JP2021145207A - 車載通信装置、及び車載通信システム - Google Patents
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Abstract
【課題】車内の無線端末と車外の基地局との間を簡易な構成で中継することができる。
【解決手段】基地局と無線通信可能な車載通信装置であって、指向方向が変更可能な車外アンテナ部と、前記車外アンテナ部が送受信する信号の変復調を行うモデム部と、前記車外アンテナ部の指向方向が受信波の到来側に向くように制御する制御部と、前記基地局と無線通信可能な車内の無線端末に対して無線波を送受信する車内アンテナ部と、合成ポートと、第１及び第２の分配ポートとを有する合成分配器と、を備え、前記車外アンテナ部は、前記合成ポートに接続され、前記車内アンテナ部、及び前記モデム部は、それぞれ前記第１及び第２の分配ポートに接続されている。
【選択図】図４
【解決手段】基地局と無線通信可能な車載通信装置であって、指向方向が変更可能な車外アンテナ部と、前記車外アンテナ部が送受信する信号の変復調を行うモデム部と、前記車外アンテナ部の指向方向が受信波の到来側に向くように制御する制御部と、前記基地局と無線通信可能な車内の無線端末に対して無線波を送受信する車内アンテナ部と、合成ポートと、第１及び第２の分配ポートとを有する合成分配器と、を備え、前記車外アンテナ部は、前記合成ポートに接続され、前記車内アンテナ部、及び前記モデム部は、それぞれ前記第１及び第２の分配ポートに接続されている。
【選択図】図４
Description
本開示は、車載通信装置、及び車載通信システムに関する。
第５世代移動通信システムでは、ミリ波又はサブミリ波を利用して無線通信が行われる（例えば、非特許文献１参照）。
３ＧＰＰ ＴＳ ３８．１０１−２ Ｖ１５．６．０ （２０１９−０６）
ミリ波又はサブミリ波は透過減衰が大きい。このため、車両等に乗車している搭乗者が所持するスマートフォン等の無線端末は、車外の基地局からの無線波の受信が困難な場合がある。
一般に、このようなカバレッジを改善する方法として、リピーターを利用することが考えられる。
リピーターは、受信した信号を増幅等して再送信する中継装置であり、簡易な構成でカバレッジを改善することができる。
例えば、車両にリピーターを設け、車内の無線端末と、車外の基地局との間をリピーターに中継させれば、車内の無線端末と、車外の基地局との無線通信が可能になると考えられる。
リピーターは、受信した信号を増幅等して再送信する中継装置であり、簡易な構成でカバレッジを改善することができる。
例えば、車両にリピーターを設け、車内の無線端末と、車外の基地局との間をリピーターに中継させれば、車内の無線端末と、車外の基地局との無線通信が可能になると考えられる。
ここで、第５世代移動通信システムでは、伝搬に伴う減衰を補償するために、アンテナの指向性制御が行われる。
従って、第５世代移動通信システムにおいては、リピーターについてもアンテナの指向性を制御する機能が要求される。
従って、第５世代移動通信システムにおいては、リピーターについてもアンテナの指向性を制御する機能が要求される。
しかし、リピーターにアンテナの指向性を制御する機能を持たせた場合、リピーターの構成が複雑化し、簡易な構成で中継しカバレッジを改善できるというリピーターの利点が損なわれる。
このように、第５世代移動通信システムでは、アンテナの指向性制御機能が必要となるため、車内の移動局と車外の基地局との間を簡易な構成で中継するのが困難な場合がある。
本開示はこのような事情に鑑みてなされたものであり、車内の無線端末と車外の基地局との間を簡易な構成で中継することができる技術の提供を目的とする。
実施形態である車載通信装置は、基地局と無線通信可能な車載通信装置であって、指向方向が変更可能な車外アンテナ部と、前記車外アンテナ部が送受信する信号の変復調を行うモデム部と、前記車外アンテナ部の指向方向が受信波の到来側に向くように制御する制御部と、前記基地局と無線通信可能な車内の無線端末に対して無線波を送受信する車内アンテナ部と、合成ポートと、第１及び第２の分配ポートとを有する合成分配器と、を備え、前記車外アンテナ部は、前記合成ポートに接続され、前記車内アンテナ部、及び前記モデム部は、それぞれ前記第１及び第２の分配ポートに接続されている。
また、他の実施形態である車載通信システムは、基地局との間で無線通信可能な車載通信装置と、前記基地局と無線通信可能な無線端末とを含む車載通信システムであって、前記車載通信装置は、指向方向が変更可能な車外アンテナ部と、前記車外アンテナ部が送受信する信号の変復調を行うモデム部と、前記車外アンテナ部の指向方向が受信波の到来側に向くように制御する制御部と、前記無線端末に対して無線波を送受信する車内アンテナ部と、合成ポートと、第１及び第２の分配ポートとを有する合成分配器と、を備え、前記車外アンテナ部は、前記合成ポートに接続され、前記車内アンテナ部、及び前記モデム部は、それぞれ前記第１及び第２の分配ポートに接続されている。
本開示によれば、車内の無線端末と車外の基地局との間を簡易な構成で中継することができる。
最初に実施形態の内容を列記して説明する。
［実施形態の概要］
（１）実施形態である車載通信装置は、基地局と無線通信可能な車載通信装置であって、指向方向が変更可能な車外アンテナ部と、前記車外アンテナ部が送受信する信号の変復調を行うモデム部と、前記車外アンテナ部の指向方向が受信波の到来側に向くように制御する制御部と、前記基地局と無線通信可能な車内の無線端末に対して無線波を送受信する車内アンテナ部と、合成ポートと、第１及び第２の分配ポートとを有する合成分配器と、を備え、前記車外アンテナ部は、前記合成ポートに接続され、前記車内アンテナ部、及び前記モデム部は、それぞれ前記第１及び第２の分配ポートに接続されている。
［実施形態の概要］
（１）実施形態である車載通信装置は、基地局と無線通信可能な車載通信装置であって、指向方向が変更可能な車外アンテナ部と、前記車外アンテナ部が送受信する信号の変復調を行うモデム部と、前記車外アンテナ部の指向方向が受信波の到来側に向くように制御する制御部と、前記基地局と無線通信可能な車内の無線端末に対して無線波を送受信する車内アンテナ部と、合成ポートと、第１及び第２の分配ポートとを有する合成分配器と、を備え、前記車外アンテナ部は、前記合成ポートに接続され、前記車内アンテナ部、及び前記モデム部は、それぞれ前記第１及び第２の分配ポートに接続されている。
上記構成の車載通信装置によれば、車外アンテナ部からの受信信号は、合成分配器によって車内アンテナ部へ分配され、車内アンテナ部から車内へ放射される。また、車内アンテナ部が受信した無線端末からの無線波に基づく信号は、合成分配器を介して車外アンテナ部へ与えられ、車外アンテナ部から送信される。これにより、車内の無線端末は、車外の基地局との間で無線通信が可能となる。
このように、上記構成によれば、制御部によって指向方向制御がなされる車外アンテナ部を利用し、車内の無線端末と車外の基地局との間を中継するので、合成分配器及び車内アンテナ部といった簡易な構成で、車内の無線端末と車外の基地局との間の中継が可能となる。
このように、上記構成によれば、制御部によって指向方向制御がなされる車外アンテナ部を利用し、車内の無線端末と車外の基地局との間を中継するので、合成分配器及び車内アンテナ部といった簡易な構成で、車内の無線端末と車外の基地局との間の中継が可能となる。
（２）上記車載通信装置において、前記車内アンテナ部は指向性を有するものであってもよく、この場合、車内アンテナ部による無線波が車外へ放射され難い方向へ指向性を向けることができる。これにより、車内アンテナ部による無線波が車外へ漏洩して車外の移動局に対する干渉を生じさせるのを抑制することができる。
（３）より具体的に、前記車内アンテナ部の指向方向は車内の座席方向に向ければよく、この場合、車内アンテナ部による無線波が車外へ放射されるのを抑制しつつ、車内において無線端末が位置する可能性の高い方向へ指向方向を向けることができる。
（４）上記車載通信装置において、前記基地局との間で無通信状態の継続時間が、前記基地局から予め配信されるモード切替時間を超えると、自装置の動作モードを、少なくとも前記車外アンテナ部に対する指向性制御を休止させる省電力モードへ切り替えるモード切替部と、キープアライブを前記モード切替時間よりも短い周期で前記基地局へ向けて送信するキープアライブ送信部と、をさらに備えていてもよい。
この場合、キープアライブを、モード切替時間よりも短い周期で前記基地局へ向けて送信するので、通常モードを維持することができる。これにより、車内アンテナ部を介して車内の無線端末が基地局と通信している間に、省電力モードに切り替わって車外アンテナ部の指向方向の制御を停止するのを抑制することができる。
この場合、キープアライブを、モード切替時間よりも短い周期で前記基地局へ向けて送信するので、通常モードを維持することができる。これにより、車内アンテナ部を介して車内の無線端末が基地局と通信している間に、省電力モードに切り替わって車外アンテナ部の指向方向の制御を停止するのを抑制することができる。
（５）上記車載通信装置において、前記合成分配器と前記車内アンテナ部とを接続する信号線を伝搬する信号を検出するセンサをさらに備え、前記キープアライブ送信部は、前記信号線を伝搬する信号が検出されると、前記キープアライブの送信を実行し、前記信号線を伝搬する信号が検出されない状態が所定時間継続すると、前記キープアライブの送信を停止するものであってもよい。
この場合、センサによって、車内アンテナ部を介して車内の無線端末が基地局と通信しているか否かを判定することができる。これにより、車内アンテナ部を介して車内の無線端末が基地局と通信している間に、制御部が省電力モードに切り替わって車外アンテナ部の指向方向の制御を停止するのを適切に抑制することができる。
この場合、センサによって、車内アンテナ部を介して車内の無線端末が基地局と通信しているか否かを判定することができる。これにより、車内アンテナ部を介して車内の無線端末が基地局と通信している間に、制御部が省電力モードに切り替わって車外アンテナ部の指向方向の制御を停止するのを適切に抑制することができる。
（６）上記車載通信装置において、前記車内アンテナ部は、車内アンテナ素子と、前記車内アンテナ素子が受信した信号及び前記合成分配器から与えられる信号の利得を調整する調整部と、を備えていてもよい。
この場合、車内アンテナ部から放射される無線波や、車内アンテナ素子が受信した信号の信号強度を適切に調整することができる。
この場合、車内アンテナ部から放射される無線波や、車内アンテナ素子が受信した信号の信号強度を適切に調整することができる。
（７）上記車載通信装置において、前記車外アンテナ部は、送受信共用の車外アンテナ素子と、前記車外アンテナ素子を送信用及び受信用のいずれかに切り替える車外切替部と、を備え、前記車内アンテナ部は、送受信共用の車内アンテナ素子と、前記車内アンテナ素子を送信用及び受信用のいずれかに切り替える車内切替部と、を備え、前記車載通信装置は、前記車外アンテナ素子が受信用である場合に前記車内アンテナ素子が送信用となり、前記車外アンテナ素子が受信用である場合に前記車内アンテナ素子が受信用となるように、前記車外切替部及び前記車内切替部を制御する切替制御部をさらに備えることが好ましい。
この場合、車外アンテナ部によって送信が行われるときに、車内アンテナ部では受信が行われ、車外アンテナ部によって受信が行われるときに、車内アンテナ部では送信が行われるように、車外アンテナ部と車内アンテナ部との間の送受信の切り替えタイミングを同期させることができる。
この場合、車外アンテナ部によって送信が行われるときに、車内アンテナ部では受信が行われ、車外アンテナ部によって受信が行われるときに、車内アンテナ部では送信が行われるように、車外アンテナ部と車内アンテナ部との間の送受信の切り替えタイミングを同期させることができる。
（８）また、他の実施形態である車載通信システムは、基地局との間で無線通信可能な車載通信装置と、前記基地局と無線通信可能な無線端末とを含む車載通信システムであって、前記車載通信装置は、指向方向が変更可能な車外アンテナ部と、前記車外アンテナ部が送受信する信号の変復調を行うモデム部と、前記車外アンテナ部の指向方向が受信波の到来側に向くように制御する制御部と、前記無線端末に対して無線波を送受信する車内アンテナ部と、合成ポートと、第１及び第２の分配ポートとを有する合成分配器と、を備え、前記車外アンテナ部は、前記合成ポートに接続され、前記車内アンテナ部、及び前記モデム部は、それぞれ前記第１及び第２の分配ポートに接続されている。
（９）上記車載通信システムにおいて、前記無線端末は、指向方向が変更可能な端末アンテナ部と、前記端末アンテナ部によって受信可能な信号波を探索し、探索された信号波の到来側へ向くように前記端末アンテナ部の指向方向を制御する端末制御部と、を備え、前記端末制御部は、複数の前記信号波が探索されると、複数の前記信号波のうちのいずれか１つの信号波を選択し、選択した信号波に基づいて前記端末アンテナ部の指向方向を制御するように構成してもよい。
この場合、無線端末は、必要に応じて信号波を選択し、端末アンテナの指向方向を適切に制御することができる。
この場合、無線端末は、必要に応じて信号波を選択し、端末アンテナの指向方向を適切に制御することができる。
（１０）また、上記車載通信システムにおいて、前記端末制御部は、前記無線端末の位置情報及び前記位置情報の変化を示す変化情報の少なくともいずれか一方に基づいて前記無線端末が車内に位置するか否かを判定し、車内に位置すると判定する場合、複数の前記信号波のうち、所定期間における受信強度の変化が少ない信号波を選択してもよい。
