JP4531655B2 - 車載通信装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載され複数の無線周波数帯による通信を行う車載通信装置に関する。

最近、通信装置を搭載する車両が多く、この通信装置を用いたサービスとしては、現在路車間通信方式の１つである５．８ＧＨｚ帯を用いたＤＳＲＣ方式を使用したＥＴＣを用いたものや、２．５ＧＨｚ帯を利用した交通情報提供サービス（ＶＩＣＳ：電波ビーコン）等が有る。

電波ビーコンについては、５．８ＧＨｚ帯を用いたＤＳＲＣを用いたサービスに移行する動きがある。また、無線ＬＡＮや、Bluetoothを用いた車車間通信や路車間通信も検討されている。

現在、これらの通信方式への対応は、個々の通信方式の車載通信装置を複数搭載することにより実現されている。

特許文献１には、異なった無線周波数帯域を使用する複数の移動通信システムで動作する移動無線機が記載されている。

この特許文献１に記載の技術は、異なる周波数帯域に使用する送信変調用局部発信信号及び受信２局部発信信号を同一の周波数シンセサイザから供給し、通信装置の統合化により部品点数の減少を図っている。

特開平９−２６１１０６号公報

しかしながら、統合化された通信装置において、従来から行われているように全通信周波数における中間周波増幅器から受信電界強度情報を取得し、これらを互いに比較判定し、通信周波数を決定する方法を使用すると、通信周波数の決定処理時間が、通信周波数の増加に比例して増加してしまう。

このため、最も高速な情報処理が必要とされるＥＴＣ通信等の通信において、通信周波数の決定処理の遅れにより通信開始が遅れ、通信処理が完結できない場合も発生しうる。

本発明の目的は、複数の周波数帯の通信に対応する複合型の車載通信装置において、通信周波数帯が増加した場合であっても、通信周波数の決定処理を高速に行い、最も高速な情報処理が要求される通信周波数において速やかに通信を開始し、通信処理を安定して完結することができる複合車載通信装置を実現することである。

本発明によれば、複数の無線周波数帯域で通信を行う車載通信装置において、複数の高周波受信増幅手段の出力信号と、複数の中間周波数変換増幅手段の出力信号とが供給され、複数の無線周波数帯域のうちの優先すべき無線周波数帯域の受信電界強度信号が存在する場合は、優先すべき無線周波数帯域に対応する中間周波数変換増幅手段からの出力信号を信号処理手段に優先して出力する受信電界強度信号処理手段を備える。

本発明によれば、複数の無線周波数帯の通信に対応する複合型の車載通信装置において、全ての無線周波数帯の全ての通信周波数の受信電界強度を得ることなく、高速処理を要求される通信周波数の選定を行うことができ、これにより使用する通信周波数帯が増加した場合であっても、通信周波数の決定処理を高速に行い、最も高速な情報処理が要求される通信周波数において速やかに通信を開始し、通信処理を安定して完結することができる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。
本発明の一実施形態を図１〜図６により説明する。

図１は、本発明の一実施形態による複合車載通信装置であって、５．８ＧＨｚ帯を用いたＥＴＣ機能を含むＤＳＲＣ方式に対応した通信装置と、２．５ＧＨｚ帯を用いたＶＩＣＳの受信装置とが一体化した車載通信装置の概略構成図である。
図１において、複合車載通信装置は、２．５ＧＨｚ帯の受信を行うアンテナ１と、このアンテナ１により受信される２．５ＧＨｚ帯を使用したＶＩＣＳ（電波ビーコン）信号の受信処理を行う２．５ＧＨｚ帯受信回路２と、５．８ＧＨｚ帯の送受信を行うアンテナ８と、このアンテナ８により受信される５．８ＧＨｚ帯を使用したＥＴＣ機能を含むＤＳＲＣ方式に対応した受信信号の受信処理を行う５．８ＧＨｚ帯受信回路９と、５．８ＧＨｚ帯の送信処理を行う５．８ＧＨｚ帯送信回路２３と、受信電界強度処理部１５と、通信制御部１６と、信号処理部１７とを備えている。

２．５ＧＨｚ帯受信回路２は、高周波増幅器３と、混合器２４と、局部発振回路７と、中間周波増幅器５と、復調器（検波復号器）２５とを備えている。

アンテナ１により受信された２．５ＧＨｚ帯の受信信号は、高周波増幅器３を介して、受信電界強度信号処理部１５に供給されるとともに、混合器２４に供給される。そして、この混合器２４において、通信制御部１６の制御により局部発信回路７から出力された特定周波数信号と混合され、中間周波数に変換される。

