JPH11274994A - 路車間通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】マルチパスによる電波干渉に強く、路上と車両
との連続的な通信を可能にする路車間通信システムを提
供する。 【解決手段】１つのセルＥに複数の方向から同一周波数
同一内容の異なる偏波特性を有する電波が放射されるよ
うにし、車載側３には、前後の指向性を向く偏波アンテ
ナを設置し、受信レベルの高い方の信号を切り換える。 【効果】セルＥを走行する車両には、前後方向から偏波
特性の異なる電波が到来するから、いずれかに切り換え
ることにより、電波遮蔽を回避できる。

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
ことにより車載装置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。

【０００２】

【従来の技術】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取りする必要
がある。このようなシステムを発展させていくと、道路
と車両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（たとえば、特願平７−４３２６
０号参照）。

【０００３】自動運転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、道路上に連続したセ
ルを設ける必要がある。そこで、道路に沿って漏洩同軸
ケーブルを敷設することが考えられるが、敷設工事が大
掛かりになる上、漏洩同軸ケーブルを地面から比較的低
い位置に設置する必要があるので、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１１に示すように、路上
アンテナ１２０を所定間隔で道路の各所に設置して通信
を行うようにすれば、１つの路上アンテナ１２０で比較
的広いセル１２１を確保することができる。この場合、
路上アンテナ１２０は、光ファイバなどを介して道路管
理者側の基地局にそれぞれ結合されていることは言うま
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
１２０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１２０を見通せなくなるこ
とがある。図１２は、バスにより形成された電波遮蔽エ
リア１２２に小型車が入っ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
において通信が途絶えてしまって通信ができなくなる。

【０００６】そこで、本発明の目的は、上述の技術的課
題を解決し、路上と車両との連続的な通信を可能にする
路車間通信システムを提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段および発明の効果】前記目
的を達成するための請求項１記載の路車間通信システム
は、同一内容のデータにより変調された信号を複数の伝
送線に送出するための信号送出装置と、道路に沿って異
なる位置に配置され、固有の偏波特性を有し、前記信号
送出装置から前記伝送線に送出された信号をそれぞれ受
信し、この受信された信号に基づき、電波を同一セル内
にそれぞれ放射するための複数の路上送信アンテナと、
複数の偏波特性を有し、前記路上送信アンテナから放射
されてくる電波を受信するための車載受信アンテナ、お
よびこの車載受信アンテナによりダイバーシチ受信を行
うダイバーシチ受信手段を有する車載装置とを含むもの
である。

【０００８】本発明では、複数の路上送信アンテナから
同一内容のデータにより変調された信号に基づいて電波
が放射される。この場合、各路上送信アンテナは固有の
偏波特性を有するから、たとえば、電波が大型車によっ
て遮蔽されても、マルチパスによって電波が異なる方向
からそれぞれ到来するので、車載装置では、ダイバーシ
チ受信をすることにより、路上送信アンテナと車載装置
との通信は可能になる。

【０００９】したがって、同一セル内において路上と車
両との連続的な通信が途絶えることはない。そのため、
車両に対して漏れなく道路交通データを提供できる。よ
って、たとえばこの路車間通信システムを自動運転シス
テムに適用する場合、車両の自動運転を適切に行える。
なお、車両の位置によっては、路上送信アンテナからの
距離に差が生じるために、各路上送信アンテナから放射
される電波の伝搬遅延時間差が発生し、符号間干渉が生
じる。このような場合、後述するようにＯＦＤＭ方式を
採用すれば、符号間干渉の回避を有効に行える。

【００１０】請求項２記載の路車間通信システムによれ
ば、車載装置は、車載受信アンテナにより受信された電
波の受信レベルを各偏波特性ごとに検出し、この検出さ
れた受信レベルに基づいてダイバーシチ受信を行う。車
載受信アンテナにおける受信レベルは、通常、車両に近
い路上送信アンテナからの電波ほど大きな値となる。し
かし、たとえば受信レベルが最大となるはずの電波到来
方向に大型車が走行していてその電波が遮蔽される場合
には、別の位置にある路上送信アンテナからの電波の受
信レベルの方が大きな値をとる可能性がある。

【００１１】本発明では、このような場合を考慮し、車
載受信アンテナにより受信された電波の受信レベルを直
接検出し、そのうえで受信する偏波特性を変更するよう
にしているから、一層良好な通信を実現できる。ダイバ
ーシチ受信は、車載受信アンテナにより受信された後、
復号する前の信号を切り換え又は合成することにより行
なってもよく（請求項３）、車載受信アンテナにより受
信され、復号された符号を切り換え又は合成することに
より行ってもよい（請求項４）。

【００１２】前記伝送線に信号を送出する際の伝送方式
は、光ファイバ無線伝送方式であってもよい（請求項
５）。本発明によれば、信号送出装置からは高周波レベ
ルの信号が光ファイバを通して路上送信アンテナに給電
されるから、路上送信アンテナごとに信号送出装置を設
ける必要はない。そのため、路上送信アンテナの構成を
簡素化できる。

【００１３】本発明の路車間通信システムは、前記車載
装置は、車両データにより変調された電波を複数の偏波
特性で放射するための車載送信アンテナをさらに有し、
道路に沿って異なる位置に配置され、固有の偏波特性を
有し、前記車載送信アンテナから放射されてくる電波を
受信し、この受信された電波に対応する信号を所定の伝
送線にそれぞれ送出するための複数の路上受信アンテナ
と、この複数の路上受信アンテナから前記伝送線に送出
された信号に基づいてダイバーシチ受信を行うダイバー
シチ受信手段を有する信号処理装置とをさらに含むもの
である（請求項７）。