この場合、車内の端末制御部は、受信強度の変化が少ない信号波を選択することで、端末アンテナの指向方向を車内アンテナ部側へ向くように制御することができ、車両の内外において、端末アンテナの指向方向を適切に制御することができる。
この場合、車内の端末制御部は、受信強度の変化が少ない信号波を選択することで、端末アンテナの指向方向を車内アンテナ部側へ向くように制御することができ、車両の内外において、端末アンテナの指向方向を適切に制御することができる。
（１１）また、上記車載通信システムにおいて、前記端末制御部は、前記無線端末の位置情報及び前記位置情報の変化を示す変化情報の少なくともいずれか一方に基づいて前記無線端末が車内に位置するか否かを判定し、車内に位置すると判定する場合、複数の前記信号波のうち、複数の前記信号波に対応する指向方向の所定期間における変化が少ない信号波を選択してもよい。
この場合、車内の端末制御部は、指向方向の変化が少ない信号波を選択することで、端末アンテナの指向方向を車内アンテナ部側へ向くように制御することができ、車両の内外において、端末アンテナの指向方向を適切に制御することができる。
この場合、車内の端末制御部は、指向方向の変化が少ない信号波を選択することで、端末アンテナの指向方向を車内アンテナ部側へ向くように制御することができ、車両の内外において、端末アンテナの指向方向を適切に制御することができる。
［実施形態の詳細］
以下、好ましい実施形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、以下に記載する各実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
〔車載通信システムの全体構成について〕
図１は、実施形態に係る車載通信システムが搭載された車両を示す図である。
車載通信システム１は、車載通信装置２と、車両４内に位置する無線端末６とを含んで構成される。
車載通信装置２は、車両４のルーフ４ａに設けられている。
車載通信装置２は、移動無線通信システムの基地局８と無線通信可能な移動局である。
以下、好ましい実施形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、以下に記載する各実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
〔車載通信システムの全体構成について〕
図１は、実施形態に係る車載通信システムが搭載された車両を示す図である。
車載通信システム１は、車載通信装置２と、車両４内に位置する無線端末６とを含んで構成される。
車載通信装置２は、車両４のルーフ４ａに設けられている。
車載通信装置２は、移動無線通信システムの基地局８と無線通信可能な移動局である。
無線端末６は、移動無線通信システムの基地局８と無線通信可能な移動局である。無線端末６は、車両４の搭乗者である所持者Ｔが所持するスマートフォン、携帯電話、タブレット端末、ノートパソコン等である。無線端末６も、移動無線通信システムの基地局８と無線通信可能である。
基地局８は、建物の屋上等の比較的高所に設けられ、地上の移動局と無線通信を行う。基地局８は、無線制御局、リモートラジオヘッド等とも呼ばれることがある。
基地局８は、建物の屋上等の比較的高所に設けられ、地上の移動局と無線通信を行う。基地局８は、無線制御局、リモートラジオヘッド等とも呼ばれることがある。
基地局８、車載通信装置２、及び無線端末６の間で行われる無線通信は、第５世代移動通信システムに準拠した無線通信である。
第５世代移動通信システムでは、例えば、６ＧＨｚ以上の非常に高い周波数の電波を用いるため、伝搬時の減衰が大きい。このため、基地局８、車載通信装置２、及び無線端末６は、電波の減衰を補償するためにアンテナの指向方向制御を行う。各局は、アンテナの指向方向を特定の方向に制御することで利得を向上させることができる。
第５世代移動通信システムでは、例えば、６ＧＨｚ以上の非常に高い周波数の電波を用いるため、伝搬時の減衰が大きい。このため、基地局８、車載通信装置２、及び無線端末６は、電波の減衰を補償するためにアンテナの指向方向制御を行う。各局は、アンテナの指向方向を特定の方向に制御することで利得を向上させることができる。
車載通信装置２は、車両４のＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）５に接続されている。
ＥＣＵ５は、車載通信装置２及び基地局８を介して外部ネットワークに通信接続可能である。ＥＣＵ５は、外部ネットワークに常時接続し、種々の情報を交換する機能を有する。すなわち、車両４は、コネクテッドカーである。車両４は、乗用車の他、バスや鉄道なども含む。
ＥＣＵ５は、車載通信装置２及び基地局８を介して外部ネットワークに通信接続可能である。ＥＣＵ５は、外部ネットワークに常時接続し、種々の情報を交換する機能を有する。すなわち、車両４は、コネクテッドカーである。車両４は、乗用車の他、バスや鉄道なども含む。
車載通信装置２は、車外アンテナ部１０と、車内アンテナ部１２と、車載ゲートウェイ装置１４とを備える。
車外アンテナ部１０は、基地局８との間で無線波の送受信を行う機能を有する。車外アンテナ部１０は後述するように複数のアンテナ素子を有しており、ビームフォーミングが可能である。また、車外アンテナ部１０のビームの方向（指向方向）は特定の方向に変更可能である。
車外アンテナ部１０は、基地局８との間で無線波の送受信を行う機能を有する。車外アンテナ部１０は後述するように複数のアンテナ素子を有しており、ビームフォーミングが可能である。また、車外アンテナ部１０のビームの方向（指向方向）は特定の方向に変更可能である。
ＥＣＵ５は、車載ゲートウェイ装置１４に接続されている。
車載ゲートウェイ装置１４は、基地局８と、ＥＣＵ５との間における無線通信に関する処理を行う機能を有する。車載ゲートウェイ装置１４は、車外アンテナ部１０を用いて基地局８と無線通信を行う。
車載ゲートウェイ装置１４は、基地局８と、ＥＣＵ５との間における無線通信に関する処理を行う機能を有する。車載ゲートウェイ装置１４は、車外アンテナ部１０を用いて基地局８と無線通信を行う。
車内アンテナ部１２は、車両４の内部（車内）の無線端末６に対して無線波を送受信するためのアンテナである。車内アンテナ部１２は、車内の無線端末６と車外の基地局８とが無線通信するために用いられる。
本実施形態の車載ゲートウェイ装置１４は、車内の無線端末６と、車外の基地局８との間の通信を中継するリピーターとしての機能を有する。
車載ゲートウェイ装置１４は、車内アンテナ部１２と、車外アンテナ部１０とを用いて車内の無線端末６と、車外の基地局８との間の通信を中継する。
本実施形態の車載ゲートウェイ装置１４は、車内の無線端末６と、車外の基地局８との間の通信を中継するリピーターとしての機能を有する。
車載ゲートウェイ装置１４は、車内アンテナ部１２と、車外アンテナ部１０とを用いて車内の無線端末６と、車外の基地局８との間の通信を中継する。
〔車載通信装置の構成について〕
図２は、車載通信装置２の構成例を示すブロック図である。
車外アンテナ部１０は、基地局８からの無線波を受信することで得られる受信信号を車載ゲートウェイ装置１４へ与える。また、車外アンテナ部１０は、車載ゲートウェイ装置１４から送信信号（後に説明する）が与えられると、無線波を空間に放射する。
図２は、車載通信装置２の構成例を示すブロック図である。
車外アンテナ部１０は、基地局８からの無線波を受信することで得られる受信信号を車載ゲートウェイ装置１４へ与える。また、車外アンテナ部１０は、車載ゲートウェイ装置１４から送信信号（後に説明する）が与えられると、無線波を空間に放射する。
車外アンテナ部１０は、一対のアレイアンテナ１８と、高周波処理部（ＲＦ部）２０とを備える。
一対のアレイアンテナ１８は、基地局８との間で無線波の送受信を行う。一対のアレイアンテナ１８のうち、一方は水平偏波用であり、他方は垂直偏波用である。一対のアレイアンテナ１８は、複数のアンテナ素子１８ａを含んで構成されている。複数のアンテナ素子１８ａは、ＲＦ部２０に接続されている。
一対のアレイアンテナ１８は、基地局８との間で無線波の送受信を行う。一対のアレイアンテナ１８のうち、一方は水平偏波用であり、他方は垂直偏波用である。一対のアレイアンテナ１８は、複数のアンテナ素子１８ａを含んで構成されている。複数のアンテナ素子１８ａは、ＲＦ部２０に接続されている。
ＲＦ部２０は、アレイアンテナ１８によって送受信される信号に対して処理を行う機能を有する。
ＲＦ部２０は、車載ゲートウェイ装置１４に接続される。
ＲＦ部２０は、一対のアレイアンテナ１８によって受信された無線周波数の信号が与えられると、この無線周波数の信号に対して増幅や周波数変換等の必要な処理を行うことで受信信号を生成し、生成した受信信号を車載ゲートウェイ装置１４へ与える。
また、ＲＦ部２０は、車載ゲートウェイ装置１４から送信信号が与えられると、送信信号に対して周波数変換等の必要な処理を行うことで無線周波数の信号を生成し、生成した無線周波数の信号をアレイアンテナ１８へ与える。
ＲＦ部２０は、車載ゲートウェイ装置１４に接続される。
ＲＦ部２０は、一対のアレイアンテナ１８によって受信された無線周波数の信号が与えられると、この無線周波数の信号に対して増幅や周波数変換等の必要な処理を行うことで受信信号を生成し、生成した受信信号を車載ゲートウェイ装置１４へ与える。
また、ＲＦ部２０は、車載ゲートウェイ装置１４から送信信号が与えられると、送信信号に対して周波数変換等の必要な処理を行うことで無線周波数の信号を生成し、生成した無線周波数の信号をアレイアンテナ１８へ与える。
ＲＦ部２０は、水平偏波による信号及び垂直偏波による信号それぞれに対して独立して処理を行う。よって、ＲＦ部２０は、水平偏波及び垂直偏波それぞれの受信信号を車載ゲートウェイ装置１４へ与える。また、ＲＦ部２０には、水平偏波及び垂直偏波それぞれの送信信号が与えられる。ＲＦ部２０は、水平偏波及び垂直偏波それぞれの送信信号に対して処理を行い、無線周波数の信号を一対のアレイアンテナ１８へ与える。一対のアレイアンテナ１８は、与えられた無線周波数の信号を空間に放射する。
車載ゲートウェイ装置１４は、一対の合成分配器２２と、送受信部２４と、ルータ部２６と、制御装置２８とを備える。
送受信部２４は、一対の合成分配器２２を介してＲＦ部２０に接続されている。
一対の合成分配器２２のうち、一方は水平偏波の信号用、他方は垂直偏波の信号用である。
送受信部２４は、一対の合成分配器２２を介してＲＦ部２０に接続されている。
一対の合成分配器２２のうち、一方は水平偏波の信号用、他方は垂直偏波の信号用である。
送受信部２４は、車外アンテナ部１０との間で授受される送信信号及び受信信号の変復調等の必要な信号処理を行う機能を有する。また、送受信部２４は、車外アンテナ部１０の指向方向を制御する機能も有する。
ルータ部２６は、送受信部２４及び車両４のＥＣＵ５に接続されている。ルータ部２６は、送受信部２４から与えられるユーザデータのルーティングを行う機能を有する。また、ルータ部２６は、ＥＣＵ５からのユーザデータを送受信部２４へ与える機能を有する。
制御装置２８は、送受信部２４やルータ部２６といった車載ゲートウェイ装置１４の各部を制御する機能を有する。
ルータ部２６は、送受信部２４及び車両４のＥＣＵ５に接続されている。ルータ部２６は、送受信部２４から与えられるユーザデータのルーティングを行う機能を有する。また、ルータ部２６は、ＥＣＵ５からのユーザデータを送受信部２４へ与える機能を有する。
制御装置２８は、送受信部２４やルータ部２６といった車載ゲートウェイ装置１４の各部を制御する機能を有する。
ＲＦ部２０から車載ゲートウェイ装置１４に与えられる受信信号は、一対の合成分配器２２を介して送受信部２４へ与えられる。
受信信号が与えられた送受信部２４は、受信信号に対してベースバンド処理やその他必要な信号処理を行う。送受信部２４は、信号処理によって得られるユーザデータをルータ部２６へ与える。
ルータ部２６は、車両４のＥＣＵ５に接続されている。ルータ部２６は、送受信部２４から与えられるユーザデータのルーティングを行い、ユーザデータを車両４のＥＣＵ５へ与える。
受信信号が与えられた送受信部２４は、受信信号に対してベースバンド処理やその他必要な信号処理を行う。送受信部２４は、信号処理によって得られるユーザデータをルータ部２６へ与える。
ルータ部２６は、車両４のＥＣＵ５に接続されている。ルータ部２６は、送受信部２４から与えられるユーザデータのルーティングを行い、ユーザデータを車両４のＥＣＵ５へ与える。
また、ルータ部２６には、ＥＣＵ５からユーザデータが与えられる。ルータ部２６は、ＥＣＵ５から与えられるユーザデータを送受信部２４へ与える。
ユーザデータが与えられた送受信部２４は、ユーザデータに対してベースバンド処理やその他必要な信号処理を行い、送信信号を生成する。送受信部２４は、生成した送信信号を合成分配器２２に与える。合成分配器２２に与えられた送信信号は、ＲＦ部２０へ与えられる。
ユーザデータが与えられた送受信部２４は、ユーザデータに対してベースバンド処理やその他必要な信号処理を行い、送信信号を生成する。送受信部２４は、生成した送信信号を合成分配器２２に与える。合成分配器２２に与えられた送信信号は、ＲＦ部２０へ与えられる。
車内アンテナ部１２は、車内に位置する無線端末６との間で無線波を送受信する機能を有する。
