JP3864099B2 - ハイウェイラジオ送信機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、道路沿いに設置され、情報を伝送する中央装置にバス型通信システムを介して接続されたハイウェイラジオ送信機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高速道路を通行する車両に対して、道路情報などの各種の音声情報を無線信号、例えばラジオを通じて提供するいわゆるハイウェイラジオシステムがある。このシステムは例えば図８に示すように、道路１０に沿って所定の長さ、例えば５００ｍの長さのアンテナ１１、１２、１３を敷設し、各アンテナに接続した無線送信機１１ａ，１１ｂ，１１ｃから、各アンテナに前記音声情報などで変調した高周波信号を供給して、走行中の車両１５に備えられたラジオ（図示しない）でこの情報を受信するもので、日本では、例えば１６２０ＫＨｚ（波長約２００ｍ）の周波数のＡＭ無線放送が広く用いられていることは周知の通りである。
【０００３】
図８において、道路１０の一定の長さの間は、各無線送信機からは同じ音声情報を送信する。そして各無線送信機には以下に示すような方法で放送すべき情報が中央装置４０からバス型通信システムにより供給されている。
図９は複数の端末に情報を供給する特開平９−１１４５０５号公報に示されたものと類似の従来のバス型通信システムを有する無線送信機１１ａの構成を示す。ここでは通信端未の通信速度を各通信ノード間の手順によって通信速度を調整している。
【０００４】
図において、１はバス型ネットワークで図８の各無線送信機１１ａ，１１ｂ１１ｃと、情報供給元である中央装置４０とを結んでいる。２はバス型ネットワーク１に接続されたバスＩ／Ｆ回路、３はバスＩ／Ｆ回路２から信号を取出すシリアルコントローラ、４はシリアルコントローラ２からの信号を伝送するアドレス・データバス、５は図示しないＣＰＵ等を含み各回路を制御する制御回路、６は各コントローラや制御回路の動作クロック信号を発振する発振回路、７は分周回路である。
アドレス・データバス４から取出された音声情報は、電波送出部１８に入力して図示しない変調回路により搬送波に変調されてアンテナ１１から電波として送出される。
【０００５】
次に動作について説明する。
バス型ネットワーク１からバスＩ／Ｆ回路２を経由してシリアルコントローラ３が情報の供給元である中央装置４０からの情報を受信する。制御回路５は中央装置４０からの情報を読み取り、分周回路７を制御することで発振回路６の発振周波数の分周比率を変える。
【０００６】
また、バス型ネットワーク１を通じ中央装置４０からの転送速度情報も受信する。受信できた場合は、受信内容に応じた転送速度で分周回路７を制御し発振回路６の発振周波数の分周比率を変える。受信できない場合は、転送速度を落とし受信可能な転送速度を見つける。即ち、受信できるまで転送速度を順次下げていく。
こうして転送速度は各無線送信機ごとに異なる値となることが生じる。この場合、情報が取り込まれる速度も、取り込まれた情報が制御回路５に読み出される速度も各無線送信機に於いて異なってしまうのであるから、それらのタイミングは各無線送信機に於いてまちまちとなり、当然放送されている情報の音声のタイミングも異なっている。また、バスライン１には矩形波が乗るため高周波数成分を含み長距離での減衰が大きく高速伝送ができないという問題があった。
【０００７】
ところで、走行中の車両１５は現在位置の間近に敷設されているアンテナ例えば１１から無線電波を受信するが、道路の構造や、配置されているアンテナの状況によって、しばしば隣接する他のアンテナ例えば１２からの電波が混信して入感し、視聴者の耳には複数の無線放送が同時に聞こえる現象が生じる。しかるに前述したとおり、各無線送信機から送出される放送の情報の音声タイミングは異なっているから、同じ内容の放送であってもこれらが互いにぴったり重なると言うことはなく、大変に聞き苦しい音声情報となって聞こえてしまうと言う課題があった。
【０００８】