【００１４】本発明では、車両側から路上側に対して車
両データが提供される。この場合、車載装置では、車載
送信アンテナから複数の偏波特性で電波が放射される。
その結果、この電波は、複数の路上受信アンテナにおい
て受信される。この場合、各路上受信アンテナにおける
受信レベルは、マルチパスの影響を受けて、偏波特性に
依存する。したがって、ダイバーシチ受信することによ
り、路上側において電波を確実に受信することができ、
車両データを誤りなく復元することができる。

【００１５】請求項８記載の路車間通信システムは、前
記複数の路上受信アンテナから前記伝送線に送出された
信号の受信レベルを各路上受信アンテナごとに検出する
ための受信レベル検出手段をさらに有し、前記ダイバー
シチ受信手段は、前記受信レベル検出手段により検出さ
れた受信レベルに基づいてダイバーシチ受信を行うもの
である。

【００１６】前記ダイバーシチ受信は、前記伝送線に送
出された信号を切り換え又は合成することにより行って
もよく（請求項９）、前記伝送線に送出された信号を復
号し、その復号した符号を切り換え又は合成することに
より行ってもよい（請求項１０）。請求項１１記載の路
車間通信システムによれば、前記伝送線に信号を送出す
る際の伝送方式は、光ファイバ無線伝送方式である。

【００１７】本発明によれば、路上受信アンテナにおい
て受信された受信信号を高周波のまま伝送線に送出でき
るから、信号選択装置において各受信信号の受信レベル
を高周波レベルのまま容易に比較できる。そのため、路
上受信アンテナおよび信号選択装置の構成を簡素化でき
る。また、データの変調方式としてシンボルごとにガー
ド時間を設けた直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）方式を
採用することができる（請求項６、請求項１２）。道路
を走行する車両に対して異なる方向から到来する電波を
受信するので、マルチパスに強いＯＦＤＭ方式を好適に
採用することができる。特に、シンボルごとにガード時
間を設けたのは、マルチパスによる遅延に起因する符号
間干渉を避けるのに有効だからである。

【００１８】請求項１３記載の路車間通信システムは、
同一内容のデータにより変調された信号を複数の伝送線
に送出するための信号送出装置と、道路に沿って異なる
位置に配置され、固有の偏波特性を有し、前記信号送出
装置から前記伝送線に送出された信号をそれぞれ受信
し、この受信された信号に基づき、電波を同一セル内に
それぞれ放射するための複数の路上送信アンテナと、前
記複数の路上送信アンテナから放射される電波の受信レ
ベルが切り替わる道路上の位置を知らせるための位置マ
ーカと、複数の偏波特性を有し、前記路上送信アンテナ
から放射されてくる電波を受信するための車載受信アン
テナ、前記位置マーカに達したことを検出するためのマ
ーカ検出手段、および前記マーカ検出手段により車両が
前記位置マーカに達したことが検出された場合に、車載
受信アンテナにより受信された信号又は復号された符号
を切り換え又は合成する受信手段を有する車載装置とを
含むことを特徴とする路車間通信システムである。

【００１９】本発明では、最大受信レベルが切り替わる
道路上の位置を知らせるための位置マーカがたとえば道
路上に設けられており、この位置マーカに達したことを
検出して車載受信アンテナの偏波特性を変更するように
しているから、受信レベルを直接検出して比較する場合
に比べて簡単な処理で済む。請求項１４記載の路車間通
信システムは、前記複数の路上送信アンテナは、前記セ
ルの道路の長手方向に関する境界付近にそれぞれ設置さ
れていることを特徴とする。

【００２０】本発明によれば、路上送信アンテナは、隣
接するセルの路上送信アンテナの近傍位置に設置される
から、各路上送信アンテナから放射される電波は、道路
を走行する車両に対して異なる方向から到来する。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下では、本発明の実施の形態
を、添付図面を参照して詳細に説明する。 −第１実施形態− 図１は、本発明の第１実施形態に係る路車間通信システ
ムの構成を示す概念図である。この路車間通信システム
は、地上局１と車両２に搭載されている車載装置３との
間で通信を行うためのものである。

【００２２】地上局１では、道路に沿って複数のセルＥ
が連続的に形成される。各セルＥの道路の長手方向に関
する境界付近には、それぞれセルＥ内に向く指向性を有
する第１路上アンテナ４ａおよび第２路上アンテナ４ｂ
が設置されている。第１路上アンテナ４ａおよび第２路
上アンテナ４ｂからは、同一周波数（たとえば6(GHz)
帯）であって、互いに直交する偏波Ａ，偏波Ｂの電波が
セルＥ内に放射されるようになっている。具体的には、
第１路上アンテナ４ａからは白抜き矢印で示す方向に向
けて電波が偏波Ａで放射され、第２路上アンテナ４ｂか
らは黒塗り矢印で示す方向に向けて電波が偏波Ｂで放射
される。したがって、セルＥ内の各点では、道路の長手
方向に関して前後方向から同一周波数の偏波特性の異な
る電波が到来することになる。なお、「互いに直交する
偏波Ａ，Ｂ」としては、右円偏波、左円偏波の組、水平
偏波と垂直偏波の組などがあげられる。

