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発明の名称 路側無線機、移動体側無線機及びこれらを備えた無線システム
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2003−23388(P2003−23388A)
公開日 平成15年1月24日(2003.1.24)
出願番号 特願2001−209060(P2001−209060)
出願日 平成13年7月10日(2001.7.10)
代理人 【識別番号】100078499
【弁理士】
【氏名又は名称】光石 俊郎 (外2名)
【テーマコード(参考)】
3E027
5K011
5K067
【Fターム(参考)】
3E027 EA01 EC07 EC10 
5K011 DA02 DA27 JA00 JA12 KA13 KA15
5K067 AA03 AA11 BB21 CC02 CC04 EE02 EE10 KK03 KK13
発明者 森下 慶一 / 飯塚 健二 / 泰井 真之 / 前田 孝士
要約 課題
多重化方式で、しかも、通信パフォーマンス(通信信頼性)の向上などを図ることができる路側無線機(ETCの路側機器など)など提供する。

解決手段
路側機器では、一方の路側アンテナ23の送信と、他方の路側アンテナ24の受信とを同時に行う(時分割方式)。また、路側アンテナを受信アンテナと送信アンテナとに分離して、受信アンテナは各車線をカバーする幅の狭い通信領域を形成し、送信アンテナは幅の広い通信領域を形成する(分離アンテナ方式)。また、車載器では、周波数分割方式において路側アンテナ送信周波数を検知する際、受信電波の周波数を中間周波数に変換した段階で受信電波強度を複数の比較器で比較することにより、路側アンテナ送信周波数を検知する。また、各路側アンテナ送信周波数の電波強度の差も考慮することにより、フェージング(異常伝搬)による誤検知を防止する。
特許請求の範囲
【請求項1】 複数の路側アンテナで通信領域を合成する多重化方式の路側無線機において、タイミング生成手段によるタイミング生成によって、一方の路側アンテナが一方の移動体側無線機へ情報を送信している間、他方の路側アンテナでは他方の移動体側無線機から情報を受信し、また、一方の路側アンテナが一方の移動体側無線機から情報を受信している間、他方の路側アンテナでは他方の移動体側無線機へ情報を送信するようにしたことを特徴とする路側無線機。
【請求項2】 複数の路側アンテナで通信領域を合成する多重化方式の路側無線機において、路側アンテナを複数の受信アンテナと1つの送信アンテナとに分離し、受信アンテナでは各車線をカバーする幅の狭い通信領域を形成し、送信アンテナでは受信アンテナの通信領域全体をカバーする幅の広い通信領域を形成して、送信アンテナからは移動体側無線機への送信のみを行ない、移動体側無線機からの受信は各受信アンテナのみによって行うようにしたことを特徴とする路側無線機。
【請求項3】 複数の路側アンテナで通信領域を合成する多重化方式であって各路側アンテナの送信周波数が異なる周波数分割方式の路側無線機に対して無線通信を行う移動体側無線機において、移動体側無線機の複数の送信周波数の高周波をそれぞれ発振する複数の高周波発振手段と、周波数変換手段とを用いて、路側アンテナからの受信電波を中間周波数に変換し、これらの中間周波数の受信電波を、路側アンテナと移動体側無線機の送信周波数差を通過周波数帯域とする複数のバンドパスフィルタをそれぞれ通過させた後、これらの受信電波強度と閾値とを比較手段により比較することによって、路側アンテナ送信周波数を検知するように構成したことを特徴とする移動体側無線機。
【請求項4】 複数の路側アンテナで通信領域を合成する多重化方式であって各路側アンテナの送信周波数が異なる周波数分割方式の路側無線機に対して無線通信を行う移動体側無線機において、移動体側無線機の複数の送信周波数の高周波を切り換えて発振可能な1つの高周波発振手段と、周波数変換手段とを用いて、路側アンテナからの受信電波を中間周波数に変換し、この中間周波数の受信電波を、路側アンテナと移動体側無線機の送信周波数差、この送信周波数差と路側アンテナの送信周波数差や移動体側無線機の送信周波数差との和及び差をそれぞれ通過周波数帯域とする複数のバンドパスフィルタをそれぞれ通過させた後、これらの受信電波強度と閾値とを比較手段により比較することによって、路側アンテナ送信周波数を検知するように構成したことを特徴とする移動体側無線機。
【請求項5】 請求項3に記載する移動体側無線機において、前記複数のバンドパスフィルタを通過した受信電波強度の差を受信電波強度差検出手段で求め、この受信電波強度差と閾値とを比較手段により比較して、この比較結果にも基づいて路側アンテナ送信周波数を検知するようにしたことを特徴とする移動体側無線機。
【請求項6】 請求項4に記載する移動体側無線機において、前記複数のバンドパスフィルタを通過した受信電波強度の差を受信電波強度差検出手段で求め、これらの受信電波強度差と閾値とを比較手段により比較して、この比較結果にも基づいて路側アンテナ送信周波数を検知するようにしたことを特徴とする移動体側無線機。
【請求項7】 請求項3又は5に記載する移動体側無線機において、前記複数のバンドパスフィルタを通過した受信電波強度をA/D変換手段によりディジタル信号に変換してCPUに入力し、このCPUによって前記閾値との比較も行うようにしたことを特徴とする移動体側無線機。
【請求項8】 請求項4又は6に記載する移動体側無線機において、前記複数のバンドパスフィルタを通過した受信電波強度をA/D変換手段によりディジタル信号に変換してCPUに入力し、このCPUによって前記閾値との比較も行うようにしたことを特徴とする移動体側無線機。
【請求項9】 請求項1又は2に記載する路側無線機を有し、この路側無線機と移動体側無線機との間で無線通信を行うようにしたことを特徴とする無線システム。
【請求項10】 請求項3,4,5,6,7又は8に記載する移動体側無線機を有し、この移動体側無線機と路側無線機との間で無線通信を行うようにしたことを特徴とする無線システム。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は路側無線機、移動体側無線機及びこれらを備えた無線システムに関し、特に多車線対応のETC無線システムなどに適用して有用なものである。
【0002】
【従来の技術】有料道路における自動料金収受を目指したETC(Electronic Toll Collection) システムは、ITS(Intelligent Transport Systems)における早期実現可能なアプリケーションとして注目され、料金所での試運用も開始されている。このETC無線システムは無線通信機能を備えた路側機器と、無線通信機能を備えた車載器との間の無線通信によって通行料金を収受することができるようにしたものである。
