JP4708585B2 - Roadside wireless communication system - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は路側無線通信システム、特にDSRC(Dedicated Short-Range Communication:狭域無線)方式における有料道路自動料金収受システム等の路側無線通信システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
有料道路事業者4公団の発行するETCプロトコル仕様書(狭域無線)(ETC-A99240P)およびこれが参照又は引用する仕様書および細則基準、又は社団法人電波産業会の発行する有料道路自動料金収受システム標準規格(ARIB STD-T55)およびこれらの規定類を参照、拡張又は改版した規定に基づくDSRC方式を用いた路車間通信が知られている。斯かる路車間通信では、所定の通信領域以外に存在し通信の対象ではない車載器が、所定の通信領域から漏れた電波と誤通信することを回避することおよび所定の通信領域に進入する直前の車載器が所定の通信領域から漏れた電波の影響により、走行速度によってはその後所定の通信領域へ進入した際に通信が不成功となる現象を軽減するDSRC不要電波対策システムが必要になる。
【0003】
従来のDSRC方式を用いる路車間通信としては、有料道路の料金所ゲートに使用されるETC(Electronic Toll Collection)システムが代表的である。図14は、ETCシステムを説明するシステム構成図である。このETCシステムは、路側無線装置のアンテナ1を有し、このアンテナ1による通信領域(又は誤通信防止用電界領域)2が形成され、車両4および20等が通過可能である。図14には、不要電波が反射する天井面5、8および11を有する。その結果、不要電波の反射ルート3、7、10、13、15および17等が生じ、これらの反射ルート3〜17により不要電波領域6、9、12、14、16および18等が不可避的に生じる。即ち、図14は、路側無線装置のアンテナ1と所定の通信領域および不要電波領域の発生形態を示している。アンテナ1から放射された電波により作り出されるのが、所定の通信領域2である。この例では、車両4は車載器を搭載していないが、車両20は車載器19を搭載している。このとき、不要電波の反射ルート3により車両4と天井面5の2回反射で不要電波領域6が発生している。同様に反射ルート7により車両4および天井面8の2回反射で不要電波領域9が、反射ルート10により車両4と天井面11の2回反射で不要電波領域12が発生している。また、反射ルート13により車両4の1回反射で不要電波領域14が発生している。更に、車両4の1回反射による反射ルート15で不要電波領域16が、反射ルート17により不要電波領域18が発生している。
【0004】
図14において、渋滞等により先行車両(トラック)4が通信領域2内に停車していると仮定する。この場合には、不要電波領域6の後続車両(乗用車)20の車載器19が、アンテナ1の路側無線装置と誤って通信が成功する可能性がある。そして、車載器を搭載していない車両4と通信していると見なされるため、ETCシステムは、車両4が課金されたと誤って認識し、後続車両20は、非課金で停車させられるか又は二重課金される問題が発生する。これは、不要電波領域14にある車両でも同じ問題が発生する。
【0005】
一方、隣接車線の不要電波領域9、12、16および18の何れかを通過する場合には、アンテナ1が設置された車線のETCシステムとしては車両4が課金されたと誤って認識する。そして、車載器19を搭載した車両20が隣接車線を進入すると、無線課金と従来からの決済方法の二重課金を強いられるという問題が発生する可能性がある。この他にも車両4と車両20が図14の如く非常に短い車間を保って、例えば時速30Km程度で走行しており、更に、図14の通りに車載器19を搭載した車両20が不要電波領域6を通過した際に、仮に通信が途中で失敗したと仮定する。この場合には、コネクションタイマという時限の中では再通信ができなくなり、通信領域2を通り過ぎるまでにコネクションタイマが解けずに結果として通信が失敗に終わるという問題が発生する可能性がある。このときには、ETCシステムは異常と判定され、従来の決済方法又はETC用のICカード手渡しによる決済を余儀なくされる。
【0006】
上述した不要電波との誤通信や通信が不成功する現象は、一般的に図14に示す反射波以外にも、アンテナ1の指向性がブロード(広い)であることから広範囲に不必要な領域まで電波が届く場合や、アンテナ1から放射された電波が近隣の建造物、設置物、路面および天井等で反射して不必要な領域へ到達する場合がある。DSRC方式による路車間通信システムでは、この不要電波が発生しないように設置環境に合った指向性を有するアンテナ1の設置が要求される。この要請に応えるために、指向性がブロードであったりサイドローブが抑えられていないアンテナを使用することで広範囲に不必要な領域まで電波が届く場合に対しては、例えばETCシステムの料金所ゲートに使用されるアンテナ1では、4公団の発行するETC路側無線装置仕様書(ETC-A99200P)およびETC路側無線装置細則基準(ETC-B99200P)に規定の如く、一般街路にある車載器との誤通信を回避するためのシャープな指向性を有する「タイプ1B空中線」の使用が提案されている。
【0007】
また、特開2000−90313号公報の「有料道路の自動料金収受システム」(第1従来技術)、特許第3069341号公報の「有料道路自動料金収受システム」(第2従来技術)、特開平11−185083号公報の「料金所の通信装置」(第3従来技術)等に開示の従来技術では、シャープな指向性を有するビーム形成アンテナと車両検知器との組み合わせにより車両位置を特定し、誤通信を回避している。特に、第3従来技術では受信側のアンテナとして更に狭域にビーム成形されたアンテナを複数使用して車両位置特定の精度を上げている。また、特開平10−63902号公報の「料金自動収受装置」(第4従来技術)および特開平10-63903号公報の「料金自動収受装置」(第5従来技術)では、通信領域の端部分に対し意図的に無変調波の妨害電波を放射し車載器が正常に通信できる領域の境界を急峻にする領域制限アンテナを設置することで、通信領域境界付近での誤通信の回避と通信の安定化を実現している。
【0008】
この他にも、車両位置又は車載器位置を判別する手法として、特開2000−13271号公報の「自動料金収受システム」(第6従来技術)では、通信領域およびその手前に複数の車両検知器を使用して通信領域に進入しようとする車両の速度から移動距離を割り出し車両位置を特定して誤通信を回避している。また、特開2000−30101号公報の「ノンストップ自動料金収受システム」(第7従来技術)、特開2000−20774号公報の「ノンストップ自動料金収受システム」(第8従来技術)、特開2000−90307号公報の「ノンストップ自動料金収受システム」(第9従来技術)および日本電気(株)発行の「NEC技報」Vol.50No.7(1997年7月発行)ITS(高度道路交通システム)特集(第147−155ページ)の「電波到来角計測の手法と通信車両判別システム」(第10従来技術)の手法では、車載器からの電波の到来方向が所定の通信領域外のものであれば通信をしないことで誤通信を回避している。
【0009】
上述の従来技術に開示された手法は、不要な領域まで電波が届かないように電波の放射領域を縮小し且つ車両位置を特定又は電波の到来方向を認識し、所定の通信領域外の車載器との誤通信を回避したものである。他方、アンテナから放射された電波が近隣の建造物、設置物、路面および天井等で反射して起きる場合に対して、近隣の建造物、設置物および天井等の反射面に電波吸収体を貼り付けたり、路面に対して電波の反射率が低い舗装を施して、反射波を抑圧することが実施されている。これらの手法は、例えば図14に示す反射ルート3、7および10等の天井反射による反射波の強度を、車載器が応答しない程度の受信レベルまで低下させ、誤通信や通信が不成功になる現象を回避したものである。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、第4従来技術および第5従来技術以外の、アンテナの指向性をシャープにして電波の放射領域を狭める方法および車両検知器、速度計測や車載器からの電波が所定の通信領域外から到来することを判別する各種センサを併用して車両および車載器の位置を判別する方法も、図14に示す反射ルート13、15および17によって発生した不要電波領域14、16および18の不要電波と誤って通信する場合にあっては、車載器が所定の通信領域外にあるにも拘わらず、車両の位置特定の手法および電波の到来方向検知による車載器位置特定の手法では、恰も所定の通信領域2に存在する車両4に搭載された車載器のように見なされるため、全く効果がない。
【0011】
一方、第4および第5従来技術も、通信領域境界付近での誤通信に対しては効果があるものの、図14に示す不要電波領域14、16および18の如く少し離れた場所まで不要電波領域が及ぶ場合は、効果が発揮できない。仮にこの発明において、無変調波の妨害電波をより広範囲に放射するように発展させたとしても、領域制限アンテナの本来の目的である通信領域境界を急峻な特性にすることを維持するためには、1つのアンテナでは実現が困難であり、領域制限アンテナ以外に妨害電波を発する複数のアンテナを必要とする。また、複数車線で複数の周波数チャンネルが使用される場合を想定すると、使用されている周波数チャンネル数の無変調波を同時に放射する必要があり、複数のアンテナを使用することに加えて使用されている周波数チャンネル分の送信機を増加する必要がある。その結果、本来の目的である無線交信のための電波ではない多数の不要電磁波を発生させ、不経済なシステムになる。
【0012】
他方、電波吸収体を使用しても、不要な電波強度を抑圧可能であるが、アンテナの設置環境によっては必ずしも不要な電波を誤通信が発生しない強度まで低下させるには至らない。特に、図14の反射ルート13、15および17の如く先行車体や積み荷に1回だけ反射して発生する反射波を軽減するには、不特定多数の車体やその積み荷に電波吸収体を貼るという非現実的な対策を要する。よって、上述した従来技術は、誤通信および通信が不成功になる現象の発生頻度を低減することは可能であるが、確実な回避には至らない。
【0013】
【発明の目的】
本発明の目的は、上述したDSRC方式の路車間通信における従来技術の課題を解消又は著しく軽減する路側無線通信システムを提供することである。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明による路側無線通信システムは、車両が通行する路側に設けられたアンテナを有する狭域無線(DSRC)方式の路側機器と通信領域内の車両に搭載された車載器との間で無線通信するシステムであって、このアンテナから通信領域外への電波の漏洩により発生する不要電波に、通信対象外の車両の車載器が応答することにより誤通信を生じさせる不要電波領域を、車載器が同期可能なDSRC方式の変調波で覆う誤通信防止用電界領域を形成する誤通信防止用路側無線装置を設ける。
【0015】
また、本発明による路側無線通信システムの好適実施形態によると、アンテナは、有料道路等の料金ゲートに設けられ、誤通信防止用電界領域は、アンテナが設けられた車線の隣接車線に形成される。アンテナは、有料道路等の料金ゲートに設けられ、誤通信防止用電界領域は、アンテナが設けられた車線の上流に形成される。アンテナを隣接する複数車線にそれぞれ設け、アンテナによる通信領域の上流に隣接してそれぞれ誤通信防止用電界領域が形成される。隣接する車線の誤通信防止用電界領域は、相互に部分的に重なり合うように形成される。誤通信防止用電界領域およびこの誤通信防止用電界領域における誤通信防止用路側無線装置による電界強度は、車両の車載器がアンテナからの不要電波に同期する前に同期確立するよう選定する。隣接する誤通信防止用電界領域の電波として、相互に異なる周波数チャンネルを使用する。また、アンテナは、ドライブスルー店舗の商品受け渡し兼勘定所の車両との通信用に設けられ、誤通信防止用電界領域は、商品受け渡し兼勘定所の周囲に待機する後続車両および駐車中の車両等を含む領域とする。更に、誤通信防止路側無線装置は、予告通信等の第2通信用路側無線装置を兼用する。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による路側無線通信システムの好適実施形態の構成および動作を、添付図面を参照して詳細に説明する。
【0017】
図1は、本発明による路側無線通信システムの第1実施形態のシステム構成図である。この路側無線通信システムは、有料道路の自動料金収受(ETC)システムへの応用例であって、車両が通過する車線に設けられたアンテナ21、このアンテナ21による通信領域22、アンテナ21の車線と隣接する車線に設けられた誤通信防止用路側無線装置のアンテナ23およびこのアンテナ23による誤通信防止用電界領域24により構成される。
【0018】
ここで、アンテナ21により形成される通信領域22は、無線交信により通行料の課金を行うためのものである。一方、アンテナ23およびこのアンテナ23により形成される誤通信防止用電界領域24は、元々ETCシステムが設置されていない隣接車線である。アンテナ21から車両25に反射して不要電波領域26が隣接車線に現れる。車両27は車載器28を搭載しており、軌跡29は車載器28の移動(又は走行)軌跡を示している。ここでは、説明の便宜上、車両25が停車しており、不要電波領域26が安定して存在する場合を想定している。
【0019】
次に、図2は、図1に示す車両27に搭載された車載器28が軌跡29を通るときの車載器28の受信レベルとC/Nを示す。尚、図2では、アンテナ21から放射される電波とアンテナ23から放射される電波が同一周波数(f1)チャンネルを使用する場合の例である。このとき、図2(a)は、不要電波領域26の強度が弱い場合を示し、図2(b)は不要電波領域26の強度が強い場合を示す。図2(a)、(b)において、特性曲線24は、車載器28が軌跡29を通るときの誤通信防止用電界領域24の受信レベルおよびC/Nを示し、特性曲線26は、不要電波領域26の受信レベルおよびC/Nを示す。
【0020】
次に、図3は、車載器28が軌跡29を通るときの車載器受信レベルおよびC/Nを示す。尚、図3では、アンテナ21から放射される電波とアンテナ23から放射される電波が異なる周波数(f1とf2)チャンネルを使用する場合を示す。このとき、図3(a)は不要電波領域26の強度が弱い場合を示し、図3(b)は不要電波領域26の強度が強い場合を示す。図3(a)、(b)のそれぞれについて、特性曲線24は車載器28が軌跡29を通るときの誤通信防止用電界領域24の受信レベルおよびC/Nを示し、特性曲線26は不要電波領域26の受信レベルおよびC/Nを示す。
【0021】
次に、図1に示す路側無線通信システムの動作を説明する。アンテナ21から放射される電波とアンテナ23から放射される電波が同一周波数チャンネルを使用する場合には、図2(a)に示す如く、車載器28が誤通信防止用電界領域24にさしかかり車載器28は誤通信防止用電界領域24の電波に同期する。その後、不要電波領域26にさしかかると、電波干渉の影響によりC/Nは劣化するが同期外れには至らず、誤通信防止用電界領域24を抜けるまで同期し続ける。また、不要電波領域26の電界が強い場合には、図2(b)に示す如く、不要電波領域26にさしかかるとC/Nが大きく劣化し、不要電波領域26の通過中は同期外れを起こす。しかし、不要電波領域26の電波は、よりC/Nが低いため、これに同期することはなく不要電波領域26を抜ける際に再び誤通信防止用電界領域24の電波に同期し、その後は誤通信防止用電界領域24を抜けるまで同期し続ける。この結果、誤通信防止用電界領域24が存在する場合には、不要電波領域26の電波には同期しない。
【0022】
他方、アンテナ21および23から放射される電波が相互に異なる周波数チャンネルを使用する場合には、図3(a)に示す如く、車載器28が誤通信防止用電界領域24にさしかかると、車載器28は誤通信防止用電界領域24の電波に同期する。その後、不要電波領域26にさしかかると、電波干渉の影響によりC/Nは劣化するものの、車載器28の隣接周波数チャンネル選択度の効果から殆ど影響なく十分なC/Nを維持し、誤通信防止用電界領域24を抜けるまで同期し続ける。また、不要電波領域26の電界が強い場合には、図3(b)に示す如く、不要電波領域26の電界が強いため不要電波領域26にさしかかるとき図3(a)に比べて影響は強く出ているが、同期を維持するには十分なC/Nであり、誤通信防止用電界領域24を抜けるまで同期し続ける。
【0023】
