JP3111992B2

JP3111992B2 - 自動車通信方法及びシステム

Info

Publication number: JP3111992B2
Application number: JP10207145A
Authority: JP
Inventors: 泰玄吉田
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1998-07-07
Filing date: 1998-07-07
Publication date: 2000-11-27
Anticipated expiration: 2018-07-07
Also published as: EP0984639A2; EP0984639A3; EP0984639B1; CA2276800A1; AU3907399A; DE69938073D1; JP2000031892A; AU755602B2; DE69938073T2; US7099625B1; CA2276800C

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は移動体通信に係り、
特に道路を通行する移動体のための通信システム及び通
信方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、道路交通の安全、効率、環境等の
向上を目指して種々の高度道路交通システム（ＩＴＳ）
の研究が進められている。この高度道路交通システムを
実現するためには、そのシステムの中枢機能となる情報
伝達手段、即ち車両に搭載された移動体通信装置と路側
送受信機間を無線で結ぶ自動車通信システムを実現する
ことが不可欠である。

【０００３】このような自動車通信システムとしては、
既存の携帯電話システムを基礎としたものが考えられて
いる。例えば、道路に沿って路側送受信機を配置して
道路上を連続する無線ゾーンで区切り、道路を走行する
自動車の車載送受信機との間で、いわゆるハンドオーバ
を行いながら連続通信を行う、というシステムである。
各路側送受信機は集中局と接続されており、集中局が自
動車からの情報を収集して上位局へ送ったり、自動車に
道路走行に必要な情報や指令を与える。また、ハンドオ
ーバ指令も集中局から送られる場合が多い。

【０００４】また、連続した無線ゾーンの奇数ゾーンで
は送信中心周波数ｆ_t1、受信中心周波数ｆ_r1が割り当て
られ、偶数ゾーンでは送信中心周波数ｆ_t2、受信中心周
波数ｆ_r2が割り当てられている。このように周波数を変
えるのは隣接無線ゾーン間の干渉を防止するためであ
る。地形的に電波の干渉が激しい箇所、例えば電波が遠
くまで届く場所では、３波以上を繰り返して割り当てる
必要がある。

【０００５】このような自動車通信システムにおいて、
例えば自動車が奇数無線ゾーン１から隣接する偶数無線
ゾーン２に入ると、車載送受信機は通信相手を無線ゾー
ン１の路側送受信機から無線ゾーン２の路側送受信機に
切り替える、いわゆるハンドオーバを行う必要がある。
その際、路側送受信機の送信中心周波数はｆ_t1からｆ_t2
へ変化するから、車載送受信機の受信中心周波数がｆ_t1
からｆ_t2へ変化することになる。このために、車載送受
信機の電圧制御発振器を同期検波復調に必要な中心周波
数に切り替える必要がある。同時に、路側送受信機の受
信中心周波数はｆ_r1からｆ_r2へ変化するから、車載送受
信機の送信中心周波数もｆ_r1からｆ_r2へ切り替えなけれ
ばならない。自動車が偶数無線ゾーン２から奇数無線ゾ
ーン３へ入った場合も同様に、車載送受信機の電圧制御
発振器の発振周波数をｆ_t2からｆ_t1へ切り替え、送信中
心周波数もｆ_r2からｆ_r1へ切り替える必要がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の自
動車通信システムでは無線ゾーンを切り替えるハンドオ
ーバ操作毎に車載機の電圧制御発振器及び送信ローカル
発振器の発振周波数を切り替える必要がある。特に高速
ハンドオーバを達成するためには、このような周波数切
替を高速で行う必要があり、車載機への技術的な負担が
増大し価格の上昇を招来していた。

【０００７】本発明の目的は、移動局へ負担をかけずに
高速ハンドオーバを実現することができる自動車通信シ
ステム及び通信方法を提供することにある。

【０００８】本発明の他の目的は、送信及び受信周波数
を切り替えることなく複数の無線ゾーンに渡って連続通
信を可能にする自動車通信システム及び通信方法を提供
することにある。

【０００９】本発明の更に他の目的は、道路状況に柔軟
に対応して車載移動局との通信を維持することができる
自動車通信システム及び方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明による自動車通信
方法及びシステムは、車載移動局との間で通信を行う自
動車通信方法において、道路上に複数の無線ゾーンを連
続的に配置し、各無線ゾーンに複数の所定通信周波数を
用意し、前記複数の所定通信周波数が同時に２波以上送
信されないように、且つ前記複数の無線ゾーンの隣接無
線ゾーン間で同じ通信周波数が同時に送信されないよう
に、且つ少なくとも隣接無線ゾーン間では前記複数の所
定通信周波数における同一周波数の通信は互いに異なる
タイムスロットに割り当てるようにし、各無線ゾーンで
の使用通信周波数を前記複数の所定通信周波数を用いて
時分割制御し、同時刻には１周波のみで且つ全時刻で通
信するようにし、前記車載移動局との間で無線ゾーンに
応じてタイムスロットを必要に応じては切り替えながら
前記無線ゾーン間で連続通信する、ことを特徴とする。

【００１１】隣接無線ゾーン間で使用通信周波数が重な
らないように複数の通信周波数を時分割で順次使用する
ように制御し、且つ隣接無線ゾーン間では複数の所定通
信周波数における同一周波数の通信は互いに異なるタイ
ムスロットに割り当てることで、車載移動局はタイムス
ロットを切り替えながら無線ゾーン間を連続通信するこ
とができる。例えば、無線ゾーン間で常に同一周波数と
なるようにタイムスロットを切り替えることができる。
更に、ある周波数の全てのタイムスロットが占有されて
いる場合であっても、別の周波数のタイムスロットに切
り替えることで連続通信を維持することができる。

【００１２】更に、本発明による自動車通信方法及びシ
ステムは、車載移動局との間で通信を行う自動車通信方
法において、道路上に複数の無線ゾーンを連続的に配置
し、各無線ゾーンに複数の所定通信周波数を用意し、前
記複数の所定通信周波数が同時に２波以上送信されない
ように、且つ前記複数の無線ゾーンの隣接無線ゾーン間
で同じ通信周波数が同時に送信されないように、且つ少
なくとも隣接無線ゾーン間では前記複数の所定通信周波
数における同一周波数の通信は互いに異なるタイムスロ
ットに割り当てるようにし、各無線ゾーンでの使用通信
周波数を前記複数の所定通信周波数を用いて時分割制御
し、同時刻には１周波のみで且つ全時刻で通信するよう
にし、各無線ゾーンでの使用通信周波数を前記複数の所
定通信周波数を用いて時分割制御し、車載移動局が前記
無線ゾーン間をゾーンに応じてタイムスロットを切り替
えながら同一通信周波数で連続通信する、ことを特徴と
する。

【００１３】隣接無線ゾーン間で使用通信周波数が重な
らないように複数の通信周波数を時分割で順次使用する
ように制御し、且つ隣接無線ゾーン間では複数の通信周
波数における同一周波数の通信は互いに異なるタイムス
ロットに割り当てることで、複数の無線ゾーンにわたっ
て移動局との間で同一通信周波数を使用して連続通信を
行うことが可能となる。このために、移動局側のハード
ウエアの負担が軽減され、しかも高速ハンドオーバを実
現することができる。更に、各無線ゾーンにおける複数
の通信周波数を周波数同期させることで、高速ハンドオ
ーバのための負担を軽減できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は、本発明による移動体通信
システムの一実施形態を示す概略的構成図である。ここ
では、道路１０に複数の無線ゾーンＲＺ₁，ＲＺ₂，ＲＺ
₃．．．が隣接ゾーンとオーバラップしながら連続して
配置されており、この道路１０を走行する自動車２０に
は送受信機２１が搭載されているものとする。各無線ゾ
ーンは路側通信装置３０によって生成され、路側通信装
置３０は制御局４０によって制御される。但し、制御局
４０は全ての路側通信装置３０を集中制御する単一の集
中局であってもよいし、あるいは分散制御する複数の制
御局であっても良い。また、全ての路側通信装置３０を
いくつかのグループに分け、各グループを制御する制御
局と、それら制御局を統括する制御局と、から構成され
た階層的制御するものでもよい。