また、各無線送信機の電波送出部１８は、同じ周波数の搬送波出力を行うとは言うものの、その周波数は各無線送信部では誤差の範囲で異なり、当然搬送波の位相も互いに異なるので、周波数の差に基づくビート音が聞こえたり、位相差にもとづく強め合いや相殺が生じて電波強度が変動し、極めて聞き苦しいものとなると言う課題があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
以上に説明したように、従来のハイウェイラジオ送信機には、そのバス通信システムにおいて、多地点でデータを受け取り放送すると、頭出しのずれ、出力波形の位相ずれが起き、聞き苦しくなるという課題があった。また、搬送波周波数と位相が不一致なため互いのビート音が聞こえたり、電波強度の変動が生じ、不快感を与えるという課題があった。また、バスラインには矩形波が乗るため高周波数成分を含み長距離での高速伝送ができない問題があった。
【００１０】
この発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、多地点に設置された複数のハイウェイラジオ送信機から送信される音声情報（変調信号）が同期して送信されるようにしたハイウェイラジオ送信機を提供することを目的とする。
また、多地点に設置された複数のハイウェイラジオ送信機から送信される搬送波の周波数が一致し、かつその位相が同期して送信されるようにしたハイウェイラジオ送信機を提供することを目的とする。
また、パケット伝送において、長距離バス型通信を可能としたハイウェイラジオ送信機及び中央装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るハイウェイラジオ送信機は、音声パケット信号により情報を送出する中央装置に、バス型ネットワークを介して接続されるとともに、供給された商用電源の交流波形から同期信号を抽出する周波数読取り回路、
前記中央装置から前記バス型ネットワークを介して送信された前記音声パケット信号を前記同期信号のタイミングに合わせて読み出し、音声信号を前記同期信号に同期させて出力する音声再生回路、
前記音声信号により変調された高周波信号を出力する電波送出部、
前記周波数読取り回路が出力した同期信号にもとづき、前記高周波信号の搬送周波数と位相とを所定の値に調整する分周回路を備え、前記道路を走行する車両に前記情報を送信するようにしたものである。
【００１２】
また、音声パケット信号により情報を送出する中央装置に、バス型ネットワークを介して接続されるとともに、供給された商用電源の交流波形から第１の同期信号を抽出する周波数読取り回路、
全地球測位システムの衛星電波信号を受信して、時刻信号または第２の同期信号を出力するＧＰＳ時計、
前記中央装置から送信された前記音声パケット信号を前記第１の同期信号のタイミングに合わせて読み出し、音声信号を前記第１の同期信号に同期させて出力する音声再生回路、
前記音声信号により変調された高周波信号を出力する電波送出部、
前記ＧＰＳ時計が出力した前記時刻信号又は前記第２の同期信号にもとづき、前記高周波信号の搬送周波数と、位相とを所定の値に調整する分周回路を備え、
前記道路を走行する車両に前記情報を送信するようにしたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図ｌは、この発明の実施の形態１のハイウェイラジオ送信機の構成を示すもので、説明の都合上、２台の送信機を図示している。図において、１００、２００は第１及び第２のハイウェイラジオ送信機、１０１は第１、第２のハイウェイラジオ送信機１００、２００に接続されたバス型ネットワークである。以下、各送信機内部の要素は互いに同一なので第１のハイウェイラジオ送信機についてのみ説明を行う。
１０２はバスＩ／Ｆ回路、１０３はシリアルコントローラ、１０４はアドレス・データバス、１０５は制御回路でいずれも従来例の説明に於いて説明したものと同じなので詳細な説明を省略する。
１１０は第１、第２のハイウェイラジオ送信機１００、２００に同位相の交流電源を供給する共通の商用電源であり、ハイウェイに沿った電源ケーブル１１０ａにより給電されている。ｌ０６は交流電源１１０の周波数又は位相を読取る周波数読取回路、１０７はパケットバッファ、１０８は音声再生回路、１０９は電波送出部である。
【００１４】