【0003】図17(a)は料金所におけるETC無線システムの機器配置図、図17(b)は前記ETC無線システムの構成を示すブロック図である。これらの図に示すように、有料道路の料金所には、無線通信用の路側アンテナ5及びアンテナ制御装置11、車線(通路)1での車両8の存在検知を行う車両検知装置2,3、不正車両等の撮影を行う不正車両撮像カメラ6と画像処理装置12、収受した料金などを表示する料金表示器7、これらの機器の統合制御や料金所コンピュータ14との通信を行う車線制御装置13などが設けられている。一方、車両8には無線通信機能を備えた車載器10と、車載器10に挿入して料金支払いを行うICカードが装備されている。そして、車両8が料金所の車線(通路)1に進入すると、車載器10と路側機器(路側アンテナ5など)との間で料金収受のための情報(ID情報、車種情報、課金情報など)を送受信する。
【0004】一方、現在では、このような料金所対応のETC無線システムだけでなく、例えば高速道路の本線や出口などにおいて多車線でバリアフリーで交通をコントロールするために多車線対応のETC無線システムの開発が進められている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、現在の料金所に適用されるETC無線システムはDSRC(Dedicated Short Range Comunication) 規格で規定されており、このDSRC規格は料金所での路側機器と車載器との1:1の通信には向いているが、多車線道路に適用した場合には次のような問題が発生する。
【0006】(1)多車線に適用するために通信領域が広がるため、隣接車線を走行する車両(車載器)等、希望する車両以外の車両(車載器)との誤通信(誤課金)が発生するおそれがある。
(2)広域の通信領域を形成した場合、この通信領域内に複数の車両が進入する可能性があり、通信パフォーマンス(通信信頼性)が低下してしまう。
【0007】そこで、通信領域を広げずに道路(車線)形状に沿った形で通信領域を形成して多車線に対応する手法としては、複数のアンテナで通信領域を合成する多重化が一般的である。この多重化手法は「時分割方式」、「周波数分割方式」及び「符号分割方式」に大別される。
【0008】しかし、これらの多重化手法のうち、時分割方式や周波数分割方式を多車線対応のETC無線システムに適用しようとしても、詳細は後述するが、時分割方式の場合には、一方の路側機器が動作している間は他方の路側機器が動作せずに待機しているため、通信パフォーマンスが半分以下となってしまうという問題点を有しており(図3参照)、また、周波数分割方式の場合にも、周波数スキャンによる周波数の選定に時間がかかって通信領域が短くなり、やはり通信パフォーマンス(通信信頼性)が低下するという問題点を有しているため(図6参照)、そのままでは適用が難しい。
【0009】従って、本発明はこのような事情に鑑み、多重化によって多車線などへの適用が可能であり、しかも、通信パフォーマンス(通信信頼性)の向上や誤通信の防止などを図ることができる路側無線機(ETCの路側機器など)、移動体側無線機(ETCの車載器など)及びこれらを備えた無線システム(ETC無線システムなど)を提供することを課題とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する第1発明の路側無線機は、複数の路側アンテナで通信領域を合成する多重化方式の路側無線機において、タイミング生成手段によるタイミング生成によって、一方の路側アンテナが一方の移動体側無線機へ情報を送信している間、他方の路側アンテナでは他方の移動体側無線機から情報を受信し、また、一方の路側アンテナが一方の移動体側無線機から情報を受信している間、他方の路側アンテナでは他方の移動体側無線機へ情報を送信するようにしたことを特徴とする。
【0011】また、第2発明の路側無線機は、複数の路側アンテナで通信領域を合成する多重化方式の路側無線機において、路側アンテナを複数の受信アンテナと1つの送信アンテナとに分離し、受信アンテナでは各車線をカバーする幅の狭い通信領域を形成し、送信アンテナでは受信アンテナの通信領域全体をカバーする幅の広い通信領域を形成して、送信アンテナからは移動体側無線機への送信のみを行ない、移動体側無線機からの受信は各受信アンテナのみによって行うようにしたことを特徴とする。
【0012】また、第3発明の移動体側無線機は、複数の路側アンテナで通信領域を合成する多重化方式であって各路側アンテナの送信周波数が異なる周波数分割方式の路側無線機に対して無線通信を行う移動体側無線機において、移動体側無線機の複数の送信周波数の高周波をそれぞれ発振する複数の高周波発振手段と、周波数変換手段とを用いて、路側アンテナからの受信電波を中間周波数に変換し、これらの中間周波数の受信電波を、路側アンテナと移動体側無線機の送信周波数差を通過周波数帯域とする複数のバンドパスフィルタをそれぞれ通過させた後、これらの受信電波強度と閾値とを比較手段により比較することによって、路側アンテナ送信周波数を検知するように構成したことを特徴とする。
【0013】また、第4発明の移動体側無線機は、複数の路側アンテナで通信領域を合成する多重化方式であって各路側アンテナの送信周波数が異なる周波数分割方式の路側無線機に対して無線通信を行う移動体側無線機において、移動体側無線機の複数の送信周波数の高周波を切り換えて発振可能な1つの高周波発振手段と、周波数変換手段とを用いて、路側アンテナからの受信電波を中間周波数に変換し、この中間周波数の受信電波を、路側アンテナと移動体側無線機の送信周波数差、この送信周波数差と路側アンテナの送信周波数差や移動体側無線機の送信周波数差との和及び差をそれぞれ通過周波数帯域とする複数のバンドパスフィルタをそれぞれ通過させた後、これらの受信電波強度と閾値とを比較手段により比較することによって、路側アンテナ送信周波数を検知するように構成したことを特徴とする。
【0014】また、第5発明の移動体側無線機は、第3発明の移動体側無線機において、前記複数のバンドパスフィルタを通過した受信電波強度の差を受信電波強度差検出手段で求め、この受信電波強度差と閾値とを比較手段により比較して、この比較結果にも基づいて路側アンテナ送信周波数を検知するようにしたことを特徴とする。
【0015】また、第6発明の移動体側無線機は、第4発明の移動体側無線機において、前記複数のバンドパスフィルタを通過した受信電波強度の差を受信電波強度差検出手段で求め、これらの受信電波強度差と閾値とを比較手段により比較して、この比較結果にも基づいて路側アンテナ送信周波数を検知するようにしたことを特徴とする。
【0016】また、第7発明の移動体側無線機は、第3又は第5発明の移動体側無線機において、前記複数のバンドパスフィルタを通過した受信電波強度をA/D変換手段によりディジタル信号に変換してCPUに入力し、このCPUによって前記閾値との比較も行うようにしたことを特徴とする。
【0017】また、第8発明の移動体側無線機は、第4又は第6発明の移動体側無線機において、前記複数のバンドパスフィルタを通過した受信電波強度をA/D変換手段によりディジタル信号に変換してCPUに入力し、このCPUによって前記閾値との比較も行うようにしたことを特徴とする。
【0018】また、第9発明の無線システムは、第1又は第2発明の路側無線機を有し、この路側無線機と移動体側無線機との間で無線通信を行うようにしたことを特徴とする。
【0019】また、第10発明の無線システムは、第3,第4,第5,第6,第7又は第8発明の移動体側無線機を有し、この移動体側無線機と路側無線機との間で無線通信を行うようにしたことを特徴とする。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【0021】<実施の形態1>本実施の形態1の多車線対応ETC無線システムは、複数の路側アンテナで通信領域を合成する多重化手法として新たな時分割方式を適用したものである。
