JPS61118030A - 路車間無線通信方式 - Google Patents

路車間無線通信方式

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JPS61118030A
JPS61118030A JP59240025A JP24002584A JPS61118030A JP S61118030 A JPS61118030 A JP S61118030A JP 59240025 A JP59240025 A JP 59240025A JP 24002584 A JP24002584 A JP 24002584A JP S61118030 A JPS61118030 A JP S61118030A
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JP
Japan
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road
vehicle
circularly polarized
wave
transmission
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Yasuhiro Ishii
康博 石井
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Oki Electric Industry Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B14/00Transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B14/002Transmission systems not characterised by the medium used for transmission characterised by the use of a carrier modulation
    • H04B14/008Polarisation modulation

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、路上に設けられた路上機と路上を走行する車
両との間で無線情報通信を行う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ョンの進展、高度情報化社会の発
展にともない、各種の交通、運輸情報システムおよび経
路誘導システムが出現している。
これらのシステムにおいて、システムに共通的に提供で
きる無線通信システムの構築が大きな課題となっている
第2図、第3図は、従来の移動車両に対する情報通信の
伝送形態の概略を示す図である。
第2図(a)は、一般公衆電話網との接続を目的とした
自動車電話方式および特定の企業、機関の車両を対象と
したM CA方式での無線伝送形態であり、半径5〜2
5Km程度の無線ゾーンを有する基地局(図示せず)と
道路l上を走行する車両2との間で通信を行うものであ
る。しかしながらこの無線伝送形態は非常に多(の無線
チャンネル切替に関連して基地局、車載機共に高価な機
器構成となる。さらに無線ゾーンの大きさの関係から、
移動車両2の位置に密着して精度の高い交信を必要とす
る交通流制御システムへの拡張は本質的に困難である。
第2図(b)は、バスロケーショ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
形態であって、道路1に埋設した路面ループ3と車両2
に設けた車載コイル4との間で無線結合による通信を行
なう方式である。この場合、路面ループコイル3の構造
上搬送周波数は300K)lz以下に制限され、速度に
大きな制約があり、路上車両と基地局との間で画像情報
を伝送することは全く不可能である。
第2図(c)に示す伝送形態は、当初車両番号認識方式
として開発されたもので、路上機5からマイクロ波帯の
搬送波を送り、車両2に設けた車載機6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5に送り返すい
わゆる質問応答形式の通信を行なうものであり、極めて
簡素化された低コストの車載機6で実現しつる点で大き
な特徴があるが、その反面、筒車なコード情報のみ片方
向通信となる。
第3図は、前記第2図(c)の伝送形態のもとで基地面
と路上車両との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に用いるミリ波通信方式
における路上機および車載機の従来の構成を示すブロッ
ク図である。該自動車総合管制システムでは、基地局と
路上車両との間の両リンクに異なる搬送波を採用し、路
上機、車載機共に夫々ミリ波発振器11を有する同じ回
