WO2001005065A1 - Emetteur de bord de route - Google Patents

Description

明細書

路上送信装置 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、 道路にセルを形 成することにより路上と移動局との移動通信を可能にする路車間通信シス テムに用いられる路上送信装置に関するものである。 背景技術

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ょうとすれば、 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車両が走行する自動運転システム につながっていく （例えば、 特開平 8— 2 4 1 4 9 5号公報参照） 。

自動運転システムへの将来的拡張を考慮し、 車両との間の通信を利用し た運転支援システム （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、 道路上に通信エリア （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。

これに対して、 路上アンテナ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つの路上アンテナで比較的広いセルを確保すること ができる。 この場合、 路上アンテナは、 光ファイバなどを介して道路管理 者側の中央基地局にそれぞれ結合されている。

路上アンテナを設置した場合、 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。 特に、 周波数の高いマイク 口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。

そこで、 路上と車両との連続的な通信を可能にするため、 固有の指向性 を有する路上アンテナを、 道路に沿って複数配置し、 各路上アンテナから 同一周波数、 同一内容の電波を同一セル内に放射する、 複局通信の提案が 行なわれている。

複局通信システムの場合、 放射される電波の伝搬経路が複数あるので、 車両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、 移動局と路上通信局との連続的な通信を良好に行えるという利点 がある。

ところで、 複局通信方式では、 車両が走行すると、 走行に伴う ドッブラ 一現象が生じ、 前方向と後ろ方向から電波を受ける受信アンテナは、 それ ぞれドッブラー偏移に基づき異なった周波数の電波を受ける。

図 9 (a)は、 複局通信方式の従来の路上アンテナ a , b , cの配置及びそ の下を走行する車両を示し、 車両は、 受信アンテナ 6 1 と受信装置 4を搭 載している。

図 9 ( は、 受信アンテナ 6 1の受ける受信周波数のずれの推移を示すグ ラフである。 受信アンテナ 6 1が路上アンテナ aから受ける受信周波数の ずれの推移を a、 受信アンテナ 6 1が路上アンテナ bから受ける受信周波 数のずれの推移を b、 受信アンテナ 6 1が路上アンテナ cから受ける受信 周波数のずれの推移を cで示している。

路上アンテナ aから受ける受信周波数のずれの数値例を挙げる。 路上ァ ンテナの送信周波数を ί 0， 車速 Vとすると、 ドップラー偏移 は、 = f 0 v /c ( cは光速） となる。 車両が路上を走行し、 路上アンテナの地 上からの高さを H、 車両からの路上アンテナまでの距離を Lとしたときの、 ドッブラ一偏移 Δ f は、

Δ f = f 0 ( v /c) L ( L ² + H² ) — ^{1 / 2} となる。 f 0= 5. 8 GH z， v = 1 0 0 km/h, H = 1 0 (m)の数値を仮定 すると、 ドップラー偏移 Δ ίは、

Δ f = 53 7 · L (L² +Η²) "^{ι /2} (Η ζ )

となる。 路上アンテナの間隔を 50 (m)としたとき、 Lは、 0 (m)から最大 50 (m)までとるので、 ドップラー偏移 は、 0から 52 7 (H z ) まで の範囲をとる。 中間の L = 2 5 (m)の位置では、 ドップラー偏移 は、 4 9 9 (H z ) となる。

図 9 (a)のような配置では、 図 9 (b)に示すように、 車両の走行にともな い、 車両が路上アンテナのほぼ中間の位置を通過するたびに、 受信周波数 に飛びが生じる。 これは受信装置 4の自動周波数制御 （AF C) 力 受信 電力の大きい方の周波数に引き込まれるからである。

この飛びのため、 受信部において周波数制御の追従が困難になり、 その 間、 通信がとぎれるという事態が生じていた。

したがって、 セルに複数配置された路上通信局とセル内の車載移動局と の間で通信を行う路車間通信システムにおいて、 路上送信装置側でドッブ ラ一効果を軽減する方策が望まれていた。 発明の開示