以上の説明から理解される如く、誤通信防止用電界領域24が存在する場合には、不要電波領域26の電波に同期することはない。即ち、誤通信防止用電界領域24が存在する限り、隣接車線同士の周波数チャンネル配置には無関係に、車載器28を隣接車線のアンテナ21の路側無線装置と誤って通信させることはなく、本発明の路側無線通信システムの目的が達せられている。但し、隣接車線同士は異なる周波数チャンネルを使用する方が、より効果的に隣接車線との誤通信回避が実現できることは、図2および図3の差より明らかである。尚、アンテナ23は、車載器28を同期させるのに必要なFCMC(フレーム同期兼フレーム制御情報)信号を十分な電界強度で放射する限り、通信の有無に拘らず車載器28は誤通信防止用電界領域24の電波に同期し続ける。この路側無線通信システムは、現行のETCシステムで使用されている機器に対して僅かな機能変更を行うのみで実現できるため、安価なシステムで隣接車線を走行する車両27の車載器28との誤通信が回避できるという利点がある。
【0024】
また、この路側無線通信システムのアンテナ23を含む誤通信防止用無線装置は、将来無線交信により通行料の課金を行うETCシステムを導入する際にそのまま設備を活用できるため、少なくとも路側無線装置を設置する部分については先行投資で済み無駄がないという利点もある。更に、路側無線通信システムのアンテナ23は、通信を行うことにより、必要最小限の無線交信の中で車載器の製造業者番号、特に車載器にICカードが挿入されていれば利用契約情報の一部が読み出せる。また、相互認証まで行う無線交信を行えば、車載器およびこれに挿入されたICカードの全ての情報が取得でき、結果として一般車線へ流入したETCの利用可能な車両(以下、ETC車という)を把握することができ、例えば料金所を通行する全車両のうちETC車と非ETC車の比率や、ETC車におけるICカード挿入状態と未挿入状態の比率等の統計処理に活用も可能である。
【0025】
次に、図2に示す路側無線通信システムにおいて、アンテナ21が設置されている車線とアンテナ23が設置されている車線の両車線が共に、既に無線交信により通行料の課金を行うETCシステム化がなされている場合を想定する。アンテナ21により作り出される通信領域22とアンテナ23により作り出される通信領域24は、共に無線交信により通行料の課金を行うためのものである。但し、この場合に、アンテナ21、アンテナ23およびこれらのアンテナ21、23により形成される通信領域22および通信領域24は、ETCによらない通常の課金による一般運用を行う際は、それぞれ誤通信防止用電界領域と誤通信防止用電界領域として動作する。ここで、アンテナ21の設置されている車線が無線交信により通行料の課金を行う運用(以下、専用運用/混在運用という)を行い、アンテナ23が設置されている車線が一般運用を行っていると仮定する。
【0026】
次に、上述の場合における動作を、図2および図3を参照して説明する。車載器28が軌跡29を通るときの車載器28の受信レベルとC/N特性を示す。図2(a)、図2(b)、図3(a)および図3(b)についての説明は、上述のとおりである。アンテナ23から放射された電波は、誤通信防止用電界領域24であり、車載器28は、図2および図3の通り不要電波領域26の電波に同期することはない。即ち、誤通信防止用電界領域24が存在する限り、車載器28を隣接車線のアンテナ21の路側無線装置と誤って通信させることはない。また、隣接車線では異なる周波数チャネルを使用する方がより効果的に隣接車線との誤通信の回避が実現できることは、上述のとおりである。尚、一般運用を行っている車線のアンテナ23は、車載器28を同期させるのに必要なFCMC信号を十分な電界強度で放射すれば、通信の有無に拘らず車載器28を誤通信防止用電界領域24の電波に同期し続けさせられる。本発明は、既に設置されているETCシステムに対して僅かな機能追加を行うだけで実現できるため、安価なシステムで隣接車線の路側無線装置との誤通信が回避できるという利点がある。
【0027】
更に、アンテナ23を路側無線装置が通信を行う構成とすれば、必要最小限の無線交信の中で車載器28の製造業者番号、特に車載器にICカードが挿入されていれば利用契約情報の一部が読み出せる。また、相互認証まで行う無線交信を行えば、車載器28およびこれに挿入されたICカードの全ての情報が取得でき、結果として一般運用を行っている車線へ流入したETC車を把握することができ、例えば料金所を通行する全車両のうちETC車と非ETC車の比率や、ETC車におけるICカード挿入状態と未挿入状態の比率等の統計処理に活用できる。また、アンテナ21の設置されている車線が一般運用を行う場合も本発明は適用可能である。
【0028】
次に、図4は、本発明による路側無線通信システムの第2実施形態の構成図である。尚、図1に示す構成要素に対応する構成要素には、説明の便宜上、同様の参照符号21〜29を使用し、詳細説明を省略する。尚、アンテナ21の設置されている車線は、専用運用/混在運用で運用され、アンテナ23の設置されている車線は、専用運用/混在運用又は一般運用の何れかで運用されていると仮定する。但し、不要電波領域26は、アンテナ21から放射された電波が車両25に反射して隣接車線の通信領域(又は誤通信防止用電界領域)24の上流部から一部はみ出る形で重なるように発生したものである。図4の実施形態では、アンテナ21、23の手前又は上流にそれぞれアンテナ31、33が設けられ、これらアンテナ31、33によりそれぞれ誤通信防止用電界領域32、34が形成されている。更に、不要電波領域30は、アンテナ21から放射された電波が車両25で反射し隣接車線の通信領域(又は誤通信防止用電界領域)24の上流に漏洩したものである。不要電波領域39は、アンテナ21から放射された電波が車両25に反射して車線上流の隣接車線境界部分に発生したものである。車両36は、車載器37を搭載し、料金所ゲート直前で車線変更をしようとしており、軌跡38はこのときの車載器37の軌跡である。
【0029】
アンテナ31、33は、支柱35に取り付けられている。アンテナ31とアンテナ31から放射された誤通信防止用電界領域32およびアンテナ33とアンテナ33から放射された誤通信防止用電界領域34は、通信領域22と誤通信防止用電界領域32、通信領域(又は誤通信防止用電界領域)24と誤通信防止用電界領域34、および誤通信防止用電界領域32と誤通信防止用電界領域34のそれぞれ隣り合う領域について、車載器37が同期するに十分な電界強度で電界領域が重なるように配置される。
【0030】
次に、図5(a)〜(h)を参照して、図4に示す路側無線通信システムの動作を説明する。通信領域22、誤通信防止用電界領域32、通信領域(又は誤通信防止用電界領域)24および誤通信防止用電界領域34の各電界領域の関係を周波数配置と共に示す。図5(a)および(b)は、相互に隣り合う通信領域22、24および誤通信防止用電界領域32、34を全て異なる周波数で配置している。一方、図5(c)および(d)は、相互に隣り合う通信領域22、24および誤通信防止用電界領域32、34を全て同一の周波数f1又はf2で配置している。また、図5(e)〜(h)は、隣り合う通信領域同士(又は隣り合う通信領域と誤通信防止用電界領域)を同一周波数で配置し且つ隣り合う通信防止用電界領域同士を必ず異なる周波数で配置している。
【0031】
次に、図6〜図8は、車両27に搭載された車載器28が図4中に示す軌跡29を通るときの車載器受信レベルとC/Nを示す特性図である。図6は図5(a)に対応し、図7は図5(c)と(g)に対応し、図8は図5(e)にそれぞれ対応する。一方、図9〜図11は、車両36に搭載された車載器37が図4中に示す軌跡38を通るときの車載器受信レベルとC/Nを示す特性図である。図9は図5(c)に対応し、図10は図5(e)に対応し、図11は図5(a)と(h)にそれぞれ対応する。
【0032】
車載器28を搭載した車両27が軌跡29を通り不要電波領域30を通過する際の動作は、図2および図3の参照符号26を30に読み替えた場合の上述した動作と同じであり、車載器28は図2および図3の通り不要電波領域26(この実施形態では不要電波領域30)の電波に同期することはない。即ち、誤通信防止用電界領域34が存在する限り、車載器28を隣接車線のアンテナ21の路側無線装置と誤って通信させることはない。また、車載器28を搭載した車両27が軌跡29を通り不要電波領域26(30)を通過する際の動作については、図6〜図8の通りであり、車載器28は不要電波領域26(30)の電波に同期することはない。即ち、図5(a)、(c)、(e)および(g)の各周波数配置において、誤通信防止用電界領域34が通信領域(又は誤通信防止用電界領域)24と車載器28が同期を行うに十分な電界強度で電界が重なるように配置されていれば、車載器28をアンテナ21の路側無線装置と誤って通信させることはない。尚、図6〜図8において周波数f1をf2、周波数f2をf1と読み替えれば、それぞれ図5(b)、(d)、(f)、(h)の各周波数配置でも、同様な効果が得られる。
【0033】
次に、車載器37を搭載した車両36が軌跡38を通り不要電波領域39を通過する際の動作は、図9〜図11の通りであり、車載器28は不要電波領域30の電波に同期することはない。即ち、図5(a)、(c)、(e)および(h)の各周波数配置において、誤通信防止用電界領域32が誤通信防止用電界領域34と車載器が同期を行うに十分な電界強度で電界が重なるよう配置されていれば、車載器37をアンテナ21の路側無線装置と誤って通信させることはない。尚、図6〜図8において、周波数f1をf2、周波数f2をf1と読み替えれば、図5(b)、(d)、(f)および(g)の各周波数配置でも、同様な効果が得られる。また、図5は、2車線での形態を示しているが、3車線以上の場合も隣り合う電界領域を車載器が同期を行うに十分な電界強度で重なるように配置すれば、同様の効果が得られる。尚、アンテナ31およびアンテナ33は、車載器28と車載器37を同期させるのに必要なFCMC信号を十分な電界強度で放射すれば、通信の有無に拘らず車載器28および車載器37を誤通信防止用電界領域32および誤通信防止用電界領域34の電波に同期し続けさせられる。
【0034】
また、図4の実施形態は、有料高速道路の料金所ゲートに用いられるETCシステムを想定したものであり、車両がノンストップで例えば時速20Km程度以上の速度で通過することが想定されるため、コネクションタイマという時限が所定の通信領域へ進入する時まで有効であった場合に通信が不成功となる現象を避けることができるという利点がある。更に、リリースタイマが無効であることで電界領域が切り替わる際に速やかな同期の移行が可能であることから、所定の通信領域での通信をより早く確立させるという相乗効果もある。尚、図4に示すアンテナ31およびアンテナ33は、車線幅員の中心の路面上約6mに支柱35を用いて取り付けられている。しかし、誤通信防止用電界領域32および誤通信防止用電界領域34を配置できれば、これらアンテナ31、33の設置場所は問わない。また、誤通信防止用電界領域32および誤通信防止用電界領域34は、不要電波の届く範囲に応じて、車両進行方向に適宜長さを設定すべきであり、場合によっては、車線の上流域に誤通信防止用電界領域を複数配置してもよい。
【0035】
次に、図12は、本発明による路側無線通信システムの第3実施形態の構成図である。この実施形態は、本発明をドライブ・スルーの自動料金収受システムに適用した例である。図12中には、ドライブ・スルーを有するファースト・フード等の店舗40を示している。商品の引き取りおよび品代の支払いを行うために、車載器41を搭載した車両42が商品の受け渡し兼勘定所に停車している。受け渡し兼勘定所には、本発明による路側無線通信システムのDSRC方式無線交信により、品代の課金を行うためのアンテナ43が設置され、通信領域44を形成している。車載器45を搭載した車両46が、順番待ちのために車両42の直ぐ後ろに至近距離で停車しようとしている。そして、この車両46は、予告用アンテナ47により形成された通信領域48に到達していると共にアンテナ43から放射された電波が車両42に反射して現れた不要電波領域49にさしかかろうとしている。不要電波領域50および不要電波領域51は、後続車両側の不要電波領域49と同様に、アンテナ43から放射された電波がサービス中の車両42に反射して現れたものである。
【0036】
ここで、アンテナ47および通信領域48は、予告用であると共に不要電波領域49の電波との誤通信を防止するためのものである。アンテナ52および誤通信防止用電界領域53は、隣接街路を走行する車両55に搭載された車搭器54が不要電波領域50の電波と誤通信しないよう、また隣接する駐車場に駐車している車両57の車載器56他と誤通信しないように設置されたものである。尚、誤通信防止用電界領域53は、電波吸収体が貼り付けられた又は電波吸収塗料が塗布された等の不必要な電波反射を防ぐための処置が施された庇58および屋根59に遮蔽された形になっているが、隣接する電界領域とは車載器が同期するのに十分な強度で電界領域が重なるように配置されている。
【0037】
次に、図12に示す路側無線通信システムの動作を説明する。図12に示す順番(サービス)待ち車両46に搭載された車載器45の動作は、上述した図2および図3の参照符号24を48に、26を49にそれぞれ読み替えた場合と同じである。通信領域兼誤通信防止用電界領域48は、車載器45を不要電波領域49に同期させないように作用する。同様に、図12において、隣接街路を走行する車両55に搭載された車載器54の動作は、上述した図2および図3の参照符号24を53に、26を50にそれぞれ読み替えた場合と同じである。誤通信防止用電界領域53は、車載器54を不要電波領域50に同期させないように作用する。更に、図13において、車両57に搭載された車載器56の動作は、前記図3、図4の24を53に、26を51にそれぞれ読み替えた場合の実施の形態1と全く同じであり、誤通信防止用電界領域53は車載器56を不要電波領域51に同期させないように作用する。すなわち第3の発明よにるDSRC不要電波対策システムの目的が達せられている。
【0038】
尚、車両57がエンジンを始動させるためにイグニッションキーを操作して車載器56が起動した直後は、不要電波領域51および誤通信防止用電界領域53が同時に存在する。仮に、不要電波領域51および誤通信防止用電界領域53が異なる周波数チャンネルであった場合には、車載器56がどの電波に同期するかは不定である。不要電波領域51の電波に同期すれば、誤課金が発生する可能性がある。そのため、この実施形態にあっては、不要電波領域51および誤通信防止用電界領域53を同一周波数チャンネルにして電波干渉を発生させ誤通信を回避する方法が効果的である。一方、上述した予告通信用の通信領域48の周波数チャンネルは、課金処理のための通信領域44および誤通信防止用電界領域53と同一又は異なっていてもよい。しかし、隣接駐車場にある車両57の始動時を考慮すれば、誤課金の問題はないものの不要な誤通信を防止する意味では、同一の周波数チャンネルで構成する方が望ましい。尚、アンテナ52は、車載器54および車載器56を同期させるのに必要なFCMC信号を十分な電界強度で放射すれば、通信の有無に拘らず車載器54および車載器56を誤通信防止用電界領域53に同期し続けさせられる。また、誤通信防止用電界領域53は、漏洩又は反射による不要電波の到達範囲に応じて適宜範囲は設定し、場合により複数の誤通信防止用路側無線装置を設置して、不要電波の到達範囲を覆い尽くす複数の誤通信防止用電界領域で構成してもよい。
【0039】
次に、図13(a)〜(c)は、本発明による路側無線通信システムで使用する路側無線装置の構成を示すブロック図である。これら図13(a)〜(c)において、対応する構成要素には、同様の参照符号を使用する。先ず、図13(a)は、路側無線装置68およびこれと通信する車載器70を示す。路側無線装置68は、アンテナ63および送信機64を含む無線部60およびこの無線部と接続ケーブル61により接続された通信制御部66を備え、この通信制御部66には、高速接続バス69が接続されている。そして、路側無線装置68の無線部60に含まれるアンテナ63は、車載器70と無線通信する。一方、図13(b)には、路側無線装置68、ETC制御装置62および車載器70により構成される。路側無線装置68の無線部60には、アンテナ63および送信機64に加えて受信機65を含んでいる。また、ETC制御装置62は、上述した路側無線装置68の一部でもある通信制御部66およびこれと高速接続バス69により接続されたETC処理部67を含んでいる。アンテナ63は、車載器70と通信する。更に、図13(c)には、複数(3個)の路側無線装置68a〜68cおよびETC制御装置62を示す。各路側無線装置68a〜68cは、接続ケーブル61a〜61cでそれぞれ接続された無線部60a〜60cおよび通信制御部66a〜66cを含んでいる。ETC制御装置62は、ETC処理部67を含み、それぞれ高速バス69a〜69cを介して路側無線装置68a〜68cの通信制御部66a〜66cに接続されている。
【0040】
次に、路車間通信を行う本発明の路側無線通信システムの動作を、図13(b)に基づき説明する。路側無線装置68が無線装置として動作するためには、先ず起動時にETC処理部67がアプリケーションを路側無線装置68のレイヤ7に登録するために、ETC処理部67から高速接続バス69を用い路側無線装置68の通信制御部66へ初期設定情報を通知する処理が行われる。この処理を終えると、路側無線装置68の通信制御部66は、所定のFCMC信号をベースバンド信号として、接続ケーブル61を介して路側無線装置68の無線部60へ伝送し、路側無線装置68の無線部60の送信機64で所定の周波数のASK変調を行い、アンテナ63を介して空間へ電波として放射する。そして、放射された電波を車載器70が受信し、路側無線装置68の無線部60から放射された電波の周波数チャンネルを選定すると共にレイヤ2レベルでの同期を確立する。すると、車載器70は、受信したFCMC信号の中に含まれている情報を受けて車載器70の存在を示すリンクID情報およびリンクに必要な情報を含むACTC信号と呼ばれる信号を電波にして路側無線装置68に送信する。
