JP3945099B2

JP3945099B2 - 車載機および路車間通信システム

Info

Publication number: JP3945099B2
Application number: JP31092299A
Authority: JP
Inventors: 昌彦小牧
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1999-11-01
Filing date: 1999-11-01
Publication date: 2007-07-18
Anticipated expiration: 2019-11-01
Also published as: JP2001127694A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に搭載され、路上に設置された路上機との間で無線情報通信を行う車載機、およびその車載機と路上機とから成る路車間通信システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
道路管理者と車両との間の通信需要は、今後ますます増加する傾向にある。そのシステムの例が公表特許公報平５−５０８４９２記述されているノンストップ自動料金収受システムであり、特開平８−２４１４９５に記述されている自動運転システムである。
【０００３】
この種のシステムにおける路上機は、図３の（ａ），（ｂ）に示す通り、路上を通行する複数の車両にそれぞれ搭載された車載機と通信を行う。ここにおいて、図３（ａ）は路上機と車載機が通信している状態を示す概要図、（ｂ）はそれを水平方向から観た図である。この路上機１５の通信領域は、車両１６の通行する道路に沿って複数のセルに分割されており、車両１６の走行に伴って車載機１７がセル間を次々と移動し、各セル毎に特定の周波数帯域で通信が行われる。ここで、同一のセル内に複数の車両（例えば車両１６ａ〜１６ｆ）が存在するようにセルが配置されるため、各車載機１７は同一のセル内に存在する他の車載機と路上機（例えば路上機１５ａ）との通信を妨害しないよう、自らが情報を送信しないタイミングにおいては、路上機からの制御により送信をＯＦＦする。
【０００４】
図４は従来の路車間通信システムの構成を示すものであり、図において、１は送信アンテナ、２は増幅器、３は変調器、４は送信データ、５は発振器、６は搬送波周波数設定部、７は送信ＯＮ／ＯＦＦ制御部、８は送信ＯＮ／ＯＦＦ制御信号、９は受信アンテナ、１０は受信部、１１は送信タイミング情報、１２は搬送波周波数情報、１３は受信データである。
【０００５】
次に従来装置の動作について説明する。発振器５により生成された搬送波は、変調器３により送信データ４が付加される。増幅器２は変調器３の出力を受け、所定のレベルにまで増幅し、その出力は送信アンテナ１により空中へ放射される。一方受信アンテナ９は路上機から放射された電波を受信する。受信部１０は受信アンテナ９の出力を受け、データ復調を行う。送信ＯＮ／ＯＦＦ制御部７は受信部１０にて復調された送信タイミング情報１１を受け前記増幅器２のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。搬送波周波数設定部６は受信部１０にて復調された周波数チャネル情報１２を受け搬送波周波数を設定し、発振器５に制御信号を送る。路上機からの送信タイミング情報１１をもとに、車載機は自らが情報を送信しないタイミングにおいては、増幅器２の動作をＯＦＦすることにより送信をＯＦＦする。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような構成の場合、増幅器２のＯＮ／ＯＦＦ比には限界があり、車載機は情報を送信しないタイミングにおいても、漏れ信号を送信してしまう。その結果、他の車載機と路上機との通信品質を劣化させることになる。
【０００７】
図５はその様子を示したものである。所望波と不要波は、周波数領域においても又時間領域においても分離することができないため、結果的に信号対雑音比が小さくなり、通信品質を劣化させてしまう。通信エリア内に車載機を搭載した車両が多いほど、不要波のレベルは上昇し、通信品質は劣化する。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、通信エリア内に車載機を搭載した車両が複数存在した場合に発生する通信品質の劣化を防ぐことを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１の発明による車載機は、車両の通行する道路周辺に設置された路上機と通信を行う車載機において、送信機のＯＮ／ＯＦＦ動作に応じて、送信周波数を切替える手段を備えたものである。