車内アンテナ部１２は、一対のアンテナ３６と、一対の送受信回路３８とを備える。一対のアンテナ３６のうち、一方は水平偏波用であり、他方は垂直偏波用である。
一対のアンテナ３６は、車内に位置する無線端末６との間で無線波の送受信を行う。一対のアンテナ３６は、それぞれ、複数のアンテナ素子３６ａ，３６ｂを含んで構成されている。複数のアンテナ素子３６ａ，３６ｂは、送受信回路３８に接続されている。
車内アンテナ部１２は、一対のアンテナ３６と、一対の送受信回路３８とを備える。一対のアンテナ３６のうち、一方は水平偏波用であり、他方は垂直偏波用である。
一対のアンテナ３６は、車内に位置する無線端末６との間で無線波の送受信を行う。一対のアンテナ３６は、それぞれ、複数のアンテナ素子３６ａ，３６ｂを含んで構成されている。複数のアンテナ素子３６ａ，３６ｂは、送受信回路３８に接続されている。
一対の送受信回路３８のうち、一方は水平偏波用であり、他方は垂直偏波用である。
一対の送受信回路３８は、一対のアンテナ３６によって送受信される信号に対して処理を行う機能を有する。
一対の送受信回路３８は、一対の合成分配器２２に接続されている。
一対の送受信回路３８は、一対のアンテナ３６によって受信された無線周波数の信号が与えられると、この無線周波数の信号に対して利得調整や周波数変換等の処理を行い、処理を行うことで得られた信号（車内受信信号）を一対の合成分配器２２へ与える。
一対の送受信回路３８は、一対のアンテナ３６によって送受信される信号に対して処理を行う機能を有する。
一対の送受信回路３８は、一対の合成分配器２２に接続されている。
一対の送受信回路３８は、一対のアンテナ３６によって受信された無線周波数の信号が与えられると、この無線周波数の信号に対して利得調整や周波数変換等の処理を行い、処理を行うことで得られた信号（車内受信信号）を一対の合成分配器２２へ与える。
また、一対の送受信回路３８には、一対の合成分配器２２を介してＲＦ部２０からの受信信号が与えられる。
一対の送受信回路３８は、受信信号が与えられると、受信信号に対して利得調整や周波数変換等の処理を行うことで無線周波数の信号を生成し、生成した無線周波数の信号を一対のアンテナ３６へ与える。一対のアンテナ３６は、与えられた無線周波数の信号を車内へ放射する。
一対の送受信回路３８は、受信信号が与えられると、受信信号に対して利得調整や周波数変換等の処理を行うことで無線周波数の信号を生成し、生成した無線周波数の信号を一対のアンテナ３６へ与える。一対のアンテナ３６は、与えられた無線周波数の信号を車内へ放射する。
アンテナ３６が有するアンテナ素子３６ａ、及びアンテナ素子３６ｂは、指向性を有している。
図３は、アンテナ３６の指向性を示す図であり、上段は車両４の前部座席ＦＳ及び後部座席ＲＳを側方から見た図、下段は前部座席ＦＳ及び後部座席ＲＳを上方から見た図である。
図３に示すように、アンテナ素子３６ａは、車両４の前部座席ＦＳの上方に設けられている。アンテナ素子３６ａは、図３に示すように、前部座席ＦＳの上方から左右の前部座席ＦＳへ向く送受信ビームを形成し得る指向性を有する。
図３は、アンテナ３６の指向性を示す図であり、上段は車両４の前部座席ＦＳ及び後部座席ＲＳを側方から見た図、下段は前部座席ＦＳ及び後部座席ＲＳを上方から見た図である。
図３に示すように、アンテナ素子３６ａは、車両４の前部座席ＦＳの上方に設けられている。アンテナ素子３６ａは、図３に示すように、前部座席ＦＳの上方から左右の前部座席ＦＳへ向く送受信ビームを形成し得る指向性を有する。
また、アンテナ素子３６ｂは、車両４の後部座席ＲＳの上方に設けられている。アンテナ素子３６ｂは、図３に示すように、後部座席ＲＳの上方から左右の後部座席ＲＳへ向く送受信ビームを形成し得る指向性を有する。
このように、本実施形態では、アンテナ３６による無線波が車外へ放射され難い方向へ指向性を向けられる。これにより、車内アンテナ部１２による無線波が車外へ漏洩して車外の移動局に帯する干渉を生じさせるのを抑制できる。
また、本実施形態では、車内アンテナ部１２の指向方向は車内の座席側に向けられているので、車内において無線端末６が位置する可能性の高い方向へ指向方向を向けることができる。
図２を参照して、一対の合成分配器２２は、ＲＦ部２０からの受信信号を、車載ゲートウェイ装置１４、及び車内アンテナ部１２へ分配する機能を有する。
また、一対の合成分配器２２には、送受信部２４から送信信号が与えられる。一対の合成分配器２２は、与えられた送信信号を車外アンテナ部１０のＲＦ部２０へ通過させる機能を有する。
また、一対の合成分配器２２には、車内アンテナ部１２が受信した無線波に基づく車内受信信号が与えられる。一対の合成分配器２２は、与えられた車内受信信号を車外アンテナ部１０のＲＦ部２０へ通過させる機能を有する。
一対の合成分配器２２は、送受信部２４からの送信信号と、車内受信信号の両方が与えられると、送信信号と車内受信信号とを合成し、合成信号を送信信号としてＲＦ部２０へ通過させる。
また、一対の合成分配器２２には、送受信部２４から送信信号が与えられる。一対の合成分配器２２は、与えられた送信信号を車外アンテナ部１０のＲＦ部２０へ通過させる機能を有する。
また、一対の合成分配器２２には、車内アンテナ部１２が受信した無線波に基づく車内受信信号が与えられる。一対の合成分配器２２は、与えられた車内受信信号を車外アンテナ部１０のＲＦ部２０へ通過させる機能を有する。
一対の合成分配器２２は、送受信部２４からの送信信号と、車内受信信号の両方が与えられると、送信信号と車内受信信号とを合成し、合成信号を送信信号としてＲＦ部２０へ通過させる。
図４は、車載通信装置２の詳細を示すブロック図である。図４では、説明を容易とするために、一対のアレイアンテナ１８、一対のアンテナ３６、及び一対の送受信回路３８のうち、一方のアレイアンテナ１８、一方のアンテナ３６、及び一方の送受信回路３８を示している。なお、一対のアレイアンテナ１８、一対のアンテナ３６、及び一対の送受信回路３８のうち、他方のアレイアンテナ１８、他方のアンテナ３６、及び他方の送受信回路３８は、一方のアレイアンテナ１８、一方のアンテナ３６、及び一方の送受信回路３８と同様の構成である。
〔ＲＦ部について〕
図４に示すように、ＲＦ部２０は、切替スイッチ部４２と、増幅部４４と、指向性調整部４６と、切替スイッチ４８と、周波数変換部５０とを備える。
切替スイッチ部４２は、複数のアンテナ素子１８ａに対応して複数の切替スイッチ４２ａを有する。
複数の切替スイッチ４２ａには、送受信共用である複数のアンテナ素子１８ａが接続されている。各切替スイッチ４２ａには、１つのアンテナ素子１８ａの他、送信経路ＴＬ１及び受信経路ＲＬ１が接続されている。各切替スイッチ４２ａは、アンテナ素子１８ａの接続先を送信経路ＴＬ１及び受信経路ＲＬ１のいずれか一方に切り替える機能を有する。
切替スイッチ部４２は、送受信部２４の切替制御部７４（後に説明する）によって制御される。
図４に示すように、ＲＦ部２０は、切替スイッチ部４２と、増幅部４４と、指向性調整部４６と、切替スイッチ４８と、周波数変換部５０とを備える。
切替スイッチ部４２は、複数のアンテナ素子１８ａに対応して複数の切替スイッチ４２ａを有する。
複数の切替スイッチ４２ａには、送受信共用である複数のアンテナ素子１８ａが接続されている。各切替スイッチ４２ａには、１つのアンテナ素子１８ａの他、送信経路ＴＬ１及び受信経路ＲＬ１が接続されている。各切替スイッチ４２ａは、アンテナ素子１８ａの接続先を送信経路ＴＬ１及び受信経路ＲＬ１のいずれか一方に切り替える機能を有する。
切替スイッチ部４２は、送受信部２４の切替制御部７４（後に説明する）によって制御される。
送信経路ＴＬ１及び受信経路ＲＬ１は、それぞれ、複数のアンテナ素子１８ａに対応して複数設けられる。複数の送信経路ＴＬ１及び受信経路ＲＬ１は、切替スイッチ部４２と、指向性調整部４６に含まれる分配器４６ｅ及び合成器４６ｆとの間に亘って設けられる。
送信経路ＴＬ１は、複数のアンテナ素子１８ａから送信される無線波となる無線周波数の信号を複数のアンテナ素子１８ａへ与えるための経路である。
受信経路ＲＬ１は、複数のアンテナ素子１８ａが受信した無線波に基づく無線周波数の信号を送受信部２４側へ導くための経路である。
送信経路ＴＬ１は、複数のアンテナ素子１８ａから送信される無線波となる無線周波数の信号を複数のアンテナ素子１８ａへ与えるための経路である。
受信経路ＲＬ１は、複数のアンテナ素子１８ａが受信した無線波に基づく無線周波数の信号を送受信部２４側へ導くための経路である。
増幅部４４は、複数の電力増幅器４４ａと、複数の低雑音増幅器４４ｂとを備える。
複数の電力増幅器４４ａは、複数の送信経路ＴＬ１に設けられる。複数の電力増幅器４４ａは、複数の送信経路ＴＬ１を通過する無線周波数の信号の電力を増幅する。
複数の低雑音増幅器４４ｂは、複数の受信経路ＲＬ１に設けられる。複数の低雑音増幅器４４ｂは、複数の受信経路ＲＬ１を通過する無線周波数の信号の電力を増幅する。
複数の電力増幅器４４ａ、及び複数の低雑音増幅器４４ｂは、送受信部２４の切替制御部７４によって制御される。
複数の電力増幅器４４ａは、複数の送信経路ＴＬ１に設けられる。複数の電力増幅器４４ａは、複数の送信経路ＴＬ１を通過する無線周波数の信号の電力を増幅する。
複数の低雑音増幅器４４ｂは、複数の受信経路ＲＬ１に設けられる。複数の低雑音増幅器４４ｂは、複数の受信経路ＲＬ１を通過する無線周波数の信号の電力を増幅する。
複数の電力増幅器４４ａ、及び複数の低雑音増幅器４４ｂは、送受信部２４の切替制御部７４によって制御される。
指向性調整部４６は、複数の送信側位相調整器４６ａと、複数の送信側可変減衰器４６ｂと、複数の受信側位相調整器４６ｃと、複数の受信側可変減衰器４６ｄとを備える。
複数の送信側位相調整器４６ａ、及び複数の送信側可変減衰器４６ｂは、複数の送信経路ＴＬ１に設けられる。複数の送信側位相調整器４６ａは、複数の送信経路ＴＬ１を通過する無線周波数の信号の位相を調整する。複数の送信側可変減衰器４６ｂは、複数の送信経路ＴＬ１を通過する無線周波数の信号の振幅を調整する。
複数の送信側位相調整器４６ａ、及び複数の送信側可変減衰器４６ｂは、複数の送信経路ＴＬ１に設けられる。複数の送信側位相調整器４６ａは、複数の送信経路ＴＬ１を通過する無線周波数の信号の位相を調整する。複数の送信側可変減衰器４６ｂは、複数の送信経路ＴＬ１を通過する無線周波数の信号の振幅を調整する。
複数の受信側位相調整器４６ｃ、及び複数の受信側可変減衰器４６ｄは、複数の受信経路ＲＬ１に設けられる。複数の受信側位相調整器４６ｃは、複数の受信経路ＲＬ１を通過する無線周波数の信号の位相を調整する。複数の受信側可変減衰器４６ｄは、複数の受信経路ＲＬ１を通過する無線周波数の信号の振幅を調整する。
複数の送信側位相調整器４６ａ、複数の送信側可変減衰器４６ｂ、複数の受信側位相調整器４６ｃ、及び複数の受信側可変減衰器４６ｄは、送受信部２４の指向方向制御部７２（後に説明する）によって制御される。
複数の送信側位相調整器４６ａ、複数の送信側可変減衰器４６ｂ、複数の受信側位相調整器４６ｃ、及び複数の受信側可変減衰器４６ｄは、送受信部２４の指向方向制御部７２（後に説明する）によって制御される。
指向性調整部４６は、さらに、分配器４６ｅと、合成器４６ｆとを備える。
分配器４６ｅには、複数の送信経路ＴＬ１が接続されるとともに、切替スイッチ４８が接続される。分配器４６ｅは、切替スイッチ４８から与えられる無線周波数の信号を複数の送信経路ＴＬ１に分配する機能を有する。
合成器４６ｆには、複数の受信経路ＲＬ１が接続されるとともに、切替スイッチ４８が接続される。合成器４６ｆは、複数の受信経路ＲＬ１から与えられる複数の無線周波数の信号を合成し、合成して得られた無線周波数の信号を切替スイッチ４８へ与える機能を有する。
分配器４６ｅには、複数の送信経路ＴＬ１が接続されるとともに、切替スイッチ４８が接続される。分配器４６ｅは、切替スイッチ４８から与えられる無線周波数の信号を複数の送信経路ＴＬ１に分配する機能を有する。
合成器４６ｆには、複数の受信経路ＲＬ１が接続されるとともに、切替スイッチ４８が接続される。合成器４６ｆは、複数の受信経路ＲＬ１から与えられる複数の無線周波数の信号を合成し、合成して得られた無線周波数の信号を切替スイッチ４８へ与える機能を有する。
上記構成のＲＦ部２０は、送信信号を送信する際、複数の無線周波数の信号それぞれの位相及び振幅を個別に調整することが可能である。また、ＲＦ部２０は、受信した無線波に基づく複数の無線周波数の信号それぞれの位相及び振幅を個別に調整することが可能である。
これにより、ＲＦ部２０は、アレイアンテナ１８の送信時における指向方向、及び受信時における指向方向を変更することができる。
これにより、ＲＦ部２０は、アレイアンテナ１８の送信時における指向方向、及び受信時における指向方向を変更することができる。
切替スイッチ４８は、分配器４６ｅ及び合成器４６ｆに接続されるとともに、周波数変換部５０に接続される。切替スイッチ４８は、周波数変換部５０の接続先を分配器４６ｅ及び合成器４６ｆのいずれか一方に切り替える機能を有する。
切替スイッチ４８は、送受信部２４の切替制御部７４によって制御される。
切替スイッチ４８は、送受信部２４の切替制御部７４によって制御される。
周波数変換部５０は、切替スイッチ４８と、合成分配器２２との間に設けられている。
周波数変換部５０は、合成分配器２２側から与えられる送信信号の周波数を例えば、２８ＧＨｚといった無線周波数にアップコンバートする機能を有する。また、周波数変換部５０は、切替スイッチ４８を介して合成器４６ｆから与えられる無線周波数の信号をダウンコンバートする機能を有する。無線周波数の信号をダウンコンバートして得られる中間周波数の信号は、受信信号として合成分配器２２へ与えられる。