【００１５】より詳しくは、無線ゾーンＲＺ₁，ＲＺ₂，
ＲＺ₃．．．は路側送受信機ＴＲＸ₁、ＴＲＸ₂、ＴＲ
Ｘ₃，．．．に対応してそれぞれ生成され、制御局４０
は各路側送受信機ＴＲＸとの間でデータ及び制御信号の
送受信を行うと共に、基準周波数信号ｆ_REFを供給す
る。各路側送受信機ＴＲＸは、後述するように、基準周
波数信号ｆ_REFから所定の規則（ここではｎ／ｍ変換）
に従って２つの送信基準キャリア周波数（ｆ_t1，ｆ_t2）
を生成し、更に、送信基準キャリア周波数（ｆ_t1，
ｆ_t2）から所定の規則（ここではｎ_r／ｍ_r変換）に従っ
て２つの受信基準周波数（ｆ_r1，ｆ_r2）を生成する。所
定規則については後述する。各路側送受信機ＴＲＸは、
制御局４０のタイミング制御に従って、対応する無線ゾ
ーンの送受信周波数をｆ_t1／ｆ_r1とｆ_t1／ｆ_r1との間で
切り替える。以下、本システムの動作を更に詳細に説明
する。

【００１６】図２は、本実施形態による時分割フォーマ
ットを示すタイムチャートである。各無線ゾーンでは、
１周期を１２等分して１２タイムスロットを形成し、各
タイムスロットを１チャネルに設定している。従って、
１つの無線ゾーン内で最大１２台の車両と通信可能であ
る。

【００１７】更に、各無線ゾーンでは、１周期に１度、
送信周波数ｆ_t1／ｆ_t2及び受信周波数ｆ_r1／ｆ_r2が隣接
無線ゾーンと異なるように切り替えられる。より詳しく
は、図２（１）〜（３）に示すように、奇数番目の無線
ゾーンＲＺ₁、ＲＺ₃、ＲＺ₅、… では、１周期の前半
（１〜６チャネル）が送信周波数ｆ_t1及び受信周波数ｆ
_r1であるが、後半（７〜１２チャネル）では送信周波数
がｆ_t2に、受信周波数がｆ_r2にそれぞれ切り替わる。逆
に、図２（４）〜（６）に示すように、偶数番目の無線
ゾーンＲＺ₂、ＲＺ₄、ＲＺ₆、… では、１周期の前半
（１〜６チャネル）が送信周波数ｆ_t2及び受信周波数ｆ
_r2であるが、後半（７〜１２チャネル）では送信周波数
がｆ_t1に、受信周波数がｆ_r1にそれぞれ切り替わる。こ
のように送受信周波数を全ての無線ゾーンで同期して切
り替えることで、どの無線ゾーンも隣接無線ゾーンと周
波数が重ならないようになる。このような送受信周波数
切替は、後で詳述するが（図３参照）、路側送受信機の
データ処理部がチャネルタイミングに同期してセレクタ
を切り替えることで行われる。

【００１８】続いて、車両２０が無線ゾーンＲＺ₁から
無線ゾーンＲＺ₂に移行する場合のチャネル割当及び送
受信動作について説明する。通常、車両２０がある無線
ゾーンに入ると、１２チャネルのうち空きチャネルの１
つが例えば制御チャネル等を通して割り当てられる。全
チャネルが利用可能であれば、無線ゾーンの送信周波数
がｆ_t1の場合にはチャネル１が、ｆ_t2の場合にはチャネ
ル７がそれぞれ割り当てられる。ここでは、無線ゾーン
ＲＺ₁において、送受信周波数ｆ_t1／ｆ_r1が使用され、
車両２０にチャネル１が割り当てられているものとす
る。

【００１９】車両２０が無線ゾーンＲＺ₁内を走行して
いる間、後述するように（図４参照）、車載送受信機２
１の周波数制御部は発振周波数をｆ_t1に制御し、路側送
受信機ＴＲＸ₁からの無線信号を同期検波する。更に、
発振周波数ｆ_t1はｎ_r／ｍ_r変換器によって周波数ｆ_r1に
変換され、自動車側送信基準キャリアが生成される。変
調器は自動車側送信基準キャリアｆ_r1を送信データによ
って変調し、無線送信信号はチャネル１のタイミングの
バースト信号として路側送受信機ＴＲＸ₁へ送信され
る。こうして、車載送受信機２１と路側送受信機ＴＲＸ
₁とは、送受信周波数ｆ_t1／ｆ_r1を用いてチャネル１で
通信を行うことができる。

【００２０】この状態で、車両２０が奇数無線ゾーンＲ
Ｚ₁から偶数無線ゾーンＲＺ₂に移行すると、車載送受信
機２１の通信相手は路側送受信機ＴＲＸ₁からＴＲＸ₂へ
切り替えられる。具体的には、車両２０が無線ゾーンＲ
Ｚ₂に入ると、路側送受信機ＴＲＸ₂は車載送受信機２１
に無線ゾーンＲＺ₁と同じ送受信周波数ｆ_t1／ｆ_r1を使
用するチャネルを割り当てる。ここでは、チャネル７が
割り当てられたとする。

【００２１】使用する送受信周波数は無線ゾーンＲＺ₁
と同じｆ_t1／ｆ_r1であり、このうち送信周波数ｆ_t1はい
ずれの路側送受信機ＴＲＸでも制御局４０からの基準周
波数信号ｆ_REFを同じ所定規則（ｎ／ｍ変換）で生成し
たものであるから互いに周波数同期している（周波数同
期については後述する）。

【００２２】更に復調器に与えられるローカル周波数ｆ
_r1は送信周波数ｆ_t1を所定規則（ｎ_r／ｍ_r変換）で生成
したものであり、後述するように、車載送受信機２１に
おいても同じ所定規則（ｎ_r／ｍ_r変換）を用いて復調用
のローカル周波数（路側の送信周波数）ｆ_t1から送信用
のローカル周波数（路側の受信周波数）ｆ_r1を生成して
いる。このように路側送受信機及び車載送受信機で同じ
所定規則を用いることでシステム全体を周波数同期状態
にすることができ、後述するように、路側送受信機ＴＲ
Ｘ及び車載送受信機２１の復調器は同期捕捉を極めて高
速に達成することができる。

【００２３】こうして、車載送受信機２１の通信相手は
路側送受信機ＴＲＸ₁からＴＲＸ₂へと高速で切り替えら
れ、無線ゾーンＲＺ₂において同じ送受信周波数ｆ_t1／
ｆ_r1を使用しチャネル７で通信を行う。具体例として、
各無線ゾーンの道路１０に沿った長さを１００ｍ程度、
隣接無線ゾーンとのオーバラップを１０ｍ程度と仮定す
れば、高速走行時のハンドオーバは、数十〜数百ミリ秒
という短時間に完了しなければならない。上述したよう
に、システム全体の周波数関係を周波数同期にすること
で、高速ハンドオーバを達成することができる。

【００２４】以下同様に、車両２０が道路１０を走行
し、連続した無線ゾーンＲＺ₁，ＲＺ₂，ＲＺ₃．．．と
順次ハンドオーバを繰り返しても、通信周波数は常に当
初の送受信周波数ｆ_t1／ｆ_r1に維持され、通信チャネル
のみがハンドオーバする毎にチャネル１と７との間で切
り替わるだけである。なお、制御局４０によって送受信
周波数の切替制御を行い、路側通信装置３０によって車
載送受信機２１の通信チャネルの切替制御を行うことが
できる。又は、送受信周波数の切替及び車載送受信機２
１の通信チャネルの切替を制御局４０によって制御する
ことも可能である。

【００２５】図３は、本実施形態における路側送受信機
ＴＲＸの内部回路構成を示すブロック図である。無線ゾ
ーンを生成するアンテナ１０１は送受共用器１０２を介
して復調器１０３及び変調器１０４に接続されている。
復調器１０３及び変調器１０４はデータ処理部１０５に
接続され、データ処理部１０５はインタフェース回路１
０６を通して制御局４０に接続されている。例えば制御
局４０と各路側送受信機ＴＲＸとが光ファイバで接続さ
れている場合には、インタフェース回路１０６は光信号
と電気信号との間の変換を行う。

