JPH10108251A

JPH10108251A - 路車間通信システムにおける電波遮蔽回避方式

Info

Publication number: JPH10108251A
Application number: JP8255752A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Araki; 正荒木; Toshio Norikane; 敏雄法兼
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1996-09-27
Filing date: 1996-09-27
Publication date: 1998-04-24

Abstract

(57)【要約】【課題】路車間通信システムにおいて、路上アンテナを
設置した場合でも、大型車が小型車に接近すると、小型
車から路上アンテナを見通せなくなることがあるので、
この欠点を回避し、路上と車両との連続的な通信を可能
にする電波遮蔽回避方式を実現する。【解決手段】路上アンテナ（主アンテナ）１に対し、道
路の反対側に、主アンテナからの電波を道路に再放射す
る二次アンテナ２を設置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の路上アンテ
ナを道路に沿って配置し、道路に一連のセルを形成する
ことにより車両との移動通信を可能にする路車間通信シ
ステムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】本明細書では、アンテナとそれに接続さ
れる機器（例えば送受信機）とを総称して「アンテナ」
と呼ぶことがある。道路管理者と車両との間の通信需要
は、今後ますます増加する方向にある。特に高速道路に
おいて、車両の運転者に負担をかけずに、かつ、互いに
事故を起こさないような道路走行を実現しようとすれ
ば、道路側の情報と車両側の情報とを頻繁にやりとりす
る必要がある。このようなシステムを発展させていく
と、車両と道路との両方に各種センサやカメラを網羅
し、道路側と車両側とで緊密に連絡しあって運転する自
動運転システムにつながっていく（特願平７−４３２６
０号明細書）。

【０００３】自動運転システムへの将来的拡張を考慮
し、車両に対する運転支援システム（以下「路車間通信
システム」という）を構築するにあたっては、道路上に
連続した通信エリアを設ける必要がある。そこで道路に
沿って漏洩同軸ケーブルを布設する方法が考えられる
が、布設工事が大掛かりとなる上、漏洩同軸ケーブルを
地面から比較的低い位置に設置するので、車線横断方向
に電波の届く距離が短いという欠点がある。

【０００４】これに対して、図１に示すように、路上ア
ンテナ１を所定間隔で道路の各所に設置して通信を行え
ば、１つの路上アンテナ１で比較的広い通信エリアを確
保できる。路上アンテナ１は、それぞれ光ファイバ又は
同軸ケーブルを通して道路管理者の制御局（図示せず）
と結ばれていることはいうまでもない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、路上アンテナ
を設置した場合でも、大型車が小型車に接近すると、小
型車から路上アンテナを見通せなくなることがある。図
２は、小型車がバスの影に隠れて通信が困難になった状
態を示す図である。特に、周波数の高いマイクロ波やミ
リ波は回折角が小さく、遮蔽されやすい。このため路車
間で、通信が途絶えてしまい連続的な通信ができなくな
る。

【０００６】本発明は、路車間通信システムにおいて、
路上と車両との連続的な通信を可能にする電波遮蔽回避
方式を実現することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の電波遮蔽回避方
式は、図３に示すように、路上アンテナ（二次アンテナ
と対比する意味で、以下「主アンテナ」という）に対
し、道路の反対側に、主アンテナからの電波を道路に再
放射する二次アンテナを設置する方式である（請求項
１）。

【０００８】この方式によれば、二次アンテナは、主ア
ンテナからの電波を受け、それを再放射するので、小型
車が大型車の影に隠れても、二次アンテナを通して通信
することができる。ただし、見通しがよい場合には、車
両から見れば多方向から電波が到来するという状況が想
定される。この場合はいわゆるマルチパス環境となり、
道路に電界強度の強弱（定在波）が生じて、走行車両
では受信レベルの不規則な変化（フェージング）が現れ
る、二次アンテナからの電波が主アンテナからの電波
よりも遅れて到達するため、高速ディジタル伝送を行う
とき干渉によりビット誤りが生ずる、というおそれがあ
る。

【０００９】しかし、の問題に対しては、フェージン
グによるレベル変動は、１／２波長以上離れた位置に受
信アンテナを複数設ければ、無相関つまり独立となる。
この性質を利用して、車載アンテナを１／２波長以上離
れた位置に設置してその出力を合成するとレベル変動を
軽減することができる。これは空間ダイバーシチといわ
れる方式である。の問題に対しては、電波の変調速度
を十分低速にし、並列伝送するマルチキャリア変調方式
を採用すれば、遅延波の影響を回避できる。また、スペ
クトル拡散方式とＲＡＫＥ受信機とを組み合わせて用い
ると、復調時に主波と遅延波とを分離することができ
る。

