JP3388540B2 - ビットエラーレート測定方法及びその測定装置 - Google Patents

ビットエラーレート測定方法及びその測定装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はビットエラーレート
測定方法及びその測定装置に関し、特に無線通信による
路車間通信システムにおけるビットエラーレート測定方
法及びその測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】路車間通信システム(DSRC:Dedica
ted Short Range Communication)は、高度道路交通シ
ステム(ITS:Intelligent Transport Systems)の
一つの応用例であるノンストップ自動料金収受システム
(ETC:Electronic Toll Collection System)など
に利用されている。
【0003】この路車間通信システムは、道路側に設置
される無線機(以下、路側機という)と、車両に搭載さ
れる無線機(以下、車載機という)との間で、路側機の
有する通信範囲内で無線通信を行うシステムである。図
3は、本発明の装置設置状況の一例を示す道路片方向に
おける概略を示す鳥瞰図である。図3に示すように、道
路200上を走行する車両201に搭載された車載機2
02と車両201の進行方向に位置する路上の支柱20
4に設置された路側機203とで無線によって通信を行
う機能を有する。
【0004】また、このシステムでは、路側機と高速で
移動する車載機とがそれぞれに設定された通信範囲内で
確実にデータ通信ができていることが必要である。
【0005】すなわち、この路車間通信システムでは、
様々な環境において設置される路側機と車載機とで、所
定の通信範囲内で確実に通信できることを保証する必要
がある。その一つの方法として、データの送受信にどの
程度の誤りがあるかを示す、ビットエラーレート(BE
R:Bit Error Rate)の測定が有効である。
【0006】このシステムには、2種類の通信方向、す
なわち路側機から車載機へ通信するダウンリンクと車載
機から路側機へ通信するアップリンクとがある。いずれ
の場合にも、BER測定を正確に行うためには、車両の
位置を特定することが必要であるが、従来は車両に搭載
された移動検出部を用いていた。以下、従来例として、
移動検出部を備える車載機を受信側とするダウンリンク
の場合のBER測定方法について説明する。
【0007】図4は、従来のビットエラーレート測定装
置の一例を示すブロック図である。図4を参照すると、
従来のBER測定装置は大別すると、BER測定を行う
BER処理部1と、車両に搭載して位置を測定する位置
処理部4と、測定情報の処理を行うデータ処理部3との
3つの処理部からなり、車両に搭載される車載機を構成
している。
【0008】BER処理部1は、路側機から送信された
搬送波を受信するアンテナ11と、受信信号を所定周波
数に周波数ダウンコンバートする受信部12と、受信信
号レベルに応じた検出信号を出力するレベル検出部13
と、検出信号から受信デジタル信号を生成する比較部1
4と、受信デジタル信号から受信クロックと受信データ
を生成するデータ再生部15と、受信データ列と送信さ
れたデータ列とを比較してBERを算出するBER計算
部16とから構成される。
【0009】位置処理部4は、移動検出部41と位置計
算部42とからなる。移動検出部41の例としては、車
載機を搭載している車両のタイヤ部分に設置されるセン
サが挙げられる。このセンサは、タイヤが1回転する毎
に、つまりある一定距離進む毎にパルスを発生するもの
である。車載機がある一定距離進む毎に移動検出部41
から出力されたパルスが、位置計算部42に入力され、
ここで最初に入力された初期値と、移動検出部41から
出力された時点のパルス数とを計算し、現在までの移動
距離を算出してデータ処理部3へ出力する。
【0010】データ処理部3は、BER計算部16から
のBER算出値と位置計算部42からの移動距離算出値
とを入力してそれらを関連付けて記録する。以下、同様
にして車載機の移動にしたがい、その都度BER測定値
と移動位置情報とを関連付けて記録し、記録結果を出力
する。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のBER
測定装置は、移動検出部41を備える車載機を受信側と
するダウンリンクにおいて、BER測定に重要となる位
置の特定手段である移動検出部41では、測定に必要と
なるだけの精度が得られていないという欠点を有してい
る。その理由としては、移動検出部41のセンサが車両
のタイヤに取り付けられる構造であるため、タイヤの伸
縮などによって誤差が生じることや、横方向の動きを把
握できないことなどが挙げられる。路車間通信システム
で定義される通信範囲は非常に狭く、また隣接する通信
範囲の間隔も密であるため、高精度の測定が必要であ
り、従来はこの要求を満たすことができていない。
【0012】一方、路側機を受信側とするアップリンク
においては、BER測定の利便性に問題がある。ダウン
リンクの場合とは逆に、受信側となる路側機で車載機の