次に動作について説明するが、第１、第２の送信機は同じ動作なので第１の送信機１００についてのみ説明する。図１のハイウェイラジオ送信機１００において、シリアルコントローラ１０３はバス型ネットワーク１０１から音声パケット信号を受信し、これをパケットバッファ１０７に格納する。周波数読取回路１０６は商用電源１１０の波形に同期をとった読出開始信号を出力し、制御回路１０５に送る。制御回路１０５は前記読み出し開始信号に合わせてパケットバッファ１０７から音声パケットを読み出し、音声再生回路１０８に音声パケットを書き込み、電波送出部１０９から音声信号が送出される。
【００１５】
以上の動作は第２のハイウェイ送信機２００についても同様に実行されるので、両者のパケットバッファ１０７からの信号読みだしタイミングは一致し、電波送出部１０９から送信される搬送波は同じタイミングで変調された音声信号を出力する。即ち、この発明の実施の形態１のハイウェイラジオ送信機によれば、同一の商用電源１１０から給電されている各ハイウェイラジオ送信機において、音声信号出力の同期をとることができるので、これら２つの電波を混信状態で受信したとしても、音声は１つにまとまって聞こえ、聞き苦しさは改善される。
【００１６】
実施の形態２．
図２は、この発明の実施の形態２のハイウエイラジオ送信機の構成を示すものである。
図において２１１は搬送波の基準周波数を発振する発振回路、２１２は基準周波数を分周して搬送波の周波数調整信号を出力する分周回路である。周波数読取回路１０６は、商用電源１０１の交流波形を読取り、そこから所定のタイミング信号及び周波数などを高精度で得る。そして、この信号により分周回路２１２の分周比を調整する。これにより電波送出部１０９の送信周波数及び位相を商用電源の波形のあらかじめ定めた位相値に合わせる。
また、詳細な説明は省略するが実施の形態１の図１で説明した、商用電源１１０の波形により音声信号の同期をとる動作は、図２でも同様に実行する。
【００１７】
以上のように、この発明の実施の形態２のハイウェイラジオ送信機によれば、商用電源１１０の交流波形に電波送出部１０９の搬送波の周波数及び位相を同期させることで、複数のハイウェイラジオ送信機から同期して電波を送出することができる。また、変調されている音声信号も互いに同期している。
複数の送信機から同時に電波を受信しても、それらが同一周波数、同一位相の搬送波であるため、可聴音域のビートは発生しないため、音声放送が聞き取りずらいと言うことはなくなる。
なお、ハイウェイラジオ送信機からアンテナを通じて送出される電波強度は、きわめて弱く、受信機はアンテナの間近にある部分（数１０ｍの範囲）からの電波のみを受信する。したがって間近からの電波と、遠方からの電波が電波波長にもとずく位相ずれにより、互いに干渉して車両の走行に伴い強度が変動すると言うことはほとんどない。
【００１８】
実施の形態３．
図３は、この発明の実施の形態２のハイウェイラジオ送信機の構成を示すものである。実施の形態２の構成とは、タイミングをとる基準として、全地球測位システム（いわゆるＧＰＳ）の衛星電波信号を受信して時刻を求めるＧＰＳ時計を付加し、その時刻信号から夕イミングを抽出して電波送出部の電波出力の同期をとる点が異なるものである。
図において、３１３はＧＰＳ時計である。ＧＰＳ時計３１３は分周回路２１２を調整して、電波送出部１０９の送信周波数及び位相を同期させる。各送信機はいずれもＧＰＳ時計を備えているので、同じ時刻信号を共有していることになり、互いに同じタイミングを得ることが可能となる。
また、ＧＰＳ時計３１３は制御回路１０５にも接続され、音声信号の同期をとるように動作する。
音声信号の同期と搬送波の同期とを共にとらなければならぬと言うことはなく、音声信号の同期をとるだけでも、搬送波の同期をとるだけでも、それぞれに視聴者の聞きやすさを改善する効果が得られる。
【００１９】
以上のようにこの発明の実施の形態３のハイウェイラジオ送信機によれば、ＧＰＳ時計の時刻信号により、複数の送信機の音声信号の同期を互いにとり、また、複数の送信機の電波送出部１０９の搬送波周波数およびその位相を互いに同期させることで複数のハイウェイラジオ送信機から同期して電波を送出することができる。
【００２０】
関連技術１
