JPS6160620B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は複数の移動局が地上に固定された路上
局と地域内、時間的に１対１の無線回線を構成す
る移動通信方式に関するものである。

従来、路上局と移動局（例えば自動車）が個別
に通信する方法として誘導電磁波（10KHz〜
450KHzの周波数帯）を利用する方法がある。す
なわち、一般により多数の移動局がサービスを享
受するためには移動局設備が簡単で安価であるこ
とが望ましく、このためには全体の系を同一無線
チヤンネルで運用することが望ましい。この場合
電波の特質から１台の送信機の出力を多数の受信
機が同時に受信する“放送モード”の通信は可能
であつても、複数の送信機からの信号を同時に受
信することはできないので、逆方向の通信に対し
ては地域的又は時間的に分割する必要が生じる。
誘導電磁波を利用する従来例として第１図では、
路上に埋め込まれたループ１１と車３の下部に取
付けられたループ１の間で誘導電磁波を用いて通
信する。２は車３の送受信機、１２は路上局の送
受信機である。１つの路上ループ１１の上には車
２台以上は存在できない。路上ループ１１上を車
３が通過する毎にその通過時間内に交信を完了す
る如くして車３との個別通信を行う。しかし、こ
の方式では搬送波周波数が低いため受信機の通過
帯域巾を広げることが困難であり、音声信号１チ
ヤンネル程度の伝送したできず、データ伝送の場
合でも高々数Kbit／secぐらいまでのビツトレイ
トの情報しか伝送できない。更に誘導電磁波方式
で使用される周波数領域においては人工雑音強度
が著しく高く、また地上と車上の空中線系の大き
さが著しく相異するため夫々の受信機にピツクア
ツプされる外来雑音が大巾に違うこともこの方式
の欠点である。

本発明の目的は大容量のデータを固定局と小領
域を通過する移動局の間で瞬時にバースト的にや
りとりし、特に、間接波を原因とする多重伝播路
フエーデイングによる伝送特性の悪化を防ぐた
め、TEM（Transverse Eectromagnetic
Wave）モードの空間伝播直接波のみを使用する
ようにアンテナ系を設計してＳ／Ｎ比の良好な個
別移動通信を提供することにある。

以下図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明
する。

第２図は本発明の移動通信方式を適用したシス
テムの一例である。第２図において複数個の路上
送受信機１１２，２１２……はこれらを制御統括
する中央局５０からの信号を得ている。この送信
信号を車１０５が通過する通信領域１５０を照射
する路上アンテナ部１１１へ供給する。路上アン
テナ部１１１ではこれを搬送波の形で例えばホー
ンアンテナから放射する。路上送受信機１１２か
ら路上アンテナ部１１１への送受信号はベースバ
ンドの形でも、あるいはベースバンド信号により
変調された中間周波数波又は無線搬送周波数波の
形でもよい。ベースバンド又は中間周波数波の場
合には路上アンテナ部１１１は周波数変換機能を
もつている。搬送波として60GHz、路上アンテナ
高6.5ｍ移動局アンテナ高１ｍのときホーンアン
テナを使用して３ｍ×２ｍの通信領域を設定する
ことができる。この場合ホーンアンテナの指向性
パターン（すなわちアンテナのパターン）の一例
を第６図に示す。この場合Ｘ方向には中心から10
゜づれで50〜80dB以上の電界強度の減衰量が得
られるので、路上アンテナ高6.5ｍ移動アンテナ
高１ｍのときＸ方向に２ｍの通信可能範囲とな
る。同様にＹ方向には３ｍの通信可能範囲となり
３ｍ×２ｍの通信領域が設定される。

特に反射波等の間接波を原因とする多重伝播路
フエーデイングによる伝送特性の悪化を防ぐた
め、TEMモードの空間伝播直接波のみを使用す
るようにアンテナ系を設計する。

第７図１の従来実施例では路上アンテナ部１１
１からの電波は一部は車載アンテナ部１０１で受
信され（径路→）、他の一部は車載アンテナ
部１０１の開口面以外の車両上面で反射され、こ
れが更に路上アンテナ部１１１のアンテナ支柱１
１４の点で反射されてこれが又車載アンテナ部
１０１で受信されるという多重伝播路（→′
→→）が形成されフエデデング発生して信号
伝送特性は悪化する。