(1)前記目的を達成するための請求項 1記載の路上送信装置は、 車両の走 行方向の指向性を有する第 1の送信アンテナと、 車両の走行方向と逆の指 向性を有する第 2の送信アンテナと、 第 1の送信アンテナ及び第 2の送信 アンテナにそれぞれつながれ、 同一周波数の信号を出力する第 1の送信部 及び第 2の送信部と、 周波数補正部とを備え、

前記周波数補正部は、 第 1の送信部に対して、 第 1の送信アンテナに供 給される信号の周波数を高くする正の周波数オフセッ トを与え、 第 2の送 信部に対して、 第 2の送信アンテナに供給される信号の周波数を低くする 負の周波数オフセッ トを与えるように補正するものである。

本発明では、 車両の走行方向を向いた電波には、 周波数を高くするオフ セッ トを与え、 車両の走行方向と逆の電波には、 周波数を低くするオフセ ッ トを与えて送信する。

したがって、 車載受信装置にとっては、 ドップラー偏移に基づく受信周 波数の変動が少なくなり、 自動周波数制御 （A F C ) の周波数制御に対す る要求が緩やかになる。 したがって復調後デ一夕の品質の劣化が緩和され る。

(2) 前記周波数補正部が与える正負の周波数オフセッ ト量の大きさは等 しいことが好ましい （請求項 2 ) 。

通常、 車両の走行速度は、 セル内でほぼ等しいので、 車載受信装置が車 両の走行方向を向いた電波から受けるドップラー偏移と、 車両の走行方向 と逆向きの電波から受けるドップラー偏移の大きさは同じと考えられるか らである。

(3) セル内を走行する車両の速度を検知する速度検知手段をさらに備え、 前記周波数補正部は、 周波数オフセッ ト量の大きさを、 検知した車両の速 度に基づいて設定するものであってもよい （請求項 3 ) 。

車両の走行速度が検知できれば、 車載受信装置が受けるドッブラー偏移 の大きさも分かるので、 それに応じて周波数オフセッ ト量の大きさを設定 することができる。 したがって、 車両の速度が時間的に変化する場合、 リ アルタイムで正確な周波数補正をすることができる。

なお、 セル内に複数の車両があり、 それぞれの車両の速度が検知できる ときは、 複数の車両の速度の平均値に基づいて周波数オフセッ 卜量の大き さを設定することになる。

(4) 前記周波数補正部が与える周波数オフセッ ト量の大きさは、 車両が 受けるドップラー偏移を一定とみなして固定値に設定してもよい （請求項 4 ) 。

通常、 車両の走行速度は、 同じ道路の同じセル内で、 いつもほぼ等しく、 大きな時間変動はないと考えられる （交通規制や渋滞があれば、 車両の走 行速度は大きく変動するが、 交通規制や渋滞はいつどの程度起こるか予測 できない） 。

したがって、 周波数オフセッ ト量の大きさを固定しても、 ドップラー偏 移に基づく受信周波数の変動を緩和するという本発明の目的は達成できる。 さらに速度検知手段が不要になるので、 路上送信装置の構成が簡単にな るという利点がある。

(5) 第 1の送信部及び第 2の送信部は、 O F D M変調された電波を送信 するものであってもよい （請求項 5 ) 。

伝送情報を副搬送波に分割して伝送する O F D M変調方式を採用した場 合、 隣接する副搬送波同士の周波数間隔は狭いため、 周波数変位に対する ビッ ト誤り率の感度が高い。 したがって、 図 9に説明したような従来の路 車間通信システムでは、 ドップラー周波数変化が大きくなることにより、 伝送特性の劣化が生じてしまう。

本発明は、 周波数にオフセッ トを与える補正をして、 ドップラー周波数 変化を緩和するので、 O F D M変調方式を採用した路車間通信システムに 対して非常に有効に働く。 図面の簡単な説明