【0022】図1は本発明の実施の形態1に係る多車線対応ETC無線システムの構成を示す平面図、図2は前記多車線対応ETC無線システムにおける路側機器の構成を示すブロック図である。また、図3(a)は従来の時分割方式のタイムチャート、図3(b)は本発明の実施の形態1に係る時分割方式のタイムチャートである。
【0023】図1に示すように、多車線道路21には同多車線道路21を跨ぐようにして門形の支柱であるガントリ22が立設され、このガントリ22には2つの路側アンテナ23,24が設置されている。これらの路側アンテナ23,24は路側無線機としての路側機器(図2参照)のアンテナである。例えば、路側アンテナ23は多車線道路21の2車線のうちの一方の車線の真上に位置し、路側アンテナ24は前記2車線のうちの他方の車線の真上に位置している。
【0024】路側アンテナ23は多車線道路21の一方の車線に沿った通信領域Aを形成するように設定され、路側アンテナ24は多車線道路21の他方の車線に沿った通信領域Bを形成するように設定されており、これらの路側アンテナ23,24の通信領域A,Bを合成することによって多車線道路21の道路形状に沿った通信領域を形成している。一方、多車線道路21を走行する車両25,27には移動体側無線機としての車載器26,28がそれぞれ搭載されている。
【0025】そして、一方の車線を走行する車両25の車載器26は、同車線をカバーする路側アンテナ23との間で料金収受のための無線通信を行い、他方の車線を走行する車両27の車載器28は、同車線をカバーする路側アンテナ24との間で料金収受のための無線通信を行う。
【0026】図2に基づいて路側機器の構成を説明すると、路側機器は路側アンテナ23,24と、無線機29,30と、通信制御装置31,32及びタイミング生成回路33を備えた構成となっている。
【0027】そして、タイミング生成回路33では、一方の路側アンテナ23が一方の車載器26へ情報(課金情報など)を送信している間、他方の路側アンテナ24では他方の車載器28から情報(ID情報や車種情報など)を受信し、また、一方の路側アンテナ23が一方の車載器26から情報を受信している間、他方の路側アンテナ24では他方の車載器28へ情報を送信するように通信制御装置31,32へ送受信の切り換えタイミング信号(時分割信号)を送信する(図3参照、詳細後述)。
【0028】通信制御装置31,32では、タイミング生成回路33からの信号に基づいて無線機29,30の送受信制御を行う。無線機29,30では、通信制御装置31,32からの送受信制御信号に基づき、路側アンテナ23,24を介して、車載器26,28への情報の送信及び車載器26,28からの情報の受信を行う。通信制御装置31,32は、バス34を介して全体を管理するコンピュータ(図示省略)にも接続されている。なお、バス結合には限定されない。
【0029】ここで路側機器の時分割方式を図3に基づいて具体的に説明する。まず、図3(a)に示すように従来の時分割方式では、路側アンテナ23と車載器26との間で送受信が完了するまで路側アンテナ24は待機し、また、路側アンテナ24と車載器28との間で送受信が完了するまで路側アンテナ23は待機していた。このような時分割方式では通信パフォーマンスが半分以下となってしまう。
【0030】これに対して本実施の形態1の時分割方式では、タイミング生成回路33から出力される送受信の切り換えタイミング信号(時分割信号)に基づいて、図3(b)に示すように路側アンテナ23から車載器26へ情報を送信している間、路側アンテナ24では車載器28から情報を受信し、また、路側アンテナ24から車載器28へ情報を送信している間、路側アンテナ23では車載器26から情報を受信する。即ち、一方の路側アンテナ23(又は路側アンテナ24)から車載器26(又は車載器28)への情報の送信と、他方の路側アンテナ24(又は路側アンテナ23)における車載器28(又は車載器26)から情報の受信とを同時に行うデータレベルでの時分割方式となっている。
【0031】なお、送信周波数(路側機器から車載器へ送信する電波の周波数)と、受信周波数(車載器から路側機器へ送信する電波の周波数)は異なるため、例えば路側アンテナ23の送信と路側アンテナ24の受信とを同時に行っても、混信するおそれはない。
【0032】以上のように、本実施の形態1の多車線対応ETC無線システムによれば、路側機器ではタイミング生成回路33によるタイミング生成によって、一方の路側アンテナ23(又は路側アンテナ24)からの送信と、他方の路側アンテナ24(又は路側アンテナ23)からの受信とを同時に行うように時分割制御を行うため、従来の時分割方式に比べて通信パフォーマンスが約2倍となり、複数台の車載器26,28に対する通信を1台の路側機器(路側アンテナ23,24)の通信パフォーマンス(通信信頼性)で処理可能となる。
【0033】<実施の形態2>本実施の形態2の多車線対応ETC無線システムは、複数の路側アンテナで通信領域を合成する多重化方式として新たな多重化手法である送受分離アンテナ方式を適用したものである。
【0034】図4は本発明の実施の形態2に係る多車線対応ETC無線システムの構成を示す平面図、図5は前記多車線対応ETC無線システムにおける路側機器の構成を示すブロック図である。
【0035】図4に示すように、多車線道路49には同多車線道路49を跨ぐようにして門形の支柱であるガントリ50が立設され、このガントリ50には路側アンテナとして2つの受信アンテナ47,48と1つの送信アンテナ35とが設置されている。これらのアンテナ35,47,48は路側無線機としての路側機器(図5参照)のアンテナである。例えば、受信アンテナ47は多車線道路49の2車線のうちの一方の車線の真上に位置し、受信アンテナ48は前記2車線のうちの他方の車線の真上に位置している。そして、送信アンテナ35は受信アンテナ47,48の間、即ち、前記2車線の間の真上に位置している。
【0036】受信アンテナ47は多車線道路49の一方の車線に沿った幅の狭い通信領域(受信領域)Aを形成するように設定され、受信アンテナ48は多車線道路49の他方の車線に沿った幅の狭い通信領域(受信領域)Bを形成するように設定されており、これらの受信アンテナ47,48の通信領域A,Bを合成することによって、多車線道路49の道路形状に沿った通信領域を形成している。そして、送信アンテナ35は多車線道路49全体、即ち、受信アンテナ47,48の通信領域A,B全体をカバーする幅広い通信領域(送信領域)Cを形成するように設定されている。一方、多車線道路49を走行する車両36,38には移動体側無線機としての車載器37,39がそれぞれ搭載されている。
【0037】そして、送信アンテナ35は幅広い通信領域Cを有するため、この送信アンテナ35から送信される電波は何れの車線を走行する車両36,38の車載器37,39にも受信される、即ち、所望の車載器以外の車載器も受信してしまうが、受信アンテナ47,48では幅の狭い通信領域A,Bに制限しているため、所望の車載器以外の車載器からの信号は受信しない。つまり、車載器37からの送信信号は一方の路側アンテナ47のみが受信し、車載器39からの送信信号は他方の路側アンテナ48のみが受信する。
