JPH0898253A - 移動体通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の地上局が隣接して設けられた移動体通
信システムにおいて、移動体が何れかの地上局の通信エ
リアに入った場合に、移動体に搭載された応答機がその
通信エリアの地上局と確実に通信できるようにする。 【構成】 隣接した２つの車路が存在する場合、各車路
に地上局Ａ，Ｂを夫々設けて、各車路を通過する自動車
を監視するシステムにおいて、地上局Ａ，Ｂからのデー
タ送信を時分割で行ない、しかも送信時には、常に、送
信データの前にパイロット信号を付加する。一方、応答
機側では、パイロット信号を受信する度に、その受信レ
ベルから何れかの地上局の通信エリアに入ったか否かを
判断し、通信エリアに入ったと判断すると、応答機が通
信エリアから脱出するまで通信装置に電源供給を行な
う。また、通信エリアに入ったと判断する度に、その後
地上局からデータが送信される一定時間だけ、通信装置
の受信動作を許可する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、移動体が通過する領域
を複数に分割した通信エリア毎に地上局を構成する通信
装置を設け、各通信装置から時分割にて起動用のパイロ
ット信号を送信して、各通信エリアに進入した移動体に
搭載された応答機を起動させることにより、地上局側の
通信装置とその通信装置の通信エリアに入った応答機と
の間で所定のデータ通信を開始するようにした移動体通
信システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、移動体通信システムの一つと
して、移動体に搭載された応答機側での電力消費量を低
減するために、地上に設置された地上局側から起動用の
パイロット信号を送信し、応答機側で、所定レベル以上
のパイロット信号を受信したときに、移動体が地上局と
の通信が可能な通信エリア内に入ったと判断して、内部
の通信回路を起動するようにしたものが知られている。

【０００３】また、この種の移動体通信システムでは、
応答機側で通信回路を起動したとき、地上局側でその旨
を検知しなければ、応答機との通信を開始できない。そ
こで従来より、例えば図７（ａ）に示す如く、地上局側
では、上記パイロット信号と共に、通信回路を起動した
応答機側からその旨を表す応答信号（例えば応答機の種
別等を表わす情報）を送信させるための質問信号（デー
タ１）を送信し、通信回路を起動した応答機側では、こ
の質問信号を受信して、それに対応した応答信号（デー
タ２）を返信するようにされている。そして、地上局側
では、この応答信号を受信すると、この応答信号から通
信エリア内に入った応答機を識別し、この応答機との間
で所定のデータ通信（図７に示すデータ３，４，５，６
…のやり取り）を実行する。

【０００４】一方、このような移動体通信システムで
は、地上局と応答機とが１対１でしか通信できなければ
問題ないのであるが、例えば、有料道路の料金課金シス
テムのように、自動車が通過するゲートが多数あり、各
ゲートを通過する自動車に対して各々課金処理を行なう
ために各ゲートに地上局を設けた場合には、各地上局の
通信エリアが重なってしまうため、各地上局と各ゲート
を通過する自動車に搭載された応答機との間で混信が生
じ、通信不能となることがある。

【０００５】そこで従来より、このように複数の地上局
が隣接して配置された移動体通信システムにおいては、
各地上局からの信号の送信期間を時分割することが考え
られている。つまり、地上局からの信号の送信期間を時
分割することにより、パイロット信号を受信して通信回
路を起動した応答機側にて、パイロット信号を送信した
地上局からの質問信号のみを受信して、応答信号を送信
できるようにするのである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
対策では、応答機側にて通信回路を起動した後、パイロ
ット信号を送信した地上局からの質問信号を受信できれ
ばよいが、その質問信号の受信に失敗すると、応答機は
パイロット信号を送信した地上局との通信を実行できな
くなってしまうといった問題があった。

【０００７】例えば、図７（ｂ）に示す如く、隣接する
２つの地上局Ａ，Ｂが時分割でパイロット信号Ａ，Ｂ及
び質問信号としてのデータＡ１，Ｂ１を送信するように
した場合、応答機が地上局Ａの通信エリア内に入って、
パイロット信号Ａにより通信回路を起動した後、地上局
Ａからの質問信号（データＡ１）の受信に失敗すると、
地上局Ａは、質問信号の待機状態となるため、その後、
地上局Ｂから送信されてくる質問信号（データＢ１）を
受信して、応答信号（データＡ２）を送信するようにな
る。

【０００８】そしてこの場合、応答機からの送信電波が
強ければ、応答信号（データＡ２）が通信エリアの異な
る地上局Ｂにて受信され、応答機と地上局Ｂとの間で、
誤った通信が行なわれ、応答機からの送信電波が弱けれ
ば、図７（ｂ）に示すように、応答機からの応答信号
（データＡ２）は、何れの地上局にも受信されず、その
後、応答機は、質問信号（データＢ１）の受信及び応答
信号（データＡ２）の送信を繰返し実行することにな
る。

【０００９】なお、このような問題が生じるのは、一般
的に、地上局と応答機との間の通信可能エリアは、地上
局から応答機側への通信可能エリア（ダウンリンクエリ
ア）の方が、応答機から地上局側への通信可能エリア
（アップリンクエリア）よりもかなり広いためであり、
通常は、上記のように応答機が通信エリアの異なる地上
局Ｂからの質問信号（データＢ１）を受信して応答信号
（データＡ２）を送信しても、この応答信号（データＡ
２）が地上局Ｂにて受信されることはなく、図７（ｂ）
に示すように、応答機が質問信号（データＢ１）の受信
及び応答信号（データＡ２）の送信を繰り返すようにな
る。