【００２３】なお、路上アンテナ４の地上からの高さｈ
は、たとえば10(m) であり、セルＥの道路の長手方向に
関する長さｒは、たとえば100(m)である。各路上アンテ
ナ４ａ、４ｂは、それぞれ光ファイバ５ａ、５ｂを介し
て１つの基地局６に接続されている。各光ファイバ５
ａ、５ｂは、それぞれ、上り／下り用の２本の光ファイ
バから構成される。これにより、同軸ケーブルなどを伝
送線として用いる場合に比べて、信号の減衰を低く抑え
ることができ、通信品質の劣化を防止できる。

【００２４】基地局６は、前方道路形状情報などの運転
支援情報を含む道路交通データにより変調された信号を
光ファイバ５ａ、５ｂを介して各路上アンテナ４ａ、４
ｂに与える。これにより、各路上アンテナ４ａ、４ｂか
ら放射される電波には、同一の道路交通データが含まれ
ることになる。また、車載装置３から受け取った車両デ
ータ（車両ＩＤ、および各種センサ（図示せず）におい
て検出された路面状態に関するデータを含む）を各路上
アンテナ４ａ、４ｂから取得し、適切な処理を施す。

【００２５】基地局６は、また、車両２が隣接する次の
セルＥに移行する際に、いわゆるハンドオーバ処理を実
行し、車載装置３と通信すべき基地局６を切り換える。
そして、このような処理を繰り返し実行することによ
り、車載装置３と路上アンテナ４との連続的な通信を実
現する。図２は、車載装置３の構成を示す概念図であ
る。車載装置３は、車載通信部１１と車載アンテナ部１
２とを有している。車載通信部１１は、車両データを含
む電波を車載アンテナ部１２から互いに直交する偏波で
放射する。また、車載通信部１１は、車載アンテナ部１
２において受信された各路上アンテナ４ａ、４ｂからの
放射電波に含まれる道路交通データを取得し、この取得
された道路交通データをたとえばドライバに報知する。

【００２６】車載アンテナ部１２は、たとえば車両２の
天井に配置された一対の車載アンテナ１２ａ、１２ｂを
有する。各車載アンテナ１２ａ、１２ｂは、たとえば車
両２の前後方向に沿って並列に配置され、かつ車両２の
前後方向に向く指向性をそれぞれ有している。具体的に
は、前方に偏波Ｂ、後方に偏波Ａの電波を放射し、受信
する。これにより、各車載アンテナ１２ａ、１２ｂで
は、それぞれ、指向性が向けられている路上アンテナ４
ａ、４ｂから放射される電波が高レベルで受信される。
また、車両データを含む電波を放射する際には、各車載
アンテナ１２ａ、１２ｂから各路上アンテナ４ａ、４ｂ
に向けて電波がそれぞれ放射される。

【００２７】図３は、地上局１の電気的構成を示すブロ
ック図である。基地局６は、道路交通データを路上アン
テナ４に与えるための送信装置２１を備えている。送信
装置２１は、道路交通データに基づいて変調用搬送波を
変調し、送信信号を作成するための変調部２２を備えて
いる。変調部２２における変調方式としては、ＱＰＳＫ
などが適用可能である。送信信号は、ミキサ部２３に与
えられる。ミキサ部２３は、送信信号と局部発振部２４
から発振されている周波数変換用搬送波とを混合し、た
とえば6(GHz)帯の無線伝送用の送信信号を作成する。無
線伝送用の送信信号は、高周波増幅部２５において増幅
された後、電気／光変換部(E/O) ２６においてそのまま
光信号に変換される。その後、光信号は、上り用の２本
の光ファイバ５ａ、５ｂに送出される。光ファイバ５
ａ、５ｂに送出された光信号は、それぞれ、路上アンテ
ナ４ａ、４ｂに取り付けられた光／電気変換部(O/E) ２
７ａ、２７ｂにて電気信号に変換された後、各路上アン
テナ４ａ、４ｂから偏波Ａ、偏波Ｂでそれぞれ電波とし
て放射される。

【００２８】なお、電気／光変換部(E/O) ２６において
変換された光信号を光ファイバ５ａ、５ｂに送出する際
には、光信号を分配しなければならないが、この場合光
カプラ５９を使用する。光カプラ５９の構成として、公
知のものが使用できる（例えば、Fiber Optic Communic
ations社のＣ−ＮＳシリーズ）。基地局６は、また、車
両データを路上アンテナ４ａ、４ｂから取得するための
受信装置２８を備えている。各路上アンテナ４ａ、４ｂ
において車載アンテナ１２ａ、１２ｂから放射された電
波が受信されると、この受信電波に対応する受信信号
は、それぞれ、電気／光変換部(E/O) ２９ａ、２９ｂに
おいて光信号にそのまま変換された後、下り用の２本の
光ファイバ５ａ、５ｂにそれぞれ送出され、基地局６の
受信装置２８に与えられる。

【００２９】受信装置２８は、２つの光／電気変換部(O
/E) ３０ａ、３０ｂを有し、この２つの光／電気変換部
３０ａ、３０ｂにおいて前記各光信号を元の受信信号に
変換する。各受信信号は、高周波増幅部３１ａ、３１ｂ
においてそれぞれ増幅された後、半導体スイッチなどか
ら構成されるスイッチ部３２に与えられる。また、増幅
後の受信信号は、レベル比較部３３にも与えられる。レ
ベル比較部３３は、各受信信号の受信レベルを比較し、
いずれの受信レベルが大きいかを調べる。そして、最大
受信レベルを有する受信信号を通過させるように、スイ
ッチ部３２を制御する。