周波数変換部５０は、合成分配器２２側から与えられる送信信号の周波数を例えば、２８ＧＨｚといった無線周波数にアップコンバートする機能を有する。また、周波数変換部５０は、切替スイッチ４８を介して合成器４６ｆから与えられる無線周波数の信号をダウンコンバートする機能を有する。無線周波数の信号をダウンコンバートして得られる中間周波数の信号は、受信信号として合成分配器２２へ与えられる。
〔送受信回路について〕
図４中、送受信回路３８は、切替スイッチ５６と、利得調整部５８と、切替スイッチ６０と、周波数変換部６２とを備える。
切替スイッチ５６には、アンテナ３６のアンテナ素子３６ａ，３６ｂが接続される。アンテナ素子３６ａ，３６ｂは送受信共用である。切替スイッチ５６には、送信経路ＴＬ２及び受信経路ＲＬ２が接続されている。切替スイッチ５６は、アンテナ３６の接続先を送信経路ＴＬ２及び受信経路ＲＬ２のいずれか一方に切り替える機能を有する。
切替スイッチ５６は、送受信部２４の切替制御部７４によって制御される。
図４中、送受信回路３８は、切替スイッチ５６と、利得調整部５８と、切替スイッチ６０と、周波数変換部６２とを備える。
切替スイッチ５６には、アンテナ３６のアンテナ素子３６ａ，３６ｂが接続される。アンテナ素子３６ａ，３６ｂは送受信共用である。切替スイッチ５６には、送信経路ＴＬ２及び受信経路ＲＬ２が接続されている。切替スイッチ５６は、アンテナ３６の接続先を送信経路ＴＬ２及び受信経路ＲＬ２のいずれか一方に切り替える機能を有する。
切替スイッチ５６は、送受信部２４の切替制御部７４によって制御される。
送信経路ＴＬ２及び受信経路ＲＬ２は、切替スイッチ５６と、切替スイッチ６０との間に亘って設けられる。
送信経路ＴＬ２は、アンテナ素子３６ａ，３６ｂから送信される無線波となる無線周波数の信号を複数のアンテナ素子３６ａ，３６ｂへ与えるための経路である。
受信経路ＲＬ２は、アンテナ素子３６ａ，３６ｂが受信した無線波に基づく無線周波数の信号を合成分配器２２側へ導くための経路である。
送信経路ＴＬ２は、アンテナ素子３６ａ，３６ｂから送信される無線波となる無線周波数の信号を複数のアンテナ素子３６ａ，３６ｂへ与えるための経路である。
受信経路ＲＬ２は、アンテナ素子３６ａ，３６ｂが受信した無線波に基づく無線周波数の信号を合成分配器２２側へ導くための経路である。
利得調整部５８は、アンテナ素子３６ａ，３６ｂが受信した信号、及びＲＦ部２０から与えられる受信信号の利得を調整する機能を有する。利得調整部５８は、電力増幅器５８ａと、送信側可変減衰器５８ｂと、低雑音増幅器５８ｃと、受信側可変減衰器５８ｄとを備える。
電力増幅器５８ａ、及び送信側可変減衰器５８ｂは、送信経路ＴＬ２に設けられる。電力増幅器５８ａは、送信経路ＴＬ２を通過する無線周波数の信号の電力を増幅する。送信側可変減衰器５８ｂは、送信経路ＴＬ２を通過する無線周波数の信号の振幅を調整する。
これにより、利得調整部５８は、送信経路ＴＬ２を通過する信号の利得を調整する。
電力増幅器５８ａ、及び送信側可変減衰器５８ｂは、送信経路ＴＬ２に設けられる。電力増幅器５８ａは、送信経路ＴＬ２を通過する無線周波数の信号の電力を増幅する。送信側可変減衰器５８ｂは、送信経路ＴＬ２を通過する無線周波数の信号の振幅を調整する。
これにより、利得調整部５８は、送信経路ＴＬ２を通過する信号の利得を調整する。
低雑音増幅器５８ｃ、及び受信側可変減衰器５８ｄは、受信経路ＲＬ２に設けられる。低雑音増幅器５８ｃは、受信経路ＲＬ２を通過する無線周波数の信号の電力を増幅する。受信側可変減衰器５８ｄは、受信経路ＲＬ２を通過する無線周波数の信号の振幅を調整する。
これにより、利得調整部５８は、受信経路ＲＬ２を通過する信号の利得を調整する。
電力増幅器５８ａ、送信側可変減衰器５８ｂ、低雑音増幅器５８ｃ、及び受信側可変減衰器５８ｄは、送受信部２４の切替制御部７４によって制御される。
これにより、利得調整部５８は、受信経路ＲＬ２を通過する信号の利得を調整する。
電力増幅器５８ａ、送信側可変減衰器５８ｂ、低雑音増幅器５８ｃ、及び受信側可変減衰器５８ｄは、送受信部２４の切替制御部７４によって制御される。
切替スイッチ６０には、送信経路ＴＬ２及び受信経路ＲＬ２が接続される。また、切替スイッチ６０には、周波数変換部６２が接続される。切替スイッチ６０は、周波数変換部６２の接続先を送信経路ＴＬ２及び受信経路ＲＬ２のいずれか一方に切り替える機能を有する。
切替スイッチ６０は、送受信部２４の切替制御部７４によって制御される。
切替スイッチ６０は、送受信部２４の切替制御部７４によって制御される。
周波数変換部６２は、切替スイッチ６０と、合成分配器２２との間に設けられている。
周波数変換部６２は、合成分配器２２側から与えられる受信信号の周波数を例えば、２８ＧＨｚといった無線周波数にアップコンバートする機能を有する。また、周波数変換部６２は、切替スイッチ６０を介して利得調整部５８から与えられる無線周波数の信号をダウンコンバートする機能を有する。無線周波数の信号をダウンコンバートして得られる中間周波数の信号は、車内受信信号として合成分配器２２へ与えられる。
周波数変換部６２は、合成分配器２２側から与えられる受信信号の周波数を例えば、２８ＧＨｚといった無線周波数にアップコンバートする機能を有する。また、周波数変換部６２は、切替スイッチ６０を介して利得調整部５８から与えられる無線周波数の信号をダウンコンバートする機能を有する。無線周波数の信号をダウンコンバートして得られる中間周波数の信号は、車内受信信号として合成分配器２２へ与えられる。
〔合成分配器について〕
合成分配器２２は、１つの合成ポート２２ａと、一対の分配ポート２２ｂとを有する。
合成ポート２２ａには、車外アンテナ部１０のＲＦ部２０が接続されている。一対の分配ポート２２ｂのうち、第１分配ポート２２ｂ１には、車載ゲートウェイ装置１４の送受信部２４が接続され、第２分配ポート２２ｂ２には、車内アンテナ部１２の送受信回路３８が接続されている。
合成分配器２２は、１つの合成ポート２２ａと、一対の分配ポート２２ｂとを有する。
合成ポート２２ａには、車外アンテナ部１０のＲＦ部２０が接続されている。一対の分配ポート２２ｂのうち、第１分配ポート２２ｂ１には、車載ゲートウェイ装置１４の送受信部２４が接続され、第２分配ポート２２ｂ２には、車内アンテナ部１２の送受信回路３８が接続されている。
合成分配器２２は、合成ポート２２ａに信号が与えられると、与えられた信号を、合成ポート２２ａから一対の分配ポート２２ｂへ分配して通過させる。
また、合成分配器２２は、一対の分配ポート２２ｂの一方に信号が与えられると、与えられた信号を、一方の分配ポート２２ｂから合成ポート２２ａへ通過させる。
また、合成分配器２２は、一対の分配ポート２２ｂの両方から信号が与えられると、与えられた一対の信号を合成した信号を、合成ポート２２ａへ通過させる。
また、合成分配器２２は、一対の分配ポート２２ｂの一方に信号が与えられると、与えられた信号を、一方の分配ポート２２ｂから合成ポート２２ａへ通過させる。
また、合成分配器２２は、一対の分配ポート２２ｂの両方から信号が与えられると、与えられた一対の信号を合成した信号を、合成ポート２２ａへ通過させる。
よって、合成分配器２２は、ＲＦ部２０から受信信号が与えられると、受信信号を送受信部２４、及び送受信回路３８へ分配する。
また、合成分配器２２は、送受信部２４から送信信号が与えられると、送信信号をＲＦ部２０へ通過させる。
合成分配器２２は、送受信回路３８から車内受信信号が与えられると、車内受信信号をＲＦ部２０へ通過させる。
さらに、合成分配器２２は、送受信部２４からの送信信号と、送受信回路３８からの車内受信信号の両方が与えられると、送信信号と車内受信信号とを合成し、合成信号を送信信号としてＲＦ部２０へ通過させる。
また、合成分配器２２は、送受信部２４から送信信号が与えられると、送信信号をＲＦ部２０へ通過させる。
合成分配器２２は、送受信回路３８から車内受信信号が与えられると、車内受信信号をＲＦ部２０へ通過させる。
さらに、合成分配器２２は、送受信部２４からの送信信号と、送受信回路３８からの車内受信信号の両方が与えられると、送信信号と車内受信信号とを合成し、合成信号を送信信号としてＲＦ部２０へ通過させる。
なお、合成分配器２２の一対の分配ポート２２ｂ間のアイソレーションは、３０ｄＢ以上である。
〔車載ゲートウェイ装置について〕
図４中、車載ゲートウェイ装置１４に含まれる送受信部２４は、モデム部７０と、指向方向制御部７２と、切替制御部７４とを機能的に有する。
送受信部２４は、ＣＰＵや、メモリ、ハードディスク等の記憶装置を備えたコンピュータによって構成されていてもよいし、送受信部２４が有する後述の各機能の一部又は全部を実現可能なハードウェア回路によって構成されていてもよい。また、送受信部２４は、前記コンピュータと前記ハードウェア回路とを組み合わせて構成されていてもよい。
送受信部２４がコンピュータを含む場合、記憶装置には、ＣＰＵが実行するためのコンピュータプログラム等が記憶されている。前記ＣＰＵは、前記記憶装置のようなコンピュータ読み取り可能な非一過性の記録媒体に記録された前記コンピュータプログラムを読み込むことで、送受信部２４が有する機能を実現する。
図４中、車載ゲートウェイ装置１４に含まれる送受信部２４は、モデム部７０と、指向方向制御部７２と、切替制御部７４とを機能的に有する。
送受信部２４は、ＣＰＵや、メモリ、ハードディスク等の記憶装置を備えたコンピュータによって構成されていてもよいし、送受信部２４が有する後述の各機能の一部又は全部を実現可能なハードウェア回路によって構成されていてもよい。また、送受信部２４は、前記コンピュータと前記ハードウェア回路とを組み合わせて構成されていてもよい。
送受信部２４がコンピュータを含む場合、記憶装置には、ＣＰＵが実行するためのコンピュータプログラム等が記憶されている。前記ＣＰＵは、前記記憶装置のようなコンピュータ読み取り可能な非一過性の記録媒体に記録された前記コンピュータプログラムを読み込むことで、送受信部２４が有する機能を実現する。
モデム部７０は、車外アンテナ部１０から与えられる受信信号に対して復調等の信号処理を行い、ユーザデータを生成する機能を有する。
また、モデム部７０は、ＥＣＵ５から与えられるユーザデータに対して変調等の信号処理を行い、送信信号を生成する機能を有する。
また、モデム部７０は、ＥＣＵ５から与えられるユーザデータに対して変調等の信号処理を行い、送信信号を生成する機能を有する。
図５は、モデム部７０の機能構成の一例を示すブロック図である。
図５に示すように、モデム部７０は、周波数変換部７０ａと、デジタル／アナログ，アナログ／デジタル（Ｄ／Ａ，Ａ／Ｄ）変換器７０ｂと、ベースバンド処理部７０ｃとを機能的に有する。
図５に示すように、モデム部７０は、周波数変換部７０ａと、デジタル／アナログ，アナログ／デジタル（Ｄ／Ａ，Ａ／Ｄ）変換器７０ｂと、ベースバンド処理部７０ｃとを機能的に有する。
車外アンテナ部１０からモデム部７０に与えられる受信信号は、周波数変換部７０ａによって、中間周波数からベースバンド周波数にダウンコンバートされ、受信ベースバンド信号としてＤ／Ａ，Ａ／Ｄ変換器７０ｂへ与えられる。
受信ベースバンド信号は、Ｄ／Ａ，Ａ／Ｄ変換器７０ｂによってアナログ信号からデジタル信号に変換された後、ベースバンド処理部７０ｃへ与えられる。
ベースバンド処理部７０ｃは、与えられるベースバンド信号に対してデジタル変復調を行う機能を有する。ベースバンド処理部７０ｃは、受信ベースバンド信号が与えられると、受信ベースバンド信号に対してデジタル復調等の必要なデジタル信号処理を行い、ユーザデータを生成する。
受信ベースバンド信号は、Ｄ／Ａ，Ａ／Ｄ変換器７０ｂによってアナログ信号からデジタル信号に変換された後、ベースバンド処理部７０ｃへ与えられる。
ベースバンド処理部７０ｃは、与えられるベースバンド信号に対してデジタル変復調を行う機能を有する。ベースバンド処理部７０ｃは、受信ベースバンド信号が与えられると、受信ベースバンド信号に対してデジタル復調等の必要なデジタル信号処理を行い、ユーザデータを生成する。
また、ベースバンド処理部７０ｃは、基地局８から与えられる、指向方向制御に関する制御情報を受信したときの受信電力を、ＲＦ部２０から取得する。なお、制御情報は、送受信部２４と基地局８とが通信しているか否かに関わらず、基地局８から所定の周期で送信される。
また、ベースバンド処理部７０ｃは、ユーザデータが与えられると、ユーザデータに対してデジタル変調等の必要なデジタル信号処理を行い、送信ベースバンド信号を生成する。
ベースバンド処理部７０ｃが生成した送信ベースバンド信号は、Ｄ／Ａ，Ａ／Ｄ変換器７０ｂへ与えられ、デジタル信号からアナログ信号に変換され、周波数変換部７０ａへ与えられる。
周波数変換部７０ａへ与えられた送信ベースバンド信号は、周波数変換部７０ａによってアップコンバートされ、送信ベースバンド周波数よりも高い中間周波数の信号である送信信号とされる。
このように、モデム部７０は、周波数変換処理、デジタル／アナログ変換処理、及びアナログ／デジタル変換処理を行うとともに、車外アンテナ部１０が送受信する信号の変復調を行う。
ベースバンド処理部７０ｃが生成した送信ベースバンド信号は、Ｄ／Ａ，Ａ／Ｄ変換器７０ｂへ与えられ、デジタル信号からアナログ信号に変換され、周波数変換部７０ａへ与えられる。
周波数変換部７０ａへ与えられた送信ベースバンド信号は、周波数変換部７０ａによってアップコンバートされ、送信ベースバンド周波数よりも高い中間周波数の信号である送信信号とされる。