【００１０】本発明は、こうした問題に鑑みなされたも
のであり、上記のように複数の地上局が隣接して設けら
れた移動体通信システムにおいて、移動体が何れかの地
上局の通信エリアに入った場合に、その移動体に搭載さ
れた応答機がその通信エリアの地上局と確実に通信でき
るようにすることを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めになされた請求項１に記載の発明は、移動体が通過す
る領域を複数に分割した通信エリアに夫々設けられ、移
動体に搭載された移動通信手段を起動するためのパイロ
ット信号と該移動通信手段から応答信号を送信させるた
めの質問信号とが順に連続するリンク信号を送信すると
共に、該リンク信号の送信後に上記応答信号を受信する
と、該応答信号を送信した移動通信手段との間でデータ
通信を行なう複数の固定通信手段と、上記各固定通信手
段からの上記リンク信号及びデータの送信を時分割に実
行させる送信タイミング制御手段とを備えた地上局と、
上記移動体に設けられ、上記固定通信手段から送信され
てくる質問信号及びデータを受信し、該受信信号に対応
した応答信号或はデータを送信する移動通信手段と、上
記固定通信手段から送信されてくるパイロット信号を受
信し、該パイロット信号が所定レベル以上であるとき、
当該移動体が上記通信エリアに進入したことを判定する
判定手段と、該判定手段にて当該移動体が上記通信エリ
アに進入したと判定されると、上記移動通信手段を起動
させる起動手段とを備えた応答機と、により構成される
移動体通信システムにおいて、上記各固定通信手段を、
上記データ通信時に、送信すべきデータの前に上記パイ
ロット信号を付加した通信信号を送信するよう構成する
と共に、上記応答機に、上記判定手段が上記パイロット
信号を受信して当該移動体が上記通信エリアに進入した
と判定すると、その後上記固定通信手段が上記質問信号
又はデータを送信する所定時間だけ上記移動通信手段の
受信動作を許可し、所定時間経過後は、上記移動通信手
段の受信動作を禁止する受信時間制限手段を設けたこと
を特徴としている。

【００１２】また請求項２に記載の発明は、上記請求項
１に記載の移動体通信システムにおいて、地上局を構成
する上記各固定通信手段は、上記パイロット信号とし
て、所定時間間隔で所定回起動用搬送波を送信し、応答
機を構成する上記判定手段は、上記起動用搬送波を検波
・増幅する信号処理手段と、該信号処理手段からの出力
信号とレベル判定用の基準値とを大小比較して、上記起
動用搬送波のレベルに対応したパルス幅のパルス信号を
生成するレベル判定手段と、該レベル判定手段にて生成
されたパルス信号を、一定パルス幅の起動判定用のパル
ス信号に変換する判定パルス生成手段と、該判定パルス
生成手段から出力されるパルス信号を積分する積分手段
と、積分手段による積分値が起動判定用の基準値以上と
なったときに、移動体が通信エリアに進入したことを判
定する起動判定手段と、を備えたことを特徴としてい
る。

【００１３】

【作用及び発明の効果】上記のように構成された請求項
１に記載の移動体通信システムにおいて、地上局側で
は、移動体が通過する領域を複数に分割した通信エリア
毎に固定通信手段が設けられており、送信タイミング制
御手段が、これら各固定通信手段からの送信を時分割に
実行させる。

【００１４】また、各固定通信手段は、通常、送信タイ
ミング制御手段にて時分割された送信タイミング毎に、
移動体に搭載された移動通信手段を起動するためのパイ
ロット信号とこの移動通信手段から応答信号を送信させ
るための質問信号とが順に連続するリンク信号を送信す
る。

【００１５】また更に、各固定通信手段は、リンク信号
の送信後に、移動通信手段側から送信されてくる応答信
号を受信すると、その後、送信タイミング制御手段にて
設定される送信タイミング毎に、パイロット信号を付加
したデータを送信することによって、応答信号を送信し
てきた移動通信手段との間でデータ通信を行なう。

【００１６】一方、移動体に設けられた応答機側では、
まず判定手段が、地上局を構成する固定通信手段から送
信されてくるパイロット信号を受信し、そのパイロット
信号が所定レベル以上であるときに、当該移動体が地上
局を構成する何れかの固定通信手段の通信エリアに進入
したことを判定する。そして、この判定手段にて、当該
移動体が通信エリアに進入したと判定されると、移動通
信手段を起動させる。

【００１７】移動通信手段は、起動後、固定通信手段か
ら送信されてくる質問信号及びデータを受信し、受信信
号に対応した応答信号或はデータを送信するが、質問信
号或はデータの受信時間は、受信時間制限手段によっ
て、判定手段がパイロット信号を受信して当該移動体が
通信エリアに進入したと判定した後、パイロット信号を
送信した固定通信手段が質問信号又はデータを送信する
所定時間だけに制限される。

【００１８】つまり、本発明では、地上局を構成する各
固定通信手段が、質問信号やデータ通信のためのデータ
を送信するときに、常にパイロット信号を付加した信号
を送信するようにし、応答機側では、判定手段が、その
送信信号に付されたパイロット信号を受信して、地上局
との通信が可能になったと判断したときに移動通信手段
を起動するだけでなく、その後、所定時間だけ移動通信
手段の受信動作を許可して応答信号を受信させ、更に、
こうした移動通信手段の起動及び応答信号受信のための
受信動作の許可後は、判定手段がパイロット信号を受信
して地上局との通信が可能になったと判断する度に、所
定時間だけ移動通信手段の受信動作を許可することによ
り、移動通信手段が、移動体が進入した通信エリアに設
けられた固定通信手段からの送信信号のみを受信するよ
うにしているのである。

【００１９】このため、本発明によれば、移動通信手段
側で、データ通信を実行すべき固定通信手段からパイロ
ット信号に続いて送信されてくる送信信号（つまり質問
信号或はデータ）の受信に失敗し、その信号に対応した
応答信号或はデータを送信できなかった場合にも、デー
タ通信を実行すべき固定通信手段から次の送信タイミン
グで送信されてくる送信信号を確実に受信することがで
きるようになる。