【００２６】制御局４０から車両２０の送受信機２１へ
送信すべきデータ信号を受信すると、データ処理部１０
５は自局より送信すべき信号を抽出し、図２に示すタイ
ムスロットからなる信号フォーマットに従って送信ベー
スバンド信号を生成して変調器１０４へ出力する。他
方、復調器１０３によって復調再生された受信ベースバ
ンド信号は、制御局４０へ送信するための信号フォーマ
ットに変換し、インタフェース回路１０６を介して制御
局４０へ送出する。

【００２７】また、制御局４０から供給された基準周波
数信号ｆ_REFはｎ₁／ｍ₁変換器１０７及びｎ₂／ｍ₂変換
器１０８によってそれぞれ所定規則による変換、即ちｎ
₁／ｍ₁変換及びｎ₂／ｍ₂変換され、周波数ｆ_t1及びｆ_t2
の２つの送信基準キャリアが生成される。更にこれら送
信基準キャリアはｎ_r／ｍ_r変換器１０９及び１１０によ
って所定規則による変換、即ちｎ_r／ｍ_r変換され、周波
数ｆ_r1及びｆ_r2の２つの受信基準信号がそれぞれ得られ
る。ここで、ｎ、ｍ、ｎ_r及びｍ_rは整数である。

【００２８】ｎ₁／ｍ₁変換器１０７、ｎ₂／ｍ₂変換器１
０８、ｎ_r／ｍ_r変換器１０９及び１１０は、それぞれ位
相同期（ＰＬＬ）回路で構成されており、例えば周知の
ＰＬＬシンセサイザを用いることができる。ここでは、
ＰＬＬシンセサイザの分周比（ｎ，ｍ）を（ｎ₁，
ｍ₁）、（ｎ₂，ｍ₂）、及び（ｎ_r，ｍ_r）に設定するこ
とにより本実施形態で使用する所望の通信周波数を得る
ことができる。

【００２９】受信基準キャリアｆ_r1及びｆ_r2はｎ_r／ｍ_r
周波数変換器１０８からセレクタ１１１へ出力され、セ
レクタ１１１はデータ処理部１０５からの選択制御信号
によっていずれか一方を選択する。選択された受信基準
信号ｆ_r1／ｆ_r2は移相器１１２によって位相調整された
後、受信基準信号として復調器１０３へ出力される。復
調器１０３は、受信基準信号ｆ_r1／ｆ_r2を用いて無線受
信信号を同期検波し、受信ベースバンド信号を再生す
る。移相器１１２は位相制御部１１３によって制御さ
れ、位相制御部１１３は復調器１０３の出力に基づいて
復調器が同期するように移相器１１２を制御し受信基準
信号の位相を調整する。

【００３０】周波数ｆ_t1及びｆ_t2の２つの送信基準キャ
リアはｎ₁／ｍ₁変換器１０７及びｎ₂／ｍ₂変換器からセ
レクタ１１４へそれぞれ出力され、セレクタ１１４はデ
ータ処理部１０５からの選択制御信号によっていずれか
一方を選択する。選択された送信基準キャリアｆ_t1／ｆ
_t2は変調器１０４へ出力され、データ処理部１０５から
の送信ベースバンド信号に従って変調される。なお、セ
レクタ１１１及び１１４を動作させる選択制御信号は制
御局４０からの制御信号に従って生成される。

【００３１】このように、本システムの全ての路側送受
信機ＴＲＸでは、同一の所定規則による変換、即ちｎ₁
／ｍ₁変換及びｎ₂／ｍ₂変換を行うことで基準周波数信
号ｆ_REFから送信基準キャリアｆ_t1及びｆ_t2を生成して
いる。従って、これら送信基準キャリアｆ_t1及びｆ_t2は
路側送受信機ＴＲＸ間で周波数同期している。

【００３２】更に、送信基準キャリアｆ_t1及びｆ_t2を所
定規則による変換、即ちｎ_r／ｍ_r変換することで受信基
準信号ｆ_r1及びｆ_r2を生成している。従って、これら生
成された受信基準信号ｆ_r1及びｆ_r2も路側送受信機ＴＲ
Ｘ間で周波数同期している。なお、変調方式に対して制
限はないが、例えばＡＳＫ、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ等が適
当と思われる。

【００３３】図４は、本実施形態における車載送受信機
の内部回路構成を示すブロック図である。車載送受信機
２１はアンテナ２０１を通して路側送受信機ＴＲＸと通
信を行う。アンテナ２０１によって受信された無線信号
は送受共用器２０２を経て復調器２０３に入力する。復
調器２０３は受信信号を同期検波し、更にリタイミング
された受信データ信号をデータ処理部２０４へ出力す
る。他方、データ処理部２０４から出力された送信デー
タ信号は変調器２０５に入力し、送信基準キャリアを変
調してゲート回路２０６へ出力する。ゲート回路２０６
はデータ処理部２０４からのゲート制御信号により開閉
し、図２に示す信号フォーマットに対応したタイミング
でバースト信号を生成して送受共用器２０２へ出力す
る。

【００３４】復調器２０３の同期検波に必要な再生基準
キャリアは、電圧制御発振器ＶＣＯ２０７及び制御部２
０８によって生成される。より詳しくは、制御部２０８
は復調器２０３の出力である受信データ信号を入力し、
論理操作を行って復調器２０３が同期するように制御電
圧Ｖ_FCONを電圧制御発振器２０７へ出力する。電圧制御
発振器２０７は、制御電圧Ｖ_FCONに従って、路側送受信
機ＴＲＸからの送信周波数と一致する周波数ｆ_t1／ｆ_t2
の受信基準キャリアを再生し復調器２０３へ出力する。

【００３５】電圧制御発振器２０７の出力は、ｎ_r／ｍ_r
変換器２０９によって路側と同じ所定規則、即ちｎ_r／
ｍ_r変換され、路側送受信機ＴＲＸの復調用の受信基準
周波数と同じ周波数ｆ_r1／ｆ_r2の送信基準キャリアが生
成される。この送信基準キャリアｆ_r1／ｆ_r2を入力し
て、変調器２０５は送信データにより変調し、送信信号
を生成する。ｎ_r／ｍ_r変換器２０９は、路側送受信機Ｔ
ＲＸのｎ_r／ｍ_r変換器１０９及び１１０と同じく、位相
同期（ＰＬＬ）回路で構成されており、例えば周知のＰ
ＬＬシンセサイザを用いることができる。

【００３６】データ処理部２０４は、受信データから自
機割当チャネルのデータを抽出し、データ処理してモニ
タ２１０に表示したり、必要な情報を車両２０の制御部
２１１へ出力する。制御部２１１は、受信情報に従って
車両２０の各種機器を制御する。

【００３７】また、受信情報に対するレスポンスあるい
は車両２０に搭載されたセンサの検知信号などは、制御
部２１１を通してデータ処理部２０４へ出力され送信デ
ータが生成される。そして、割当チャネルのタイミング
でバースト信号が生成され、路側送受信機ＴＲＸへ送信
される。

【００３８】以上説明したように、図２に示す通信周波
数及びチャネルの時分割制御において、車両２０が無線
ゾーンＲＺ₁内を走行している間は、チャネル１を通し
て送受信周波数ｆ_t1／ｆ_r1で通信が行われる。車両２０
が無線ゾーンＲＺ₂に入ると、チャネル７を通して送受
信周波数ｆ_t1／ｆ_r1で通信が行われる。即ち、車載送受
信機２１から観れば、奇数無線ゾーンを走行している時
にはチャネル１を通して、偶数無線ゾーンを走行してい
る時にはチャネル７を通して通信が行われ、いずれの場
合も使用される送受信周波数は当初設定されたｆ_t1／ｆ
_r1となる。送受信周波数が同じであっても、隣接無線ゾ
ーンでは常に異なる送受信周波数となるように時分割制
御されているから、通信周波数の干渉を避けることがで
きる。異なる周波数であれば、従来のようにフィルタに
よる干渉除去が出来るので問題とならない。

