JP6296140B2 - 無線通信装置および通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信装置および通信方法に関し、特に、対象領域に存在する対象物を検知し、検知した対象物に対して無線通信を用いて情報を提供する無線通信装置および通信方法に関する。

従来、対象領域に存在する対象物に対して情報を提供するために、対象物を検知し、検知した当該対象物へ無線信号を送信する無線通信装置が知られている。また、このような無線通信装置を用いて車両の安全運転支援または歩行者の安全を支援するために、道路を走行する車両の情報または歩行者等の情報を、車両の運転者等の利用者に対して提供する路車協調システムに関する技術が開発されている。

たとえば、特許第４８３１２１７号公報（特許文献１）には、１又は複数の情報元装置から出力される情報提供サービス用の情報を、車載機と通信可能な１又は複数の路側通信装置へ中継する情報中継装置が開示されている。この情報中継装置は、情報元装置を識別する識別情報を記憶するための記憶部と、各路側通信装置を経由して車載機へ提供される１又は複数の情報提供サービスを、各路側通信装置に対応付けして定めたシステム情報を外部から取得する取得部と、記憶部を参照して、取得部で取得したシステム情報に基づいて情報提供サービスに対応する情報元装置の識別情報を特定する識別情報特定部と、路側通信装置毎に、情報提供サービスと識別情報特定部で特定した識別情報とを関連付けた中継情報を生成する中継情報生成部とを備え、中継情報生成部で生成した中継情報に基づいて、情報元装置から出力された情報を路側通信装置へ中継する。

特許第４８３１２１７号公報

ところで、上記のような無線通信装置から送信される無線信号の対象物における受信品質は、対象物と無線通信装置との間の距離、対象物の移動速度および周囲環境による影響等を受けて変化する。

しかしながら、上述した特許文献１に記載の情報中継装置では路側通信装置として光ビーコンを用いており、この情報中継装置のように光ビーコンを用いて車載機へ情報を送信する場合、当該光ビーコンの直下を通過する１または複数の車両の車載機に対して所定の送信電力の大きさで無線信号を送信することが一般的である。このため、走行位置または移動速度などの異なる複数の車両間で受信品質に差が生じることがあり、受信品質が十分でないことによって情報提供を正確に行うことができないという虞があった。

この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、対象物に対する無線通信を用いた情報提供において、対象物における受信品質を向上させることのできる無線通信装置および通信方法を提供することである。

（１）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる無線通信装置は、対象領域に存在する対象物の検知に用いられる検知信号を出力し、上記対象物を検知するためのセンサ部と、上記対象物に対する提供情報を含む通信信号を出力するための通信部と、上記検知信号および上記通信信号のうちいずれか一方を選択するための選択部と、上記選択部により選択された信号を無線信号に変換し、変換した無線信号を送信するための無線変換部とを備える。

このように、共通の無線変換部が検知信号の無線信号への変換および通信信号の無線信号への変換を選択的に行う構成、具体的には、共通の発振器およびミキサ等を用いて無線信号への周波数変換が行われる構成により、検知信号が変換された無線信号と、通信信号が変換された無線信号との周波数帯が同一となる。

そして、検知信号が変換された無線信号と、通信信号が変換された無線信号との周波数帯が同一であることにより、検知信号が変換された無線信号が対象物において反射して無線通信装置により受信されると、無線通信装置は、受信した無線信号の受信電力の大きさに基づいて、通信信号が変換された無線信号を送信した場合の対象物における受信電力の大きさを推定することができる。

このとき推定される受信電力の大きさは、実際に無線通信装置において受信された同一周波数帯の無線信号の受信電力の大きさに基づいて求められるものである。このため、電波伝送環境を考慮して正確に推定された受信電力の大きさに基づいて、通信信号を変換した無線信号の送信電力等を調整することができ、対象物における受信品質を向上させることができる。

また、検知信号の無線信号への変換および通信信号の無線信号への変換を共通の無線変換部を用いて行う構成であるため、部品点数を少なくすることができ、コストを低く抑えることができる。

（２）好ましくは、上記選択部は、上記センサ部が上記対象物を検知したことに応じて、上記検知信号の選択から上記通信信号の選択に切り替える。

このように、対象物が検知されるまでの間は無線変換部の接続先の切り替えを行わない構成により、検知動作および情報提供動作を効率よく行うことができる。

（３）好ましくは、上記選択部は、予め定められたタイムスケジュールに従って、上記検知信号の選択から上記通信信号の選択への切り替え、および、上記通信信号の選択から上記検知信号の選択への切り替えを行う。

このような構成により、対象領域に対象物が存在しない場合であっても、たとえば何らかの情報を対象領域へ定期的に報知することができる。また、対象領域に対象物が存在しない場合であっても、何らかの情報を他の通信機等へ送信することができるため、たとえば、対象物の検知が途切れることなく行われていること、または、対象領域に対象物が存在しないことなどを、他の通信機において定期的に確認することができる。

（４）好ましくは、上記選択部は、上記センサ部が上記対象物を検知したことに応じて、上記タイムスケジュールにかかわらず上記検知信号の選択から上記通信信号の選択に切り替える。

このような構成により、対象領域に存在する対象物に対する情報提供を迅速に行うことができる。

（５）好ましくは、上記検知信号が変換された無線信号の送信電力は、上記通信信号が変換された無線信号の送信電力より小さい。

このように、対象物の検知のために用いられる無線信号の送信電力を小さく設定することにより、上記検知の際に他の通信機へ与える影響を低く抑えることができる。また、対象物が検知された場合に無線変換部の接続先が通信部へ切り替えられる構成、すなわち無線変換部において検知信号の無線信号への変換が優先して行われる構成である場合、無線通信装置全体として使用される電力量を少なくすることができる。