位置を特定する必要があるが、そのために移動する車両
に搭載される車載機からのパルス信号を路側機のデータ
処理部に接続する必要が生じ、車載機の移動の自由度が
損なわれてしまうという欠点を有する。
【0013】本発明の目的は、方位探知器を用いて車載
機の位置を高い精度で把握し、高精度のBER測定結果
を得ることができる、路車間通信システムにおけるBE
R測定方法及びその測定装置を提供することにある。
【0014】また、本発明の他の目的は、路側機側のみ
で車両の位置を特定することにより、車載機の移動の制
限を無くし得るBER測定方法及びその測定装置を提供
することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明のビットエラーレ
ート測定装置は、路側に設置された路側機と車両に搭載
される車載機との間で通信を行う路車間通信システムに
おいて、前記車載機から送信された搬送波を前記路側機
で受信してビットエラーレート(BER:BitError Rat
e)を測定し、前記搬送波の到来方位を探知して前記車
載機を搭載している前記車両の位置を特定し、前記BE
Rの測定値と特定した前記車両の位置情報とを対応付け
てBER特性を作成する方法を特徴としている。
【0016】また、路側に設置された路側機と車両に搭
載される車載機との間で通信を行う路車間通信システム
における前記路側機に設けられたビットエラーレート測
定装置において、前記車載機から送信された搬送波を受
信してBERを測定するBER処理部と、前記搬送波の
到来方位を探知して前記車載機を搭載している前記車両
の位置を特定する方位処理部と、前記BER処理部から
の前記BERの測定値と前記方位処理部からの特定した
前記車両の位置情報とを対応付けてBER特性を作成す
るデータ処理部とを有することを特徴としている。
【0017】また、前記BER処理部が、前記車載機か
ら送信された搬送波を受信する第1のアンテナと、前記
第1のアンテナからの受信信号を所定周波数に周波数ダ
ウンコンバートする受信部と、前記受信部からの周波数
ダウンコンバートされた前記受信信号レベルに応じた検
出信号を出力するレベル検出部と、前記検出信号と内部
で設定された基準電圧とを比較し受信デジタル信号を生
成する比較部と、前記受信デジタル信号を入力し受信ク
ロックと受信データとを生成するデータ再生部と、生成
された前記受信データ列と送信した元のデータ列とを比
較してBERを算出するBER計算部とから構成される
ことを特徴としている。
【0018】さらに、前記方位処理部が、前記車載機か
ら送信された搬送波を受信する第2のアンテナと、前記
第2のアンテナで受信された搬送波の到来方位を探知す
る方位探知部と、前記方位探知部で得られた方位情報か
ら前記車両の位置を計算して位置情報を出力する方位位
置計算部とから構成されることを特徴としている。
【0019】また、前記方位処理部が、前記車載機から
送信された搬送波を受信するN(Nは3以上の整数)個
の第2のアンテナと、前記N個の第2のアンテナのそれ
ぞれで受信された前記搬送波を所定の周波数にダウンコ
ンバートするN個の周波数変換部と、前記N個の周波数
変換部のそれぞれから出力される受信信号の位相と内部
で設定された基準位相との位相差を検出するN個の位相
検波部と、前記N個の位相検波部のそれぞれから取り出
された位相検波信号をディジタル信号に変換するN個の
A/D変換部と、前記N個のA/D変換部のそれぞれか
ら取り出された前記N個のディジタル信号により方位情
報を計算し前記車両の位置情報を出力する方位位置計算
部とから構成されることを特徴としている。
【0020】さらに、前記N個の第2のアンテナが、前
記BER処理部の前記第1のアンテナに隣接し、互いに
所定の距離を置いて配置されて設けられていることを特
徴としている。
【0021】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図1は本発明のBER測定
装置の一つの実施の形態を示すブロック図、図2は図1
に示す方位処理部の一例を示す詳細ブロック図である。
【0022】図1に示す本実施の形態は、路車間通信シ
ステムにおいて、図3に示す車載機202から路側機2
03へ通信するアップリンクの路側機203に設けられ
た装置であって、BERを測定するBER処理部1と、
方位と位置を特定する方位処理部2と、BERの測定値
と方位位置情報とからBER特性とを作成するデータ処
理部3とから構成される。
【0023】なお、図1において図4に示す構成要素に
対応するものは同一の参照数字または符号を付す。
【0024】BER処理部1は、車載機から送信された
搬送波を受信するアンテナ11と、受信信号を所定周波
数に周波数ダウンコンバートする受信部12と、受信信
号レベルに応じた検出信号を出力するレベル検出部13
と、検出信号と内部で設定された基準電圧とを比較し受
信デジタル信号を生成する比較部14と、受信デジタル
信号から受信クロックと受信データを生成するデータ再
生部15と、受信データ列と送信されたデータ列とを比
較してBERを算出するBER計算部16とから構成さ
れる。
【0025】方位処理部2は、車載機から送信された搬