【００２０】従って、本発明によれば、移動通信手段
が、パイロット信号に付された応答信号等の受信に失敗
したとしても、従来装置のように、移動体が進入した通
信エリアとは異なる他の固定通信手段との間で誤ったデ
ータ通信を実行してしまうとか、他の固定通信手段から
送信されてきた質問信号の受信及び応答信号の送信を繰
返し実行するようになる、といったことはなく、移動体
が進入した通信エリアの固定通信手段との間で、正確な
データ通信を実行することが可能になる。

【００２１】また次に、請求項２に記載の移動体通信シ
ステムにおいては、地上局を構成する各固定通信手段
が、パイロット信号として、所定時間間隔で所定回起動
用搬送波を送信する。一方、応答機側の判定手段では、
まず、信号処理手段が、パイロット信号として地上局側
から送信されてくる起動用搬送波を検波・増幅し、レベ
ル判定手段が、この信号処理手段からの出力信号とレベ
ル判定用の基準値とを大小比較して、起動用搬送波のレ
ベルに対応したパルス幅のパルス信号を生成する。そし
て、判定パルス生成手段が、この生成されたパルス信号
を、一定パルス幅の起動判定用のパルス信号に変換し、
積分手段が、この一定パルス幅に変換された積分し、起
動判定手段が、この積分手段による積分値が起動判定用
の基準値以上となったときに、移動体が通信エリアに進
入したことを判定する。

【００２２】これは、移動体が通信エリアに進入したこ
とを判定するに当たって、パイロット信号の受信レベル
を単に判定するようにした場合、パイロット信号の受信
信号にノイズ等が重畳されたときに、通信エリアへの進
入を誤判定してしまうことがあるからである。

【００２３】すなわち、ノイズは、周期的に変化するよ
うなことはなく、そのレベルがいくら大きくても、上記
レベル判定手段によってパルス信号が周期的に生成され
ることはない。そこで本発明では、地上局を構成する各
固定通信装置から、パイロット信号として、所定の起動
用搬送波を複数回所定時間間隔で送信させ、応答機側で
は、起動用搬送波を検波・増幅する信号処理手段からの
出力信号を、レベル判定手段によりレベル判定し、その
結果得られたパルス信号を一定パルス幅のパルス信号に
変換して、そのパルス信号を積分することにより、レベ
ル判定手段によってパルス信号が所定時間間隔で所定個
数以上繰返し生成された場合にだけ（換言すれば固定通
信手段から送信されてきた所定レベル以上のパイロット
信号を受信している場合にだけ）、起動判定用の基準値
以上となる積分値を生成し、この積分値と起動判定用の
基準値とを比較することにより、移動体が通信エリアに
入ったか否かを判断するようにしているのである。

【００２４】このため、本発明によれば、応答機におい
て、判定手段により、移動体が地上局を構成する何れか
の固定通信手段の通信エリアに入ったことを正確に判定
して、移動通信手段の起動及び移動通信手段の受信動作
を必要最小限に抑えることができる。従って、本発明に
よれば、パイロット信号を検波・増幅した信号レベルと
基準レベルとの比較のみによって通信エリアへの進入を
判定する場合に比べて、移動通信手段の電力消費量をよ
り低減することが可能になる。

【００２５】

【実施例】以下に、本発明の実施例として、有料道路を
走行した自動車に対して通行料金を課金するための有料
道路課金システムに本発明を適用した場合について説明
する。なお、以下の説明において、図１は自動車に搭載
される応答機の構成を表し、図２は有料道路課金システ
ムを構成する地上局の構成を表している。

【００２６】図２に示す如く、本実施例の地上局は、有
料道路の出・入口に形成された多数の車路Ｌ１，Ｌ２，
…，Ｌｎの各々に設けられ、各車路Ｌ１，Ｌ２，…，Ｌ
ｎを通信エリアとして、対応する車路Ｌ１，Ｌ２，…，
Ｌｎを通過する自動車に搭載された応答機との間で所定
のデータ通信を行なうための複数のアンテナ２-1，２-
2，…，２-nと、各アンテナ２-1，２-2，…，２-nを介
して応答機との間でデータ通信を行なうための固定通信
手段としての複数のデータ送・受信部４-1，４-2，…，
４-nと、これら各データ送・受信部４-1，４-2，…，４
-nから、所定時間毎に順次、応答機起動のためのパイロ
ット信号及びデータを送信させる通信制御部６とから構
成され、更に、この通信制御部６には、応答機との通信
により得られたデータに基づき、請求書の発行等を行な
うための課金装置（ホストコンピュータ）８が接続され
ている。

【００２７】ここで、通信制御部６は、送信タイミング
制御手段に相当し、上記各データ送・受信部４-1，４-
2，…，４-nを所定時間毎に時分割でデータの送信動作
を実行させると共に、そのデータ送信によって各データ
送・受信部４-1，４-2，…，４-nが応答機からのデータ
を受信すると、その受信データを読み込んで、その受信
データに対応して、データを受信したデータ送・受信部
４-1，４-2，…，４-nからの送信データを制御すること
により、各データ送・受信部４-1，４-2，…，４-nとそ
れに対応する車路Ｌ１，Ｌ２，…，Ｌｎを通過する応答
機との間でデータ通信を実行させるためのものであり、
ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等からなる１チップのマイクロ
コンピュータにより構成されている。

【００２８】そして、各データ送・受信部４-1，４-2，
…，４-nが応答機とのデータ通信を開始していないとき
には、データの送信タイミングとなっている何れかのデ
ータ送・受信部４に対して、まず、一定時間（本実施例
では１ｍsec.）の間、１０ｋＨｚ（１周期：０．１ｍse
c.）のパルス信号を出力することにより、データ送・受
信部４から、アンテナ２を介して、このパルス信号に対
応したパイロット信号を送信させ、その後、このパイロ
ット信号を受信した応答機から応答信号を送信させるた
めの質問信号を送信させる。この結果、地上局側の各ア
ンテナ２-1，２-2，…，２-nからは、所定時間毎に、順
次、パイロット信号として、０．０５ｍsec.の間隔で合
計１０回送信電波が放射されると共に、このパイロット
信号に続いて質問信号が送信されることになる。