（６）好ましくは、上記無線通信装置は、さらに、上記無線変換部に接続された複数のアンテナ素子で構成されるアンテナ部を含み、上記通信部は、各上記アンテナ素子から送信される無線信号の制御を行うことにより、上記センサ部により検知された上記対象物に向けて上記アンテナ部の指向性を調整する。

このような構成により、アンテナゲインが高まり、対象物への通信成功率を向上させることができる。また、対象物において受信されることのない電波を減らすことができるため、対象物の周囲に存在する他の通信機への干渉を防ぐことができる。

（７）好ましくは、上記センサ部は、上記対象物として車両を検知する。

このような構成により、安全運転に有効な情報等を車両の運転者に提供することができる。

（８）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる通信方法は、対象領域に存在する対象物へ無線通信により情報を提供する無線通信装置における通信方法であって、上記対象物の検知のために用いられる検知信号、および、上記対象物に対する提供情報を含む通信信号のうちいずれか一方を選択するステップと、選択した信号を無線信号に変換し、変換した無線信号を送信するステップとを含む。

このように、共通の無線変換部が検知信号の無線信号への変換および通信信号の無線信号への変換を選択的に行う構成、具体的には、共通の発振器およびミキサ等を用いて無線信号への周波数変換が行われる構成により、検知信号が変換された無線信号と、通信信号が変換された無線信号との周波数帯が同一となる。

そして、検知信号が変換された無線信号と、通信信号が変換された無線信号との周波数帯が同一であることにより、検知信号が変換された無線信号が対象物において反射して無線通信装置により受信されると、無線通信装置は、受信した無線信号の受信電力の大きさに基づいて、通信信号が変換された無線信号を送信した場合の対象物における受信電力の大きさを推定することができる。

このとき推定される受信電力の大きさは、実際に無線通信装置において受信された同一周波数帯の無線信号の受信電力の大きさに基づいて求められるものである。このため、電波伝送環境を考慮して正確に推定された受信電力の大きさに基づいて、通信信号を変換した無線信号の送信電力等を調整することができ、対象物における受信品質を向上させることができる。

また、検知信号の無線信号への変換および通信信号の無線信号への変換を共通の無線変換部を用いて行う構成であるため、部品点数を少なくすることができ、コストを低く抑えることができる。

本発明に係る無線通信装置および通信方法によれば、対象物に対する無線通信を用いた情報提供において、対象物における受信品質を向上させることができる。

本発明の実施の形態１に係る無線通信装置の使用状況を説明するための図である。 本発明の実施の形態１に係る無線通信装置の構成を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る無線通信装置による対象物の検知および対象物に対する情報提供の動作手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１の変形例３に係る無線通信装置の構成を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る無線通信装置の構成を示す図である。

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

［構成および基本動作］
図１は、本発明の実施の形態１に係る無線通信装置の使用状況を説明するための図である。

図１を参照して、本発明の実施の形態１に係る無線通信装置１００は、本体部１０と、アンテナ部１１とを備え、たとえば信号灯器付近に設置されたアンテナ部１１から、車道などの対象領域Ｅに向けて無線信号を送信する。

そして、無線通信装置１００は、対象領域Ｅにおいて反射した無線信号をアンテナ部１１により受信する。このアンテナ部１１は、たとえば複数のアンテナ素子を有するアレイアンテナである。無線通信装置１００は、各アンテナ素子により受信された無線信号の周波数または位相のずれ等に基づいて所定の演算処理を行い、対象領域Ｅに存在する対象物の有無、対象物が存在する場合には当該対象物のおよその位置、当該対象物の進行方向または当該対象物の移動速度などの情報を取得する。

ここで、対象物とは、たとえば車両または歩行者などであり、無線通信装置１００は、検知した車両または歩行者に対して付近の交差点情報、規定速度情報または車間距離情報などの情報を無線通信により提供する。

具体的には、無線通信装置１００は、対象物の位置、進行方向および移動速度などの情報のうち少なくとも１つの情報と、当該対象物へ提供すべき情報（以下、「提供情報」と称する）の内容とを予め対応づけた対応テーブルを記憶する。

無線通信装置１００は、この対応テーブルを参照して、検知した対象物の位置等の情報に基づいて提供情報の内容を決定する。そして、無線通信装置１００は、決定した提供情報を含む信号を、無線通信により対象物に対して送信する。たとえば、無線通信装置１００は、取得した対象物の位置が交差点から所定の範囲内である場合、当該対象物の周囲に交差点があることを示す情報を、当該対象物へ提供する。

次に、無線通信装置１００の詳細な構成について説明する。図２は、本発明の実施の形態１に係る無線通信装置の構成を示す図である。

図２を参照して、無線通信装置１００は、上述のとおり、本体部１０と、アンテナ部１１とを備える。また、本体部１０は、送受信部１２と、分岐回路１３，１４と、発振器１５，１６と、選択部１７と、センサ部１８と、通信部１９とを含む。

アンテナ部１１は、たとえば４本のアンテナ素子を有し、各アンテナ素子により無線信号を送受信する。

送受信部１２は、アンテナ部１１における各アンテナ素子に対応して、無線変換部３０と、Ａ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）２４と、Ｄ／Ａコンバータ（ＤＡＣ）２５との組を４つ有する。また、無線変換部３０は、デュプレクサ（Ｄｕｐｌｅｘ）２１と、ローノイズアンプ２２と、ミキサ２３，２６と、パワーアンプ２７とを有する。

デュプレクサ２１は、アンテナ部１１から受けた無線信号をローノイズアンプ２２へ出力する。また、デュプレクサ２１は、パワーアンプ２７から受けた無線信号をアンテナ部１１へ出力する。デュプレクサ２１は、アンテナ部１１から受けた無線信号と、パワーアンプ２７から受けた無線信号との分離を行ない、両信号間の干渉を防ぐ。