図 1は、 路車間通信システムの構成を示す概念図である。

図 2は、 送受信局 2の送信装置 2 bの内部構成を示すブロック図である。 図 3は、 O F D Mによるシンボル伝送の様子を周波数軸 f 、 時間軸 t上 に図示したグラフである。

図 4は、 図 2に示した送信装置 2 bの内部構成の変更例を示すブロック 図である。

図 5は、 図 4の送信装置 2 bの； f _d 補正回路 3 7の内部構成を示す回路図 である。

図 6は、 送受信局 2の受信装置 2 aの内部構成を示すブロック図である。 図 7は、 車載移動局 4の構成を示す概念図である。

図 8は、 （a)は、 本発明の路上送信装置の路上アンテナ a 1， a 2 ； b 1 , b 2 ; c 1 , c 2の配置及びその下を走行する車両を示す配置図であり、 (b)は、 車載受信装置の受ける周波数のずれ Δ f の推移を示すグラフである, 図 9は、 （a)は、 従来の複局通信方式の 3つの路上アンテナ a， b， じの 配置及びその下を走行する車両を示す配置図であり、 （b)は、 受信周波数の ずれの推移を示すグラフである。 符号の説明

1は中央基地局、 2は送受信局、 2 aは受信装置、 2 bは送信装置、 4 は車載移動局、 2 2はダウンコンバータ、 2 3は<3 31^復調回路、 24 はフーリエ変換回路、 2 6は？75変換回路、 2 7は Δ ί検出部、 3 1は SZP変換回路、 3 2は f _d 設定回路、 3 3は逆フーリエ変換回路、 34 a 34 bは Q P S K変調回路、 3 5 a， 3 5 bはアップコンパ一夕、

36 aはアンテナ、 3 6 bはアンテナ、 3 7は f _d 補正回路、 4 7 ttSZP 変換回路、 4 9は逆フーリエ変換回路、 5 0は0? 31^変調回路、 5 1は アップコンバータ、 ·6 1は送受信アンテナ、 6 3は(3? 31：復調回路、 6 4はフーリエ変換回路、 6 5は！^/5変換回路、 6 6はダウンコンバータ、 a, b， cは路上アンテナ

(実施の形態 1 )

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。 図 1は、 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、 路上通信局と車両に搭載されている移動局との間で道路交 通情報を送受信するシステムである。

道路に沿ってセルが形成されている。 セルの中又はその近傍には、 送受 信局 2が間隔を置いて設置されている。 各送受信局 2は、 それぞれ車両の 走行方向に沿って前方向の指向性を有するアンテナ 3 6 aと、 後方向の指 向性を有するアンテナ 36 bとを有している。

これらの前方向の指向性を有するアンテナ 36 aからは、 正側にオフセ ッ 卜された周波数の電波がセル内に放射され、 後方向の指向性を有するァ ンテナ 3 6 bからは、 負側にオフセッ卜された周波数の電波がセル内に放 射される。

なお、 アンテナから放射される電波の周波数は、 オフセッ ト分を除けば、 同一周波数となっている。

送受信局 2は、 中央基地局 1から光ファイバや同軸ケーブル等の有線伝 送回線 9 (無線伝送回線でもよい。 以下 「有線伝送回線 9」 を想定する） を介して送信データを取得し、 互いに直交する複数の搬送波 （サブキヤリ ァ） を使って O F DM変調を施して、 無線電波としてセル内に送信するも のである。 また、 送受信局 2は、 セル内の車載移動局 4から OFDM変調 が施された無線電波を受信し、 OF DM復調して、 中央基地局 1に有線伝 送回線 9を介して受信デ一夕を中央基地局 1に送信するものである。

前記送受信局 2の機能と、 中央基地局 1の機能とを合わせて、 「路上通 信局」 ということとする。

O F DM変調方式を採用する理由は、 次のとおりである。

複局通信の場合、 同一セル内に同じような送信電力で複数の電波が放射 されるので、 マルチパスによるフエージングが生じ、 搬送波間干渉や符号 間千渉が強く現れ、 その影響を取り除くことは、 システム構築の上で必須 となる。