【００１０】前記二次アンテナは、受信した電波を増幅
して再送信する内部増幅器を含むものでもよく（請求項
２）、受信した電波を増幅しないで再送信するものでも
よく（請求項３）、受信した電波を反射する反射型アン
テナであってもよい（請求項４）。また、本発明の電波
遮蔽回避方式は、図４に示すように、車両側に、路上ア
ンテナからの電波を道路に再放射する二次アンテナを設
置したものでもよい（請求項５）。

【００１１】この方式であれば、当該車両が路上アンテ
ナの遮蔽物になってしまうときでも、二次アンテナから
電波を再放射できるので、他の車両は連続した通信をす
ることができる。特に、当該車両が大型バスや大型トラ
ックである場合に有効である。この方式でも、前述した
フェージングやビット誤りの問題が生ずるが、前記と同
様にして解決することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付図面を参照しながら詳細に説明する。図３は、主アン
テナ１とともに、道路の反対側に、主アンテナ１からの
電波を受けて道路に再放射する二次アンテナ２を設置し
た路車間通信システムを示す図である。

【００１３】主アンテナ１の送信周波数は、限定されな
いが、例えば１−３ＧＨｚの準マイクロ波帯、５．８Ｇ
Ｈｚ等のマイクロ波帯、さらには準ミリ波、ミリ波等の
中から選択することができる。主アンテナ１としては、
マイクロ波帯ではホーンアンテナ、八木アンテナ、パッ
チアンテナ、ミリ波帯ではホーンアンテナを使用するこ
とができる。

【００１４】前記二次アンテナ２は、受信した電波を増
幅して再送信する内部増幅器を含むものでもよく、受信
した電波を増幅しないで再送信するものでもよく、受信
した電波を反射する反射型アンテナであってもよい。図
５は、内部増幅器を含む場合の二次アンテナ２の詳細図
である。二次アンテナ２は、受信アンテナ２１と、指向
性受信アンテナ２１からの受信信号を通す帯域フィルタ
２２と、内部増幅器２３と、送信アンテナ２４とを備え
る。

【００１５】ここで、伝搬損失を計算する。主アンテナ
１と二次アンテナ２との距離を１０ｍ（３車線分）とす
る。使用周波数を５．８ＧＨｚ帯とすると、この距離の
伝搬損失は約６７ｄＢである。二次アンテナ２の出力を
主アンテナ１の出力と同等にするには、二次アンテナ２
自体の利得を０ｄＢとすれば、約６７ｄＢの増幅器２３
が必要である。

【００１６】ここで、この６７ｄＢという利得の一部
を、主アンテナ１の利得と二次アンテナ２の利得とに振
り分けるとを考える。主アンテナ１については、図６に
示すように、対車両用の無指向性アンテナの他に、対二
次アンテナ用の指向性の鋭いアンテナ１２を設ける必要
がある。二次アンテナ２についても、対主アンテナ用の
受信アンテナ２１の指向性をできるだけ鋭いものとす
る。両アンテナ１２，２１に、例えばパラボラアンテナ
を用いれば、１アンテナ当たり２５ｄＢ程度の利得が得
られるので、これにより伝搬損失を約５０ｄＢ補償する
ことができる。したがって、その補償分だけ、増幅器２
３の利得を減らすことができる。増幅器２３の利得は、
６７−５０＝１７ｄＢで済む。

【００１７】なお、二次アンテナ２において、送信アン
テナ２４から放射された電波が中継機２３の受信側に回
り込み発振するという事態が予想されるが、受信アンテ
ナ２１の指向性をできるだけ鋭くして送受信アンテナ間
の結合度を下げることにより解決できる。また、レゾル
バといわれる可変周波数変換素子で放射電波の周波数を
わずかにシフトさせることも可能である。

【００１８】図７は受信した電波を増幅しないで再送信
する二次アンテナ２の構成を示す。図５の二次アンテナ
２と異なり、増幅器による利得の補償が期待できない。
このため、図７の構成では、受信アンテナ２１の指向性
を鋭くする必要があるが、前述したように増幅器の利得
分１７ｄＢがどうしても不足してくる。この１７ｄＢ
は、車載受信機の感度で補うことが必要となる。

