JPH058612B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、多用的な適用形態に対処できる高品
質な路車間交信を低コストの機器構成で提供する
ことのできる路車間無線通信方式に関する。

（従来の技術） 近年のモータリゼーシヨンの進展、高度情報化
社会の発展にともない、各種の交通・運輸情報シ
ステム及び経路誘導を含めた交通流の制御管制シ
ステムに共通的に提供できる無線システムの構築
が大きな課題となつている。

上記課題を達成するためにこれまでに種々の方
式の無線伝送形態が提案されてきた。第２図ａ〜
ｃは移動車両に対する従来の各種の方式の無線伝
送形態を説明するための図である。

第２図ａは、一般公衆電話網との接続を目的と
した自動車電話方式及び特定の企業・機関の車両
を対象としたMCA方式での無線伝送形態であつ
て、半径５〜25Km程度の無線ゾーンを有する基地
局との間の通信を行なうものである。

第２図ｂは、バスロケーシヨンシステムあるい
は自動車総合管制システムで開発された極小ゾー
ンでの無線伝送形態であつて、道路に埋設した路
面ループコイル１と車載コイル２との間での無線
誘導結合による通信方式である。

第２図ｃの伝送形態は、当初は車両番号認識方
式として開発され、路上機３からマイクロ波帯の
搬送波を送り、車載機４で該搬送波を受信して車
両番号コードで変調して路上機に送り返す所謂質
問応答形式の通信を行なうものである。

また、第３図は、第２図ｃの伝送形態のもと
で、路車間で時分割的に双方向通信を行なうよう
にした自動車総合管制システムのためのミリ波通
信方式における路上機及び車載機の従来の構成方
式である。この方式では、路上間の両リンクに異
なる周波数の搬送波を当てて、路上機、車載機共
にそれぞれミリ波発振器１１を有する同じ回路構
成とし、マジツク−T12と1/4波長位相器１３の
動作によりアンテナ１４の送受共用化を行なうと
共に、２個のミキサ・変調機１５，１６により中
間周波回路と接続するように構成されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上述のような従来の方式は次に
述べるような問題点を有している。

第２図ａに示す方式は、非常に多くの無線チヤ
ンネルを必要とし、チヤンネル切換に関連して基
地局、車載機共に高価な機器構成となつている。
さらに、無線ゾーンの大きさの関係から、移動車
両の位置に密着して頻度の高い交信を必要とする
交通流の制御管制システムへの拡張は本質的に困
難である。

第２図ｂに示す方式では、路面ループコイルの
構造上搬送波周波数は300KHz以下であり伝送速
度に大きな制約があり、路車間での画像情報の伝
送は全く不可能である。

第２図ｃに示す方式は、極めて簡素化された低
コストの車載機を実現している点で大きな特長有
する反面、簡単なコード情報のみの片方向通信で
あることに問題がある。

また、第３図に示す方式については、路車間通
信方式の普及が進展した段階では路上機と比較し
て車載機は遥かに多くの機数であることを考慮す
ると、特に車載機側の低コスト化を実現する方式
構成が必須であり、さらに、マジツク−Ｔのよう
な導波管回路系でのみ構成可能な方式では機器の
低コスト化、小形化に大きな障害となる欠点を有
している。

従つて本発明は上記のごとき従来技術の問題点
を解決し、多目的な適用形態に対処できる高品質
な路車間交信を低コストの機器構成で実現できる
路車間無線通信方式を提供することを目的とす
る。