【００１０】
また、第２の発明による車載機は、車両の通行する道路周辺に設置された路上機と通信を行う車載機において、送信機のＯＮ／ＯＦＦを切替える制御部と、前記路上機から送信される送信周波数情報を受信する受信機と、前記送信機がＯＮのときに前記送信周波数情報に対応した搬送波周波数を設定し、前記送信機がＯＦＦのときに前記送信周波数情報に対応しない他の搬送周波数に設定する周波数設定部とを備えたものである。
【００１１】
また、第３の発明による車載機は、前記周波数設定部はメモリを有し、前記送信機がＯＦＦのときに当該メモリに予め記憶された周波数情報に基づいて搬送波周波数を設定する手段を備えたものである。
【００１２】
また、第４の発明による車載機は、前記メモリは、通信対象となる路上機のセルに対応した第１の周波数の情報と通信対象ではない他のセルに対応した第２の周波数の情報とを備え、周波数設定部は、前記送信機がＯＮのときに前記第１の周波数を選択し、前記送信機がＯＦＦのときに前記第２の周波数を選択する手段を備えたものである。
【００１３】
また、第５の発明による路車間通信システムは、前記第１から第４の発明における車載機と、当該車載機と通信を行う路上機を備えたものである。
【００１４】
また、第６の発明による路車間通信システムは、搬送波を生成する発振器と、前記発振器の出力を受け搬送波に送信情報を付加する変調器と、前記変調器の出力を所定のレベルにまで増幅する増幅器と、前記増幅器の出力を路上機に向けて空中へ放射する送信アンテナと、前記路上機から放射された電波を受信する受信アンテナと、前記受信アンテナの出力を受けデータ復調を行う受信部と、前記受信部にて復調された送信タイミング情報を受け前記増幅器のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う送信ＯＮ／ＯＦＦ制御部と、当該セルにおける周波数チャネル情報及び前セルにおける周波数チャネル情報を記憶しており、前記受信部にて復調された送信タイミング情報及び周波数チャネル情報を受けて送信タイミングにおいては当該セルにおける周波数チャネル情報を、その他のタイミングにおいては前セルにおける周波数チャネル情報を出力するメモリと、前記メモリの出力を受け搬送波周波数を設定する搬送波周波数設定部とを備えたものである。
【００１５】
さらにまた、第７の発明による路車間通信システムは、前記メモリが全てのセルにおける周波数チャネル情報を記憶しており、送信タイミングにおいては当該セルにおける周波数チャネル情報を、その他のタイミングにおいてはその他のセルにおける周波数チャネル情報をランダムに出力するものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１を示すブロック図であり、図において１〜１３は従来の路車間通信システムと同一相当のものであり、１４ａはメモリである。
【００１７】
次に動作について説明する。図１において、発振器５により生成された搬送波は、変調器３により送信データ４が付加される。増幅器２は変調器３の出力を受け、所定のレベルにまで増幅し、その出力は送信アンテナ１により空中へ放射される。一方受信アンテナ９は路上機から放射された電波を受信する。受信部１０は受信アンテナ９の出力を受け、データ復調を行う。送信ＯＮ／ＯＦＦ制御部７は、受信部１０にて復調された送信タイミング情報１１を受け、送信タイミング情報１１が情報を送信するタイミング（例えばタイミングがＯＮ）である場合には前記増幅器２をＯＮにし、送信タイミング情報１１が情報を送信しないタイミング（例えばタイミングがＯＦＦ）である場合には前記増幅器２をＯＦＦにするようＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。メモリ１４ａは、第１のメモリ領域に車両が通行中の当該セルにおける周波数チャネル情報を記憶し、第２のメモリ領域に車両が既に通過した前セルにおける周波数チャネル情報を記憶している。