JP3443631B2

JP3443631B2 - 移動局位置測定装置及び測定方法

Info

Publication number: JP3443631B2
Application number: JP09595797A
Authority: JP
Inventors: 一彦似鳥
Original assignee: National Institute for Land and Infrastructure Management
Current assignee: National Institute for Land and Infrastructure Management
Priority date: 1997-04-14
Filing date: 1997-04-14
Publication date: 2003-09-08
Anticipated expiration: 2017-04-14
Also published as: JPH10288657A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移動局位置測定装
置及び測定方法に関し、たとえば、高速道路上における
車両の位置の測定に適用し得るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両と路側の通信網との間に通信
路を提供するものとして、有住正人他「AHS と車間側方
コントロールシステム」沖電気研究開発、第171 号（第
63巻、第３号）、第39頁〜第46頁（1996年７月）に記載
されている車間側方コントロールシステムが知られてい
る。運転の自動化は、ドライバーの運転操作の省力化だ
けでなく、安全運転支援としての性格を併せ持ってい
る。 AHS（自動運転道路システム）は、車両走行の安
全、輸送量の増加、旅行時間の短縮、環境への配慮、ド
ライバーへの負荷の軽減、最終的には自動運転の実現を
図ることを目標としている。そして、上述の文献では、
AHS を実現するために不可欠な技術である連続路車間通
信（車両と道路設備との間でいつでも、どこでも通信が
可能）をLCX （漏洩同軸：Leaky Coaxial ）ケーブルに
よって実現することが提案されている。また、車間側方
コントロールシステムは、路側に漏洩同軸ケーブルを敷
設し、この漏洩同軸ケーブルと車両に設置したアンテナ
との間に連続的な無線通信路を提供するシステムであ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
車間側方コントロールシステムは、走行する車両の位置
情報を得ることができないため、位置情報を必要とする
自動走行や群走行等のサービスを提供するためには、別
途車両の位置情報を得るためのシステムが必要になると
いう問題があった。

【０００４】このようなことから、簡単な構成で移動局
の位置を得ることができる移動局測定装置及び測定方法
の実現が要請されている。

【０００５】そこで、本発明は、上述の課題を解決する
ために、請求項１に記載の発明では、移動局通信装置と
通信を行う固定局通信装置を道路の一方の路側に設置
し、前記移動局通信装置からの信号を受信する固定局受
信装置を前記道路の他方の路側に設置し、前記道路上の
前記移動局通信装置の位置を前記固定局通信装置で測定
する移動局位置測定装置において、前記移動局通信装置
に対して位置測定用信号を送信する前記固定局通信装置
の漏洩同軸ケーブルアンテナを前記一方の路側に沿って
設置し、前記移動局通信装置からの前記応答信号を受信
し、この受信応答信号を前記固定局通信装置に与える前
記固定局受信装置の漏洩同軸ケーブルアンテナを前記他
方の路側に沿って設置し、前記移動局通信装置からの応
答信号を受信すると共に前記固定局受信装置の漏洩同軸
ケーブルアンテナから受信応答信号を受け、これらの応
答信号の受信時刻と、前記固定局通信装置の漏洩同軸ケ
ーブルアンテナからの前記位置測定用信号の送信時刻と
から前記移動局通信装置の位置を求める位置測定手段
を、前記固定局通信装置に設置したことを特徴とし、ま
た請求項２に記載の発明では、移動局通信装置と通信を
行う固定局通信装置を道路の一方の路側に設置し、前記
移動局通信装置からの信号を受信する固定局受信装置を
前記道路の他方の路側に設置し、前記道路上の前記移動
局通信装置の位置を前記固定局通信装置で測定する移動
局位置測定方法において、前記移動局通信装置に対して
位置測定用信号を送信し、かつ前記移動局通信装置から
の前記応答信号を受信する前記固定局通信装置の漏洩同
軸ケーブルアンテナを前記一方の路側に沿って設置し、
前記移動局通信装置からの前記応答信号を受信し、この
受信応答信号を前記固定局通信装置に与える前記固定局
受信装置の漏洩同軸ケーブルアンテナを前記他方の路側
に沿って設置し、前記固定局通信装置の前記漏洩同軸ケ
ーブルアンテナから前記移動局通信装置に対して位置測
定用信号を送信し、前記移動局通信装置は、前記位置測
定用信号を受信し、この受信信号に対する応答信号を生
成して送信し、前記固定局受信装置の前記漏洩同軸ケー
ブルアンテナで前記移動局通信装置からの前記応答信号
を受信し、この受信応答信号を前記固定局通信装置に与
え、前記固定局通信装置は、前記固定局通信装置の漏洩
同軸ケーブルアンテナで前記移動局通信装置からの応答
信号を受信すると共に前記固定局受信装置から受信応答
信号を受け、これらの応答信号の受信時刻と、前記位置
測定用信号の送信時刻とから前記移動局通信装置の位置
を求めることを特徴とする。