【0038】図5に基づいて路側機器の構成を説明すると、路側機器は受信アンテナ47,48、送信アンテナ35、受信機40,41、送信機42及び通信制御装置43,44,45を備えた構成となっている。送信機42では通信制御装置45からの通信制御信号に基づき、送信アンテナ35を介して車載器37,39へ情報(課金情報など)を送信する。受信機40では、受信アンテナ47を介して車載器37から情報(ID情報や車種情報など)を受信して通信制御装置43へ送信し、また、受信機41では、受信アンテナ48を介して車載器39から情報(ID情報や車種情報など)を受信して通信制御装置44へ送信する。通信制御装置43,44,45は、バス46を介して全体を管理するコンピュータ(図示省略)にも接続されている。なお、バス結合には限定されない。
【0039】本実施の形態2の無線通信システムによれば、送信アンテナ35から送信する電波は所望の車載器以外の車載器も受信してしまうが、受信アンテナ47,48では通信領域を制限して所望の車載器以外の車載器からの電波は受信しないため、総合的に通信領域を制限することが可能となる。そして、送信周波数は1つであるため周波数スキャンによる時間遅れはなく、しかも、各受信アンテナ47,48は独立して動作するため通信パフォーマンス(通信信頼性)の劣化もなく、また、同一周波数で動作させることができるため干渉も発生しない。
【0040】<実施の形態3>本実施の形態3の多車線対応ETC無線システムは、複数の路側アンテナで通信領域を合成する多重化手法として新たな周波数分割方式を適用したものである。
【0041】図6は本発明の実施の形態3に係る多車線対応ETC無線システムの構成を示す平面図、図7は従来の周波数分割方式の説明図、図8は前記多車線対応ETC無線システムにおける車載器の構成を示すブロック図、図9は前記多車線対応ETC無線システムにおける各送信周波数の関係を示す説明図である。
【0042】図6に示すように、多車線道路51には同多車線道路51を跨ぐようにして門形の支柱であるガントリ52が立設され、このガントリ52には2つの路側アンテナ53,54が設置されている。例えば、路側アンテナ53は多車線道路51の2車線のうちの一方の車線の真上に位置し、路側アンテナ54は前記2車線のうちの他方の車線の真上に位置している。これらの路側アンテナ53,54は路側無線機としての路側機器(図示省略)のアンテナである。
【0043】路側アンテナ53は送信周波数がf1 であって、多車線道路51の一方の車線に沿った通信領域Aを形成するように設定され、路側アンテナ54は送信周波数がf2 であって、多車線道路51の他方の車線に沿った通信領域Bを形成するように設定されており、これらの路側アンテナ53,54の通信領域A,Bを合成することによって多車線道路51の道路形状に沿った通信領域を形成している。
【0044】一方、多車線道路51を走行する車両55には移動体側無線機としての車載器56が搭載されている。そして、車載器56では、その送信周波数を、路側アンテナ53の送信周波数f1 に対応した送信周波数f3 、又は、路側アンテナ54の送信周波数f2 に対応した送信周波数f4 に設定して(切り換えて)、路側アンテナ53又は路側アンテナ54との間で料金収受のための無線通信を行う。例えば、車両55が図6中のI位置を走行するときには、車載器56は送信周波数をf3 に設定して路側アンテナ53(送信周波数f1 )と無線通信を行い、車両55が図6中のII位置を走行するときには、車載器56は送信周波数をf4 に設定して路側アンテナ54(送信周波数f2 )と無線通信を行う。
【0045】このため、車載器56では路側アンテナからの送信周波数がf1 かf2 か(車両55が通信領域A,Bの何れに進入したのか)を検知する必要がある。そのために従来の周波数分割方式では車載器において図7に示すよう周期的に周波数を切り換えて周波数スキャンを行うことにより、路側アンテナ送信周波数がf1 かf2 かを判定して路側アンテナ53(送信周波数f1 又は路側アンテナ54(送信周波数f2 )にロックしていた。ところが、この周波数スキャン方式では送信周波数検知のタイミングが遅れるため、例えば車両55が図6中のIII位置を走行した際には、車載器56が通信領域Aに進入して直ぐに送信周波数f1 を検知することができず、図7に示すように時刻T1 において送信周波数f2 を検知することがある。このため図6に示すように通信領域が非常に短くなって通信パフォーマンス(通信信頼性)が著しく低下してしまう。
【0046】そこで、本実施の形態3の車載器56では周波数スキャンは行わず、図8に示すような構成によって路側アンテナ送信周波数の検知を行っている。即ち、図8に示す車載器56では、路側アンテナ53又は路側アンテナ54から受信アンテナ61を介して受信した高周波信号を、LNA(Low Noise Amplifier)62で増幅した後、周波数変換手段としてのミキサ63,64に入力する。
【0047】そして、一方のミキサ63では、高周波発振器(局部発振器)65から発振される車載器送信周波数f3 の高周波と、受信電波とをミキシングして(差をとって)、受信電波を中間周波数に変換し、他方のミキサ64では、高周波発振器(局部発振器)66から発振される車載器送信周波数f4 の高周波と、受信電波とをミキシングして(差をとって)、受信電波を中間周波数に変換する。
【0048】ミキサ63で変換された中間周波数信号は通過周波数帯域がf0 であるバンドパスフィルタ67を通過した後、IF(Intermediate Frequency)アンプ68で増幅し、検波器69で検波し、DCアンプ80で増幅して、比較器70に入力する。比較器70では、このDCアンプ80から入力した信号レベル(受信電波強度)と、閾値設定器71で設定した電波強度閾値とを比較して、前記受信電波強度が前記電波強度閾値以上であれば電波強度信号V1 をCPU72へ出力する。一方、ミキサ64で変換された中間周波数信号は通過周波数帯域がf0 であるバンドパスフィルタ73を通過した後、IFアンプ74で増幅し、検波器75で検波し、DCアンプ81で増幅して、比較器76に入力する。比較器76では、このDCアンプ81から入力した信号レベル(受信電波強度)と、閾値設定器77で設定した電波強度閾値とを比較して、前記受信電波強度が前記電波強度閾値以上であれば電波強度信号V2 をCPU72へ出力する。
【0049】図9に示すように、路側アンテナ53,54の送信周波数f1 ,f2 の差はΔf、車載器56の送信周波数f3 ,f4 の差もΔfであり、従って、路側アンテナ53の送信周波数f1 と車載器56の送信周波数f3 の差はf0 、路側アンテナ54の送信周波数f2 と車載器56の送信周波数f4 の差もf0 となっている。
【0050】従って、受信電波の周波数がf1 のときには、ミキサ63側の受信電波強度が大きくなるため、比較器70から電波強度信号V1 がCPU72へ出力され、また、受信電波の周波数がf2 のときには、ミキサ64側の受信電波強度が大きくなるため、比較器77から電波強度信号V1 がCPU72へ出力される。
