JP2781509B2 - 受信装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、道路に沿って設けられ
るビーコン放送局から車両等の移動体に送信される移動
体位置のビーコン直下判定情報および路車間情報データ
などを受信する受信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のナビゲーションシステムは、基本
的には車両の出発点からの移動距離と進行方向の変化を
積算して現在の位置を算出し、地図上の位置や方向を車
載の表示装置に表示する機能を備えたものである。ま
た、地図を表示するために、車載の記憶装置に地図のデ
ータベースを備えている。しかし、前述の方式では、一
定距離を走るうちにどうしても累積誤差が生じるので、
外部の施設を利用して修正する方式のものがある。たと
えば、地球の回りを周回する複数の測位用人工衛星を利
用するＧＰＳ（Global Positioning System）を自動車
用に用いる方式や、路側に通信施設を設ける路車間情報
システムを用いる方式などがある。

【０００３】路車間情報システムは、道路上２〜５Ｋｍ
毎にビーコンと呼ばれるスポット（極狭域）通信用路上
装置を設備し、車載装置との間で通信を行うものであ
る。この通信手段を用いて、通過地点の位置や交差点の
形状、行先案内あるいは変化する道路交通情報などを車
載の受信装置で受信する。

【０００４】一般に、ビーコンから伝送される道路交通
情報などのデータは、周波数変調されている。また、車
両のビーコン通過地点を知るために伝送されるビーコン
直下検出信号は振幅変調されている。このように、電波
によって送信情報が区別され、周波数および振幅に対し
て重畳して変調された電波が伝送される。受信装置は車
両に搭載され、ビーコンが設置される道路を走行しつ
つ、道路交通情報などのデータを受信しながらビーコン
の設置される位置を通過するときに、ビーコン直下検出
を行う。道路交通情報などのデータに関して、ビーコン
から送信される電波を受信する受信装置では、電波によ
る入力信号がなくなると雑音が極めて大きくなる状態を
防ぐため、受信する電界強度が低い最終段階の出力を自
動的に停止させるようにするスケルチ回路が使用されて
いる。スケルチ回路とは、電波の電界強度を検出する電
界強度検出回路からの出力に応じて、復調回路の出力を
導出／遮断し、受信する電界強度が低い場合に雑音が発
生するのを防止する回路である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の受信回路では、
道路交通情報などのデータを送信する周波数変調された
信号と、車両がビーコン直下を通過する位置を判定する
ビーコン直下検出信号を伝送する振幅変調された信号の
両者の復調を行うにあたって、スケルチ回路が電界強度
検出回路からの出力に応じて、１段階のみの判定で復調
回路の開閉を行っている。一方、周波数復調は、ビーコ
ンから送られる交通情報データを受信するために行うの
で、ビーコンから伝送される電波が届く領域に車が入る
とすぐに受信できるようにするため、低周波信号に対応
する弱電界出力強度において周波数復調を開始すること
が望ましい。そこで、周波数復調するのに必要とされる
弱電界出力強度において復調回路を開閉することとする
と、電界強度の影響を受けやすい振幅変調信号は、受信
レベルの変動の影響を受けて正確に復調できない。特
に、走行中の車両においては、受信点における電波強度
が時間変動するフェージングなどの影響が大きい。この
ため、電波の弱電界出力強度において復調回路の開閉を
行うことにすると、正確に振幅変調信号の復調ができ
ず、車両のビーコン直下判定を誤るおそれがある。これ
に対し、正確に車両のビーコン直下判定を行うことを重
視して、車両の受信装置がビーコンに接近し、電波の電
界強度が強くなった後に振幅変調信号を復調することと
すると、上記強電界強度になるまで周波数変調信号の復
調も行うことができないため、道路交通情報などのデー
タを早期に受信することができない。

【０００６】本発明の目的は、交通情報などのデータを
早期に受信し、かつ正確なビーコン直下判定を行うこと
ができる受信装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、周波数および
振幅に対して重畳して変調された電波を受信して周波数
変調信号を復調する第１復調回路と、振幅変調信号を復
調する第２復調回路とを備える受信装置において、電波
の電界強度を検出する電界強度検出回路と、前記電界強
度検出回路からの出力と第１基準値の出力とを比較する
第１比較回路と、前記電界強度検出回路からの出力と第
２基準値の出力とを比較する第２比較回路と、第１比較
回路の出力に基づいて、第１復調回路の出力を導出／遮
断し、第２比較回路の出力に基づいて、第２復調回路の
出力を導出／遮断するための弁別回路とを備えることを
特徴とする受信装置である。

