CN1312640C

CN1312640C - 固定站通信、电子收费及其方法

Info

Publication number: CN1312640C
Application number: CNB021528691A
Authority: CN
Inventors: 远山一昌
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-11-26
Filing date: 2002-11-26
Publication date: 2007-04-25
Anticipated expiration: 2022-11-26
Also published as: CN1426025A; US20030109223A1; JP2003162743A; US7349669B2; JP3855747B2

Abstract

一个通行费电子收费(ETC)***包括一辆车上安装的一个车载单元以及一个固定站通信***。这个通信***执行操作，对驶经预定通信区域内的车辆上安装的车载单元进行通信来进行记帐处理。该固定站通信***由一个控制器与一个天线单元构成。该控制器包括一个设计成能够生成一个协议选择信号的协议控制器以及一个设计成能够根据该生成的通信协议选择信号来控制该通信的通信控制器。该天线单元包括一个调制解调器单元以及控制装置，该调制解调器单元被设计成能够有选择地包含与一组通信协议类型对应的、多种类型的调制/解调技术，该控制装置被设计成能够有选择地允许该调制解调器单元被切换到由该协议选择信号指定的特定的调制/解调技术。

Description

固定站通信***、电子收费***及其方法

【发明领域】

本发明涉及一个通行费电子收费(ETC)***以及一种用于电子收费的通信方法，它可以通过与驶经某条道路上预定通信区域内的车辆上的***之间的通信来执行记帐处理。

【背景技术】

最近，收费道路(譬如高速公路)通行费收费亭处的电子收费(ETC)***日渐增多。为了在一个收费亭收取一次通行费，要安装一个道路***，而且在一个用户的车辆上安装一个车载单元，从而实现该道路***与该车载单元之间的无线电通信。为了支付该通行费，收取一次通行费的处理(譬如从用户早先注册的帐户中支取通行费)通过该无线电通信自动执行。这种无线电通信免除了在收费亭处停止用户车辆来进行通行费支付的必要，从而减少了收费亭或其附近的交通堵塞，并且，举例来说，由于使收费亭无人管理而降低了管理费用。

顺便提一下，一旦引入了这样一种电子收费***而且向用户提供了适用于该***的车载单元，那么就有可能会遇到一种情况，即需要切换到对已经向用户供应的车载单元并不适用的***。在这种情况下，必须用新单元来更换已经装备完毕的用户的车载单元，但是更换是费时而且昂贵的，所以要向该新***作一次快速转换很困难。

举例来说，如果引入了一个采用与从前不同的通信协议(或简称协议)的***，就可能出现上述情况。对这种情况的一种解决办法是安装能够适应多种类型车载单元的多种类型道路***。在这种情况下，为了按照该多种通信协议类型与该车载单元通信，可以安装各种类型的道路***以应付该车载单元。但是，从安装地点和安装成本两方面来讲，这个冗余***都与它真正的装置有很大的差距。

【发明内容】

本发明已经做到能够克服上述问题。本发明的一个目的是提供一个通行费电子收费***与一种用于电子收费的通信方法，它能够在装有按照不同通信协议运行的不同种类车载单元的车辆驶经设置了一个通行费路卡的通信区域时，与任何协议类型的车载单元通信来收取通行费。

为了实现前述目的，作为本发明的一个方面，提供了一个固定站通信***，以便通过与驶经预定通信区域内的一辆车上安装的一个车载单元的通信来执行记帐处理。该***由一个控制器与一个天线单元构成。该控制器包括一个设计成能够生成一个协议选择信号的协议控制器以及一个设计成能根据该生成的通信协议选择信号来控制该通信的通信控制器。该天线单元包括一个调制解调器单元以及控制装置，该调制解调器单元被设计成能够有选择地包含与一组通信协议类型对应的、多种类型的调制/解调技术，该控制装置被设计成能够有选择地允许该调制解调器单元被切换到由该协议选择信号指定的特定的调制/解调技术。