中間周波数に変換された受信信号は、中間周波増幅器５により増幅された後、受信電界強度信号処理部１５に供給されるとともに、検波復号器２５により復号され、信号処理部１７に送信される。

高周波増幅器３から受信電界強度信号処理部１５に通知される受信電界強度信号４は、受信周波数の切替を行わず、広帯域な受信電界強度が得られるものとなる。

また、中間周波増幅器５から受信電界強度信号処理部１５に通知される受信電界強度信号６は、局部発振回路７を制御することにより特定のチャネルの周波数の受信電界強度のみが得られるものとなる。

アンテナ８により受信された５．８ＧＨｚ帯の受信信号は、５．８ＧＨｚ帯受信回路９に送信される。また、信号処理部１７により送信信号処理され、５．８ＧＨｚ帯送信回路２３により処理された送信信号は、アンテナ８から送信される。

５．８ＧＨｚ帯受信回路９は、高周波増幅器１０と、混合器２０と、局部発振回路１４と、中間周波増幅器１２と、復調器（検波復号器）２２とを備えている。

アンテナ８により受信された５．８ＧＨｚ帯の受信信号は、高周波増幅器１０により増幅され、受信電界強度信号処理部１５に供給されるとともに、混合器２０において、通信制御部１６の制御により局部発信回路１４から出力された特定周波数信号と混合され、中間周波数に変換される。

中間周波数に変換された受信信号は、中間周波増幅器１２により増幅された後、受信電界強度信号処理部１５に供給されるとともに、復調器検波復号器２２により復号され、信号処理部１７に送信される。

高周波増幅器１０から、受信電界強度信号処理部１５に通知される受信電界強度信号１１は、受信周波数の切替を行わず、３０ＭＨｚ幅における広帯域な受信電界強度が得られるものとなる。

また、中間周波増幅器１２から、受信電界強度信号処理部１５に通知される受信電界強度信号１３は、局部発振回路１４を制御することにより特定のチャネルの周波数の受信電界強度のみが得られるものとなる。

受信電界強度信号処理部１５は、２．５ＧＨｚ帯の広帯域な受信電界強度信号４と、５．８ＧＨｚ帯の広帯域な受信電界強度信号１１と、２．５ＧＨｚ帯の狭帯域な受信電界強度信号６と、５．８ＧＨｚ帯の狭帯域な受信電界強度信号１３とに基づいて、受信信号の有無を判定し、通信制御部１６にこの判定情報を送信する。

通信制御部１６は、受信電界強度信号処理部１５からの情報に基づいて、局部発信回路７，１４から特定周波数の信号を出力させるように制御し、信号処理部１７にこの制御情報を送信する。

信号処理部１７は、通信制御部１６からの情報に基づいて、検波復号器２５，２２により復号された受信信号の処理を行うと共に、５．８ＧＨｚ帯送信回路２３に送信するための送信信号の処理を行う。

図２は、図１に示した５．８ＧＨｚ帯受信回路の詳細回路図である。図１においては、説明の都合上、省略した部分についても、図２には示されている。図２において、５．８ＧＨｚ帯の受信信号はバンドパスフィルタ１８、送受信切替スイッチ２６、高周波増幅器１０、バンドパスフィルタ１９、混合器２０、バンドパスフィルタ２１を介して中間周波増幅器１２へと送られる。

バンドパスフィルタ２１は、受信すべき受信信号のみを選択するため狭帯域であることから中間周波増幅器１２を介して出力される受信電界強度信号１３は、局部発信回路１４を制御することにより特定のチャネルの周波数の受信電界強度のみを得ることができる。

バンドパスフィルタ１８は、５．７７５ＧＨｚから５．８０５ＧＨｚまでの受信信号が容易に通過できるものであり、高周波増幅器１０を介して出力される受信電界強度信号１１は、３０ＭＨｚ幅における広帯域な受信電界強度を自身周波数の切替を行わずに得ることができる。

図３は、本発明の一実施形態による複合車載通信装置の周波数選定フローを示す図である。

図３のステップＳ６０１において、受信電界強度信号処理部１５は、５．８ＧＨｚ帯及び２．５ＧＨｚ帯の高周波増幅器３，１０からの受信電界強度信号４，１１と、中間周波増幅器５，１２からの受信電界強度信号６，１３を取得する。取得できない場合には、ステップＳ６０１の処理を繰り返す。