【００３９】このように、送信周波数はｆ_t1及びｆ_t2の
２波が使用されているが同時には送信されておらず時間
分割で使用されている。よって送信電力もそのピーク信
号成分も従来の送信信号と同じで、送信機に求められる
性能、例えば送信電力、動作点での非直線歪み特性など
は従来と同じで良い。

【００４０】更に、隣接無線ゾーン間で周波数同期も取
れているので、車載送受信機２１の復調器２０３におけ
る復調時に必要なキャリア同期を確立する時間は非常に
短くて良く高速で確立できる。即ち、受信信号はこの再
生基準キャリアと周波数同期しているため、復調を確立
するためには単に制御部２０８による位相制御のみでよ
く、高速の復調確立が達成される。周波数同期について
更に詳しく説明する。

【００４１】図５は、本実施形態におけるシステム全体
の周波数同期を説明するための簡略化したブロック図で
ある。先ず、周波数同期した複数の信号とは、ある基準
周波数信号を同じ分周比の複数のｎ／ｍ変換器によりｎ
／ｍ変換して得られる信号をいう。たとえ全て同じ分周
比のＰＬＬシンセサイザを用いたとしても、分周を行う
限り位相不確定が生じ、また実際に得られる周波数間に
は数Ｈｚ程度の誤差が発生している。しかしながら、こ
の程度の誤差であれば、通常の位相制御あるいは周波数
制御により極めて高速に復調器の同期をとることができ
る。従って、システム全体に周波数同期をかけること
で、上述した高速ハンドオーバを達成することができ
る。

【００４２】図５において、各路側送受信機ＴＲＸにお
いて生成される送信基準周波数ｆ_tは、制御局４０から
供給される基準周波数ｆ_REFを同じｎ／ｍ変換して得ら
れる信号であるから、互いに周波数同期している。

【００４３】他方、路側送受信機ＴＲＸからの無線信号
を受信した車載送受信機２１では、受信無線信号から分
周を行わずに受信再生基準周波数ｆ_tを再生し復調器２
０３へ供給する。従って受信再生基準信号（受信ＬＯ）
は、路側送受信機ＴＲＸからの受信信号と位相同期して
いる。この受信再生基準周波数ｆ_tは、更に路側送受信
機ＴＲＸと同じ分周比を有するｎ_r／ｍ_r変換器２０９に
よってｎ_r／ｍ_r変換され、周波数ｆ_rの送信基準信号
（送信ＬＯ）が生成される。

【００４４】従って、路側送受信機ＴＲＸの復調器１０
３から見ると、復調用の基準信号は送信基準周波数ｆ_t
をｎ_r／ｍ_r変換することで得られた周波数ｆ_rの信号で
あり、車載送受信機２１から受信した信号は、同じ受信
再生基準周波数ｆ_tを同じｎ_r／ｍ_r変換して得られた周
波数ｆ_rの信号である。即ち、復調器１０３の復調用の
基準信号（受信ＬＯ）と受信信号とは、周波数ｆ_tの信
号を同じｎ_r／ｍ_r変換して得られた２つの信号であり、
これらは上述したように周波数同期している。従って、
移相器１１２及び位相制御部１１３からなる単なる位相
制御によって高速で復調を確立することができる。

【００４５】このように全ての路側送受信機ＴＲＸ及び
車載送受信機２１からなるシステム全体に周波数同期を
かけることで、短時間でハンドオーバを完了することが
可能となる。

【００４６】図６は、図１に示すシステムにおける制御
局の内部構成の一例を示すブロック図である。ここで
は、一例として路側送受信機ＴＲＸを集中制御する制御
局の場合を説明する。制御局４０には各路側通信装置３
０との間でデータ及び制御信号をやり取りするための通
信制御部３０１が設けられている。なお、制御局４０と
各路側送受信機ＴＲＸとが光ファイバで接続されている
場合には、通信制御部３０１は光信号と電気信号との間
の変換を行うインタフェースを含む。

【００４７】車載送受信機２１との間でやり取りされる
データはデータ処理部３０２によって処理され、制御信
号はシステム制御部３０３によって処理される。システ
ム制御部３０３は、例えばメモリ３０４に格納されたシ
ステムプログラムを実行することで、図２に示す各無線
ゾーンの送受信周波数の切り替え等の制御を行う。更
に、路側通信装置３０の代わりに、制御局４０のシステ
ム制御部３０３によって、上述した車載送受信機２１と
の通信チャネルの切替制御を行うことも可能である。シ
ステム制御部３０３は基準周波数生成部３０５を制御し
て、上述した基準周波数信号ｆ_REFを生成し、各路側通
信装置３０へ供給する。

【００４８】上記実施形態では、送信周波数と受信周波
数とを別々としたが、次に説明するように、同一周波数
として送受信を時間分割で伝送することも出来る。この
方法はＴＤＤ（Time Division Duplex）方式として知ら
れている。

【００４９】図７は、本発明による自動車通信方法の第
２実施形態を示すＴＤＤフォーマットを示すタイムチャ
ートであり、図７（１）及び（２）が奇数番目の無線ゾ
ーンの周波数割当を示し、図７（３）及び（４）が偶数
番目の無線ゾーンの周波数割当を示す。

【００５０】同図に示すように、各無線ゾーンでは、１
周期を２４等分して２４タイムスロットを形成し、その
前半の１〜１２チャネルを路側送信（車載側受信）に使
用し、後半１３〜２４チャネルを路側受信（車載側送
信）に使用する。従って、１つの無線ゾーン内で最大１
２台の車両と送受信可能である。更に、各無線ゾーンで
は、１周期の間に３度、通信周波数がｆ_t1とｆ_t2との間
で隣接無線ゾーンと重ならないように切り替えられる。

【００５１】より詳しくは、奇数番目の無線ゾーンＲＺ
₁、ＲＺ₃、ＲＺ₅、… では、路側送信（車載側受信）
に使用する１〜１２チャネルの前半（１〜６チャネル）
では通信周波数ｆ_t1が使用され、後半（７〜１２チャネ
ル）では通信周波数ｆ_t2に切り替わり、同様に、路側受
信（車載側送信）に使用する１３〜２４チャネルの前半
（１３〜１８チャネル）では通信周波数ｆ_t1、が再度使
用され、後半（１９〜２４チャネル）では通信周波数ｆ
_t2に切り替わる。

【００５２】逆に、偶数番目の無線ゾーンＲＺ₂、Ｒ
Ｚ₄、ＲＺ₆、… では、路側送信（車載側受信）に使用
する１〜１２チャネルの前半（１〜６チャネル）では通
信周波数ｆ_t2が使用され、後半（７〜１２チャネル）で
は通信周波数ｆ_t1に切り替わり、同様に、路側受信（車
載側送信）に使用する１３〜２４チャネルの前半（１３
〜１８チャネル）では通信周波数ｆ_t2、が再度使用さ
れ、後半（１９〜２４チャネル）では通信周波数ｆ_t1に
切り替わる。このように通信周波数を全ての無線ゾーン
で同期して切り替えることで、どの無線ゾーンも隣接無
線ゾーンと周波数が重ならない。

【００５３】続いて、本実施形態において、車両２０が
無線ゾーンＲＺ₁から無線ゾーンＲＺ₂に移行する場合の
チャネル割当及び送受信動作について説明する。通常、
車両２０がある無線ゾーンに入ると２４チャネルのうち
送受信チャネルとして２つのチャネルが割り当てられ
る。例えば、全チャネルが利用可能であれば、無線ゾー
ンの通信周波数がｆ_t1の場合にはチャネル１及び１３
が、ｆ_t2の場合にはチャネル７及び１９がそれぞれ割り
当てられる。ここでは、図７（１）及び（２）に示すよ
うに、無線ゾーンＲＺ₁において通信周波数ｆ_t1が使用
され、車両２０にチャネル１及び１３が割り当てられた
ものとする。

【００５４】車両２０が無線ゾーンＲＺ₁内を走行して
いる間、車載送受信機２１の周波数制御部は電圧制御発
振器の発振周波数をｆ_t1に制御し、復調器は路側送受信
機ＴＲＸ₁からの無線信号を同期検波し、チャネル１の
受信信号を受信データとして取り込む。電圧制御発振器
の発振周波数ｆ_t1は、そのまま送信基準キャリアとして
使用される。即ち、変調器は送信基準キャリアｆ_t1を送
信データによって変調し、無線送信信号はチャネル１３
のタイミングのバースト信号として路側送受信機ＴＲＸ
₁へ送信される。こうして、車載送受信機２１と路側送
受信機ＴＲＸ₁とは、通信周波数ｆ_t1を用いてチャネル
１及び１３で通信を行うことができる。

