によって通信距離あたりの減衰量が異なるため、信号を所定範囲内でのみ増幅する既存のＣＡＴＶモデムを用いただけでは移動局との間の通信が短い距離の範囲に制限されてしまうといった問題があった。

以下、この理由を図を用いて説明する。

現在、固定メディアで採用されている伝達周波数は、上りで５ＭＨｚから４２ＭＨｚ、下りで９０ＭＨｚから７７０ＭＨｚと異なって設定されているため、これらの伝送周波数の違いに起因して上り信号の減衰量に対し下り信号の減衰量が大きくなり、これらの間には約３倍程度の違いが出る。ＣＡＴＶの場合、現在の固定通信用のＣＡＴＶ規格として同軸通信ケーブルを利用した有線網での通信方法が規格されており、この規格は、有線網での周波数による減衰特性に合わせた上り信号のレベルと下り信号のレベルの範囲を考慮した仕様とされている。

このように上り信号の減衰量に対し下り信号の減衰量が大きくなることから、加入者設備側のＣＡＴＶ用モデムは、ＣＡＴＶ局のセンタ設備からの下り信号の受信後、この受信レベルに基づき上記信号の伝達特性に沿って所定の調整範囲内でＣＡＴＶ局への上り信号の電力を最適な大きさに増幅するように自動調整する構成とされている。

すなわち、図５に現在のＣＡＴＶ局と加入者設備間で行われる規格化されたＣＡＴＶ通信での通信信号のレベルダイヤを示す。ＣＡＴＶ局６０からレベルＭ１で出力された信号は、ＣＡＴＶ局６０のセンタ設備６１へ送られてここからレベルＭ１とほぼ同じとなるレベルＭ２で同軸通信ケーブルを通って下り信号として送信され、ＣＡＴＶの加入者設備６２まで伝送される。この同軸通信ケーブルにおける信号の減衰は大きく、加入者設備６２では、レベルＭ２より大きく低下したレベルＭ３まで落ち込み、ほぼ同等のレベルＭ４でＣＡＴＶモデム６３に入力される。

一方、加入者設備６２側からＣＡＴＶ局６０へ上り信号を伝送する場合は、ＣＡＴＶモデム６３が予め設定された調整範囲内で信号の減衰特性に応じて上り信号をレベルＭ４より高いレベルＭ５までΔＭ１分レベルアップするように調整した後、加入者設備６２からレベルＭ５とほぼ同等のレベルＭ６、かつ下り信号より低い周波数で出力する。この上り信号は、同軸通信ケーブルを通る際に減衰されるが、上り信号の周波数が下り信号より低く設定されているため、この減衰量は下り信号の場合よりはるかに小さいレベルＭ７（レベルＭ１よりΔＭ２分だけ低いレベル）でセンタ設備６１へ到達し、レベルＭ７とほぼ同等のレベルＭ８の上り信号としてＣＡＴＶ局６０に入力されるようになる。このようにして、ＣＡＴＶを利用した通信では、ＣＡＴＶモデム６３を利用して上りの信号レベルと下りの信号レベルとがレベル規格値内に入るように調整している。

一方、ＲＯＦ技術を利用した伝送では、電波による伝送空間において上り信号が３６ＧＨｚ、下り信号が３７ＧＨｚとなる仕様とされるので、これらの伝送周波数においては、信号の伝達特性が上りの信号と下りの信号とで信号の減衰特性がほぼ同じとなるものの、その減衰量が有線に比べて大きくなる。すなわち、無線通信による伝送特性は、図６に示すように、局地基地局４７（図７に示す局地基地局４５ａから局地基地局４５ｆまで）からレベルＭ１１の下り信号を局地基地局４５の局地基地局アンテナ４６（図７の局地基地局アンテナ４６ａから局地基地局アンテナ４６ｆまで）に送信して、局地基地局アンテナ４６から無線でレベルＭ１１とほぼ同等のレベルＭ１２で下り信号を送信すると、無線通信では有線通信に比べて距離による減衰量が大きく、下り信号は、レベルＭ１２より大きく低下したレベルＭ１３で車載機アンテナ２２にて受信され、レベルＭ１３とほぼ同等のレベルＭ１４で車載機のモデム１５に入力される。これに対し、上りの信号は、モデム１５の所定調整範囲内で信号の減衰特性に応じてレベルＭ１４よりΔＭ３分だけ高いレベルＭ１５までレベルアップされて車載機アンテナ２２からレベルＭ１５とほぼ同じ高さのレベルＭ１６で無線送信される。この場合、上り信号は、大気中で大きく減衰しレベルＭ１７で局地基地局アンテナ４８で受信され、これとほぼ同等のレベルＭ１８（出力時のレベルＭ１１よりΔＭ４分低い）で局地基地局４７に入力される。