続いて、ステップＳ６０２において、５．８ＧＨｚ帯の広帯域な受信電界強度信号１１と、２．５ＧＨｚ帯の広帯域な受信電界強度信号４の両方に通信可能な受信電界強度があるかどうかを判定する。５．８ＧＨｚ帯と２．５ＧＨｚ帯共に通信可能な受信電界強度がある場合には、ステップＳ６０３に進み、そうでない場合には、ステップＳ６１２にすすむ。

ステップＳ６０３において、高速な処理速度が要求されるＥＴＣに使用される５．８ＧＨｚ帯の特定の２つのチャンネルＣｈ１，Ｃｈ２の周波数の中間周波増幅器１２からの受信電界強度信号１３を取得し、これら２つの周波数のうち通信可能な受信電界強度があるかどうかを判定する（ステップＳ６０４）。ステップＳ６０４において、通信可能な受信電界強度がある場合には、２つの周波数のうち受信電界強度の高い周波数で通信を行うための周波数選定処理（ステップＳ６０５）に進み、選定したＣｈ１又はＣｈ２の周波数により通信を行う（ステップＳ６０６）。

ステップＳ６０４において、２つの周波数のうち通信可能な受信電界強度が無い場合には、ステップＳ６０７に進み、５．８ＧＨｚ帯と２．５ＧＨｚ帯の広帯域な受信電界強度信号４、１１のどちらが大きいかを判定する。

ステップＳ６０７において、５．８ＧＨｚ帯の受信電界強度信号１１の方が大きい場合には、ステップＳ６０８に進み、５．８ＧＨｚ帯のＤＳＲＣの７Ｃｈのうち上記２Ｃｈ以外のＣｈの受信電界強度の有無の判定を行い、Ｃｈを補足できた場合には、その補足したＣｈにより通信を行う（ステップＳ６０９）。

ステップＳ６０７において、２．５ＧＨｚ帯の受信電界強度信号１７の方が大きい場合には、ステップＳ６１０に進み、２．５ＧＨｚ帯の狭帯域の受信電界強度信号６があるかどうかを判定し、通信可能な受信電界強度がある場合には、２．５ＧＨｚ帯における受信処理を行い（ステップＳ６１１）、そうでなければステップＳ６０１に戻り、処理を繰り返す。

ステップＳ６０２において、５．８ＧＨｚ帯と２．５ＧＨｚ帯の両方共に通信可能な受信電界強度がある場合ではないときは、ステップＳ６１２に進み、５．８ＧＨｚ帯の広帯域な受信電界強度信号１１があるかどうかを判定する。

５．８ＧＨｚ帯の受信電界強度信号１１がある場合には、ステップＳ６１３に進み、そうでなければステップＳ６１９に進む。ステップＳ６１３において、高速な処理速度が要求されるＥＴＣに使用される５．８ＧＨｚ帯の特定の２つの周波数の受信電界強度信号１３を取得し、この２つの周波数のうち通信可能な受信電界強度があるかどうかを判定する（ステップＳ６１４）。

ステップＳ６１４において、通信可能な受信電界強度がある場合には、２つの周波数のうち受信電界強度の高い周波数で通信を行うための周波数選定処理（ステップＳ６１５）に進み、選定したＣｈ１又はＣｈ２の周波数により通信を行う（ステップＳ６１６）。

ステップＳ６１４において、通信可能な受信電界強度が無い場合には、ステップＳ６１７に進み、５．８ＧＨｚ帯の７Ｃｈのうち上記２Ｃｈ以外のＣｈの受信電界強度の有無の判定を行い、Ｃｈを補足できた場合には、その補足したＣｈにより通信を行う（ステップＳ６１８）。

ステップＳ６１２において、５．８ＧＨｚ帯の受信電界強度信号１１がない場合には、ステップＳ６１９に進み、２．５ＧＨｚ帯の広帯域な受信電界強度信号４の有無を判定し、２．５ＧＨｚ帯の受信電界強度信号４が無い場合には、ステップＳ６０１に戻り、処理を繰り返し、そうでなければ、ステップＳ６２０に進む。