【０００８】

【作用】本発明に従えば、受信装置は、電界強度検出回
路と、第１比較回路と第２比較回路と弁別回路を備え
る。電界強度検出回路は周波数および振幅に対して重畳
して変調された電波の電界強度を検出する。第１比較回
路は、前記電界強度検出回路からの出力と、予め定めら
れる第１基準値の出力とを比較し、第２比較回路は前記
第１比較回路とは独立に、前記電界強度検出回路からの
出力と、予め定められる第２基準値の出力とを比較す
る。弁別回路は、第１比較回路及び第２比較回路からの
各出力に基づいて、たとえば周波数変調信号を復調する
第１復調回路の出力と、たとえば振幅変調信号を復調す
る第２復調回路の出力のうち、一方あるいは双方を導出
／遮断するので、周波数変調および振幅変調されたそれ
ぞれの信号の出力レベルに応じて復調を行うことができ
る。したがって、たとえば、本発明の受信装置が車両に
搭載されて、走行車両の直下判定を行うために振幅変調
信号が用いられ、データ情報を伝達するために周波数変
調信号が用いられる場合には、車両が電波発信源から遠
いため、受信する信号の電波強度が弱い低出力レベルに
おいて、周波数変調信号のみを復調し、データ情報を早
期に受信することができる。また、車両が電波発信源に
近づき、受信する信号の電波強度が強くなる高出力レベ
ルにおいて振幅変調信号を復調し、フェージングなどの
影響を抑えて正確な直下判定を行うことができる。

【０００９】

【実施例】図１は、本発明の一実施例の受信装置の電気
的構成を示すブロック図である。受信装置は、受信され
た電波の周波数を増幅する増幅回路３ａ，３ｂ，３ｃ
と、局部発信回路５ａ，５ｂから高周波を発振させるこ
とによって、受信電波の周波数を変換する混合回路４
ａ，４ｂと、特定の周波数信号のみを取り出すフィルタ
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄと、増幅回路３ｃから電界強度
信号として取り出される信号の出力がほぼ一定となるよ
うに信号制御を行う自動利得制御（ＡＧＣ）回路６と、
周波数変調信号を復調する周波数復調回路７と、振幅変
調信号を復調する振幅復調回路８と、電界強度検出回路
からの出力と基準電圧源２８から出力される第１基準値
とを比較するコンパレータ９と、電界強度検出回路から
の出力と基準電圧源２９から出力される第２基準値とを
比較するコンパレータ１０と、コンパレータ９，１０か
らの各出力に基づいて周波数復調回路７の出力と振幅復
調回路８の出力を導出／遮断するアンドゲート１２と、
周波数復調された道路交通情報などの信号をデータ処理
するデータ処理回路１１と、振幅復調された信号に基づ
き、車両のビーコン直下判定を行う直下判定回路１３と
で構成される。

【００１０】周波数および振幅に対して重畳して変調さ
れる搬送波は、アンテナ１から受信され、フィルタ２ａ
でビーコンからの情報が含まれる特定の周波数ｆ₀の信
号のみが取り出される。この信号は高周波増幅回路３ａ
で増幅され、フィルタ２ｂを通した後、第１混合回路４
ａにおいて第１中間周波数信号に変換される。周波数変
換のためには、局部発振回路５ａで周波数ｆ₁の高周波
を発生させ、これを周波数ｆ₀とともに混合回路４ａに
加えて、その差もしくは和の周波数を出力し、フィルタ
２ｃを介して、その差の周波数ｆ₁−ｆ₀のみを第１中間
周波数ｆ₂として取り出す。さらに、第１中間周波増幅
回路３ｂで、第１中間周波数信号が増幅され、第２混合
回路４ｂにおいて第２中間周波数信号に変換される。周
波数変換のためには、前述と同様に、局部発振回路５ｂ
で周波数ｆ₃の高周波を発生させ、これを第１中間周波
数ｆ₂とともに混合回路４ｂに加えて、その差もしくは
その和の周波数を出力し、フィルタ２ｄを介してその差
の周波数ｆ₃−ｆ₂のみを第２中間周波数ｆ４として取り
出す。このようにして、低周波数にされた後、第２中間
周波増幅回路３ｃで第２中間周波数信号は増幅され、電
界強度信号（Ｓ信号）として出力される。なお、第２混
合回路４ｂおよび第２中間周波増幅回路３ｃを含んで破
線で囲まれる部分は、電界強度検出回路として１つの半
導体集積回路（ＩＣ）で実現される。また、電界強度信
号（Ｓ信号）の出力が、ほぼ一定となるように、自動利
得制御（ＡＧＣ）回路６が第２中間周波増幅回路３ｃと
の間に設けられる。