したがって、単純に既存の固定メディア用のＣＡＴＶモデム６３と同様なモデム１５を図７に示す路車間通信システム３０上で使用する場合には、信号の伝送特性に伴うモデム１５のレベル調整範囲に制限があるため、モデム１５を利用した通信可能な範囲が非常に狭くなってしまう。

したがって、図７に示すように、サーバ４１にＬＡＮ４２を介して接続された複数のＣＡＴＶ局４３（ここでは、ＣＡＴＶ局４３ａとＣＡＴＶ局４３ｂを例示）に同軸ケーブル４４（ここでは、同軸ケーブル４４ａと同軸ケーブル４４ｂを例示）にて複数の局地基地局４５が接続されるとともに、複数の局地基地局アンテナ４６からそれぞれ無線で送信されるようにした路車間通信システム３０において、局地基地局アンテナ４６からの電波（ここでは電波７１ａから電波７６ａで例示）を受信しながら車両２３が矢印２４に沿って走行しながら車載機２５で受信していく場合、同図の最下段に示すように通信可能なレベルは、信号Ｌが局地基地局アンテナ４６からそれぞれ遠くへ離れた複数の区間Ｋ１から区間Ｋ５の各区間で通信可能な限界レベルＬＰより下回り、通信不能となってしまう。この通信不能区間に局地基地局をさらに設置すれば、通信不能の問題を解決できるが、このような解決ではコストの大幅な増加を招いてしまう。

本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、上り信号と下り信号とで周波数が異なることにより信号減衰特性が異なる通信線を用いた統合制御局および局地基地局間の間有線通信と、局地基地局および移動局間の無線通信の双方を利用した路車間通信を行う場合に、局地基地局と車載機との距離が変化しても通信可能となる範囲を拡大できる路車間通信システムおよび路車間通信方法を提供することを目的とする。

本発明の路車間通信システムは、上り信号と上り信号より周波数が高く設定された下り信号とを流し周波数により信号減衰特性が異なる通信ケーブルを用いて情報の有線通信を行う統合基地局と、通信ケーブルを介して統合基地局との間で情報の送受信を行い、情報を電波としてアンテナから送受信する局地基地局と、アンテナとの無線通信により局地基地局との間で情報の送受信を行う送受信手段、情報を局地基地局へ送信する上り信号を下り信号の受信レベルに応じて所定範囲内で増幅するモデム、電波の伝播特性を演算する受信レベル情報取得手段、および受信レベル情報取得手段で取得した電波の伝播特性に関する情報からモデムによる上り信号の増幅分では局地基地局との通信可能レベルに達しない場合に上り信号をさらにレベルアップするように調整する送受信レベル調整手段を有する車載機とを備えた構成を有している。

この構成により、モデムでの増幅分では不足する信号のレベルアップに、送受信レベル調整手段で電波の伝播特性に応じて調整した分を上乗せすることにより、上り信号と下り信号とで周波数が異なることにより信号減衰特性が異なる通信線を用いた統合制御局および局地基地局間の間有線通信と、局地基地局および移動局間の無線通信の双方を利用した路車間通信を行う場合に、局地基地局と車載機との距離が変化しても通信可能となる範囲を拡大できる路車間通信システムを提供することができる。

本発明の路車間通信システムは、受信レベル情報取得手段が、車載機の現在位置情報に基づいて電波の伝播特性を演算する構成を有している。

この構成により、現在位置周辺の状況をその周辺の電波の伝播特性の演算に利用することができ、送受信レベル調整手段によるレベル調整の精度を向上させることが可能となる。

本発明の路車間通信システムは、受信レベル情報取得手段が、車載機を搭載する車両の走行状態に基づき電波の伝播特性を演算する構成を有している。

この構成により、車両の走行状態を利用して先の地点での電波の伝播特性の変化を予測して電波の伝播特性の演算に利用することができ、送受信レベル調整手段によるレベル調整の精度を向上させることが可能となる。

