JPH0836051A - 移動体識別装置の応答器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】適正な質問器と応答器との間で確実に通信を確
立し正常に終了させる。 【構成】増幅及び比較器２５は復調器２２の出力するベ
ースバンドの質問信号のレベルと所定基準レベルとを比
較して判定信号Ｓ５を出力する。制御手段２６，２７，
２８はこの判定信号を入力して、質問信号のレベルが所
定基準レベル以上の時には高周波応答信号を送信する処
理を実行し、質問信号のレベルが所定基準レベルよりも
小さい時には高周波応答信号を送信する処理を実行しな
い。この結果、質問信号の実効的な受信可能領域を狭く
することができ、遠い方の質問器から送信された質問信
号に対する応答処理は実行されず、次ぎの質問信号に対
して受信可能状態となる結果、次ぎの制御周期におい
て、近い方の質問器の質問信号を確実に受信して、その
信号に対して確実に応答することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は移動体識別装置における
応答器に関する。本発明の応答器は自動車等の移動体に
設置され、有料道路等においてゲートで停止することな
く通過する自動車に対して課金するシステムに応用でき
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば、有料道路の自動課金システムと
して、有料道路の料金所の各レーンに各質問器を配設
し、応答器を自動車に配設したシステムが知られてい
る。このシステムは、質問器によって搬送波をASK 又は
PSK 変調した質問信号を送信し、その質問信号を応答器
で受信し、その質問信号に答える形式で自己車両の識別
コードを応答器から質問器へ送信し、質問器を制御する
コンピュータで各車両毎に課金管理を行うものである。

【０００３】応答器から質問器への応答信号を送信する
場合の搬送波の生成方法の１つに次ぎの方法がある。質
問器が変調された質問信号に対して無変調搬送波を時分
割方式で挿入し、応答器はこの無変調搬送波を受信し
て、この無変調搬送波をASK 又はPSK 変調して質問器に
再送信するという方法である。この方法は応答器に搬送
波を生成する発振器を設ける必要がなく、従って、電力
損失が少なく、自由に電源をとれない移動体に設置する
には望ましい方法である。

【０００４】ところで、車両の走行レーンは複数あるた
め、料金所において、各走行レーンに対して、それぞれ
の質問器を設ける必要がある。この場合に、隣接した質
問器間での混信を防止するために、隣接した質問器間で
は、質問信号の送信期間とその応答信号の受信期間とを
１制御期間とする時、その制御期間がお互いに重ならな
いように、時分割方式が採用されている。

【０００５】例えば、図６に示すように、２つの走行レ
ーンＬ１，Ｌ２があり、各レーンには質問器Ｘ１，Ｘ２
が配設されている。この質問器Ｘ１，Ｘ２はホストコン
ピュータ２０に接続されており、そこで、各移動体に対
する課金管理が行われる。質問器Ｘ１，Ｘ２は、図７の
（ａ），（ｂ）にそれぞれ示すように、質問信号Ｐ１の
送信期間Ｔ１、質問信号Ｐ１に対する応答信号Ｐ２の受
信期間Ｔ２とを１制御期間Ｔ０としている。しかし、質
問器Ｘ１の１制御期間Ｔ０と質問器Ｘ２の制御期間Ｔ０
とは重ならないように、それぞれの質問器に休止期間Ｔ
４が設けられている。

【０００６】応答器Ｙ１が図６に示す領域Ｗに存在する
と、応答器Ｙ１はウェイクアップ、即ち、主制御装置に
給電された状態となり、応答器Ｙ１が領域Ｗの外に移動
すると、主制御装置に対する給電が停止した状態とな
り、節電が図られている。一方、質問器Ｘ１，Ｘ２の送
信する質問信号は、それぞれ、図６の領域Ｂ１，Ｂ２の
範囲において応答器が受信可能な電波強度を有してい
る。又、応答器から送信される応答信号が質問器Ｘ１，
Ｘ２で受信できる範囲は、それぞれ、図６の領域Ａ１，
Ａ２である。