ローノイズアンプ２２は、デュプレクサ２１を通過した無線信号を増幅して出力する。

ミキサ２３は、ローノイズアンプ２２から受けた無線信号と、分岐回路１３を介して発振器１５から受けたローカル信号とを乗算することにより、ローノイズアンプ２２から受けた無線信号を周波数変換してＡ／Ｄコンバータ２４へ出力する。

Ａ／Ｄコンバータ２４は、ミキサ２３から受けた信号をデジタル信号に変換し、選択部１７を介してセンサ部１８または通信部１９へ出力する。

Ｄ／Ａコンバータ２５は、選択部１７を介してセンサ部１８または通信部１９から受けたデジタル信号をアナログ信号に変換し、ミキサ２６へ出力する。

ミキサ２６は、Ｄ／Ａコンバータ２５から受けたアナログ信号と、分岐回路１４を介して発振器１６から受けたローカル信号とを乗算することにより、Ｄ／Ａコンバータ２５から受けたアナログ信号を周波数変換してパワーアンプ２７へ出力する。

パワーアンプ２７は、ミキサ２６から受けた無線信号を増幅してデュプレクサ２１へ出力する。さらに、デュプレクサ２１は、パワーアンプ２７から受けた無線信号をアンテナ部１１へ出力し、アンテナ部１１は当該無線信号を送信する。

選択部１７は、Ａ／Ｄコンバータ２４およびＤ／Ａコンバータ２５を介した無線変換部３０の接続先をセンサ部１８と通信部１９との間で切り替える。すなわち、選択部１７により、無線変換部３０の接続先がセンサ部１８に切り替えられた場合、無線変換部３０から出力されたアナログ信号は、Ａ／Ｄコンバータ２４においてデジタル信号に変換され、変換されたデジタル信号は、センサ部１８へ出力される。また、この場合、センサ部１８から出力されたデジタル信号は、選択部１７経由でＤ／Ａコンバータ２５に出力され、Ｄ／Ａコンバータ２５においてアナログ信号に変換され、変換されたアナログ信号は、無線変換部３０へ出力される。

一方、選択部１７により、Ａ／Ｄコンバータ２４およびＤ／Ａコンバータ２５を介した無線変換部３０の接続先が通信部１９に切り替えられた場合、無線変換部３０から出力されたアナログ信号は、Ａ／Ｄコンバータ２４においてデジタル信号に変換され、変換されたデジタル信号は、センサ部１９へ出力される。また、この場合、通信部１９から出力されたデジタル信号は、選択部１７経由でＤ／Ａコンバータ２５に出力され、Ｄ／Ａコンバータ２５においてアナログ信号に変換され、変換されたアナログ信号は、無線変換部３０へ出力される。

センサ部１８は、変復調部３１と、データ処理部３２とを含む。データ処理部３２は、対象領域Ｅに存在する対象物の検知に用いるための情報を示すデータを変復調部３１へ出力する。変復調部３１は、データ処理部３２から出力されたデータに対して変調処理を行い、変調処理後の信号（以下、「検知信号」と称する）を選択部１７経由でＤ／Ａコンバータ２５へ出力する。そして、検知信号は、Ｄ／Ａコンバータ２５においてアナログ信号に変換され、さらに、無線変換部３０において無線信号に変換されてアンテナ部１１により対象領域Ｅに向けて送信される。

そして、対象領域Ｅにおいて無線信号が反射すると、反射した無線信号がアンテナ部１１により受信され、送受信部１２および選択部１７を介してセンサ部１８に出力される。そして、変復調部３１は、選択部１７を介してＡ／Ｄコンバータ２４から受けたデジタル信号を復調し、復調データをデータ処理部３２へ出力する。

そして、データ処理部３２は、アンテナ部１１の各アンテナ素子により受信された無線信号の位相のずれ等を示す復調データを変復調部３１から受けて、この復調データに基づいて所定の演算処理を行い、対象領域Ｅに存在する対象物の有無、対象物が存在する場合には当該対象物の位置および当該対象物の移動速度などの情報を取得する。

また、データ処理部３２は、対象領域Ｅに存在する対象物を検知した場合、検知結果を選択部１７および通信部１９のデータ処理部３４へ出力する。選択部１７は、データ処理部３２から対象物が存在することを示す検知結果を受けると、Ａ／Ｄコンバータ２４およびＤ／Ａコンバータ２５を介した無線変換部３０の接続先をセンサ部１８から通信部１９に切り替える。そして、選択部１７は、たとえば、上記接続先を通信部１９に切り替えたタイミングから所定時間経過後のタイミングで、Ａ／Ｄコンバータ２４およびＤ／Ａコンバータ２５を介した無線変換部３０の接続先をセンサ部１８に切り替える。

通信部１９は、変復調部３３と、データ処理部３４とを含む。データ処理部３４は、たとえば対応テーブルなどを参照して、センサ部１８のデータ処理部３２から受けた検知結果に含まれる対象物の位置などの情報に基づいて提供情報の内容を決定する。

また、データ処理部３４は、検知結果に含まれる対象物の位置などの情報に基づいて、各アンテナ素子から送信される無線信号の制御を行うことにより、アンテナ部１１の指向性を調整する。たとえば、データ処理部３４は、各アンテナ素子から位相の異なる無線信号が送信されるように、各アンテナ素子から送信される無線信号の位相を制御するための位相制御情報および上記提供情報を含むデータをアンテナ素子ごとに生成することにより、アンテナ部１１から送信される無線信号のビーム方向を調整する。また、たとえば、データ処理部３４は、アンテナ素子ごとに無線信号の送信と送信停止とを切り替えることにより、アンテナ部１１から送信される無線信号のビーム幅を調整することも可能である。具体的には、各アンテナ素子と送受信部１２との間に無線信号の送信と送信停止とを切り替えるためのスイッチが設けられ、データ処理部３４は、各アンテナ素子に接続されたスイッチを制御し、無線信号の送信に使用するアンテナ素子を適宜選択することにより、アンテナ部１１から送信される無線信号のビーム幅を調整することができる。

