JP2012028897A

JP2012028897A - Ｉｔｓ無線通信装置

Info

Publication number: JP2012028897A
Application number: JP2010163634A
Authority: JP
Inventors: Kunimitsu Arai; 国充新井; Yasushi Kajima; 康史鹿島; Hiroyuki Kida; 弘幸木田
Original assignee: Japan Radio Co Ltd
Current assignee: Japan Radio Co Ltd
Priority date: 2010-07-21
Filing date: 2010-07-21
Publication date: 2012-02-09

Abstract

【課題】ＵＨＦ帯ＩＴＳから地上デジタル放送に与える与干渉をより確実に低減する。
【解決手段】高度道路交通システムにおいて車両間の通信などに使用されるＩＴＳ無線通信装置であって、地上デジタル放送を検出する地デジ検出回路２と、地デジ検出回路２で検出された地上デジタル放送の信号レベルに応じて、ＵＨＦ帯ＩＴＳの無線送信を制御する送信レベル判定部３と、を備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、ＩＴＳ（ＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍｓ、高度道路交通システム）において車両に搭載などされるＵＨＦ帯用ＩＴＳ（以下、「ＵＨＦ帯ＩＴＳ」と略す）の無線通信装置に関する。

ＵＨＦ帯ＩＴＳは、車両と車両や、車両と歩行者などの間で通信を行うことで、輸送効率の向上や道路交通の安全性向上などを図るもので、近年中にそのサービス開始が予定されている。また、このＵＨＦ帯ＩＴＳの無線通信では、その使用周波数帯域が７００ＭＨｚ帯域（７１５ＭＨｚ〜７２５ＭＨｚ）で、地上デジタル放送の使用周波数帯域と隣接している（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１０−０５６９８０号公報

このように、ＵＨＦ帯ＩＴＳと地上デジタル放送との使用周波数帯域が隣接するため、システム間の相互干渉が生じ、両システムの性能劣化を招くおそれがある。特に、地上デジタル放送・地上波を視聴しているユーザ数は膨大であるため、ＵＨＦ帯ＩＴＳから地上デジタル放送に与える与干渉は、影響を与える範囲が大きい。ここで、ＵＨＦ帯ＩＴＳからの与干渉として、主として２つのケースが考えられる。

第１に、図８に示すように、テレビ塔からの電波が、地上デジタル放送中継局を経由して各家庭のアンテナに送信される場合である。ここで、当中継局は、テレビ塔からの電波が、建物や山などで遮られて視聴が困難な難視聴エリアに対して、地上デジタル放送を提供するための装置であり、テレビ塔から電波を受信し、受信したチャネルと同じチャネルで再放送を行う。このような中継局は、道路脇やビルの屋上などに設置されることが多く、ＵＨＦ帯ＩＴＳからの電波の影響を受けやすいと考えられる。

第２に、図９に示すように、テレビ塔からの電波が、直接各家庭のアンテナに送信される場合であり、この場合、ＩＴＳ送信機・通信機が家庭のアンテナ・テレビ受像機に近づくと、ＵＨＦ帯ＩＴＳからの電波の影響を受ける。

このようなことから、ＵＨＦ帯ＩＴＳから地上デジタル放送への与干渉を低減する方策を実施する必要がある。この方策として、例えば、５．８ＧＨｚ帯ＤＳＲＣ（ＤｅｄｉｃａｔｅｄＳｈｏｒｔＲａｎｇｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）などの他の無線システムを各車両に備え、かつＤＳＲＣ基地局を、地上デジタル放送のＩＴＳ隣接チャネル放送エリアに配置し、地上デジタル放送のＩＴＳ隣接チャネル放送エリアに近づいた際に、ＤＳＲＣ基地局からＩＴＳ送信機の無線送信電力を制御することが考えられる。しかしながら、この方法では、各車両にＤＳＲＣ端末を備え、かつ多くのＤＳＲＣ基地局を設置する必要があり、実現が困難である。