【０００６】

【０００７】

【０００８】

【発明の実施の形態】次に本発明の好適な実施例を図面
を用いて説明する。この実施例では、本発明を高速道路
上の車両移動体の位置計測に適用する場合について説明
する。

【０００９】本実施例の移動体通信システムは、基本的
な構成は、道路上を走行する車両に搭載される移動局と
路側に設置された固定通信網との間に、情報通信を行う
ための無線通信路を提供する移動体通信システムにおい
て、固定通信網は、移動局とデータパケットを送受する
無線通信を行う送受信器と受信器と第１の電波放射器と
第２の電波放射器とを有する基地局を備える。

【００１０】移動局は、基地局の送受信器および受信器
とデータパケットを送受し無線通信を行う送受信回路を
備える。基地局の送受信器は、第１の電波放射器から移
動局に送るべき第１のデータパケットを送信する送信回
路と、第１の電波放射器で受信される移動局からの第２
のデータパケットを受信する受信回路と、これらのデー
タパケットの送受信を制御する制御装置とを備える。

【００１１】基地局の受信器は、第２の電波放射器で移
動局からの第２のデータパケットを受信する。制御装置
は、基地局から第１のデータパケットを送信した送信時
刻および移動局から送られてくる第２のデータパケット
を送受信器および受信器で受信した受信時刻とに基づい
て、移動局の位置を計測するように構成する。

【００１２】基地局の送受信器は、同期符号が付加され
たデータを組み立てるパケット構成器と、このパケット
構成器の出力を変調して電波として空間に放射する送信
回路と、データパケットを送信する送信時から移動局よ
り送信されるデータパケットを受信する受信時までの時
間を計測する第１および第２のタイマと、パケット構成
器の出力の中から同期符号を検出し、第１および第２の
タイマを起動する第１の同期検出器と、第１の電波放射
器の受信出力からデータパケットを復調する受信回路
と、この受信回路の出力から同期符号を検出し、第１の
タイマの動作を停止させる第２の同期検出器と、受信回
路の出力からデータパケットを抽出するパケット分解器
とを備える。

【００１３】基地局の受信器は、第２の電波放射器の受
信出力からデータパケットを復調する受信回路と、この
受信回路の出力から同期符号を検出し、第２のタイマの
動作を停止させる同期検出器を備える。制御装置は、第
１および第２のタイマによって計測されたデータパケッ
トの送信時刻とそのデータパケットに応答して移動局か
ら送信されたデータパケットの受信時刻との差に基づい
て、移動局の位置を算出する。

【００１４】図１は、本発明の一実施例の高速道路上の
移動体通信システムの構成図である。この図１におい
て、高速道路８上の車両移動体９には移動局送受信装置
１が搭載されている。この移動局送受信装置１のアンテ
ナは、車両移動体９のルーフに搭載されている。高速道
路８の左路側には、車両移動体９の移動局送受信装置１
と通信を行う基地局送受信装置４および漏洩同軸ケーブ
ル(LCX) アンテナが設置され、高速道路８の右路側に
は、車両移動体９の移動局送受信装置１から無線リンク
によって信号を受信する基地局受信装置５および漏洩同
軸ケーブルアンテナ３が設置されている。漏洩同軸ケー
ブルアンテナ２、３は、路側に設置された支柱またはト
ンネルなどの構造物の壁面に取り付けられる。漏洩同軸
ケーブルアンテナ２の一端には、基地局送受信装置４が
接続されており、漏洩同軸ケーブルアンテナ３の一端に
は、基地局受信装置５が接続されている。

【００１５】漏洩同軸ケーブルアンテナ２、３には、高
速道路８の車両移動体９に対して電波を輻射するため、
複数のスロットがケーブルに沿って形成されており、一
定の角度で電磁波を輻射出力し得るように形成されてい
る。

【００１６】図１において、車両移動体９の高速道路８
上での位置を計測するため、基地局送受信装置４から信
号を送信し、この送信信号は、基地局送受信装置４に接
続されている漏洩同軸ケーブルアンテナ２に印加され
る。印加された漏洩同軸ケーブルアンテナ２は、高速道
路８上の車両移動体９に対して電波を輻射する。この輻
射電波は、移動局送受信装置１で受信される。移動局送
受信装置１は、受信した信号に対して応答信号を生成し
て送信する。この信号は、漏洩同軸ケーブルアンテナ
２、３で捕捉される。漏洩同軸ケーブルアンテナ２で捕
捉された応答信号は基地局送受信装置４で受信される。