図４は、この発明の関連技術１のハイウェイラジオ装置の構成を示すものである。図において、４００は音声信号などのデータ情報を各送信機に供給する中央装置、３００は中央装置４００から受けた情報を送信するハイウェイラジオ送信機、５１７はパケット周波数読取回路である。
【００２１】
まず、中央装置４００について、その構成を図５に示して説明する。
図５において、４００は中央装置、４０１はバス型ネットワーク、４０２、４０３はバスＩ／Ｆ回路、４０４はアドレス・データバス、４０５は制御回路、４１４は交流電源、４１５、４１６はダイオードである。
バス型ネットワーク４０１は、３芯メタルケーブルであり、ＩＳＤＮ回線の影響を受けにくい３３０ＫＨｚにおいて、良好な周波数特性のメタルケーブルが選定されている。交流電源４１４は例えば±２４Ｖ程度、３３０ＫＨｚ前後の交流電源（正弦波発振器）であり、その片端はバス型ネットワーク４０１の１線（説明の都合上コモンラインと呼ぶ）に接続されている。
【００２２】
交流電源４１４の電圧がコモンラインに対して正電圧のとき、ダイオード４１５で正電圧の半サイクルを分離し、バスＩ／Ｆ回路４０２に送信用電圧を供給する。交流電源４１４の電圧がコモンラインに対して負電圧のとき、ダイオード４１６で負の半サイクルを分離し、バスＩ／Ｆ回路４０３に送信用電圧を供給する。
制御回路４０５は、交流電源４１４から入出力タイミングを読取り、バスＩ／Ｆ回路４０２、４０３に対し、半サイクル２ビット単位に読み書きを行う。これによりバスＩ／Ｆからはディジタルデータの矩形波パルスを正弦波パルスに整形した信号が出力される。図６は理解を助けるため上記正弦波パルスのサンプル波形を示すものであり、矩形波パルスに比して減衰が少なく長距離伝送に適している。
【００２３】
こうして、中央装置４００は、２ｂｉｔ／０．５サイクル×３３０ＫＨｚ＝１．３２Ｍｂｐｓ のＩＳＤＮ回線等の混信の影響を受けにくい長距離バス型通信が可能となる。また、メタル芯数を増やすことで転送レートを容易に上げることができる。発振周波数は３００乃至３６０Ｋｈｚとすることが好ましい。
【００２４】
次に、ハイウェイラジオ送信機３００について説明する。
パケット周波数読取回路５１７はバス型ネットワーク４０１から音声パケットを受信する際に、中央装置４００の交流電源４１４から出力される交流成分を読取り、第３の同期信号を出力して電波送出部１０９の調整を行う。これにより電波送信周波数及び位相をあらかじめ定めたレベルにあわせる。こうして各送信機が同じ搬送周波数、同じ位相になる。
パケット周波数読取り回路５１７は、また、音声再生回路１０８に前記第３の同期信号を送って、音声の頭出し、及び、音声の再生速度をあらかじめ定めた各送信機に共通のレベルに調整する。こうして各送信機からは、同じ周波数、同じ位相の搬送波で、同じタイミングの音声情報などが送信されるので、複数の電波を受信しても、視聴者には聞き苦しさを感じさせないようにすることができる。
【００２５】
以上のように、この発明の関連技術１のハイウェイラジオ送信機によれば、バス型ネットワーク４０１により送られるパルス信号により、各送信機の電波送出部と音声再生回路との同期をとることで、複数のハイウェイラジオ送信機から同期して電波を送出することができる。
【００２６】
実施の形態４．
実施の形態２の図２では、音声のタイミングと搬送波の周波数と位相の全てを商用電源の信号により調整し同期させた。また、実施の形態３の図３では、音声のタイミングと搬送波の周波数と位相の全てをＧＰＳ時計の信号により調整し同期させた。
しかし、音声のタイミングと搬送波の周波数、位相の全てを同じ同期信号で同期させなければならないと言うことではない。例えば、図７に示すように、音声のタイミングは商用電源１１０の波形を読取る周波数読取り回路１０６の出力する第１の同期信号１０６ａを用い、搬送波の周波数と位相とはＧＰＳ時計３１３の出力する第２の同期信号３１３ａで同期させるようにしても良い。図示、説明を省略するが、この逆の構成も成り立って、類似の効果を得ることができることは明らかである。