【００２９】また、こうした「パイロット信号＋質問信
号」からなる信号（リンク信号）の送信によって、応答
機側から質問信号に対応した応答信号が送信され、デー
タ送・受信部４-1，４-2，…，４-nにて応答信号が受信
されると、その応答信号を読み込み、応答信号を受信し
たデータ送・受信部４から、応答信号に対応したデータ
を送信させることにより、そのデータ送・受信部４と応
答信号を送信してきた応答機との間でデータ通信を開始
させるが、このデータ通信時にも、各データ送・受信部
４-1，４-2，…，４-nからのデータの送信は、上記リン
グ信号の送信時と同様、一定時間毎に行ない、しかも、
上記と同様にパイロット信号を送信した後、データ通信
用のデータを送信させる。

【００３０】なお、上記各データ送・受信部４-1，４-
2，…，４-nからパイロット信号に続いて送信させる質
問信号やデータは、１００ｋＨｚの送信クロックに同期
したシリアルデータとして生成され、通信制御部６は、
この生成したシリアルデータを各データ送・受信部４-
1，４-2，…，４-nに出力することにより、アンテナ２-
1，２-2，…，２-nから、パイロット信号に比べて高速
に変化する信号をデータ信号として放射させる。

【００３１】一方、自動車に搭載される応答機は、図１
に示す如く、通信用のアンテナ１０と、車載バッテリを
電源として一定の電源電圧ＶCCを生成する電源部１２
と、この電源部１２から電源スイッチ１４を介して電源
供給を受けることにより動作し、アンテナ１０を介して
地上局との間でデータ通信を行なうための受信回路１６
ａ及び送信回路１６ｂからなる移動通信手段としてのデ
ータ送・受信部１６と、同じく電源部１２から電源スイ
ッチ１４を介して電源供給を受けることにより動作し、
データ送・受信部１６を制御して所定のデータを送受信
させる通信制御部１８と、電源部１２から直接電源供給
を受けることにより常時動作し、アンテナ１０にて受信
されたパイロット信号の信号レベルに基づき、自動車
（つまり応答機）が地上局側の何れかのデータ送・受信
部４-1，４-2，…，４-nとのデータ通信が可能な通信エ
リア内に入ったか否かを判断し、通信エリア内に入った
と判断すると、起動信号ＶWU1 を出力して電源スイッチ
１４をオンすると共に、データ送・受信部１６内の受信
回路１６ａからの受信信号をアンドゲートＡＮＤを介し
て一定時間だけ通信制御部１８に出力させる起動判別部
２０とから構成されている。

【００３２】なお、アンドゲートＡＮＤは、一方の入力
端に受信回路１６ａにて復調された地上局側からの質問
信号或はデータを受け、他方の入力端に起動判別部２０
からの受信許可信号ＶWU2 を受けて、この受信許可信号
ＶWU2 がHighレベルであるときに、受信回路１６ａから
の出力データを通信制御部１８に出力するものである。

【００３３】また、通信制御部１８は、地上局側の通信
制御部６と同様、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等からなる１
チップのマイクロコンピュータにより構成されており、
アンドゲートＡＮＤを介して入力される受信回路１６ａ
からの出力データ（地上局側から送信されてきた質問信
号やデータ）に対応した応答用のデータをデータ送・受
信部１６に出力することにより、送信回路１６ｂ及びア
ンテナ１０を介して、その応答用のデータを地上局側に
送信させる。

【００３４】次に、上記のように起動信号ＶWU1 及び受
信許可信号ＶWU2 を出力する起動判別部２０は、本発明
の判定手段，起動手段及び受信時間制限手段を含むもの
であり、図３に示す如く構成されている。図３に示す如
く、起動判別部２０は、アンテナ１０からの受信信号を
検波する検波部２２と、検波部２２による検波後の受信
信号を増幅する増幅部２４と、増幅部２４にて増幅され
た受信信号とレベル判定用の基準電圧ＶTH1 とを比較し
て、受信信号が基準電圧ＶTH1 以上となったときにHigh
レベルの信号を出力するレベル判定部２６と、レベル判
定部２６から出力されるパルス信号の立ち上がり後、一
定時間だけHighレベルの信号（つまりパルス幅一定のパ
ルス信号）を発生する判定パルス生成部２８と、この判
定パルス生成部２８から出力されるパルス幅一定のパル
ス信号を積分する積分部３０と、この積分部３０による
パルス信号の積分値と起動判定用の基準電圧ＶTH2 とを
比較し、積分値が基準電圧ＶTH2 以上になったときに、
当該応答機が地上局との通信が可能な通信エリア内に入
ったと判断して、電源スイッチ１４をオンするためのHi
ghレベルの駆動信号を発生する起動判定部３２と、この
起動判定部３２からの駆動信号を受けて上記電源スイッ
チ１４をオンするための起動信号ＶWU1 を出力すると共
に、駆動信号の立ち下がり後も起動信号ＶWU1 を所定期
間継続して出力する起動手段としての第１出力部３４
と、同じく、起動判定部３２からの駆動信号を受けて受
信許可信号ＶWU2 を出力すると共に、駆動信号の立ち下
がり後も受信許可信号ＶWU2 を起動信号ＶWU1 よりも短
い所定時間継続して出力する受信時間制限手段としての
第２出力部３６とから構成されている。