送波を受信するアンテナ21と、受信された搬送波の到
来方位を探知する方位探知部22と、方位情報から車両
の位置を計算して位置情報を出力する方位位置計算部2
3とからなる。
【0026】図2は方位処理部2の一例を示す詳細ブロ
ック図を示す。同図に示す方位処理部2はアンテナ3素
子の例であり、ある間隔をもって配置されている3つの
アンテナ111,121,131と、各アンテナに対応
して設けられて所定の周波数にダウンコンバートする周
波数変換部112,122,132と、受信信号の位相
と内部で設定された基準位相との位相差を検出する位相
検波部113,123,133と、位相検波信号をディ
ジタル信号に変換するA/D変換部114,124,1
34と、3個のディジタル信号により方位情報を計算
し、車両の位置情報を出力する方位位置計算部141と
からなる。アンテナ111,121,131は図1のア
ンテナ21に相当し、方位位置計算部141は、図1の
方位位置計算部23に相当する。
【0027】データ処理部3では、BER処理部1から
のBERの測定値と方位処理部2からの車両の位置情報
とを対応付けてBER特性を作成する。
【0028】次に、図1,図2を参照して、本実施の形
態の動作をより詳細に説明する。路車間通信システムに
おいて、車載機から送信された搬送波は、図1のアンテ
ナ11及び21でそれぞれ受信される。
【0029】アンテナ11は、車両に搭載される車載機
から送信された搬送波を受信して出力する。
【0030】受信部12は、アンテナ11から出力され
た搬送波を増幅し、図示しない局部発振器からの局部発
振周波数と混合することにより所定の周波数に周波数ダ
ウンコンバートする。
【0031】レベル検出部13は、受信部12からの受
信搬送波の信号レベルに応じた検出信号を出力する。
【0032】比較部14では、レベル検出部13から出
力された検出信号と内部で設定された基準電圧とを比較
し受信デジタル信号を生成する。
【0033】データ再生部15は、比較部14から出力
された受信デジタル信号から受信クロックと受信データ
を生成する。
【0034】さらに、BER計算部16では、データ再
生部15から出力された受信データ列と送信されたデー
タ列とを比較してBERを算出しデータ処理部3に出力
する。
【0035】一方、図1のアンテナ21、すなわち、図
2のアンテナ111,112,113では、車載機から
送信された搬送波をそれぞれで受信して出力する。
【0036】周波数変換部112,122,123は、
アンテナ111,112,113のそれぞれで受信され
た搬送波を増幅し、図示しない共通の局部発振器からの
局部発振周波数と混合されることにより、所定の周波数
にダウンコンバートする。
【0037】位相検波部113,123,133は、周
波数変換部112,122,123のそれぞれから出力
される受信信号の位相と内部で設定された基準位相との
位相差を検出し、位相差に応じた位相検波信号を出力す
る。
【0038】A/D変換部114,124,134で
は、位相検波部113,123,133のそれぞれから
出力された位相検波信号をディジタル信号に変換する。
【0039】方位位置計算部141(図1の方位位置計
算部23に相当する)は、A/D変換部114,12
4,134のそれぞれから出力された3つのディジタル
信号により方位情報を公知の方法で計算し、前記車両の
位置情報を出力する。
【0040】最後に、図1のデータ処理部3は、BER
計算部16からのBERの算出値と、方位位置計算部2
3(141)からの方位位置情報とを対応付けて記録す
ることにより、BER特性を作成する。
【0041】ここで、本発明のBER測定装置は路側機
に設けられており、路側機の通信範囲内を移動する車両
に搭載された車載機からの送信搬送波を、3つのアンテ
ナ111,121及び131を用いて逐次受信し、3つ
の方位情報から車両の位置情報を算出することにより車
両位置を高精度に特定することができる。
【0042】なお、本発明は以上の実施の形態に限定さ
れるものではなく、例えば方位処理部2で接続されるア
ンテナ数は、4以上でもよいことは勿論であり、アンテ
ナ数が多いほど、車両位置の特定をさらに高精度にでき
る。
【0043】また、この実施の形態では、路側機のみで
車両(車載機)の位置を特定することができるので、位
置検出のための車載機との接続を不要とすることができ
る。
【0044】
【発明の効果】以上説明したように、本ビットエラーレ
ート測定装置は、路側機側に備える方位探知部を用いて
車載機から送信された搬送波の方位を精度良く探知する
ことができるので、正確なBER特性を作成するという
効果を有している。
【0045】また、路側機のみで車両の位置を特定する
ことが可能となるため、車載機との位置検出のための接
続が不要となり、利便性が向上するという効果も有して
いる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のBER測定装置の一つの実施の形態を
示すブロック図である。
【図2】図1に示す方位処理部2の一例を示す詳細ブロ
ック図である。
【図3】本発明の装置設置状況の一例を示す道路片方向
における概略を示す鳥瞰図である。
【図4】従来のBER測定装置を示すブロック図であ