【００１７】基地局送受信装置４は、移動局送受信装置
１に対して信号を送信してから応答信号が受信されるま
での時間を計測して基地局送受信装置４から移動局送受
信装置１までの伝搬時間Taを計測する。漏洩同軸ケーブ
ルアンテナ３で捕捉された応答信号は基地局受信装置５
で受信される。基地局受信装置５は、受信した応答信号
を基地局送受信装置４に与える。基地局送受信装置４
は、移動局送受信装置１に対して信号を送信してから応
答信号が受信されるまでの時間を計測して基地局受信装
置５から移動局送受信装置１までの伝搬時間Tbを計測す
る。

【００１８】基地局送受信装置４は、上記伝搬時間Taと
伝搬時間Tbとから車両移動体９の高速道路８上での位置
を計測する。

【００１９】図２は、移動局送受信装置１の機能構成図
である。この図２において、移動局送受信装置１は、一
般の情報通信のために用いられる情報通信端末および車
両の走行のために用いられる走行制御、警報、車両の状
態変数を収集し、コード化するデータ符号器を含む端末
装置16と、時間修正情報を出力し送信信号のタイミング
制御を行う端局制御器15と、周波数f1で送信信号を発生
する送信器11と、送信信号をアンテナ13に与え、アンテ
ナ13で捕捉した受信信号を受信器14に与えるアンテナ共
用器12と、周波数f1の送信信号を輻射出力し、周波数f2
の電波を捕捉しアンテナ共用器12に与えるアンテナ13
と、周波数f2の受信信号を復調し、タイミング情報を出
力する受信器14と、受信信号のタイミング情報に基づき
基地局クロックに同期したクロックを生成するクロック
回路17とから構成されている。

【００２０】移動局送受信装置１は、先ず、端局制御器
15からの指令によって送信器11は、周波数f1の送信信号
を発生し、アンテナ共用器12を通じてアンテナ13に与
え、これを電波に変換して輻射出力させる。また、アン
テナ13は、周波数f2の電波を捕捉し、アンテナ共用器13
を通じて受信器14に与える。受信器14は、受信信号に含
まれているデータを復調し端局制御器15に与える。クロ
ック回路17は、受信器14から得られる受信信号のタイミ
ング情報および端局制御器15から送られる時間修正情報
に基づき基地局のクロックに同期して、端局制御器15を
通して送信器11から送出される送信信号のタイミングを
制御する。

【００２１】図３は、基地局送受信装置４および基地局
受信装置５の機能構成図である。この図３において、基
地局受信装置５は、漏洩同軸ケーブルアンテナ３からの
受信信号を受信し、受信信号を復調し基地局送受信装置
４のタイマ回路39に与える受信器34から構成される。

【００２２】基地局送受信装置４は、路側の固定通信網
の中の上位局との間の相互接続を行う網接続装置36と、
周波数f1の受信信号を復調し、タイミング情報を出力す
ると共にデータに含まれる同期パターンを検出してトリ
ガ信号を発生する受信器33と、受信信号のタイミング情
報に基づきクロックを生成するクロック回路37と、送信
信号を発生させる制御を行う端局制御器35と、周波数f2
の送信信号を発生する送信器31と、送信信号を漏洩同軸
ケーブルアンテナ３に与え、このアンテナからの受信信
号を受信器33に与える漏洩同軸ケーブルアンテナ共用器
32と、送信器31の送信開始から受信器33が所定の信号を
受信するまでの時間を計測するタイマ回路38と、送信器
31の送信開始から受信器34が所定の信号を受信するまで
の時間を計測するタイマ回路39とから構成されている。

【００２３】基地局送受信装置４は、まず、端局制御器
35からの指令によって送信器31は、周波数f2の送信信号
を発生し、漏洩同軸ケーブルアンテナ共用器32に送り、
漏洩同軸ケーブルアンテナ２に与えさせ電波を輻射出力
させ、車両移動体９の移動局送受信装置１に向けて送信
させると共に、タイマ回路38、39を起動させる。一方、
漏洩同軸ケーブルアンテナ２は、車両移動体９の移動局
送受信装置１から送られてくる周波数f1の信号を受信
し、漏洩同軸ケーブルアンテナ共用器32を通じて受信器
33に送る。また、漏洩同軸ケーブルアンテナ3 も車両移
動体９の移動局送受信装置１から送られてくる周波数f1
の信号を受信し、受信器34に送る。受信器33、34は、ぞ
れぞれ、受信信号に含まれているデータを復調すると共
に、そのデータに含まれる同期パターンを検出してトリ
ガ信号を発生し、タイマ回路38、39の動作を停止させ
る。網接続装置36は、路側の固定通信網の中の上位局と
の間の相互接続を実現する。クロック回路37は、網接続
装置36から送られる同期情報に基づき、路側の固定通信
網の中の上位局のクロックに同期し、端局制御器35を通
じて送信器31から送出される送信信号のタイミングを制
御する。