根据本发明该方面的固定站通信***包括：协议控制器，用于生成一个协议选择信号；通信控制器，用于按照该生成的协议选择信号来控制该通信；以及天线单元，包括一个调制解调器单元和控制装置，其中该调制解调器单元有选择地使用与针对每个时隙的每个时间区间内每次要处理的一组协议类型相对应的、多种类型的调制/解调技术，而该控制装置有选择地允许该调制解调器单元被切换到由该协议选择信号指定的特定的调制/解调技术，其中该协议控制器包括用于生成所述协议选择信号的装置，以便在与所述车载单元执行通信处理期间的每个时隙内不仅依次选择该组协议类型中的每一个协议类型，而且还允许所述通信处理按照每个协议类型来执行；所述天线单元的控制装置在接收到来自该通信区域内出现的车载单元的响应时，通过在多个连续时隙上的通信处理来执行记帐处理。

所以，该发送与接收操作按照来自该协议控制器的协议选择信号加以控制，而且在该天线单元中，该调制解调器单元中的调制/解调技术也根据该协议选择信号进行切换。就是说，该通信***与驶经预定通信区域内的车辆上安装的车载单元之间将按照该协议选择信号指定的一个协议来进行包含记帐处理在内的通信处理。因为在该协议选择信号指定的每个时间段内允许按照各自协议进行通信，所以就能够使该通信***以比较容易、比较稳定的方式来应付各种类型的协议。

结果，即使在一个预定通信区域内存在按照不同协议类型运行的不同车载单元，也能够稳定地进行对每个车载单元的通信。所以，与该传统方法不同，多个通信***的并行结构已变得没有必要，从而节省了建设、管理以及其他方面的成本，而且也使占用空间尽可能地减少。此外，为了引入按照新的通信协议类型运行的车载单元，只要为该新协议增加一个调制解调器电路即可，从而提供了一个容易的、低成本的通信***扩展方法，所以使该固定站***的安装更加容易。

最好，该调制解调器单元具有分别按照该多种类型协议运行的多个调制解调器电路。所以，如果希望增加或删除一个或多个新协议，就只需要增加或删除按照该希望的一种或多种类型协议运行的一个或多个调制解调器电路即可。也就是说，该***的扩展和/或修改实现起来很容易，成本也很低。另外，本发明***改变已经使用的协议规格也很灵活。

而且还希望，该协议控制器被设计成能够生成允许该多种类型协议在与该车载单元至少进行一次通信处理的每个时间段内被轮流选择的协议选择信号。因此可以很安全的方式执行该通信处理。

还有，希望该协议控制器被设计成能够为需要在一个时隙(slot)内处理的、与多种类型协议对应的一次通信处理生成一个协议选择信号，该天线单元的控制装置在接收到来自该通信区域内出现的车载单元的一个响应时，通过对多个时隙上的通信处理来执行该记帐处理。

同样也希望，该协议控制器被设计成包括能判断该通信区域内出现的车辆上所安装的车载单元的协议类型的装置，连续生成与该判定的协议类型对应的协议选择信号、直到对该车载单元的通信处理完成的装置，以及为下一种协议类型生成该协议选择信号的装置。

最好，该协议控制器被设计成包括能为需要在一个时隙内处理的、与多种类型协议对应的一次通信处理而生成协议选择信号的装置，判断在该时隙内是否从该通信区域内出现的车载单元接收到一个响应的装置，以及在接收到该响应的情况下重复生成相同的、能够按照作出响应的车载单元的协议来进行该通信处理的协议选择信号，直到该通信处理完成的装置。

还有，希望该协议控制器被设计成包括在该接收到的响应由两个或多个响应构成的情况下，重复生成相同的、能够按照该作出响应的两个车载单元的两个协议来进行该通信处理的协议选择信号，直到该通信处理对该两个车载单元完成的装置。

该前述目的也能够由一个电子收费***以及一种用于电子收取通行费的通信方法来实现，这是本发明将要提供的更深一层的方面，这些方面能够提供与上述方面完全相同的操作与优点。