そして、データ処理部３４は、生成した提供情報を示すデータを、変復調部３３へ出力する。変復調部３３は、データ処理部３４から出力されたデータに対して変調処理を行い、変調処理後の信号（以下、「通信信号」と称する）を選択部１７経由でＤ／Ａコンバータ２５へ出力する。そして、検知信号は、Ｄ／Ａコンバータ２５においてアナログ信号に変換され、さらに、無線変換部３０において無線信号に変換される。そして、変換された無線信号は、アンテナ部１１の各アンテナ素子から対象物に向けて送信される。

なお、アンテナ部１１は、各アンテナ素子と送受信部１２との間の経路の長さを変更可能な経路長調整部を有していてもよい。この場合、データ処理部３４は、各アンテナ素子から送信される無線信号の位相を調整するための位相制御情報を生成し、生成した位相制御情報を示すデータを、選択部１７を介して送受信部１２へ出力する。そして、送受信部１２は、この位相制御情報に基づいて各アンテナ素子と送受信部１２との経路長に差が生じるようにアンテナ部１１の経路長調整部を制御することにより、対象物に向けてアンテナ部１１のビーム幅およびビーム方向のうち少なくとも一方を調整することが可能である。

また、センサ部１８により検知された対象物が複数ある場合、センサ部１８は、各対象物の移動速度などに基づき、たとえば移動速度が最も速い対象物など所定条件を満たす対象物を特定する。そして、通信部１９は、センサ部１８により特定された対象物に向けてアンテナ部１１のビーム幅およびビーム方向のうち少なくとも一方を調整するために、提供情報を示すデータをアンテナ素子ごとに生成することができる。

ここで、アンテナ部１１により送信される無線信号、すなわち検知信号が変換された無線信号および通信信号が変換された無線信号は、いずれも周波数がおよそ７１ＧＨｚから８６ＧＨｚのミリ波であり、より具体的には７９ＧＨｚ帯を中心とする同一周波数帯の無線信号が使用される。

このミリ波は、波長が小さいことから、周囲によるわずかな影響を受けた場合であっても信号の強弱に大きく差が生じるため、対象領域Ｅに存在する比較的小さな対象物の検知に適している。すなわち、ミリ波を使用することにより、車両だけでなく歩行者等の有無、歩行者等の位置、または、歩行者等の移動速度などの詳細な検知を行うことができる。

また、無線通信装置１００では、検知信号が変換された無線信号と、通信信号が変換された無線信号とが同一周波数帯となるため、対象物の検知に用いた無線信号が反射した無線信号の受信電力に基づいて、通信信号が変換された無線信号を送信した場合の対象物における受信電力の大きさ等を推定することができる。

具体的には、センサ部１８から通信部１９へ出力される検知結果には、対象領域Ｅにおいて反射した無線信号のたとえば受信電力の大きさを示す情報が含まれている。そして、通信部１９のデータ処理部３４は、送信電力の大きさと受信電力の大きさとの差に基づいて、通信信号が変換された無線信号を送信した場合の対象物における受信電力の大きさを推定する。そして、データ処理部３４は、推定した受信電力の大きさに基づいて、通信信号を変換した無線信号の送信電力の大きさ等を決定する。

なお、センサ部１８および通信部１９は、検知信号が変換された無線信号の送信電力を、通信信号が変換された無線信号の送信電力より小さく設定することができる。

また、データ処理部３４は、推定した受信電力の大きさに基づいて、通信信号の伝送速度を決定することも可能である。たとえば、データ処理部３４は、推定した受信電力の大きさが小さいほど通信信号の伝送速度を遅くするように決定することができる。

なお、図２に示す無線通信装置１００では、選択部１７が、Ａ／Ｄコンバータ２４およびＤ／Ａコンバータ２５を介した無線変換部３０の接続先を、センサ部１８と通信部１９との間で切り替える。しかしながら、選択部１７が検知信号および通信信号のうちいずれか一方を選択して、選択した信号を無線変換部３０へ出力する構成であれば、図２に示す構成には限定されない。

たとえば、無線変換部３０は、Ａ／Ｄコンバータ２４およびＤ／Ａコンバータ２５を介して、センサ部１８および通信部１９の双方と接続されていてもよい。この場合、センサ部１８および通信部１９が選択部に相当し、当該選択部が、検知信号および通信信号のうちいずれか一方を選択し、選択した信号を無線変換部３０へ出力することが可能である。

［動作］
次に、本発明の実施の形態１に係る無線通信装置１００による対象物の検知および対象物に対する情報提供の動作の流れについて説明する。

図３は、本発明の実施の形態１に係る無線通信装置による対象物の検知および対象物に対する情報提供の動作手順を示すフローチャートである。

無線通信装置１００は、フローチャートの各ステップを含むプログラムを図示しないメモリから読み出して実行する。このプログラムは、外部からインストールすることができる。このインストールされるプログラムは、たとえば記録媒体に格納された状態で流通する。

図３を参照して、まず、センサ部１８は、対象領域Ｅに存在する対象物の検知に用いられる検知信号を出力する。そして、送受信部１２は、選択部１７を介して受けた検知信号を無線信号に変換して、アンテナ部１１により対象領域Ｅへ送信する（ステップＳ１１）。

次に、送受信部１２は、対象領域Ｅにおいて反射した無線信号をアンテナ部１１により受信し、受信した無線信号をデジタル信号に変換して選択部１７を介してセンサ部１８へ出力する（ステップＳ１２）。

次に、センサ部１８は、送受信部１２から受けデジタル信号に基づいて所定の演算処理を行い、対象領域Ｅに対象物が存在するか否かを検知するとともに、対象領域Ｅに対象物が存在する場合には当該対象物の位置および当該対象物の移動速度などの情報を取得する（ステップＳ１３）。