【0041】
路側無線装置68は、これをアンテナ63で受信して受信機65で復調した後に、接続ケーブル61を介して路側無線装置68の通信制御部66へベースバンド信号として伝える。次に、路側無線装置68の通信制御部66は、ACTC信号の内容に応じて、BSTと呼ばれる信号を上述した信号処理方法で車載器70へ送信し、またBST信号を受信した車載器70は、VSTと呼ばれる信号を路側無線装置68へ送信する。路側無線装置68が上述した信号処理により路側無線装置68の通信制御部66へ伝送されると、正式に路側無線装置68と車載器70が互いのレイヤ7間でリンクを確立したことになる。路側無線装置68の通信制御部66は、高速接続バス69を使用してETC処理部67に車載器70とのリンクが確立したことを通知し、ETC処理部67および車載器70間のアプリケーションレベルでの通信も可能になる。
【0042】
ここで、特に上述した第1実施形態の如く、誤通信防止用の目的に限定される路側無線通信システムの場合には、この後アプリケーションレベルで通信を行う必要がないため、ETC処理部67は直ぐにリンク切断要求の情報を高速接続バス69に乗せ路側無線装置68の通信制御部66へ通知する。これを受けた路側無線装置68の通信制御部66は、上述した信号処理によりアンテナ63から電波にして取得済みのリンクIDを持つ車載器70へ通知する。車載器70がこの信号を受信すると、互いにアプリケーションレベルおよびレイヤ7レベルのそれぞれのリンクは解放される。しかし、路側無線装置68からは常に所定のFCMC信号を電波にして送出しているため、車載器70は、レイヤ2レベルで路側無線装置68の電波に同期したままとなる。
【0043】
更に、互いのアプリケーションレベルおよびレイヤ7レベルのリンクは解放された後も、車載器70は、リリースタイマという制限時間を経て再びリンク確立のための動作を行う。路側無線装置68は、これを受けた通信処理動作に入り、以後は上述した一連の通信処理手順が繰り返される。尚、本発明の路側無線通信システムが、付加価値のために車載器の固有情報およびこれに挿入されたICカードに書き込まれている利用契約情報等を取得する場合には、ETC処理部67がリンク切断要求を行う前に、車載器70との間で路側無線装置68を介して相互認証の手順と情報取得のための手順をアプリケーションレベルの通信を行う。
【0044】
本発明は、上述のような実施形態で示されている。また、次のような構成の発明としてもまとめて説明できる。
【0045】
本発明によるDSRC不要電波対策システムでは、DSRC方式の路車間通信を行う所定の通信領域の外側に誤通信を防止するための新たなDSRC方式の変調波による電界領域(前記、誤通信防止用電界領域)を設けている。
【0046】
また、本発明による路側無線装置は、本発明によるDSRC不要電波対策システムの構成品として動作するために2種類のものがあり、一つ目はシステムからの制御を受け付ける機能を付加し、二つ目は必要最小限の特化した機能のみを設けている。
【0047】
誤通信防止用電界領域は、DSRC方式の路側無線装置のアンテナから放射されたものであり、車載器が誤通信防止用電界領域に進入すると、DSRC方式の通信手順に従い初めに同期を確立させるように作用する。この時、誤通信防止用電界領域を作り出すために設置した路側無線装置(前記、誤通信防止用路側無線装置)は必ずしも通信を行わなくても構わず、車載器を同期させるのに必要なFCMC信号を十分な電界強度で放射すれば、通信の有無に関わらず車載器をこの電波に同期し続けさせられる。誤通信防止用電界領域は、車載器が同期状態にある時に別な周波数チャンネルの妨害電波(信号)を加えられても、車載器の持つ隣接周波数チャンネル選択度の性能を利用し、この別な周波数チャンネルの電波(信号)に対して車載器を無反応にするように作用する。
【0048】
更に、誤通信防止用電界領域は、同一周波数チャンネルの妨害電波(信号)を加えられても、妨害電波の電界強度が誤通信防止用電界領域の電界強度と同等以下であれば、電波干渉を起こさせ車載器が妨害電波に同期しないように作用する。特に、同一周波数チャンネルの妨害電波が同期中の誤通信防止用電界領域の電波に対して十分に微弱な場合は、電波干渉の影響は少なく、既に同期している誤通信防止用電界領域の電波から車載器が同期を外さないよう作用する。
【0049】
従って、所定の通信領域の外側に設けられた誤通信防止用電界領域は、この電波に同期した車載器が同期を確立するに十分な電界強度で安定していれば、誤通信防止用電界領域に混入する別な周波数チャンネルの不要電波や、同一周波数チャンネルの不要電波には車載器を同期させないよう作用し続けるため、実に漏洩や反射で発生する不要な電波との誤通信を回避できるという効果が得られる。
【0050】
また、車両の走行ルートにおいて所定の通信領域の直ぐ手前に誤通信防止用電界領域を設ければ、同じ作用により所定の通信領域に進入する前に車載器が不要な電波に同期することを防げるため、通信が不成功となる現象をも同時に回避できるという相乗効果が得られる。
【0051】
ここで、本発明の態様を補足すると、本発明による第1態様のDSRC不要電波対策システムは、例えばETCシステムにおいて、一般車線に対し、将来無線交信による通行料の課金を行うETCシステム化がなされる場合に必要となる路側無線装置を設置する場所に、誤通信防止用路側無線装置を設置し隣接車線との誤通信を防止する構成としている。
【0052】
本発明による第2態様のDSRC不要電波対策システムは、例えばETCシステムにおいて、一般運用を行う時に限り、既に設置されている路側無線装置が誤通信防止用路側無線装置として動作し、隣接車線との誤通信を防止する構成としている。
【0053】
本発明による第3態様のDSRC不要電波対策システムは、誤通信防止用電界領域を所定の通信領域および第1と第2の発明によるDSRC不要電波対策システムが作る誤通信防止用電界領域の直前のエリアまたは周囲へ作り出すための誤通信防止用路側無線装置を設置し、不要電波との誤通信の回避と、直後の所定の通信領域内で通信が不成功になる現象を回避する構成としているとともに、本発明によって配置された誤通信防止用電界領域と隣り合う電界領域は、車載器が同期を行うに十分な電界強度で電界領域が重なるように配置され、不要電波との誤通信の回避と、直後の所定の通信領域内で通信が不成功となる現象を回避する効果を高める構成としている。
【0054】
本発明による第4態様のDSRC不要電波対策システムは、第1および第2の発明によるDSRC不要電波対策システムと、第3の発明によるDSRC不要電波対策システムを複数使用するDSRC不要電波対策システムであり、隣り合う通信領域および誤通信防止用電界領域を全て異なる周波数チャンネルまたは全て同一の周波数チャンネルで配置し、或いは隣り合う通信領域同士および隣り合う通信領域と第1および第2の発明によるDSRC不要電波対策システムの作り出す誤通信防止用電界領域を同一周波数チャンネルで配置し且つ隣り合う第3の発明によるDSRC不要電波対策システムが作る誤通信防止用電界領域同士を必ず異なる周波数チャンネルで配置することで、不要電波との誤通信の回避と直後の所定の通信領域内で通信が不成功となる現象を回避する効果を高める構成としている。
【0055】
本発明による第5態様のDSRC不要電波対策システムは、第3の発明によるDSRC不要電波対策システムにおいて、誤通信防止用電界領域を作り出す誤通信防止用路側無線装置が、特に予告用通信領域や第2通信領域などの他の用途の通信領域を作るための路側無線装置を兼用し、不要電波との誤通信を防止する構成としている。
【0056】
本発明による第6態様の路側無線装置は、第1から第3の発明によるDSRC不要電波対策システムにおいて、通信を行わない場合の誤通信防止用路側無線装置として使用され、後述第9態様のDSRC不要電波対策システムの一構成品であるETC処理部からの制御により車載器から送信された電波(信号)に無応答とする動作を行う、またはETC処理部からの制御により路側無線装置の送信するFCMC信号が車載器を無応答にさせる内容にできる動作を行う、或いはその両方の動作をする機能を有する構成であるとともに、これらの制御が掛けられている間に送信するFCMC信号に含まれるリリースタイマ情報フィールドの有効確認識別子の内容が無効を意味する情報になっており、電界領域が切り替わる際に車載器が最短時間で同期の移行が可能な構成としている。
【0057】
本発明による第7態様の路側無線装置は、第1および第3態様のDSRC不要電波対策システムにおいて、通信を行わない場合の誤通信防止用路側無線装置専用として使用され、受信機能を有しない構成または、受信機能を有しない構成に加えETC処理部からの制御により路側無線装置の送信するFCMC信号が車載器を無応答にさせる内容にできる機能を有する構成としている。更に本発明の路側無線装置が送信するFCMC信号に含まれるリリースタイマ情報フィールドの有効確認識別子の内容が無効を意味する情報になっており、電界領域が切り替わる際に車載器が最短時間で同期の移行が可能な構成としている。
【0058】
本発明による第8態様のDSRC不要電波対策システムは、第1から第3の発明によるDSRC不要電波対策システムにおいて、誤通信防止用路側無線装置が通信を行う場合のDSRC不要電波対策システムであり、車載器とのリンクを確立した直後または、車載器とのリンクを確立した上で付加価値のために行う特定の通信を完了した直後に、通信の終了処理を行うとともに、一度通信を終了した車載器と再リンクした場合は直ちに通信の終了処理を行うアプリケーションをETC処理部に実装する構成としている。
【0059】
本発明による第9態様のDSRC不要電波対策システムは、第1から第3の発明によるDSRC不要電波対策システムにおいて、誤通信防止用路側無線装置が通信を行わない場合のDSRC不要電波対策システムであり、車載器から送信された電波(信号)に無応答とする動作を行う機能を有する第6態様の路側無線装置を制御する、または路側無線装置の送信するFCMC信号が車載器を無応答にさせる内容にできる機能を有する第6および第7の発明による路側無線装置を制御する、或いはその両方の機能の制御を行うアプリケーションをETC処理部に実装する構成としている。
【0060】
本発明を他の観点で見ると,次のような構成及び作用効果をもつ。
【0061】
(1)有料道路事業者4公団(すなわち、日本道路公団、首都高速道路公団、阪神高速道路公団、本州四国連絡橋公団)の発行するETCプロトコル仕様書(狭域無線)(ETC-A99240P)およびこれが参照または引用する仕様書と細則基準、または社団法人電波産業会の発行する有料道路自動料金収受システム標準規格(ARIB STD-T55)、またはこれらの規定類を参照或いは拡張または改版した規定に基づく狭域無線(DSRC:Dedicated Short-Range Communication)方式の路側機器−車両(または車載器)間通信(以下、路車間通信という)において、通信領域外への電波の漏洩により発生する不要電波を、通信領域外に存在し通信の対象外である車両(車載器)が受信することで起きる誤通信や、通信領域手前で不要電波を受信したことで走行速度によっては通信領域での通信が不成功になる問題を回避することを目的とし、車載器が同期可能なDSRC方式の変調波で不要な電波の漏洩する電界領域を覆い尽くす電界領域(以下、誤通信防止用電界領域という)を作り出す路側無線装置(以下、誤通信防止用路側無線装置という)を設けた。
【0062】
(2)例えば、有料道路の料金所ゲートに用いられるノンストップ自動料金収受(ETC:Electronic Toll Collection)システムにおいて、路側無線装置が設置されておらず従来の決済方法または、ETC用のICカードの手渡しにより決済を行う車線(以下、一般車線という)に対し、将来無線交信による通行料の課金を行うETCシステム化がなされる場合に必要となる路側無線装置を設置する場所に前記の誤通信防止用路側無線装置を設置した。
【0063】
(3)例えば、有料道路の料金所ゲートに用いられるETCシステムにおいて、通行料の課金を無線交信で行わず、従来の決済方法またはETC用のICカードを手渡しで決済する運用(以下、一般運用という)を行う時に限り、既に設置されている路側無線装置が前記の誤通信防止用路側無線装置として動作する上記(1)のDSRC不要電波対策システム。
【0064】
(4)誤通信防止用電界領域を所定の通信領域および上記(2)または(3)のDSRC不要電波対策システムが作る誤通信防止用電界領域の直前のエリアまたは周囲へ作り出すための前記の誤通信防止用路側無線装置を設置するにあたり、誤通信防止用電界領域と隣り合う電界領域が、車載器が同期を行うに十分な電界強度で電界領域が重なるように配置される。
【0065】
(5)上記(2)または(3)のDSRC不要電波対策システムと、(4)のDSRC不要電波対策システムを複数使用するにあたり、隣り合う通信領域および誤通信防止用電界領域を全て異なる周波数チャンネルまたは全て同一の周波数チャンネルで配置し、或いは隣り合う通信領域同士および隣り合う通信領域と(2)または(3)のDSRC不要電波対策システムの作り出す誤通信防止用電界領域を同一周波数チャンネルで配置し且つ隣り合う(4)のDSRC不要電波対策システムが作る誤通信防止用電界領域同士を必ず異なる周波数チャンネルで配置する。
【0066】
(6)誤通信防止用電界領域を作り出す誤通信防止用路側無線装置が、特に予告用通信領域や第2通信領域などの他の用途の通信領域を作るための路側無線装置を兼用する上記(4)のDSRC不要電波対策システム。
【0067】
(7)通信を行わない場合の誤通信防止用路側無線装置として使用され、後記(10)のDSRC不要電波対策システムの一構成品であるETC処理部からの制御により車載器から送信された電波(信号)に無応答とする動作を行う、またはETC処理部からの制御により路側無線装置が電波にして送信するフレーム同期兼フレーム制御情報信号(以下、FCMC信号という)が車載器を無応答にさせる内容にできる動作を行う、或いはその両方の動作をする機能を有する構成であるとともに、これらの制御が掛けられている間に送信するFCMC信号に含まれるリリースタイマ情報フィールドの有効確認識別子の内容が無効を意味する情報にしている上記(2)〜(4)のDSRC不要電波対策システムに用いる路側無線装置。
【0068】
(8)通信を行わない場合の誤通信防止用路側無線装置専用として使用され、受信機能を有しない構成または、受信機能を有しない構成に加え後記(10)のDSRC不要電波対策システムの一構成品であるETC処理部からの制御により路側無線装置の送信する無線FCMC信号が車載器を無応答にさせる内容にできる機能を有する構成としていることに加え、送信するFCMC信号に含まれるリリースタイマ情報フィールドの有効確認識別子の内容が無効を意味する情報にしている上記(2)から(4)のDSRC不要電波対策システムに用いる路側無線装置。
【0069】
(9)誤通信防止用路側無線装置が通信を行う場合のDSRC不要電波対策システムであり、車載器とのリンクを確立した直後に、通信の終了処理を行うアプリケーションをETC処理部に実装する構成としている上記(2)〜(4)のDSRC不要電波対策システム。
【0070】
(10)誤通信防止用路側無線装置が通信を行わない場合のDSRC不要電波対策システムであり、車載器から送信された電波(信号)に無応答とする動作を行う機能を有する請求項7の路側無線装置を制御する、または路側無線装置の送信するFCMC信号が車載器を無応答にさせる内容にできる機能を有する請求項6および請求項7の路側無線装置を制御する、或いはその両方の機能の制御を行うアプリケーションをETC処理部に実装する構成としている上記(2)〜(4)のDSRC不要電波対策システム。
【0071】
(11)例えば、料金所を通行する全車両のうちETC車と非ETC車の比率や、ETC車におけるICカード挿入状態と未挿入状態の比率などの統計処理他を行うことを目的とし、車載器や車載器に挿入されているICカードの情報を取得するために、誤通信防止用路側無線装置が通信を行う構成であり、且つこれらの通信が正常に終了した後、同一の車載器と再接続を行った場合に請求項9のDSRC不要電波対策システムとして動作するアプリケーションをETC処理部に実装する構成としている上記(2)〜(4)のDSRC不要電波対策システム。
【0072】
以上、本発明による路側無線通信システムの各種実施形態の構成および動作を詳述した。しかし、斯かる実施形態は、本発明の単なる例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではない。本発明の要旨を逸脱することなく、特定用途に応じて種々の変形変更が可能であること、当業者には容易に理解できよう。
【0073】
【発明の効果】