一般に、 シングルキャリア（単一搬送波）を用いた移動体通信方式では、 マルチパス遅延波による符号間干渉の影響を受けやすい。

そこで、 キヤリアを複数のサブキャリアに分割して送信することができ る OF DM変調方式を採用することが提案されている。 この OF DM変調 方式は、 ガード時間の設定により遅延波の影響を排除することができると いう利点がある。

図 2は、 送受信局 2の送信装置 2 bの内部構成を示すブロック図である。 送信装置 2 bは、 SZP (シリアルパラレル） 変換回路 3 1、 f _d 設定回 路 3 2, 逆フーリエ変換回路 3 3、 0? 5 変調回路34 &, 34 b、 ァ ップコンパ一夕 3 5 a， 3 5 b等を有している。

逆フーリエ変換回路 3 3は、 SZP変換回路 3 1からパラレルに供給さ れる送信データに対して逆フーリエ変換を施し、 逆フ一リエ変換したもの を変換してシリアルに戻し、 シリアルに戻されたシンボル列を時間圧縮し て、 後ろのシンボルを前にもってくることでガード時間を設定するという 諸機能を実現する回路である。

図 3は、 〇 F DMによるシンボル伝送の様子を周波数軸 f 、 時間軸 t上 に図示したグラフである。 有効シンボル長は TSで表され、 ガード時間は Δ tで表されている。 時間圧縮比は、 （TS+A t ) ZTSで示される。 サブ キャリア数を n、 伝送レートを m(Mbps)とすると、 TSは、 QP S Kの場合 TS= 2 nZm(w sec)で表される。

前記 O F DM変調のガード時間 Δ tは、 マルチパスによる遅延時間より も長くとる必要がある。 これにより、 送受信局 2や車載移動局 4は、 電波 伝搬の経路が複数あること （マルチパス） による伝搬遅延の悪影響を受け ることなく、 シンボル間の干渉を回避して受信信号を正確に復元すること ができる。

図 2を参照して、 0 51^変調回路343， 34 bは、 逆フーリエ変換 回路 3 3から出力される位相 0 ° ， 1 8 0 ° に対応する信号、 位相 9 0 ° , 27 0 ° に対応する信号をそれぞれ DZA変換し、 sin波、 cos波をかけて 加算することにより、 QP S K変調する回路である。

なお、 この実施形態では、 QP S K変調することとしているが、 これ以 外に他の変調方式、 例えば QAM, B P SK, 8 P SK等を採用してもよ いことはもちろんである。 しかし以下では、 特に断らない限り QP SK変 調を行うことを前提として、 説明を進める。

アップコンバータ 3 5 a, 3 5 bは、 無線周波数に周波数変換する回路 である。 アップコンバ一夕 3 5 a， 3 5 bの出力信号は、 サーキュレー夕、 同軸ケーブルを通って路上アンテナ 36から電波として放射される。

ここで、 Q P S K変調回路 34において、 周波数にオフセッ トを与える 方法を説明する。

f _d 設定回路 3 2は、 オフセッ ト周波数 f _d を設定する回路であり、 この 設定は、 （1)道路を走行する車両の走行速度をリアルタイムで検知して設定 する、 （2)予め定数として与えておく、 といった方法が考えられる。

(1)の車両の走行速度を検知するには、 例えば、 0- 1)セル内の各車両か ら自車の速度情報を送信してもらい、 この速度情報に基づいて車両の平均 的な走行速度を求める方法、 （卜 2)道路の超音波式速度感知器やテレビカメ ラを設置して各車両の速度を検知し、 平均的な走行速度を求める方法、 （1- 3) 受信装置 2 aで自動周波数制御 （A F C) をするときに検出した受信電 波のドップラーシフト Δ f に基づき各車両の速度を検知し、 車両の平均的 な走行速度を求める方法などがある。