【００２４】図４は、図３に記載の基地局送受信装置４
の中の送信器31の機能構成図である。この図４におい
て、送信器31は、端局制御器35から送られるデータを含
むデータパケットを組み立てるパケット構成器51と、デ
ータパケットによって無線搬送波を変調する変調器52
と、この変調器52の出力信号を電力増幅し、漏洩同軸ケ
ーブルアンテナ共用器32に送る電力増幅器53と、パケッ
ト構成器51から出力されるデータパケットの中の同期パ
ターンを検出してトリガ信号を発生する同期検出器54と
から構成されている。

【００２５】そして、この同期検出器54が発生するトリ
ガ信号は、タイマ回路38、39を起動する。車両移動体９
の移動局送受信装置１の送信器11も、基地局送受信装置
４の送信器31とほぼ同様な構成であり同期検出器54は必
要ない。

【００２６】図５は、図３に出てくる基地局送受信装置
４の受信器33の機能構成図である。この図５において、
受信器33は、漏洩同軸ケーブルアンテナ共用器32からの
出力信号を増幅する増幅器71と、この増幅出力信号をデ
ータの形態に復調する復調器72と、復調出力信号から必
要なデータを抜き出すパケット分解器73と、復調器72の
出力信号から同期パターンを検出してトリガ信号を発生
する同期検出器74とからなる。

【００２７】この同期検出器74が発生するトリガ信号
は、タイマ回路38の動作を停止させる。基地局受信装置
５の中の受信器34も、基地局送受信装置４の受信器33と
ほぼ同様な構成であり、同期検出器74が発生するトリガ
信号はタイマ回路39の動作を停止させる。

【００２８】また、基地局受信装置５の中の受信器34
は、パケット分解器73を含まなくてよい。さらに、車両
移動体９の移動局送受信装置１の中の受信器14も、図５
の基地局送受信装置４の受信器33とほぼ同様な構成を持
つ。

【００２９】図６は、車両移動体９の移動局送受信装置
１と、基地局送受信装置４および基地局受信装置５との
間に形成する無線リンク６、７で使用するデータリンク
層のパケットの構成図である。図６(a) は、質問パケッ
ト(Q) の構成例を示し、同(b) は、応答パケット(R) の
構成例を示し、同(c) は、データ伝送パケット(DT)の構
成例を示し、同(d) は、確認パケット(AC)の構成例を示
す。

【００３０】図６(a) において、質問パケット(Q) は、
プリアンブルおよび同期部(PRE&SYNC)と、パケットの種
類部(TYP) と、発信者アドレス部(SA)と、誤り検出・訂
正符号部(EDC) とから構成されている。プリアンブルお
よび同期部は、同期回路を立ち上がらせ、かつパケット
の位置を確定させるための符号列である。誤り検出・訂
正符号部は、パケットの符号誤り検出・訂正のための付
加符号である。

【００３１】図６(b) において、応答パケット(R) は、
プリアンブルおよび同期部(PRE&SYNC)と、パケットの種
類部(TYP) と、発信者アドレス部(SA)と、宛先アドレス
部(DA)と、時間オフセット部(OFF) と、誤り検出・訂正
符号部(EDC) とから構成されている。時間オフセット部
は、信号を受信してから応答するまでの時間の遅れを表
す。

【００３２】図６(c) において、データ伝送パケット(D
T)は、プリアンブルおよび同期部(PRE&SYNC)と、パケッ
トの種類部(TYP) と、発信者アドレス部(SA)と、宛先ア
ドレス部(DA)と、メッセージ番号部(MN)と、データ部(D
ATA)と、時間制御データ部(TC)と、誤り検出・訂正符号
部(EDC) とから構成されている。メッセージ番号部は、
交信の成功の毎に１ずつ増加する一連番号である。デー
タ部は、伝送すべきデータまたはネットワーク層のパケ
ットである。時間制御データ部は、クロックの時間修正
のための制御情報である。

【００３３】図６(d) において、確認パケット(AC)は、
プリアンブルおよび同期部(PRE&SYNC)と、パケットの種
類部(TYP) と、発信者アドレス部(SA)と、宛先アドレス
部(DA)と、メッセージ番号部(MN)と、時間オフセット部
(OFF) と、誤り検出・訂正符号部(EDC) とから構成され
ている。