根据本发明的电子收费***，包括：安装在车辆上的车载单元；以及用于对驶经预定通信区域的车辆上安装的车载单元进行进帐处理而执行通信的固定站通信***，其中该固定站通信***包括：协议控制器，用于生成一个协议选择信号；通信控制器，用于按照该生成的协议选择信号来控制该通信；以及天线单元，包括一个调制解调器单元和控制装置，其中该调制解调器单元有选择地使用与针对每个时隙的时期内每次要处理的一组协议类型相对应的、多种类型的调制/解调技术，而该控制装置有选择地允许该调制解调器单元被切换到由该协议选择信号指定的特定的调制/解调技术，其中该协议控制器包括用于生成所述协议选择信号的装置，以便在与所述车载单元执行通信处理期间的每个时期内不仅依次选择该组协议类型中的每一个协议类型，而且还允许所述通信处理按照每个协议类型来执行；所述天线单元的控制装置在接收到来自该通信区域内出现的车载单元的响应时，通过在多个连续时隙上的通信处理来执行记帐处理。

根据本发明的以电子方式收缴通行费的通信方法，其中，在车辆驶经一个预定通信区域时，通过在车辆上安装的车载单元与固定站通信***之间的通信来执行记帐处理，该固定站通信***具有一个能够以与针对每个时隙的时期内每次要处理的一组协议类型相对应的多种类型的调制/解调技术进行通信的调制解调器单元，该通信方法包括的步骤为：生成一个协议选择信号，以便在与所述车载单元执行通信处理期间的每个时期内不仅依次选择该组协议类型中的每一个协议类型，而且还允许所述通信处理按照每个协议类型来执行；以及向该调制解调器单元提供该协议选择信号，使得该调制解调器单元按照与该协议选择信号指定的特定协议对应的特定的调制/解调技术来进行通信。

【附图说明】

在所附例图中：

图1是一幅电气方框图，略述一个符合本发明的、用作一个道路***的固定站通信***；

图2是一幅流程图，表示符合该第一实施例的道路***的基本操作；

图3是一幅时序图，它用图形方式表示该道路***与该第一实施例中车载单元之间的通信；

图4是一幅定时图，它通过示例来说明该道路***与该第一实施例中车载单元之间实现的通信；

图5演示一个车载单元、一个道路***以及该道路***能够在其中与该车载单元通信的一个预定通信区域之间的关系；

图6是一张说明各种通信协议(或简称协议)类型实际规格的表格；

图7是一幅流程图，它说明符合该第二实施例的道路***的基本操作；

图8是一幅定时图，它用示例来说明该道路***与该第二实施例中车载单元之间实现的通信；

图9是一幅流程图，它说明符合该第三实施例的道路***的基本操作；

图10是对来自该道路***的询问作出响应的车载单元所执行的一个子程序；

图11是一幅定时图，它通过示例说明在该第三实施例中该道路***与作出响应的某一单个车载单元之间实现的通信；

图12是一幅定时图，它通过示例说明在该第三实施例中该道路***与作出响应的多个车载单元之间实现的通信。

【具体实施方式】

现在参看这些例图来说明本发明的各个范例性实施例。

【第一实施例】

现在参看图1至图6说明符合本发明的、某条高速公路的通行费路卡处安装的电子收费(ETC)***的一个第一实施例。

图1是用作一个固定站通信***的各个道路***1的电子结构概貌，固定站通信***是该ETC的主要构成部分。每个道路***1装备有作为通信控制器来控制通信的一个控制器2以及在通行费路卡处横跨各车道的跨线桥内安装的一个天线单元3。

控制器2具有一个协议控制器4与一个通信控制器5。协议控制器4从某些设备(譬如控制该通行费路卡内所安装的多个道路***的外部控制装置)接收一个协议选择信号。协议控制器4利用这个协议选择信号来生成一个通信协议选择信号以便将它输出到天线单元3。协议控制器4也负责控制通信控制器5所进行的发送与接收。通信控制器5执行对发向与收自天线单元3的下行链路信号以及上行链路信号进行发送与接收所必须的处理。