(2)の予め定数として与えておくのは、 当該セルでの車両の走行速度を統 計的又は経験的に求めておき、 車両は常にこの走行速度で走行するものと みなすということである。 車両が流れよく走行する道路では、 車両の走行 速度をリアルタイムで検知しなくても、 定数として固定しておくほうが、 走行速度検知手段が不要となり構成が簡単になる。

オフセッ ト周波数 f _d の大きさは、 当該速度で車両が走行した場合に、 当 該車両が受ける最大ドップラー偏移 F_d の半分 （ f _d = F_dZ 2 ) とする。

このようにして設定されたオフセッ ト周波数 + f _d に相当する信号は、 電 圧制御発振回路 （V C O) に供給される。 そして、 P L L発振器により、 角周波数が ω+ 2 π ί , の信号が発生する。 この角周波数が ω + 2 π f _d の 信号は、 移相回路により 9 0 ° の位相差が与えられて Q P S K変調回路 3 4 aに供給される。

一方、 オフセッ ト周波数一 i_d に相当する信号は、 電圧制御発振回路 （V C O) に供給され、 P L L発振器により、 角周波数が ω— 2 π f _d の信号が 発生する。 この角周波数が ω— 2 π ΐ _ύ の信号は、 移相回路により 9 0 ° の 位相差が与えられて Q P S K変調回路 3 4 bに供給される。

これにより、 Q P S K変調回路 3 4 aから、 + のオフセッ トのある周 波数信号が得られ、 QP SK変調回路 34 bから、 — f _d のオフセッ トのあ る周波数信号が得られる。

図 4は、 図 2に示した送信装置 2 bの内部構成の変更例を示すブロック 図である。

この図 4の回路構成を、 図 2の回路構成と比べると、 図 2の回路構成で は、 角周波数 ω± 27T f _d の信号を、 QP S K変調回路 34の局部発振回路 に供給してオフセッ トを与えていたが、 図 4の回路構成では、 QP SK変 調回路 34に入力される同相成分の信号 I、 直交成分の信号 Qに周波数補 正を施してオフセッ トを与えるところが違っている。

このオフセッ ト周波数の補正を施す回路が f _d 補正回路 3 7である。

図 5は、 f _d 補正回路 3 7の内部構成を示す回路図である。 f _d 補正回路 3 7は、 ί _d 設定回路 3 2から得られるオフセッ ト周波数 f _d の情報に基づ いて cos ( 2 π f _d t ) ， sin ( 2 ττ f _d t ) の信号を作る。 そして、 逆フ 一リエ変換回路 33から出てくる同相成分の信号 I、 直交成分の信号 Qに、 cos ( 2 π f _d t ) , sin ( 2 π f _d t ) をそれぞれ乗算して

I COS ( 27C f _d t ) ，

I sin ( 2 T f _d t ) ,

Q cos ( 2 π f _d t ) ，

Q sin ( 2 π f _d t )

の 4つの信号を得る。 さらに、 れら 4つの信号の足し算、 引き算をして I a， I b, Qa， Qbを得る。

I a= I cos ( 27C f _d t ) — Q sin ( 2 π f _d t )

Qa= Q cos ( 2 π f _d t ) + 1 sin ( 2 π f _d t )

I b= I cos ( 2 π f _d t ) + Q sin ( 2 TC f _Λ t )

Qb= Q cos ( 27T f _d t ) 一 I sin ( 2 π f _d t )

そして I a， Qaを Q P S K変調回路 34 aに供給し、 l b, Qbを QP SK 変調回路 34 bに供給する。

これにより、 QP S K変調回路 34 aから、 + のオフセッ トのある周 波数信号が得られ、 Q P S K変調回路 3 4 bから、 一 f _d のオフセッ トのあ る周波数信号が得られる。

図 6は、 送受信局 2の受信装置 2 aの内部構成を示すブロック図である。 受信装置 2 aは、 受信アンテナ 2 1 , ダウンコンバータ 2 2 Q P S K 復調回路 2 3、 フーリエ変換回路 2 4 PZS (パラレルシリアル） 変換 回路 2 6 △ f 検出部 2 7等を有している。