以上の説明から理解される如く、本発明の路側無線通信システムによると、次の如き実用上の顕著な効果が得られる。即ち、不要な電波が漏洩する領域を覆い尽くす誤通信防止用の電界領域を作り出す路側無線装置を設置するという基本構成に基づき、比較的簡単な構成のより不要電波との誤通信および通信が不成功となる現象を効果的に回避することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による路側無線通信システムの第1実施形態の基本構成を示す斜視図である。
【図2】図1に示す路側無線通信システムの同一周波数f1使用時の動作を説明する車載器受信レベルおよびC/N特性図である。
【図3】図1に示す路側無線通信システムの異なる周波数f1、f2使用時の動作を説明する車載器受信レベルおよびC/N特性図である。
【図4】本発明による路側無線通信システムの第2実施形態の構成を示す斜視図である。
【図5】図4に示す第2実施形態の各電界領域の周波数配置を示す図である。
【図6】図4に示す車載器28の図5(a)に示す具体例の動作を示す車載器受信レベルおよびC/Nの特性図である。
【図7】図4に示す車載器28の図5(c)および(g)に示す具体例の動作を示す車載器受信レベルおよびC/N特性図である。
【図8】図4に示す車載器28の図5(e)に示す具体例の動作を示す車載器受信レベルおよびC/N特性図である。
【図9】図4に示す車載器37の図5(c)に示す具体例の動作を示す車載器受信レベルおよびC/N特性図である。
【図10】図4に示す車載器37の図5(e)に示す具体例の動作を示す車載器受信レベルおよびC/N特性図である。
【図11】図4に示す車載器37の図5(a)および(h)に示す具体例の動作を示す車載器受信レベルおよびC/N特性図である。
【図12】本発明による路側無線通信システムの第3実施形態の構成を示す斜視図である。
【図13】本発明における路側無線装置の構成を示すブロック図である。
【図14】従来のETCシステムの課題を説明するための斜視図である。
【符号の説明】
21、23、31、33、43、47、52、63 アンテナ
22、24、44 通信領域
20、25、27、36、42、46、55、57 車両
26、30、39、49、50、51 不要電波領域
28、37、41、45、54、56、70 車載器
29、38 車載器の軌跡
24、32、34、53 誤通信防止用電界領域
40 ドライブ・スルーを有する店舗
48 通信領域兼誤通信防止用電界領域
60、60a、60b、60c 路側無線装置(無線部)
62 ETC制御装置
63 アンテナ
66、66a、66b、66c 路側無線装置(通信制御部)
68、68a、68b、68c 路側無線装置
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a roadside wireless communication system, and more particularly to a roadside wireless communication system such as a toll road automatic toll collection system in a DSRC (Dedicated Short-Range Communication) system.
[0002]
[Prior art]
ETC protocol specifications (narrow band radio) issued by Toll Road Operators 4 Public Corporation (ETC-A99240P) and the specifications and detailed regulations that are referred to or cited by this, or toll road automatic toll collection system issued by Japan Radio Industry Association Road-to-vehicle communication using a DSRC method based on a standard (ARIB STD-T55) and a standard obtained by referring to, expanding or revising these standards is known. In such road-to-vehicle communication, a vehicle-mounted device that exists outside the predetermined communication area and is not subject to communication avoids erroneous communication with radio waves leaking from the predetermined communication area and immediately before entering the predetermined communication area. A DSRC unnecessary radio wave countermeasure system that reduces the phenomenon that communication is unsuccessful when the vehicle-mounted device of this type enters the predetermined communication area afterward due to the influence of radio waves leaking from the predetermined communication area is required.
[0003]
A typical road-to-vehicle communication using the DSRC method is an ETC (Electronic Toll Collection) system used for a toll gate on a toll road. FIG. 14 is a system configuration diagram illustrating the ETC system. This ETC system has an antenna 1 of a roadside wireless device, a communication region (or an electric field region for erroneous communication prevention) 2 by the antenna 1 is formed, and vehicles 4 and 20 can pass therethrough. FIG. 14 has ceiling surfaces 5, 8 and 11 from which unnecessary radio waves are reflected. As a result, unnecessary radio wave reflection routes 3, 7, 10, 13, 15, 17 and the like are generated, and the unnecessary radio wave regions 6, 9, 12, 14, 16, and 18 are inevitably caused by these reflection routes 3 to 17. Arise. That is, FIG. 14 shows the generation form of the antenna 1 of the roadside apparatus, a predetermined communication area, and an unnecessary radio wave area. A predetermined communication area 2 is created by radio waves radiated from the antenna 1. In this example, the vehicle 4 has no onboard equipment, but the vehicle 20 has an onboard equipment 19. At this time, an unnecessary radio wave region 6 is generated by reflection of the vehicle 4 and the ceiling surface 5 by the unnecessary radio wave reflection route 3. Similarly, an unnecessary radio wave region 9 is generated by reflection of the vehicle 4 and the ceiling surface 8 by the reflection route 7, and an unnecessary radio wave region 12 is generated by reflection of the vehicle 4 and the ceiling surface 11 by the reflection route 10. Further, the unnecessary radio wave region 14 is generated by the single reflection of the vehicle 4 by the reflection route 13. Further, an unnecessary radio wave region 16 is generated in the reflection route 15 due to the single reflection of the vehicle 4, and an unnecessary radio wave region 18 is generated in the reflection route 17.
[0004]
In FIG. 14, it is assumed that the preceding vehicle (truck) 4 is stopped in the communication area 2 due to traffic congestion or the like. In this case, there is a possibility that the vehicle-mounted device 19 of the succeeding vehicle (passenger car) 20 in the unnecessary radio wave area 6 may erroneously communicate with the roadside wireless device of the antenna 1. Since it is assumed that the vehicle 4 is not communicating with the vehicle-mounted device, the ETC system erroneously recognizes that the vehicle 4 has been charged and the succeeding vehicle 20 is stopped without charge or The problem of being charged a lot occurs. The same problem occurs in a vehicle in the unnecessary radio wave area 14.
[0005]
On the other hand, when passing through any of the unnecessary radio wave areas 9, 12, 16, and 18 in the adjacent lane, the vehicle 4 is erroneously recognized as being charged for the ETC system of the lane in which the antenna 1 is installed. When the vehicle 20 equipped with the vehicle-mounted device 19 enters the adjacent lane, there is a possibility that a problem arises in that it is forced to perform double charging of wireless charging and a conventional settlement method. In addition to this, the vehicle 4 and the vehicle 20 are traveling at a very short distance as shown in FIG. 14, for example, at a speed of about 30 km / h. Further, as shown in FIG. Assume that communication has failed midway when passing through region 6. In this case, re-communication cannot be performed within the time limit of the connection timer, and there is a possibility that the connection timer is not released before passing through the communication area 2 and as a result communication fails. At this time, it is determined that the ETC system is abnormal, and settlement by a conventional settlement method or handing over an ETC IC card is forced.
[0006]
The above-described erroneous communication with unnecessary radio waves and the phenomenon of unsuccessful communication are generally unnecessary areas other than the reflected wave shown in FIG. 14 because the directivity of the antenna 1 is broad (wide). In some cases, the radio wave may reach to an unnecessary area by being reflected by a nearby building, installation, road surface, ceiling, or the like. In the road-to-vehicle communication system using the DSRC method, it is required to install the antenna 1 having directivity suitable for the installation environment so that the unnecessary radio waves are not generated. In order to meet this requirement, for example, when a radio wave reaches a wide unnecessary area by using an antenna that has a broad directivity or side lobe is not suppressed, for example, a toll gate of an ETC system In the antenna 1 used for the vehicle, there is an error with the vehicle-mounted device on the general street as stipulated in the ETC roadside radio equipment specifications (ETC-A99200P) and the ETC roadside radio equipment detailed regulations (ETC-B99200P) issued by the 4 public corporations. The use of a “type 1B antenna” having sharp directivity to avoid communication has been proposed.