【００３５】ここで、まず増幅部２４は、図３に示すオ
ペアンプＯＰ１からなる反転増幅回路を３段縦続するこ
とにより構成されている。そして各反転増幅回路は、オ
ペアンプＯＰ１の反転入力端子に受信信号を入力するコ
ンデンサＣ１及び抵抗器Ｒ１と、オペアンプＯＰ１の非
反転入力端子に電源電圧ＶCCを分圧した所定電圧を印加
する分圧抵抗器Ｒ４ａ，Ｒ４ｂと、オペアンプＯＰ１の
出力端子に接続された出力抵抗器Ｒ３と、この抵抗器Ｒ
３の出力端とオペアンプＯＰ１の反転入力端子を夫々接
続する帰還用の抵抗器Ｒ２及びコンデンサＣ２とによ
り、検波部２２より入力される検波後の受信信号の内、
パイロット信号に対応した所定周波数帯（本実施例では
１０ｋＨｚ付近）の高周波信号を反転増幅して出力する
増幅回路として構成されている。

【００３６】次に、増幅部２４にて３段の反転増幅回路
により増幅された受信信号のレベル判定を行なうレベル
判定部２６は、オペアンプＯＰ２と、このオペアンプＯ
Ｐ２の反転入力端子に、電源電圧ＶCCを分圧した基準電
圧ＶTH1 を印加する分圧抵抗器Ｒ５，Ｒ６とにより構成
されたコンパレータからなっており、オペアンプＯＰ２
の非反転入力端子に増幅部２４から出力される受信信号
を受けて、この受信信号が基準電圧ＶTH1 以上であると
きHighレベル、受信信号が基準電圧ＶTH1 より小さいと
きにLow レベルとなるパルス信号を出力する。

【００３７】また次に、判定パルス生成部２８は、オペ
アンプＯＰ３と、このオペアンプＯＰ３の非反転及び反
転入力端子に夫々レベル判定部２６からの出力パルスを
入力する入力抵抗器Ｒ７，Ｒ９と、オペアンプＯＰ３の
非反転入力端子を接地する接地抵抗器Ｒ８と、オペアン
プＯＰ３の反転入力端子に電源電圧ＶCCを印加する抵抗
器Ｒ１０と、一端がオペアンプＯＰ３の反転入力端子に
接続され他端が接地されたコンデンサＣ３とから構成さ
れている。

【００３８】ここで、この判定パルス生成部２８では、
レベル判定部２６からの出力が安定している場合には、
オペアンプＯＰ３の各入力端子は同レベルとなり、オペ
アンプＯＰ３から信号は出力されない。ところが、レベ
ル判定部２６からの出力がLow からHighレベルに変化す
ると（つまりパルス信号の立ち上がり時には）、コンデ
ンサＣ３を介して接地されたオペアンプＯＰ３の反転入
力端子のレベルが、コンデンサＣ３の充電に要する時間
分だけ、非反転入力端子のレベルに対して一時的に低く
なるため、オペアンプＯＰ３の出力は、そのレベル差に
より一定時間だけHighレベルとなる。一方、レベル判定
部２６からの出力がHighからLow レベルに変化すると
（つまりパルス信号の立ち下がり時には）、コンデンサ
Ｃ３を介して接地されたオペアンプＯＰ３の反転入力端
子のレベルが、非反転入力端子のレベルに対して一時的
に高くなるものの、オペアンプＯＰ３からの出力はLow
レベルのまま変化せず、オペアンプＯＰ３から信号が出
力されることはない。

【００３９】従って、この判定パルス生成部２８から
は、レベル判定部２６からの出力パルスの立ち上がり
後、一定時間だけHighレベルの信号（パルス信号）が出
力されることになる。なお、このパルス信号の出力時間
（つまりパルス幅）は、抵抗器Ｒ９の抵抗値とコンデン
サＣ３の容量にて決定される時定数により決定され、常
に一定となる。

【００４０】また次に、この判定パルス生成部２８から
のパルス信号を受ける積分部３０は、一端が判定パルス
生成部２８の出力端子に接続された抵抗器Ｒ１１と、こ
の抵抗器Ｒ１１の他端にアノードが接続されて、判定パ
ルス生成部２８側への電流の逆流を防止するダイオード
Ｄ１と、このダイオードＤ１のカソードに接続された接
地抵抗器Ｒ１２と、この接地抵抗器Ｒ１２に並列に接続
された充電用のコンデンサＣ４とから構成されている。

【００４１】この積分部３０においては、判定パルス生
成部２８からHighレベルの信号（パルス信号）が出力さ
れると、この信号により、抵抗器Ｒ１１を介してコンデ
ンサＣ４が充電され、その後、判定パルス生成部２８か
らの出力がLow レベルとなると、コンデンサＣ４に充電
された電荷が抵抗器Ｒ１２を介して放電されるが、本実
施例では、抵抗器Ｒ１２の抵抗値は抵抗器Ｒ１１の抵抗
値に対して、数十倍（例えば、抵抗器Ｒ１１が３０ｋΩ
であるのに対して、抵抗器Ｒ１２が１ＭΩ）に設定され
ているため、パルス信号の立ち上がりによりコンデンサ
Ｃ４が速やかに充電され、パルス信号が立ち下がると、
その後除々に放電されることになる。従って、判定パル
ス生成部２８から繰返しパルス信号が入力される場合に
は、コンデンサＣ４の端子電圧がそのパルス信号の入力
の度に上昇して行くことになる。

【００４２】次に、起動判定部３２は、オペアンプＯＰ
４と、このオペアンプＯＰ４の反転入力端子に、電源電
圧ＶCCを分圧した基準電圧ＶTH2 を印加する分圧抵抗器
Ｒ１３，Ｒ１４とにより、コンパレータとして構成され
ており、オペアンプＯＰ４の非反転入力端子に、積分部
３０からの出力電圧（つまりコンデンサＣ４の端子電
圧）を受けて、この電圧（換言すれば積分値）と基準電
圧ＶTH2 との大小判定を行なう。従って、起動判定部３
２からは、積分部３０からの出力電圧が基準電圧ＶTH2
以上となったときにHighレベルの信号が出力されること
になる。