第７図２は本発明の一例で路上アンテナ部１１
１の開口面以外は開空間で、そのアンテナ支柱１
１４は極く細い部材でできており、しかも電波吸
収体で被覆されているので、１１１及び１１４か
らの反射はなく、路上アンテナ部１１１と車載ア
ンテナ部１０１の間にはTEMモードの空間伝播
直接波のみしか存在せず多重伝搬路フエーデイン
グによる伝搬特性の悪化はない。このようにし
て、照射された通信領域１５０を走行する移動局
１００は車載アンテナ部１０１でこの無線搬送周
波数波を受信し、これを直接又は中間周波数波あ
るいはベースバンド信号に変換して後車載送受信
機１０２に供給する。車載送受信機１０２ではこ
の信号を受信し、復調して後、CRTやプリンタ
等の情報端末機器１０４へ情報信号を与える。こ
の通信システムでは、ベースバンドの信号速度と
して数ＭHzは容易に実現可能である。このような
場合、人間の知覚に関する情報端末機器１０４の
動作速度は上記の通信速度よりずつと遅いので、
記憶装置１０３により信号の伝達速度の変換を行
つている。すなわち、高速で記憶装置１０３に入
力された信号は情報端末機器１０４の入力速度に
見合つた速度で記憶装置１０３から読み出され、
情報端末機器１０４に与えられる。また、逆に、
情報端末機器１０４からの情報も記憶装置１０３
に書込まれ、これが送受信機１０２に供給され、
アンテナ１０１から送出される。複数の移動局と
の個別通信を確保するため例えば路上アンテナ１
１１のアンテナパターンにより通信領域１５０に
は１台の車しか入れないよう通信領域が設定され
る。この方法では一般の車道を対象に考えるとき
進行方向は車長により、進行方向と垂直な方向は
レーン巾Ｗにより通信領域が決められる（第３図
参照）。しかし、これでは車種や運転の仕方によ
つてはある通信領域に復数の移動局が入る可能性
がある。したがつて、混信なく個別通信するため
には先呼優先の原則により車を個別に識別する信
号を用いねばならない。しかし、これでも他レー
ンの電磁波を自ゾーンの電磁波と誤つて補捉する
恐れがあるので本発明では領域識別信号（以下
ZON信号と略す。）を用いることにより、この種
の誤動作を妨止している。すなわち、第２図及び
第３図において隣りあうレーン上の通信領域１５
０，２５０を考える。それぞれの路上送受信機１
１２，２１２には各レーン個有のコード信号又は
トーン信号をZON信号として発生する領域識別
信号発生器（以下信号発生器と略す。）１１３，
２１３よりそれぞれのZON信号が供給されてい
る。このZON信号は、それが示す通信領域１５
０において路上局１１０から送出される送信信号
列の中に随時挿入され、移動局１００に送られ
る。移動局１００では領域識別信号受信器（以下
信号受信器と略す）１０６でそのZON信号を受
信し、その通信が通信領域１５０における自局
（移動局１００）用の通信であることを確認しな
がら交信を進めることにより、他の通信領域例え
ば２５０で行われている通信との混信を防ぐもの
である。

本発明の一適用例を示す第４図のタイムチヤー
トを説明する。

まず路上局１１０では移動局１００と交信し
ていない場合、トリガ信号TRG（第４図２）と
ZON信号ZON（第４図１）を各通信領域毎に送
出している。トリガ信号としては受信機能の立ち
上げを行うのに充分な長さ、例えば16ビツトの全
て１、又は全て１０１０…あるいは他の信号
（ZON，ACC，ACK，NACK，DATA１，DATA
２）との相関距離の大きいパターン信号が用いら
れる。