ここで、メモリ１４ａが受信部１０にて復調された送信タイミング情報１１を受け、そのタイミングがＯＮ、すなわち送信するタイミングである場合は、第１のメモリ領域に記憶された当該セルにおける周波数チャネル情報と受信部１０から出力された周波数チャネル情報１２とを比較する。この比較の結果一致した場合、メモリ１４ａはこの周波数チャネル情報（例えは周波数ｆ１）を搬送波周波数設定部６に出力し、かつ搬送波周波数を当該セルにおける周波数チャネル（例えばＣｈ１）に設定して、発振器５に制御信号を送る。このとき増幅器２の動作はＯＮであり、搬送波周波数設定部６で設定された当該セルにおける周波数チャネル（例えばＣｈ１）で送信が行われる。また、この比較の結果一致しなかった場合、メモリ１４ａは第１のメモリ領域に記憶されている周波数チャネル情報を第２のメモリ領域に転送して当該領域に格納し、かつ受信部１０から出力された周波数チャネル情報１２を第１のメモリ領域に格納する。
【００１８】
一方、メモリ１４ａが受信部１０にて復調された送信タイミング情報１１を受け、そのタイミングがＯＦＦ、すなわち送信しないタイミングである場合は、メモリ１４ａが第２のメモリ領域に記憶された前セルにおける周波数チャネル情報（例えば周波数ｆ２）を搬送波周波数設定部６に出力する。搬送波周波数設定部６はメモリ１４ａからの情報により搬送波周波数を設定し、発振器５に制御信号を送る。これによって、路上機からの送信タイミング情報１１をもとに、車載機は自らが情報を送信しないタイミングにおいては、増幅器２の動作をＯＦＦすることにより送信をＯＦＦし、かつ搬送波周波数が前セルにおける周波数チャネル（例えばＣｈ２）に設定される。
【００１９】
上記のように構成された路車間通信システムにおいては、路上機と通信を行っている車載機からの所望波と他の車載機からの送信漏れによる不要波とは周波数チャネルが異なるため、周波数領域において分離が可能である。図６はその様子を示したものであり、所望波と不要波を周波数領域において分離する（ここでは所望波の周波数ｆ１、不要波の周波数ｆ２とする）ことにより、通信品質の劣化を防ぐことが可能となる。
【００２０】
実施の形態２．
図２はこの発明の実施の形態２を示すブロック図であり、図において１〜１３は従来の路車間通信システムと同一のものであり、１４ｂはメモリである。
【００２１】
次に動作について説明する。図２において、発振器５により生成された搬送波は、変調器３により送信データ４が付加される。増幅器２は変調器３の出力を受け、所定のレベルにまで増幅し、その出力は送信アンテナ１により空中へ放射される。一方受信アンテナ９は路上機から放射された電波を受信する。受信部１０は受信アンテナ９の出力を受け、データ復調を行う。送信ＯＮ／ＯＦＦ制御部７は受信部１０にて復調された送信タイミング情報１１を受け前記増幅器２のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。メモリ１４ｂは全てのセルにおける周波数チャネル情報を記憶しており、受信部１０にて復調された送信タイミング情報１１及び周波数チャネル情報１２を受ける。このとき、送信動作がＯＮとなる送信タイミング情報１１を受けた場合は、メモリ１４ｂは当該セルにおける周波数チャネル情報１２を出力する。これを受けた搬送波周波数設定部６は、搬送波周波数を当該セルにおける周波数チャネル（例えばＣｈ１）に設定し、発振器５に制御信号を送る。このとき増幅器２の動作はＯＮであり、搬送波周波数設定部６で設定された当該セルにおける周波数チャネル（例えばＣｈ１）で送信が行われる。
【００２２】
一方、送信動作がＯＦＦとなる送信タイミング情報１１を受けた場合は、メモリ１４ｂに記憶されたその他のセルにおける周波数チャネル情報をランダムに選択して出力する。なお、この選択は所定の時間間隔毎に行って周波数チャネルを切替えても良い。搬送波周波数設定部６はメモリ１４ｂからの情報により搬送波周波数を設定し、発振器５に制御信号を送る。これによって、路上機からの送信タイミング情報１１をもとに、車載機は自らが情報を送信しないタイミングにおていは、増幅器２の動作をＯＦＦすることにより送信をＯＦＦし、かつ搬送波周波数が前セルにおけるいずれかの周波数チャネル（例えばＣｈ２〜ＣｈＮのいずれか）に設定される。
【００２３】