【0051】そして、CPU72では、比較器70から電波強度信号V1 を入力したときには路側アンテナ送信周波数がf1 である(路側アンテナ53の通信領域Aに車両55が進入した)と認識し、ミキサ63を介して入力される受信電波を復調する復調器78の復調データに基づいて料金収受のための処理を行う。同時に、車載器56では、この高周波発振器65から発振する送信周波数f3 に基づいて、図示しない送信機能により路側アンテナ53への情報送信も行う。
【0052】また、CPU72では、比較器76から電波強度信号V2 を入力したときには路側アンテナ送信周波数がf2 である(路側アンテナ54の通信領域Bに車両55が進入した)と認識し、ミキサ64を介して入力される受信電波を復調する復調器79の復調データに基づいて料金収受のための処理を行う。同時に、車載器56では、この高周波発振器66から発振する送信周波数f4 に基づいて、図示しない送信機能により路側アンテナ54への情報送信を行う。
【0053】また、CPU72では電波強度信号V1 ,V2 の両方が入力されたときは、車両55(車載器56)が図6に示す通信領域Aと通信領域Bのオーバラップ領域IVに進入したと判断する。このときには路側アンテナ53,54の何れと交信してもよいため、車載器送信周波数は、このような場合に対して予め決めておいたf3 又はf4 とする。
【0054】以上のように、本実施の形態3の多車線対応ETC無線システムによれば、車載器56では、車載器送信周波数f3 ,f4 の高周波をそれぞれ発振する高周波発振器65,66とミキサ63,66とを用いて路側アンテナ53,54からの受信電波を中間周波数に変換した段階で、比較器70,76により各路側アンテナ送信周波数f1 ,f2 の電波強度を比較して、路側アンテナ送信周波数を検知するようにしたため、例えば、車両55が図6中のIII位置を走行した場合にも、車載器56が通信領域Aに進入して直ぐに路側アンテナ送信周波数f1 を検知して、路側アンテナ53との間で通信が行われることになる。即ち、多重化による通信領域の最適形成によって誤通信の防止を図ることができ、しかも、車両55の通過位置にかかわらず高い通信パフォーマンス(通信信頼性)を確保することができる。
【0055】<実施の形態4>本実施の形態4の多車線対応ETC無線システムは、複数の路側アンテナで通信領域を合成する多重化手法として新たな周波数分割方式を適用したものであって、しかも、上記実施の形態3では高価な高周波発振器を2台必要としたのに対して、1台の高周波発振器で路側アンテナ送信周波数の検知速度の向上を図ったものである。なお、ETC無線システム全体の構成については上記実施の形態3と同様であるため、ここでの説明及び図示は省略し(図6,図9参照)、ここでは車載器の構成について説明する。
【0056】図10は本発明の実施の形態4に係る車載器の構成を示すブロック図である。以下、この図10と図6及び図9に基づいて説明する。図10に示すように車載器91(これを図6に示す車載器56に代えて車両55に搭載する)では、路側アンテナ53又は路側アンテナ54から受信アンテナ82を介して受信した高周波信号を、LNA83で増幅した後、ミキサ84に入力する。
【0057】ミキサ84では、高周波発振器(局部発振器)85から発振される高周波と、受信電波とをミキシングして(差をとって)、受信電波を中間周波数に変換する。高周波発振器85の発振周波数は、CPU105の周波数制御信号に基づいて車載器91の送信周波数f3 又はf4 に設定される。ミキサ84で変換された中間周波数信号はバンドパスフィルタ86,87,88にそれぞれ入力される。バンドパスフィルタ86の通過周波数帯域はf0 、バンドパスフィルタ87の通過周波数帯域はf0 +Δf、バンドパスフィルタ88の通過周波数帯域はf0 −Δfである。
【0058】バンドパスフィルタ86を通過した信号はIFアンプ89で増幅し、検波器90で検波し、DCアンプ91で増幅して、比較器92に入力する。比較器92では、このDCアンプ91から入力した信号レベル(受信電波強度)と、閾値設定器93で設定した電波強度閾値とを比較して、前記受信電波強度が前記電波強度閾値以上であれば電波強度信号V1 をCPU105へ出力する。バンドパスフィルタ87を通過した信号はIFアンプ94で増幅し、検波器95で検波し、DCアンプ96で増幅して、比較器97に入力する。比較器97では、このDCアンプ96から入力した信号レベル(受信電波強度)と、閾値設定器98で設定した電波強度閾値とを比較して、前記受信電波強度が前記電波強度閾値以上であれば電波強度信号V2 をCPU105へ出力する。バンドパスフィルタ88を通過した信号はIFアンプ99で増幅し、検波器100で検波し、DCアンプ101で増幅して、比較器102に入力する。比較器102では、このDCアンプ101から入力した信号レベル(受信電波強度)と、閾値設定器103で設定した電波強度閾値とを比較して、前記受信電波強度が前記電波強度閾値以上であれば電波強度信号V3 をCPU105へ出力する。
【0059】各送信周波数f1 ,f2 ,f3 ,f4 の関係は図9に示すとおりであるため、比較器92,97又は102からは、受信する路側アンテナ送信周波数と車載器送信周波数との関係に応じて、電波強度信号V1 2 又はV3 の何れかが出力されることになる。具体的には次のとおりである。
【0060】
(1)車載器初期周波数:f3 、路側アンテナ送信周波数:f1 の場合 f0 =f3 −f1 → レベル大(電波強度信号V1 :f1 を認識)
0 −Δf=f3 −f2 → レベル小 f0 +Δf:なし → レベル小(2)車載器初期周波数:f3 、路側アンテナ送信周波数:f2 の場合 f0 −Δf=f3 −f2 → レベル大(電波強度信号V3 :f2 を認識)
0 =f3 −f1 → レベル小 f0 +Δf:なし → レベル小【0061】
(3)車載器初期周波数:f4 、路側アンテナ送信周波数:f1 の場合 f0 +Δf=f4 −f1 → レベル大(電波強度信号V2 :f1 を認識)
0 =f4 −f2 → レベル小 f0 −Δf:なし → レベル小(4)車載器初期周波数:f4 、路側アンテナ送信周波数:f2 の場合 f0 =f4 −f2 → レベル大(電波強度信号V1 :f2 を認識)
0 +Δf=f4 −f1 → レベル小 f0 −Δf:なし → レベル小【0062】即ち、[表1]に検出レベルと周波数の相関を示すように、車載器初期周波数がf3 の場合には、路側アンテナ送信周波数がf1 であればf3 −f1 =f0 のレベルが大きくなって比較器92から電波強度信号V1 が出力されるため、CPU105では路側アンテナ送信周波数がf1 であると認識することができ、また、路側アンテナ送信周波数がf2 であればf3 −f2 =f0 −Δfのレベルが大きくなって比較器102から電波強度信号V3 が出力されるため、CPU105では路側アンテナ送信周波数がf2 であると認識することができる。
【0063】また、車載器初期周波数がf4 の場合には、路側アンテナ送信周波数がf1 であればf4 −f1 =f0 +Δfのレベルが大きくなって比較器97から電波強度信号V2 が出力されるため、CPU105では路側アンテナ送信周波数がf1 であると認識することができ、また、路側アンテナ送信周波数がf2 であればf4−f2 =f0 のレベルが大きくなって比較器92から電波強度信号V1 が出力されるため、CPU105では路側アンテナ送信周波数がf2 であると認識することができる。
【0064】
【表1】