センサ部１８は、対象物を検知した場合には（ステップＳ１４において「Ｙｅｓ」）、対象物の位置等の情報を含む検知結果を選択部１７および通信部１９へ出力する（ステップＳ１５）。なお、この検知結果には、検知信号が変換された無線信号の送信電力の大きさ、および、対象領域Ｅにおいて反射した無線信号の受信電力の大きさを示す情報が含まれている。

次に、選択部１７は、センサ部１８から検知結果を受けると、Ａ／Ｄコンバータ２４およびＤ／Ａコンバータ２５を介した無線変換部３０の接続先をセンサ部１８から通信部１９へ切り替える（ステップＳ１６）。なお、選択部１７は、センサ部１８から検知結果を受けた直後に無線変換部３０の接続先を通信部１９に切り替える代わりに、たとえば、上記検知結果を受けたタイミングから所定時間経過後、または、対象物を検知した後に当該対象物が所定の位置へ移動したタイミングで、無線変換部３０の接続先を通信部１９に切り替えても良い。

一方、センサ部１８は、対象物を検知しなかった場合（ステップＳ１４において「Ｎｏ」）、検知結果の出力を行わず、検知信号の無線信号への変換および送信を再び行う（ステップＳ１１）。

また、通信部１９は、センサ部１８から検知結果を受けると、検知結果に含まれる対象物の位置等の情報などに基づいて当該対象物に対する提供情報の内容を決定する（ステップＳ１７）。

たとえば、通信部１９は、対応テーブル等を参照して、検知された対象物が道路を走行している車両である場合、付近の交差点情報、規定速度情報または車間距離情報などの情報を提供情報の内容として決定する。

また、たとえば、検知された対象物がデパートの入口付近に位置する歩行者であって、デパートに向かって進行している歩行者である場合、通信部１９は、このデパートに関する当日の情報を提供情報の内容として決定する。また、たとえば、検知された対象物がデパートの入口付近に位置する歩行者であって、デパートから離れる方向へ進行している歩行者である場合、通信部１９は、このデパートに関する翌日以降の情報を提供情報の内容として決定する。

また、たとえば、検知された対象物が横断歩道の付近に位置する歩行者であって、この横断歩道に向かって進行している歩行者である場合、通信部１９は、この横断歩道の周囲に位置する車両に関する情報を提供情報の内容として決定する。また、たとえば、検知された対象物が横断歩道の付近に位置する歩行者であって、この横断歩道から離れる方向へ進行している歩行者である場合、通信部１９は、この横断歩道の周辺施設に関する情報を提供情報の内容として決定する。

次に、通信部１９は、検知結果に含まれる検知信号が変換された無線信号の送信電力の大きさ、および、対象領域Ｅにおいて反射した無線信号の受信電力の大きさを示す情報に基づいて、送信電力の大きさと受信電力の大きさとの差を算出する。

そして、通信部１９は、送信電力の大きさと受信電力の大きさとの差に基づいて、通信信号が変換された無線信号を送信した場合の対象物における受信電力の大きさを推定する。そして、通信部１９は、推定した受信電力の大きさに基づいて、通信信号を変換した無線信号の送信電力の大きさを決定する（ステップＳ１８）。

次に、通信部１９は、推定した受信電力の大きさに基づいて、通信信号の伝送速度を決定する（ステップＳ１９）。

次に、通信部１９は、検知結果に含まれる対象物の位置などの情報に基づいて、対象物に向けてアンテナ部１１の各アンテナ素子のビーム幅およびビーム方向のうち少なくとも一方を調整するために、提供情報を示すデータをアンテナ素子ごとに生成する（ステップＳ２０）。

次に、通信部１９は、生成した提供情報を示すデータに対して変調処理を行い、変調処理後の通信信号を送受信部１２へ出力する。そして、送受信部１２は、選択部１７を介して受けた通信信号を無線信号に変換して、アンテナ部１１により対象物へ送信する。このとき、送受信部１２は、ステップＳ１８において決定された送信電力の大きさ、および、ステップＳ１９において決定された伝送速度に従って当該無線信号を対象物へ送信する（ステップＳ２１）。

次に、選択部１７は、たとえば、Ａ／Ｄコンバータ２４およびＤ／Ａコンバータ２５を介した無線変換部３０の接続先を通信部１９に切り替えたタイミングから所定時間経過後のタイミングで、無線変換部３０の接続先をセンサ部１８に切り替える（ステップＳ２２）。なお、上述したステップＳ１６およびＳ２２において選択部１７が無線変換部３０の接続先の切り替えを完了するまでに、無線変換部３０がセンサ部１８および通信部１９のいずれにも接続されていない期間があってもよい。

ところで、無線通信装置から送信される無線信号の対象物における受信品質は、対象物と無線通信装置との間の距離、対象物の移動速度および周囲環境による影響等を受けて変化する。

しかしながら、上述した特許文献１に記載の情報中継装置では路側通信装置として光ビーコンを用いており、この情報中継装置のように光ビーコンを用いて車載機へ情報を送信する場合、当該光ビーコンの直下を通過する１または複数の車両の車載機に対して所定の送信電力の大きさで無線信号を送信することが一般的である。このため、走行位置または移動速度などの異なる複数の車両間で受信品質に差が生じることがあり、受信品質が十分でないことによって情報提供を正確に行うことができないという虞があった。

これに対して、本発明の実施の形態１に係る無線通信装置１００では、センサ部１８が、対象領域Ｅに存在する対象物の検知に用いられる検知信号を出力し、対象物を検知する。また、通信部１９が、対象物に対する提供情報を含む通信信号を出力する。また、選択部１７が、検知信号および通信信号のうちいずれか一方を選択する。また、無線変換部３０が、選択部１７により選択された信号を無線信号に変換し、変換した無線信号を送信する。