このように、モデム部７０は、周波数変換処理、デジタル／アナログ変換処理、及びアナログ／デジタル変換処理を行うとともに、車外アンテナ部１０が送受信する信号の変復調を行う。
図４を参照して、送受信部２４の指向方向制御部７２は、ＲＦ部２０の指向性調整部４６（複数の送信側位相調整器４６ａ、複数の送信側可変減衰器４６ｂ、複数の受信側位相調整器４６ｃ、及び複数の受信側可変減衰器４６ｄ）を制御し、アレイアンテナ１８の指向方向を制御する機能を有する。
指向方向制御部７２は、受信信号に含まれる制御情報の受信電力に基づいて、指向性調整部４６を制御する。制御情報の受信電力は、上述のように、モデム部７０のベースバンド処理部７０ｃが取得する。
指向方向制御部７２は、制御情報の受信電力が大きくなるようにアレイアンテナ１８の指向方向を制御する。これにより、指向方向制御部７２は、アレイアンテナ１８の指向方向が基地局８からの無線波の到来側へ向くようにアレイアンテナ１８を制御することができる。
指向方向制御部７２は、受信信号に含まれる制御情報の受信電力に基づいて、指向性調整部４６を制御する。制御情報の受信電力は、上述のように、モデム部７０のベースバンド処理部７０ｃが取得する。
指向方向制御部７２は、制御情報の受信電力が大きくなるようにアレイアンテナ１８の指向方向を制御する。これにより、指向方向制御部７２は、アレイアンテナ１８の指向方向が基地局８からの無線波の到来側へ向くようにアレイアンテナ１８を制御することができる。
図４中、送受信部２４の切替制御部７４は、ＲＦ部２０の切替スイッチ部４２、及び切替スイッチ４８を制御する機能を有する。
本実施形態において、基地局８は、軌道局との間で、ＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）によって無線通信を行う。よって、車載通信装置２と基地局８との間で行われる無線通信における無線フレームは、基地局８の送信時間帯と、基地局８に接続する移動局の送信時間帯とが、交互に配列される。
本実施形態において、基地局８は、軌道局との間で、ＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）によって無線通信を行う。よって、車載通信装置２と基地局８との間で行われる無線通信における無線フレームは、基地局８の送信時間帯と、基地局８に接続する移動局の送信時間帯とが、交互に配列される。
切替制御部７４は、無線フレームにおける、基地局８の送信時間帯と、移動局（自装置２）の送信時間帯とが切り替わるタイミングに応じて、切替スイッチ部４２、切替スイッチ４８、及び増幅部４４を制御する機能を有する。
切替制御部７４は、切替スイッチ部４２、及び切替スイッチ４８を制御することで、ＲＦ部２０の状態を、無線波を送信可能な送信状態、及び無線波を受信可能な受信状態のいずれかに切り替える切替処理を行う。
切替制御部７４は、切替スイッチ部４２、及び切替スイッチ４８を制御することで、ＲＦ部２０の状態を、無線波を送信可能な送信状態、及び無線波を受信可能な受信状態のいずれかに切り替える切替処理を行う。
切替制御部７４は、自装置２の送信時間帯内である場合、ＲＦ部２０を送信状態に切り替える。
自装置２の送信時間帯内である場合、切替制御部７４は、アンテナ素子１８ａの接続先が送信経路ＴＬ１となるように、切替スイッチ部４２の各切替スイッチ４２ａを制御し、周波数変換部５０の接続先が分配器４６ｅとなるように、切替スイッチ４８を制御する。これにより、ＲＦ部２０は送信状態となる。
この場合、車載ゲートウェイ装置１４から送信信号がＲＦ部２０へ与えられると、与えられた送信信号は、周波数変換部５０によって無線周波数の信号に変換された後、分配器４６ｅへ与えられ、複数の無線周波数の信号に分配される。複数の無線周波数の信号は、複数の送信経路ＴＬ１を通過し、位相や振幅が調整され増幅された後、複数のアンテナ素子１８ａに与えられ、空間に放射される。
自装置２の送信時間帯内である場合、切替制御部７４は、アンテナ素子１８ａの接続先が送信経路ＴＬ１となるように、切替スイッチ部４２の各切替スイッチ４２ａを制御し、周波数変換部５０の接続先が分配器４６ｅとなるように、切替スイッチ４８を制御する。これにより、ＲＦ部２０は送信状態となる。
この場合、車載ゲートウェイ装置１４から送信信号がＲＦ部２０へ与えられると、与えられた送信信号は、周波数変換部５０によって無線周波数の信号に変換された後、分配器４６ｅへ与えられ、複数の無線周波数の信号に分配される。複数の無線周波数の信号は、複数の送信経路ＴＬ１を通過し、位相や振幅が調整され増幅された後、複数のアンテナ素子１８ａに与えられ、空間に放射される。
切替制御部７４は、基地局８の送信時間帯内である場合、ＲＦ部２０を受信状態に切り替える。
基地局８の送信時間帯内である場合、切替制御部７４は、アンテナ素子１８ａの接続先が受信経路ＲＬ１となるように、切替スイッチ部４２の各切替スイッチ４２ａを制御し、周波数変換部５０の接続先が合成器４６ｆとなるように、切替スイッチ４８を制御する。これによりＲＦ部２０は受信状態となる。
この場合、基地局８からの無線波を複数のアンテナ素子１８ａが受信すると、複数のアンテナ素子１８ａが受信した複数の無線波に対応する複数の無線周波数の信号は、受信経路ＲＬ１を通過し、増幅されるとともに位相や振幅が調整された後、合成器４６ｆへ与えられて合成される。合成された無線周波数の信号は周波数変換部５０に与えられてダウンコンバートされ、受信信号として合成分配器２２へ与えられる。
基地局８の送信時間帯内である場合、切替制御部７４は、アンテナ素子１８ａの接続先が受信経路ＲＬ１となるように、切替スイッチ部４２の各切替スイッチ４２ａを制御し、周波数変換部５０の接続先が合成器４６ｆとなるように、切替スイッチ４８を制御する。これによりＲＦ部２０は受信状態となる。
この場合、基地局８からの無線波を複数のアンテナ素子１８ａが受信すると、複数のアンテナ素子１８ａが受信した複数の無線波に対応する複数の無線周波数の信号は、受信経路ＲＬ１を通過し、増幅されるとともに位相や振幅が調整された後、合成器４６ｆへ与えられて合成される。合成された無線周波数の信号は周波数変換部５０に与えられてダウンコンバートされ、受信信号として合成分配器２２へ与えられる。
このように、切替制御部７４は、切替スイッチ部４２及び切替スイッチ４８を制御することで、切替処理を行い、アレイアンテナ１８による送受信の切り替えを行う。つまり、切替スイッチ部４２及び切替スイッチ４８は、アンテナ素子１８ａ（車外アンテナ素子）を送信用及び受信用のいずれかに切り替える車外切替部を構成する。
また、切替制御部７４は、切替処理の中で、増幅部４４の電力増幅器４４ａ、及び低雑音増幅器４４ｂを制御する機能も有する。
電力増幅器４４ａ、及び低雑音増幅器４４ｂは動作時間が互いに異なる。よって、切替制御部７４は、切替処理の中で、電力増幅器４４ａと、低雑音増幅器４４ｂとを個別に適切な動作となるように制御する。
また、切替制御部７４は、切替処理の中で、増幅部４４の電力増幅器４４ａ、及び低雑音増幅器４４ｂを制御する機能も有する。
電力増幅器４４ａ、及び低雑音増幅器４４ｂは動作時間が互いに異なる。よって、切替制御部７４は、切替処理の中で、電力増幅器４４ａと、低雑音増幅器４４ｂとを個別に適切な動作となるように制御する。
さらに、切替制御部７４は、切替処理の中で、送受信回路３８の切替スイッチ５６、及び切替スイッチ６０を制御する。
切替制御部７４は、切替スイッチ５６、及び切替スイッチ６０を制御することで、送受信回路３８の状態を、無線波を送信可能な送信状態、及び無線波を受信可能な受信状態のいずれかに切り替える。つまり、切替スイッチ５６及び切替スイッチ６０は、アンテナ素子３６ａ（車内アンテナ素子）を送信用及び受信用のいずれかに切り替える車内切替部を構成する。
切替制御部７４は、切替スイッチ５６、及び切替スイッチ６０を制御することで、送受信回路３８の状態を、無線波を送信可能な送信状態、及び無線波を受信可能な受信状態のいずれかに切り替える。つまり、切替スイッチ５６及び切替スイッチ６０は、アンテナ素子３６ａ（車内アンテナ素子）を送信用及び受信用のいずれかに切り替える車内切替部を構成する。
切替制御部７４は、アンテナ素子１８ａが受信経路ＲＬ１に接続される場合に車内アンテナ部１２のアンテナ素子３６ａが送信経路ＴＬ２に接続され、アンテナ素子１８ａが送信経路ＴＬ１に接続される場合にアンテナ素子３６ａが受信経路ＲＬ２に接続されるように、切替スイッチ部４２、切替スイッチ４８、切替スイッチ５６、及び切替スイッチ６０を制御する。
つまり、切替制御部７４は、ＲＦ部２０の状態を、受信状態から送信状態へ切り替えると、送受信回路３８の状態を、送信状態から受信状態へ切り替える。よって、切替制御部７４は、自装置２の送信時間帯内である場合、送受信回路３８の状態を受信状態とする。
これにより、切替制御部７４は、アンテナ素子１８ａが受信用である場合にアンテナ素子３６ａが送信用となり、アンテナ素子１８ａが受信用である場合にアンテナ素子３６ａが受信用となるように、切替スイッチ部４２、及び切替スイッチ４８，５６，６０を制御する。
つまり、切替制御部７４は、ＲＦ部２０の状態を、受信状態から送信状態へ切り替えると、送受信回路３８の状態を、送信状態から受信状態へ切り替える。よって、切替制御部７４は、自装置２の送信時間帯内である場合、送受信回路３８の状態を受信状態とする。
これにより、切替制御部７４は、アンテナ素子１８ａが受信用である場合にアンテナ素子３６ａが送信用となり、アンテナ素子１８ａが受信用である場合にアンテナ素子３６ａが受信用となるように、切替スイッチ部４２、及び切替スイッチ４８，５６，６０を制御する。
送受信回路３８が受信状態である場合、アンテナ３６が無線端末６からの無線波を受信すると、アンテナ３６が受信した無線波に応じた無線周波数の信号は、受信経路ＲＬ２を通過し、利得が調整された後、周波数変換部６２へ与えられ、アップコンバートされて、車内受信信号として合成分配器２２へ与えられる。
切替制御部７４は、ＲＦ部２０の状態を、送信状態から受信状態へ切り替えると、送受信回路３８の状態を、受信状態から送信状態へ切り替える。よって、切替制御部７４は、基地局８の送信時間帯内である場合、送受信回路３８の状態を送信状態とする。
送受信回路３８が送信状態である場合、受信信号がＲＦ部２０から合成分配器２２を介して送受信回路３８へ与えられると、受信信号は、周波数変換部６２によって無線周波数の信号に変換された後、送信経路ＴＬ２を通過し、利得が調整された後、アンテナ３６に与えられ、車内空間に放射される。
また、切替制御部７４は、切替処理の中で、利得調整部５８を制御する機能を有する。
電力増幅器５８ａ、及び低雑音増幅器５８ｃは動作時間が互いに異なる。よって、切替制御部７４は、切替処理の中で、これらを個別に適切な動作となるように制御する。
電力増幅器５８ａ、及び低雑音増幅器５８ｃは動作時間が互いに異なる。よって、切替制御部７４は、切替処理の中で、これらを個別に適切な動作となるように制御する。
このように、切替制御部７４は、切替処理を行うことで、アレイアンテナ１８による送受信を切り替えつつ、アンテナ３６による送受信の切替制御を行う機能を有する。
本実施形態では、車内アンテナ部１２が、アンテナ素子３６ａ，３６ｂ（車内アンテナ素子）による送受信を切り替える切替スイッチ５６，６０（車内切替部）を備えるので、車内アンテナ部１２に送受信を切り替えさせることができる。これにより、車内アンテナ部１２の送信経路ＴＬ２と受信経路ＲＬ２とで利得調整を個別に行うことができる。
また、本実施形態では、車外アンテナ部１０によって送信が行われるときに、車内アンテナ部１２では受信が行われ、車外アンテナ部１０によって受信が行われるときに、車内アンテナ部１２では送信が行われるように、車外アンテナ部１０と車内アンテナ部１２との間の送受信の切り替えタイミングを同期させることができる。
本実施形態では、車内アンテナ部１２が、アンテナ素子３６ａ，３６ｂ（車内アンテナ素子）による送受信を切り替える切替スイッチ５６，６０（車内切替部）を備えるので、車内アンテナ部１２に送受信を切り替えさせることができる。これにより、車内アンテナ部１２の送信経路ＴＬ２と受信経路ＲＬ２とで利得調整を個別に行うことができる。
また、本実施形態では、車外アンテナ部１０によって送信が行われるときに、車内アンテナ部１２では受信が行われ、車外アンテナ部１０によって受信が行われるときに、車内アンテナ部１２では送信が行われるように、車外アンテナ部１０と車内アンテナ部１２との間の送受信の切り替えタイミングを同期させることができる。
また、本実施形態では、車内アンテナ部１２が、アンテナ素子３６ａ，３６ｂが受信した信号、及びＲＦ部２０から与えられる受信信号の利得を調整する利得調整部５８を有するので、車内アンテナ部１２から放射される無線波や、車内アンテナ部１２が受信した信号の信号強度を適切に調整することができる。
図４に示すように、車載ゲートウェイ装置１４に含まれる制御装置２８は、モード切替部７６と、キープアライブ送信部７８とを機能的に有する。
制御装置２８は、ＣＰＵや、メモリ、ハードディスク等の記憶装置を備えたコンピュータによって構成されていてもよいし、制御装置２８が有する各機能の一部又は全部を実現可能なハードウェア回路によって構成されていてもよい。また、制御装置２８は、前記コンピュータと前記ハードウェア回路とを組み合わせて構成されていてもよい。