本発明の路車間通信システムは、統合基地局は、ケーブルテレビ局である構成を有している。

この構成により、路車間通信システムにケーブルテレビ局やそのケーブル網を利用でき、その分、新たな通信網等の構築などが不要となり、トータル費用を低減できる。

本発明の路車間通信システムは、通信ケーブルは、少なくとも一部が同軸ケーブルである構成を有している。

この構成により、安価だが周波数による減衰特性が大きい同軸ケーブルを用いることが可能となる。

本発明の車載機は、上り信号と上り信号より周波数が高く設定された下り信号とを流し周波数により信号減衰特性が異なる通信ケーブルを用いて統合基地局と情報の有線通信を行う局地基地局のアンテナとの無線通信により局地基地局との間で情報の送受信を行う送受信手段と、情報を局地基地局へ送信する上り信号を下り信号の受信レベルに応じて所定範囲内で増幅するモデムと、電波の伝播特性を演算する受信レベル情報取得手段と、受信レベル情報取得手段で取得した電波の伝播特性に関する情報からモデムによる上り信号の増幅分では局地基地局との通信可能レベルに達しない場合に上り信号をさらにレベルアップするように調整する送受信レベル調整手段とを備えた構成を有している。

この構成により、モデムでの増幅分では不足する信号のレベルアップに、送受信レベル調整手段で電波の伝播特性に応じて調整した分を上乗せすることにより、上り信号と下り信号とで周波数が異なることにより信号減衰特性が異なる通信線を用いた統合制御局および局地基地局間の間有線通信と、局地基地局および移動局間の無線通信の双方を利用した路車間通信を行う場合に、局地基地局と車載機との距離が変化しても通信可能となる範囲を拡大できる車載機を提供することができる。

本発明の車載機は、受信レベル情報取得手段が、車載機の現在位置情報に基づいて電波の伝播特性を演算する構成を有している。

この構成により、現在位置周辺の状況をその周辺の電波の伝播特性の演算に利用することができ、送受信レベル調整手段によるレベル調整の精度を向上させることが可能となる。

本発明の車載機は、受信レベル情報取得手段が、車載機を搭載する車両の走行状態に基づき電波の伝播特性を演算する構成を有している。

この構成により、車両の走行状態を利用して先の地点での電波の伝播特性の変化を予測して電波の伝播特性の演算に利用することができ、送受信レベル調整手段によるレベル調整の精度を向上させることが可能となる。

本発明の路車間通信方法は、上り信号と上り信号より周波数が高く設定された下り信号とを流し周波数により信号減衰特性が異なる通信ケーブルを用いて統合基地局と局地基地局との間で情報の有線通信を行い、局地基地局が情報を電波としてアンテナから送受信するとともに、車載機がアンテナとの無線通信により局地基地局との間で情報の送受信を行うにあたって情報を局地基地局へ送信する上り信号を下り信号の受信レベルに応じてモデムで所定範囲内で増幅する一方、電波の伝播特性を演算しモデムによる上り信号の増幅分では局地基地局との通信可能レベルに達しない場合に送受信レベル調整手段で上り信号をさらにレベルアップするように調整する構成を有している。

この構成により、モデムでの増幅分では不足する信号のレベルアップに、送受信レベル調整手段で電波の伝播特性に応じて調整した分を上乗せすることにより、上り信号と下り信号とで周波数が異なることにより信号減衰特性が異なる通信線を用いた統合制御局および局地基地局間の間有線通信と、局地基地局および移動局間の無線通信の双方を利用した路車間通信を行う場合に、局地基地局と車載機との距離が変化しても通信可能となる範囲を拡大できる路車間通信方法を提供することができる。

本発明は、モデムでの増幅分では不足する信号のレベルアップに、送受信レベル調整手段で電波の伝播特性に応じて調整した分を上乗せすることにより、上り信号と下り信号とで周波数が異なることにより信号減衰特性が異なる通信線を用いた統合制御局および局地基地局間の間有線通信と、局地基地局および移動局間の無線通信の双方を利用した路車間通信を行う場合に、局地基地局と車載機との距離が変化しても通信可能となる範囲を拡大できるという効果を有する路車間通信システムおよび路車間通信方法を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態の路車間通信システムについて、図面を用いて説明する。