路構成とし、マジック−TL2と174波長位相器13
の動作によりアンテナ14の送・受信共用化を行なうと
共に、2個のミキサ・変調器15.16のペアにより中
間波回路と・接続するように構成される。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、上記従来の伝送形態でも上述のように種
々の欠点があり、第3図に示す路上機および車載機にお
いても、路車間通信の普及が進展した段階では、路上機
とを比較して車載機の台数がはるかに多いことを考慮す
ると、特に車載機側の低コスト化を図ることが必要であ
り、マジック−T12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、小型化に大きな障害
となる欠点を有している。
本発明は上述の点にかんがみてなされたもので、高品質
の路車間双方向性情報通信が簡素化、小型化されかつ低
コスト化された機器で実現できる路車間無線通信方式を
提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記問題点を解決するため、本発明は、路上に設けた路
上機と車両に設けた車載機との間で、時分割で双方向の
情報通信を行なう無線通信システムにおいて、路上機側
にのみ搬送波発振器を設け。
路上機と車載機間での両リンクをすべて円偏波として該
円偏波の旋回方向を、車載機から路上機への情報通信時
における路上機から車載機の無変調搬送波の円偏波およ
び車載機から路上機へ送信波の円偏波と同じ旋回方向あ
るいは逆の旋回方向とし、路上機、車載機共に平面形の
円偏波用プリントアンテナを送・受信共用に使用し、ア
ンテナを含めた高周波部分をすべて平面形回路構成にな
るようにした。
〔作用〕
上記のように路車間無線通信方式を構成することにより
、高品質の路車間双方向情報通信を行なう無線通信シス
テムを簡素化、小型化、低コスト化された機器により実
現することが可能となる。
また、車載機から路上機への情報通信時における路上機
から車載機への無変調波の円偏波と車載機から路上機へ
の送信波の円偏波とを同じ旋回方向とすることにより、
反射波による干渉を防止できる。
〔実施例〕
以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第1図は本発明に係る路車間無線通信方式の路上機およ
び車載機の構成を示すブロック図で、同図(a)は路上
機、同図(b)は車載機を示す、21および26は夫々
路上機および車載機用のTEM一端子駆動平面形の円偏
波用プリントアンテナである。夫々の端子AおよびA′
は同じ旋回方向の円偏波を駆動するように構成されてい
る。22および27は夫々の円偏波用プリントアンテナ
21゜26を送・受信共用にするためのサーキュレータ
である。路車間での情報通信は時分割で双方向に行なわ
れ、路上機から車載機への情報通信時には、路上機は搬
送波発振器25に出力を送信変調器24により変調して
前記円偏波用プリントアンテナ21から車載機へ送信す
る。車載機は路上機からの該送信波を円偏波用プリント
アンテナ26で受信して受信ポートにより設けた高周波
ダイオードスイッチ回路からなる回線切替器29により
受信器30に送る。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24に変調信号を加えないで無
変調搬送波を路上機より円偏波用プリントアンテナ21
を介して車載機に送信し、車載機は該無変調搬送波を円
偏波用プリントアンテナ26を介して受信して受信ポー
トの@線切替器29により送信変調器28に導き、該送
信変調器28により振幅変調して送信する。該変調波は
路上機の受信ポートに接続されている路上受信器23に
より受信される。
第411!lは本発明に係る他の路車間無線通信方式の
路上機および車載機の構成を示すブロック図で、同図(
a)は路上機、同図(b)は車載機を示す、31および
38は夫々路上機および車載機のTEM2端子駆動の平
面形の円偏波用プリントアンテナであり、該円偏波用プ
リントアンテナ31.38の二端子AとBおよびA′と
B′は、夫々ハイブリッド回路32.39の夫々の二端
子CとDおよびC′とD′は、互いに旋回方向が反対の
円偏波を駆動する端子となる。駆動端子CおよびC′に
は夫々の円偏波用プリントアンテナを送・受信共用にす
るためのサーキュレータ33および40が接続されてい
る。路上機から車載機への情報通信時には路上機の搬送
波発振器37の出力を送信変調器36で振幅変調し回線
切替器35によりハイブリッド回路32の駆動端子りに
導き、円偏波用プリントアンテナ31を介して車載機に
送信し、車載機は路上機からの該送信波を円偏波用プリ
ントアンテナ38を介して受信して駆動端子D′に導き
受信器42で受信する。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36に変調信号を加えない