（問題点を解決するための手段） 本発明の路車間無線通信方式は路上機と車載機
との間で双方向の情報伝送を行なうもので、路上
機側には搬送波発振器と、第１の送信変調器と、
第１の受信器と、第１の送受共用アンテナとが設
けられる。一方、車載機側には第２の送受共用ア
ンテナと、切換手段と、第２の送信器と、第２の
送信変調器とが設けられる。路上機から車載機及
び車載機から路上機の両リンクは互いに直交する
２つの直線偏波による電波伝播により形成され
る。また両リンクでは、同一周波数の搬送波が使
用される。搬送波発振器は路上機側からの送信時
及び車載機側からの送信時の両方において同一周
波数の搬送波を出力する。第１の送信変調器は、
路上機側からの送信時には搬送波発振器からの搬
送波を送信情報で変調して出力し、車載機側から
の送信時には搬送波発振器からの搬送波をそのま
ま出力する。第１の受信器は車載機側からの送信
情報を受信する。第１の送受共用アンテナは第１
の受信器の入力に接続されるとともに第１の送信
変調器の出力に接続され、車載機側の第２の送受
共用アンテナと電波の授受を行なう。切換手段は
第２の送受共用アンテナの出力に接続されるとと
もに、第２の受信器及び第２の送信変調器及の各
入力に接続され、後者の２つの装置の切換接続を
行なう。第２の受信器は路上機側からの送信情報
を受信する。第２の送信変調器は車載機側からの
送信時に路上機側からの無変調の搬送波を受取
り、これを車載機側の送信情報で変調して第２の
送受共用アンテナに出力する。

（作用） 本発明では上記のように路車間無線通信方式を
構成したので各技術手段は次のように作用する。

路上機から車載機への情報通信時には、路上機
側に設けられた搬送波発振器が所定周波数の搬送
波を出力し、第１の送信変調器はこの搬送波を路
上機側の送信情報で変調して出力する。第１の送
受共用アンテナは第１の送信変調器からの出力で
駆動され第２の送受共用アンテナに向けて直線偏
波を放射する。第２の送受共用アンテナはこの直
線偏波を受け、送信信号は切換手段により切換接
続された第２の受信器により受信される。

一方、車載機から路上機への情報通信時には、
路上機側に設けられた搬送波発振器が、上記と同
一周波数の搬送波を出力し、第１の送信変調器は
この搬送波を無変調のまま出力する。そして第１
の送受共用アンテナにより無変調の搬送波が第２
の送受共用アンテナに伝送される。切換手段によ
り切換接続された第２の送信変調器は送られてき
た搬送波を車載機側の情報で変調して第２の送受
共用アンテナに出力する。第２の送受共用アンテ
ナは第２の送信変調器からの出力で駆動され第１
の送受共用アンテナに向けて上記直線偏波と直交
する直線偏波を放射する。第１の送受共用アンテ
ナはこの直線偏波を受け、送信信号が第１の受信
器により受信される。

以上のように本発明では両リンクで同一周波数
の搬送波を使用しているため搬送波発振器が共用
でき、また両リンクを互いに直交する２つの直線
偏波で形成しているため干渉等による通信品質の
劣化がなくなるようにして双方向の情報伝送を行
なうので、上記従来技術の問題点が解決される。

（実施例） 第１図ａ及びｂは本発明の路車間無線通信方式
の一実施例を示すものであり、第１図ａは路上機
の装置構成図、第１図ｂは車載機の装置構成図で
ある。

第１図ａにおいて、２１はアンテナ、２２は搬
送波発振器、２３は送信変調器、２４は受信器で
ある。また第１図ｂにおいて、２５はアンテナ、
２６は回線切換器、２７は受信器、２８は送信変
調器である。

本実施例においてアンテナ２１及び２５はそれ
ぞれ路上機及び車載機用の送受共用のTEM二端
子駆動の平面形プリントアンテナであり、互いに
直交する直線偏波を駆動する二端子ＡとＢ及び
A′とB′をそれぞれ有する。路上機から車載機へ
のリンクには端子系Ａ−A′を、車載機から路上
機へのリンクには端子系Ｂ−B′を使用して、路
車間の両リンクで互いに直交する直線偏波を識別
して適用する。

本実施例において、路車間での情報通信は時分
割で双方向に行なわれる。

まず路上機から車載機への情報通信時には、路
上機側では搬送波発振器２２の出力を送信変調器
２３により情報信号で振幅変調して端子Ａにより
路上機アンテナ２１を駆動し直線偏波を放射す
る。一方、車載機側では、路上機からの該直線偏
波は車載機アンテナ２５の端子A′に導かれ、こ
の通信時では高周波ダイオードスイツチ回路から
なる回線切換器２６は車載機受信器２７に接続さ
れており、該受信器により検波され路上機からの
情報信号が抽出される。