[0007]
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-90313 discloses an “automatic toll collection system for toll roads” (first prior art), “Patent toll road automatic toll collection system” (second prior art) in Japanese Patent No. 3069341, In the prior art disclosed in “Tollgate Communication Device” (Third Prior Art) of Japanese Patent No. 185083, etc., the vehicle position is specified by a combination of a beam forming antenna having sharp directivity and a vehicle detector. Communication is avoided. In particular, the third prior art uses a plurality of antennas that are beam-shaped in a narrower region as receiving antennas to improve the accuracy of vehicle position specification. Further, in “Automatic Toll Collection Device” (Fourth Prior Art) in Japanese Patent Laid-Open No. 10-63902 and “Automatic Toll Collection Device” (Fifth Prior Art) in Japanese Patent Laid-Open No. 10-63903, an end portion of a communication area is used. In contrast, by installing an area-restricting antenna that intentionally emits unmodulated interfering waves and steepens the boundary of the area where the OBE can communicate normally, avoiding miscommunication near the communication area boundary and Stabilization is realized.
[0008]
In addition to this, as a method for discriminating the vehicle position or the vehicle-mounted device position, in “Automatic Toll Collection System” (Sixth Prior Art) of Japanese Patent Laid-Open No. 2000-13271, there are a plurality of vehicle detectors in front of the communication area. Is used to determine the travel distance based on the speed of the vehicle that is about to enter the communication area, thereby avoiding erroneous communication. Further, “Non-stop automatic fee collection system” (Seventh prior art) in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-30101, “Non-stop automatic fee collection system” (Eighth conventional technology) in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-20774, No. 2000-90307, “Non-stop automatic toll collection system” (9th prior art) and “NEC technical bulletin” Vol. 50 No. published by NEC Corporation. 7 (issued in July 1997) ITS (Intelligent Road Traffic System) Special Feature (pages 147-155) “Radio wave arrival angle measurement method and communication vehicle discrimination system” (10th prior art) If the direction of arrival of the radio wave is outside the predetermined communication area, communication is not performed by avoiding communication.
[0009]
The technique disclosed in the above-described prior art reduces the radiation area of the radio wave so that the radio wave does not reach an unnecessary area, specifies the vehicle position or recognizes the arrival direction of the radio wave, and installs the vehicle outside the predetermined communication area. This avoids miscommunication with. On the other hand, when the radio waves radiated from the antenna are reflected from nearby buildings, installations, road surfaces, ceilings, etc., a radio wave absorber is attached to the reflective surfaces of nearby buildings, installations, ceilings, etc. It has been practiced to suppress the reflected waves by attaching or pavement with low radio wave reflectivity on the road surface. These techniques, for example, reduce the intensity of reflected waves due to ceiling reflections such as reflection routes 3, 7, and 10 shown in FIG. 14 to a reception level at which the vehicle-mounted device does not respond, and erroneous communication and communication become unsuccessful. The phenomenon is avoided.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, other than the fourth and fifth prior arts, the method of narrowing the radiation area by sharpening the antenna directivity and the radio wave from the vehicle detector, speed measurement and on-vehicle equipment arrives from outside the predetermined communication area. The method of discriminating the position of the vehicle and the vehicle-mounted device by using various sensors for discriminating whether or not the radio wave is erroneously detected as the unnecessary radio wave in the unnecessary radio wave regions 14, 16 and 18 generated by the reflection routes 13, 15 and 17 shown in FIG. If the vehicle-mounted device is out of the predetermined communication area, the vehicle position specifying method and the vehicle-mounted device position specifying method by detecting the arrival direction of the radio wave are both in the predetermined communication area. 2 is regarded as a vehicle-mounted device mounted on the vehicle 4 existing in 2, and thus has no effect.
[0011]
On the other hand, the fourth and fifth prior arts are also effective against erroneous communication near the boundary of the communication area, but the unnecessary radio wave area up to a slightly distant place such as the unnecessary radio wave areas 14, 16 and 18 shown in FIG. If it reaches, the effect cannot be demonstrated. Even in the present invention, in order to maintain the steep characteristics of the communication area boundary, which is the original purpose of the area limited antenna, even if it is developed to radiate unmodulated wave interference waves in a wider range. A single antenna is difficult to realize and requires a plurality of antennas that emit jamming waves in addition to the area limited antenna. In addition, assuming that multiple frequency channels are used in multiple lanes, it is necessary to radiate unmodulated waves of the number of frequency channels being used at the same time, which is used in addition to using multiple antennas. It is necessary to increase the number of transmitters for a certain frequency channel. As a result, many unnecessary electromagnetic waves that are not the radio waves for wireless communication, which is the original purpose, are generated, resulting in an uneconomic system.
[0012]
On the other hand, even if a radio wave absorber is used, unnecessary radio wave intensity can be suppressed. However, depending on the installation environment of the antenna, unnecessary radio waves are not necessarily reduced to a level at which no erroneous communication occurs. In particular, in order to reduce the reflected wave that is reflected only once on the preceding vehicle body or cargo as shown by the reflection routes 13, 15, and 17 in FIG. 14, an electromagnetic wave absorber is applied to an unspecified number of vehicle bodies and cargo. Unrealistic measures are required. Thus, although the above-described conventional technology can reduce the frequency of occurrence of erroneous communication and a phenomenon in which communication is unsuccessful, it does not lead to reliable avoidance.
[0013]
OBJECT OF THE INVENTION
An object of the present invention is to provide a roadside wireless communication system that eliminates or significantly reduces the problems of the prior art in the above-described DSRC road-to-vehicle communication.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
A roadside wireless communication system according to the present invention wirelessly communicates between a roadside device of a narrow area radio (DSRC) system having an antenna provided on a roadside on which a vehicle passes and an onboard device mounted on a vehicle in a communication area. The in-vehicle device synchronizes the unnecessary radio wave area that causes miscommunication when the on-board device of the vehicle not subject to communication responds to the unnecessary radio wave generated by leakage of the radio wave from the antenna to the outside of the communication region. A roadside radio device for preventing miscommunication that forms an electric field region for preventing miscommunication that is covered with possible DSRC modulation waves is provided.
[0015]
According to a preferred embodiment of the roadside wireless communication system of the present invention, the antenna is provided in a toll gate such as a toll road, and the erroneous communication preventing electric field region is formed in a lane adjacent to the lane in which the antenna is provided. . The antenna is provided in a toll gate such as a toll road, and the electric field region for preventing erroneous communication is formed upstream of the lane in which the antenna is provided. An antenna is provided in each of a plurality of adjacent lanes, and an erroneous communication preventing electric field region is formed adjacent to the upstream of the communication region by the antenna. The electric field regions for preventing erroneous communication in adjacent lanes are formed so as to partially overlap each other. The electric field strength of the erroneous communication preventing electric field region and the erroneous communication preventing roadside wireless device in the erroneous communication preventing electric field region is selected so as to be established before the vehicle-mounted device of the vehicle synchronizes with the unnecessary radio wave from the antenna. Different frequency channels are used as radio waves in adjacent electric field areas for preventing erroneous communication. In addition, the antenna is provided for communication with the product delivery / accounting vehicle in the drive-through store, and the electric field area for preventing miscommunication is the following vehicle waiting in the vicinity of the product delivery / accounting account and the parked vehicle, etc. An area including Further, the erroneous communication prevention roadside apparatus also serves as the second communication roadside apparatus for notice communication or the like.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the configuration and operation of a preferred embodiment of a roadside wireless communication system according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0017]
FIG. 1 is a system configuration diagram of a first embodiment of a roadside wireless communication system according to the present invention. This roadside wireless communication system is an application example to a toll road automatic toll collection (ETC) system, and includes an antenna 21 provided in a lane through which a vehicle passes, a communication area 22 by the antenna 21, a lane of the antenna 21, and It comprises an antenna 23 of a roadside radio apparatus for preventing miscommunication provided in an adjacent lane and an electric field area 24 for preventing miscommunication by the antenna 23.
[0018]
Here, the communication area 22 formed by the antenna 21 is used for charging a toll by wireless communication. On the other hand, the antenna 23 and the electric field region 24 for preventing erroneous communication formed by the antenna 23 are adjacent lanes where the ETC system is not originally installed. The unnecessary radio wave region 26 appears in the adjacent lane after being reflected from the antenna 21 to the vehicle 25. The vehicle 27 is equipped with a vehicle-mounted device 28, and a locus 29 indicates a movement (or travel) locus of the vehicle-mounted device 28. Here, for convenience of explanation, it is assumed that the vehicle 25 is stopped and the unnecessary radio wave region 26 exists stably.
[0019]
Next, FIG. 2 shows the reception level and C / N of the vehicle-mounted device 28 when the vehicle-mounted device 28 mounted on the vehicle 27 shown in FIG. FIG. 2 shows an example in which the radio wave radiated from the antenna 21 and the radio wave radiated from the antenna 23 use the same frequency (f1) channel. At this time, FIG. 2A shows a case where the intensity of the unnecessary radio wave area 26 is weak, and FIG. 2B shows a case where the intensity of the unnecessary radio wave area 26 is high. 2A and 2B, the characteristic curve 24 indicates the reception level and C / N of the erroneous communication preventing electric field region 24 when the vehicle-mounted device 28 passes the locus 29, and the characteristic curve 26 indicates unnecessary radio waves. The reception level and C / N of area 26 are shown.
[0020]
Next, FIG. 3 shows the vehicle-mounted device reception level and C / N when the vehicle-mounted device 28 passes the locus 29. Note that FIG. 3 shows a case in which different frequency (f1 and f2) channels are used for the radio wave radiated from the antenna 21 and the radio wave radiated from the antenna 23. At this time, FIG. 3A shows a case where the intensity of the unnecessary radio wave area 26 is weak, and FIG. 3B shows a case where the intensity of the unnecessary radio wave area 26 is high. 3A and 3B, the characteristic curve 24 indicates the reception level and C / N of the erroneous communication preventing electric field region 24 when the vehicle-mounted device 28 passes the locus 29, and the characteristic curve 26 indicates unnecessary radio waves. The reception level and C / N of area 26 are shown.
[0021]
Next, the operation of the roadside wireless communication system shown in FIG. 1 will be described. When the radio wave radiated from the antenna 21 and the radio wave radiated from the antenna 23 use the same frequency channel, the vehicle-mounted device 28 reaches the erroneous communication preventing electric field region 24 as shown in FIG. Reference numeral 28 is synchronized with radio waves in the electric field region 24 for preventing erroneous communication. Thereafter, when reaching the unnecessary radio wave area 26, C / N deteriorates due to the influence of radio wave interference but does not fall out of synchronization, and continues to synchronize until it passes through the electric field area 24 for preventing erroneous communication. In addition, when the electric field of the unnecessary radio wave area 26 is strong, as shown in FIG. 2B, the C / N is greatly deteriorated when reaching the unnecessary radio wave area 26, and the synchronization is lost while passing through the unnecessary radio wave area 26. . However, since the radio wave in the unnecessary radio wave area 26 has a lower C / N, it does not synchronize with this, and when it leaves the unnecessary radio wave area 26, it synchronizes with the radio wave in the electric field area 24 for preventing miscommunication again, and thereafter The synchronization is continued until the communication prevention electric field region 24 is exited. As a result, when the erroneous communication preventing electric field region 24 exists, it is not synchronized with the radio wave in the unnecessary radio wave region 26.
[0022]
On the other hand, when using frequency channels in which radio waves radiated from the antennas 21 and 23 are different from each other, as shown in FIG. 3A, when the vehicle-mounted device 28 reaches the electric field region 24 for preventing erroneous communication, Reference numeral 28 is synchronized with radio waves in the electric field region 24 for preventing erroneous communication. After that, when the unwanted radio wave area 26 is reached, although the C / N deteriorates due to the influence of the radio wave interference, the C / N is maintained with almost no influence from the effect of the adjacent frequency channel selectivity of the vehicle-mounted device 28, thereby preventing erroneous communication. The synchronization is continued until the electric field region 24 is exited. Further, when the electric field in the unnecessary radio wave area 26 is strong, as shown in FIG. 3B, the electric field in the unnecessary radio wave area 26 is strong, so that the influence is stronger compared to FIG. However, the C / N is sufficient to maintain the synchronization, and the synchronization is continued until the electric field region 24 for preventing miscommunication is passed.
[0023]
As can be understood from the above description, in the case where the erroneous communication preventing electric field region 24 exists, it is not synchronized with the radio wave in the unnecessary radio wave region 26. That is, as long as the erroneous communication preventing electric field region 24 exists, the vehicle-mounted device 28 is not erroneously communicated with the roadside wireless device of the antenna 21 of the adjacent lane regardless of the frequency channel arrangement of the adjacent lanes. The purpose of the roadside wireless communication system is achieved. However, it is apparent from the difference between FIG. 2 and FIG. 3 that the use of different frequency channels between adjacent lanes can more effectively avoid erroneous communication with the adjacent lane. As long as the antenna 23 radiates an FCMC (frame synchronization and frame control information) signal necessary for synchronizing the vehicle-mounted device 28 with sufficient electric field strength, the vehicle-mounted device 28 is used for preventing erroneous communication regardless of the presence or absence of communication. It continues to synchronize with the radio waves in the electric field region 24. Since this roadside wireless communication system can be realized by performing only a slight function change on the equipment used in the current ETC system, an error with the vehicle-mounted device 28 of the vehicle 27 traveling in the adjacent lane with an inexpensive system. There is an advantage that communication can be avoided.
[0024]
In addition, since the radio device for preventing miscommunication including the antenna 23 of this roadside radio communication system can use the facilities as it is when introducing an ETC system that charges a toll by radio communication in the future, at least the roadside radio device is installed. There is also an advantage that there is no waste because it is an upfront investment for the part to be done. Furthermore, the antenna 23 of the roadside wireless communication system performs communication so that the manufacturer number of the vehicle-mounted device, particularly if the IC card is inserted in the vehicle-mounted device, is used in the minimum necessary wireless communication. Part can be read. In addition, if wireless communication is performed up to mutual authentication, all information on the vehicle-mounted device and the IC card inserted therein can be acquired, and as a result, an ETC-usable vehicle that flows into the general lane (hereinafter referred to as an ETC vehicle). For example, it can be used for statistical processing such as the ratio of ETC cars to non-ETC cars among all vehicles passing through the toll booth and the ratio of IC card insertion status to non-insertion status in ETC vehicles. .