る。
【符号の説明】
1 BER処理部 2 方位処理部 3 データ処理部 4 位置処理部 11,21 アンテナ 12 受信部 13 レベル検出部 14 比較部 15 データ再生部 16 BER計算部 22 方位探知部 23,141 方位位置計算部 41 移動検出部 42 位置計算部 111,121,131 アンテナ 112,122,132 周波数変換部 113,123,133 位相検波部 114,124,134 A/D変換部 200 道路 201 車両 202 車載機 203 路側機 204 支柱
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−288657(JP,A) 特開 平9−307531(JP,A) 特開 平3−235077(JP,A) 特開 平8−265824(JP,A) 特開 平10−145288(JP,A) 特開 平5−336564(JP,A) 特開 平7−107031(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01S 1/00 - 17/88 G08G 1/09 H04B 7/26

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 路側に設置された路側機と車両に搭載さ
    れる車載機との間で通信を行う路車間通信システムにお
    いて、前記車載機から送信された搬送波を前記路側機で
    受信してビットエラーレート(BER:Bit Error Rat
    e)を測定し、前記搬送波の到来方位を探知して前記車
    載機を搭載している前記車両の位置を特定し、前記BE
    Rの測定値と特定した前記車両の位置情報とを対応付け
    てBER特性を作成することを特徴とするビットエラー
    レート測定方法。
  2. 【請求項2】 路側に設置された路側機と車両に搭載さ
    れる車載機との間で通信を行う路車間通信システムにお
    ける前記路側機に設けられたビットエラーレート測定装
    置において、前記車載機から送信された搬送波を受信し
    てBERを測定するBER処理部と、前記搬送波の到来
    方位を探知して前記車載機を搭載している前記車両の位
    置を特定する方位処理部と、前記BER処理部からの前
    記BERの測定値と前記方位処理部からの特定した前記
    車両の位置情報とを対応付けてBER特性を作成するデ
    ータ処理部とを有することを特徴とするビットエラーレ
    ート測定装置。
  3. 【請求項3】 前記BER処理部が、前記車載機から送
    信された搬送波を受信する第1のアンテナと、前記第1
    のアンテナからの受信信号を所定周波数に周波数ダウン
    コンバートする受信部と、前記受信部からの周波数ダウ
    ンコンバートされた前記受信信号レベルに応じた検出信
    号を出力するレベル検出部と、前記検出信号と内部で設
    定された基準電圧とを比較し受信デジタル信号を生成す
    る比較部と、前記受信デジタル信号を入力し受信クロッ
    クと受信データとを生成するデータ再生部と、生成され
    た前記受信データ列と送信した元のデータ列とを比較し
    てBERを算出するBER計算部とから構成されること
    を特徴とする請求項2記載のビットエラーレート測定装
    置。
  4. 【請求項4】 前記方位処理部が、前記車載機から送信
    された搬送波を受信する第2のアンテナと、前記第2の
    アンテナで受信された搬送波の到来方位を探知する方位
    探知部と、前記方位探知部で得られた方位情報から前記
    車両の位置を計算して位置情報を出力する方位位置計算
    部とから構成されることを特徴とする請求項2又は請求
    項3記載のビットエラーレート測定装置。
  5. 【請求項5】 前記方位処理部が、前記車載機から送信
    された搬送波を受信するN(Nは3以上の整数)個の第
    2のアンテナと、前記N個の第2のアンテナのそれぞれ
    で受信された前記搬送波を所定の周波数にダウンコンバ
    ートするN個の周波数変換部と、前記N個の周波数変換
    部のそれぞれから出力される受信信号の位相と内部で設
    定された基準位相との位相差を検出するN個の位相検波
    部と、前記N個の位相検波部のそれぞれから取り出され
    た位相検波信号をディジタル信号に変換するN個のA/
    D変換部と、前記N個のA/D変換部のそれぞれから取
    り出された前記N個のディジタル信号により方位情報を
    計算し前記車両の位置情報を出力する方位位置計算部と
    から構成されることを特徴とする請求項2,3又は4記
    載のビットエラーレート測定装置。
  6. 【請求項6】 前記N個の第2のアンテナが、前記BE
    R処理部の前記第1のアンテナに隣接し、互いに所定の
    距離を置いて配置されて設けられていることを特徴とす
    る請求項2,3,4又は5記載のビットエラーレート測
    定装置。
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