ステップＳ６２０において、２．５ＧＨｚ帯の狭帯域な受信電界強度信号６の有無を判定し、通信可能な受信電界強度が無い場合には、ステップＳ６０１に戻り、処理を繰り返し、そうでなければ、２．５ＧＨｚ帯の受信処理を行う（ステップＳ６２１）。

図４は、本発明の一実施形態による複合車載通信装置の２．５ＧＨｚ帯の高周波増幅器３からの広帯域な受信電界強度信号４と、２．５ＧＨｚ帯の中間周波増幅器５からの狭帯域な受信電界強度信号６と、５．８ＧＨｚ帯の高周波増幅器１０からの広帯域な受信電界強度信号１１と、５．８ＧＨｚ帯の中間周波増幅器１２からの受信電界強度信号１３ａ、１３ｂとを比較して示す説明図である。

図４において、縦軸は受信電界強度を示し、横軸は周波数を示す。また、Ｆ０は、２．５ＧＨｚ帯を用いたＶＩＣＳ（電波ビーコン）の周波数であり、Ｆ１〜Ｆ７は、５．８ＧＨｚ帯を用いたＥＴＣ機能を含むＤＳＲＣ方式の周波数である。

図４において、例えば受信信号１３ａが存在する場合に、局部発振回路１４から出力される局部発振周波数が受信信号１３ｂのみを受信する設定状態にあった場合でも、高周波増幅器１０からの広帯域な受信電界強度信号１１を判定に使用することにより局部発振周波数を受信信号１３ａのみを受信する設定状態に変更しなくても受信電界強度信号１１の存在を把握することができる。

図５は、本発明の一実施形態による複合車載通信装置の高周波増幅器１０からの広帯域な受信電界強度信号１１と、中間周波増幅器１２からの狭帯域な受信電界強度信号１３を使用し判定を行い、通信が開始される場合を示す説明図である。

図５において、縦軸は受信電界強度を示し、横軸は車両の走行方向を示す。また、波形は受信電界強度信号１１，１３を示し、同じ特性を示している。また、点線は広帯域な受信電界強度の有無を判定するための判定値２７と、判定値２７よりも高い値であり、通信開始の判定を行う判定値２８と、広帯域な受信電界強度を有りと判定した地点２９を示し、横向きの両方向矢印で示す間隔は、通信開始の判定を行う判定値２８を越え、通信を行われる期間３０を示している。

図５において、広帯域な受信電界強度信号１１が判定値２７を越えた地点２９において、広帯域な受信電界強度を有りと判定し、続いて狭帯域な受信電界強度信号１３について判定を行う。

狭帯域な受信電界強度信号１３が、通信開始の判定を行う判定値２８を越えた地点から通信を開始し、受信電界強度が判定値２８を下回るまでの期間３０において通信が行われる。

図６は、本発明の一実施形態による複合車載通信装置の高周波増幅器１０からの広帯域な受信電界強度信号１１と、中間周波増幅器１２からの狭帯域な受信電界強度信号１３を使用し判定を行い、通信が開始されない場合を示す説明図である。

図６において、縦軸は、受信電界強度を示し、横軸は車両の走行方向を示す。また、波形は受信電界強度信号１１，１３を示し、点線は広帯域な受信電界強度の有無を判定するための判定値２７と、判定値２７よりも高い値であり、通信開始の判定を行う判定値２８と、広帯域な受信電界強度を有りと判定した時点２９を示す。

図６において、広帯域な受信電界強度信号１１が判定値２７を越えた地点２９において、広帯域な受信電界強度を有りと判定し、続いて狭帯域な受信電界強度信号１３について判定を行う。この場合には受信電界強度信号１３は、通信開始の判定を行う判定値２８を越えていないため、通信は行われない。

以上のように構成された本発明の一実施形態によれば、複数の無線周波数帯の通信に対応する複合車載通信装置の、各無線周波数帯に対応した受信回路において、従来の中間周波増幅器５，１２からの受信電界強度信号６，１３以外に、高周波増幅器３，１０からの受信電界強度信号４，１１を周波数の選定の判定に使用している。そして、高周波増幅器１０からの５．８ＧＨｚ帯の受信電界強度信号が存在する場合には、その中間周波数増幅器１２からの信号処理を優先して行うことにより、使用する通信周波数帯が増加した場合であっても、通信周波数の決定処理を高速に行い、最も高速な情報処理が要求される通信周波数においても速やかに通信を開始し、通信処理を安定して完結することができる。