【００３０】なお、図３のブロック図では、スイッチ部
３２によって、２つの信号を切り換えていたが、所定の
重みで２つの信号を合成する構成をとってもよい。この
場合、「所定の重み」は、レベル比較部３３で比較され
た各受信信号の受信レベルに基づいて決められる。ま
た、図３のブロック図では、スイッチ部３２は、高周波
増幅部３１ａ、３１ｂにおいてそれぞれ増幅された高周
波信号を切り換えていた。しかし、検波部３６で検波さ
れた後のデータを切り換え又は合成する構成をとっても
よく、復号部３７で復号された後の符号データを切り換
え又は合成する構成をとってもよい。

【００３１】図４は、検波部の後段にスイッチ部３２を
配置し、同期検波後に通過させるべき受信信号を選択す
る構成を示す。さらに詳述すれば、各高周波増幅部３１
ａ、３１ｂにおいて増幅された受信信号は、ミキサ部３
４ａ、３４ｂにそれぞれ与えられて周波数変換され、検
波部に３６ａ、３６ｂおいて同期検波された後、スイッ
チ部３２に与えられる。一方、レベル比較部３３は、各
高周波増幅部３１ａ、３１ｂにおいて増幅された後の受
信信号のうち最大受信レベルを有する受信信号を通過さ
せるように、スイッチ部３２を制御する。

【００３２】このように、検波後に受信信号の選択処理
を行うようにすれば、受信信号に雑音が入りにくく、信
号品質の劣化を防止できるという利点がある。さらにま
た、このような検波後に受信信号の選択処理を行う構成
を、図５の車載通信部１１の受信装置４６に適用しても
よい。このように、光ファイバ５ａ、５ｂに光信号を送
出する際の伝送方式として、いわゆる光ファイバ無線伝
送方式（たとえば、A.J.Cooper,"FIBER/RADIO' FOR THE
PROVISION OF CORDLESS/MOBILE TELEPHONY SERVICES I
N THE ACCESS NETWORK",Electron.Lett.,Vol.26,No.24
(Nov.1990) 参照）を利用している。

【００３３】したがって、各路上アンテナ４ａ、４ｂご
とに送受信装置を設ける必要がなく、送受信装置は基地
局６に一括して設置することができるから、路上アンテ
ナ４ａ、４ｂの構成を簡素化できる。また、基地局６で
は、各路上アンテナ４ａ、４ｂから与えられた受信信号
を高周波のまま処理できる。したがって、レベル比較部
３３において、各受信信号の高周波受信レベルを容易に
比較できる。そのため、受信装置２８の構成の簡素化を
図ることができる。

【００３４】また、基地局６は、いわゆるサイトダイバ
ーシチと偏波ダイバーシチにより受信信号を選択するよ
うにしているから、後段において正確な車両データを復
元することができる。図３において、スイッチ部３２を
通過した受信信号は、ミキサ部３４において局部発振部
３５から発振されている周波数変換用搬送波と混合され
て周波数変換された後、検波部３６に与えられる。そし
て、検波部３６において復調用搬送波による同期検波が
施された後、復号部３７に与えられ、車両データに対応
する受信符号に変換される。

【００３５】なお、車載装置３において道路交通データ
を正確に復元するためには、路上アンテナ４ａ、４ｂか
らの放射電波に対応する送信信号のデータビットが同期
している必要がある。また、変調方式として特にＱＰＳ
Ｋなどの位相変調を適用する場合には、各路上アンテナ
４ａ、４ｂの放射電波の周波数差が存在すると、自動周
波数補正器（ＡＦＣ；たとえば、”斉藤洋一著 ディジ
タル無線通信の変復調（社）電子情報通信学会発行 第
119 頁第10行-18 行”参照）が正常に動作せず、ビット
誤りの原因となる。また、周波数差が大きくなると同期
検波が不可能になり、全く復調できなくなる。

【００３６】しかし、この地上局１では、基地局６にお
いて作成された高周波信号を光ファイバ５ａ、５ｂを介
して路上アンテナ４ａ、４ｂに分配しているので、各路
上アンテナ４ａ、４ｂの放射電波の間に周波数差は生じ
ない。また、光ファイバ５ａ、５ｂの間の遅延差を０に
すれば、送信信号のビット同期も容易に実現できる。な
お、この周波数差を生じないという特徴は、変調部２２
の変調方式に、ＯＦＤＭ(Orthogonal Frequency Divisi
on Multiplex)を採用したときに有効に発揮される。Ｏ
ＦＤＭは、データを分割し、互いに直交する複数の搬送
波を使って多重する変調方式である。ＯＦＤＭでは搬送
波の周波数は、狭い間隔で並んでいるので、周波数にず
れがあると、搬送波間に干渉が生じ、通信品質が著しく
劣化する。そこで、前述したように、光カプラ５９で分
配するファイバ無線伝送方式を採用すれば、路上アンテ
ナ４ａ、４ｂから放射される搬送波の周波数は原理的に
同一なので、このような不都合がない。したがって、マ
ルチパス干渉妨害に強いというＯＦＤＭの利点を、本路
車間通信システムにおいて遺憾なく発揮することができ
る。