【００３４】システムの動作説明：上述の図１〜図６を
参照しながらの本実施例の移動体通信システムの動作を
説明する。まず、車両制御のためには、車両の位置計測
を、毎秒20回程度の頻度で行う必要があり、その計測の
毎に移動局と基地局との間で交信が必要になる。そこ
で、車両の位置計測の周期（たとえば、50msec程度）を
基本周期とする時間フレームを定め、このフレームを多
数のスロットに分割し、各移動局と基地局との間の交信
は各スロットを占有して行うものとする。つまり、交信
のための各データリンクにそれぞれ１つのスロットを割
り当てる。この位置計測のための交信でやりとりされる
データパケットに基地局やサービス提供者との間で伝達
すべき情報ビットを付加することによって、位置計測と
同時に通常のデータ通信もが行われる。

【００３５】各移動局は、通信の開始時にスロットの割
り当てを要求する。このとき、先ず、他の移動局の交信
状態を移動局送受信装置１の中の受信器14を用いて基地
局の送信信号をモニタすることによって認識し、空きス
ロットを見つけ、初期アクイジションを行う。

【００３６】次に、データリンク層プロトコルを用いて
データリンクを確立する。つまり、フレーム内の適当な
空きスロットに対し割り当て要求のための質問パケット
(Q)を発信する。この要求に対して基地局から自局宛の
応答パケット(R) が返ってきたならば、割り当ては成功
し、データリンクが張られ、次のフレームからこのスロ
ットを用いて交信が開始される。基地局からの応答がな
い場合には、先ず、他の移動局の要求と衝突したものと
して、他の空きスロットを選択して再度質問信号を発信
する。これでも応答がない場合には、基地局との間のパ
スが遮断されているか、または基地局が設置されていな
いと判断し、要求発信の頻度を落とす。

【００３７】一方、基地局は、正しく受信した質問パケ
ット(Q) に対して応答パケット(R)を返す。次のフレー
ムの同じスロットに同じ移動局からデータパケットが送
られてきたならば、リンクが張られ、交信が開始された
ものとみなす。

【００３８】次に、図７、図８のフローチャートおよび
図９、図10の説明図も引用しながら動作を説明する。

【００３９】図７は、車両移動体９の位置決定方法を表
すフローチャート（その１）である。最初の交信ではク
ロックの初期設定を行い、その後一定の周期（フレーム
周期）で位置計測と情報伝達のための交信を行う。つま
り、基地局送受信装置４からフレーム周期で周波数f2の
データ伝送パケット(DT)を送信すると共に、タイマ回路
38、39を起動開始させる。この信号を受信した移動局送
受信装置１は、オフセット時間(OFF) をおいて周波数f1
の確認パケット(AC)を返送する。確認パケットのOFF 部
には、このオフセット時間の値を入れる。確認パケット
を受信した基地局送受信装置４および基地局受信装置５
は、タイマ回路38、39を止め、タイマ回路の内容を端局
制御器35に送る。

【００４０】また、これと逆方向、つまり、移動局送受
信装置１から基地局送受信装置４に対してもデータ伝送
パケットが送られ、それに対して確認パケットが返送さ
れる。ここで、各確認パケットのオフセット時間は、両
方向の伝送において、データ伝送パケットと確認パケッ
トとが時間的に重なって干渉しないように選ぶ。

【００４１】次に、基地局の端局制御器35は、タイマ回
路38、39から得られる計測時間と確認パケットのオフセ
ット時間OFF を用いて移動局の位置を算出する。先ず、
タイマ回路38は、ある信号が基地局送受信装置４から漏
洩同軸ケーブルアンテナ２を経て移動局送受信装置１に
至り、オフセット時間OFF だけ経過した後、その逆の経
路を伝搬して基地局送受信装置４に至るまでの時間T1を
計測する。

【００４２】一方、タイマ回路39は、ある信号が基地局
送受信装置４から漏洩同軸ケーブルアンテナ２を経て移
動局送受信装置１に至り、オフセット時間OFF だけ経過
した後、漏洩同軸ケーブルアンテナ３を経て基地局受信
装置５に到達するまでの時間T2を計測する。