【０００７】今、応答器Ｙ１が領域Ｓに存在するとする
と、この応答器Ｙ１は質問器Ｘ１，Ｘ２からの質問信号
Ｐ１を受信することができる。しかし、応答器Ｙ１の発
信する応答信号Ｐ２は質問器Ｘ２では受信可能である
が、質問器Ｘ１では受信できない。この結果、図７に示
すように、質問器Ｘ１から質問信号Ｐ１を受信した応答
器Ｙ１は応答信号Ｐ２を送信するが、その信号は質問器
Ｘ１では受信されないため、質問器Ｘ１と応答器Ｙ１と
は接続されない。次ぎの制御周期において、質問器Ｘ２
から質問信号Ｐ１が送信され、応答器Ｙ１はこの信号に
応答して応答信号Ｐ２を送信する。この応答信号Ｐ２は
質問器Ｘ２で受信され、質問器Ｘ２と応答器Ｙ１とが通
信上接続状態となる。以後、質問器Ｘ２と応答器Ｙ１と
の間で、応答器Ｙ１から送信される課金確認信号Ｐ６ま
での所定手順によるデータの交換が行われ、応答器Ｙ１
の通過による課金処理が完了する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図８に示す
ように、応答器Ｙ１のＣＰＵが他の処理を行っている時
に、質問器Ｘ１から質問信号Ｐ１を受信すると、その処
理に時間がかかり、応答信号Ｐ２の送信処理が遅れる。
この結果、その信号の送信終了時刻αが、質問器Ｘ２の
質問信号Ｐ１の送信期間Ｔ１にかかり、応答器Ｙ１は、
質問器Ｘ２から質問信号Ｐ１が発信されても、その信号
を受信することができない。即ち、図７の場合と異な
り、応答器Ｙ１は、通信を確立すべき質問器Ｘ２との間
で正常な通信の確立ができないまま領域Ｗの外へ出て給
電停止状態となったり、通信確立の開始が遅延すること
により、所定手順のデータ交換が終了する前に、領域Ｗ
の外へ出て、正常な課金管理ができないという問題があ
る。

【０００９】さらに、図９に示すように、応答信号の質
問器Ｘ１による受信可能領域Ａ１が広い場合には、レー
ンＬ２を走行している車両の応答器Ｙ１が質問器Ｘ１の
受信可能領域Ａ１の内部に存在する場合がある。この場
合、応答器Ｙ１はレーンＬ２を走行しているのであるか
ら、質問器Ｘ２とのみ通信を確立すべきである。しか
し、図９の場合には、レーンＬ２を先行している応答器
Ｙ２と質問器Ｘ２との間で通信が既に確立されているの
で、応答器Ｙ１は、本来、質問器Ｘ２に対して待ち状態
となるべきであるが、質問器Ｘ１と通信を確立してしま
うことがある。

【００１０】本発明は上記の課題を解決するために成さ
れたものであり、その目的は、適正な質問器と応答器と
の間で確実に通信を確立し正常に終了させることであ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの請求項１の発明の構成は、地上局である複数の質問
器において所定周波数の搬送波をベースバンドの質問信
号で変調することで高周波質問信号を発生させ、質問器
から発信された高周波質問信号に応答する移動体に配設
される応答器において、高周波質問信号を復調する復調
器と、復調器の出力するベースバンドの質問信号のレベ
ルと所定基準レベルとを比較しその結果を判定信号とし
て出力する比較器と、判定信号に基づいて、質問信号の
レベルが所定基準レベル以上の時には、受信された質問
信号を有効として、その質問信号に対して搬送波を応答
信号に基づいて変調した高周波応答信号を送信する制御
手段とを設けたことである。

【００１２】又、請求項２の発明は、応答器に復調器の
出力する信号レベルが所定値以上となった後、ある期
間、制御手段に継続して給電する給電手段をさらに設け
たことである。又、請求項３の発明は、応答器の比較器
の所定基準レベルは、質問信号が有効とされる領域は、
高周波応答信号の受信可能領域以内となるように設定さ
れていることを特徴とする。

【００１３】

【作用及び発明の効果】比較器は、復調器の出力するベ
ースバンドの質問信号のレベルと所定基準レベルとを比
較して判定信号を出力する。制御手段はこの判定信号を
入力して、質問信号のレベルが所定基準レベル以上の時
には高周波応答信号を送信する処理を実行し、質問信号
のレベルが所定基準レベルよりも小さい時には高周波応
答信号を送信する処理を実行しない。この結果、質問信
号の実効的な受信可能領域Ｂ１を狭くすることができ、
遠い方の質問器から送信された質問信号に対する応答処
理は実行されず、次ぎの質問信号に対して受信可能状態
となる結果、次ぎの制御周期において、近い方の質問器
の質問信号を確実に受信して、その信号に対して確実に
応答することができる。又、比較器に設定される所定基
準レベルを調整することで、質問信号を有効とする領域
を応答信号の受信可能領域以内とすることが可能であ
り、この場合には、適正な質問器との通信の確立の精度
がより向上する。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説
明する。図１は本実施例の応答器Ｙ１の構成を示したブ
ロック図である。図７の（ａ）に示すように、質問器Ｘ
１は送信期間Ｔ１で変調された搬送波、即ち、高周波質
問信号Ｓ１を送信し、受信期間Ｔ２で無変調搬送波Ｓ２
を送信し、休止期間Ｔ４で休止する。一方、質問器Ｘ２
も同様に信号を送信するが、質問器Ｘ１の休止期間Ｔ４
が、質問器Ｘ２の送信期間Ｔ１と受信期間Ｔ２とで構成
される制御期間Ｔ０に対応する。