天线单元3具有一个协议切换电路6，一组调制解调器电路7a、7b、...、7n以及一个RF电路8，所以天线单元3能够借助无线电波与该通行费路卡所在的预定通信区域内目前出现的车载单元9a、9b、...、9n通信。协议切换电路6从协议控制器4接收该通信协议选择信号，以便将通信控制器5连接到所含通信协议类型1、2、...、n互不相同的多个调制解调器电路7a、7b、...、7n中的任何一个。每个通信协议1、2、...、n允许各个调制解调器电路7a、7b、...、7n经由RF电路8与所含通信协议类型1、2、...、n也互不相同的各个车载单元9a、9b、...、9n通信。

简而言之，调制解调器电路7a与车载单元9a之中都安装了通信协议类型“1”，所以能够进行电路7a与单元9a之间的通信。调制解调器电路7b与车载单元9b之中都安装了通信协议类型“2”，所以能够进行电路7b与单元9b之间的通信。同样，调制解调器电路7c至7n能够分别与车载单元9c至9n通信。

现在参看图2至图6来解释上述设计的运行情况。

首先参看图2所示的一幅流程图来解释通信控制器5所执行的、每个道路***1中的基本操作。

在每个道路***1中，当控制器2从外部控制器接收到一个协议选择信号时，就让它的协议控制器4将“1”赋给一个协议选择指数“i”，并将该指数提供到天线单元3的协议切换电路6(图2，步骤S1)。

因而，协议切换电路6激活协议类型为“1”的调制解调器电路7a，使得按照通信协议类型“1”的通信能够经由RF电路8在通信区域E中进行(参见图5)。然后通信控制器5进入下一步骤，其中控制器5按照类型为“1”的通信协议向通信区域E发送一个询问信号(步骤S2)。通信控制器5使一个定时器Ti对一个时间T1计数，T1被设定为能在当前允许的一个或多个通信协议下完成一次发送与接收的一个时间段(步骤S3)。

如果在上述询问信号发送周期其间，通信协议类型为“1”的车载单元9a出现在通信区域E，那么车载单元9a就会发回一个确认信号来作出响应。准确地说，通信控制器5能够接收来自车载单元9a的确认信号，并处理该接收到的数据(步骤S4与S5)。相反，如果通信区域E中不存在安装有车载单元9a的车辆，该处理过程就转移到步骤S6，在这里判断定时器Ti的计数是否超过了该预定值T1。所以，如果没有检测到装有车载单元9a的车辆，就会重复步骤S4与S6的处理直到定时器Ti的计数达到该预定值T1为止。在该重复过程中，如果步骤S6的判断变为“是”(即该时间T1结束)，那么通信控制器5就转移到步骤S7以使协议选择指数“i”加1(i＝i+1)。

然后通信控制器5判断，协议选择指数“i”的数值是否大于道路***1所能支持的通信协议数(步骤8)。在本实施例中，通信协议数为“n”。如果步骤S8的判断为“否”，就采用该向上增加的指数“i”来重复步骤S1之后的处理过程。这种处理方法能够根据分配给需要通信的车载单元9a至9n的每个通信协议类型1至n来进行通信处理。

在如上所述按照所有通信协议类型1至n完成该通信处理后，步骤S8的判断就成为“是”。这就意味着用于该处理的一个时隙已经结束。所以，通信控制器5使协议选择指数“i”返回“1”以便重复步骤S1之后的前述处理过程。如此重复该一个时隙的处理过程就可完成一组多个时隙的通信处理。因此，这种处理方法能够使道路***1与所有车载单元9a至9n轮流通信，从而能够完成对每辆车的记帐处理。

根据这个实施例所示的一个示例，可以举例说，一次记帐处理是通过执行5个时隙的通信处理来实现的。图3举例说明了每个时隙中所执行的通信处理的顺序。通过协议切换电路6的运行，道路***1向通信区域E内可能出现的每个车载单元9a(至9n)轮流按照每个通信协议类型发送一个询问信号(ENQ)。