以上のように構成された本発明の第２の実施形態においても本発明の第１の実施形態と同様の効果が得られる。

尚、本発明においては、５．８ＧＨｚ帯を使用したＤＳＲＣ方式を使用したＥＴＣと、２．５ＧＨｚ帯を使用した交通情報サービス（ＶＩＣＳ：電波ビーコン）について適用した場合を示したが、これに限らず、現在複数の個体で存在する車載通信機器の統合化製品や、今後の通信方式等の増加に対応する多バンド車載通信装置への利用に適用してもよい。

本発明の一実施形態による複合車載通信装置の概略構成図である。 本発明の一実施形態による５．８ＧＨｚ帯受信回路の詳細回路図である。 本発明の一実施形態による複合車載通信装置の周波数選定フローを示す図である。 本発明の一実施形態による複合車載通信装置の２．５ＧＨｚ帯の広帯域な受信電界強度信号と、５．８ＧＨｚ帯の広帯域な受信電界強度信号とを比較して示す説明図である。 本発明の一実施形態による複合車載通信装置の広帯域な受信電界強度信号を使用し判定を行い、通信が開始される場合を示す説明図である。 本発明の一実施形態による複合車載通信装置の広帯域な受信電界強度信号を使用し判定を行い、通信が開始されない場合を示す説明図である。

符号の説明

１ ２．５ＧＨｚ帯アンテナ
２ ２．５ＧＨｚ帯受信回路
３ ２．５ＧＨｚ帯高周波増幅器
４ ２．５ＧＨｚ帯の広帯域な受信電界強度信号
５ ２．５ＧＨｚ帯中間周波増幅器
６ ２．５ＧＨｚ帯の狭帯域な受信電界強度信号
７ ２．５ＧＨｚ帯局部発信回路
８ ５．８ＧＨｚ帯アンテナ
９ ５．８ＧＨｚ帯受信回路
１０ ５．８ＧＨｚ帯高周波増幅器
１１ ５．８ＧＨｚ帯の広帯域な受信電界強度信号
１２ ５．８ＧＨｚ帯中間周波増幅器
１３ ５．８ＧＨｚ帯の狭帯域な受信電界強度信号
１４ ２．５ＧＨｚ帯狭帯域なバンドパスフィルタ
１５ 受信電界強度信号処理部
１６ 通信制御部
１７ 信号処理部
１８，１９ ５．８ＧＨｚ帯広帯域なバンドパスフィルタ
２０ ５．８ＧＨｚ帯混合器
２１ ５．８ＧＨｚ帯狭帯域なバンドパスフィルタ
２２ ５．８ＧＨｚ帯検波復号器
２３ ５．８ＧＨｚ帯送信回路
２４ ５．８ＧＨｚ帯混合器
２５ ２．５ＧＨｚ帯検波復号器
２６ アンテナスイッチ
２７ 広帯域な受信電界強度信号の判定値
２８ 通信開始の判定を行う狭帯域な受信電界強度信号の判定値
２９ 広帯域な受信電界強度信号の判定開始地点
３０ 通信が行われる期間

Claims (3)

1. 複数の無線周波数帯域で通信を行う車載通信装置において、
   複数の無線周波数帯域毎に設けられた複数の高周波受信増幅手段と、
   上記複数の高周波受信増幅手段のそれぞれの出力信号を中間周波数信号に変換し、増幅する複数の中間周波数変換増幅手段と、
   上記複数の中間周波数変換増幅手段からの出力信号を復調し、復調した信号に対応した信号処理を行う信号処理手段と、
   上記複数の高周波受信増幅手段の出力信号と、上記複数の中間周波数変換増幅手段の出力信号とが供給され、複数の無線周波数帯域のうちの、優先すべき無線周波数帯域の受信電界強度信号が存在する場合は、上記優先すべき無線周波数帯域に対応する中間周波数変換増幅手段からの出力信号を優先して上記信号処理手段に出力する受信電界強度信号処理手段と、
   を備えることを特徴とする車載通信装置。
2. 請求項１記載の車載通信装置において、
   上記優先すべき無線周波数帯は、ＥＴＣ機能のための５．８ＧＨｚ帯域であることを特徴とする車載通信装置。
3. 請求項２記載の車載通信装置において、
   複数の無線周波数帯域には、ＶＩＣＳのための２．５ＧＨｚ帯域を含むことを特徴とする車載通信装置。

Images