【００４３】上記時間T1からOFF の値を減じ、1/2 を乗
ずると、基地局送受信装置４から移動局送受信装置１ま
での経路を信号が伝搬する時間Taを求めることができる
（図７のステップS1）。さらに、上記時間T2（ステップ
S2）からOFF およびTaを減ずると、移動局送受信装置１
から基地局受信装置５までの経路を信号が伝搬する時間
Tbを求めることができる（ステップS3）。信号は漏洩同
軸ケーブルの中を光速に近い速度で伝搬し、一定の伝搬
時間TaまたはTbをもつ移動局送受信装置１の位置は、漏
洩同軸ケーブルアンテナ２、３が直線である場合には、
その漏洩同軸ケーブルアンテナ２、３を軸とするある円
錐面上のどこかにくる。したがって、上記伝搬時間Taお
よびTbが与えられると、移動局送受信装置１は、２本の
漏洩同軸ケーブルアンテナ２、３を軸とする２つの円錐
面の交線の上にあることになり、漏洩同軸ケーブルアン
テナ２、３の設置高と移動局送受信装置１のアンテナの
高さとが与えられると、漏洩同軸ケーブル２、３の位置
に対する移動局送受信装置１の相対的な位置が決定され
る（ステップS4）。

【００４４】移動局送受信装置１のアンテナの高さと漏
洩同軸ケーブルアンテナ２、３の設置高とが等しい場合
の移動局の位置を決定する方法をさらに詳しく図８、図
９を用いて説明する。

【００４５】図８は、上記図７の移動局の位置決定方法
（ステップS4）を詳細に説明するための処理フローチャ
ート（その２）である。図９は、移動局の位置決定方法
を説明するための移動体通信システムの平面図である。
図９に示すように基地局送受信装置４、５から２本の漏
洩同軸ケーブルアンテナ２、３の位置を示す直線LCX2、
LCX3を引く（図８のステップS41 ）。直線LCX2の端点A
（基地局送受信装置４が接続されている。）から信号が
伝搬時間Taかかって到達するLCX2上の点をＢとする（ス
テップS42 ）。

【００４６】上記点Ａと点Ｂとの間に適当な点Ｃを選
び、この点Ｃから電波の放射方向（角θの方向）に直線
Lcを引き（ステップS43 ）、この線上で信号の伝搬時間
がTaになる点Ｄを求め（ステップS44 ）、点Ｂと点Ｄと
を通る直線L1を引く（ステップS45 ）。この直線L1上の
点は、点Ａから計って信号の伝搬時間がTaになる点であ
る。

【００４７】同様にして、直線LCX3の端点（基地局受信
装置５が接続されている。）から計って信号の伝搬時間
がTbになる点の集合である直線L2を引く（ステップS46
）。これらの直線L1と直線L2との交点Ｍが求める移動
局の位置である（ステップS47）。なお、実際の信号は
図９の破線を伝搬して移動局に届くことになる。

【００４８】上述のステップS1〜S4およびステップS41
〜S47 までの処理は、コンピュータ回路によって実現す
ることができ、上述の処理を行うためのプログラムやデ
ータをメモリ回路やディスク装置などに搭載し処理する
ことで実現することができる。

【００４９】図10は、漏洩同軸ケーブルアンテナ２、３
と、車両移動体９の移動局送受信装置１のアンテナの高
さとが異なる場合の計測位置について説明するための図
である。この図10(B) の側面図において、漏洩同軸ケー
ブルアンテナ２、３の高さHaに比べて移動局送受信装置
１のアンテナの位置Ｍの高さHvが低い場合を示し、また
漏洩同軸ケーブルアンテナ２を軸とする円錐面と漏洩同
軸ケーブルアンテナ３を軸とする円錐面との交線である
双曲線を示している。

【００５０】移動局送受信装置１のアンテナの位置Ｍの
高さが低いため、上述の図７〜図９の方法で位置計測を
行うと、図10(A) に示すように、本来同じ高さであれ
ば、直線L1と直線L2との交点M1で位置を求めることがで
きるが、高さが異なるため移動局送受信装置１のアンテ
ナの位置の高さを考慮して位置をＭになるように補正す
ることを基地局送受信装置４の中で行う。このような補
正は、予め漏洩同軸ケーブルアンテナ２、３の高さと、
移動局送受信装置１のアンテナの高さとを基地局送受信
装置４が取得し、補正計算し得るように構成しておくこ
とで容易に位置を正確に計測するように対応することが
できる。

【００５１】また、交信状態において、各基地局は、常
に受信信号のタイミングを測定し、そのタイミングのス
ロットの境界に対する誤差の値をデータ伝送パケットの
TC部に入れて移動局に知らせる。移動局では、クロック
の誤差による信号のドリフトを修正するために、送られ
てきたTC部のデータに基づきクロックの誤差を修正す
る。

【００５２】基地局送受信装置４の中の送信器31では、
端局制御器35から送られるデータをもとにパケット構成
器51でデータリンク層のパケットが組み立てられ、送信
トリガ信号をきっかけとしてこのパケットがビット直列
に変調器52に送られ、ここで２相位相変調(PSK) され、
電力増幅器53で電力増幅された後、漏洩同軸ケーブルア
ンテナ共用器32を介して、漏洩同軸ケーブルアンテナ２
から輻射される。