如果安装了车载单元9a至9n中任何一种的任何车辆进入通信区域E，那么单元9a(9b、...、9n)会接收到已经发出的、任何协议类型的上述询问信号。车载单元9a(9b、...、9n)发回一个确认信号(ACK)以作响应，从而形成了第一时隙(1)。然后，已经接收到该确认信号的道路***1通过发送一个阅读车载单元9a(9b、...、9n)信息的请求信号并接收由车载单元发送的、对阅读车载单元9a(9b、...、9n)信息的一个响应信号而进入第二时隙(2)。

在随后的第三时隙(3)中，道路***1进行操作向车载单元9a(9b、...、9n)发送一个写入记帐信息的请求信号。车载单元9a(9b、...、9n)对这个发送作出响应，往回向道路***1发送一个对写入记帐信息的响应信号。然后在第四时隙(4)中，道路***1向车载单元9a(9b、...、9n)发送一个借助LED、LCD显示器和/或使蜂鸣器发声来通告通信结果的显示请求信号。车载单元9a(9b、...、9n)接收该显示请求信号，然后向道路***1发回一个信号来对该显示作出响应。此后在第五时隙(5)中，道路***1发送一个终止与车载单元9a(9b、...、9n)通信的请求信号，然后车载单元9a(9b、...、9n)向道路***1返回一个对该终止的响应信号。从而，实现该记帐处理的通信处理结束。

现在采用图4所示的一个更加实际的方式来说明上述通信处理，其中举例说明的是通信协议类型为“1”的、将要进入通信区域E(参见图5)的车载单元9a。根据该协议选择信号，每个时间区间T1、T2、...、Tn由前述定时器Ti计时，道路***1按照从“1”至“n”的每个通信协议向通信区域E顺序发送询问信号。

当安装了通信协议类型为“1”的车载单元9a的车辆进入通信区域E时，车载单元9a向道路***1发送一个确认信号。所以道路***1能够接收该确认信号并辨认该驶入的车辆。如上所述，根据时隙(1)中执行的处理，该询问信号与该确认信号在该通信处理中均在它们之间通信。所以该第一时隙所消耗的时间T(1)是T1至Tn的和。此后，在第二至第五时隙中每一片的时间段内，都执行前述通信处理，从而也就执行了该记帐处理。该第二至第五时隙的每一片所消耗的每个时间T(2)(至T(5))是T1至Tn的和，与第一时隙一样。

现在举例说明为实用目的而使用的通信***类型。图6表示要在通信处理中使用的两种通信协议类型的规范。一个通信协议“1”的载波频率与另一个通信协议“2”相同，但通信速度、通信代码或其他方面与另一个通信协议“2”不同。所以一个天线不能同时处理按照协议“1”与“2”进行的两种类型的通信。

所以，如上所述，基于两种协议类型“1”与“2”的两种通信类型按分时方式处理。作为一个示例，将按照每个协议进行一次通信处理所需的时间段T1与T2分别设定为5ms与2.5ms。下面将会说明，时间T1与T2数值的计算取决于通信速度、通信区域的长度L[m]以及驶经通信区域E的车辆的最大速度V[km/h]之间的关系。

如果假设通信区域的长度L为3m，而且该记帐处理在5个通信处理时隙内完成，那么如下所示，驶经该通信区域E的车辆的一个最大速度可达288[km/h]：

[3(m)×3600(s)]/[(5(ms)+2.5(ms))×5(时隙)]＝288(km/h)

这就意味着，即使一辆车以288(km/h)的速度通行，也能保证这个基于5个时隙的通信处理。288(km/h)的车速不是实际速度，它高于通常的实际速度，这样就得到一个应当分配用于再试通信处理的剩余时间段。如果采取这样一个临时方案，就可以在通信失败时再尝试一次通信处理。所以举例来说，如果车辆的速度为200(km/h)，那么就可以在总共7.2个时隙内进行通信处理，所以有2个时隙可用于再试。