【００３７】図５は、車載装置３の電気的構成を示すブ
ロック図である。車載通信部１１は、車両データを地上
局１に与えるための送信装置４１を備えている。送信装
置４１は、車両データに基づいて変調用搬送波を変調
し、送信信号を作成するための変調部４２を備えてい
る。変調方式としては、ＱＰＳＫなどが適用可能であ
る。送信信号は、ミキサ部４３に与えられ、このミキサ
部４３において局部発振部４４から発振されている周波
数変換用搬送波と混合され、無線伝送用の送信信号に変
換される。無線伝送用の送信信号は、高周波増幅部４５
において増幅された後各車載アンテナ１２ａ、１２ｂに
供給され、各車載アンテナ１２ａ、１２ｂからそれぞれ
偏波Ａ、偏波Ｂで放射される。

【００３８】車載通信部１１は、また、路上アンテナ４
ａ、４ｂから道路交通データを取得するための受信装置
４６を備えている。車載アンテナ１２ａ、１２ｂにおい
て路上アンテナ４ａ、４ｂから放射されている電波が受
信されると、受信電波に対応する受信信号は、車載通信
部１１に与えられる。車載通信部１１に与えられた各受
信信号は、高周波増幅部４７ａ、４７ｂにおいて増幅さ
せられた後、半導体スイッチなどから構成されるスイッ
チ部４８に与えられる。また、各受信信号は、レベル比
較部４９にも与えられる。レベル比較部４９は、各受信
信号の受信レベルを比較し、いずれの受信レベルが大き
いかを調べる。そして、最大受信レベルを有する受信信
号を通過させるように、スイッチ部４８を制御する。

【００３９】なお、図５のブロック図では、スイッチ部
４８によって、２つの信号を切り換えていたが、所定の
重みで２つの信号を合成する構成をとってもよい。この
場合、「所定の重み」は、レベル比較部４９で比較され
た各受信信号の受信レベルに基づいて決められる。ま
た、図５のブロック図では、スイッチ部４８は、高周波
増幅部４７ａ、４７ｂにおいてそれぞれ増幅された高周
波信号を切り換えていた。しかし、検波部５２で検波さ
れた後のデータを切り換え又は合成する構成をとっても
よく、復号部５３で復号された後の符号データを切り換
え又は合成する構成をとってもよい。

【００４０】スイッチ部４８を通過した受信信号は、ミ
キサ部５０において局部発振部５１から発振されている
周波数変換用搬送波と混合されて周波数変換された後、
検波部５２に与えられる。そして、検波部５２におい
て、復調用搬送波による同期検波が施された後、復号部
５３に与えられ、道路交通データに対応する受信符号に
変換される。

【００４１】図６は、路上アンテナ４ａ、４ｂから放射
される電波の遮蔽について説明するための上空から道路
を見た概念図である。セルＥの道路の長手方向に関する
長さｒが100(m)、路上アンテナ４の高さが10(m) である
場合において、たとえば図６(a) に示すように、車高約
3.8(m)、車幅約3(m)の２台のトラック１６１、１６２が
セルＥのほぼ中央付近を走行している場合を想定する。

【００４２】この場合、第１路上アンテナ４ａから放射
される電波がトラック１６１、１６２によって遮蔽され
るエリア１６３は、トラック１６１、１６２の進行方向
に対して前方側に現れる。この電波遮蔽エリア１６３の
道路の長手方向に沿った長さは、最大約12(m) である。
一方、第２路上アンテナ４ｂから放射される電波がトラ
ック１６１、１６２によって遮蔽されるエリア１６４
は、トラック１６１、１６２の進行方向に対して後方側
に現れる。この場合においても、電波遮蔽エリア１６４
の道路の長手方向に沿った長さは、最大約12(m) であ
る。

【００４３】トラック１６１の前方およびトラック１６
２の後方においては、図６(a) から明らかなように、２
つの電波遮蔽エリア１６３、１６４が重複することはな
い。したがって、この区間を車両２が走行している場合
には、車載装置３では、路上アンテナ４ａ、４ｂのうち
いずれか一方からの放射電波を受信できる。そのため、
同一セルＥ内において、車載装置３と路上アンテナ４と
の通信が途絶えることはない。

【００４４】一方、２台のトラック１６１、１６２で挟
まれた区間では、２台のトラック１６１、１６２の車間
距離によっては、２つの電波遮蔽エリア１６３、１６４
が重複する重複エリア１６５が現れる。具体的には、２
台のトラック１６１、１６２の車間距離が20(m) 未満に
なれば、重複エリア１６５が現れる。しかし、通常走行
時において２台のトラック１６１、１６２の車間距離が
20(m) 未満となることは希であり、しかもその２台のト
ラック１６１、１６２の間を車両が走行することは一層
希である。したがって、通常走おいては重複エリア１６
５は現れないと考えて差し支えない。そのため、この場
合であっても、車載装置３と路上アンテナ４との通信が
途絶えることはない。

【００４５】ただし、渋滞時には、車間距離20(m) 未満
で走行する２台のトラック１６１、１６２の間に車両が
走行することは考えられる。しかし、セルＥのエリア
端、すなわち第２路上アンテナ４ｂに近づくにつれ、前
を走行しているトラック１６１による電波遮蔽エリア１
６４は短くなっていくから、２つの電波遮蔽エリア１６
３、１６４の重複エリア１６５が狭くなっていき、通信
が可能になる。この場合、車両は、セルＥのエリア端近
傍を走行しているから、通信可能になってから短時間で
セルＥを退出するおそれがあるが、渋滞時は車両の移動
速度は遅いため、必要な通信は遂行できる。