【0065】そして、CPU105では路側アンテナ送信周波数がf1 であると認識したときには、車載器初期周波数がf3 であればそのままの送信周波数とし、車載器初期周波数がf4 とにきには高周波発振器85に周波数制御信号を出力してf3 に送信周波数を切り換えた後、ミキサ84を介して入力される受信電波を復調する復調器104の復調データに基づいて料金収受のための処理を行う。同時に、車載器91では、この高周波発振器85から発振される送信周波数f3 に基づいて、図示しない送信機能により路側アンテナ53への情報送信を行う。
【0066】また、CPU105では路側アンテナ送信周波数がf2 であると認識したときには、車載器初期周波数がf4 であればそのままの送信周波数とし、車載器初期周波数がf3 とにきには高周波発振器85に周波数制御信号を出力してf4 に送信周波数を切り換えた後、ミキサ84を介して入力される受信電波を復調する復調器104の復調データに基づいて料金収受のための処理を行う。同時に、車載器91では、この高周波発振器85から発振される送信周波数f4 に基づいて、図示しない送信機能により路側アンテナ53への情報の送信を行う。
【0067】また、CPU105では車載器初期周波数がf3 であって電波強度信号V1 ,V3 の両方が入力されたとき、或いは、車載器初期周波数がf4 であって電波強度信号V1 ,V2 の両方が入力されたときには、車両55(車載器91)が図6に示す通信領域Aと通信領域Bのオーバラップ領域IVに進入したと判断する。このときには路側アンテナ53,54の何れと交信してもよいため、車載器送信周波数はオーバラップ領域進入時に初期設定していた車載器初期周波数f3 又はf4 のままとする。
【0068】以上のように、本実施の形態4の多車線対応ETC無線システムによれば、車載器91では、車載器送信周波数f3 ,f4 の高周波を切り換えて発振可能な1台の高周波発振器85とミキサ84とを用いて路側アンテナ53,54からの受信電波を中間周波数に変換した段階で、比較器92,97,102により各路側アンテナ送信周波数f1 ,f2 の電波強度を比較して、路側アンテナ送信周波数を検知するようにしたため、例えば、車両55が図6中のIII位置を走行した場合にも、車載器56が通信領域Aに進入して直ぐに路側アンテナ送信周波数f1 を検知して路側アンテナ53との間で通信が行われることになる。即ち、多重化による通信領域の最適形成によって誤通信の防止を図ることができ、しかも、車両55の通過位置にかかわらず高い通信パフォーマンス(通信信頼性)を確保することができる。また、上記実施の形態3に比べて、高価な高周波発振器の所要数が少ないため、コストの低減を図ることもできる。
【0069】<実施の形態5>本実施の形態5の多車線対応ETC無線システムは、上記実施の形態3の車載器構成(図6,図8参照)を基本とし、且つ、路側アンテナ送信周波数を検知する際のフェージングによる誤検知の防止を図ったものである。
【0070】例えば、図11に例示するように路側アンテナ54からの発信電波(周波数f2 )がフェージングによって、路側アンテナ53の通信領域Aの手前位置Fに異常伝搬することがある。この場合、車両通過位置IIIにおける車両55の進行方向位置(図11の矢印X方向位置)と、路側アンテナ53(送信周波数f1 )の電波強度及び路側アンテナ54(送信周波数f2 )の電波強度との関係は、図12に示すようになる。このため、車両55がIII位置を通ると、上記実施の形態3の車載器56では、本来は通信領域Aに進入したときに路側アンテナ送信周波数f1 を検知しなければならないにもかかわらず、異常伝搬位置Fにおいて路側アンテナ送信周波数f2 を誤検知し、その結果、通信領域が狭くなって通信パフォーマンス(通信信頼性)が低下してしまう。
【0071】一方、図12において路側アンテナ送信周波数f1 の電波強度と、路側アンテナ送信周波数f2 電波強度との関係をみてみると、異常伝搬位置Fでは両電波強度にあまり差がないのに対して、通信領域Aに進入したところでは両電波強度に大きな差がある。そこで、かかる知見に基づき、本実施の形態5では、車載器56を図13に示すような構成としている。
【0072】即ち、図13に示すように本実施の形態5の車載器56では差動増幅器111と比較器112とを備えている。差動増幅器111では、DCアンプ80の出力信号レベルとDCアンプ81の出力信号レベルとの差、即ち、路側アンテナ53からの受信電波強度(バンドパスフィルタ67を通過した周波数f0 (=f3 −f1 )の電波強度)と、路側アンテナ54からの受信電波強度(バンドパスフィルタ73を通過した周波数f0 (=f4 −f2 )の電波強度)との差を求めて、比較器112に出力する。比較器112では、差動増幅器111から入力した受信電波強度差と、閾値設定器113で設定した電波強度差閾値とを比較して、前記受信電波強度差が前記電波強度差閾値以上であれば電波強度差信号ΔVをCPU72へ出力する。
【0073】つまり、例えば、車両55が図11のIII位置を通過する際、車両55(車載器56)が異常伝搬位置Fを通っているときには図12に示すように路側アンテナ53(送信周波数f1 )と路側アンテナ54(送信周波数f2 )の電波強度差が電波強度差閾値よりも小さいため、比較器112から電波強度差信号ΔVが出力されないが、車両55(車載器56)が通信領域Aに進入したときには前記電波強度差が大きくなって電波強度差閾値以上となるため、比較器112から電波強度差信号ΔVが出力される。そして、CPU72では、電波強度信号V1 を入力して、且つ、電波強度差信号ΔVを入力したときには路側アンテナ送信周波数がf1 であると認識し、また、電波強度信号V2 を入力して、且つ、電波強度差信号ΔVを入力したときには路側アンテナ送信周波数がf2 であると認識する。
【0074】また、CPU72では電波強度信号V1 ,V2 の両方が入力され、且つ、電波強度差信号ΔVが入力されないときには、車両55(車載器56)が図6に示す通信領域Aと通信領域Bのオーバラップ領域IVに進入したと判断する。このときには路側アンテナ53,54の何れと交信してもよいため、車載器送信周波数は、このような場合に対して予め決めておいたf3 又はf4 とする。
【0075】なお、その他の構成については上記実施の形態3と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【0076】以上のように、本実施の形態5の多車線対応ETC無線システムによれば、車載器56では、路側アンテナ53(送信周波数f1 )と路側アンテナ54(送信周波数f2 )の電波強度差にも基づいて(電波強度差も考慮して)、路側アンテナ送信周波数がf1 かf2 かを判断するため、フェージングによる誤検知を防止することができる。
【0077】<実施の形態6>本実施の形態6の多車線対応ETC無線システムは、上記実施の形態4の車載器構成(図10参照)を基本とし、且つ、路側アンテナ送信周波数を検知する際のフェージングによる誤検知の防止を図ったものである。つまり、上記実施の形態4の車載器91においても、図11,図12に示すような場合には誤検知をするおそれがあるため、本実施の形態6では、これを防止すべく、上記の電波強度差の知見に基づいて車載器91を図14に示すような構成としている。