结果，安装了通信协议互不相同的多种类型车载单元9a、9b、...、9n的各种车辆在该通信区域内同时出现时，本实施例就能够做到与每个车载单元9a(9b、...、9n)进行通信处理，这样就能以可靠的方式对每辆车进行记帐处理。实际上，协议控制器4根据已经给定的协议选择信号来轮流输出一个通信协议选择信号。该通信协议选择信号被发送到天线单元3，该信号在这里驱动协议切换电路6，以便有选择地按分时方式切换一组调制解调器电路7a至7n。所以，已给定了一组通信协议的该多个调制解调器电路可以按顺序负责通信处理。因而不需要对不同的通信协议拥有独立的道路***，同时仍能够对每个车载单元9a、9b、...、9n可靠地执行记帐处理。

【第二实施例】

现在参看图7与图8来说明本发明的一个第二实施例。

符合该第二实施例的道路***1的特征是，如果有任何车辆作出响应就连续进行通信处理。就是说，在该第一实施例中，对每个通信协议，只将进行一次通信处理所需的一个时间段T1(至Tn)分配给第一时隙，而按照每个通信协议进行的下一个通信处理则被转送到该第二位置或随后位置的各个时隙。相反，在该第二实施例中，如果从任何一个车载单元收到响应，那么按照该作出响应的车辆所运行的协议进行的通信处理就可以继续执行而不需要将它的处理转送到下一个位置。

准确地说，如图7所示，道路***1的控制器2在步骤S1至S5执行的处理与第一实施例相同，所以能够从任何车载单元接收一个确认信号并处理该数据。控制器2要判断一系列通信处理步骤是否已经完成(步骤S10)，然后判断该通信是否被中断(步骤S11)。若两步中的判断都是“NO”，就使该处理进入重新启动定时器Ti的步骤S12，然后该处理过程返回步骤S4。控制器2执行的这种处理可以使按照该协议进行的通信处理一旦被检测到就能继续下去，直到通过一系列上述处理完成该记帐处理为止。

与该被检测到的车载单元之间的通信处理完成之后(即不再收到任何确认信号)，就判断定时器Ti的计数是否已达到预定的数值(步骤S6)。如果步骤6中的判断是“YES”(即该预定时间已经结束)，则该处理过程转移到步骤S7。此后，执行与该第一实施例相同的处理(步骤S7至S9)，在这段时间内，如果步骤S8的判断为“YES”，这一个时隙的通信处理就结束，所以将“1”赋予协议选择指数“i”。从而，控制器2将它的通信处理转移到下一个时隙。

因此，在某一单个时隙内执行的通信处理所需的时间并非总是常数，因为如果任何车载单元9a(9b、...、9n)作出响应，那么与该车载单元9a、(9b、...、9n)的通信就会在给定时间段T1(T1、...、Tn)之后继续进行，直到该通信处理结束为止。不过，如果在通信区域E内有一部车辆带有任何需要与道路***1通信的车载单元9a(9b、...、9n)，那么可以给车载单元9a(9b、...、9n)分配优先权来作为执行通信处理的顺序。所以与已被检测到的车载单元9a(9b、...、9n)的通信处理会很快完成。基于各种通信协议类型的单向通信时段可以变短。所以，如果道路***1涉及大量的通信协议类型，这就特别有用。

图8举例说明一个类似于图4的定时图，其中通信协议类型为“2”的车载单元9b向道路***1发回确认信号以作出响应。这个时序图表示，当道路***1根据每个通信协议类型在由定时器Ti计时的各个时间段T1至Tn内将询问信号发送到通信区域E时，道路***1通过检测回复信号来搜寻车辆。当安装了车载单元9b的车辆进入通信区域E时，单元9b就向道路***1发回它的回复信号，所以道路***1就一直按照通信协议类型“2”来执行与车载单元9b的通信处理。