で無変調搬送波を回線切替器35によりサーキュレータ
33に導き、ハイブリッド回路32の端子Cを駆動して
円偏波用プリントアンテナ31より車載機へ送信し、車
載機は該無変調搬送波を円偏波用プリントアンテナ38
を介して受信し、サーキュレータ40の受信ポートに接
続されている送信変調器41で振幅変調してサーキュレ
ータ40の送信ポートを経て端子ハイブリッド回路39
のC′を駆動して送信する。
第1図および第4図の実施例に使用される路上機あるい
は車載機の送信変調器24.28および36.41とし
ては、最近急速に高性能化が進展したGaAsMES−
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、また路上機あるいは車載機の受信器23,3
0および34゜42にもGaAsMES−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。
第1図および第4図゛の実施例の基本的な構成上の1つ
の特徴は、路上機、車載機間の情報通信の両リンク共に
円偏波を適用して夫々の旋回方向の配分を最適にしたこ
とにある。一般的に無線通信では直線偏波の適用が通常
であって、衛星通信の分野以外での円偏波の適用例は非
常に少ない、衛星通信の場合における円偏波の適用の理
由は、衛星の姿勢および電波が電離層内を通過する時の
地磁気の作用に起因するファラデー回転による偏波面の
変動を回避することにある。この場合、衛星局−地球局
間の両リンクで異なる搬送波周波数での互いに逆旋回の
円偏波を使用している。円偏波の他の適用例としては、
上記実施例に示す路車間での双方向情報通信とは全く異
なる用途であるが走行車両の相対速度を検知して衝突防
止装置を駆動するためのドツプラレーダ方式が提案され
ている(特開昭49−36294号公報)、この場合、
物標(前行車両の後面)に入射した円偏波の旋回方向を
反転して反射する特殊な反射器を取付けて。
対向車線の走行車からのレーダ放射波を識別することを
目的としており、該反射器としては旋回方向が互いに反
対な2つのヘリカルアンテナを組合せて構成している。
上記実施例の路車間無線通信装置においては、車載機か
ら路上機への情報通信時に路上機から送信する無変調搬
送波の円偏波と車載機から路上機への情報信号で変調さ
れた送信波の円偏波との旋回方向が同じようになるよう
に構成される。このように両波の円偏波の旋回方向の関
係を設定することにより、金属反射板による円偏波の反
射は旋回方向が反転する性質があることから、路上機か
ら送信された無変調搬送波が走行車両の車体あるいは路
面で反射して旋回方向が反転して路上機にもどる不要反
射波と、車載機から路上機への送信波と識別でき、通信
品質の向上に貢献することになる。一方、路上機から車
載機への情報通信時については、該通信時が時分割で動
作することのために原理的には任意の旋回方向でもよく
、路上機から車載機への送信波を車載機から路上機への
情報通信時の路車間での両波と同じ旋回方向とした場合
が第1図1反対の旋回方向とした場合が第4図の実施例
に相当し、第1図の実施例の場合には端子構造が簡単な
一端子駆動の平面形の円偏波用プリントアンテナを使用
できる利点があり、第4図の実施例の場合には車載機に
回線切替器を使用しなくてもよい利点を夫々有している
。また、上記路車間無線通信においては。
上述のような円偏波の適用の有効性に加えて、平面形の
円偏波用プリントアンテナを装置の構成要素とすること
による装置の小型化、低コスト化がなされている。すな
わち、従来がらの円偏波用アンテナとしてのヘリカルア
ンテナはその捲線方向により取扱う円偏波の旋回方向が
固定されることおよび高周波化に問題があり、また導波
管系による構成ではファラデー回転子にょる円偏波変換
器を必要とし、小型化、低コスト化が困難である等の問
題があり、路車間無線通信の分野での円偏波の適用を疎
外する要因になっていた。これに対して上記実施例で効
果的に適用されている平面形の円偏波用プリントアンテ
ナは主として衛星通信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
年急速に進展したものであり、(K、R,Carver
 & J、W、Mink ;IEEE Trans、、
Vol AP−29,No、1.P2〜24.1981
)vイタロストリップ形、スロット形等の素子構造を基
本としてTEM回路系への接続が容易であり、写真蝕刻
技術により量産化が可能であり、薄形化、低コスト化が
可能となる。平面形の円偏波用プリントアンテナとして
は、一端子駆動形と二端子駆動形とがあり、前者は第1
図、後者は第4図の実施例で夫々適用される。
上記実施例の路車間無線通信装置の基本的な構成に関す
る次の特徴は、路車間での双方向情報通信の両リンクで