【００１１】注目すべきは、電界強度検出回路から送ら
れる電界強度信号（Ｓ信号）の出力に応じて、周波数復
調および振幅復調するにあたり、第１比較回路および第
２比較回路である２つのコンパレータ９，１０を設ける
ことである。一方のコンパレータ９は、弱電界強度状態
においても働くように基準電圧源２８の第１基準値ｖ１
が低く設定され、第１復調回路である周波数復調回路７
側のデータ処理回路１１および弁別回路であるアンドゲ
ート１２に接続される。他方のコンパレータ１０は強電
界強度状態においてのみ働くように基準電圧源２９の第
２基準値ｖ２が高く設定され、第２復調回路である振幅
復調回路８側の直下判定回路１３にアンドゲート１２を
介して接続される。このようにコンパレータ９，１０に
おける基準電圧源２８，２９の各基準値は、第１基準値
ｖ１よりも第２基準値ｖ２の方が大きくなるように予め
定められる。コンパレータ９では、電界強度検出回路か
らの出力が第１基準値ｖ１よりも小さいときは、ローレ
ベルに設定され、第１基準値ｖ１の方が大きいときは、
ハイレベルに設定される。

【００１２】同様にコンパレータ１０では電界強度検出
回路からの出力が第２基準値ｖ２よりも小さいときは、
ローレベルに、第２基準値ｖ２の方が大きいときはハイ
レベルに設定される。受信装置を搭載した車両が、電波
発信源であるビーコンから離れた位置にあり、電界強度
信号の出力が第１基準値よりも大きく第２基準値よりも
小さいときは、コンパレータ９のみハイレベルとなり、
周波数復調回路７で周波数復調のみが行われ、データ処
理回路１１において交通情報などのデータ処理が行われ
る。したがって、ビーコンから送られる電波が届く領域
に車両が入った時点で、早期に交通情報などのデータを
受信できる。車両がビーコン近傍に接近し、電界強度信
号（Ｓ信号）の出力が第２基準値よりも大きくなると、
コンパレータ９，１０双方がハイレベルとなり、アンド
ゲート１２が働いて、周波数復調回路７で周波数復調が
行われるとともに振幅復調回路８で振幅復調も行われ、
直下判定回路１３において車両のビーコン直下判定が可
能となる。したがって、ビーコンから送られる信号の電
界強度が強い状態で直下判定を行うので、電界強度が大
小に揺らぐフェージングなどの影響を受けることなく正
確な直下判定を行うことができる。

【００１３】ここで、具体的に振幅変調信号を用いた車
両のビーコン直下判定方法について説明する。図２は、
ビーコンが設置される道路の概略的な平面図である。ビ
ーコン２１は、位相の１８０度異なった２種類の１ｋＨ
ｚの信号をビーコンデータ変調波に振幅変調して重畳さ
せ二系統の送信出力端から送出する。それぞれ位相の異
なった振幅変調信号は道路上のビーコン２１設置地点を
境界線として二系統の送信出力端からそれぞれ道路上の
対称方向へ斜線部ＡおよびＢで示される領域に伝送され
る。