道路***1与车载单元9b之间的通信处理的执行方式类似于图3所示的一系列步骤。在完成了这种处理之后，道路***1将它的处理转移到基于下一个通信协议类型的处理。这一处理过程对每个协议类型重复进行。结束基于最后协议类型“n”的通信处理也就结束了某一单个时隙内的处理。由于车载单元9b已经接受了记帐处理，所以已经进入通信区域E的下一辆车的处理就可以通过下一个时隙或随后的时隙进行。

如上所述，在该第二实施例中，每个通信时隙的时间并不固定，而是可以变化的。就是说，如果从安装了任何车载单元的任何车辆接收到信号，那么道路***1就按照该作出响应的车载单元所用的协议连续进行通信处理，直到结束为止。因而，对该通信区域内出现的车载单元的通信处理可以迅速、稳定地进行。

该第二实施例中的通信技术具有特殊的优点，即它能够应付大量的通信协议类型。换句话说，基于当前尚未参予通信的协议类型进行通信处理所需的时间可以被当作无用时间去除。所以它能够以更快、更稳定的方式来进行包含该记帐处理在内的通信处理。

【第三实施例】

现在参看图9至图12来说明一个第三实施例。该第三实施例也具有一旦安装有车载单元的任何车辆作出了响应就连续进行通信处理的特点。

更实际地讲，在前述第二实施例中，如果任何车载单元在该第一通信时隙内作出响应，那么该单元可以按照它自己的通信协议与道路***1连续通信。该第三实施例的区别在于，如果在该第一时隙内从任何车载单元接收到一个回复，道路***1就试图在第二时隙或随后时隙内从该车载单元接收一个回复，并连续执行与该作出响应的车载单元之间的通信处理。

图9与图10表示这种通信处理所需的步骤。这里所示的过程中的步骤S1至S8与图2一样，均由道路***1执行。当该第一时隙内的通信处理完成时(步骤S8为YES)，该处理进入步骤S13，在这里判断是否有在该第一时隙内作出响应的车载单元9a(至9n)。

如果步骤S13中的判断变为YES，那么道路***1就确定该车载单元9a(至9n)用以作出响应的通信协议类型(S14)。所以，道路***1使处理进入步骤S15，按照该确定的协议来进行通信处理。在步骤S15中执行该通信处理可以做到只允许作出响应的车载单元9a(至9n)重复通信，并在这段时间内也进行记帐处理。在该第一时隙内的通信处理之后，该处理就进入步骤S9，并使指数“i”返回“i＝1”，结果该处理过程返回步骤S2以便执行下一个时隙的通信处理。

现在参看图10来详细说明作为步骤S15中的子程序而被执行的通信处理。在这个子程序处理中，道路***1设置一个变量“k”来表示车载单元9a、9b、...、9n用以作出响应的通信协议类型的数目，并用变量“k”来计算该数目(步骤R1)。然后对于首先计数的通信协议类型(即k＝1)，道路***1将一个初始值“1”分配给一个协议选择指数“j”(步骤R2)，并开始发送若干信号来表征按照该分配的协议(对应于j＝1)对通信区域E所进行的通信处理(步骤R3)。一个定时器Tj也被启动(步骤R4)。

如果任何按照当前选定的通信协议类型运行的车载单元9a(9b、...、9n)作出响应，那么道路***1就接收数据并处理该数据(步骤R5与R6)。在重复处理来自该作出响应的车载单元9a(9b、...、9n)的数据的同时，道路***1也在定时器Tj的计数到达给定值时，在步骤S7中将该结果判断为“YES”。然后该协议选择指数“j”向上加1(步骤R8)。如果指数“j”的值不超过步骤R1中计数的变量“k”的值，道路***1就使它的处理返回步骤R3以便按照下一个通信协议类型进行通信处理(步骤R9)。