【００１９】ここで、車載受信機に要求される感度の見
積もりをする。使用周波数を５．８ＧＨｚ帯とし、主ア
ンテナ１の送信電力を１００ｍＷとすると、この距離の
伝搬損失は約６７ｄＢとなり、車載受信機の受信信号レ
ベルは−４８ｄＢｍとなる。二次アンテナ２を経由する
と、レベルはさらに１７ｄＢ低下するから、受信機の感
度は−６５ｄＢｍなくてはならない。しかし、一般に受
信機の感度として−９０ｄＢｍ程度のものが実現されて
いるので、この数値は何ら困難な数値ではない。

【００２０】図８は反射型アンテナ２６を示す。この反
射型アンテナ２６として、平面反射板もしくはオフセッ
トパラボラ反射面を使用することができる。以上図面を
参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発
明の実施形態は前記のものに限られるものではない。図
３の実施形態では、主アンテナ１とともに、道路の反対
側に、主アンテナ１からの電波を受けて道路に再放射す
る二次アンテナ２を設置していたが、図９に示すよう
に、道路の中央に主アンテナ１が設置されている場合、
道路に再放射する二次アンテナ２を道路の両脇に設置す
ることも可能である。その他、本発明の範囲内で種々の
設計変更を施すことが可能である。

【００２１】

【発明の効果】以上のように本発明の電波遮蔽回避方式
によれば、路上アンテナと反対側の路側に二次アンテナ
を設置し、路上アンテナから発射される電波と同じ電波
を道路反対側からの放射することができる。これによ
り、車載機には様々な方向から電波が到来するため、大
型車による電波の遮蔽を回避することができる。

【００２２】また、車両に、路上アンテナからの電波を
道路に再放射する二次アンテナを設置する場合は、通常
車両の影となって路上アンテナから直接電波が届かない
位置でも通信ができ、大型車による電波の遮蔽を回避す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】路車間通信システムの構成例を示す斜視図であ
る。

【図２】小型車が大型車の影に隠れて通信が困難になっ
た状態を示す図である。

【図３】主アンテナ１に対し、道路の反対側に、主アン
テナ１からの電波を道路に再放射する二次アンテナ２を
設置した本発明の電波遮蔽回避方式を示す図である。

【図４】車両に、路上アンテナからの電波を道路に再放
射する二次アンテナ２を設置した本発明の電波遮蔽回避
方式を示す図である。

【図５】内部増幅器を含む二次アンテナ２の詳細図であ
る。

【図６】主アンテナ１において、対車両用の無指向性ア
ンテナの他に、対二次アンテナ用の指向性の鋭いアンテ
ナを設け、二次アンテナ２において、対主アンテナ用の
指向性の鋭い受信アンテナを設けた場合の、アンテナ構
成図である。

【図７】受信した電波を増幅しないで再送信する二次ア
ンテナ２の構成を示す図である。

【図８】反射型アンテナからなる二次アンテナ２を示す
図である。

【図９】道路の中央に主アンテナ１が設置されている場
合、道路に再放射する二次アンテナ２を道路の両脇に設
置した、本発明の電波遮蔽回避方式を示す図である。

【符号の説明】

１路上アンテナ（主アンテナ）２二次アンテナ３車載アンテナ１１対車両用アンテナ１２対二次アンテナ２用アンテナ２１受信アンテナ２２帯域フィルタ２３内部増幅器２４送信アンテナ２５中継機２６反射型アンテナ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の路上アンテナを道路に沿って配置
し、道路に一連のセルを形成することにより車両との移
動通信を可能にする路車間通信システムにおいて、路上アンテナに対し、道路の反対側に、路上アンテナか
らの電波を道路に再放射する二次アンテナを設置したこ
とを特徴とする電波遮蔽回避方式。
【請求項２】前記二次アンテナは、受信した電波を増幅
して再送信する内部増幅器を含むものである請求項１記
載の電波遮蔽回避方式。
【請求項３】前記二次アンテナは、受信した電波を増幅
しないで再送信するものである請求項１記載の電波遮蔽
回避方式。
【請求項４】前記二次アンテナは、受信した電波を反射
する反射型アンテナである請求項１記載の電波遮蔽回避
方式。
【請求項５】複数の路上アンテナを道路に沿って配置
し、道路に一連のセルを形成することにより車両との移
動通信を可能にする路車間通信システムにおいて、車両側に、路上アンテナからの電波を道路に再放射する
二次アンテナを設置したことを特徴とする電波遮蔽回避
方式。