本発明の第１の実施の形態の路車間通信システムを図１に示す。

図１において、路車間通信システム１は、自動料金収受システム（ＥＴＣ）、パーソナルハンディホーンシステム（ＰＨＳ）、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、通信ケーブルテレビなどの情報を提供するサーバ２と、これにＬＡＮ４でつながる複数のＣＡＴＶ局３（ここでは、ＣＡＴＶ局３ａとＣＡＴＶ局３ｂとを例示）と、ＣＡＴＶ局３と通信ケーブル６（ここでは、通信ケーブル６ａと通信ケーブル６ｂとを例示）を介した有線通信および局地基地局アンテナ７（ここでは、局地基地局アンテナ７ａと局地基地局アンテナ７ｂとを例示）による無線通信が可能な局地基地局５（ここでは局地基地局５ａと局地基地局５ｂとを例示）と、局地基地局５と無線通信を行う車両に搭載した通信用の車載機８とを有している。なお、通信ケーブル６は、ここでは同軸ケーブルで構成するか、あるいは光ファイバーと同軸ケーブルとを組み合わせて構成してある。

この車載機８は、局地基地局５との送受信等を行うＣＡＴＶモバイル端末９と、車両の現在位置や走行状態に関する情報を取得する位置情報取得手段１０と、局地基地局アンテナ７から受信した信号の受信レベルに関する情報を取得する受信レベル情報取得手段１１と、現在位置情報や受信レベル情報に基づき送信レベルを調整する送出レベル調整手段１２とを備えている。

ＣＡＴＶモバイル端末９は、局地基地局アンテナ７との間で無線通信を行う車載機アンテナ２２と、車載機アンテナ２２を通じて信号の送受信を行う送受信手段１３と、この送受信手段１３による送受信の信号レベルを調整する送受信レベル調整手段１４と、受信した信号に基づく内容を表示したりユーザが送信するための情報を入力したりするためのノートパソコン等からなるユーザ端末１６と、送受信手段１３とユーザ端末１６との間の信号の変調や復調、また信号レベルの自動調整を所定の範囲内で行うモデム１５とを備えている。

位置情報取得手段１０は、車速センサから車両の速度情報を取得する車速センサ情報取得手段１７と、ＧＰＳ信号や距離信号および方位信号に基づいて現在位置を演算するナビゲーション装置等から車両の現在位置情報を取得する現在位置情報取得手段１８と、車速センサあるいは加速度センサから車両の加速度情報を取得する加速度センサ情報取得手段１９とを有する。

受信レベル情報取得手段１１は、車載機アンテナ２２を通じて得た受信信号の受信レベルの大きさを検出する受信レベル検出手段２０と、この受信レベル検出手段２０で取得した受信レベル情報および位置情報取得手段１０で取得した車速情報、現在位置情報、加速度情報がそれぞれ入力され、現在地点およびこれより先の車両予測地点における無線による電波の伝播特性を演算する伝播特性演算手段２１とを有する。

以上のように構成された路車間通信システム１について、その動作を説明する。

サーバ２は、光ファイバー等を用いて構築されたＬＡＮ４を通じて各種の情報を統合基地局としての複数のＣＡＴＶ局３へ流している。ＣＡＴＶ局３は、この情報を下り信号として通信ケーブル６を通じて複数の局地基地局５へ送信する。各局地基地局５では、通信ケーブル６を通じて受信した信号を無線信号に変換し、局地基地局アンテナ７からミリ波などで送信する。

このような環境の中で、車載機８では、図２に示すフローチャートを用いて説明するように、必要に応じて局地基地局５との間でセッションの確立を行う。

まず、車載機８の電源を投入すると、自己診断、前回の設定の初期化を行った後、送受信手段１３にて車載機アンテナ２２を通じて近くにある局地基地局５から受信した下り信号からモデム１５が通信ケーブルモデムセンタ装置（ＣＭＴＳ）を探すためダウンストリーム情報のスキャンを実行する（ステップＳ１）。

ダウンストリーム情報を取得したら、局地基地局５から受信した下り信号のうちから、モデム１５が局地基地局５へ送信するのに必要な周波数帯域や変調方式などに関する情報（アップストリーム情報）を取得する（ステップＳ２）。