【００５３】パケット構成器51から出力されるパケット
は、同期検出器52にも送られ、同期符号が送信された時
点でトリガ信号が発生され、タイマ回路38、39が起動さ
れる。また、移動局送受信装置１の送信器11もこれと同
様の動作をするが、同期検出器54をもたない。

【００５４】基地局送受信装置４の中の受信器33では、
漏洩同軸ケーブルアンテナ共用器32の出力信号が増幅器
71で増幅され、復調器72で２値データに復調された後、
パケット分解器73に送られる。パケット分解器73では、
入力されたパケットが分解され、必要なデータが抽出さ
れ、端局制御器35に送り出される。復調器72の出力信号
は、同期検出器74にも送られ、ここでデータリンク層の
パケットの同期符号が検出されると、トリガ信号が発生
され、タイマ回路38の動作を停止させる。

【００５５】基地局受信装置５の中の受信器34も受信器
33と同様な動作を行い、同期検出器74が発生するトリガ
信号によってタイマ回路39の動作を停止させる。また、
移動局送受信装置１の中の受信器14もこれと同様な動作
を行う。

【００５６】基地局送受信装置４は、データ伝送パケッ
トを送出し、確認パケットの到達を待つ。確認パケット
が誤りなく受信されたなら、１回の交信が終了する。こ
の交信が正常に終了したなら、メッセージ番号MNを１だ
け進め、新しいデータを端局制御装置35から取り込み、
次のデータ伝送パケットを組み立てる。交信が正常に終
了しない場合（確認パケットに回復できない誤りがある
場合、およびこれが受信されない場合）には、メッセー
ジ番号MNとデータDATAとの更新は行わず、同じデータ伝
送パケットを次の送信時刻に再送する。また、これと逆
方向の伝送についても同様である。

【００５７】以上のようにして、基地局と移動局との間
の情報通信の他に、基地局が移動局の位置計測を行う機
能を持つため、各走行車両の位置情報が得られ、この情
報を交通管制、交通情報収集、危険監視などに役立てる
ことができる。したがって、一つのシステムで情報通信
と交通制御の両方の要求に応えることができ、高速道路
上の情報通信基盤として広く共通に用いることができ
る。

【００５８】

【００５９】

【００６０】

【００６１】また、基地局送受信装置４と移動局送受信
装置１との間、および移動局送受信装置１と基地局受信
装置５との間の信号の変調方式として、２相位相変調を
用いているが、４相位相変調などの他の変調方式を用い
ることもできる。

【００６２】

【００６３】

【００６４】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、前記
移動局通信装置に対して位置測定用信号を送信する前記
固定局通信装置の漏洩同軸ケーブルアンテナを前記一方
の路側に沿って設置し、前記移動局通信装置からの前記
応答信号を受信し、この受信応答信号を前記固定局通信
装置に与える前記固定局受信装置の漏洩同軸ケーブルア
ンテナを前記他方の路側に沿って設置し、前記移動局通
信装置からの応答信号を受信すると共に前記固定局受信
装置の漏洩同軸ケーブルアンテナから受信応答信号を受
け、これらの応答信号の受信時刻と、前記固定局通信装
置の漏洩同軸ケーブルアンテナからの前記位置測定用信
号の送信時刻とから前記移動局通信装置の位置を求める
位置測定手段を、前記固定局通信装置に設置し、又は前
記移動局通信装置に対して位置測定用信号を送信し、か
つ前記移動局通信装置からの前記応答信号を受信する前
記固定局通信装置の漏洩同軸ケーブルアンテナを前記一
方の路側に沿って設置し、前記移動局通信装置からの前
記応答信号を受信し、この受信応答信号を前記固定局通
信装置に与える前記固定局受信装置の漏洩同軸ケーブル
アンテナを前記他方の路側に沿って設置し、前記固定局
通信装置の前記漏洩同軸ケーブルアンテナから前記移動
局通信装置に対して位置測定用信号を送信し、前記移動
局通信装置は、前記位置測定用信号を受信し、この受信
信号に対する応答信号を生成して送信し、前記固定局受
信装置の前記漏洩同軸ケーブルアンテナで前記移動局通
信装置からの前記応答信号を受信し、この受信応答信号
を前記固定局通信装置に与え、前記固定局通信装置は、
前記固定局通信装置の漏洩同軸ケーブルアンテナで前記
移動局通信装置からの応答信号を受信すると共に前記固
定局受信装置から受信応答信号を受け、これらの応答信
号の受信時刻と、前記位置測定用信号の送信時刻とから
前記移動局通信装置の位置を求める構成としたので、簡
単な構成で精度よく移動局の位置を測定することができ
るようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による高速道路上の移動体通信
システムの構成例を示す図である。