このトリガ信号TRGにより路上局１１０から
の電波を移動局１００が受信してから、受信信
号、例えばZON信号ZONを正確に再生するのに
必要な受信クロツクが再生される。また、このト
リガ信号は路上局が通話路の設定可能な状態すな
わち後述の空チヤンネル状態であることを示す機
能ももつている。通信領域１５０に移動局１０
０が進入して上記両信号を受信し、かつ交信を行
おうとするときにはアクセス信号ACC（第４図
６）を路上局１１０へ送り返す。路上局１１０
ではアクセス信号ACCを受信すると、トリガ信
号TRGの送信を中止し、了解信号ACK（第４図
３）とZON信号ZONを送出する。移動局１０
０では了解信号ACKを受信すると情報要求のデ
ータ信号DATA２（第４図９）を送信する。デ
ータ信号DATA２は情報端末機器１０４で例え
ばキーボードより入力された、例えば要求する情
報の種類を指定する数10ビツトの信号例である。
路上局１１０ではデータ信号DATA２の誤り
検出を行い、誤りのある場合には再送要求のため
の非了解信号NAK（第４図４）とZON信号ZON
を速信する。誤に検出の手段としてパリテイチエ
ツクやCRCC（循環型誤り訂正コード）あるいは
これらの組み合せが用いられ伝速路で発生する信
号誤りの検出訂正を行う。

これら誤り検出用コードは各信号ZON，
ACK，NACK，DATA１毎に例えば路上受信機
１１２で付加され、車載送受信機１０２で復調、
誤り検出、訂正される。ACC，ACK，NACK，
DATA２については車載送受信機１０２で付
加、路上送受信機１１２で復調誤り検出、訂正さ
れる。

移動局１００では再送要求に応じて、データ
信号DATA２を再び送信する。路上局１１０
ではデータ信号DATA２の誤り検出の結果、了
解と判定すれば、了解信号ACK（第４図３）と
ZON信号ZONを送信したのち、要求情報に従つ
て応答情報信号DATA１（第４図５）及びZON
信号ZONを送信する。データ応答情報信号
DATA１はDATA２の要求に従つて、データベ
ースが含まれている中央局５０から引き出され
る。移動局１００では、誤り検出を行い、正し
い情報を得たと判断したら、了解信号ACK（第
４図７）を送信して交信を完了する。また、誤り
のある場合、NAK（第４図８）を送信する。
路上局１１０は了解信号ACKを受信したならば
再びトリガ信号TRGとZON信号ZONの送信を開
始する。

以上、第４図のタイムチヤートで示される内容
のデータの送受は移動局１００が例えば３ｍ×２
ｍ（進行方向８ｍ）の通信領域を通過する時間、
例えば時速60Kmで通過する場合約200msecの間に
第４図に示すZON，TRG，ACC，ACK，
NACK，DATA１，DATA２の各パケツト信号列
をやりとりすることにより交互にバーストモード
で行われる。各パケツト信号は数10ビツト至数
100Kビツトづゝのビツト列でこれが例えば10M
ビツト／秒の信号伝送速度でやりとりされる。

すなわち、第４図のタイムチヤートに示すよう
に、まず交信開始時に通信領域１５０を示す
ZON信号を信号受信器１０６で受信すると、こ
のZON信号を交信終了時まで記憶しておき、以
後の交信中に受信するZON信号と照合し、自局
の通信であることを確認しつつ交信を進めること
により混信に強い通信方式が得られるものであ
る。あるいは更にZON信号を移動局１００から
路上局１１０へ送り返し、送り返されたZON信
号を路上局で確認することにより一層混信に強く
する方法も本発明の拡張として考えられる。な
お、第４図ではZON信号は各信号の後部につい
ているが、この挿入位置は各信号の前部でも中部
でもかまわない。又、同期用のブリアンブル信号
等は省略してある。

以上述べた本発明は例えば個々の車の先行に応
じて各車毎に個別の径路誘導情報を与えるよう
な、自動車管制システムに非常に有効なものであ
る。

本発明の主要な効果の一つは鋭い指向性を持つ
小型アンテナを経済的に適用できるミリ波、例え
ば60GHz帯の電磁波を用いて空間伝播直接波のみ
を利用する局地移動無線回線を構成して高速、例
えば10Mビツト／秒のデータ伝送を行うことにあ
る。