【００１４】図３は車両の受信装置が受信する上記周波
数変調されると共に振幅変調された信号データのタイム
チャートを示す。データフレーム２２〜２５は、同期を
とるための伝送制御部２６および受信データ部２７から
構成される。受信装置は、周波数変調されるデータフレ
ーム２２に同期して、１ｋＨｚの信号３０を受信し、受
信データ部２７を検出するタイミングｔ１における１ｋ
Ｈｚの信号３０の位相を検出することによって、車両の
走行方向およびビーコン２１の直下位置を検出すること
ができる。これらの直下判定は直下判定回路１３におい
て行われる。たとえば、データフレーム２２および２３
を受信したとき、同期して受信した１ｋＨｚの信号の時
刻ｔ３およびｔ４における位相をα度とする。また、デ
ータフレーム２４および２５を受信したとき、同期して
受信した１ｋＨｚの信号の時刻ｔ１およびｔ２における
位相を（α＋１８０）度とする。このとき、予め定めら
れた関係によって、走行方向判定信号の時刻ｔ１および
ｔ２におけるレベルは、ハイレベルに設定され、走行方
向判定信号の時刻ｔ３およびｔ４におけるレベルは、ロ
ーレベルに設定される。したがって、走行方向判定信号
のレベルが時刻ｔ３においてハイレベルからローレベル
に判定され、ビーコンに対しての走行方向判定信号のレ
ベルが変化したので、時刻ｔ３のときに、ビーコン２１
の直下位置であると判定される。実際には、時刻ｔ５の
ときに、ビーコン２１の直下位置になるので、検出され
たビーコン２１の直下位置の時刻ｔ３は、実際の時刻ｔ
５より時間ｔ６だけ遅れる。また、走行方向判定信号は
ハイレベルからローレベルに変化する方向に走行したと
きの走行方向は主方向と判定され、ローレベルからハイ
レベルに変化する方向に走行したときの走行方向は従方
向と判定される。以上のように振幅変調信号を受信する
ことによって車両のビーコン直下判定が可能となる。

【００１５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、周波数変
調および振幅変調されたそれぞれの信号を復調する出力
レベルに応じて第１および第２復調回路の復調を行うの
で、周波数変調あるいは振幅変調された信号を使用する
それぞれの目的に対応した出力レベルに応じて個別に復
調することができる。したがって、たとえば本発明の受
信装置が車両に搭載された場合には、走行車両の直下判
定を行うために用いられる振幅変調された信号は高出力
レベルにおいて復調するので、フェージングなどの影響
を受けずに正確な直下判定を行うことができる。また、
周波数変調された信号は、低出力レベルにおいて復調す
るので、データ情報を早期に受信することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の電気的構成を示すブロック
図である。

【図２】ビーコンが設置される道路の概略的な平面図で
ある。

【図３】車載の受信装置が受信する振幅変調信号データ
のタイムチャートである。

【符号の説明】

１ アンテナ ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ フィルタ ３ａ 高周波増幅回路 ３ｂ 第１中間周波増幅回路 ３ｃ 第２中間周波増幅回路 ４ａ 第１混合回路 ４ｂ 第２混合回路 ５ａ，５ｂ 局部発振回路 ６ 自動利得制御（ＡＧＣ）回路 ７ 周波数復調回路 ８ 振幅復調回路 ９，１０ コンパレータ １１ データ処理回路 １２ アンドゲート １３ 直下判定回路 ２１ ビーコン ２２，２３，２４，２５ データフレーム ２６ 伝送制御部 ２７ 受信データ部 ３０ 信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01S 1/68 H04J 9/00 H04B 1/06 - 1/30

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 周波数および振幅に対して重畳して変調
   された電波を受信して周波数変調信号を復調する第１復
   調回路と、振幅変調信号を復調する第２復調回路とを備
   える受信装置において、 電波の電界強度を検出する電界強度検出回路と、 前記電界強度検出回路からの出力と第１基準値の出力と
   を比較する第１比較回路と、 前記電界強度検出回路からの出力と第２基準値の出力と
   を比較する第２比較回路と、 第１比較回路の出力に基づいて、第１復調回路の出力を
   導出／遮断し、第２比較回路の出力に基づいて、第２復
   調回路の出力を導出／遮断するための弁別回路とを備え
   ることを特徴とする受信装置。