【００５５】この状態で、車両２０が奇数無線ゾーンＲ
Ｚ₁から偶数無線ゾーンＲＺ₂に移行すると、車載送受信
機２１の通信相手は路側送受信機ＴＲＸ₁からＴＲＸ₂へ
切り替えられる。具体的には、車両２０が無線ゾーンＲ
Ｚ₂に入ると、路側送受信機ＴＲＸ₂は車載送受信機２１
に無線ゾーンＲＺ₁と同じ通信周波数ｆ_t1を使用する２
つのチャネルを割り当てる。ここでは、図７（３）及び
（４）に示すように、チャネル７及び１９が割り当てら
れたとする。

【００５６】使用する周波数は無線ゾーンＲＺ₁と同じ
ｆ_t1であり、しかもこの通信周波数は、いずれの路側送
受信機ＴＲＸでも制御局４０からの基準周波数信号ｆ
_REFを同じｎ₁／ｍ₁変換して生成したものである。この
ために、上述したように、車載送受信機２１の復調器は
同期捕捉を極めて高速に達成することができる。即ち、
周波数制御部による電圧制御発振器の制御だけで同期検
波が可能となる。こうして、車載送受信機２１は路側送
受信機ＴＲＸ₂と通信周波数ｆ_t1を使用しチャネル７及
び１９で通信を行う。

【００５７】以下同様に、車両２０が道路１０を走行
し、連続した無線ゾーンＲＺ₁，ＲＺ₂，ＲＺ₃．．．と
順次ハンドオーバを繰り返しても、通信周波数は常に当
初の送受信周波数ｆ_t1に維持され、通信チャネルのみが
ハンドオーバする毎にチャネル１及び１３とチャネル７
及び１９との間で切り替わるだけである。更に、上述し
たように、通信周波数はシステム全体にわたって周波数
同期がかけられているために、高速ハンドオーバを達成
することができる。

【００５８】図８は、本発明による自動車通信方法の第
３実施形態を示すＴＤＤフォーマットを示すタイムチャ
ートであり、図８（１）及び（２）が奇数番目の無線ゾ
ーンの周波数割当を示し、図８（３）及び（４）が偶数
番目の無線ゾーンの周波数割当を示す。

【００５９】本実施形態では、１周期を２４等分して２
４タイムスロットを形成し、各無線ゾーンでは、１周期
の間に１度、通信周波数がｆ_t1とｆ_t2との間で隣接無線
ゾーンと重ならないように切り替えられる。更に、同一
通信周波数の期間の前半が路側送信（車載側受信）に使
用され、後半が路側受信（車載側送信）に使用される。

【００６０】より詳しくは、奇数番目の無線ゾーンＲＺ
₁、ＲＺ₃、ＲＺ₅、… では、１周期の前半１〜１２チ
ャネルでは通信周波数ｆ_t1が使用され、後半１３〜２４
チャネルでは通信周波数ｆ_t2に切り替わる。更に、通信
周波数ｆ_t1が使用される１〜１２チャネルのうちの前半
１〜６チャネルが路側送信（車載側受信）に使用され、
後半７〜１２チャネルが路側受信（車載側送信）に使用
される。同様に、通信周波数ｆ_t2が使用される１３〜２
４チャネルのうち前半１３〜１８チャネルが路側送信
（車載側受信）に使用され、後半１９〜２０チャネルが
路側受信（車載側送信）に使用される。

【００６１】逆に、偶数番目の無線ゾーンＲＺ₂、Ｒ
Ｚ₄、ＲＺ₆、… では、１周期の前半１〜１２チャネル
では通信周波数ｆ_t2が使用され、後半１３〜２４チャネ
ルでは通信周波数ｆ_t1に切り替わる。更に、通信周波数
ｆ_t2が使用される１〜１２チャネルのうちの前半１〜６
チャネルは、奇数ゾーンと同様に、路側送信（車載側受
信）に使用され、後半７〜１２チャネルが路側受信（車
載側送信）に使用される。同様に、通信周波数ｆ_t1が使
用される１３〜２４チャネルのうち前半１３〜１８チャ
ネルが路側送信（車載側受信）に使用され、後半１９〜
２０チャネルが路側受信（車載側送信）に使用される。
このように通信周波数を全ての無線ゾーンで同期して切
り替えることで、どの無線ゾーンも隣接無線ゾーンと周
波数が重ならない。

【００６２】続いて、本実施形態において、車両２０が
無線ゾーンＲＺ₁から無線ゾーンＲＺ₂に移行する場合の
チャネル割当及び送受信動作について説明する。通常、
車両２０がある無線ゾーンに入ると２４チャネルのうち
送受信チャネルとして２つのチャネルが割り当てられ
る。例えば、全チャネルが利用可能であれば、無線ゾー
ンの通信周波数がｆ_t1の場合にはチャネル１及び７が、
ｆ_t2の場合にはチャネル１３及び１９がそれぞれ割り当
てられる。ここでは、図８（１）及び（２）に示すよう
に、無線ゾーンＲＺ₁において通信周波数ｆ_t1が使用さ
れ、車両２０にチャネル１及び７が割り当てられたもの
とする。

【００６３】車両２０が無線ゾーンＲＺ₁内を走行して
いる間、車載送受信機２１の周波数制御部は電圧制御発
振器の発振周波数をｆ_t1に制御し、復調器は路側送受信
機ＴＲＸ₁からの無線信号を同期検波し、チャネル１の
受信信号を受信データとして取り込む。電圧制御発振器
の発振周波数ｆ_t1は、そのまま送信基準キャリアとして
使用される。即ち、変調器は送信基準キャリアｆ_t1を送
信データによって変調し、無線送信信号はチャネル７の
タイミングのバースト信号として路側送受信機ＴＲＸ₁
へ送信される。こうして、車載送受信機２１と路側送受
信機ＴＲＸ₁とは、通信周波数ｆ_t1を用いてチャネル１
及び７で通信を行うことができる。

【００６４】この状態で、車両２０が奇数無線ゾーンＲ
Ｚ₁から偶数無線ゾーンＲＺ₂に移行すると、車載送受信
機２１の通信相手は路側送受信機ＴＲＸ₁からＴＲＸ₂へ
切り替えられる。具体的には、車両２０が無線ゾーンＲ
Ｚ₂に入ると、路側送受信機ＴＲＸ₂は車載送受信機２１
に無線ゾーンＲＺ₁と同じ通信周波数ｆ_t1を使用する２
つのチャネルを割り当てる。ここでは、図８（３）及び
（４）に示すように、チャネル１３及び１９が割り当て
られたとする。

【００６５】使用する周波数は無線ゾーンＲＺ₁と同じ
ｆ_t1であり、しかもこの通信周波数は、いずれの路側送
受信機ＴＲＸでも制御局４０からの基準周波数信号ｆ
_REFを同じｎ₁／ｍ₁変換して生成したものである。この
ために、上述したように、車載送受信機２１の復調器は
同期捕捉を極めて高速に達成することができる。即ち、
周波数制御部による電圧制御発振器の制御だけで同期検
波が可能となる。こうして、車載送受信機２１は路側送
受信機ＴＲＸ₂と通信周波数ｆ_t1を使用しチャネル１３
及び１９で通信を行う。

【００６６】以下同様に、車両２０が道路１０を走行
し、連続した無線ゾーンＲＺ₁，ＲＺ₂，ＲＺ₃．．．と
順次ハンドオーバを繰り返しても、通信周波数は常に当
初の送受信周波数ｆ_t1に維持され、通信チャネルのみが
ハンドオーバする毎にチャネル１及び７とチャネル１３
及び１９との間で切り替わるだけである。更に、上述し
たように、通信周波数はシステム全体にわたって周波数
同期がかけられているために、高速ハンドオーバを達成
することができる。