[0025]
Next, in the roadside wireless communication system shown in FIG. 2, both the lane where the antenna 21 is installed and the lane where the antenna 23 is installed both charge an toll fee by wireless communication. Assume that this is done. The communication area 22 created by the antenna 21 and the communication area 24 created by the antenna 23 are both for charging a toll by wireless communication. However, in this case, the antenna 21, the antenna 23, and the communication area 22 and the communication area 24 formed by these antennas 21, 23 are each configured to prevent erroneous communication when performing general operation based on normal charging without using ETC. It operates as an electric field region for use and an electric field region for preventing erroneous communication. Here, the lane in which the antenna 21 is installed performs an operation of charging a toll by wireless communication (hereinafter referred to as a dedicated operation / mixed operation), and the lane in which the antenna 23 is installed performs a general operation. Assume that
[0026]
Next, the operation in the above case will be described with reference to FIG. 2 and FIG. The reception level and C / N characteristic of the vehicle-mounted device 28 when the vehicle-mounted device 28 passes through the locus 29 are shown. The description of FIG. 2 (a), FIG. 2 (b), FIG. 3 (a) and FIG. 3 (b) is as described above. The radio wave radiated from the antenna 23 is the erroneous communication preventing electric field region 24, and the vehicle-mounted device 28 is not synchronized with the radio wave in the unnecessary radio wave region 26 as shown in FIGS. That is, as long as the erroneous communication preventing electric field region 24 exists, the vehicle-mounted device 28 is not erroneously communicated with the roadside wireless device of the antenna 21 in the adjacent lane. In addition, as described above, it is possible to more effectively avoid erroneous communication with the adjacent lane by using different frequency channels in the adjacent lane. Note that the lane antenna 23 in general operation can be used to prevent erroneous communication regardless of whether or not there is communication if the FCMC signal necessary to synchronize the on-vehicle device 28 is emitted with sufficient electric field strength. It is kept synchronized with the radio wave in the electric field region 24. Since the present invention can be realized only by adding a few functions to an ETC system that has already been installed, there is an advantage that erroneous communication with a roadside wireless device in an adjacent lane can be avoided with an inexpensive system.
[0027]
Further, if the roadside wireless device is configured to communicate with the antenna 23, the manufacturer number of the vehicle-mounted device 28, particularly the use contract information if the IC card is inserted in the vehicle-mounted device, in the minimum necessary wireless communication. A part can be read. In addition, by performing wireless communication up to mutual authentication, all information on the vehicle-mounted device 28 and the IC card inserted therein can be acquired, and as a result, it is possible to grasp the ETC vehicle that has flowed into the lane in which general operation is performed. For example, it can be used for statistical processing such as the ratio of ETC cars and non-ETC cars among all vehicles passing through a toll booth, and the ratio of IC card insertion state and non-insertion state in ETC vehicles. The present invention is also applicable when the lane in which the antenna 21 is installed performs general operation.
[0028]
Next, FIG. 4 is a configuration diagram of a second embodiment of the roadside wireless communication system according to the present invention. For the sake of convenience of explanation, the same reference numerals 21 to 29 are used for the constituent elements corresponding to the constituent elements shown in FIG. It is assumed that the lane in which the antenna 21 is installed is operated in dedicated operation / mixed operation, and the lane in which the antenna 23 is installed is operated in either dedicated operation / mixed operation or general operation. . However, the unnecessary radio wave region 26 is generated so that the radio wave radiated from the antenna 21 is reflected by the vehicle 25 and overlaps in a manner that partly protrudes from the upstream portion of the communication region (or the electric field region for erroneous communication prevention) 24 of the adjacent lane. It is a thing. In the embodiment of FIG. 4, antennas 31 and 33 are provided before or upstream of the antennas 21 and 23, respectively, and electric field regions 32 and 34 for preventing miscommunication are formed by the antennas 31 and 33, respectively. Furthermore, the unnecessary radio wave area 30 is a radio wave radiated from the antenna 21 reflected by the vehicle 25 and leaked upstream of the communication area (or electric field area for erroneous communication prevention) 24 of the adjacent lane. The unnecessary radio wave area 39 is generated in the adjacent lane boundary portion upstream of the lane when the radio wave radiated from the antenna 21 is reflected by the vehicle 25. The vehicle 36 is equipped with an in-vehicle device 37 and is about to change lanes immediately before the toll gate, and the trajectory 38 is the locus of the on-vehicle device 37 at this time.
[0029]
The antennas 31 and 33 are attached to the support column 35. The antenna 31 and the erroneous communication preventing electric field region 32 radiated from the antenna 31 and the erroneous communication preventing electric field region 34 radiated from the antenna 33 and the antenna 33 are the communication region 22, the erroneous communication preventing electric field region 32, and the communication region ( Or the erroneous communication preventing electric field region 34 and the erroneous communication preventing electric field region 32 and the adjacent region of the erroneous communication preventing electric field region 34 are sufficient for the vehicle-mounted device 37 to be synchronized. It arrange | positions so that an electric field area | region may overlap with electric field strength.
[0030]
Next, the operation of the roadside radio communication system shown in FIG. 4 will be described with reference to FIGS. The relationship among the electric field regions of the communication region 22, the erroneous communication preventing electric field region 32, the communication region (or erroneous communication preventing electric field region) 24, and the erroneous communication preventing electric field region 34 is shown together with the frequency arrangement. 5A and 5B, the communication areas 22 and 24 and the erroneous communication preventing electric field areas 32 and 34 adjacent to each other are all arranged at different frequencies. On the other hand, in FIGS. 5C and 5D, the communication regions 22 and 24 and the erroneous communication preventing electric field regions 32 and 34 adjacent to each other are all arranged at the same frequency f1 or f2. 5E to 5H, adjacent communication areas (or adjacent communication areas and erroneous communication prevention electric field areas) are arranged at the same frequency, and adjacent communication prevention electric field areas are necessarily different. Arranged by frequency.
[0031]
Next, FIGS. 6 to 8 are characteristic diagrams showing the on-vehicle device reception level and C / N when the on-vehicle device 28 mounted on the vehicle 27 passes the locus 29 shown in FIG. 6 corresponds to FIG. 5A, FIG. 7 corresponds to FIGS. 5C and 5G, and FIG. 8 corresponds to FIG. 5E. On the other hand, FIGS. 9 to 11 are characteristic diagrams showing the on-vehicle device reception level and C / N when the on-vehicle device 37 mounted on the vehicle 36 passes the locus 38 shown in FIG. 9 corresponds to FIG. 5C, FIG. 10 corresponds to FIG. 5E, and FIG. 11 corresponds to FIGS. 5A and 5H.
[0032]
The operation when the vehicle 27 equipped with the vehicle-mounted device 28 passes through the unnecessary radio wave region 30 through the trajectory 29 is the same as the above-described operation when the reference numeral 26 in FIG. 2 and FIG. As shown in FIGS. 2 and 3, the device 28 does not synchronize with the radio waves in the unnecessary radio wave area 26 (in this embodiment, the unnecessary radio wave area 30). That is, as long as the erroneous communication preventing electric field region 34 is present, the vehicle-mounted device 28 is not erroneously communicated with the roadside wireless device of the antenna 21 in the adjacent lane. Further, the operation when the vehicle 27 on which the vehicle-mounted device 28 is mounted passes through the locus 29 and passes through the unnecessary radio wave region 26 (30) is as shown in FIGS. 30) is not synchronized with the radio wave. That is, in each frequency arrangement of FIGS. 5A, 5 </ b> C, 5 </ b> E, and 5 </ b> G, the erroneous communication preventing electric field region 34 is the communication region (or erroneous communication preventing electric field region) 24 and the vehicle-mounted device 28. If it is arranged so that the electric fields overlap with a sufficient electric field strength for synchronization, the vehicle-mounted device 28 will not erroneously communicate with the roadside wireless device of the antenna 21. 6 to 8, if the frequency f1 is read as f2 and the frequency f2 is read as f1, the same effect can be obtained in the frequency arrangements shown in FIGS. 5B, 5D, 5F, and 5H, respectively. can get.
[0033]
Next, the operation when the vehicle 36 on which the vehicle-mounted device 37 is mounted passes through the path 38 and passes through the unnecessary radio wave region 39 is as shown in FIGS. 9 to 11, and the vehicle-mounted device 28 is synchronized with the radio wave in the unnecessary radio wave region 30. Never do. That is, in each frequency arrangement of FIGS. 5A, 5 </ b> C, 5 </ b> E, and 5 </ b> H, the erroneous communication preventing electric field region 32 is sufficient for the erroneous communication preventing electric field region 34 and the vehicle-mounted device to be synchronized. If it arrange | positions so that an electric field may overlap with electric field strength, the onboard equipment 37 will not be made to communicate with the roadside radio | wireless apparatus of the antenna 21 accidentally. 6 to 8, if the frequency f1 is read as f2 and the frequency f2 as f1, the same effect can be obtained in the frequency arrangements shown in FIGS. 5 (b), (d), (f) and (g). can get. Further, FIG. 5 shows a form with two lanes, but the same effect can be obtained by arranging adjacent electric field regions so that the vehicle-mounted device overlaps with sufficient electric field strength for synchronization even in the case of three or more lanes. Is obtained. It should be noted that the antenna 31 and the antenna 33 may cause the vehicle-mounted device 28 and the vehicle-mounted device 37 to be mistaken regardless of the presence or absence of communication if the FCMC signal necessary for synchronizing the vehicle-mounted device 28 and the vehicle-mounted device 37 is radiated with sufficient electric field strength. It is kept synchronized with the radio waves in the electric field region 32 for preventing communication and the electric field region 34 for preventing erroneous communication.
[0034]
Further, the embodiment of FIG. 4 assumes an ETC system used for a toll gate on a toll highway, and it is assumed that a vehicle passes non-stop at a speed of, for example, about 20 km / h. There is an advantage that it is possible to avoid a phenomenon in which communication is unsuccessful when the time limit of the connection timer is valid until entering a predetermined communication area. In addition, since the release timer is invalid, it is possible to quickly synchronize when the electric field region is switched, so that there is also a synergistic effect of establishing communication in a predetermined communication region earlier. Note that the antenna 31 and the antenna 33 shown in FIG. 4 are attached to the road surface at the center of the lane width using a support column 35 about 6 m. However, the location of the antennas 31 and 33 is not limited as long as the erroneous communication preventing electric field region 32 and the erroneous communication preventing electric field region 34 can be disposed. Further, the erroneous communication preventing electric field region 32 and the erroneous communication preventing electric field region 34 should be appropriately set in the vehicle traveling direction according to the range in which unnecessary radio waves reach, and in some cases, the upstream region of the lane. A plurality of erroneous communication preventing electric field regions may be arranged.
[0035]
Next, FIG. 12 is a configuration diagram of a third embodiment of a roadside wireless communication system according to the present invention. This embodiment is an example in which the present invention is applied to a drive-through automatic fee collection system. FIG. 12 shows a store 40 such as fast food with drive-through. In order to collect the goods and pay for the goods, the vehicle 42 equipped with the vehicle-mounted device 41 is stopped at the goods delivery / accounting place. An antenna 43 for charging a product price by DSRC wireless communication of the roadside wireless communication system according to the present invention is installed in the delivery / counter to form a communication area 44. The vehicle 46 equipped with the vehicle-mounted device 45 is about to stop at a close distance immediately behind the vehicle 42 in order to wait for the turn. The vehicle 46 reaches the communication area 48 formed by the notice antenna 47 and tries to reach the unnecessary radio wave area 49 in which the radio wave radiated from the antenna 43 is reflected by the vehicle 42. Yes. The unnecessary radio wave area 50 and the unnecessary radio wave area 51 appear as a result of the radio wave radiated from the antenna 43 being reflected by the vehicle 42 in service, like the unnecessary radio wave area 49 on the following vehicle side.
[0036]
Here, the antenna 47 and the communication area 48 are used for notifying and preventing erroneous communication with radio waves in the unnecessary radio wave area 49. The antenna 52 and the electric field area 53 for preventing erroneous communication are parked in an adjacent parking lot so that the vehicle mounter 54 mounted on the vehicle 55 traveling on the adjacent street does not erroneously communicate with the electric wave in the unnecessary electric wave area 50. It is installed so as not to erroneously communicate with the vehicle-mounted device 56 and others of the vehicle 57. The electric field region 53 for preventing miscommunication is shielded by the roof 58 and the roof 59 that have been treated to prevent unnecessary radio wave reflection such as a radio wave absorber attached or a radio wave absorbing paint applied thereto. However, it is arranged so that the electric field region overlaps with the adjacent electric field region with sufficient strength to synchronize the vehicle-mounted device.
[0037]
Next, the operation of the roadside wireless communication system shown in FIG. 12 will be described. The operation of the vehicle-mounted device 45 mounted on the turn (service) waiting vehicle 46 shown in FIG. 12 is the same as the case where the reference numeral 24 in FIG. 2 and FIG. The electric field area 48 for preventing communication / miscommunication acts so that the vehicle-mounted device 45 is not synchronized with the unnecessary radio wave area 49. Similarly, in FIG. 12, the operation of the vehicle-mounted device 54 mounted on the vehicle 55 traveling on the adjacent street is the same as the case where the reference numeral 24 in FIG. 2 and FIG. It is. The erroneous communication preventing electric field region 53 acts so as not to synchronize the vehicle-mounted device 54 with the unnecessary radio wave region 50. Further, in FIG. 13, the operation of the vehicle-mounted device 56 mounted on the vehicle 57 is exactly the same as that of the first embodiment when 24 in FIG. 3 and FIG. 4 is read as 53 and 26 as 51, respectively. The erroneous communication preventing electric field region 53 acts so as not to synchronize the vehicle-mounted device 56 with the unnecessary radio wave region 51. That is, the object of the DSRC unnecessary radio wave countermeasure system according to the third invention is achieved.