受信装置 2 aのダウンコンバータ 2 2は、 無線周波数を中間周波数に変 換する回路である。

Q P S K復調回路 2 3は、 Q P S K変調回路 3 4とは逆に QP S K復調 する回路であって、 2分配された信号の一方に sin波をかけ、 他方に 9 0 ° 位相の違う cos波をかけてそれぞれ A/ D変換する回路である。

周波数差 Δ f 検出部 2 7は、 Q P S K復調回路 2 3の同相成分 I (cos波 をかけた後の信号） 、 直交成分 Q (sin波をかけた後の信号） に基づいて受 信周波数のずれ Δ f を検出する回路である。 受信周波数のずれ Δ ίは、 サ ンプル時間間隔ごとに複素数 I の偏角を計算し、 現在の I ZQの偏角 ( I /Q) , と、 1つ前にサンプルした （ I ZQ) ,_, の偏角との差に基づ いて求めることができる。

Δ f = ( I /Q) , - ( I /Q)

Δ f 検出部 2 7は、 この受信周波数のずれ△ f をダウンコンバ一夕 2 2 及び Q P S K復調回路 2 3にフィードバックすることにより、 受信周波数 のずれ Δ f を補正する機能を果たす。

フーリエ変換回路 2 4は、 送信側の逆フーリエ変換回路 3 3と逆の処理 をする回路で、 Q P S K復調された信号を、 有効シンボル長 TSのウィンド ゥ長でフーリエ変換することにより、 復号信号を得る回路である。

PZS変換回路 2 6はフーリエ変換後のパラレル信号を、 シリアル信号 に変換する回路である。

このシリアル信号に変換されたデ一夕は、 中央基地局 1に送信される。 次に、 車両に搭載される車載移動局の構成を説明する。 図 7は、 車載移動局 4の構成を示す概念図である。 車載移動局 4は、 送 受信アンテナ 6 1、 受信部、 送信部、 及び周波数制御部から構成される。

この送信部は、 変換回路 ァ、 逆フーリエ変換回路 49、 QP S K変調回路 5 0、 アップコンバ一夕 5 1等を有している。

この送信部の構成は公知であり、 図 2に示した路上の送信装置 2 bの構 成の主要部分と同じなので動作説明を省略する。

受信部は、 無線周波数を中間周波数に変換するダウンコンバータ 66、 QP S K復調回路 6 3、 フーリエ変換回路 64、 PZS変換回路 6 5等を 有している。 受信部の構成も公知であり、 図 6を用いて説明した受信装置 2 aの構成と同様なので、 説明は省略する。

周波数制御部は、 受信部の受信周波数のずれ Δ f を検出する機能を持つ とともに、 このずれ Δ f に基づいて受信部の周波数制御を行う機能を備え ている。

受信周波数のずれ△ f を検出する機能については、 図 6を用いて説明し た△ f 検出部 2 7の機能と同様の説明ができる。 すなわち、 QP S K復調 回路 6 3の同相成分 I (cos波をかけた後の信号） 、 直交成分 Q (sin波を かけた後の信号） に基づいて、 サンプル時間間隔ごとに複素数 I ZQの偏 角を計算し、 現在の I ZQの偏角 （ I ZQ) , と、 1つ前にサンプルした ( I /Q) ,., の偏角との差に基づいて受信周波数のずれ Δ f を検出する。

Δ f = ( I /Q) ,一 （ I /Q) ,. ,

周波数制御部は、 検出した受信周波数のずれ Δ f を、 ダウンコンバータ 66の発振器にフィ一ドバックすることにより、 受信周波数のずれ Δ f を 補正する機能を果たす。

f = _ε "A f

この式で、 f 。，_g は、 Δ f が 0のときに発振すべき周波数である。

このようにして得られた周波数のずれ Δ f をグラフ化して示した図が、 図 8である。

図 8 (a)は、 本発明の路上送信装置の路上アンテナ a 1， a 2 ； b 1 , b 2 ; c 1， c 2の配置及びその下を走行する車両を示す。 車両 4は、 前述 したように、 送受信アンテナ （以下 「受信アンテナ」 という） 6 1 と、 車 載移動局 4とを搭載している。