同じ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。路車間無線通信システムに用いられている搬送
波発振器は、路車間通信機器の置かれる比較的苛酷な温
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、上記実施例において搬送波発振器25゜37路上機
側のみとしたことば車載機の簡素化、小型化、低コスト
化にとって非常に大きな効果を発揮する。
上記実施例における路車間無線通信システムは具体的に
は、例えば10GHz帯の搬送波周波数の1チヤンネル
のみ使用して、路車間の両リンクに円偏波を適用しその
旋回方向を最適に選定し、路上機、車載機共に、利得1
5〜25dBの平面形のプリントアンテナを送・受信共
用で使用し、路上機−車載機関伝送距離数mで、電送速
度512Kbit/seeまたはそれ以上の双方向の伝
送を可能とし、4本/ m mの解像度をもつ大きさへ
6版の画像を含めた通信内容も、100にm/Hでの走
行車両が微か、2.5mの距離の走行中に伝達を完了す
ることを可能にする。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、路車間の情報通
信の両リンク共に円偏波を適用してその旋回方向を同じ
にするから反射波の干渉を受けることな(情報通信が可
能となり、また平面形の円偏波用プリントアンテナを用
いるので装置の小型化、低コスト化が可能となり、さら
に搬送波発振器を路上機側にのみ設けるので車載機の簡
素化、小型化、低コスト化が可能となる等の優れた効果
が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る路車間無線通信方式を適用する無
線通信システム構成を示す図で、同図(a)は路上機、
同図(b)は車載機の構成を示すブロック図、第2図(
a) 、 (b) 、 (c)は従来の移動車両に対す
る無線伝送形態を示す概略図、第3図は第2図(C)の
形態における路上機および車載機の構成を示すブロック
図、第4図(a)、(b)はそれぞれ本発明の他の路上
機および車載機の構成を示すブロック図である。 図中、21,26,31.38・・・円偏波用プリント
アンテナ、22.’27,33,40・・・サーキュレ
ータ、23,30,34.42・・・受信器、24゜2
8.36,41・・・送信変IIIIB、25.37・
・・発振器、29.35・・・回線切替器、32.39
・・・ハイブリッド回路。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)、路上に設けた路上機と車両に設けた車載機との
    間で時分割で双方向の情報通信を行なう無線通信システ
    ムにおいて、前記路上機には双方向の情報通信時に共通
    に使用する搬送波発振器と送信変調器を設けると共に前
    記車載器には送信変調器を設け、前記車載機から路上機
    への情報通信時に路上機から無変調搬送波を円偏波で送
    信し、車載機では該円偏波の無変調波を受信して車載機
    の送信変調器で変調し、該円偏波と同じ旋回方向の円偏
    波で車載機から送信するようにしたことを特徴とする路
    車間無線通信方式。
  2. (2)、前記路上機から車載機への情報通信時における
    路上機の送信波を円偏波とし、該円偏波の旋回方向を車
    載機から路上機への情報通信時における路上機から車載
    機への無変調搬送波の円偏波および車載機から路上機へ
    の送信波の円偏波と同じ旋回方向とし、路上機、車載機
    共に一端子駆動の平面形の円偏波用プリントアンテナを
    夫々送・受信共用としたことを特徴とする特許請求の範
    囲第(1)項記載の路車間無線通信方式。
  3. (3)、前記路上機から車載機への情報通信時における
    路上機の送信波を円偏波とし、該円偏波の旋回方向を車
    載機から路上機への情報通信時における路上機から車載
    機への無変調搬送波の円偏波および車載機から路上機へ
    の送信波の円偏波と逆の旋回方向とし、路上機、車載機
    共に二端子駆動の平面形の円偏波用プリントアンテナを
    夫々送・受信共用とすることを特徴とする特許請求の範
    囲第(1)項記載の路車間無線通信方式。
JP59240025A 1984-11-14 1984-11-14 路車間無線通信方式 Granted JPS61118030A (ja)

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JPH058615B2 JPH058615B2 (ja) 1993-02-02

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