そこでこの発明は、ＵＨＦ帯ＩＴＳから地上デジタル放送に与える与干渉をより確実に低減することが可能なＩＴＳ無線通信装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、高度道路交通システムにおいて車両間の通信などに使用されるＩＴＳ無線通信装置であって、地上デジタル放送を検出する検出手段と、前記検出手段で検出された地上デジタル放送の信号レベルに応じて、ＩＴＳの無線送信を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、本ＩＴＳ無線通信装置が地上デジタル放送中継局などに近づいていくと、検出手段によって地上デジタル放送が検出され、その信号レベルに応じて、制御手段によってＩＴＳの無線送信が制御される。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のＩＴＳ無線通信装置において、前記制御手段は、前記検出手段で検出された地上デジタル放送の信号レベルが、ＩＴＳの無線送信があると地上デジタル放送の受信が不可能で、ＩＴＳの無線送信がないと地上デジタル放送の受信が可能なレベルの場合にのみ、ＩＴＳの無線送信を制御する、ことを特徴とする。

この発明によれば、検出された地上デジタル放送の信号レベルが、ＩＴＳの無線送信があっても地上デジタル放送の受信が可能なレベルの場合や、ＩＴＳの無線送信がなくても地上デジタル放送の受信が不可能なレベルの場合には、ＩＴＳの無線送信が制御されない。つまり、ＩＴＳの無線送信が地上デジタル放送の受信に影響を与えない場合には、ＩＴＳの無線送信が制御されない。

請求項１に記載の発明によれば、検出された地上デジタル放送の信号レベルに応じて、つまり地上デジタル放送中継局などとの距離に応じて、ＩＴＳの無線送信が制御されるため、ＩＴＳから地上デジタル放送に与える与干渉を低減することが可能となる。しかも、ＤＳＲＣなどの他の無線システムを導入する必要がなく、新たに設置された中継局やアドホックに設置された中継局などに対しても、その地上デジタル放送を検出することで対応可能なため、より確実に与干渉を低減することが可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、ＩＴＳの無線送信が地上デジタル放送の受信に影響を与えない場合、例えば、電波塔に接近した場合や電波塔または地上デジタル放送中継局から遠く離れている場合には、ＩＴＳの無線送信が制御されない。このため、無線送信の制御が必要最小限に抑えられ、しかも、ＩＴＳの無線通信を最大限利用することが可能となる。

この発明の実施の形態１に係るＩＴＳ無線通信装置を示す概略構成図である。図１のＩＴＳ無線通信装置の構成ブロック図である。図２のＩＴＳ無線通信装置において隣接チャネルを検出するための櫛型フィルタを示す図である。ＵＨＦ帯ＩＴＳが地上デジタル受像機に与える影響を示す図である。図１のＩＴＳ無線通信装置の送信レベル判定部の制御例を示す図である。この発明の実施の形態２に係るＩＴＳ無線通信装置を示す概略構成ブロック図である。この発明の実施の形態３に係るＩＴＳ無線通信装置を示す概略構成ブロック図である。ＵＨＦ帯ＩＴＳが地上デジタル放送中継局に影響を与える場合を示す図である。ＵＨＦ帯ＩＴＳが家庭用テレビ受像機に影響を与える場合を示す図である。

以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。

（実施の形態１）
図１は、この実施の形態に係るＩＴＳ無線通信装置１を示す概略構成図である。このＩＴＳ無線通信装置１は、高度道路交通システムにおいて車両間や人車間の通信などに使用され、車両に搭載されたり、人に携帯されたりする装置であり、主として、地デジ検出回路（検出手段）２と、送信レベル判定部（制御手段）３と、ＩＴＳ無線送信部４とを備えている。

地デジ検出回路２は、地上デジタル放送の電波・信号を検出する回路であり、地上デジタル信号の特性を利用した相関出力を用いるものである。具体的には、図２に示すように、バンドパスフィルタ２１と、遅延器２２と、複素相関器２３と、ローパスフィルタ２４と、検出器２５とを備え、アンテナ５で受信された信号がバンドパスフィルタ２１を通過して、ＯＦＤＭ（ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）信号が遅延器２２と複素相関器２３とに伝送される。ここで、バンドパスフィルタ２１の通過周波数領域は、６９２ＭＨｚ〜７１０ＭＨｚで、これは地上デジタル放送の５０〜５２チャネルに相応し、このような周波数のみを通過させるのは、この周波数がＵＨＦ帯ＩＴＳの無線周波数（７１５ＭＨｚ〜７２５ＭＨｚ）に隣接し、干渉の可能性が高いからである。