制御装置２８がコンピュータを含む場合、記憶装置には、ＣＰＵが実行するためのコンピュータプログラム等が記憶されている。前記ＣＰＵは、前記記憶装置のようなコンピュータ読み取り可能な非一過性の記録媒体に記録された前記コンピュータプログラムを読み込むことで、制御装置２８が有する機能を実現する。
制御装置２８は、ＣＰＵや、メモリ、ハードディスク等の記憶装置を備えたコンピュータによって構成されていてもよいし、制御装置２８が有する各機能の一部又は全部を実現可能なハードウェア回路によって構成されていてもよい。また、制御装置２８は、前記コンピュータと前記ハードウェア回路とを組み合わせて構成されていてもよい。
制御装置２８がコンピュータを含む場合、記憶装置には、ＣＰＵが実行するためのコンピュータプログラム等が記憶されている。前記ＣＰＵは、前記記憶装置のようなコンピュータ読み取り可能な非一過性の記録媒体に記録された前記コンピュータプログラムを読み込むことで、制御装置２８が有する機能を実現する。
モード切替部７６は、車載ゲートウェイ装置１４の動作モードを、通常モードと、省電力モードのいずれかに切り替える機能を有する。通常モードとは、送受信部２４による送受信機能を動作状態で維持させるモードである。省電力モードとは、送受信部２４による送受信機能を間欠的に休止させて基地局８からの信号を待ち受けるモードであり、送受信機能を休止する場合には、少なくとも、車外アンテナ部１０の指向方向制御を休止させる。
また、キープアライブ送信部７８は、キープアライブを基地局８へ送信する機能を有する。
また、キープアライブ送信部７８は、キープアライブを基地局８へ送信する機能を有する。
また、車載ゲートウェイ装置１４は、送受信回路３８と合成分配器２２とを接続する信号線９０を伝搬する信号を検出するためのセンサ９２を有する。センサ９２はカプラ等により構成されている。
センサ９２は、制御装置２８に接続されている。センサ９２は、信号線９０に信号が伝搬すると、信号に応じた出力信号を制御装置２８へ与える。センサ９２は、信号線９０を伝搬する信号がない場合、制御装置２８へ出力信号を与えない。
制御装置２８が有する各機能部については、後に説明する。
センサ９２は、制御装置２８に接続されている。センサ９２は、信号線９０に信号が伝搬すると、信号に応じた出力信号を制御装置２８へ与える。センサ９２は、信号線９０を伝搬する信号がない場合、制御装置２８へ出力信号を与えない。
制御装置２８が有する各機能部については、後に説明する。
〔車内の無線端末と基地局との間の信号の送受信について〕
本実施形態では、上述のように、車内に位置する無線端末６との間で無線波を送受信する機能を有する車内アンテナ部１２を備える。
車載通信装置２は、この車内アンテナ部１２によって、車内の無線端末６と、車外の基地局８との間の中継を行うことができる。
本実施形態では、上述のように、車内に位置する無線端末６との間で無線波を送受信する機能を有する車内アンテナ部１２を備える。
車載通信装置２は、この車内アンテナ部１２によって、車内の無線端末６と、車外の基地局８との間の中継を行うことができる。
ここで、車内の無線端末６と基地局８との間で信号の送受信が行われる際の、信号の流れについて説明する。
まず、車内の無線端末６が基地局８へ向けて信号を送信する場合について説明する。
この場合、基地局８に接続する移動局の送信時間帯であるので、切替制御部７４は、ＲＦ部２０を送信状態に切り替え、送受信回路３８を受信状態に切り替える。
よって、車内の無線端末６が送信する無線波は、車内アンテナ部１２によって受信される。無線端末６の無線波を受信した車内アンテナ部１２は、車内受信信号を合成分配器２２へ与える。
この場合、基地局８に接続する移動局の送信時間帯であるので、切替制御部７４は、ＲＦ部２０を送信状態に切り替え、送受信回路３８を受信状態に切り替える。
よって、車内の無線端末６が送信する無線波は、車内アンテナ部１２によって受信される。無線端末６の無線波を受信した車内アンテナ部１２は、車内受信信号を合成分配器２２へ与える。
合成分配器２２は、与えられた車内受信信号を車外アンテナ部１０のＲＦ部２０へ通過させる。これにより、車内受信信号は、送信信号としてＲＦ部２０へ与えられる。
車内受信信号は、ＲＦ部２０によって無線周波数の信号に変換され、アレイアンテナ１８から空間へ無線波として放射される。
車外の基地局８は、アレイアンテナ１８から放射される無線波を受信することで、車内の無線端末６からの信号を受信することができる。
車内受信信号は、ＲＦ部２０によって無線周波数の信号に変換され、アレイアンテナ１８から空間へ無線波として放射される。
車外の基地局８は、アレイアンテナ１８から放射される無線波を受信することで、車内の無線端末６からの信号を受信することができる。
また、車載通信装置２の送受信部２４が基地局８と無線通信を行っている場合、合成分配器２２には、車内受信信号と、送信信号とが与えられる。この場合、車内受信信号と送信信号とは、合成分配器２２によって合成され、合成された信号が送信信号としてＲＦ部２０へ与えられる。
この場合、車載通信装置２の送受信部２４と、無線端末６とは、共に基地局８との間で通信しているので、車載通信装置２の送受信部２４に割り当てられるリソースと、無線端末６に割り当てられるリソースとは、基地局８によって互いに異なるように制御される。よって、車内受信信号と送信信号とを合成したとしても、互いのリソースが重複することはない。
この場合、車載通信装置２の送受信部２４と、無線端末６とは、共に基地局８との間で通信しているので、車載通信装置２の送受信部２４に割り当てられるリソースと、無線端末６に割り当てられるリソースとは、基地局８によって互いに異なるように制御される。よって、車内受信信号と送信信号とを合成したとしても、互いのリソースが重複することはない。
次に、車内の無線端末６が基地局８からの信号を受信する場合について説明する。
この場合、基地局８の送信時間帯であるので、切替制御部７４は、ＲＦ部２０を受信状態に切り替え、送受信回路３８を送信状態に切り替える。
この場合、基地局８の送信時間帯であるので、切替制御部７４は、ＲＦ部２０を受信状態に切り替え、送受信回路３８を送信状態に切り替える。
基地局８からの無線波を受信した車外アンテナ部１０は、受信信号を生成して合成分配器２２へ与える。
合成分配器２２は、与えられた受信信号を送受信部２４、及び送受信回路３８へ分配する。
送受信回路３８に与えられた受信信号は、送受信回路３８によって無線周波数の信号に変換され、アンテナ３６から車内空間へ無線波として放射される。
車内の無線端末６は、アンテナ３６から放射される無線波を受信することで、車外の基地局８からの信号を受信することができる。
合成分配器２２は、与えられた受信信号を送受信部２４、及び送受信回路３８へ分配する。
送受信回路３８に与えられた受信信号は、送受信回路３８によって無線周波数の信号に変換され、アンテナ３６から車内空間へ無線波として放射される。
車内の無線端末６は、アンテナ３６から放射される無線波を受信することで、車外の基地局８からの信号を受信することができる。
なお、車内の無線端末６と基地局８との間で、信号の送受信が行われる間、車外アンテナ部１０の指向方向は指向方向制御部７２によって適切に制御される。
本実施形態では、車外アンテナ部１０からの受信信号は、合成分配器２２によって車内アンテナ部１２へ分配され、車内アンテナ部１２から車内へ放射される。また、車内アンテナ部１２が受信した無線端末６からの無線波に基づく車内受信信号は、合成分配器２２を介して車外アンテナ部１０へ与えられ、車外アンテナ部１０から送信される。これにより、車内の無線端末６は、車外の基地局８との間で無線通信が可能となる。
このように、上記構成によれば、指向方向制御部７２によって指向方向制御がなされる車外アンテナ部１０を利用して車内の無線端末６と車外の基地局８との間を中継するので、合成分配器２２及び車内アンテナ部１２といった簡易な構成で、車内の無線端末６と車外の基地局８との間の中継が可能となる。
このように、上記構成によれば、指向方向制御部７２によって指向方向制御がなされる車外アンテナ部１０を利用して車内の無線端末６と車外の基地局８との間を中継するので、合成分配器２２及び車内アンテナ部１２といった簡易な構成で、車内の無線端末６と車外の基地局８との間の中継が可能となる。
基地局８におけるカバレッジを改善する方法としては、本実施形態のようなリピーターの他、リレーノードを利用する方法（方法１）や、基地局８を介さずに無線端末同士（例えば、車載通信装置２と無線端末６）で通信を行う方法（方法２）、車載通信装置２と無線端末６とをＷｉＦｉ（登録商標）等の宅内機器（Ｃｕｓｔｏｍｅｒ Ｐｒｅｍｉｓｅｓ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）によって接続し、車載通信装置２を介して車内の無線端末６と車外の基地局８との間で通信を行う方法（方法３）が考えられる。
しかし、方法１では、干渉制御やリソース割り当て等の処理が容易である一方、信号を変復調するための構成等を要するため、構造が複雑になる。
また、方法２では、無線端末同士の干渉調停が困難であるという問題を有している。
また、方法３では、基地局８と無線端末６との間のスループットが宅内機器に依存してしまい、第５世代移動通信システムによる高スループットの恩恵を受けることができないという問題を有している。
また、方法２では、無線端末同士の干渉調停が困難であるという問題を有している。
また、方法３では、基地局８と無線端末６との間のスループットが宅内機器に依存してしまい、第５世代移動通信システムによる高スループットの恩恵を受けることができないという問題を有している。
この点、本実施形態によれば、合成分配器２２及び車内アンテナ部１２といった簡易な構成で、車内の無線端末６と車外の基地局８との間の中継を行うリピーターとしての機能を実現することができるので、リレーノードのような複雑な構成を導入することなく、車内の無線端末６に第５世代移動通信システムによる高品質の通信サービスを受けさせることができる。
ところで、本実施形態では、送受信部２４が車外アンテナ部１０を利用する以外に車内の無線端末６も車外アンテナ部１０を利用する。
よって、車外アンテナ部１０は、送受信部２４が基地局８と通信を行わない場合であっても、基地局８からの無線波を適切に受信可能な指向方向となるように制御される必要がある。
よって、車外アンテナ部１０は、送受信部２４が基地局８と通信を行わない場合であっても、基地局８からの無線波を適切に受信可能な指向方向となるように制御される必要がある。
ここで、本実施形態の車載ゲートウェイ装置１４は、上述したように、動作モードを通常モードと、省電力モードとのいずれかに切り替えるモード切替部７６を有する（図４）。
モード切替部７６は、通常移動局に設けられる機能部である。モード切替部７６は、基地局８との間で無通信状態の継続時間が、基地局８から予め配信されるモード切替時間を超えると、送受信部２４の動作モードを、通常モードから省電力モードへ切り替える。通常モードでは、基地局８に対する指向方向制御が行われ、基地局８との通信接続が維持される。省電力モードでは、指向方向制御が行われず、基地局８との通信が切断される。
モード切替部７６は、通常移動局に設けられる機能部である。モード切替部７６は、基地局８との間で無通信状態の継続時間が、基地局８から予め配信されるモード切替時間を超えると、送受信部２４の動作モードを、通常モードから省電力モードへ切り替える。通常モードでは、基地局８に対する指向方向制御が行われ、基地局８との通信接続が維持される。省電力モードでは、指向方向制御が行われず、基地局８との通信が切断される。
基地局８は、モード切替時間を各端末へ向けてブロードキャストで送信する。
送受信部２４と基地局８との間で無通信状態が継続し、その継続時間がモード切替時間を超えると、基地局８は、送受信部２４との間の通信を切断する。また、モード切替部７６は、送受信部２４の動作モードを通常モードから省電力モードに切り替える。これにより、指向方向制御部７２による車外アンテナ部１０の指向方向制御は休止される。
指向方向制御部７２による指向方向制御が休止されることで、車内の無線端末６と車外の基地局８との通信ができなくなるおそれがある。
送受信部２４と基地局８との間で無通信状態が継続し、その継続時間がモード切替時間を超えると、基地局８は、送受信部２４との間の通信を切断する。また、モード切替部７６は、送受信部２４の動作モードを通常モードから省電力モードに切り替える。これにより、指向方向制御部７２による車外アンテナ部１０の指向方向制御は休止される。
指向方向制御部７２による指向方向制御が休止されることで、車内の無線端末６と車外の基地局８との通信ができなくなるおそれがある。
そこで、本実施形態では、車外アンテナ部１０を介して車内の無線端末６が無線通信を行っている場合に、動作モードが省電力モードに切り替わるのを抑制するための機能を有する。
〔車載ゲートウェイ装置の制御装置の機能について〕
上述したように、車載ゲートウェイ装置１４に含まれる制御装置２８は、モード切替部７６と、キープアライブ送信部７８とを有する（図４）。
キープアライブ送信部７８は、信号線９０に設けられたセンサ９２からの出力信号に基づいてキープアライブを送信するか否かを決定する。
キープアライブ送信部７８は、信号線９０に設けられたセンサ９２（図４）から出力信号が与えられると、信号線９０を信号が伝搬する信号があると判定し、センサ９２から出力信号が与えられなければ、信号線９０を伝搬する信号が無いと判定することができる。
上述したように、車載ゲートウェイ装置１４に含まれる制御装置２８は、モード切替部７６と、キープアライブ送信部７８とを有する（図４）。