【００１５】質問器Ｘ１はアンテナ１２と変調／制御装
置１１を有している。この変調／制御装置１１により搬
送波は２値の変調信号でASK 変調されたＤＳＢ信号とし
て、アンテナ１２から空間に送信される。

【００１６】応答器Ｙ１は高周波質問信号Ｓ１と無変調
搬送波Ｓ２を受信するアンテナ２１と、変調された高周
波応答信号Ｓ３を送信するアンテナ２９とを有してい
る。そのアンテナ２１は包絡線検波回路である復調器２
２に接続されており、復調器２２の出力信号Ｓ４は、質
問信号Ｓ１及び無変調搬送波Ｓ２を包絡線検波した信号
であるから、質問信号Ｓ１の部分の検波がベースバンド
の質問信号となり、無変調搬送波Ｓ２の部分は直流レベ
ルとなる。よって、出力信号Ｓ４の交流成分はベースバ
ンドの質問信号である。復調器２２の出力信号Ｓ４の直
流レベルは比較器２３に入力して所定値と比較される。
この比較器２３はヒステリシス特性を持っており、信号
Ｓ４のレベルが所定値以上となった後、（所定値−Δ）
以下にならないと、比較器２３の出力のレベル反転は生
じない。即ち、比較器２３は信号Ｓ４の直流レベルの判
定を行っている。信号Ｓ４の直流レベルが所定値以上と
なると、比較器２３はＨレベル信号を給電制御回路２４
に出力する。復調器２２、比較器２３、給電制御回路２
４は、常時、給電されているが、他の回路は、常時は給
電されていない。給電制御回路２４はＨレベル信号が入
力されている間他の回路へ給電を継続し、Ｌレベル信号
が入力されると他の回路への給電を停止する。

【００１７】又、復調器２２の出力信号Ｓ４は増幅及び
レベル判定回路２５に入力し、その回路２５の出力信号
Ｓ６は制御回路２６に入力し、その回路２６の出力信号
Ｓ７はＣＰＵ２７に入力する。又、変調器２８は、アン
テナ２９から受信された無変調搬送波Ｓ２を入力して、
ＣＰＵ２７の出力するベースバンドの応答信号（変調信
号）Ｓ８に基づいて、搬送波Ｓ２を変調して、高周波応
答信号Ｓ３として、アンテナ２９から再送信する。

【００１８】増幅及び判定回路２５は、図２に示すよう
に構成されている。即ち、信号Ｓ４の交流成分を増幅す
る増幅器２５１を有している。この増幅器２５１は信号
Ｓ４の交流成分を増幅して信号Ｓ６を出力し、信号Ｓ６
の振幅レベルを表すレベル信号Ｓ９を出力している。出
力信号Ｓ６は復調器２２で復調された信号Ｓ４の交流成
分からなる信号であるので、この信号Ｓ６はベースバン
ドの質問信号に対応すし、レベル信号Ｓ９はその質問信
号Ｓ６の振幅レベルを表している。コンパレータ２５２
は、このレベル信号Ｓ９と基準レベルE0とを比較する。
このコンパレータ２５２の出力信号Ｓ５が判定信号とな
る。制御回路２６は図３の（ａ）に示すように構成され
ている。判定信号Ｓ５と質問信号Ｓ６とがAND 回路２６
１に入力しており、AND 回路２６１はこの判定信号Ｓ５
がＨレベルの期間、質問信号Ｓ６を通過させた信号Ｓ７
を出力する。