【００６７】図９は、第２及び第３実施形態のＴＤＤ方
式における路側送受信機の内部構成を示すブロック図で
ある。但し、図３に示す回路と同一のブロックには同一
の参照番号を付して説明は省略する。上述したように、
ＴＤＤ方式の路側送受信機では通信周波数がｆ_t1／ｆ_t2
だけであるから、図３におけるｎ_r／ｍ_r変換器１０９及
び１１０は不要となる。従って、セレクタ１１１は、通
信周波数ｆ_t1及びｆ_t2のいずれかを選択して移相器１１
２を通して復調器１０３へ供給される。また、データ処
理部１０５はＴＤＭＡ／ＴＤＤチャネル制御機能を有
し、セレクタ１１１及び１１４が図６あるいは図７に示
すタイミングに従って制御される。更に、送信バースト
信号を生成するためのゲート回路１１５がデータ処理部
１０５によって制御される。その他の構成及び動作は図
３と同様である。

【００６８】図１０は第２及び第３実施形態のＴＤＤ方
式における車載送受信機の内部構成を示すブロック図で
ある。但し、図４に示す回路と同一のブロックには同一
の参照番号を付して説明は省略する。上述したように、
ＴＤＤ方式の車載送受信機では通信周波数がｆ_t1／ｆ_t2
だけであるから、図４におけるｎ_r／ｍ_r変換器２０９は
不要となる。従って、ＶＣＯ２０７によって再生された
受信基準周波数ｆ_t1／ｆ_t2がそのまま変調器２０５の送
信基準周波数として使用される。その他の構成及び動作
は図４と同様である。

【００６９】上記第１実施形態では送信周波数２波及び
受信周波数２波、第２及び第３実施形態では通信周波数
２波についてそれぞれ説明したが、地形的に干渉が激し
い場合には使用周波数の数を増すことも出来る。例え
ば、３波の場合には、次に示すように、１波当たり４チ
ャネル割り当てることになる。この場合、連続する３ゾ
ーンまで同一周波数、同一タイムスロットで送信するこ
とはない。

【００７０】図１１は、本発明の第４実施形態による３
波周波数時分割切替の様子を示すタイムチャートであ
る。図１１では、横軸が道路１０に沿った距離を、縦軸
が時間をそれぞれ表す。従って、横軸には無線ゾーンＲ
Ｚ₁，ＲＺ₂，ＲＺ₃．．．が配列されており、縦軸には
タイムスロット即ちチャネルが周期的に配列されてい
る。

【００７１】図１１において、各無線ゾーンでは、１周
期に２度、送受信周波数が所定の順序で切り替えられ
る。即ち、送信周波数ｆ_t1／ｆ_t2／ｆ_t3及び受信周波数
ｆ_r1／ｆ_r2／ｆ_r3が隣接無線ゾーンと異なるように順次
切り替えられる。図６に示すように、（３ｎ＋１）番目
の無線ゾーンＲＺ₁、ＲＺ₄、ＲＺ₇、… では、１〜４
チャネルが送受信周波数ｆ_t1／ｆ_r1であり、５〜８チャ
ネルがｆ_t2／ｆ_r2であり、９〜１２チャネルがｆ_t3／ｆ
_r3である（ただし、ｎは０以上の整数）。（３ｎ＋２）
番目の無線ゾーンＲＺ₂、ＲＺ₅、ＲＺ₈、… では、１
〜４チャネルが送受信周波数ｆ_t2／ｆ_r2であり、５〜８
チャネルがｆ_t3／ｆ_r3であり、９〜１２チャネルがｆ_t1
／ｆ_r1である。また、（３ｎ＋３）番目の無線ゾーンＲ
Ｚ₃、ＲＺ₆、ＲＺ₉、… では、１〜４チャネルが送受
信周波数ｆ_t3／ｆ_r3であり、５〜８チャネルがｆ_t1／ｆ
_r1であり、９〜１２チャネルがｆ_t2／ｆ_r2である。この
ように送受信周波数を全ての無線ゾーンで同期して切り
替えることで、どの無線ゾーンも隣接無線ゾーンと異な
る通信周波数となる。

【００７２】なお、１周期のチャネル数や各無線ゾーン
の通信周波数のチャネル割当は、上記実施形態に限定さ
れるものではない。隣接ゾーン間において、同一周波数
に対して異なったタイムスロットの割り当ての条件を満
たせばどのように割り当てても良い。

【００７３】また、送信周波数ｆ_t1／ｆ_t2／ｆ_t3が制御
局４０から与えられる基準周波数信号ｆ_REFから所定の
規則（ｎ／ｍ変換）によって生成され、更に、それら送
信周波数から所定の規則（ｎ_r／ｍ_r変換）によって受信
周波数ｆ_r1／ｆ_r2／ｆ_r3が生成される点は、第１実施形
態と同様であり、それらが互いに周波数同期する点も同
様である。

【００７４】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではない。上記実施形態では、自動車２０が道路１
０を高速走行する場合を例示したが、交通状況によって
は低速走行あるいは路上で停止する場合もある。また、
道路が合流する地点に位置する無線ゾーンでは自動車台
数が増大する傾向にあり、逆に道路が分岐する地点では
減少する傾向にある。このように、ある無線ゾーンのあ
る通信周波数に収容される自動車の台数は常に変動する
可能性があり、既に割り当てチャネルが残っていない周
波数に更にハンドオーバによって通信要求してくる場合
もある。このような場合であっても、本発明によれば、
別の周波数のチャネルを割り当てることで柔軟に対応す
ることが可能である。

【００７５】例えば、図２に示す第１実施形態のシステ
ムを例にとる。奇数ゾーンにおいて車載送受信機２１が
周波数ｆ_t1のチャネル１によって通信を行っており、こ
の車載送受信機２１が偶数ゾーンに移行してきたものと
仮定する。この場合、上述したように、偶数ゾーンの同
一周波数ｆ_t1のチャネル７が割り当てられるはずである
が、その偶数ゾーンの周波数ｆ_t1のチャネル７〜１２が
既に占有されている場合には、他の周波数ｆ_t2のチャネ
ルを割り当てることができる。

【００７６】このようにハンドオーバ時に周波数を変更
する場合には、車載送受信機２１のＶＣＯ２０７、制御
部２０８及び復調器２０３において周波数の切替が行わ
れるが、自動車２０が低速走行している状態では高速切
替を行う必要がないために支障はないと考えられる。

【００７７】更に、上記実施形態では各路側通信装置３
０において基準周波数信号ｆ_REFを所定規則（ｎ／ｍ変
換）によって変換することで、送信周波数を無線ゾーン
間で互いに周波数同期させている。しかしながら、これ
に限らず、制御局４０からの基準周波数信号ｆ_REFを分
周を含まない変換（例えば逓倍）により送信周波数ｆ_t1
及びｆ_t2を生成することで、無線ゾーン間で完全同期さ
せることもできる。但し、受信周波数ｆ_r1及びｆ_r2はｎ
_r／ｍ_r変換されているから無線ゾーン間で互いに周波数
同期している。

【００７８】特に、図７及び図８に示すＴＤＤ方式で
は、通信周波数ｆ_t1／ｆ_t2によって送信及び受信を行う
ために、制御局４０からの基準周波数信号ｆ_REFを分周
を含まない変換（例えば逓倍）や分周を含まない位相同
期回路により通信周波数ｆ_t1及びｆ_t2を生成することで
システム全体にわたって完全同期させることができる。
例えば、図９に示す路側通信装置のｎ₁／ｍ₁変換器１０
７及びｎ₂／ｍ₂変換器１０８をそれぞれ倍率の異なる逓
倍器に置き換えればよい。

【００７９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
隣接無線ゾーン間で使用通信周波数が重ならないように
複数の通信周波数を時分割で順次使用するように制御
し、且つ隣接無線ゾーン間では複数の所定通信周波数に
おける同一周波数の通信は互いに異なるタイムスロット
に割り当てることで、車載移動局はタイムスロットを切
り替えながら無線ゾーン間を連続通信することができ
る。例えば、無線ゾーン間で常に同一周波数となるよう
にタイムスロットを切り替えることができる。更に、あ
る周波数の全てのタイムスロットが占有されている場合
であっても、別の周波数のタイムスロットに切り替える
ことで連続通信を維持することができる。