このように、共通の無線変換部３０が検知信号の無線信号への変換および通信信号の無線信号への変換を選択的に行う構成、具体的には、共通の発振器１５，１６およびミキサ２３，２６等を用いて無線信号への周波数変換が行われる構成により、検知信号が変換された無線信号と、通信信号が変換された無線信号との周波数帯が同一となる。

そして、検知信号が変換された無線信号と、通信信号が変換された無線信号との周波数帯が同一であることにより、検知信号が変換された無線信号が対象物において反射して無線通信装置１００により受信されると、無線通信装置１００は、受信した無線信号の受信電力の大きさに基づいて、通信信号が変換された無線信号を送信した場合の対象物における受信電力の大きさを推定することができる。

このとき推定される受信電力の大きさは、実際に無線通信装置１００において受信された同一周波数帯の無線信号の受信電力の大きさに基づいて求められるものである。このため、電波伝送環境を考慮して正確に推定された受信電力の大きさに基づいて、通信信号を変換した無線信号の送信電力等を調整することができ、対象物における受信品質を向上させることができる。

また、検知信号の無線信号への変換および通信信号の無線信号への変換を共通の無線変換部３０を用いて行う構成であるため、部品点数を少なくすることができ、コストを低く抑えることができる。

また、本発明の実施の形態１に係る無線通信装置１００では、選択部１７は、センサ部１８が対象物を検知したことに応じて、検知信号の選択から通信信号の選択に切り替える。

このように、対象物が検知されるまでの間は無線変換部３０の接続先の切り替えを行わない構成により、検知動作および情報提供動作を効率よく行うことができる。

また、本発明の実施の形態１に係る無線通信装置１００では、検知信号が変換された無線信号の送信電力は、通信信号が変換された無線信号の送信電力より小さい。

このように、対象物の検知のために用いられる無線信号の送信電力を小さく設定することにより、上記検知の際に他の通信機へ与える影響を低く抑えることができる。また、対象物が検知された場合に無線変換部３０の接続先が通信部１９へ切り替えられる構成、すなわち無線変換部３０において検知信号の無線信号への変換が優先して行われる構成である場合、無線通信装置１００全体として使用される電力量を少なくすることができる。

また、本発明の実施の形態１に係る無線通信装置１００は、さらに、無線変換部３０に接続された複数のアンテナ素子で構成されるアンテナ部１１を含む。また、通信部１９は、各アンテナ素子から送信される無線信号の制御を行うことにより、センサ部１８により検知された対象物に向けてアンテナ部１１の指向性を調整する。

このような構成により、アンテナゲインが高まり、対象物への通信成功率を向上させることができる。また、対象物において受信されることのない電波を減らすことができるため、対象物の周囲に存在する他の通信機への干渉を防ぐことができる。

また、本発明の実施の形態１に係る無線通信装置１００では、センサ部１８は、対象物として車両を検知する。

このような構成により、安全運転に有効な情報等を車両の運転者に提供することができる。

（変形例１）
なお、上述した本発明の実施の形態１に係る無線通信装置１００によれば、センサ部１８により検知された対象物に向けて、通信信号が変換された無線信号が送信されるようにアンテナ部１１の指向性、すなわちアンテナ部１１のビーム幅およびビーム方向のうち少なくとも一方を調整する。しかしながら、このような形態に限定されず、たとえば、センサ部１８は、通信部１９と同様に、アンテナ部１１から送信される無線信号の制御を行うことが可能である。

具体的には、センサ部１８は、対象領域Ｅに存在する対象物を検知すると、この対象物に向けてアンテナ部１１のビーム幅およびビーム方向のうち少なくとも一方を調整するために、アンテナ素子ごとに検知信号を生成する。そして、センサ部１８は、生成した検知信号を選択部１７経由で送受信部１２へ出力する。

そして、検知信号は、送受信部１２において無線信号に変換され、変換された無線信号は、アンテナ部１１から対象物に向けて送信される。

すなわち、センサ部１８において対象物が検知された後、再びセンサ部１８から検知信号が出力され、この検知信号が無線信号に変換される。そして、アンテナ部１１のビーム幅およびビーム方向のうち少なくとも一方が調整され、この無線信号が対象物に向けてアンテナ部１１から送信される。これにより、センサ部１８は、より詳細な対象物の位置または移動速度などを取得することができる。

（変形例２）
また、上述した本発明の実施の形態１に係る無線通信装置１００によれば、センサ部１８により検知された対象物に対して提供情報が送信されるが、このような形態に限定されず、無線通信装置１００は、検知した対象物以外の他の通信機へ提供情報を送信することが可能である。

たとえば、規定速度を大幅に超えて走行している車両、蛇行車両または信号無視車両など危険な走行を行っている危険車両が検知された場合、無線通信装置１００は、当該危険車両に関する情報を含む通信信号を無線信号に変換して、当該危険車両の周囲の車両に対して送信することができる。なお、無線通信装置１００は、上記のような場合、たとえば、速度を落として走行することを指示するための通信信号を、無線信号に変換して当該危険車両へ送信することも可能である。

また、たとえば、横断歩道の周辺を走行する車両が検知された場合、無線通信装置１００は、当該車両に関する情報を含む通信信号を無線信号に変換して、当該横断歩道を通行している歩行者および当該横断歩道の待機場所に位置する歩行者へ送信することができる。

（変形例３）
また、上述した本発明の実施の形態１に係る無線通信装置１００によれば、図２に示すように、Ａ／Ｄコンバータ２４およびＤ／Ａコンバータ２５と、センサ部１８および通信部１９との間に選択部１７が設けられている。しかしながら、無線変換部３０の接続先がセンサ部１８と通信部１９との間で選択的に切り替えられる構成であれば、選択部１７が設けられる箇所は限定されず、たとえば図４に示すような構成であってもよい。