図 8 (b)は、 周波数のずれ Δ f の推移を示すグラフである。 受信アンテナ 6 1が路上アンテナ a 2から受ける受信周波数のずれの推移を a 2、 受信 アンテナ 6 1が路上アンテナ b 1から受ける受信周波数のずれの推移を b 1、 受信アンテナ 6 1が路上アンテナ b 2から受ける受信周波数のずれの 推移を b 2、 受信アンテナ 6 1が路上アンテナ c 1から受ける受信周波数 のずれの推移を c 1で示している。

この図 8 (b)のグラフによると、 路上の送信装置 2 bの周波数オフセッ ト f _d のために、 周波数のずれ A f は、 図 9の場合と比べると、 ほぼ半分に減 つている。 例えば、 b 1を例にとれば、 周波数オフセッ ト f _d がなければ、 車両は最大 F _d のドップラー偏移を受けるが、 周波数オフセッ ト ί _d が予め 与えられているために、 受けるドップラー偏移は路上アンテナ a 1 , a 2 の直下では半分になる。

また、 車両の走行に伴い路上アンテナの中問付近 Aで発生する周波数の 飛びはほぼ半分になることがわかる。 このため、 自動周波数制御 （A F C ) を行う場合、 周波数制御の追従は十分可能であり、 通信のとぎれは生 じない。

なお、 車両が送受信局の直下 Bを通過したとき、 図 9の場合は周波数の 飛びは原則として生じないが、 図 8の場合は周波数の飛びが生じる。 これ は、 本発明では、 1つの送受信局に指向性の違う 2つのアンテナを設けた ので、 車両が送受信局の直下 Bを通過したとき、 それらのアンテナからの 受信電波が入れ替わり、 オフセッ ト周波数の差の 2倍分だけ周波数が飛ぶ からである。

本発明の実施の形態の説明は以上のとおりであるが、 本発明は前述の実 施形態に限定されるものではない。 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。

Claims

請求の範囲

1. セルに配置された路上通信局とセル内の車載移動局との間で通信を行 う路車間通信システムに用いられる路上送信装置であって、

車両の走行方向の指向性を有する第 1の送信アンテナと、 車両の走行方 向と逆の指向性を有する第 2の送信アンテナと、 第 1の送信アンテナ及び 第 2の送信アンテナにそれぞれつながれ、 同一周波数の信号を出力する第 1の送信部及び第 2の送信部と、 周波数補正部とを備え、

前記周波数補正部は、

第 1の送信部に対して、 第 1の送信アンテナに供給される信号の周波数 を高くする正の周波数オフセッ トを与え、

第 2の送信部に対して、 第 2の送信アンテナに供給される信号の周波数 を低くする負の周波数オフセッ トを与えるように補正するものであること を特徴とする路上送信装置。

2. 前記周波数補正部が与える正負の周波数オフセッ ト量の大きさは等し いことを特徴とする請求項 1記載の路上送信装置。

3. セル内を走行する車両の速度を検知する速度検知手段をさらに備え、 前記周波数補正部は、 周波数オフセッ ト量の大きさを、 検知した車両の速 度に基づいて設定するものである請求項 1記載の路上送信装置。

4. 前記周波数補正部が与える周波数オフセッ ト量の大きさは、 車両が受 けるドッブラー偏移を一定とみなして固定値に設定されるものである請求 項 1記載の路上送信装置。

5. 前記第 1の送信部及び第 2の送信部は、 直交周波数分割多重 （OFD M ； Orthogonal Frequency Division Mul Uplex)変調された電波を送信す るものである請求項 1から請求項 4までのいずれかに記載の路上送信装置。