【００１９】図３の（ａ）の制御回路２６を用いると、
判定信号Ｓ５の立ち上がりが遅れた場合に、最初の質問
信号Ｓ６のパルスがAND ゲート２６１を通過できないお
それがある。このことを防止するためには、図３の
（ｂ）に示す回路を用いれば良い。増幅器２５１の出力
する質問信号Ｓ６はバッファ回路２６２で一時記憶さ
れ、且つ、受信判定器２６３で質問信号Ｓ６が適正なも
のか否かが判定され、適正な場合にはその旨の信号がAN
D ゲート２６４に出力される。AND ゲート２６４は、質
問信号Ｓ６が適正であり、且つ、判定信号Ｓ５がＨレベ
ルの場合に、質問信号Ｓ６を通過させる。

【００２０】上記のように構成することで、図４に示す
ように、応答器Ｙ１の質問器Ｘ１，Ｘ２からの質問信号
の実効的な受信可能領域Ｂ１，Ｂ２を従来よりも狭くす
ることができる。特別な場合には、質問信号の受信可能
領域Ｂ１，Ｂ２を、それぞれ、応答信号の受信可能領域
Ａ１，Ａ２よりも狭くすることができる。

【００２１】よって、応答器Ｙ１は、遠い方の質問器Ｘ
１に対する質問信号を受信しなかったのと等価になり、
適正な近い方、即ち、同一レーンの質問器Ｘ２からの質
問信号のみを受信することができる。

【００２２】応答器Ｙ１は図５に示す構成とすることも
できる。即ち、信号Ｓ４の交流レベルの判定と、給電開
始タイミングの判定とを比較器５０とで行う。この比較
器５０は応答速度の速い比較器である。この出力信号Ｓ
１０が判定信号であり、図１における判定信号Ｓ５と等
価な信号である。この比較器５０は応答速度の高速化端
子ａを有しており、給電制御回路５１から給電される場
合には、消費電流が増加して高速化が達成され、給電制
御回路５１から給電されていない場合には消費電流を低
減している。又、給電制御回路５１は、判定信号Ｓ１０
を入力して、一旦、Ｈレベル信号を入力すると、ＣＰＵ
２７から所定時間後に給電停止指令を入力するまで、給
電を継続する。

【００２３】尚、制御手段は、上記実施例においては、
制御回路２６、ＣＰＵ２７、変調器２８により具体的に
構成されている。又、比較器２５２、制御回路２６の機
能は、ＣＰＵ２７で行うこともできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の具体的な実施例にかかる応答器の構成
を示したブロック図。

【図２】応答器の増幅及び判定回路の構成を示した回路
図。

【図３】応答器の制御回路の構成を示した回路図。

【図４】質問器から送信された質問信号の受信可能領域
と応答器から送信された応答信号の受信可能領域とを示
した説明図。

【図５】本発明による他の応答器の構成を示したブロッ
ク図。

【図６】従来の応答器における質問器から送信された質
問信号の受信可能領域と応答器から送信された応答信号
の受信可能領域とを示した説明図。

【図７】質問信号と応答信号との関係を示したタイミン
グチャート。

【図８】応答器の応答が遅い場合の質問信号と応答信号
との関係を示したタイミングチャート。

【図９】従来の応答器の他の問題点を説明するための質
問器から送信された質問信号の受信可能領域と応答器か
ら送信された応答信号の受信可能領域とを示した説明
図。

【符号の説明】

Ｙ１…応答器 Ｘ１，Ｘ２…質問器 ２２…復調器 ２５…増幅及び判定回路 ２６…制御回路 ２７…ＣＰＵ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地上局である複数の質問器において所定
   周波数の搬送波をベースバンドの質問信号で変調するこ
   とで高周波質問信号を発生させ、質問器から発信された
   高周波質問信号に応答する移動体に配設される応答器に
   おいて、 前記高周波質問信号を復調する復調器と、 前記復調器の出力するベースバンドの前記質問信号のレ
   ベルと所定基準レベルとを比較しその結果を判定信号と
   して出力する比較器と、 前記判定信号に基づいて、前記質問信号のレベルが前記
   所定基準レベル以上の時には、受信された前記質問信号
   を有効として、その質問信号に対して搬送波を応答信号
   に基づいて変調した高周波応答信号を送信する制御手段
   とを有することを特徴とする移動体識別装置の応答器。
2. 【請求項２】 前記復調器の出力する信号レベルが所定
   値以上となった後、ある期間、前記制御手段に継続して
   給電する給電制御手段をさらに有することを特徴とする
   請求項１に記載の移動体識別装置の応答器。
3. 【請求項３】 前記応答器の前記比較器の前記所定基準
   レベルは、前記質問信号が有効とされる領域は、前記高
   周波応答信号の受信可能領域以内となるように設定され
   ていることを特徴とする請求項１に記載の移動体識別装
   置の応答器。