キープアライブ送信部７８は、信号線９０に設けられたセンサ９２からの出力信号に基づいてキープアライブを送信するか否かを決定する。
キープアライブ送信部７８は、信号線９０に設けられたセンサ９２（図４）から出力信号が与えられると、信号線９０を信号が伝搬する信号があると判定し、センサ９２から出力信号が与えられなければ、信号線９０を伝搬する信号が無いと判定することができる。
よって、キープアライブ送信部７８は、センサ９２から出力信号が与えられると、車内の無線端末６が車内アンテナ部１２を介して基地局８と無線通信していると判定することができる。
キープアライブ送信部７８は、センサ９２から出力信号が与えられ、信号線９０を伝搬する信号が検出されると、基地局８へ向けたキープアライブの周期的送信を実行する。
キープアライブ送信部７８は、センサ９２から出力信号が与えられ、信号線９０を伝搬する信号が検出されると、基地局８へ向けたキープアライブの周期的送信を実行する。
キープアライブは、所定のダミー情報を基地局８へ送信することで、省電力モードへの切り替えを防ぐための通知である。キープアライブ送信部７８は、モード切替時間よりも短い周期でキープアライブを送信する。
キープアライブをモード切替時間よりも短い周期で送信する車載通信装置２は、基地局８に無通信状態と判定されない。よって、基地局８は車載通信装置２との通信を維持する。また、車載通信装置２は通常モードを維持し、基地局８との通信接続を維持することができる。
これにより、基地局８と無線端末６との間の無通信状態が継続するのを抑制でき、モード切替部７６によって車載ゲートウェイ装置１４の動作モードが通常モードから省電力モードへ切り替えられるのを抑制することができる。
キープアライブをモード切替時間よりも短い周期で送信する車載通信装置２は、基地局８に無通信状態と判定されない。よって、基地局８は車載通信装置２との通信を維持する。また、車載通信装置２は通常モードを維持し、基地局８との通信接続を維持することができる。
これにより、基地局８と無線端末６との間の無通信状態が継続するのを抑制でき、モード切替部７６によって車載ゲートウェイ装置１４の動作モードが通常モードから省電力モードへ切り替えられるのを抑制することができる。
このように、キープアライブ送信部７８は、車内の無線端末６が車内アンテナ部１２を介して基地局８と無線通信していると判断することができる場合に、キープアライブの周期的送信を行うので、車内アンテナ部１２を介して車内の無線端末６が基地局８と通信している間に、車載ゲートウェイ装置１４が省電力モードに切り替わって車外アンテナ部１０の指向方向制御を停止するのを適切に抑制することができる。
一方、キープアライブ送信部７８は、センサ９２からの出力信号が所定時間与えられなければ、車内アンテナ部１２を介した無線通信が行われていないと判定することができる。
キープアライブ送信部７８は、センサ９２から出力信号が所定時間与えられず、信号線９０を伝搬する信号が検出されない状態が所定時間継続すると、キープアライブの周期的送信を停止する。
キープアライブ送信部７８は、センサ９２から出力信号が所定時間与えられず、信号線９０を伝搬する信号が検出されない状態が所定時間継続すると、キープアライブの周期的送信を停止する。
〔無線端末の構成について〕
図６は、無線端末６の構成の一例を示すブロック図である。
図６に示すように、無線端末６は、アンテナ部８０と、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）受信機８２と、制御装置８４と、入出力部８６とを備える。
アンテナ部８０は、複数のアンテナ素子８０ａを有するアレイアンテナであり、指向方向が変更可能である。
ＧＰＳ受信機８２は、無線端末６の位置情報を取得し、制御装置８４へ与える機能を有する。
図６は、無線端末６の構成の一例を示すブロック図である。
図６に示すように、無線端末６は、アンテナ部８０と、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）受信機８２と、制御装置８４と、入出力部８６とを備える。
アンテナ部８０は、複数のアンテナ素子８０ａを有するアレイアンテナであり、指向方向が変更可能である。
ＧＰＳ受信機８２は、無線端末６の位置情報を取得し、制御装置８４へ与える機能を有する。
入出力部８６は、タッチパネルや、キーボード等からなる入力デバイスと、タッチパネルやモニタ等からなる出力デバイスからなる出力デバイスとを含んで構成される。入出力部８６は、無線端末６を所持する所持者Ｔによる入力を受け付けるとともに、所持者Ｔに対して情報を出力する機能を有する。
制御装置８４は、ＣＰＵや、メモリ、ハードディスク等の記憶装置を備えたコンピュータによって構成されていてもよいし、制御装置８４が有する各機能の一部又は全部を実現可能なハードウェア回路によって構成されていてもよい。また、制御装置８４は、前記コンピュータと前記ハードウェア回路とを組み合わせて構成されていてもよい。
制御装置８４がコンピュータを含む場合、記憶装置には、ＣＰＵが実行するためのコンピュータプログラム等が記憶されている。前記ＣＰＵは、前記記憶装置のようなコンピュータ読み取り可能な非一過性の記録媒体に記録された前記コンピュータプログラムを読み込むことで、制御装置８４が有する機能を実現する。
制御装置８４は、基地局８との間で通信を行うために必要な機能を有する。さらに、制御装置８４は、アンテナ制御部８４ａを機能的に有する。
制御装置８４がコンピュータを含む場合、記憶装置には、ＣＰＵが実行するためのコンピュータプログラム等が記憶されている。前記ＣＰＵは、前記記憶装置のようなコンピュータ読み取り可能な非一過性の記録媒体に記録された前記コンピュータプログラムを読み込むことで、制御装置８４が有する機能を実現する。
制御装置８４は、基地局８との間で通信を行うために必要な機能を有する。さらに、制御装置８４は、アンテナ制御部８４ａを機能的に有する。
アンテナ制御部８４ａは、アンテナ部８０の指向方向制御を行う機能を有する。
アンテナ制御部８４ａは、アンテナ部８０の指向方向を変化させることによって受信可能な信号波を探索し、探索された信号波の到来側へアンテナ部８０の指向方向を制御する。
また、受信可能な信号波が複数探索されると、アンテナ制御部８４ａは、複数の信号波のうちいずれか１つの信号波を選択し、選択した信号波に基づいてアンテナ部８０の指向方向を制御する。アンテナ制御部８４ａは、原則として、複数の信号波のうち、最も受信強度の高い信号波を選択する。アンテナ制御部８４ａは、選択した信号波の到来側へアンテナ部８０の指向方向を制御する。
これにより、制御装置８４は、アンテナ制御部８４ａが選択した信号波の送信元である基地局８と通信接続する。
アンテナ制御部８４ａは、アンテナ部８０の指向方向を変化させることによって受信可能な信号波を探索し、探索された信号波の到来側へアンテナ部８０の指向方向を制御する。
また、受信可能な信号波が複数探索されると、アンテナ制御部８４ａは、複数の信号波のうちいずれか１つの信号波を選択し、選択した信号波に基づいてアンテナ部８０の指向方向を制御する。アンテナ制御部８４ａは、原則として、複数の信号波のうち、最も受信強度の高い信号波を選択する。アンテナ制御部８４ａは、選択した信号波の到来側へアンテナ部８０の指向方向を制御する。
これにより、制御装置８４は、アンテナ制御部８４ａが選択した信号波の送信元である基地局８と通信接続する。
アンテナ制御部８４ａは、ＧＰＳ受信機８２から与えられる無線端末６の位置情報から、位置情報の変化を示す変化情報として、無線端末６の速度及び加速度を求める。
アンテナ制御部８４ａは、無線端末６の位置情報、速度、及び加速度に基づいて、無線端末６が、車内に位置するか否かを判定する。
アンテナ制御部８４ａは、無線端末６の位置情報、速度、及び加速度に基づいて、無線端末６が、車内に位置するか否かを判定する。
位置情報が車道を示す場合や、速度、及び加速度が人間や自転車が移動する際の速度や加速度とは明らかに異なる場合、無線端末６は、車両４内に位置することが明らかである。よって、この場合、アンテナ制御部８４ａは、無線端末６が車内に位置すると判定する。
また、位置情報が建物内や車両４が進入することができない位置を示す場合や、速度、及び加速度が、車両４が移動する際の速度や加速度とは明らかに異なる場合、無線端末６は、車両４外に位置することが明らかである。よって、この場合、アンテナ制御部８４ａは、無線端末６が車外に位置すると判定する。
また、位置情報が建物内や車両４が進入することができない位置を示す場合や、速度、及び加速度が、車両４が移動する際の速度や加速度とは明らかに異なる場合、無線端末６は、車両４外に位置することが明らかである。よって、この場合、アンテナ制御部８４ａは、無線端末６が車外に位置すると判定する。
また、無線端末６が車内に位置すると判定する場合、アンテナ制御部８４ａは、複数の信号波が探索されたときに、複数の信号波それぞれの受信強度の変化が少ない信号波を選択する。
無線端末６が車内に位置する場合、アンテナ制御部８４ａは、少なくとも、車外の基地局８から到来する信号波と、車載通信装置２によって中継されて車内アンテナ部１２から到来する信号波とを、受信可能な信号波として特定することができる。
無線端末６が車内に位置する場合、アンテナ制御部８４ａは、少なくとも、車外の基地局８から到来する信号波と、車載通信装置２によって中継されて車内アンテナ部１２から到来する信号波とを、受信可能な信号波として特定することができる。
この場合、アンテナ制御部８４ａは、車外の基地局８から到来する信号波（車外信号波）、及び車内アンテナ部１２から到来する信号波（車内信号波）それぞれの受信強度を経時的に記憶する。
アンテナ制御部８４ａは、経時的に記憶した受信強度に基づいて、所定期間における受信強度の変化が少ない信号波を選択する。
ここで、車外信号波の受信強度は、基地局８と車両４との相対移動に伴って大きく変動する可能性がある。一方、無線端末６と、車内アンテナ部１２とは、基地局８と車両４との関係と比較して大きく相対移動しない。このため、車内信号波の受信強度は、大きく変動しない。
アンテナ制御部８４ａは、経時的に記憶した受信強度に基づいて、所定期間における受信強度の変化が少ない信号波を選択する。
ここで、車外信号波の受信強度は、基地局８と車両４との相対移動に伴って大きく変動する可能性がある。一方、無線端末６と、車内アンテナ部１２とは、基地局８と車両４との関係と比較して大きく相対移動しない。このため、車内信号波の受信強度は、大きく変動しない。
よって、この場合、アンテナ制御部８４ａは、車内信号波を選択し、車内アンテナ部１２から送信される信号波の到来側へアンテナ部８０の指向方向を制御する。
このように、車内の無線端末６のアンテナ制御部８４ａは、受信強度の変化が少ない信号波を選択することで、アンテナ部８０の指向方向を車内アンテナ部１２側へ向くように制御することができ、無線端末６の車両４の内外において、アンテナ部８０の指向方向を適切に制御することができる。
このように、車内の無線端末６のアンテナ制御部８４ａは、受信強度の変化が少ない信号波を選択することで、アンテナ部８０の指向方向を車内アンテナ部１２側へ向くように制御することができ、無線端末６の車両４の内外において、アンテナ部８０の指向方向を適切に制御することができる。
また、アンテナ制御部８４ａは、無線端末６が車内に位置すると判定する場合、複数の信号波が探索されたときに、複数の信号波に対応する指向方向の変化が少ない信号波を選択してもよい。
この場合、アンテナ制御部８４ａは、車外信号波及び車内信号波それぞれに対応する指向方向を経時的に記憶する。
アンテナ制御部８４ａは、経時的に記憶した指向方向に基づいて、所定期間における指向方向の変化が少ない信号波を選択する。
ここで、車外信号波に対応する指向方向は、基地局８と車両４との相対移動に伴って大きく変動する可能性がある。一方、無線端末６と、車内アンテナ部１２とは、基地局８と車両４との関係と比較して大きく相対移動しない。このため、車内信号波に対応する指向方向は、大きく変動しない。
よって、この場合も、アンテナ制御部８４ａは、車内信号波を選択し、車内アンテナ部１２から送信される信号波の到来側へアンテナ部８０の指向方向を制御する。
この場合、アンテナ制御部８４ａは、車外信号波及び車内信号波それぞれに対応する指向方向を経時的に記憶する。
アンテナ制御部８４ａは、経時的に記憶した指向方向に基づいて、所定期間における指向方向の変化が少ない信号波を選択する。
ここで、車外信号波に対応する指向方向は、基地局８と車両４との相対移動に伴って大きく変動する可能性がある。一方、無線端末６と、車内アンテナ部１２とは、基地局８と車両４との関係と比較して大きく相対移動しない。このため、車内信号波に対応する指向方向は、大きく変動しない。
よって、この場合も、アンテナ制御部８４ａは、車内信号波を選択し、車内アンテナ部１２から送信される信号波の到来側へアンテナ部８０の指向方向を制御する。
この場合において、車内の無線端末６のアンテナ制御部８４ａは、指向方向の変化が少ない信号波を選択することで、アンテナ部８０の指向方向を車内アンテナ部１２側へ向くように制御することができ、無線端末６の車両４の内外において、アンテナ部８０の指向方向を適切に制御することができる。
なお、アンテナ制御部８４ａは、信号波の受信強度の変化、及び信号波に対応する指向方向の変化の両方に基づいて、複数の信号波の中から１つの信号波を選択するように構成することもできる。