【００４６】次に、図６(b) に示すように、１台のトラ
ック１６１が第２路上アンテナ４ｂの近傍を走行してい
る場合について考える。この場合、トラック１６１によ
る第２路上アンテナ４ｂからの放射電波を遮蔽するエリ
ア１６３は、トラック１６１の後方側約2(m)程度であ
る。この場合、たとえトラック１６２がトラック１６１
に近づいてきて電波遮蔽エリア１６３、１６４の重複エ
リアが形成されても、その重複エリアの長さは最長2(m)
である。一方、車載装置３を搭載している車両２の前後
長は通常5(m)程度であるから、重複エリアが形成されて
も通信が途絶えることはない。

【００４７】なお、電波遮蔽エリア１６３、１６４は、
上述の説明のように、トラック１６１、１６２の前後に
だけ現れるのではなく、トラック１６１、１６２の車線
横断方向にも現れる。電波遮蔽エリア１６３、１６４の
車線からのはみ出し具合は、路上アンテナ４の路側から
の張り出し具合で変化する。具体的には、路上アンテナ
４を路側とこの路側に隣接する車線１６６との境界付近
に位置させた場合、図６(a) に示すように、電波遮蔽エ
リア１６３、１６４は、トラック１６１、１６２が走行
している車線１６７に隣接する車線１６８の中央付近ま
でしか達しない。さらに、図６(c) に示すように、路上
アンテナ４を路側に隣接する車線１６６の中央付近まで
延ばせば、車線横断方向に形成される電波遮蔽エリアは
さらに短くなる。したがって、たとえば図６に示す例に
おいて、車載アンテナ１２ａ、１２ｂを車両２の右寄り
に設置すれば、車線横断方向に形成される電波遮蔽エリ
アについては問題とならない。

【００４８】ところで、車載装置３においては、車両２
の前後方向から同一周波数の電波が受信されることにな
るから、いわゆるマルチパス環境となるが、車両２の前
後方向から到来する電波の偏波面は直交しているので、
振幅および位相が激しく変動するフェージングの影響を
避けることができる。図７は、車載装置３における受信
信号の選択について説明するための図である。第１路上
アンテナ４ａの近傍を車両が走行している場合（図１に
おいて実線で示す位置）、第１路上アンテナ４ａからの
放射電波の受信レベル７１の方が第２路上アンテナ４ｂ
からの放射電波の受信レベル７２よりも高いので、第１
路上アンテナ４ａからの放射電波に対応する受信信号が
選択される。

【００４９】この状態において、車両２が地点Ａに達
し、大型車により形成される電波遮蔽エリア１６３に車
両２が進入すると、受信レベル７１は急激に低下する。
一方、上述したように、２つの電波遮蔽エリア１６３、
１６４が重複することはほとんどないから、この場合、
車載装置３では、第２路上アンテナ４ｂからの放射電波
が受信される。その結果、受信レベル７２の方が高くな
る。この場合、車載装置３では、第２路上アンテナ４ｂ
からの放射電波に対応する受信信号が選択される。その
後、車両２が地点Ｂに達して電波遮蔽エリア１６３を抜
け出すと、受信レベル７２の方が高くなるから、車載装
置３では、第１路上アンテナ４ａからの放射電波に対応
する受信信号が選択される。

【００５０】車両２がセルＥのほぼ中央位置Ｃを過ぎた
後は（図１において二点鎖線で示す位置）、受信レベル
７１、７２は逆転し、受信レベル７２の方が高くなる。
したがって、車載装置３では、第２路上アンテナ４ｂか
らの放射電波に対応する受信信号が選択される。この場
合、地点Ｄと地点Ｆとの間に電波遮蔽エリア１６４が形
成されるときには、車両２が地点Ｄに達してから地点Ｆ
に達するまでは、受信レベル７１の方が高くなるから、
車載装置３では、第１路上アンテナ４ａからの放射電波
に対応する受信信号が選択される。

【００５１】以上のようにこの第１実施形態によれば、
１つのセルＥにおいて路上アンテナ４から放射される電
波の伝搬経路を２経路にし、車載装置３において最大受
信レベルの受信信号を選択して処理しているから、車両
２がトラックのような大型車の近傍を走行していても、
電波の遮蔽を回避できる。しかも、偏波ダイバーシチを
採用しているから、マルチパス妨害の影響を回避でき
る。したがって、車載装置３と路上アンテナ４との連続
的な通信を良好に行える。

【００５２】なお、上述の説明では、１つのセルＥを形
成する一対の路上アンテナ４ａ、４ｂをセルＥの道路の
長手方向に関する各エリア端に設置している。しかし、
路上アンテナ４ａ、４ｂの設置位置はエリア端に限定さ
れることはなく、たとえば、図８に示すように、エリア
端よりもセルＥの中央に近い位置に設置するようにして
もよい。また、上述の説明では、一対の路上アンテナ４
ａ、４ｂによって１つのセルＥを形成しているが、３本
以上の路上アンテナによって１つのセルＥを形成するよ
うにしてもよい。つまり、路上アンテナ４の設置位置に
しても路上アンテナ４の数にしても、要は、車両２に対
して異なる方向から異なる偏波特性で電波を到来させる
ことができればよい。