遅延器２２は、ＯＦＤＭ信号を１有効シンボル長分遅延させ、複素相関器２３は、バンドパスフィルタ２１からのＯＦＤＭ信号と遅延器２２からのＯＦＤＭ信号との複素相関を演算する。ここで、地上デジタル放送のＯＦＤＭ信号のガードインターバルは、有効シンボルの末尾の１部分を最前に複写することによって構成されるため、ＯＦＤＭ信号を１有効シンボル長分遅延させて得られる複素相関は、ガードインターバルの部分で高い相関値が得られる。そして、演算された相関値がローパスフィルタ２４を経て、検出器２５においてその信号レベル（同期信号）が検出されるものである。

このように、この地デジ検出回路２では、地上デジタル放送波の特徴を利用して相関検出しているため、地上デジタル放送以外の電波には適用されず、また、ひとつの回路で、複数のチャネル（５０〜５２ｃｈ）の信号を同時に検出可能となっている。ここで、バンドパスフィルタ２１に代えて、図３に示すような櫛型フィルタを備え、地上デジタル放送の５０〜５２チャネルの信号を通過させるようにしてもよい。なお、図２および後述する図６、７における送信電力制御と送受信回路とは、それぞれ送信レベル判定部３とＩＴＳ無線送信部４とに該当する。

送信レベル判定部３は、地デジ検出回路２で検出された地上デジタル放送の信号レベルに応じて、ＵＨＦ帯ＩＴＳの無線送信を制御するものであり、地デジ検出回路２で検出された地上デジタル放送の信号レベルが、ＵＨＦ帯ＩＴＳの無線送信があると地上デジタル放送の受信が不可能で、ＵＨＦ帯ＩＴＳの無線送信がないと地上デジタル放送の受信が可能なレベルの場合にのみ、ＵＨＦ帯ＩＴＳの無線送信を制御する。

すなわち、図４は、地デジ受像機と電波塔（テレビ塔や地上デジタル放送中継局など）との距離ｄと、地上デジタル放送の受信レベルｒとの関係を示すものであり、地デジ受像機は、電波塔との距離が長くなるのに比例して、その受信レベルが低下する。また、地デジ受像機は、受信電界強度がある一定のレベル（図４中ｒ２）以上であれば、完全に復調が可能であり、レベルｒ２未満の場合には、受信性能が急激に低下する、という特性を有する。

一方、ＵＨＦ帯ＩＴＳの無線送信が存在する場合、ＩＴＳ送信の干渉によりノイズレベルが上昇するため、地上デジタル放送を完全に復調するのに必要な地デジ受像機の最低受信レベルが、レベルｒ２からレベルｒ１に上昇する。言い換えると、地上デジタル放送を受信可能な距離ｄが、距離ｄ２から距離ｄ１に短くなる。そして、受信レベルｒの大きさに応じて、地上デジタル放送の受信の可否が、次のように分類される。ここで、図４は、地デジ受像機や地上デジタル放送中継局にＩＴＳ送信機が最も近づいた場合を想定しており、ＩＴＳ送信が地上デジタル放送の受信に与える干渉量を一定としている。

ケース１：ｒ＞ｒ１
ＩＴＳ送信があってもなくても地上デジタル放送の完全受信が可能
ケース２：ｒ２≦ｒ≦ｒ１
ＩＴＳ送信があると地上デジタル放送の完全受信が不可能で、ＩＴＳ送信がないと地上デジタル放送の完全受信が可能
ケース３：ｒ＜ｒ２
ＩＴＳ送信があってもなくても地上デジタル放送の完全受信が不可能

従って、ＵＨＦ帯ＩＴＳの無線送信を制御する必要があるのは、ケース２のｒ２≦ｒ≦ｒ１の場合、言い換えると、地デジ受像機と電波塔との距離ｄがｄ１〜ｄ２の場合のみとなる。さらに、ｒ２≦ｒ≦ｒ１の場合であっても、地上デジタル放送の受信に影響を与えない範囲で、ＵＨＦ帯ＩＴＳの無線送信を行うことも可能なように、この実施の形態では、送信レベル判定部３は、次のうちいずれかの制御を行う。

「制御１」
図５（ａ）に示すように、地デジ受信レベルｒがｒ２未満では、ＵＨＦ帯ＩＴＳの送信レベルを通常レベル（ＭＡＸ）とし、地デジ受信レベルｒがｒ２以上ｒ３未満の場合には、ＩＴＳ送信を行わない。また、地デジ受信レベルｒがｒ３以上ｒ１以下では、地デジ受信レベルｒの上昇に比例してＵＨＦ帯ＩＴＳの送信レベルを上げ、地デジ受信レベルｒがｒ１以降は、ＵＨＦ帯ＩＴＳの送信レベルを通常レベルに戻す。ここで、受信レベルｒ３は、ｒ２からｒ１の間の中間値で、ｒ２からｒ１の幅や、ｒ１やｒ２の大きさなどに基づいて設定される。