[0038]
Immediately after the vehicle 57 is started by operating the ignition key for the vehicle 57 to start the engine, the unnecessary radio wave region 51 and the erroneous communication preventing electric field region 53 exist simultaneously. If the unnecessary radio wave region 51 and the erroneous communication preventing electric field region 53 are different frequency channels, it is uncertain which radio wave the vehicle-mounted device 56 synchronizes with. If it synchronizes with the radio wave of the unnecessary radio wave area 51, there is a possibility that an erroneous charge will occur. Therefore, in this embodiment, a method for avoiding erroneous communication by causing radio wave interference by setting the unnecessary radio wave region 51 and the erroneous communication preventing electric field region 53 to the same frequency channel is effective. On the other hand, the frequency channel of the communication area 48 for notice communication described above may be the same as or different from the communication area 44 for billing processing and the electric field area 53 for preventing erroneous communication. However, considering the start of the vehicle 57 in the adjacent parking lot, although there is no problem of erroneous charging, it is preferable to configure the same frequency channel in order to prevent unnecessary erroneous communication. If the antenna 52 radiates an FCMC signal necessary for synchronizing the vehicle-mounted device 54 and the vehicle-mounted device 56 with sufficient electric field strength, the antenna 52 prevents the vehicle-mounted device 54 and the vehicle-mounted device 56 from miscommunication. It is kept synchronized with the electric field region 53. The erroneous communication preventing electric field region 53 is set as appropriate in accordance with the reach of unnecessary radio waves due to leakage or reflection, and a plurality of erroneous communication preventing roadside radio devices may be installed in some cases to reach the reach of unnecessary radio waves. It may be configured by a plurality of erroneous communication preventing electric field regions that completely cover the area.
[0039]
Next, FIGS. 13A to 13C are block diagrams showing the configuration of a roadside apparatus used in the roadside radio communication system according to the present invention. In FIGS. 13A to 13C, the same reference numerals are used for the corresponding components. First, Fig.13 (a) shows the roadside apparatus 68 and the vehicle equipment 70 which communicates with this. The roadside apparatus 68 includes a radio unit 60 including an antenna 63 and a transmitter 64, and a communication control unit 66 connected to the radio unit via a connection cable 61. A high-speed connection bus 69 is connected to the communication control unit 66. Has been. The antenna 63 included in the radio unit 60 of the roadside apparatus 68 communicates with the vehicle-mounted device 70 wirelessly. On the other hand, FIG. 13B includes a roadside radio device 68, an ETC control device 62, and an in-vehicle device 70. The radio unit 60 of the roadside radio device 68 includes a receiver 65 in addition to the antenna 63 and the transmitter 64. Further, the ETC control device 62 includes a communication control unit 66 that is also a part of the roadside radio device 68 described above and an ETC processing unit 67 connected to the communication control unit 66 by a high-speed connection bus 69. The antenna 63 communicates with the vehicle-mounted device 70. Further, FIG. 13C shows a plurality (three) of roadside radio devices 68a to 68c and the ETC control device 62. Each of the roadside wireless devices 68a to 68c includes wireless units 60a to 60c and communication control units 66a to 66c connected by connection cables 61a to 61c, respectively. The ETC control device 62 includes an ETC processing unit 67 and is connected to the communication control units 66a to 66c of the roadside wireless devices 68a to 68c via high-speed buses 69a to 69c, respectively.
[0040]
Next, operation | movement of the roadside radio | wireless communications system of this invention which performs road-vehicle communication is demonstrated based on FIG.13 (b). In order for the roadside wireless device 68 to operate as a wireless device, first, the ETC processing unit 67 uses the high-speed connection bus 69 from the ETC processing unit 67 to register an application in the layer 7 of the roadside wireless device 68 at the time of activation. Processing for notifying the initial setting information to the communication control unit 66 of the device 68 is performed. When this processing is completed, the communication control unit 66 of the roadside apparatus 68 transmits a predetermined FCMC signal as a baseband signal to the radio unit 60 of the roadside apparatus 68 via the connection cable 61, and The transmitter 64 of the radio unit 60 performs ASK modulation of a predetermined frequency, and radiates it as a radio wave to the space via the antenna 63. Then, the vehicle-mounted device 70 receives the radiated radio wave, selects the frequency channel of the radio wave radiated from the radio unit 60 of the roadside apparatus 68, and establishes synchronization at the layer 2 level. Then, the vehicle-mounted device 70 receives the information contained in the received FCMC signal and converts a signal called an ACTC signal including link ID information indicating the presence of the vehicle-mounted device 70 and information necessary for the link into a radio wave to the roadside. Transmit to the wireless device 68.
[0041]
The roadside wireless device 68 receives this via the antenna 63 and demodulates it by the receiver 65, and then transmits it as a baseband signal to the communication control unit 66 of the roadside wireless device 68 via the connection cable 61. Next, the communication control unit 66 of the roadside apparatus 68 transmits a signal called BST to the vehicle-mounted device 70 by the signal processing method described above according to the content of the ACTC signal, and the vehicle-mounted device 70 that has received the BST signal , A signal called VST is transmitted to the roadside apparatus 68. When the roadside wireless device 68 is transmitted to the communication control unit 66 of the roadside wireless device 68 by the signal processing described above, the roadside wireless device 68 and the vehicle-mounted device 70 formally establish a link between the layers 7 of each other. The communication control unit 66 of the roadside apparatus 68 uses the high-speed connection bus 69 to notify the ETC processing unit 67 that the link with the vehicle-mounted device 70 has been established, and the application level between the ETC processing unit 67 and the vehicle-mounted device 70. Communication is also possible.
[0042]
Here, particularly in the case of a roadside wireless communication system that is limited to the purpose of preventing miscommunication as in the first embodiment described above, there is no need to perform communication at the application level thereafter. Immediately, the link disconnection request information is placed on the high-speed connection bus 69 and notified to the communication control unit 66 of the roadside apparatus 68. Receiving this, the communication control unit 66 of the roadside apparatus 68 notifies the vehicle-mounted device 70 having the acquired link ID as a radio wave from the antenna 63 by the signal processing described above. When the vehicle-mounted device 70 receives this signal, the links at the application level and the layer 7 level are released from each other. However, since the roadside radio device 68 always transmits a predetermined FCMC signal as a radio wave, the vehicle-mounted device 70 remains synchronized with the radio wave of the roadside radio device 68 at the layer 2 level.
[0043]
Further, even after the mutual application level and layer 7 level links are released, the vehicle-mounted device 70 performs an operation for establishing a link again after a time limit called a release timer. The roadside wireless device 68 enters a communication processing operation in response to this, and thereafter, the series of communication processing procedures described above are repeated. When the roadside wireless communication system of the present invention acquires the unique information of the vehicle-mounted device and the usage contract information written in the IC card inserted therein for added value, the ETC processing unit 67 Before making a link disconnection request, a mutual authentication procedure and information acquisition procedure are communicated with the vehicle-mounted device 70 via the roadside wireless device 68 at the application level.
[0044]
The present invention has been shown in the embodiment as described above. Further, the invention having the following configuration can also be described collectively.
[0045]
In the DSRC unnecessary radio wave countermeasure system according to the present invention, an electric field region (an electric field for preventing erroneous communication described above) of a modulated wave of a new DSRC method for preventing erroneous communication outside a predetermined communication region for performing DSRC road-to-vehicle communication. Area).
[0046]
In addition, the roadside apparatus according to the present invention has two types to operate as a component of the DSRC unnecessary radio wave countermeasure system according to the present invention. The eye has only the minimum specialized functions.
[0047]
The miscommunication prevention electric field region is radiated from the antenna of the DSRC roadside wireless device. When the vehicle-mounted device enters the miscommunication prevention electric field region, synchronization is first established according to the DSRC communication procedure. Act on. At this time, the roadside wireless device installed to create the electric field region for preventing erroneous communication (the roadside wireless device for preventing erroneous communication) may not necessarily perform communication, and FCMC necessary for synchronizing the vehicle-mounted device. If the signal is radiated with sufficient electric field strength, the vehicle-mounted device can be kept synchronized with this radio wave regardless of the presence or absence of communication. The electric field area for preventing miscommunication uses the performance of the adjacent frequency channel selectivity of the in-vehicle device even if the interference signal (signal) of another frequency channel is applied when the in-vehicle device is in a synchronized state. It acts to make the vehicle-mounted device unresponsive to radio waves (signals) in the frequency channel.
[0048]
Furthermore, the electric field area for preventing miscommunication may cause radio interference if the electric field strength of the jamming radio wave is equal to or less than the electric field intensity of the electric field area for preventing miscommunication even when jamming radio waves (signals) of the same frequency channel are applied. It works to prevent the vehicle-mounted device from being synchronized with the jamming. In particular, when the jamming radio wave of the same frequency channel is sufficiently weak compared to the radio wave in the miscommunication prevention electric field region being synchronized, the influence of the radio interference is small, and the radio wave in the miscommunication prevention electric field region that is already synchronized is small. It works so that the on-board unit will not lose synchronization.
[0049]
Therefore, the erroneous communication preventing electric field region provided outside the predetermined communication region is the erroneous communication preventing electric field region as long as the vehicle-mounted device synchronized with the radio wave is stable with sufficient electric field strength to establish synchronization. The effect of avoiding erroneous communication with unnecessary radio waves that actually occur due to leakage or reflection because it keeps working on the in-vehicle device so that it does not synchronize with unnecessary radio waves in different frequency channels mixed in or on the same frequency channel. Is obtained.
[0050]
In addition, if an electric field area for preventing erroneous communication is provided immediately before the predetermined communication area in the travel route of the vehicle, the vehicle-mounted device can be prevented from synchronizing with unnecessary radio waves before entering the predetermined communication area due to the same action. Therefore, a synergistic effect that the phenomenon of unsuccessful communication can be avoided at the same time can be obtained.
[0051]
Here, to supplement the aspect of the present invention, the DSRC unnecessary radio wave countermeasure system according to the first aspect of the present invention is configured as an ETC system that charges a toll by future wireless communication to a general lane in an ETC system, for example. The roadside wireless device for preventing miscommunication is installed at a place where the roadside wireless device necessary for the communication is installed to prevent erroneous communication with the adjacent lane.
[0052]
In the DSRC unnecessary radio wave countermeasure system according to the second aspect of the present invention, for example, in an ETC system, a roadside radio device that is already installed operates as a roadside radio device for preventing miscommunication only when performing general operation. It is configured to prevent erroneous communication.
[0053]
The DSRC unnecessary radio wave countermeasure system according to the third aspect of the present invention has a false communication preventing electric field area defined immediately before the erroneous communication preventing electric field area created by the predetermined communication area and the DSRC unnecessary radio wave countermeasure system according to the first and second inventions. A roadside wireless device for preventing miscommunication to be created in the area or the surroundings is installed to avoid miscommunication with unnecessary radio waves, and to avoid the phenomenon of unsuccessful communication within a predetermined communication area immediately after The electric field area adjacent to the electric field area for preventing miscommunication arranged according to the present invention is arranged so that the electric field areas overlap with an electric field intensity sufficient for synchronization of the vehicle-mounted device, and avoids erroneous communication with unnecessary radio waves. In this case, the effect of avoiding a phenomenon in which communication is unsuccessful in a predetermined communication area immediately after is improved.
[0054]
A DSRC unnecessary radio wave countermeasure system according to a fourth aspect of the present invention is a DSRC unnecessary radio wave countermeasure system using a plurality of DSRC unnecessary radio wave countermeasure systems according to the first and second inventions and a DSRC unnecessary radio wave countermeasure system according to the third invention. The adjacent communication areas and the erroneous communication preventing electric field areas are all arranged in different frequency channels or in the same frequency channel, or adjacent communication areas and adjacent communication areas and the DSRC unnecessary radio wave according to the first and second inventions By arranging the electric field regions for preventing erroneous communication created by the countermeasure system in the same frequency channel and arranging the electric field regions for preventing erroneous communication created by the adjacent DSRC unnecessary radio wave countermeasure system according to the third invention in different frequency channels, Avoid miscommunication with unwanted radio waves and communicate within the specified communication area immediately after There has been configured to increase the effect of avoiding the phenomenon that the unsuccessful.
[0055]
A DSRC unnecessary radio wave countermeasure system according to a fifth aspect of the present invention is the DSRC unnecessary radio wave countermeasure system according to the third invention. The roadside wireless device for creating a communication area for other uses such as two communication areas is also used to prevent erroneous communication with unnecessary radio waves.
[0056]
A roadside radio apparatus according to a sixth aspect of the present invention is used as a roadside radio apparatus for preventing miscommunication when communication is not performed in the DSRC unnecessary radio wave countermeasure system according to the first to third aspects of the invention. An operation to make no response to the radio wave (signal) transmitted from the vehicle-mounted device by the control from the ETC processing unit, which is a component of the unnecessary radio wave countermeasure system, or the roadside radio device to transmit by the control from the ETC processing unit The release is included in the FCMC signal that is transmitted while these controls are applied, and the FCMC signal has a function that can make the on-board device non-responsive, or both. The content of the valid confirmation identifier in the timer information field is information that indicates invalidity, and when the electric field area is switched, the OBE will Period migration is a possible configuration.
[0057]
The roadside apparatus of the seventh aspect according to the present invention is used exclusively for the roadside apparatus for preventing miscommunication when communication is not performed in the DSRC unnecessary radio wave countermeasure systems of the first and third aspects, and does not have a reception function. Alternatively, in addition to the configuration having no reception function, the FCMC signal transmitted from the roadside apparatus is configured to have a function that makes the vehicle-mounted device non-responsive under control from the ETC processing unit. Furthermore, the content of the validity confirmation identifier in the release timer information field included in the FCMC signal transmitted by the roadside apparatus of the present invention is information meaning invalidity, and the vehicle-mounted device is synchronized in the shortest time when the electric field region is switched. The configuration allows migration.
[0058]
The DSRC unnecessary radio wave countermeasure system of the eighth aspect according to the present invention is a DSRC unnecessary radio wave countermeasure system in the DSRC unnecessary radio wave countermeasure system according to the first to third inventions when the roadside radio device for erroneous communication prevention performs communication. Immediately after establishing a link with the OBE or immediately after completing a specific communication for added value after establishing a link with the OBE, the communication is terminated and the vehicle is once terminated. When re-linking with a device, an application that immediately ends communication is installed in the ETC processing unit.
[0059]
A DSRC unnecessary radio wave countermeasure system according to a ninth aspect of the present invention is the DSRC unnecessary radio wave countermeasure system in the DSRC unnecessary radio wave countermeasure system according to the first to third inventions when the roadside radio device for erroneous communication prevention does not perform communication. , Controlling the roadside wireless device of the sixth aspect having a function of performing no response to the radio wave (signal) transmitted from the vehicle-mounted device, or causing the vehicle-mounted device to be unresponsive by the FCMC signal transmitted by the roadside wireless device An application for controlling the roadside apparatus according to the sixth and seventh inventions having functions that can be changed or for controlling both functions is mounted on the ETC processing unit.