次に車載機から路上機への情報通信時には、路
上機の送信変調器２３には変調信号を加えない
で、無変調の搬送波が両アンテナのＡ−A′系の
直線偏波で路上機から車載機に伝送される。この
通信時には車載機の回線切換器２６は送信変調器
２８側に接続され、路上機から伝送されたA′端
子の搬送波は車載機の送信変調器２８により情報
信号で振幅変調され、端子B′をへてＡ−A′系と
直交する偏波面の直線偏波で路上機に伝送され、
路上機では端子Ｂに接続されている路上機受信器
２４により検波され車載機からの情報信号が抽出
される。

なお、本実施例で使用される路上機及び車載機
の送信変調器２３及び２８としては、最近急速に
高性能化したGaAs MES−FETを使用すること
により電力利得を有する変調器が構成でき、ま
た、受信器２４及び２７についてもGaAs MES
−FETの前置増幅器を組入れることにより低雑
音化が容易にできるようになつた。本実施例で効
果的に適用されている平面形プリントアンテナ
は、主として衛星通信の分野での適用を目的に、
高利得アレイ化構成、ミリ波帯への適用周波数の
拡張等を含めて近年急速に研究開発が進展したも
のである。平面形プリントアンテナとしては、基
本的な素子構造としてマイクロストリツプ形、ス
ロツト形等があり、取扱う電波により直線偏波用
と円偏波用とがある。また、駆動端子形式として
一端子形と二端子形とがあり、第１図の本発明の
実施例で適用されているものは二端子形の円偏波
用と同形のものである。

上記実施例で詳述したように、本発明の路車間
無線通信方式の基本的な構成の一つの特徴は、路
車間の両リンクに互いに直交する二直線偏波を適
用することにある。

従来、直交する二直線偏波の適用は、長距離・
大容量のマイクロ波中継伝送方式において周波数
の有効利用を主たる目的に実用されているが、路
車間での無線通信の場合には実用例は全くなく、
第３図に示す従来の方式においても両リンクで同
一の直線偏波方向を使用している。

直交する二直線偏波を取扱う従来の通信装置の
マイクロ波部は、送受共用アンテナに対する二波
の選別駆動に導波管回路中でのフアラデイ回転子
による偏波面の操作を必要とし、このことは第２
図ｃのような極小ゾーン内での短距離な路車間無
線伝送において、可能な限りの装置の簡素化、小
型化、低コスト化を達成しようとする場合の大き
な障害であつた。これに対して本発明では、
TEM二端子駆動の平面形プリントアンテナを適
用することにより、アンテナ自体の平面形化、低
コスト化は勿論のこと、単にTEM二端子を選択
的に使用することにより何らの偏波面の操作回路
も使用しないで二直線偏波を路車間の両リンクに
適用できるように構成している。

本発明の路車間無線通信方式の基本的な構成に
関するもう一つの特徴は、路車間での双方向情報
通信の両リンクで同一周波数の搬送波を使用して
搬送波発振器を路上機側のみに設けて両リンクで
共通に使用するようにしたことにある。

このような路車間の伝送形態は、従来、前述の
車両番号認識方式のように簡単なコード情報のみ
の片方向情報通信の場合においてのみ試みられた
ものであるが、本発明は上述の直交する二直線偏
波の適用により上記のような路車間の伝送形態を
高伝送速度の高品質な双方向情報通信に効果的に
発展せしめたものである。すなわち、本発明では
路車間の両リンクで搬送波周波数は同じにしても
偏波面で両リンクの電波伝播は完全に識別されて
おり、車載機から路上機へのリンクでの情報信号
で変調された電波と、路上機から車載機へのリン
クでの無変調搬送波の電波とが共存するような車
載機から路上機への情報通信時でも、路面あるい
は車体からの不要反射波を介しての相互干渉によ
る通信品質の劣化は完全に防止されている。搬送
波発振器は、路車間通信機器の置かれる比較的過
酷な温度環境条件のもとでも、所定の周波数安定
度を確保する必要があり、装置コストの比較的大
きな割合をしめており、本発明において搬送波発
振器を路上機側のみとしたことは車載機の簡素
化、小型化、低コスト化にとつて非常に大きな効
果を発揮している。