又、空間伝播直接波（TEM波）のみを使用し
て信頼性の高い多重伝播フエーデイングのない高
速データ伝送可能な移動無線回線を構成すること
は人工衛星を用いた例もその一つにあるが、この
場合には静止衛星を使用するので伝搬遅延時間が
非常に大きい（約0.2秒）という欠点がある。本
発明ではこのような大きな空間伝播遅延時間がな
いことも大きな特長で本発明の効果の１つであ
る。また本発明では１組の電波を用いることを前
提に説明したが、通信領域により周波数の異なる
他の組の電波を用いる方式に対しても本発明は適
用できる。また、第２図に示す実施例では１つの
路上局は１つの路上アンテナを励振しているが１
つの路上局で複数の路上アンテナを励振するよう
なシステムに対しても本発明を適用することが可
能である。すなわち、本発明の他の実施例を示す
第５図では複数の路上アンテナ１１１，２１１…
…を１台の送信部２０００で順次励振し、空チヤ
ンネルを意味するTRG信号を送出する。通信領
域１５０，２５０……のどれか例えば１５０に交
信を要求する移動局１００があると路上アンテナ
１１１，ダイプレクサ４００１、受信部３００１
を通じて第４図に示すタイムチヤートに従つて交
信を行う。送信部２０００では共通の変調信号に
通信領域１５０に対応するZON信号を挿入して
送信する。移動局１００は通信領域１５０に対応
するZON信号の付与された信号列で交信を行
う。交信領域１５０，２５０にある移動局、、２
局から同時に交信要求ACC信号を受信部３００
１、及び３００２で受信した場合、どちらか、例
えば若い番号１５０のZON信号を送信する。以
下路上局１０００は交信領域１５０にある移動局
と第４図に示すタイムチヤートの手順で交信を進
める。これと同時に交信領域２５０にある移動局
との交信をするために時分割通信の手法で次のよ
うな動作を行う。すなわち、交信領域１５０にあ
る移動局からの信号DATA２を受信中に交信領
域２５０にある移動局に対しTRG信号を再送出
し、ACC信号を受信部３００２で再受信する
と、２５０のZON信号を送信する。以後交信領
域２５０にある移動局とも第４図に示すタイムチ
ヤートの手順で交信を進めるが、これに使用され
る２５０ZON信号を付与したデータと、交信領
域１５０にいる移動局へ送信する１５０ZON信
号を付与したデータとは時分割多重（パケツト毎
にあるいはビツト列内で）されている。

このように第５図の実施例では路上局の送信装
置が時分割多重通信の採用により複数の交信領域
の場合でも１台で運用でき、非常に経済的なシス
テムが構築できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の方式例を示すシステムブロツク
図、第２図は本発明の第１の実施例のシステムブ
ロツク図、第３図は本発明の第１の実施例が並行
してある車道に適用される状態を示す図、第４図
は本発明の第１の実施例のタイムチヤート、第５
図は本発明の第２の実施例のシステムブロツク
図、第６図はホーンアンテナの指向性パターン
（すなわち、アンテナパターン）の一例を示す
図、第７図１および２はそれぞれ従来および本発
明の路上アンテナ部からの電波が車載アンテナ部
で受信される様子を示す図である。 なお図において、５０は中央局、１００は第１
の移動局、１０１，２０１は車載アンテナ、１０
２は車載送受信機、１０３は記憶装置、１０４は
情報端末機器、１０５は車、１０６は領域識別信
号受信器、１１０，２１０，１０００は路上局、
１１１，２１１は路上アンテナ、１１２，２１２
は路上送受信機、１１３，２１３は領域識別信号
発生器、１５０，２５０は通信領域、、２０００
は送信部、３００１〜３００３は受信部、４００
１〜４００３はダイプレクサ、５０００は受信部
切替回路、６０００は制御部である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数の数ｍ幅の通信領域を有する路上局と前
   記通信領域内の複数の移動局が個別に通信する移
   動通信方式において、前記路上局のアンテナから
   放射され、前記通信領域を識別する信号を含む
   TEMモードの空間伝播直接波と前記アンテナの
   パターンにより数ｍ×数ｍの通信領域を設定し、
   前記路上局と前記移動局の１つとがバーストモー
   ドで信号をやりとりし、この信号内容を一時記憶
   装置に記憶してこれを情報として利用することを
   特徴とする移動通信方式。