次いで、モデム１５が局地基地局５のＣＭＴＳとの間で電力の調整（レンジング）を繰り返すが、これとともに位置情報取得手段１０、受信レベル情報取得手段１１、送出レベル調整手段１２、および送受信レベル調整手段１４も協調して送信電力のレンジングを開始する（ステップＳ３）。すなわち、受信レベル検出手段２０が局地基地局５から車載機アンテナ２２を通じて得た下り信号に基づきその受信レベルを検出し、伝播特性演算手段２１へ入力する。また、位置情報取得手段１０は、現在位置情報取得手段１８で得た車両の現在位置、車速センサ情報取得手段１７で得た車速、加速度センサ情報取得手段１９で得た車両の加速度の各情報を伝播特性演算手段２１に入力する。伝播特性演算手段２１は、これらの入力された情報に基づき、車両の現在位置、車両の位置変化に関係する走行状態（車速や加速度）、現在の受信レベルに基づき信号の伝播特性を決定する。ここでは、伝播特性演算手段２１が受信レベル検出手段２０で得た実際の受信レベルに基づき電波の伝播特性を演算するが、さらに現在位置に基づき現在地周辺における電波の伝播特性情報（この特性は、マップに予め記憶させてある）、また車速や加速度といった車両の走行状態からこの先の車両の移動に起因して生じるであろうと予測される電波の伝播特性の変化をマップから読み取り、これらを加味して電波の伝播特性を決定する。このようにして伝播特性演算手段２１で得られた電波の伝播特性は、送出レベル調整手段１２に入力され、ここで送信レベルの調整代が決定されて調整信号として送受信レベル調整手段１４に入力される。このようにして、送信電力のレンジングが開始され、以後、リアルタイムで送信レベルが最適な値に調整される。

送信電力のレンジング開始に引き続いて、モデム１５は、後で必要となるトライバルファイルトランスファプロトコル（ＴＦＴＰ）サーバやタイムオブディ（ＴＯＤ）サーバなどの情報を得るためのＩＰアドレスおよびオプション情報の取得（ステップＳ４）、ＴＯＤサーバからの時間情報の取得（ステップＳ５）、ＴＦＴＰサーバからの設定ファイルの取得を実行する（ステップＳ６）。

次いで、モデム１５は、送出レベル調整手段１２により電波の伝播特性に合わせて制御された送受信レベル調整手段１４にてさらに増幅調整された信号で、送受信手段１３および車載機アンテナ２２を通じて局地基地局５へ無線通信を行い、データ保護を目的とした暗号システムを利用するためベースラインプライバシのネゴシエーションを実行する（ステップＳ７）。

ネゴシエーションが成立すると、モデム１５は、送出レベル調整手段１２により電波の伝播特性に合わせて制御された送受信レベル調整手段１４にて電力増幅された信号を車載機アンテナ２２からＣＭＴＳへセッションが確立した旨の情報を送信するとともに、局地基地局５のＣＭＴＳへの登録を実行する（ステップＳ８）。

以上のもとに局地基地局５と車載機８との間でセッションが確立され、モデム１５の配下にあるユーザ端末１６は、ＩＰ通信が可能となり必要な情報の入手等を行ったり、情報交換を行うことができる（ステップＳ９）。

なお、位置情報取得手段１０、受信レベル情報取得手段１１、送出レベル調整手段１２は、その後も絶えず変わり行く電波の伝播特性に応じて送受信レベル調整手段１４によるレベルをリアルタイムに調整する。

図３は、局地基地局５と車載機８との間での通信における上り信号と下り信号のレベルダイヤを表している。

すなわち、局地基地局５から上り信号がレベルＬ１で局地基地局アンテナ７へ送られると、局地基地局アンテナ７からは、レベルＬ１とほぼ同等のレベルＬ２でミリ波などの電波として送信する。この電波は、大気中で大きく減衰し、車載機アンテナ２２で受信し信号はレベルＬ３まで落ち込む。この信号は、モデム１５へレベルＬ３とほぼ同じ高さのレベルＬ４で入力される。

車載機８から局地基地局５へ送信するときは、モデム１５が受信レベルＬ４に応じてこれに増幅分ΔＬ１を加えてレベルＬ５までレベルアップする。この増幅分ΔＬ１は、モデム１５に増幅の限界があり、この増幅分ΔＬ１だけだと、レベルＬ４が非常に低い場合は、同図に点線で示すように、車載機アンテナ２２からは、レベルＬ５にほぼ等しいレベルＬ９の電波でしか送信できず、この電波が大気中で大きく減衰するので、局地基地局アンテナ７で受信できる信号はレベルＬ１０でしかなく、これとほぼ同等のレベルＬ１１が局地基地局５に入力されることになる。しかしながら、このレベルＬ１１は、レベルＬ１よりはるかに小さく通信不可のレベルとなってしまう。