【００４３】次に、このように起動判定部３２からの出
力信号を受ける第１出力部３４は、起動判定部３２の出
力端子にアノードが接続された電流の逆流防止用のダイ
オードＤ２と、このダイオードＤ２のカソードと接地ラ
インとの間に設けられた比較的容量の大きいコンデンサ
Ｃ５とから構成されており、コンデンサＣ５の端子電圧
を、電源スイッチ１４の駆動用の起動信号ＶWU1 として
出力する。

【００４４】すなわち、第１出力部３４は、起動判定部
３２のオペアンプＯＰ４からの出力信号がHighレベルと
なるったときに、この信号を電源スイッチ１４をオンす
るための起動信号ＶWU1 として出力するだけでなく、こ
の信号により容量の大きなコンデンサＣ５を充電して、
オペアンプＯＰ４の出力がLow レベルになった後も、少
なくとも地上局側の一つのデータ送・受信部４からの信
号の送信時間間隔以上の時間、起動信号ＶWU1 を出力し
続けるようにされている。

【００４５】一方、第１制御部３４と同様、起動判定部
３２からの出力信号を受ける第２出力部３６は、起動判
定部３２の出力端子にアノードが接続された電流の逆流
防止用のダイオードＤ３と、このダイオードＤ３のカソ
ードと接地ラインとの間に設けられた比較的容量の小さ
いコンデンサＣ６とから構成されており、コンデンサＣ
６の端子電圧を、受信許可信号ＶWU2 として出力する。

【００４６】すなわち、第２出力部３６は、起動判定部
３２のオペアンプＯＰ４からの出力信号がHighレベルと
なったときに、この信号を受信許可信号ＶWU2 としてア
ンドゲートＡＮＤに出力するだけでなく、この信号によ
りコンデンサＣ５より容量の小さなコンデンサＣ６を充
電して、オペアンプＯＰ４の出力がLow レベルになった
後も、地上局側からパイロット信号に続いて送信される
質問信号やデータの送信時間中だけ、受信許可信号ＶWU
2 を出力し続けるようにされている。

【００４７】以上のように構成された本実施例の起動判
別部２０においては、まず、自動車が有料道路の出・入
口に接近して、複数のデータ送・受信部４-1，４-2，
…，４-nの内の何れかのデータ送・受信部４との通信が
可能な通信エリアに入り、アンテナ１０にて、そのデー
タ送・受信部４から時分割で周期的に送信されるパイロ
ット信号が受信されると、検波部２２にて、その受信信
号が検波され、増幅部２４からその検波後の受信信号が
３段階に反転増幅される。このため、図４に示す如く、
増幅部２４からは、地上局からのパイロット信号の出力
に応じて、繰返し（本実施例では１ｍsec.間に１０回）
変化する信号が出力されることになる。

【００４８】そして、レベル判定部２６からは、この信
号が基準電圧ＶTH1 以上となったときにHighレベルとな
るパルス信号が出力され、更に判定パルス生成部２８か
らは、このパルス信号の立ち上がり後、一定時間Highレ
ベルとなるパルス幅一定のパルス信号が出力されるた
め、積分部３０のコンデンサＣ４の端子電圧は、このパ
ルス信号の入力数に応じて階段状に増加することにな
る。

【００４９】一方、本実施例では、起動判定部３２の基
準電圧ＶTH2 が、積分部３０にパイロット信号所定個
（図では５個）分のパルス信号が入力されたときの積分
部３０の出力電圧に略対応するように設定されており、
図４に示す如く、判定パルス生成部２８から積分部３０
に、パルス幅一定のパルス信号が、地上局からのパイロ
ット信号の送信周期に同期して、連続５個入力された時
点で、起動判定部３２にてその旨が判定されて、起動判
定部３２の出力がHighレベルとなる。

【００５０】この結果、本実施例では、基準電圧ＶTH1
以上のパイロット信号が５個以上連続的に入力された場
合に、第１出力部３４及び第２出力部３６から、夫々、
起動信号ＶWU1 及び受信許可信号ＶWU2 が出力されて、
電源スイッチ１４がオン状態となり、データ送・受信部
１６及び通信制御部１８が起動されると共に、アンドゲ
ートＡＮＤを介して、受信回路１６ａからの受信データ
が通信制御部１８に出力されることになる。

【００５１】また次に、パイロット信号は、各データ送
・受信部４-1，４-2，…，４-nから時分割にて周期的に
送信されるものであり、その送信個数が１０個となった
時点で、次の送信タイミングまでの間は送信されてこな
くなるため、その後、積分部３０のコンデンサＣ４に蓄
積された電荷は抵抗器Ｒ１２を介して放電され、積分部
３０からの出力電圧は基準電圧ＶTH2 を下回って、起動
判定部３２からの出力信号はHighレベルからLow レベル
に反転する。

【００５２】しかし、第１出力部３４及び第２出力部３
６には、夫々、コンデンサＣ５，Ｃ６が設けられている
ため、コンデンサＣ５，Ｃ６には、起動判定部３２から
の出力信号がHighレベルであるときに電荷が蓄積され、
起動判定部３２からの出力信号がHighレベルからLow レ
ベルに反転しても、第１出力部３４及び第２出力部３６
は、その後、暫くの間は、コンデンサＣ５，Ｃ６に蓄積
された電荷によって起動信号ＶWU1 ，受信許可信号ＶWU
2 を夫々出力し続ける。

【００５３】そして、第１出力部３４のコンデンサＣ５
の容量は、少なくとも地上局側の一つのデータ送・受信
部４からの信号の送信時間間隔以上の時間、起動信号Ｖ
WU1を出力し続けることができるように、比較的大きい
値に設定されているため、第１出力部３４からは、地上
局を構成する一つのデータ送・受信部４からのパイロッ
ト信号の出力停止によって、起動判定部３２からの出力
信号がHighレベルからLow レベルに反転しても、その後
同じデータ送・受信部４から次にパイロット信号が出力
されるまでの間に、自動車がそのデータ送・受信部４と
の通信が可能な通信エリアから脱出しなければ、再び、
起動判定部３２からの出力信号がHighレベルとなって、
コンデンサＣ５に電荷が充電されることになり、結局、
当該起動判別部２０は、地上局を構成する何れかのデー
タ送・受信部４との通信が可能な通信エリアに入ると、
その後、この通信エリアから抜け出すまでは、起動信号
ＶWU1 を出力し続け、電源スイッチ１４をオンして、デ
ータ送・受信部１６及び通信制御部１８の動作を継続さ
せることになる。