【００５３】また、上述の説明では、路上アンテナ４
ａ、４ｂは、光ファイバ無線伝送方式を利用し、受信信
号の周波数を変換せずにそのまま光信号に変換してい
る。しかし、たとえば路上アンテナ４ａ、４ｂにおいて
受信信号の周波数を低い周波数に変換し、そのうえで光
信号に変換して光ファイバ５ａ、５ｂに送出するように
してもよい。この構成によれば、光信号の光源として一
般に用いられるレーザダイオードは安価なもので済むか
ら、コストダウンを図ることができる。

【００５４】なお、この場合、基地局６から局部発振信
号を路上アンテナ４ａ、４ｂに送出する方式（たとえば
特開平６−１４１３６１号公報参照）を採用すれば、各
路上アンテナ４ａ、４ｂにおいて変換された後の受信信
号の周波数をほぼ完全に一致させることができる。 ―第２実施形態― 図９は、本発明の第２実施形態に係る路車間通信システ
ムの構成を示す概念図である。図９において、図１と同
じ機能部分については同一の参照符号を使用する。

【００５５】前記第１実施形態では、受信電波の受信レ
ベルを比較し、最大受信レベルに対応する受信信号を選
択することにより、フェージングの影響などを回避して
いる。しかし、この第２実施形態では、最大受信レベル
が切り替わる道路上の位置を車載装置３に知らせること
により、フェージングなどの影響を回避するようにして
いる。

【００５６】より具体的には、最大受信レベルが切り替
わる道路上の位置を知らせるための磁石、色付き反射
板、発光体などで構成された道路マーカ６１、６２が道
路に設置される。具体的には、セルＥの道路の長手方向
に関する２つのエリア端、およびセルの中央に、道路マ
ーカ６１、６２が設置される。エリア端に設置されてい
る道路マーカ６１には、第１路上アンテナ４ａからの放
射電波が最大受信レベルとなることを示すコードが、磁
界の方向、色のスペクトルなどにより対応付けられてい
る。また、セルＥのほぼ中央位置に設置されている道路
マーカ６２には、第１および第２路上アンテナ４ａ、４
ｂからの放射電波が等レベルとなることを示すコードが
対応付けられている。

【００５７】一方、車載装置３は、図１０に示すよう
に、道路マーカ６１、６２を検出するための磁気セン
サ、受光素子などで構成されたマーカ検出部６３と、マ
ーカ検出部６３により検出された道路マーカ６１、６２
に対応付けられているコードを認識するコード認識部６
４と、コード認識部６４により認識された結果に基づい
て、２つの受信信号のうち最大受信レベルに対応する信
号を通過させるように、スイッチ部４８を制御する信号
選択部６５とを備えている。

【００５８】車両２がセルＥに進入する際、および車両
２がセルＥから退出する際には、マーカ検出部６３にお
いて道路マーカ６１が検出される。この場合、コード認
識部６２では、第１路上アンテナ４ａからの放射電波が
最大受信レベルとなることが認識される。その結果、ス
イッチ部４８は、第１路上アンテナ４ａからの受信信号
を通過させるように、信号選択部６５に制御される。こ
れにより、車両２が図９の実線で示す位置にある場合に
は、第１路上アンテナ４ａからの受信信号が選択され、
検波および復号処理の対象とされる。

【００５９】一方、車両２がセルＥのほぼ中央位置を通
過する際には、マーカ検出部６３において道路マーカ６
２が検出されるから、コード認識部６２では、第２路上
アンテナ４ｂからの放射電波が最大受信レベルとなるこ
とが認識される。その結果、スイッチ部４８は、第２路
上アンテナ４ｂからの受信信号を通過させるように、信
号選択部６５に制御されるから、車両２が図９の二点鎖
線で示す位置にある場合には、第２路上アンテナ４ｂか
らの受信信号が選択され、検波および復号処理の対象と
される。

【００６０】以上のようにこの第２実施形態によれば、
第１および第２路上アンテナ４ａ、４ｂ間の干渉による
フェージングに対しては、受信レベルを監視しなくて
も、最大受信レベルに対応する受信信号を選択すること
ができるから、簡単な処理で受信信号の選択を実現する
ことができる。本発明の実施の形態の説明は以上のとお
りであるが、本発明は上述の２つの実施形態に限定され
るものではなく、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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る路車間通信システ
ムの構成を示す概念図である。

【図２】車載装置の構成を示す概念図である。

【図３】地上局の電気的構成を示すブロック図である。

【図４】基地局内の受信装置の電気的構成の他の形態を
示すブロック図である。

【図５】車載装置の電気的構成を示すブロック図であ
る。

【図６】電波の遮蔽について説明するための上空から道
路を見た図である。

【図７】受信信号の選択処理について説明するための図
である。

【図８】路上アンテナの設置位置の他の形態を示す図で
ある。

【図９】本発明の第２実施形態に係る路車間通信システ
ムの構成を示す概念図である。

【図１０】第２実施形態に係る車載装置内の受信装置の
電気的構成を示すブロック図である。

【図１１】従来の路車間通信システムの構成を示す概念
図である。

【図１２】従来の路車間通信システムにおける電波の遮
蔽を説明するための図である。

【符号の説明】

１ 地上局 ２ 車両 ３ 車載装置 ４ａ 第１路上アンテナ ４ｂ 第２路上アンテナ ５ａ、５ｂ 光ファイバ １２ａ、１２ｂ 車載アンテナ ３２ スイッチ部 ３３ レベル比較部 ４８ スイッチ部 ４９ レベル比較部 ６１、６２ 道路マーカ ６３ マーカ検出部 ６４ コード認識部 ６５ 信号選択部 Ｅ セル Ｅｓ サブエリア