【0078】即ち、図14に示すように、本実施の形態6の車載器91では差動増幅器121,127と比較器122,128とを備えている。差動増幅器121では、DCアンプ91の出力信号レベルとDCアンプ96の出力信号レベルとの差、即ち、バンドパスフィルタ86を通過した周波数f0 の電波強度と、バンドパスフィルタ87を通過した周波数f0 +Δfの電波強度との差を求めて、比較器122へ出力する。比較器122では、差動増幅器121から入力した受信電波強度差と、閾値設定器123で設定した電波強度差閾値とを比較して、前記受信電波強度差が前記電波強度差閾値以上であれば電波強度差信号ΔV1 をCPU105へ出力する。
【0079】差動増幅器127では、DCアンプ91の出力信号レベルとDCアンプ101の出力信号レベルとの差、即ち、バンドパスフィルタ86を通過した周波数f0の電波強度と、バンドパスフィルタ88を通過した周波数f0 −Δfの電波強度との差を求めて、比較器128へ出力する。比較器128では、差動増幅器127から入力した受信電波強度差と、閾値設定器129で設定した電波強度差閾値とを比較して、前記受信電波強度差が前記電波強度差閾値以上であれば電波強度差信号ΔV2 をCPU105へ出力する。
【0080】そして、CPU105では電波強度信号V1 ,V2 ,V3 と、この電波強度差信号ΔV1 ,ΔV2 とに基づいて、図15のフローチャートに示すような処理を行うことにより路側アンテナ送信周波数を検知する。〔表2〕には通信領域と電波強度/電波強度差信号との関係を示す。
【0081】
【表2】

【0082】図15のフローチャートに示すように、まず、電波強度信号V1 ,V2 ,V3の何れかが”H”となってCPU105に入力され(ステップS1)、且つ、電波強度差信号ΔV1 又はΔV2 の何れかもしくは両方とも”H”となってCPU105に入力されたときには(ステップS2)、車両55(車載器91)が単独の通信領域A又はBに進入したと判断して(ステップS3)、路側アンテナ送信周波数がf1 又はf2 であると認識する。
【0083】即ち、車載器初期周波数がf3 のときに電波強度信号V1 がCPU105に入力され、且つ、電波強度差信号ΔV1 ,ΔV2 もCPU105に入力された場合には、路側アンテナ送信周波数がf1 であると認識して車載器送信周波数はf3のままとする。車載器初期周波数がf3 のときに電波強度信号V3 がCPU105に入力され、且つ、電波強度差信号ΔV2 もCPU105に入力された場合には、路側アンテナ送信周波数がf2 であると認識して車載器送信周波数をf3 に切り換える。また、車載器初期周波数がf4 のときに電波強度信号V1 がCPU105に入力され、且つ、電波強度差信号ΔV1 ,ΔV2 もCPU105に入力された場合には、路側アンテナ送信周波数がf2 であると認識して車載器送信周波数はf4 のままとする。車載器初期周波数がf4 のときに電波強度信号V2 がCPU105に入力され、且つ、電波強度差信号ΔV1 もCPU105に入力された場合には、路側アンテナ送信周波数がf1 であると認識して車載器送信周波数をf3 に切り換える。
【0084】また、電波強度信号V1 ,V2 ,V3 の何れか2つが”H”となってCPU105に入力され(ステップS4)、且つ、当該電波強度信号に対応する電波強度差信号ΔV1 又はΔV2 が”L”となってCPU105に入力されないときには(ステップS5)、車両55(車載器91)が図6に示す通信領域Aと通信領域Bのオーバラップ領域IVに進入したと判断する(ステップS6)。即ち、車載器初期周波数がf3 のときに電波強度信号V1 ,V3 がCPU105に入力され、且つ、電波強度差信号ΔV2 がCPU105に入力されない場合や、車載器初期周波数がf4 のときに電波強度信号V1 ,V2 がCPU105に入力され、且つ、電波強度差信号ΔV1 がCPU105に入力されない場合には、車両55(車載器91)が通信領域Aと通信領域Bのオーバラップ領域IVに進入したと判断する。この場合には路側アンテナ53,54の何れと交信してもよいため、車載器送信周波数はオーバラップ領域進入時に設定していたf3 又はf4 のままとする。
【0085】そして、電波強度信号V1 ,V2 ,V3 の何れかが”H”となってCPU105に入力されても(ステップS1)、当該電波強度信号V1 ,V2 又はV3 に対応する電波強度差信号ΔV1 及びΔV2 が”L”となってCPU105に入力されなければ(ステップS7)、車両55(車載器91)が異常伝搬位置に進入しており、本来の通信領域A又はBへの進入前であると判断する(ステップS8)。つまり、車載器初期周波数がf3 のときに電波強度信号V1 又はV3 がCPU105に入力されても、電波強度差信号ΔV1 及びΔV2 がCPU105に入力されない場合や、車載器初期周波数がf4 のときに電波強度信号V1 又はV2 がCPU105に入力されても、電波強度差信号ΔV1 及びΔV2 がCPU105に入力されない場合には、通信領域A又はBへの進入前であると判断する。即ち、フェージングによる異常伝搬には影響されず、通信領域A又はBに車両55(車載器91)が進入するまで路側アンテナ送信周波数の検知処理が継続される。
【0086】その他の構成については上記実施の形態4と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【0087】以上のように、本実施の形態6の多車線対応ETC無線システムによれば、車載器91では、路側アンテナ53(送信周波数f1 )と路側アンテナ54(送信周波数f2 )の電波強度差にも基づいて(電波強度差も考慮して)、路側アンテナ送信周波数がf1 かf2 かを認識するため、フェージングによる誤検知を防止することができる。
【0088】<実施の形態7>本実施の形態7の多車線対応ETC無線システムは、上記実施の形態6の車載器構成(図14参照)を基本とし、且つ、図16に示すようにして車載器構成の簡素化や小型化などを図ったものである。
【0089】即ち、図16に示すように、DCアンプ91,96,101及び差動増幅器121,127の出力をA/D変換器131に入力し、ここでアナログからデジタルに変換してCPU105に入力する。そして、CPU105では、上記実施の形態6と同様の処理を行う他、図14では比較器92,97,102,122,128で行っていた閾値との比較処理も行う。
【0090】その他の構成については上記実施の形態6と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【0091】このように、本実施の形態7の多車線対応ETC無線システムによれば、A/D変換器131を設け、CPU105において比較処理も行うようにしたことにより、比較器92,97,102,122,128を省いくことができるため、車載器構成の簡素化や小型化などを図ることができる。また、図示は省略するが、図8,図10及び図13の車載器56,91においても、同様にA/D変換器を設けてCPU72,105で比較処理を行うようにしてもよい。
【0092】なお、上記実施の形態3〜7では路側アンテナと車載器とに2チャンネルの送信周波数(f1 ,f2 とf3 ,f4 )が設定されている場合を例に挙げて新たな周波数分割方式の発明を説明したが、これに限定するものではなく、これらの新たな周波数分割方式の発明は3チャンネル以上の送信周波数が設定されている場合にも適用することができ、チャンネル数に応じて適宜バンドパスフィルタ、比較器、差動増幅器などの各構成機器を設定すればよい。