【００５４】また、第２出力部３６のコンデンサＣ６の
容量は、地上局側からパイロット信号に続いて送信され
る質問信号やデータの送信時間中だけ、受信許可信号Ｖ
WU2を出力し続けることができるように設定されている
ため、第２出力部３６からは、地上局を構成する一つの
データ送・受信部４からのパイロット信号の出力停止に
よって、起動判定部３２からの出力信号がHighレベルか
らLow レベルに反転しても、その後パイロット信号に続
いて送信されてくる質問信号やデータの送信時間中は、
第２出力部３６からHighレベルの受信許可信号ＶWU2 が
出力されて、その時間中に受信回路１６ａにて受信され
たデータが、アンドゲートＡＮＤを介して通信制御部１
８に出力されることになる。

【００５５】従って、本実施例によれば、応答機が地上
局を構成する何れかのデータ入・出力部４の通信エリア
に入って、応答機内のデータ送・受信部１６及び通信制
御部１８が起動されても、その後、データ入・出力部４
からパイロット信号と共に送信されてくる質問信号或は
データの送信期間中にだけ、受信回路１６ａによる受信
データが通信制御部１８に入力され、それ以外の期間
は、データ送・受信部１６及び通信制御部１８が起動さ
れていても、受信データの通信制御部１８への入力（換
言すれば応答機のデータの受信動作）が禁止されること
になる。

【００５６】このため、本実施例によれば、応答機は、
通信エリアに入った地上局のデータ送・受信部４からの
送信データのみ受信して、そのデータに対応した応答用
のデータのみを送信するようになる。例えば、図５に示
す如く、地上局側のデータ送・受信部４及びアンテナ２
として、２個の地上局Ａ，Ｂを備えたシステムにおい
て、応答機が地上局Ａからのパイロット信号Ａを受信し
て、応答機内の起動判定部２０にてそのパイロット信号
Ａから地上局Ａの通信エリアへの進入が判定されて、起
動信号ＶWU1 により電源スイッチ１４がオンされ、応答
機内のデータ送・受信部１６及び通信制御部１８が起動
された場合、データ送・受信部１６及び通信制御部１８
は、応答機がその通信エリアから脱出するまで電源供給
を受けて、動作可能状態になるが、アンドゲートＡＮＤ
には、起動判別部２０において、パイロット信号に基づ
き、地上局Ａの通信エリアへの進入が判定される度に、
地上局Ａからそのパイロット信号に続いて質問信号（デ
ータＡ１）やデータＡ３，データＡ５，…が送信されて
くる時間だけ、受信許可信号ＶWU2 が出力されるため、
通信制御部１８は、このとき受信したデータＡ１，デー
タＡ３，データＡ５，…に対応した応答用のデータＡ
２，データＡ４，データＡ６，…のみを、送信回路１６
ｂから送信させる。

【００５７】このため、例えば、応答機側の受信回路１
６ａにおいて、地上局側からパイロット信号に続いて送
信されてきたデータ（つまり質問信号或はデータ）の受
信に失敗し、その信号に対応した応答信号或はデータを
送信できなかった場合にも、応答機側で、次の送信タイ
ミングで地上局側から送信されてくるデータを受信し
て、正確なデータ通信を再開することができる。

【００５８】一方、応答機において、アンテナ１０や、
アンテナ１０から起動判別部２０への受信信号の入力経
路に、外部ノイズが入力された場合には、検波部２２に
てそのノイズが受信信号として検波され、その検波され
たノイズが増幅部２４にて増幅される。そして、このノ
イズは、地上局側からのパイロット信号を受信した受信
信号に比べて大きいため、従来のように、この増幅後の
信号レベルを判定するだけでは、通信エリアへの進入を
誤判定してしまう。

【００５９】しかし本実施例では、上記のように、レベ
ル判定後のパルス信号を判定パルス生成部２８にて一定
パルス幅のパルス信号に変換して、積分部３０及び起動
判定部３２の動作によって、そのパルス信号が所定個連
続して生成されたときに、通信エリアへの進入を判定す
るようにされているため、こうしたノイズによる誤判定
を防止できる。

【００６０】つまり、検波部２２にて、ノイズが受信信
号として検波された場合、ノイズはパイロット信号のレ
ベルに比べて大きいことから、図６に示す如く、増幅部
２４内の各増幅回路は飽和してしまい、増幅部２４から
は正・負に大きく変化する信号が出力されることにな
る。そして、レベル判定部２６では、その信号と基準電
圧ＶTH1 とを大小比較してパルス信号を発生するため、
通常のパイロット信号受信時よりパルス幅の広いパルス
信号が２個生成される。しかし、本実施例では、判定パ
ルス生成部２８において、この生成されたパルス信号の
立ち上がり後一定時間だけHighレベルとなるパルス幅一
定のパルス信号を生成し、積分部３０にて、このパルス
幅一定のパルス信号を、積分部３０において積分するよ
うにされているため、積分部３０から起動判定部３２へ
の入力信号レベルは、増幅部２４からの出力信号レベル
がいくら大きくても、基準電圧ＶTH2 を越えるようなこ
とはない。この結果、起動判定部３２からの出力は、ノ
イズによってHighレベルとなることはなく、出力部３４
から駆動信号が出力されて、データ送・受信部１６及び
通信制御部１８がノイズにより不必要に起動されるのを
防止できるようになるのである。