これに対し、図１の車載機８では、モデム１５による増加分ΔＬ１に加え、位置情報取得手段１０、受信レベル情報取得手段１１、および送出レベル調整手段１２で電波の伝播特性に応じてコントロールする送受信レベル調整手段１４にて調整分ΔＬ２だけレベルアップして車載機アンテナ２２から送信する信号をレベルＬ６まで高めて送信する。この結果、この電波が大気中で減衰しても、レベルＬ１０よりはるかに高く局地基地局アンテナ７からの送信レベルＬ２よりわずかに低いレベルＬ７で受信される。この受信された信号は、レベルＬ８とほぼ同等で車載機８と十分通信可能な範囲のレベルＬ８で局地基地局５に入力される。

したがって、図４に示すように、ＣＡＴＶ局３ａに通信ケーブル６ａで接続された局地基地局５１から局地基地局５３や、ＣＡＴＶ局３ｂに通信ケーブル６ｂで接続された局地基地局５４から局地基地局５６などといった具合に複数の局地基地局５で所定の地域をカバーするように配置し、局地基地局５の各アンテナ７から電波（同図に電波７１ａから電波７６ａまでを例示）を送信するようにしたとき、各局地基地局アンテナ７の近くで最高レベルＬＨを示す電波の通信レベルは、局地基地局アンテナ７から遠ざかるにつれて減少していく。しかしながら、各局地基地局アンテナ７から遠く離れ、モデム１５のみでは矢印２４に沿って移動する車両２３の車載機８と各局地基地局５との間の通信が不可能であった多くの区間であっても、車載機８の送受信レベル調整手段１４でモデム１５の増幅分よりさらにレベルアップすることにより、各局地基地局アンテナ７から遠い区間においても通信可能な限界レベルＬＰより高くなる最低レベルＬＬを確保して各局地基地局５と車載機８との間での通信を可能とすることができる。

このような本発明の実施の形態の路車間通信システム１によれば、モデム１５に加えて電波の伝播特性を演算する受信レベル情報取得手段１１と、この特性に応じて信号の送信レベルをレベルアップするように調整する送受信レベル調整手段１４とを設けることにより、モデム１５を利用しながらモデム１５の増幅分では不足する信号のレベルアップ分を調整して、局地基地局５との通信が可能となる範囲を広げることができる。

また、電波の伝播特性の演算にあたっては、受信レベル検出手段２０で得た受信レベル、現在位置情報取得手段１８で得た現在位置情報、車速センサ情報取得手段１７で得た車速情報、加速度センサで得た加速度情報を利用して、現在位置周辺における電波の伝播特性を把握したり、車両の移動による先の地点での電波の伝播特性の変化を予測することで電波の伝播特性に基づく信号のレベル調整の精度を向上させることが可能となる。

なお、電波の伝播特性の演算にあたって、現在位置情報、車速情報、加速度情報はすべて利用しなくてもよく、あるいはまったく利用することなく信号の受信レベルだけで決定してもよい。または、受信レベルを利用せずに、電波の伝播特性マップを用意しておき現在位置情報から電波の伝播特性を決定するようにしてもよい。この場合、気象等情報による補正などを行うようにしてもよい。

また、通信ケーブルとして光ケーブルを用いた有線通信であっても、その周波数がギガ域までなってくると、上り信号と下り信号とで周波数の違いによる信号の減衰特性がみられるようになるので、この場合にも本発明は有効に適用できる。

以上のように、本発明に係る路車間通信システムおよび路車間通信方法は、上り信号と下り信号とで周波数が異なることにより信号減衰特性が異なる通信線を用いた統合制御局および局地基地局間の間有線通信と、局地基地局および移動局間の無線通信の双方を利用した路車間通信を行う場合に、局地基地局と車載機との距離が変化しても通信可能となる範囲を拡大できるという効果を有し、有線と無線の双方を利用する通信システムや通信方法等として有用である。

本発明の実施の形態に係る路車間通信システムの構成を示すブロック図 図１の路車間通信システムの一部である車載機で実行されるフローチャート 図１の路車間通信システムの一部である局地基地局と車載機との間における通信信号のレベルダイヤを示す図 図１の本発明の実施の形態に係る路車間通信システム中における通信信号のレベルを示す図 従来のケーブルテレビ局と加入者設備との間の同軸ケーブルを使用した有線通信におけるレベルダイヤを示す図 局地基地局と車載機との間の無線通信における通信信号のレベルダイヤを示す図 ケーブルテレビ局を統合基地局として利用した場合の不具合を説明する図