【図２】図１に示す実施例の移動局受信装置の機能構成
図である。

【図３】同実施例の基地局送受信装置および基地局受信
装置の機能構成図である。

【図４】図３の実施例に含まれる基地局送受信装置の送
信器の機能構成図である。

【図５】図３の実施例に含まれる基地局送受信装置の受
信器の機能構成図である。

【図６】本発明の実施例の車両移動体の移動局送受信装
置と、基地局送受信装置および基地局受信装置との間に
形成する無線リンクで使用するデータリンク層のパケッ
トの例を示す構成図である。

【図７】同実施例の車両移動体の位置決定方法の例を表
すフローチャートである。

【図８】図７の車両移動体の位置決定方法の例を詳細に
説明するための処理フローチャートである。

【図９】同実施例の移動局の位置決定方法の例を説明す
るための移動体通信システムの平面図である。

【図１０】実施例の漏洩同軸ケーブルアンテナと車両移
動体の移動局送受信祖位置のアンテナの高さとが異なる
場合の計測位置について説明するための図である。

【符号の説明】

１移動局送受信装置２、３漏洩同軸ケーブルアンテナ４基地局送受信装置５基地局受信装置６、７無線リンク８高速道路９車両移動体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＨ０４Ｑ 7/34 Ｈ０４Ｂ 7/26 １０６Ｚ (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01S 5/00 - 5/14 G01S 7/00 - 7/42 G01S 13/00 - 13/95 G01C 21/00 - 21/24 G01C 23/00 - 25/00 G08G 1/00 - 9/02 H04B 5/00 - 5/06 H04B 7/24 - 7/26 H04Q 7/00 - 7/38

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】移動局通信装置と通信を行う固定局通信
装置を道路の一方の路側に設置し、前記移動局通信装置
からの信号を受信する固定局受信装置を前記道路の他方
の路側に設置し、前記道路上の前記移動局通信装置の位
置を前記固定局通信装置で測定する移動局位置測定装置
において、前記移動局通信装置に対して位置測定用信号を送信する
前記固定局通信装置の漏洩同軸ケーブルアンテナを前記
一方の路側に沿って設置し、前記移動局通信装置からの前記応答信号を受信し、この
受信応答信号を前記固定局通信装置に与える前記固定局
受信装置の漏洩同軸ケーブルアンテナを前記他方の路側
に沿って設置し、前記移動局通信装置からの応答信号を受信すると共に前
記固定局受信装置の漏洩同軸ケーブルアンテナから受信
応答信号を受け、これらの応答信号の受信時刻と、前記
固定局通信装置の漏洩同軸ケーブルアンテナからの前記
位置測定用信号の送信時刻とから前記移動局通信装置の
位置を求める位置測定手段を、前記固定局通信装置に設
置したことを特徴とする移動局位置測定装置。
【請求項２】移動局通信装置と通信を行う固定局通信
装置を道路の一方の路側に設置し、前記移動局通信装置
からの信号を受信する固定局受信装置を前記道路の他方
の路側に設置し、前記道路上の前記移動局通信装置の位
置を前記固定局通信装置で測定する移動局位置測定方法
において、前記移動局通信装置に対して位置測定用信号を送信し、
かつ前記移動局通信装置からの前記応答信号を受信する
前記固定局通信装置の漏洩同軸ケーブルアンテナを前記
一方の路側に沿って設置し、前記移動局通信装置からの前記応答信号を受信し、この
受信応答信号を前記固定局通信装置に与える前記固定局
受信装置の漏洩同軸ケーブルアンテナを前記他方の路側
に沿って設置し、前記固定局通信装置の前記漏洩同軸ケーブルアンテナか
ら前記移動局通信装置に対して位置測定用信号を送信
し、前記移動局通信装置は、前記位置測定用信号を受信し、
この受信信号に対する応答信号を生成して送信し、前記固定局受信装置の前記漏洩同軸ケーブルアンテナで
前記移動局通信装置からの前記応答信号を受信し、この
受信応答信号を前記固定局通信装置に与え、前記固定局通信装置は、前記固定局通信装置の漏洩同軸
ケーブルアンテナで前記移動局通信装置からの応答信号
を受信すると共に前記固定局受信装置から受信応答信号
を受け、これらの応答信号の受信時刻と、前記位置測定
用信号の送信時刻とから前記移動局通信装置の位置を求
めることを特徴とする移動局位置測定方法。