また、本実施形態では、ＧＰＳ受信機８２による位置情報を用いた場合を例示したが、例えば、車両４がブルートゥース（登録商標）のビーコン信号を発信する発信器を備え、無線端末６がビーコン信号の受信機を備えている場合、アンテナ制御部８４ａは、前記受信機が受信するビーコン信号によって取得される車両４と無線端末６との相対位置を示す情報を位置情報として用いることができる。
また、無線端末６が車内に位置すると判定する場合、アンテナ制御部８４ａは、複数の信号波が探索されたときに、入出力部８６によって受け付けられる、所持者Ｔによる操作入力に応じて、複数の信号波のうちの１つの信号波を選択するように構成してもよい。
この場合、アンテナ制御部８４ａは、複数の信号波のうち、車内信号波及び車外信号波を判定し、入出力部８６に含まれるタッチパネル等に車内信号波及び車外信号波のいずれかを所持者Ｔに選択させてその選択を受け付けるための入力画面を表示する。所持者Ｔが入力画面に従って入力することで、アンテナ制御部８４ａは、所持者Ｔの選択を受け付けることができる。
この場合、アンテナ制御部８４ａは、複数の信号波のうち、車内信号波及び車外信号波を判定し、入出力部８６に含まれるタッチパネル等に車内信号波及び車外信号波のいずれかを所持者Ｔに選択させてその選択を受け付けるための入力画面を表示する。所持者Ｔが入力画面に従って入力することで、アンテナ制御部８４ａは、所持者Ｔの選択を受け付けることができる。
〔その他〕
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。
例えば、上記実施形態の車載ゲートウェイ装置１４の送受信部２４は、複数の移動体通信事業者が提供する通信サービスに対応可能に構成することができる。
これにより、車載通信装置２が利用される地域において複数の移動体通信事業者が通信サービスを提供する場合であっても対応可能である。
また、車載通信装置２は、複数の移動体通信事業者に対応する複数の送受信部２４と、これら複数の送受信部２４のうちのいずれかを選択的に用いる切替部とを備えていてもよい。この場合、切替部によって、必要に応じて適切な送受信部２４を選択することができる。
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。
例えば、上記実施形態の車載ゲートウェイ装置１４の送受信部２４は、複数の移動体通信事業者が提供する通信サービスに対応可能に構成することができる。
これにより、車載通信装置２が利用される地域において複数の移動体通信事業者が通信サービスを提供する場合であっても対応可能である。
また、車載通信装置２は、複数の移動体通信事業者に対応する複数の送受信部２４と、これら複数の送受信部２４のうちのいずれかを選択的に用いる切替部とを備えていてもよい。この場合、切替部によって、必要に応じて適切な送受信部２４を選択することができる。
また、上記実施形態では、車載通信装置２が有する合成分配器２２が一対の分配ポート２２ｂを有する場合を例示したが、合成分配器２２は、３つ以上の分配ポート２２ｂを備えていてもよい。この場合、各分配ポート２２ｂに車内アンテナ部１２を設けることができ、１つの車載通信装置２に２つ以上の車内アンテナ部１２を設けることができる。例えば、鉄道車両等、車両４が大型である場合、複数の車内アンテナ部１２を設けることで、車内各部に中継ポイントを設けることができる。
本開示の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
１ 車載通信システム
２ 車載通信装置
４ 車両
４ａ ルーフ
５ ＥＣＵ
６ 無線端末
８ 基地局
１０ 車外アンテナ部
１２ 車内アンテナ部
１４ 車載ゲートウェイ装置
１８ アレイアンテナ
１８ａ アンテナ素子
２０ ＲＦ部
２２ 合成分配器
２２ａ 合成ポート
２２ｂ 分配ポート
２２ｂ１ 第１分配ポート
２２ｂ２ 第２分配ポート
２４ 送受信部
２６ ルータ部
２８ 制御装置
３０ 信号線
３６ アンテナ
３６ａ アンテナ素子
３６ｂ アンテナ素子
３８ 送受信回路
４２ 切替スイッチ部
４２ａ 切替スイッチ
４４ 増幅部
４４ａ 電力増幅器
４４ｂ 低雑音増幅器
４６ 指向性調整部
４６ａ 送信側位相調整器
４６ｂ 送信側可変減衰器
４６ｃ 受信側位相調整器
４６ｄ 受信側可変減衰器
４６ｅ 分配器
４６ｆ 合成器
４８ 切替スイッチ
５０ 周波数変換部
５６ 切替スイッチ
５８ 利得調整部
５８ａ 電力増幅器
５８ｂ 送信側可変減衰器
５８ｃ 低雑音増幅器
５８ｄ 受信側可変減衰器
６０ 切替スイッチ
６２ 周波数変換部
７０ モデム部
７０ａ 周波数変換部
７０ｂ Ｄ／Ａ，Ａ／Ｄ変換器
７０ｃ ベースバンド処理部
７２ 指向方向制御部
７４ 切替制御部
７６ モード切替部
７８ キープアライブ送信部
８０ アンテナ部
８０ａ アンテナ素子
８２ ＧＰＳ受信機
８４ 制御装置
８４ａ アンテナ制御部
８６ 入出力部
９０ 信号線
９２ センサ
ＦＳ 前部座席
ＲＳ 後部座席
ＴＬ１ 送信経路
ＲＬ１ 受信経路
ＴＬ２ 送信経路
ＲＬ２ 受信経路
Ｔ 所持者
２ 車載通信装置
４ 車両
４ａ ルーフ
５ ＥＣＵ
６ 無線端末
８ 基地局
１０ 車外アンテナ部
１２ 車内アンテナ部
１４ 車載ゲートウェイ装置
１８ アレイアンテナ
１８ａ アンテナ素子
２０ ＲＦ部
２２ 合成分配器
２２ａ 合成ポート
２２ｂ 分配ポート
２２ｂ１ 第１分配ポート
２２ｂ２ 第２分配ポート
２４ 送受信部
２６ ルータ部
２８ 制御装置
３０ 信号線
３６ アンテナ
３６ａ アンテナ素子
３６ｂ アンテナ素子
３８ 送受信回路
４２ 切替スイッチ部
４２ａ 切替スイッチ
４４ 増幅部
４４ａ 電力増幅器
４４ｂ 低雑音増幅器
４６ 指向性調整部
４６ａ 送信側位相調整器
４６ｂ 送信側可変減衰器
４６ｃ 受信側位相調整器
４６ｄ 受信側可変減衰器
４６ｅ 分配器
４６ｆ 合成器
４８ 切替スイッチ
５０ 周波数変換部
５６ 切替スイッチ
５８ 利得調整部
５８ａ 電力増幅器
５８ｂ 送信側可変減衰器
５８ｃ 低雑音増幅器
５８ｄ 受信側可変減衰器
６０ 切替スイッチ
６２ 周波数変換部
７０ モデム部
７０ａ 周波数変換部
７０ｂ Ｄ／Ａ，Ａ／Ｄ変換器
７０ｃ ベースバンド処理部
７２ 指向方向制御部
７４ 切替制御部
７６ モード切替部
７８ キープアライブ送信部
８０ アンテナ部
８０ａ アンテナ素子
８２ ＧＰＳ受信機
８４ 制御装置
８４ａ アンテナ制御部
８６ 入出力部
９０ 信号線
９２ センサ
ＦＳ 前部座席
ＲＳ 後部座席
ＴＬ１ 送信経路
ＲＬ１ 受信経路
ＴＬ２ 送信経路
ＲＬ２ 受信経路
Ｔ 所持者
Claims (11)
- 基地局と無線通信可能な車載通信装置であって、
指向方向が変更可能な車外アンテナ部と、
前記車外アンテナ部が送受信する信号の変復調を行うモデム部と、
前記車外アンテナ部の指向方向が受信波の到来側に向くように制御する制御部と、
前記基地局と無線通信可能な車内の無線端末に対して無線波を送受信する車内アンテナ部と、
合成ポートと、第１及び第２の分配ポートとを有する合成分配器と、を備え、
前記車外アンテナ部は、前記合成ポートに接続され、
前記車内アンテナ部、及び前記モデム部は、それぞれ前記第１及び第２の分配ポートに接続されている
車載通信装置。 - 前記車内アンテナ部は指向性を有する
請求項１に記載の車載通信装置。 - 前記車内アンテナ部の指向方向は車内の座席側に向く
請求項２に記載の車載通信装置。 - 前記基地局との間で無通信状態の継続時間が、前記基地局から予め配信されるモード切替時間を超えると、自装置の動作モードを、少なくとも前記車外アンテナ部に対する指向性制御を休止させる省電力モードへ切り替えるモード切替部と、
キープアライブを前記モード切替時間よりも短い周期で前記基地局へ向けて送信するキープアライブ送信部と、をさらに備える
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車載通信装置。 - 前記合成分配器と前記車内アンテナ部とを接続する信号線を伝搬する信号を検出するセンサをさらに備え、
前記キープアライブ送信部は、前記信号線を伝搬する信号が検出されると、前記キープアライブの送信を実行し、前記信号線を伝搬する信号が検出されない状態が所定時間継続すると、前記キープアライブの送信を停止する
請求項４に記載の車載通信装置。 - 前記車内アンテナ部は、
車内アンテナ素子と、
前記車内アンテナ素子が受信した信号及び前記合成分配器から与えられる信号の利得を調整する調整部と、を備える
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の車載通信装置。 - 前記車外アンテナ部は、
送受信共用の車外アンテナ素子と、前記車外アンテナ素子を送信用及び受信用のいずれかに切り替える車外切替部と、を備え、
前記車内アンテナ部は、
送受信共用の車内アンテナ素子と、前記車内アンテナ素子を送信用及び受信用のいずれかに切り替える車内切替部と、を備え、
前記車載通信装置は、前記車外アンテナ素子が受信用である場合に前記車内アンテナ素子が送信用となり、前記車外アンテナ素子が受信用である場合に前記車内アンテナ素子が受信用となるように、前記車外切替部及び前記車内切替部を制御する切替制御部をさらに備える
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の車載通信装置。 - 基地局との間で無線通信可能な車載通信装置と、前記基地局と無線通信可能な無線端末とを含む車載通信システムであって、
前記車載通信装置は、
指向方向が変更可能な車外アンテナ部と、
前記車外アンテナ部が送受信する信号の変復調を行うモデム部と、
前記車外アンテナ部の指向方向が受信波の到来側に向くように制御する制御部と、
前記無線端末に対して無線波を送受信する車内アンテナ部と、
合成ポートと、第１及び第２の分配ポートとを有する合成分配器と、を備え、
前記車外アンテナ部は、前記合成ポートに接続され、
前記車内アンテナ部、及び前記モデム部は、それぞれ前記第１及び第２の分配ポートに接続されている
車載通信システム。 - 前記無線端末は、
指向方向が変更可能な端末アンテナ部と、
前記端末アンテナ部によって受信可能な信号波を探索し、探索された信号波の到来側へ向くように前記端末アンテナ部の指向方向を制御する端末制御部と、を備え、
前記端末制御部は、複数の前記信号波が探索されると、複数の前記信号波のうちのいずれか１つの信号波を選択し、選択した信号波に基づいて前記端末アンテナ部の指向方向を制御する
請求項８に記載の車載通信システム。 - 前記端末制御部は、前記無線端末の位置情報及び前記位置情報の変化を示す変化情報の少なくともいずれか一方に基づいて前記無線端末が車内に位置するか否かを判定し、車内に位置すると判定する場合、複数の前記信号波のうち、所定期間における受信強度の変化が少ない信号波を選択する
請求項９に記載の車載通信システム。 - 前記端末制御部は、前記無線端末の位置情報及び前記位置情報の変化を示す変化情報の少なくともいずれか一方に基づいて前記無線端末が車内に位置するか否かを判定し、車内に位置すると判定する場合、複数の前記信号波のうち、複数の前記信号波に対応する指向方向の所定期間における変化が少ない信号波を選択する
請求項９又は請求項１０に記載の車載通信システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020041751A JP2021145207A (ja) | 2020-03-11 | 2020-03-11 | 車載通信装置、及び車載通信システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020041751A JP2021145207A (ja) | 2020-03-11 | 2020-03-11 | 車載通信装置、及び車載通信システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2021145207A true JP2021145207A (ja) | 2021-09-24 |
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ID=77767263
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2020041751A Pending JP2021145207A (ja) | 2020-03-11 | 2020-03-11 | 車載通信装置、及び車載通信システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2021145207A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114513218A (zh) * | 2022-02-15 | 2022-05-17 | 湖南中车时代通信信号有限公司 | 一种5g无线终端与列车天线的连接方法以及系统 |
-
2020
- 2020-03-11 JP JP2020041751A patent/JP2021145207A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114513218A (zh) * | 2022-02-15 | 2022-05-17 | 湖南中车时代通信信号有限公司 | 一种5g无线终端与列车天线的连接方法以及系统 |
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