上述のように、本発明の基本的な構成方式の特
徴は、互いに相乗的に作用して、従来の路車間無
線通信方式よりは高品質な路車間双方向通信を、
非常に簡素化、小型化された装置機器により極め
て低コストで提供する効果をもたらしている。

具体的には、本発明の路車間無線通信方式は、
例えば10GHz帯の搬送波周波数の１チヤンネルの
みを使用して、路車間の両リンクに対して水平お
よび垂直の直線偏波を当てて、路上機、車載機共
に、利得15〜25dBの平面形プリントアンテナを
送受共用で使用した場合、路上機−車載機間伝送
距離数ｍで、伝送速度512Kbit／sec又はそれ以
上の双方向の伝送を可能とし、４本／mmの解像度
をもつ大きさA6版の画像を含めた通信内容も、
100Km／Ｈでの走行車両が微か2.5ｍの距離の走行
中に伝送を完了することを可能にする。

本発明の路車間無線通信方式により、車載機か
ら路上機へは車両番号コード、目的地コード、要
求サービスコード、メツセージコード、伝票等の
画像信号等が、また路上機から車載機へは位置コ
ード、渋滞情報、目的地到着時間予測等の走行情
報、経路誘導情報等のコード信号、道路地図・観
光案内等の画像信号が伝送でき、各種の交通運輸
情報システム及び交通流の制御管制システムに共
通的に提供できる効果は極めて大きい。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明によれば従
来の路車間無線通信方式に比べて高品質な双方向
通信を、非常に簡素化、小形化された低コストの
装置構成で達成できるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ及びｂは本発明の路車間無線通信方式
における路上機及び車載機の装置構成を示す図、
第２図ａ〜ｃは従来の移動車両に対する各種方式
の無線伝送形態を説明するための図、第３図は第
２図ｃの伝送形態のもとで路車間で時分割的に双
方向通信を行なうようにした従来の路車間無線通
信方式における路上機及び車載機の構成を示す図
である。 ２１，２５…アンテナ、２２…搬送波発振器、
２３，２８…送信変調器、２４，２７…受信器、
２６…回線切換器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 路上機と車載機との間で双方向の情報伝送を
   行なう路車間無線通信方式において、 路上機側には、路上機側からの送信時及び車載
   機側からの送信時の両方において同一周波数の搬
   送波を出力する搬送波発振器と、路上機側からの
   送信時に前記搬送波発振器からの搬送波を送信情
   報で変調して出力し、車載機側からの送信時に前
   記搬送波発振器からの搬送波を無変調のまま出力
   する第１の送信変調器と、車載機側からの送信情
   報を受信する第１の受信器と、前記第１の送信変
   調器及び前記第１の受信器に接続される第１の送
   受共用アンテナとを設け、 車載機側には、第２の送受共用アンテナと、該
   第２の送受共用アンテナの出力に接続される切換
   手段と、路上機側からの送信時に前記切換手段に
   より切換選択され路上機側からの送信情報を受信
   する第２の受信器と、車載機側からの送信時に前
   記切換手段により切換選択され車載機側から送ら
   れてきた無変調の搬送波を送信情報で変調して前
   記第２の送受共用アンテナに出力する第２の送信
   変調器とを設け、 路上機から車載機へのリンク及び車載機から路
   上機へのリンクの両リンクで同一周波数の搬送波
   を使用するとともに両リンクを互いに直交する２
   つの直線偏波による電波伝播により形成したこと
   を特徴とする路車間無線通信方式。