【００８０】複数の無線ゾーンにわたって移動局との間
で同一通信周波数を使用して連続通信を行うことができ
るために、移動局側のハードウエアの負担が軽減され、
しかも高速ハンドオーバを実現することができる。

【００８１】更に、各無線ゾーンにおける複数の通信周
波数を周波数同期させることで、高速ハンドオーバのた
めの負担を軽減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による自動車通信方法の第１実施形態を
採用した自動車通信システムの概略的構成図である。

【図２】第１実施形態による時分割フォーマットを示す
タイムチャートである。

【図３】第１実施形態における路側送受信機ＴＲＸの内
部回路構成を示すブロック図である。

【図４】第１実施形態における車載送受信機の内部回路
構成を示すブロック図である。

【図５】第１実施形態におけるシステム全体の周波数同
期を説明するための簡略化したブロック図である。

【図６】図１に示すシステムにおける制御局の内部構成
の一例を示すブロック図である。

【図７】本発明による自動車通信方法の第２実施形態に
よるＴＤＤ方式の時分割フォーマットを示すタイムチャ
ートである。

【図８】本発明による自動車通信方法の第３実施形態に
よるＴＤＤ方式の時分割フォーマットを示すタイムチャ
ートである。

【図９】ＴＤＤ方式による第２及び第３実施形態におけ
る路側送受信機ＴＲＸの内部回路構成を示すブロック図
である。

【図１０】ＴＤＤ方式による第２及び第３実施形態にお
ける車載送受信機の内部回路構成を示すブロック図であ
る。

【図１１】本発明による移動体通信方法の第４実施形態
による３波周波数時分割切替の様子を示すタイムチャー
トである。

【符号の説明】

１０道路２０車両２１車載送受信機３０路側通信装置４０制御局１０１アンテナ１０２送受共用器１０３復調器１０４変調器１０５データ処理部１０６インタフェース回路１０７ｎ₁／ｍ₁変換器１０８ｎ₂／ｍ₂変換器１０９、１１０ｎ_r／ｍ_r変換器１１１セレクタ１１２移相器１１３位相制御部１１４セレクタ２０１アンテナ２０２送受共用器２０３復調器２０４データ処理部２０５変調器２０６ゲート回路２０７電圧制御発振器２０８制御部２０９ｎ_r／ｍ_r変換器２１０モニタ２１１制御部３０１通信制御部３０２データ処理部３０３システム制御部３０４メモリ３０５基準周波数生成部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】車載移動局との間で通信を行う自動車通
信方法において、道路上に複数の無線ゾーンを連続的に配置し、各無線ゾーンに複数の所定通信周波数を用意し、前記複数の所定通信周波数が同時に２波以上送信されな
いように、且つ前記複数の無線ゾーンの隣接無線ゾーン
間で同じ通信周波数が同時に送信されないように、且つ
少なくとも隣接無線ゾーン間では前記複数の所定通信周
波数における同一周波数の通信は互いに異なるタイムス
ロットに割り当てるようにし、各無線ゾーンでの使用通信周波数を前記複数の所定通信
周波数を用いて時分割制御し、同時刻には１周波のみで
且つ全時刻で通信するようにし、前記車載移動局との間で無線ゾーンに応じてタイムスロ
ットを必要に応じては切り替えながら前記無線ゾーン間
で連続通信する、ことを特徴とする自動車通信方法。
【請求項２】前記車載移動局との間で前記車載移動局
が前記無線ゾーン間を同一通信周波数で連続通信するよ
うにタイムスロットを切り替えることを特徴とする請求
項１記載の自動車通信方法。
【請求項３】前記車載移動局との間で前記車載移動局
が前記無線ゾーン間を異なる通信周波数で連続通信する
ようにタイムスロットを切り替えることを特徴とする請
求項１記載の自動車通信方法。
【請求項４】車載移動局との間で通信を行う自動車通
信方法において、道路上に複数の無線ゾーンを連続的に配置し、各無線ゾーンに複数の所定通信周波数を用意し、前記複数の所定通信周波数が同時に２波以上送信されな
いように、且つ前記複数の無線ゾーンの隣接無線ゾーン
間で同じ通信周波数が同時に送信されないように、且つ
少なくとも隣接無線ゾーン間では前記複数の所定通信周
波数における同一周波数の通信は互いに異なるタイムス
ロットに割り当てるようにし、各無線ゾーンでの使用通信周波数を前記複数の所定通信
周波数を用いて時分割制御し、同時刻には１周波のみで
且つ全時刻で通信するようにし、各無線ゾーンでの使用通信周波数を前記複数の所定通信
周波数を用いて時分割制御し、前記車載移動局が前記無線ゾーン間をゾーンに応じてタ
イムスロットを切り替えながら同一通信周波数で連続通
信する、ことを特徴とする自動車通信方法。
【請求項５】各無線ゾーンにおける前記複数の所定通
信周波数は１つの基準周波数から所定規則に従って生成
され、互いに周波数同期していることを特徴とする請求
項４記載の自動車通信方法。
【請求項６】各無線ゾーンでは、１周期の間に所定数
Ｎ（Ｎは２以上の整数）のタイムスロットが定められ、
１つの車載移動局に１つのタイムスロットが割り当てら
れ、且つＭ個（Ｍは２以上の整数）の所定通信周波数が
Ｎ／Ｍタイムスロット毎のタイミングで順次切り替えら
れることを特徴とする請求項４又は５記載の自動車通信
方法。
【請求項７】前記複数の無線ゾーンにわたって前記移
動局が同一通信周波数を使用するように前記移動局の割
当タイムスロットを切り替えることを特徴とする請求項
６記載の自動車通信方法。
【請求項８】前記複数の所定通信周波数の各々は送受
信周波数が同一の周波数からなり、前記車載移動局との
通信はＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式で行われることを特徴とす
る請求項４又は５記載の自動車通信方法。
【請求項９】前記複数の所定通信周波数の各々は送受
信周波数が同一の周波数からなり、且つ各無線ゾーンに
おける前記複数の所定通信周波数は１つの基準周波数に
位相同期して生成され、前記車載移動局との通信はＴＤ
ＭＡ／ＴＤＤ方式で行われることを特徴とする請求項４
記載の自動車通信方法。
【請求項１０】前記複数の所定通信周波数の各々は送
信周波数と受信周波数とからなり、前記送信周波数は１
つの基準周波数から第１所定規則に従って生成され、前
記複数の無線ゾーン間で互いに周波数同期していること
を特徴とする請求項４記載の自動車通信方法。
【請求項１１】前記複数の所定通信周波数の各々は送
信周波数と受信周波数とからなり、前記車載移動局にお
いて、受信無線信号から前記送信周波数が再生され、再
生された送信周波数から第２所定規則に従って送信のた
めの前記受信周波数を生成することを特徴とする請求項
４又は１０記載の自動車通信方法。
【請求項１２】前記車載移動局からの受信無線信号を
復調するための受信ローカル信号が前記送信周波数から
前記車載移動局と同じ前記第２所定規則に従って生成さ
れ、前記車載移動局からの受信無線信号と周波数同期し
ていることを特徴とする請求項１１記載の自動車通信方
法。
【請求項１３】自動車通信システムにおいて、道路上を通行する車載無線移動局と、前記道路に沿って複数の無線ゾーンを連続的に配置し、
それぞれ複数の所定通信周波数のいずれかを用いて前記
車載無線移動局と通信可能な複数の固定局と、前記複数の所定通信周波数が同時に２波以上送信されな
いように、且つ前記複数の無線ゾーンの隣接無線ゾーン
間で同じ通信周波数が同時に送信されないように、前記
複数の固定局の使用通信周波数を所定タイミングで制御
する制御局と、からなり、前記複数の固定局は、更に、少なくとも隣接無線ゾーン
間では前記複数の所定通信周波数における同一周波数の
通信を互いに異なるタイムスロットに割り当て、前記車
載無線移動局に割り当てられるタイムスロットを切り替
えることで前記車載無線移動局との間で同時刻には１周
波のみで且つ全時刻で連続通信を行う、ことを特徴とする自動車通信システム。
【請求項１４】前記車載無線移動局との間で前記車載
無線移動局が前記無線ゾーン間を同一通信周波数で連続
通信するようにタイムスロットを切り替えることを特徴
とする請求項１３記載の自動車通信システム。
【請求項１５】前記複数の固定局の各々は、前記制御局から入力する基準周波数信号から前記複数の
所定通信周波数を生成する通信周波数生成手段と、前記複数の所定通信周波数から１つの使用通信周波数を