上記のように構成された路車間通信システムにおいては、路上機と通信を行っている車載機からの所望波と他の車載機からの送信漏れによる不要波とは周波数チャネルが異なるため、周波数領域において分離が可能である。図７はその様子を示したものであり、所望波と不要波を周波数領域において分離することにより、通信品質の劣化を防ぐことが可能となる。また、不要波の周波数チャネルをランダムに設定することにより、不要波（例えば周波数ｆ２〜ｆＮに対応する雑音）のレベルを周波数領域において均一にすることができ、実施の形態１よりも雑音レベルを下げることが可能となる。さらに、車載機が自ら情報を送信しないタイミングにおいて、所定の時間間隔でランダムに周波数チャネルを切替えることにより、周波数領域において不要波レベルをより抑圧することができる。
なお、メモリ１４ａを３以上の記憶領域で構成し、実施の形態１と同様の動作をさせることにより、この実施の形態同様、実施の形態１よりも不要波レベルを抑圧することが可能である。
【００２４】
【発明の効果】
第１から第３の発明によれば、送信機のＯＮ／ＯＦＦ動作に応じて送信周波数を切替えることにより、所望波と不要波を周波数領域において分離することができ、通信品質の劣化を防ぐことが可能となる。
【００２５】
また、第４から第６の発明によれば、メモリを設置し、送信ＯＦＦ時には搬送波周波数をメモリに記憶された通信対象以外のセルにおける周波数チャネルに設定し、所望波と不要波を周波数領域において分離することにより、通信品質の劣化を防ぐことが可能となる効果がある。
【００２６】
また、第７の発明によれば、メモリを用いて送信ＯＦＦ時には搬送波周波数を当該セル以外の周波数チャネルにランダムに設定し、所望波と不要波を周波数領域において分離することにより、通信品質の劣化を防ぐことが可能となる効果がある。また、不要波の周波数チャネルをランダムに設定することにより、不要波レベルを周波数領域において均一にすることができ、上記第１から第６の発明よりも雑音レベルを下げることが可能となる効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る実施の形態１による路車間通信システムを示す図である。
【図２】この発明に係る実施の形態２による路車間通信システムを示す図である。
【図３】路上機と複数の車載機とが通信を行っている様子を示す図である。
【図４】従来の路車間通信システムの構成を示す図である。
【図５】不要信号により信号対雑音比が劣化している様子を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態１の効果により、不要信号による信号対雑音比の劣化が発生しない様子を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態２の効果により、不要信号による信号対雑音比の劣化が発生しない様子を示す図である。
【符号の説明】
１送信アンテナ、２増幅器、３変調器、４送信データ、５発振器、６搬送波周波数設定部、７送信ＯＮ／ＯＦＦ制御部、８送信ＯＮ／ＯＦＦ信号、９受信アンテナ、１０受信部、１１送信タイミング情報、１２周波数チャネル情報、１３受信データ、１４メモリ、１５路上機、１６車両、１７車載機。

Claims

車両の通行する道路周辺に設置された路上機と通信を行う車載機において、
搬送波を生成する発振器と、
送信情報が付加された前記搬送波を所定のレベルにまで増幅する増幅器と、
前記増幅器の出力を路上機に向けて空中へ放射する送信アンテナと、
前記路上機から当該路上機に割り当てられたセルに対して放射された電波を受信する受信アンテナと、
前記受信アンテナの出力を受けデータ復調を行う受信部と、
前記受信部にて復調された送信タイミングの情報を受け前記増幅器のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う送信ＯＮ／ＯＦＦ制御部と、
前記セルにおいて通信に使用する周波数チャネル情報を、全てのセルについて予め記憶したメモリと、
前記メモリから入力した前記周波数チャネル情報に基づき前記搬送波の周波数を設定する搬送波周波数設定部と、を備え、
前記メモリは前記搬送波周波数設定部に対して、前記送信タイミングにおいては通信対象となる前記路上機のセルにおける周波数チャネル情報を出力し、その他のタイミングにおいては当該セル以外のセルにおける周波数チャネル情報をランダムに選んで出力することを特徴とする車載機。
前記請求項１に記載の車載機と、当該車載機と通信を行う路上機とを備えたことを特徴とする路車間通信システム。