【００６１】従って、本実施例によれば、応答機側の起
動判別部２０において、自動車、換言すれば応答機が、
地上局の何れかのデータ送・受信部４との通信が可能な
通信エリアに入ったことを、ノイズに影響されることな
く正確に判定して、データ送・受信部１６及び通信制御
部１８の起動、及び受信許可を行なうことができるよう
になり、応答機側での消費電力を極めて良好に低減する
ことができる。

【００６２】また、本実施例では、パイロット信号の送
信速度を、通常のデータ通信時の通信速度（１００ｋＨ
ｚ）より低い１０ｋＨｚに設定しているため、起動判別
部２０において、起動判別部２０の内部回路を、通常の
データ通信に使用する回路に比べて、スルーレートの遅
い、換言すれば応答性の低いオペアンプ等を用いて構成
することができ、起動判別部２０を比較的安価に実現す
ることができると共に、起動判別部全体の消費電力を低
く抑えることもできる。また、起動判別部２０は、オペ
アンプ、コンパレータ、ダイオード等で構成しているの
で、１チップ化することも容易であり、応答機の小型・
軽量化を図ることもできる。

【００６３】なお、本実施例では、本発明を、有料道路
の課金システムに適用した場合について説明したが、本
発明は、地上に設置された固定通信装置と、自動車等の
移動体に搭載されるか使用者により持ち運びされる移動
通信装置との通信を行なうシステムであれば、どのよう
な通信システムであっても適用できるのはいうまでもな
い。例えば、本発明は、工場等において無人搬送車を通
信により制御する通信システムであっても、或は、携帯
型の電話機と地上に固定された電話回線網とを接続する
通信システムであっても、適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の有料道路課金システムに使用される車
載用の応答機の構成を表すブロック図である。

【図２】実施例の有料道路課金システムの地上局の構成
を表すブロック図である。

【図３】実施例の応答機に備えられた起動判別部の構成
を表す電気回路図である。

【図４】実施例の起動判別部において地上局からのパイ
ロット信号を受信した際の動作を説明するタイムチャー
トである。

【図５】実施例の有料道路課金システムにおいて地上局
のデータ送・受信部を２個とした場合の応答機の起動及
び受信動作を説明するタイムチャートである。

【図６】実施例の起動判別部において外部からのノイズ
が入力された場合の動作を説明するタイムチャートであ
る。

【図７】従来の移動体通信システムにおける応答機の起
動及びその通信動作を説明するタイムチャートである。

【符号の説明】

２-1〜２-n… アンテナ（地上局側） ４-1〜４-n…データ送・受信部（地上局側：固定通信手
段） ６…通信制御部（送信タイミング制御手段） ８…課
金装置 １０…アンテナ（応答機側） １２…電源部（応答
機側） １４…電源スイッチ（応答機側） １６…データ送・受信部（応答機側：移動通信手段） １６ａ…受信回路 １６ｂ…送信回路 ＡＮＤ…ア
ンドゲート １８…通信制御部（応答機側） ２０…起動判別部
（応答機側：判定手段） ２２…検波部，２４…増幅部（信号処理手段） ２６…レベル判定部（レベル判定手段） ２８…判定パルス生成部（判定パルス生成手段） ３０…積分部（積分手段） ３２…起動判定部（起動
判定手段） ３４…第１出力回路（起動手段） ３６…第２出力回路（受信時間制限手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｑ 7/22

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動体が通過する領域を複数に分割した
   通信エリアに夫々設けられ、移動体に搭載された移動通
   信手段を起動するためのパイロット信号と該移動通信手
   段から応答信号を送信させるための質問信号とが順に連
   続するリンク信号を送信すると共に、該リンク信号の送
   信後に上記応答信号を受信すると、該応答信号を送信し
   た移動通信手段との間でデータ通信を行なう複数の固定
   通信手段と、上記各固定通信手段からの上記リンク信号
   及びデータの送信を時分割に実行させる送信タイミング
   制御手段とを備えた地上局と、 上記移動体に設けられ、上記固定通信手段から送信され
   てくる質問信号及びデータを受信し、該受信信号に対応
   した応答信号或はデータを送信する移動通信手段と、上
   記固定通信手段から送信されてくるパイロット信号を受
   信し、該パイロット信号が所定レベル以上であるとき、
   当該移動体が上記通信エリアに進入したことを判定する
   判定手段と、該判定手段にて当該移動体が上記通信エリ
   アに進入したと判定されると、上記移動通信手段を起動
   させる起動手段とを備えた応答機と、 により構成される移動体通信システムにおいて、 上記各固定通信手段を、上記データ通信時に、送信すべ
   きデータの前に上記パイロット信号を付加した通信信号
   を送信するよう構成すると共に、 上記応答機に、 上記判定手段が上記パイロット信号を受信して当該移動
   体が上記通信エリアに進入したと判定すると、その後上
   記固定通信手段が上記質問信号又はデータを送信する所
   定時間だけ上記移動通信手段の受信動作を許可し、所定
   時間経過後は、上記移動通信手段の受信動作を禁止する
   受信時間制限手段を設けたことを特徴とする移動体通信
   システム。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の移動体通信システムに
   おいて、 地上局を構成する上記各固定通信手段は、上記パイロッ
   ト信号として、所定時間間隔で所定回起動用搬送波を送
   信し、 応答機を構成する上記判定手段は、 上記起動用搬送波を検波・増幅する信号処理手段と、 該信号処理手段からの出力信号とレベル判定用の基準値
   とを大小比較して、上記起動用搬送波のレベルに対応し
   たパルス幅のパルス信号を生成するレベル判定手段と、 該レベル判定手段にて生成されたパルス信号を、一定パ
   ルス幅の起動判定用のパルス信号に変換する判定パルス
   生成手段と、 該判定パルス生成手段から出力されるパルス信号を積分
   する積分手段と、 積分手段による積分値が起動判定用の基準値以上となっ
   たときに、移動体が通信エリアに進入したことを判定す
   る起動判定手段と、 を備えたことを特徴とする移動体通信システム。