符号の説明

１ 路車間通信システム
２ サーバ
３、３ａ、３ｂ ＣＡＴＶ局
４ ＬＡＮ
５、５ａ、５ｂ 局地基地局
６、６ａ、６ｂ 通信ケーブル
７、７ａ、７ｂ 局地基地局アンテナ
８ 車載機
９ ＣＡＴＶモバイル端末
１０ 位置情報取得手段
１１ 受信レベル情報取得手段
１２ 送出レベル調整手段
１３ 送受信手段
１４ 送受信レベル調整手段
１５ モデム
１６ ユーザ端末
１７ 車速センサ情報取得手段
１８ 現在位置情報取得手段
１９ 加速度センサ情報取得手段
２０ 受信レベル検出手段
２１ 伝播特性演算手段
２２ 車載機アンテナ

Claims (9)

1. 上り信号と前記上り信号より周波数が高く設定された下り信号とを流し周波数により信号減衰特性が異なる通信ケーブルを用いて情報の有線通信を行う統合基地局と、
   前記通信ケーブルを介して前記統合基地局との間で前記情報の送受信を行い、前記情報を電波としてアンテナから送受信する局地基地局と、
   前記アンテナとの無線通信により前記局地基地局との間で前記情報の送受信を行う送受信手段、前記情報を前記局地基地局へ送信する上り信号を前記下り信号の受信レベルに応じて所定範囲内で増幅するモデム、電波の伝播特性を演算する受信レベル情報取得手段、および前記受信レベル情報取得手段で取得した前記電波の伝播特性に関する情報から前記モデムによる上り信号の増幅分では前記局地基地局との通信可能レベルに達しない場合に前記上り信号をさらにレベルアップするように調整する送受信レベル調整手段を有する車載機とを備えたことを特徴とする路車間通信システム。
2. 前記受信レベル情報取得手段は、前記車載機の現在位置情報に基づいて前記電波の伝播特性を演算することを特徴とする請求項１に記載の路車間通信システム。
3. 前記受信レベル情報取得手段は、前記車載機を搭載する車両の走行状態に基づき前記電波の伝播特性を演算することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の路車間通信システム。
4. 前記統合基地局は、ケーブルテレビ局であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の路車間通信システム。
5. 前記通信ケーブルは、少なくとも一部が同軸ケーブルであることを請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の路車間通信システム。
6. 上り信号と前記上り信号より周波数が高く設定された下り信号とを流し周波数により信号減衰特性が異なる通信ケーブルを用いて統合基地局と情報の有線通信を行う局地基地局のアンテナとの無線通信により前記局地基地局との間で前記情報の送受信を行う送受信手段と、前記情報を前記局地基地局へ送信する上り信号を前記下り信号の受信レベルに応じて所定範囲内で増幅するモデムと、電波の伝播特性を演算する受信レベル情報取得手段と、前記受信レベル情報取得手段で取得した前記電波の伝播特性に関する情報から前記モデムによる上り信号の増幅分では前記局地基地局との通信可能レベルに達しない場合に前記上り信号をさらにレベルアップするように調整する送受信レベル調整手段とを備えたことを特徴とする車載機。
7. 前記受信レベル情報取得手段は、前記車載機の現在位置情報に基づいて前記電波の伝播特性を演算することを特徴とする請求項６に記載の車載機。
8. 前記受信レベル情報取得手段は、前記車載機を搭載する車両の走行状態に基づき前記電波の伝播特性を演算することを特徴とする請求項６または請求項７に記載の車載機。
9. 上り信号と前記上り信号より周波数が高く設定された下り信号とを流し周波数により信号減衰特性が異なる通信ケーブルを用いて統合基地局と局地基地局との間で情報の有線通信を行い、前記局地基地局が前記情報を電波としてアンテナから送受信するとともに、車載機が前記アンテナとの無線通信により局地基地局との間で前記情報の送受信を行うにあたって前記情報を前記局地基地局へ送信する上り信号を前記下り信号の受信レベルに応じてモデムで所定範囲内で増幅する一方、電波の伝播特性を演算し前記モデムによる上り信号の増幅分では前記局地基地局との通信可能レベルに達しない場合に送受信レベル調整手段で前記上り信号をさらにレベルアップするように調整することを特徴とする路車間通信方法。

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