前記制御局の制御に従って選択する選択手段と、前記使用通信周波数において前記車載無線移動局のタイ
ムスロットを割り当てる時分割制御手段と、前記制御手段との間で信号を送受信するためのインタフ
ェース手段と、からなることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の
自動車通信システム。
【請求項１６】前記複数の所定通信周波数の各々は送
受信周波数が同一の周波数からなり、前記車載移動局と
の通信はＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式で行われることを特徴と
する請求項１５記載の自動車通信システム。
【請求項１７】前記複数の所定通信周波数の各々は送
受信周波数が同一の周波数からなり、前記通信周波数生
成手段は前記複数の所定通信周波数を前記基準周波数に
位相同期して生成し、前記時分割制御手段は前記車載移
動局との通信をＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式で行うことを特徴
とする請求項１５記載の自動車通信システム。
【請求項１８】前記複数の所定通信周波数の各々は送
信周波数と受信周波数とからなり、前記通信周波数生成
手段は前記送信周波数を前記複数の無線ゾーン間で互い
に周波数同期するように前記基準周波数から第１所定規
則に従って生成することを特徴とする請求項１５記載の
自動車通信システム。
【請求項１９】前記複数の所定通信周波数の各々は送
信周波数と受信周波数とからなり、前記車載移動局から
の受信無線信号を復調するための受信ローカル信号が前
記送信周波数から第２所定規則に従って生成され、前記
車載移動局からの受信無線信号と周波数同期しているこ
とを特徴とする請求項１５又は１８記載の自動車通信シ
ステム。
【請求項２０】前記車載無線移動局は、通信を行う無線ゾーンを形成する固定局から受信した受
信信号から前記使用通信周波数を再生する使用周波数再
生手段と、前記再生された使用周波数に基づいて、前記割り当てら
れたタイムスロットを用いて前記固定局と通信を行う通
信制御手段と、からなることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の
自動車通信システム。
【請求項２１】前記複数の所定通信周波数の各々は送
受信周波数が同一の周波数からなり、前記通信制御手段
は前記固定局との通信をＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式で行うこ
とを特徴とする請求項２０記載の自動車通信システム。
【請求項２２】前記複数の所定通信周波数の各々は送
受信周波数が同一の周波数からなり、前記使用周波数再生手段は、前記受信信号を復調する復調手段と、前記復調手段の出力に基づいて前記復調手段が同期する
ように発振周波数信号の位相制御を行う位相制御手段
と、からなり、前記通信制御手段は、前記発振周波数を送信ローカル周
波数として使用し、前記固定局との通信をＴＤＭＡ／Ｔ
ＤＤ方式で行うことを特徴とする請求項２０記載の自動
車通信システム。
【請求項２３】前記使用周波数再生手段は、発振周波数信号を入力して前記受信信号を復調する復調
手段と、前記復調手段の出力に基づいて、前記復調手段が同期す
るように前記発振周波数信号の位相制御を行う位相制御
手段と、からなり、前記車載無線移動局は、更に、前記発振周波数信号から所定規則に従って送信ローカル
周波数を生成する変換手段と、前記送信ローカル周波
数を用いて送信信号を生成する変調手段と、からなる、ことを特徴とする請求項２０記載の自動車通信システ
ム。
【請求項２４】前記変換手段の所定規則は、各固定局
における送信周波数から受信ローカル信号を生成する所
定規則と同一であることを特徴とする請求項２０記載の
自動車通信システム。
【請求項２５】請求項１３に記載された自動車通信シ
ステムにおいて、前記固定局が、前記制御局から入力する基準周波数信号
から前記複数の所定通信周波数を生成する通信周波数生
成手段と、前記複数の所定通信周波数から１つの使用通信周波数を
前記制御局の制御に従って選択する選択手段と、前記使用通信周波数において前記車載無線移動局のタイ
ムスロットを割り当てる時分割制御手段と、前記制御手段との間で信号を送受信するためのインタフ
ェース手段と、からなることを特徴とする自動車通信システム。
【請求項２６】前記複数の所定通信周波数の各々は送
受信周波数が同一の周波数からなり、前記車載移動局と
の通信はＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式で行われることを特徴と
する請求項２５記載の自動車通信システム。
【請求項２７】前記複数の所定通信周波数の各々は送
受信周波数が同一の周波数からなり、前記通信周波数生
成手段は前記複数の所定通信周波数を前記基準周波数に
位相同期して生成し、前記時分割制御手段は前記車載移
動局との通信をＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式で行うことを特徴
とする請求項２５記載の自動車通信システム。
【請求項２８】前記複数の所定通信周波数の各々は送
信周波数と受信周波数とからなり、前記通信周波数生成
手段は前記送信周波数を前記複数の無線ゾーン間で互い
に周波数同期するように前記基準周波数から第１所定規
則に従って生成することを特徴とする請求項２５記載の
自動車通信システム。
【請求項２９】前記複数の所定通信周波数の各々は送
信周波数と受信周波数とからなり、前記車載移動局から
の受信無線信号を復調するための受信ローカル信号が前
記送信周波数から第２所定規則に従って生成され、前記
車載移動局からの受信無線信号と周波数同期しているこ
とを特徴とする請求項２５又は２８記載の自動車通信シ
ステム。
【請求項３０】請求項１３に記載された自動車通信シ
ステムにおいて、前記車載無線移動局が、通信を行う無線ゾーンを形成す
る固定局から受信した受信信号から前記使用通信周波数
を再生する使用周波数再生手段と、前記再生された使用周波数に基づいて、前記割り当てら
れたタイムスロットを用いて前記固定局と通信を行う通
信制御手段と、からなることを特徴とする自動車通信システム。
【請求項３１】前記複数の所定通信周波数の各々は送
受信周波数が同一の周波数からなり、前記通信制御手段
は前記固定局との通信をＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式で行うこ
とを特徴とする請求項３０記載の自動車通信システム。
【請求項３２】前記複数の所定通信周波数の各々は送
受信周波数が同一の周波数からなり、前記使用周波数再生手段は、前記受信信号を復調する復調手段と、前記復調手段の出力に基づいて前記復調手段が同期する
ように発振周波数信号の位相制御を行う位相制御手段
と、からなり、前記通信制御手段は、前記発振周波数を送信ローカル周
波数として使用し、前記固定局との通信をＴＤＭＡ／Ｔ
ＤＤ方式で行うことを特徴とする請求項３０記載の自動
車通信システム。
【請求項３３】前記使用周波数再生手段は、発振周波数信号を入力して前記受信信号を復調する復調
手段と、前記復調手段の出力に基づいて、前記復調手段が同期す
るように前記発振周波数信号の位相制御を行う位相制御
手段と、からなり、前記車載無線緯度局は、更に、前記発振周波数信号から所定規則に従って送信ローカル
周波数を生成する変換手段と、前記送信ローカル周波
数を用いて送信信号を生成する変調手段と、からなる、ことを特徴とする請求項３０記載の自動車通信システ
ム。
【請求項３４】前記変換手段の所定規則は、各固定局
における送信周波数から受信ローカル信号を生成する所
定規則と同一であることを特徴とする請求項３０記載の
自動車通信システム。
【請求項３５】請求項１３記載の自動車通信システム
において、前記制御局が、各固定局において前記複数の所定通信周
波数を生成するための基準周波数信号を生成する基準周
波数生成手段と、前記複数の固定局との間で信号を送受信するための通信
制御手段と、前記複数の無線ゾーンの隣接無線ゾーン間で同じ通信周
波数が同時に送信されないように前記複数の固定局の使
用通信周波数を所定タイミングで制御するためのシステ
ム制御手段と、からなることを特徴とする自動車通信システム。