図４は、本発明の実施の形態１の変形例３に係る無線通信装置の構成を示す図である。

図４に示すように、本発明の実施の形態１の変形例３に係る無線通信装置２００では、選択部１７は、ミキサ２３およびミキサ２６と、Ａ／Ｄコンバータ２４ａ，２４ｂおよびＤ／Ａコンバータ２５ａ，２５ｂとの間に設けられている。さらに、Ａ／Ｄコンバータ２４ａおよびＤ／Ａコンバータ２５ａがセンサ部１８に接続され、Ａ／Ｄコンバータ２４ｂおよびＤ／Ａコンバータ２５ｂが通信部１９に接続されている。

このような構成によれば、ミキサ２３は、周波数変換した信号を選択部１７へ出力する。そして、選択部１７は、ミキサ２３から受けた信号を、Ａ／Ｄコンバータ２４ａまたはＡ／Ｄコンバータ２４ｂへ出力する。

Ａ／Ｄコンバータ２４ａは、選択部１７から受けた信号をデジタル信号に変換してセンサ部１８へ出力する。また、Ａ／Ｄコンバータ２４ｂは、選択部１７から受けた信号をデジタル信号に変換して通信部１９へ出力する。

また、Ｄ／Ａコンバータ２５ａは、センサ部１８から出力された検知信号をアナログ信号に変換し、選択部１７を介してミキサ２６へ出力する。Ｄ／Ａコンバータ２５ｂは、通信部１９から出力された通信信号をアナログ信号に変換し、選択部１７を介してミキサ２６へ出力する。

（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

上述した本発明の実施の形態１に係る無線通信装置１００によれば、センサ部１８により対象領域Ｅに存在する対象物が検知された場合に、無線変換部３０の接続先がセンサ部１８から通信部１９に切り替えられる。これに対して、本発明の実施の形態２に係る無線通信装置３００は、センサ部１８により対象物が検知されたか否かにかかわらず、予め定められたタイムスケジュールに従って、無線変換部３０の接続先をセンサ部１８から通信部１９へ切り替える。

図５は、本発明の実施の形態２に係る無線通信装置の構成を示す図である。

図５に示すように、本発明の実施の形態２に係る無線通信装置３００は、タイミング制御部４０を備える点で図２に示す本発明の実施の形態１に係る無線通信装置１００と異なる。ここでは、図２に示す本発明の実施の形態１に係る無線通信装置１００と異なる点について説明する。

タイミング制御部４０は、予め定められたタイムスケジュールを示すタイミング情報を取得し、取得したタイミング情報をセンサ部１８へ出力する。そして、センサ部１８は、対象物の存在を検知したか否かにかかわらず、タイミング制御部４０から受けたタイミング情報に従って、所定のタイミングで対象物の検知結果を選択部１７へ出力する。そして、選択部１７は、センサ部１８から検知通結果を受けると、Ａ／Ｄコンバータ２４およびＤ／Ａコンバータ２５を介した無線変換部３０の接続先を通信部１９に切り替える。

なお、タイムスケジュールには、選択部１７が検知信号を選択する期間と、選択部１７が通信信号を選択する期間とが交互に設定されているが、各期間の長さは設定により変更することが可能である。また、このタイムスケジュールを示すタイミング情報として、対象領域Ｅの周辺に設置された信号灯器の点灯色が変化するタイミングを示すタイミング情報を用いることが可能である。たとえば、タイミング制御部４０は、信号灯器の点灯を制御する信号制御装置、または、信号制御装置に信号灯器の点灯のための信号制御情報を送信する中央処理装置から信号制御情報を受信する。そして、タイミング制御部４０は、受信した信号制御情報に含まれる、信号灯器の点灯色が変化するタイミング情報を取得する。

この場合、たとえばタイミング制御部４０は、対象領域Ｅに対向している信号灯器が黄信号から赤信号に切り替わるタイミングを、センサ部１８により検知結果が出力されるタイミングとして決定する。これにより、信号灯器が青信号または黄色信号を点灯していることにより対象領域Ｅにおける車両等の通行が許可されている期間は、無線変換部３０の接続先が通信部１９に切り替えられることなく、無線変換部３０は、センサ部１８から出力される検知信号の無線信号への変換を行う。このため、当該期間内は対象領域Ｅにおける対象物の検知が継続して行われる。

そして、センサ部１８は、当該信号灯器が赤信号に変化したタイミングで検知結果を選択部１７および通信部１９へ出力し、無線変換部３０の接続先が通信部１９へ切り替えられる。これにより、通信部１９からの通信信号が選択部１７経由で送受信部１２へ出力される。

このとき、通信部１９は、センサ部１８から受けた検知結果が対象領域Ｅにおいて対象物が存在しないことを示す場合、対象物が存在しないことを示す通信信号を出力する。そして、通信部１９から出力された通信信号は、無線信号に変換されて、ブロードキャストなどによって周囲の通信機等へ送信される。

たとえば、中央処理装置が通信機経由で当該通信信号が変換された無線信号を受信した場合、中央処理装置は、受信した無線信号に含まれる情報、すなわち対象領域Ｅに対象物が存在しないことを示す情報に基づいて、信号灯器の点灯を制御することができる。

また、タイミング制御部４０は、タイミング情報を選択部１７へ出力する。そして、選択部１７は、タイミング制御部４０から受けたタイミング情報に従って、Ａ／Ｄコンバータ２４およびＤ／Ａコンバータ２５を介した無線変換部３０の接続先が通信部１９に切り替えられたタイミングから所定時間経過後のタイミングで、無線変換部３０の接続先をセンサ部１８に切り替える。

上記のように、タイミング情報が信号灯器の点灯色が変化するタイミングを示すタイミング情報である場合、たとえば選択部１７は、信号灯器が赤信号から青信号に切り替わるタイミングで送受信部１２の接続先を通信部１９からセンサ部１８へ切り替える。これにより、信号灯器の点灯によって車両等の通行が再び許可された対象領域Ｅにおける対象物の検知が再開される。