「制御２」
図５（ｂ）に示すように、地デジ受信レベルｒがｒ２未満では、ＵＨＦ帯ＩＴＳの送信レベルを通常レベルとし、地デジ受信レベルｒがｒ２に達すると、ＵＨＦ帯ＩＴＳの送信レベルをＰ−ＭＩＮに下げる。また、地デジ受信レベルｒがｒ２以上ｒ１以下の間では、地デジ受信レベルｒの上昇に比例してＵＨＦ帯ＩＴＳの送信レベルを上げ、地デジ受信レベルｒがｒ１以降は、ＵＨＦ帯ＩＴＳの送信レベルを通常レベルに戻す。ここで、送信レベルＰ−ＭＩＮの大きさは、通常レベル（ＭＡＸ）や地デジ受信レベルｒ２、ｒ１の大きさなどに基づいて設定される。

「制御３」
図５（ｃ）に示すように、地デジ受信レベルｒがｒ２未満では、ＵＨＦ帯ＩＴＳの送信レベルを通常レベルとし、地デジ受信レベルｒがｒ２に達すると、ＩＴＳ送信を停止する。また、地デジ受信レベルｒがｒ２以上ｒ１以下の間では、地デジ受信レベルｒの上昇に比例してＵＨＦ帯ＩＴＳの送信レベルを上げ、地デジ受信レベルｒがｒ１以降は、ＵＨＦ帯ＩＴＳの送信レベルを通常レベルに戻す。

これらの制御１〜３は、次の点で共通している。
（イ）ｒ＜ｒ２においては、通常レベルでＩＴＳ送信を行う。
（ロ）ｒ２≦ｒ≦ｒ１においては、地デジ受像機に影響がない範囲でＩＴＳ送信を行い、少しでも送信すると地デジ受像機に影響する場合には、ＩＴＳ送信を停止する。
（ハ）ｒ＞ｒ１においては、通常レベルでＩＴＳ送信を行う。

また、このような制御内容は、地上デジタル放送の許容干渉量やＩＴＳ送信の与干渉量などに応じて、変更してよい。さらに、地上デジタル放送中継局と家庭用テレビ受像機とでは、許容される干渉レベルが異なる場合があり、その場合には、地上デジタル放送中継局用と家庭用テレビ受像機用とに分けて制御してもよいし、２つに共通、適合する制御内容としてもよい。

ＩＴＳ無線送信部４は、ＵＨＦ帯ＩＴＳの無線信号を送信および受信する送受信回路であり、送信レベル判定部３から入力・指定された送信レベルに従って、送信電力を制御し、無線信号を送信するものである。

次に、このような構成のＩＴＳ無線通信装置１の作用などについて説明する。ここで、ＩＴＳ無線通信装置１を車両に搭載している場合を例にして説明する。

まず、車両走行中に、アンテナ５によって地上デジタル放送波が受信されると、その信号が地デジ検出回路２に入力され、地上デジタル放送の信号レベルが検出される。続いて、検出された信号レベルが送信レベル判定部３に入力され、上記のようにしてＵＨＦ帯ＩＴＳの送信レベルが判定される。そして、この送信レベルがＩＴＳ無線送信部４に入力され、指定された送信レベルでＵＨＦ帯ＩＴＳの無線信号が送信される。

このような処理により、ＩＴＳ無線通信装置１を搭載している車両が、例えば、地上デジタル放送の受信範囲（地上デジタル放送中継局など）から遠く離れている場合（上記説明で、ｒ＜ｒ２の場合）には、通常の送信レベルでＩＴＳ信号が送信される。また、車両が地上デジタル放送の受信範囲に入ると（上記説明で、ｒ２≦ｒ≦ｒ１の場合）、地上デジタル放送の受信に影響がない送信レベルでＩＴＳ信号が送信され、あるいはＩＴＳ信号の送信が停止される。さらに、車両が地上デジタル放送の受信範囲の中心側に近づくと（上記説明で、ｒ＞ｒ１の場合）、通常の送信レベルでＩＴＳ信号が送信されるものである。