また、各実施の形態の説明に於いて、音声信号の同期と搬送波の同期とを共にとる説明がしてあっても、音声信号の同期と搬送波の同期とを共にとらなければならぬと言うことはなく、音声信号の同期をとるだけでも、搬送波の同期をとるだけでも、それぞれに視聴者の聞きやすさを改善する効果が得られる。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように、この発明の長距離バス型通信システムで複数接続したハイウェイラジオ送信機を用いて、移動する車両に対し音声信号を商用電源により同期させた放送を提供できるので、視聴者が聞きやすくなると言う効果が得られる。
【００２８】
また、複数の送信機の搬送波の周波数と位相とを商用電源の波形に基づき、互いに一致させることができるので、ビート音の発生を防止して、視聴者が聞きやすくなると言う効果が得られる。
【００２９】
また、移動する車両に対し音声信号をＧＰＳ時計により同期させた放送を提供できるので、視聴者が聞きやすくなると言う効果が得られる。
【００３０】
また、複数の送信機の搬送波の周波数と位相とをＧＰＳ時計に基づき、互いに一致させることができるので、ビート音の発生を防止して、視聴者が聞きやすくなると言う効果が得られる。
【００３１】
また、移動する車両に対し音声信号を商用電源により同期させ、複数の送信機の搬送波の周波数と位相とをＧＰＳ時計に基づき互いに一致させることができるので、視聴者が聞きやすくなると言う効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態ｌのハイウェイラジオ送信機の構成を示す図である。
【図２】 この発明の実施の形態２のハイウェイラジオ送信機の構成を示す図である。
【図３】 この発明の実施の形態３のハイウェイラジオ送信機の構成を示す図である。
【図４】 この発明の関連技術１の中央装置とハイウェイラジオ送信機の構成を示す図である。
【図５】 図４の中央装置の構成を示す図である。
【図６】 図５の中央装置から送出される正弦波パルスの波形を示す図である。
【図７】 実施の形態４のハイウェイラジオ送信機の構成を示す図である。
【図８】 従来のネットワークシステムを示す。
【図９】 ハイウェイラジオ送信機の道路に配置された状況を示す図である。
【符号の説明】
１０ 道路
１００、２００、３００ ハイウェイラジオ送信機、 ４００ 中央装置、
１，１０１、４０１ バス型ネットワーク
２、１０２、４０２，４０３ バスＩ ／Ｆ回路
３、１０３ シリアルコントローラ ４、１０４ アドレス・データバス、
５、１０５ 制御回路 １０７ パケットバッファ、
１０８ 音声再生回路、 １０９ 電波送出部、
３１３ ＧＰＳ時計、 ６、２１１ 発信回路、
７、２１２ 分周回路、 ４１４ 交流電源、
１１０ 商用電源、 １１０ａ 商用電源ライン、
４１５、４１６ ダイオード、 ５１７ パケット周波数読取回路。

Claims (2)

1. 音声パケット信号により情報を送出する中央装置に、バス型ネットワークを介して接続されるとともに、供給された商用電源の交流波形から同期信号を抽出する周波数読取り回路、
   前記中央装置から前記バス型ネットワークを介して送信された前記音声パケット信号を前記同期信号のタイミングに合わせて読み出し、音声信号を前記同期信号に同期させて出力する音声再生回路、
   前記音声信号により変調された高周波信号を出力する電波送出部、
   前記周波数読取り回路が出力した同期信号にもとづき、前記高周波信号の搬送波周波数と搬送波位相とを所定の値に調整する分周回路を備え、
   前記道路を走行する車両に前記情報を送信することを特徴とするハイウェイラジオ送信機。
2. 音声パケット信号により情報を送出する中央装置に、バス型ネットワークを介して接続されるとともに、供給された商用電源の交流波形から第１の同期信号を抽出する周波数読取り回路、
   全地球測位システムの衛星電波信号を受信して、時刻信号または第２の同期信号を出力するＧＰＳ時計、
   前記中央装置から送信された前記音声パケット信号を前記第１の同期信号のタイミングに合わせて読み出し、音声信号を前記第１の同期信号に同期させて出力する音声再生回路、
   前記音声信号により変調された高周波信号を出力する電波送出部、
   前記ＧＰＳ時計が出力した前記時刻信号又は前記第２の同期信号にもとづき、前記高周波信号の搬送波周波数と、搬送波位相とを所定の値に調整する分周回路を備え、
   前記道路を走行する車両に前記情報を送信することを特徴とするハイウェイラジオ送信機。

Images