なお、センサ部１８は、対象領域Ｅに存在する対象物を検知した場合には、上記タイムスケジュールにかかわらず検知結果を選択部１７および通信部１９へ出力することができる。そして、この場合、選択部１７は、センサ部１８から検知結果を受けると、上記タイムスケジュールにかかわらず無線変換部３０の接続先をセンサ部１８から通信部１９へ切り替えることができる。

上述のように、本発明の実施の形態２に係る無線通信装置３００では、選択部１７は、予め定められたタイムスケジュールに従って、検知信号の選択から通信信号の選択への切り替え、および、通信信号の選択から検知信号の選択への切り替えを行う。

このような構成により、対象領域Ｅに対象物が存在しない場合であっても、たとえば何らかの情報を対象領域Ｅへ定期的に報知することができる。また、対象領域Ｅに対象物が存在しない場合であっても何らかの情報を他の通信機等へ送信することができるため、たとえば、対象物の検知が途切れることなく行われていること、または、対象領域Ｅに対象物が存在しないことなどを、他の通信機において定期的に確認することができる。

また、本発明の実施の形態２に係る無線通信装置３００では、選択部１７は、センサ部１８が対象物を検知したことに応じて、タイムスケジュールにかかわらず検知信号の選択から通信信号の選択に切り替える。

このような構成により、対象領域Ｅに存在する対象物に対する情報提供を迅速に行うことができる。

上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０ 本体部
１１ アンテナ部
１２ 送受信部
１３ 分岐回路
１４ 分岐回路
１５ 発振器
１６ 発振器
１７ 選択部
１８ センサ部
１９ 通信部
２１ デュプレクサ
２２ ローノイズアンプ
２３ ミキサ
２４，２４ａ，２４ｂ Ａ／Ｄコンバータ
２５，２５ａ，２５ｂ Ｄ／Ａコンバータ
２６ ミキサ
２７ パワーアンプ
３１ 変復調部
３２ データ処理部
３３ 変復調部
３４ データ処理部
４０ タイミング制御部
１００，２００，３００ 無線通信装置

Claims (9)

1. 対象領域に存在する対象物の検知に用いられる検知信号を出力し、前記対象物を検知するセンサ部と、
   前記センサ部による検知結果に基づいて移動体への通信信号を生成する通信部と、
   前記検知信号および前記通信部により生成された前記通信信号で共用され、前記検知信号および前記通信信号を無線信号に変換し、変換した無線信号を送信する無線変換部とを備え、
   前記通信部は、前記検知結果に基づいて、前記通信信号に含める前記移動体に対する提供情報の内容を決定する、無線通信装置。
2. 対象領域に存在する対象物の検知に用いられる検知信号を出力し、前記対象物を検知するセンサ部と、
   前記センサ部による検知結果に基づいて移動体への通信信号を生成する通信部と、
   前記検知信号および前記通信部により生成された前記通信信号で共用され、前記検知信号および前記通信信号を無線信号に変換し、変換した無線信号を送信する無線変換部とを備え、
   前記通信部は、提供情報を含む前記通信信号を生成し、前記検知結果に基づいて、前記対象物以外の移動体を前記提供情報の提供先として設定する、無線通信装置。
3. 対象領域に存在する対象物の検知に用いられる検知信号を出力し、前記対象物を検知するセンサ部と、
   前記センサ部による検知結果に基づいて移動体への通信信号を生成する通信部と、
   前記検知信号または前記通信部により生成された前記通信信号を無線信号に変換し、変換した無線信号を送信する無線変換部とを備え、
   前記通信部は、前記検知結果に基づいて、前記無線信号の通信パラメータを決定する、無線通信装置。
4. 前記通信部は、前記検知結果の示す前記対象物の進行方向に基づいて、前記移動体である前記対象物に対する前記提供情報の内容を決定する、請求項１に記載の無線通信装置。
5. 前記通信部は、提供情報を含む前記通信信号を生成し、前記検知結果に基づいて、前記移動体として前記対象物を前記提供情報の提供先として設定する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の無線通信装置。
6. 前記無線通信装置は、さらに、
   前記無線変換部に接続された複数のアンテナ素子で構成されるアンテナ部を備え、
   前記通信部は、前記検知結果に基づいて、前記対象物に向けて前記無線信号が送信されるように前記アンテナ部の指向性を調整する、請求項３に記載の無線通信装置。
7. 無線通信装置における通信方法であって、
   対象領域に存在する対象物の検知に用いられる検知信号を無線信号に変換して送信し、前記対象物を検知するステップと、
   検知結果に基づいて移動体への通信信号を生成するステップと、
   生成した前記通信信号を前記無線信号と同一の周波数帯の無線信号に変換し、変換した無線信号を送信するステップとを含み、
   前記通信信号を生成するステップにおいては、前記検知結果に基づいて、前記通信信号に含める前記移動体に対する提供情報の内容を決定する、通信方法。
8. 無線通信装置における通信方法であって、
   対象領域に存在する対象物の検知に用いられる検知信号を無線信号に変換して送信し、前記対象物を検知するステップと、
   検知結果に基づいて移動体への通信信号を生成するステップと、
   生成した前記通信信号を前記無線信号と同一の周波数帯の無線信号に変換し、変換した無線信号を送信するステップとを含み、
   前記通信信号を生成するステップにおいては、提供情報を含む前記通信信号を生成し、前記検知結果に基づいて、前記対象物以外の移動体を前記提供情報の提供先として設定する、通信方法。
9. 無線通信装置における通信方法であって、
   対象領域に存在する対象物の検知に用いられる検知信号を出力し、前記対象物を検知するステップと、
   検知結果に基づいて移動体への通信信号を生成するステップと、
   生成した前記通信信号を無線信号に変換し、変換した無線信号を送信するステップとを含み、
   前記通信信号を生成するステップにおいては、前記検知結果に基づいて、前記無線信号の通信パラメータを決定する、通信方法。
   

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