以上のように、このＩＴＳ無線通信装置１によれば、受信した地上デジタル放送の信号レベルに応じて、ＵＨＦ帯ＩＴＳの無線送信が制御されるため、ＵＨＦ帯ＩＴＳから地上デジタル放送に与える与干渉を低減することが可能となる。しかも、地上デジタル放送の受信に影響を与える可能性がある地域においても、影響を与えないようにＵＨＦ帯ＩＴＳの送信レベルが制御されるため、地上デジタル放送への影響を抑制しつつ、ＩＴＳ通信を維持することができる。

さらに、ＵＨＦ帯ＩＴＳの無線送信が地上デジタル放送の受信に影響を与えない場合には、ＵＨＦ帯ＩＴＳの無線送信が制御されないため、無線送信の制御が必要最小限に抑えられ、しかも、ＵＨＦ帯ＩＴＳの無線通信を最大限利用することが可能となる。また、ＤＳＲＣなどの他の無線システムを導入する必要がなく、新たに設置された中継局やアドホックに設置された中継局などに対しても、その地上デジタル放送を検出することで対応可能なため、より確実に与干渉を低減することが可能となる。さらに、相関出力を使用する地デジ検出回路２では、地上デジタル放送の電波レベルが低くても検出することが可能で、しかも、ノイズを検出することもない。

（実施の形態２）
図６は、この実施の形態に係るＩＴＳ無線通信装置１０を示す概略構成ブロック図である。この実施の形態および後述する実施の形態３では、地デジ検出回路（検出手段）が実施の形態１と異なり、実施の形態１と同等の構成については、同一符号を付することで、その説明を省略する。

この実施の形態では、地デジ検出回路が地デジチューナ回路６で構成され、この地デジチューナ回路６によって、ＩＴＳ無線通信の隣接チャネルである地デジ５２チャネルを再生して、その信号レベルを検出するものである。また、地デジチューナ回路６の簡易化のために、地デジ５２チャネルＯＦＤＭ信号の一部のキャリアのみを再生して、信号レベルを検出するようにしてもよい。

このような構成によれば、実施の形態１と同様に、受信した地上デジタル放送の信号レベルに応じて、ＵＨＦ帯ＩＴＳの無線送信を制御し、ＵＨＦ帯ＩＴＳから地上デジタル放送に与える与干渉を低減することが可能となる。

（実施の形態３）
図７は、この実施の形態に係るＩＴＳ無線通信装置２０を示す概略構成ブロック図である。

この実施の形態では、地デジ検出回路がスペクトルアナライザ７で構成され、このスペクトルアナライザ７によって、地上デジタル放送の５０〜５２チャネルの信号およびその信号レベルを検出するものである。

以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、上記の実施の形態では、地デジ受信レベルｒがｒ２≦ｒ≦ｒ１の場合に、上記のような制御１〜３を行っているが、地デジ受信レベルｒがｒ２≦ｒ≦ｒ１の場合には、ＵＨＦ帯ＩＴＳの無線送信を行わない、という制御を行ってもよい。

また、この発明は、ＵＨＦ帯ＩＴＳが地上デジタル放送の受信に与える干渉の抑圧にとどまらない。地上デジタル放送の低い周波数（チャンネル）とその隣接通信システムにも応用可能であるし、コグニティブ無線などでは、地上デジタル放送の周波数帯の中で使用していない周波数帯を探して、該当する周波数帯を使用するような無線通信システムも検討されているが、こういった無線通信システムにも応用可能である。他の周波数帯が隣接する通信システム間の干渉抑圧にも応用可能である。

１、１０、２０ＩＴＳ無線通信装置
２地デジ検出回路（検出手段）
３送信レベル判定部（制御手段）
４ＩＴＳ無線送信部
５アンテナ
６地デジチューナ回路（検出手段）
７スペクトルアナライザ（検出手段）

Claims

高度道路交通システムにおいて車両間の通信などに使用されるＩＴＳ無線通信装置であって、
地上デジタル放送を検出する検出手段と、
前記検出手段で検出された地上デジタル放送の信号レベルに応じて、ＩＴＳの無線送信を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とするＩＴＳ無線通信装置。
前記制御手段は、前記検出手段で検出された地上デジタル放送の信号レベルが、ＩＴＳの無線送信があると地上デジタル放送の受信が不可能で、ＩＴＳの無線送信がないと地上デジタル放送の受信が可能なレベルの場合にのみ、ＩＴＳの無線送信を制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載のＩＴＳ無線通信装置。