【0093】また、本発明は多車線対応のETC無線システムに適用して有用なものであるが、必ずしも多車線道路に限らず、駐車場などの様々な場所で路側無線機と移動体側無線機とが無線通信を行う無線システムにも適用することができる。特に、料金所対応のETC無線システムでは干渉を防止するために複数の周波数が各通路ごとに割り当てられているため、上記実施の形態3〜7の周波数分割方式は料金所対応のETC無線システムにも適用することができる。
【0094】
【発明の効果】以上、発明の実施の形態とともに具体的に説明したように、第1発明の路側無線機は、複数の路側アンテナで通信領域を合成する多重化方式の路側無線機において、タイミング生成手段によるタイミング生成によって、一方の路側アンテナが一方の移動体側無線機へ情報を送信している間、他方の路側アンテナでは他方の移動体側無線機から情報を受信し、また、一方の路側アンテナが一方の移動体側無線機から情報を受信している間、他方の路側アンテナでは他方の移動体側無線機へ情報を送信するようにしたことを特徴とする。
【0095】従って、この第1発明の路側無線機によれば、従来の時分割方式に比べて通信パフォーマンスが約2倍となり、複数台の移動体側無線機に対する通信を1台の路側無線機の通信パフォーマンス(通信信頼性)で処理可能となる。
【0096】また、第2発明の路側無線機は、複数の路側アンテナで通信領域を合成する多重化方式の路側無線機において、路側アンテナを複数の受信アンテナと1つの送信アンテナとに分離し、受信アンテナでは各車線をカバーする幅の狭い通信領域を形成し、送信アンテナでは受信アンテナの通信領域全体をカバーする幅の広い通信領域を形成して、送信アンテナからは移動体側無線機への送信のみを行ない、移動体側無線機からの受信は各受信アンテナのみによって行うようにしたことを特徴とする。
【0097】従って、この第2発明の路側無線機によれば、送信アンテナから送信する電波は所望の移動体側無線機以外の移動体側無線機も受信してしまうが、受信アンテナでは通信領域を制限して所望の移動体側無線機以外の移動体側無線機からの電波は受信しないため、総合的に通信領域を制限することが可能となる。そして、送信周波数は1つであるため周波数スキャンによる時間遅れはなく、しかも、各受信アンテナは独立して動作するため通信パフォーマンス(通信信頼性)の劣化もなく、また、同一周波数で動作させることができるため干渉も発生しない。
【0098】また、第3発明の移動体側無線機は、複数の路側アンテナで通信領域を合成する多重化方式であって各路側アンテナの送信周波数が異なる周波数分割方式の路側無線機に対して無線通信を行う移動体側無線機において、移動体側無線機の複数の送信周波数の高周波をそれぞれ発振する複数の高周波発振手段と、周波数変換手段とを用いて、路側アンテナからの受信電波を中間周波数に変換し、これらの中間周波数の受信電波を、路側アンテナと移動体側無線機の送信周波数差を通過周波数帯域とする複数のバンドパスフィルタをそれぞれ通過させた後、これらの受信電波強度と閾値とを比較手段により比較することによって、路側アンテナ送信周波数を検知するように構成したことを特徴とする。
【0099】従って、この第3発明の移動体側無線機によれば、多重化による通信領域の最適形成によって誤通信の防止を図ることができ、しかも、移動体の通過位置にかかわらず高い通信パフォーマンス(通信信頼性)を確保することができる。
【0100】また、第4発明の移動体側無線機は、複数の路側アンテナで通信領域を合成する多重化方式であって各路側アンテナの送信周波数が異なる周波数分割方式の路側無線機に対して無線通信を行う移動体側無線機において、移動体側無線機の複数の送信周波数の高周波を切り換えて発振可能な1つの高周波発振手段と、周波数変換手段とを用いて、路側アンテナからの受信電波を中間周波数に変換し、この中間周波数の受信電波を、路側アンテナと移動体側無線機の送信周波数差、この送信周波数差と路側アンテナの送信周波数差や移動体側無線機の送信周波数差との和及び差をそれぞれ通過周波数帯域とする複数のバンドパスフィルタをそれぞれ通過させた後、これらの受信電波強度と閾値とを比較手段により比較することによって、路側アンテナ送信周波数を検知するように構成したことを特徴とする。
【0101】従って、この第4発明の移動体側無線機によれば、多重化による通信領域の最適形成によって誤通信の防止を図ることができ、しかも、移動体の通過位置にかかわらず高い通信パフォーマンス(通信信頼性)を確保することができる。また、上記第3発明に比べて、高価な高周波発振手段の所要数が少ないため、コストの低減を図ることもできる。
【0102】また、第5発明の移動体側無線機は、第3発明の移動体側無線機において、前記複数のバンドパスフィルタを通過した受信電波強度の差を受信電波強度差検出手段で求め、この受信電波強度差と閾値とを比較手段により比較して、この比較結果にも基づいて路側アンテナ送信周波数を検知するようにしたことを特徴とする。
【0103】また、第6発明の移動体側無線機は、第4発明の移動体側無線機において、前記複数のバンドパスフィルタを通過した受信電波強度の差を受信電波強度差検出手段で求め、これらの受信電波強度差と閾値とを比較手段により比較して、この比較結果にも基づいて路側アンテナ送信周波数を検知するようにしたことを特徴とする。
【0104】従って、この第5又は第6発明の移動体側無線機によれば、路側アンテナの電波強度差も考慮して、路側アンテナ送信周波数を検知するため、フェージングによる誤検知を防止することができる。
【0105】また、第7発明の移動体側無線機は、第3又は第5発明の移動体側無線機において、前記複数のバンドパスフィルタを通過した受信電波強度をA/D変換手段によりディジタル信号に変換してCPUに入力し、このCPUによって前記閾値との比較も行うようにしたことを特徴とする。
【0106】また、第8発明の移動体側無線機は、第4又は第6発明の移動体側無線機において、前記複数のバンドパスフィルタを通過した受信電波強度をA/D変換手段によりディジタル信号に変換してCPUに入力し、このCPUによって前記閾値との比較も行うようにしたことを特徴とする。
【0107】従って、この第7又は第8発明の移動体側無線機によれば、A/D変換器を設け、CPUにおいて比較処理も行うようにしたことにより、移動体側無線機の構成の簡素化や小型化などを図ることができる。
【0108】また、第9発明の無線システムは、第1又は第2発明の路側無線機を有し、この路側無線機と移動体側無線機との間で無線通信を行うようにしたことを特徴とする。
【0109】また、第10発明の無線システムは、第3,第4,第5,第6,第7又は第8発明の移動体側無線機を有し、この移動体側無線機と路側無線機との間で無線通信を行うようにしたことを特徴とする。
【0110】従って、この第9又は第10発明の無線システムによれば、上記第1,第2,第3,第4,第5,第6,第7又は第8発明の効果が得られ、通信パフォーマンス(通信信頼性)の高い無線システムを実現することができる。




 

 


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