[0060]
Viewed from another perspective, the present invention has the following configurations and operational effects.
[0061]
(1) ETC protocol specifications (narrow area radio) (ETC-A99240P) issued by four toll road operators (ie, Japan Highway Public Corporation, Metropolitan Expressway Public Corporation, Hanshin Expressway Public Corporation, Honshu-Shikoku Bridge Public Corporation) and Based on specifications and detailed regulations that are referred to or cited by this standard, toll road automatic toll collection system standard (ARIB STD-T55) issued by the Japan Radio Industry Association, or provisions that reference, extend, or revise these provisions In the communication between roadside equipment and vehicle (or on-vehicle equipment) of the narrow area radio (DSRC: Dedicated Short-Range Communication) system (hereinafter referred to as road-to-vehicle communication), unnecessary radio waves generated due to leakage of radio waves outside the communication area, Depending on the traveling speed, there may be erroneous communication that occurs when a vehicle (on-board unit) that is outside the communication area and is not subject to communication receives unnecessary radio waves before the communication area. In order to avoid the problem of unsuccessful communication in the region, the electric field region that covers the electric field region where unnecessary radio waves leak with the DSRC modulation wave that can be synchronized with the vehicle-mounted device (hereinafter, for preventing miscommunication) A roadside radio device (hereinafter referred to as a roadside radio device for preventing erroneous communication) that creates an electric field region is provided.
[0062]
(2) For example, in a non-stop automatic toll collection (ETC: Electronic Toll Collection) system used for toll gates on toll roads, there is no roadside wireless device installed, and a conventional payment method or ETC IC card Prevention of miscommunication at the place where the roadside wireless device is installed when the ETC system that charges the toll by wireless communication is made for the lane (hereinafter referred to as a general lane) where settlement is made by handing A roadside wireless device was installed.
[0063]
(3) For example, in an ETC system used for a toll gate on a toll road, the toll fee is not charged by wireless communication, and a conventional settlement method or an ETC IC card is settled by hand (hereinafter referred to as general operation) (1) The DSRC unnecessary radio wave countermeasure system according to (1) above, in which an already installed roadside wireless device operates as the roadside wireless device for preventing erroneous communication only when performing the above.
[0064]
(4) The above-mentioned error for creating an erroneous communication preventing electric field region in a predetermined communication region and an area immediately before or around the erroneous communication preventing electric field region created by the DSRC unnecessary radio wave countermeasure system of (2) or (3) above. In installing the roadside wireless device for preventing communication, the electric field region adjacent to the erroneous communication preventing electric field region is arranged so that the electric field regions overlap with an electric field strength sufficient for the vehicle-mounted device to synchronize.
[0065]
(5) When using a plurality of DSRC unnecessary radio wave countermeasure systems of (2) or (3) and a DSRC unnecessary radio wave countermeasure system of (4), the adjacent communication areas and the erroneous communication preventing electric field areas are all different frequency channels. Alternatively, they are all arranged with the same frequency channel, or the adjacent communication areas and the adjacent communication areas and the electric field area for preventing erroneous communication created by the DSRC unnecessary radio wave countermeasure system of (2) or (3) are arranged with the same frequency channel. Moreover, the electric field regions for preventing erroneous communication created by the adjacent (4) DSRC unnecessary radio wave countermeasure systems are always arranged in different frequency channels.
[0066]
(6) The roadside radio apparatus for preventing miscommunication that creates the electric field area for preventing miscommunication also serves as the roadside radio apparatus for creating a communication area for other uses, such as the communication area for notice and the second communication area. 4) DSRC unnecessary radio wave countermeasure system.
[0067]
(7) Radio waves used as roadside radio devices for preventing miscommunication when communication is not performed, and transmitted from the vehicle-mounted device under the control of the ETC processing unit, which is a component of the DSRC unnecessary radio wave countermeasure system described in (10) below A frame synchronization and frame control information signal (hereinafter referred to as an FCMC signal) transmitted by the roadside radio device as a radio wave under the control of the ETC processing unit makes no response to the on-vehicle device. The contents of the valid confirmation identifier of the release timer information field included in the FCMC signal transmitted while these controls are being performed, and the function has the function of performing the operations that can be performed, or both operations The roadside radio apparatus used for the DSRC unnecessary radio wave countermeasure system according to the above (2) to (4), in which is used to indicate invalidity.
[0068]
(8) One configuration of the DSRC unnecessary radio wave countermeasure system described later (10) in addition to the configuration having no reception function or the configuration having no reception function, which is used exclusively for roadside radio equipment for preventing erroneous communication when communication is not performed In addition to having a function that allows the wireless FCMC signal transmitted by the roadside wireless device to make the vehicle-mounted device non-responsive under the control of the ETC processing unit that is a product, release timer information included in the transmitted FCMC signal The roadside radio apparatus used for the DSRC unnecessary radio wave countermeasure system according to (2) to (4) above, wherein the content of the field validity confirmation identifier is information meaning invalidity.
[0069]
(9) A DSRC unnecessary radio wave countermeasure system when a roadside apparatus for preventing miscommunication performs communication, and a configuration in which an application for performing a communication termination process is mounted on an ETC processing unit immediately after establishing a link with the vehicle-mounted device The DSRC unnecessary radio wave countermeasure system according to the above (2) to (4).
[0070]
(10) The DSRC unnecessary radio wave countermeasure system when the roadside radio apparatus for erroneous communication prevention does not perform communication, and has a function of performing an operation of making no response to the radio wave (signal) transmitted from the vehicle-mounted device. The function of controlling the roadside radio apparatus according to claim 6 and claim 7 having a function of controlling the roadside radio apparatus or having the FCMC signal transmitted by the roadside radio apparatus make the vehicle-mounted device unresponsive. The DSRC unnecessary radio wave countermeasure system according to the above (2) to (4), wherein the application for controlling the above is configured to be mounted on the ETC processing unit.
[0071]
(11) For example, for the purpose of performing statistical processing such as the ratio of ETC vehicles to non-ETC vehicles among all vehicles passing through the toll booth, the ratio of IC card insertion state to non-insertion state in ETC vehicles, etc. In order to obtain information on the IC card inserted in the device or the vehicle-mounted device, the roadside wireless device for erroneous communication prevention communicates, and after these communications are normally completed, the same vehicle-mounted device The DSRC unnecessary radio wave countermeasure system according to any one of (2) to (4), wherein an application that operates as the DSRC unnecessary radio wave countermeasure system according to claim 9 is mounted on the ETC processing unit when reconnection is performed.
[0072]
The configuration and operation of various embodiments of the roadside wireless communication system according to the present invention have been described in detail above. However, such an embodiment is merely an example of the present invention and does not limit the present invention. Those skilled in the art will readily understand that various modifications and changes can be made according to a specific application without departing from the gist of the present invention.
[0073]
【The invention's effect】
As understood from the above description, according to the roadside radio communication system of the present invention, the following significant effects can be obtained. In other words, based on the basic configuration of installing a roadside wireless device that creates an electric field region for preventing miscommunication that covers the area where unnecessary radio waves leak, it is possible to prevent erroneous communication and communication with unnecessary radio waves with a relatively simple configuration. It is possible to effectively avoid the phenomenon of success.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a basic configuration of a first embodiment of a roadside wireless communication system according to the present invention.
FIG. 2 is a vehicle-mounted device reception level and C / N characteristic diagram for explaining the operation when the same frequency f1 is used in the roadside wireless communication system shown in FIG. 1;
3 is a vehicle-mounted device reception level and C / N characteristic diagram for explaining the operation when using different frequencies f1 and f2 in the roadside wireless communication system shown in FIG. 1; FIG.
FIG. 4 is a perspective view showing a configuration of a second embodiment of a roadside wireless communication system according to the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a frequency arrangement of each electric field region of the second embodiment shown in FIG. 4;
6 is a characteristic diagram of the in-vehicle device reception level and C / N showing the operation of the specific example shown in FIG. 5A of the in-vehicle device 28 shown in FIG. 4;
7 is a vehicle-mounted device reception level and C / N characteristic diagram showing the operation of the specific example shown in FIGS. 5C and 5G of the vehicle-mounted device 28 shown in FIG. 4. FIG.
8 is an on-vehicle device reception level and C / N characteristic diagram showing the operation of the specific example shown in FIG. 5 (e) of the on-vehicle device 28 shown in FIG.
9 is an on-vehicle device reception level and C / N characteristic diagram showing the operation of the specific example shown in FIG. 5C of the on-vehicle device 37 shown in FIG.
10 is an on-vehicle device reception level and C / N characteristic diagram showing the operation of the specific example shown in FIG. 5 (e) of the on-vehicle device 37 shown in FIG.
11 is an on-vehicle device reception level and C / N characteristic diagram showing the operation of the specific example shown in FIGS. 5A and 5H of the on-vehicle device 37 shown in FIG. 4. FIG.
FIG. 12 is a perspective view showing a configuration of a third embodiment of a roadside wireless communication system according to the present invention.
FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of a roadside apparatus in the present invention.
FIG. 14 is a perspective view for explaining a problem of a conventional ETC system.
[Explanation of symbols]
21, 23, 31, 33, 43, 47, 52, 63 Antenna
22, 24, 44 Communication area
20, 25, 27, 36, 42, 46, 55, 57 Vehicle
26, 30, 39, 49, 50, 51 Unnecessary radio wave area
28, 37, 41, 45, 54, 56, 70
29, 38 On-vehicle device trajectory
24, 32, 34, 53 Electric field area for preventing erroneous communication
40 stores with drive-through
48 Communication area and electric field area for preventing erroneous communication
60, 60a, 60b, 60c Roadside radio equipment (radio unit)
62 ETC controller
63 Antenna
66, 66a, 66b, 66c Roadside wireless device (communication control unit)
68, 68a, 68b, 68c Roadside radio equipment

Claims (8)

車両が通行する路側に設けられたアンテナを有する狭域無線(DSRC)方式の路側機器と通信領域内の車両に搭載された車載器との間で無線通信する路側無線通信システムにおいて、
前記アンテナから通信領域外への電波の漏洩により発生する不要電波に、前記通信領域外の車両の車載器が応答することにより誤通信を生じさせる不要電波領域を、前記車載器が同期可能なDSRC方式の変調波で覆う誤通信防止用電界領域を形成する誤通信防止用路側無線装置を設け
隣接する車線の前記誤通信防止用電界領域は、相互に部分的に重なり合うように形成されることを特徴とする路側無線通信システム。
In a roadside wireless communication system that wirelessly communicates between a roadside device of a narrow area radio (DSRC) system having an antenna provided on a roadside on which a vehicle passes and an onboard device mounted on a vehicle in a communication area,
DSRC that allows the on-board device to synchronize an unnecessary radio wave region that causes an erroneous communication when an on-vehicle device of the vehicle outside the communication region responds to an unnecessary radio wave generated by leakage of a radio wave from the antenna to the outside of the communication region. A roadside radio device for preventing miscommunication that forms an electric field region for preventing miscommunication covered with a modulated wave of the system ,
The roadside wireless communication system , wherein the electric field regions for preventing erroneous communication in adjacent lanes are formed so as to partially overlap each other .
前記アンテナは、有料道路等の料金所ゲートに設けられ、前記誤通信防止用電界領域は、前記アンテナが設けられた車線の隣接車線に形成されることを特徴とする請求項1に記載の路側無線通信システム。  The roadside according to claim 1, wherein the antenna is provided at a toll gate such as a toll road, and the electric field region for preventing erroneous communication is formed in a lane adjacent to the lane where the antenna is provided. Wireless communication system. 前記アンテナは、有料道路等の料金所ゲートに設けられ、前記誤通信防止用電界領域は、前記アンテナが設けられた車線の上流に形成されることを特徴とする請求項1に記載の路側無線通信システム。  The roadside radio according to claim 1, wherein the antenna is provided at a toll gate such as a toll road, and the electric field region for preventing erroneous communication is formed upstream of a lane in which the antenna is provided. Communications system. 前記アンテナを、隣接する複数車線にそれぞれ設け、前記アンテナによる通信領域の上流に隣接してそれぞれ前記誤通信防止用電界領域が形成されることを特徴とする請求項3に記載の路側無線通信システム。  The roadside wireless communication system according to claim 3, wherein the antenna is provided in each of a plurality of adjacent lanes, and the erroneous communication preventing electric field region is formed adjacent to the upstream of the communication region by the antenna. . 前記誤通信防止用電界領域および該領域における前記誤通信防止用路側無線装置による前記電界強度は、前記車両の車載器が前記アンテナからの不要電波に同期する前に同期確立するよう選定されることを特徴とする請求項1乃至の何れかに記載の路側無線通信システム。The electric field strength for preventing erroneous communication and the electric field strength by the roadside wireless device for preventing erroneous communication in the region are selected so that they are synchronized before the vehicle-mounted device of the vehicle synchronizes with unnecessary radio waves from the antenna. The roadside wireless communication system according to any one of claims 1 to 4 , wherein 前記隣接する誤通信防止用電界領域の電波として、相互に異なる周波数チャンネルを使用することを特徴とする請求項3又は4に記載の路側無線通信システム。Roadside communication system according to claim 3 or 4, characterized in that said as a radio wave of the adjacent erroneous communication preventing electric field region use different frequency channels to each other. 前記アンテナは、ドライブスルー店舗の商品受け渡し兼勘定所の車両との通信用に設けられ、前記誤通信防止用電界領域は、前記商品受け渡し兼勘定所の周囲に待機する後続車両および駐車中の車両等を含む領域とすることを特徴とする請求項1に記載の路側無線通信システム。  The antenna is provided for communication with a product delivery / accounting vehicle in a drive-through store, and the erroneous communication preventing electric field area is a succeeding vehicle and a parked vehicle waiting around the product delivery / accounting location. The roadside radio communication system according to claim 1, wherein the roadside radio communication system according to claim 1 is used. 前記誤通信防止用路側無線装置は、予告通信等の第2通信用路側無線通信装置を兼用することを特徴とする請求項1乃至の何れかに記載の路側無線通信システム。The roadside radio communication system according to any one of claims 1 to 7 , wherein the roadside radio apparatus for preventing erroneous communication also serves as a second roadside radio communication apparatus for communication such as notice communication.
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