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 啓二 大阪市此花区島屋一丁目１番３号 住友電 気工業株式会社大阪製作所内

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】同一内容のデータにより変調された信号を
   複数の伝送線に送出するための信号送出装置と、 道路に沿って異なる位置に配置され、固有の偏波特性を
   有し、前記信号送出装置から前記伝送線に送出された信
   号をそれぞれ受信し、この受信された信号に基づき、電
   波を同一セル内にそれぞれ放射するための複数の路上送
   信アンテナと、 複数の偏波特性を有し、前記路上送信アンテナから放射
   されてくる電波を受信するための車載受信アンテナ、お
   よびこの車載受信アンテナによりダイバーシチ受信を行
   うダイバーシチ受信手段を有する車載装置とを含むこと
   を特徴とする路車間通信システム。
2. 【請求項２】前記車載装置は、 前記車載受信アンテナにより受信された電波の受信レベ
   ルを各偏波特性ごとに検出するための受信レベル検出手
   段をさらに有し、 前記ダイバーシチ受信手段は、前記受信レベル検出手段
   により検出された受信レベルに基づいてダイバーシチ受
   信を行うものであることを特徴とする請求項１記載の路
   車間通信システム。
3. 【請求項３】前記ダイバーシチ受信手段は、車載受信ア
   ンテナにより受信された後、復号する前の信号を切り換
   え又は合成することによりダイバーシチ受信を行うこと
   を特徴とする請求項１記載の路車間通信システム。
4. 【請求項４】前記ダイバーシチ受信手段は、車載受信ア
   ンテナにより受信され、復号された符号を切り換え又は
   合成することによりダイバーシチ受信を行うことを特徴
   とする請求項１記載の路車間通信システム。
5. 【請求項５】前記伝送線に信号を送出する際の伝送方式
   は、光ファイバ無線伝送方式であることを特徴とする請
   求項１記載の路車間通信システム。
6. 【請求項６】データの変調方式としてシンボルごとにガ
   ード時間を設けた直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）方式
   を採用することを特徴とする請求項１記載の路車間通信
   システム。
7. 【請求項７】前記車載装置は、車両データにより変調さ
   れた電波を複数の偏波特性で放射するための車載送信ア
   ンテナをさらに有し、 道路に沿って異なる位置に配置され、固有の偏波特性を
   有し、前記車載送信アンテナから放射されてくる電波を
   受信し、この受信された電波に対応する信号を所定の伝
   送線にそれぞれ送出するための複数の路上受信アンテナ
   と、 この複数の路上受信アンテナから前記伝送線に送出され
   た信号に基づいてダイバーシチ受信を行うダイバーシチ
   受信手段を有する信号処理装置とをさらに含むことを特
   徴とする請求項１記載の路車間通信システム。
8. 【請求項８】前記信号処理装置は、 前記複数の路上受信アンテナから前記伝送線に送出され
   た信号の受信レベルを各路上受信アンテナごとに検出す
   るための受信レベル検出手段をさらに有し、 前記ダイバーシチ受信手段は、前記受信レベル検出手段
   により検出された受信レベルに基づいてダイバーシチ受
   信を行うものであることを特徴とする請求項７記載の路
   車間通信システム。
9. 【請求項９】前記ダイバーシチ受信手段は、前記伝送線
   に送出された信号を切り換え又は合成することによりダ
   イバーシチ受信を行うことを特徴とする請求項７記載の
   路車間通信システム。
10. 【請求項１０】前記ダイバーシチ受信手段は、前記伝送
    線に送出された信号を復号し、その復号した符号を切り
    換え又は合成することによりダイバーシチ受信を行うこ
    とを特徴とする請求項７記載の路車間通信システム。
11. 【請求項１１】前記伝送線に信号を送出する際の伝送方
    式は、光ファイバ無線伝送方式であることを特徴とする
    請求項７記載の路車間通信システム。
12. 【請求項１２】車載装置におけるデータの変調方式とし
    てシンボルごとにガード時間を設けた直交周波数分割多
    重（ＯＦＤＭ）方式を採用することを特徴とする請求項
    ７記載の路車間通信システム。
13. 【請求項１３】同一内容のデータにより変調された信号
    を複数の伝送線に送出するための信号送出装置と、 道路に沿って異なる位置に配置され、固有の偏波特性を
    有し、前記信号送出装置から前記伝送線に送出された信
    号をそれぞれ受信し、この受信された信号に基づき、電
    波を同一セル内にそれぞれ放射するための複数の路上送
    信アンテナと、 前記複数の路上送信アンテナから放射される電波の受信
    レベルが切り替わる道路上の位置を知らせるための位置
    マーカと、 複数の偏波特性を有し、前記路上送信アンテナから放射
    されてくる電波を受信するための車載受信アンテナ、前
    記位置マーカに達したことを検出するためのマーカ検出
    手段、および前記マーカ検出手段により車両が前記位置
    マーカに達したことが検出された場合に、車載受信アン
    テナにより受信された信号又は復号された符号を切り換
    え又は合成する受信手段を有する車載装置とを含むこと
    を特徴とする路車間通信システム。
14. 【請求項１４】前記複数の路上送信アンテナは、前記セ
    ルの道路の長手方向に関する境界付近にそれぞれ設置さ
    れていることを特徴とする請求項１ないし請求項１３の
    いずれかに記載の路車間通信システム。