如上所述，道路***1能够与在第一时隙内作出响应的一个或多个车载单元9a(9b、...、9n)中的所有单元通信。如果对第一时隙内作出响应的每个车载单元9a(9b、...、9n)都完成了一次通信，步骤R9中的判断就成为“YES”。从而，道路***1进入步骤R10，在这里要判断所有通信处理是否已经结束。通常，该记帐处理也在大约5个通信处理时隙内结束，最多包括再试时间达到7个时隙。所以，如果步骤R10中的判断是“NO”，那么该处理过程就返回步骤R2以便使指数j复位为j＝1，然后重复前述步骤R2至R8。通过上述重复处理完成了对在该第一时隙内作出响应的所有车载单元9a(9b、...、9n)的通信处理之后，步骤R10中的判断成为“YES”，因而返回图9所示主程序的步骤S9。

现在参看图11与图12来举例说明基于上述步骤的通信处理。这个示例将根据通信区域E的长度L(参见图5)以两种情况(a)与(b)给出。第一种情况(a)提供了只允许一个车载单元出现的通信区域E，而第二种情况(b)则提供了允许两个或多个车载单元同时出现的通信区域E。

<第一种情况(a)>

第一种情况(a)如图11所示，它表示装备了按照通信协议类型“2”运行的车载单元9b的一辆车独自驶经通信区域E。在第一个通信时隙T(1)中，道路***1向通信区域E发送一个询问，而车载单元9b则通过发回一个确认信号来回复该询问。完成第一时隙(1)内的处理后，道路***1在图9的步骤S14中发现，按照通信协议类型“2”运行的车载单元9b已经作出响应。根据这一检测结果，道路***1就进入图10所示的处理，在这里该通信处理按照通信协议类型“2”来进行。

图11所示的示例表示通过第二时隙T(2)至第四时隙T(4)执行的3次通信处理，该记帐处理就在这些时间段内完成。在记帐处理之后，道路***1返回第一时隙T(1)来执行通信处理，所以***1已经准备就绪与即将进入通信区域E的车辆上装备的下一个单独车载单元进行通信。

如上所述，在图9所示的通信处理S15(即图10的步骤R1至R10)中同时设置变量“k”(＝1；检测到的协议类型数目为1；就是说只有类型“2”)与协议选择指数“j”。供一个检测到的惟一的协议类型“2”所用的定时器Tj＝T2被反复重新启动直到该记帐处理完成为止。

<第二种情况(b)>

第二种情况如图12所示，它允许分别装备了按照通信协议类型“2”与“k”运行的车载单元9b与9k的两辆车驶经通信区域E。在第一个通信时隙T(1)内，道路***1向通信区域E发送关于所有协议“1至n”的询问信号。对于这种询问信号，每个车载单元9b与9k通过发回一个确认信号来回复该询问。在完成第一时隙(1)内的处理后，道路***1在图9的步骤S14发现，分别按照通信协议类型“2”与“k”运行的两个车载单元9b与9k已经作出了响应。根据这一检测结果，道路***1将进入如图12所示的第二以及随后时隙T(2)至T(5)内的处理，在其中只按照通信协议类型“2”与“k”重复执行该通信处理。在第二至第五时隙T(2)至T(5)内就完成了这两辆车的记帐处理。然后***1就准备就绪与将要进入通信区域E的两辆车上装备的另外两个车载单元进行通信。

所以，除了与该第二实施例所具有的完全相同或类似的优点之外，符合该第三实施例的ETC***还可以具有其他的优点。换句话说，即使在通信区域内同时出现多部车辆，道路***1也能够以更快、更有效的方式与这多个车载单元通信。即使将不同的协议类型加到道路***的协议之中也能进行这种通信，所以记帐处理也能够得以执行而不会失败。

<修改>

符合本发明的ETC***并不局限于上述结构，可以按其他各种形式对它进行修改或改进。

举例来说，送到控制器2的协议选择信号可以由控制器2自己生成，而不限于前述的、这种信号由外部控制装置提供的结构。而且，对装备有相同协议类型的多种车载单元的多部车辆，为了处理它们同时在一个通信区域内出现的情况，可以对符合本发明的ETC***加以修改，使得每个通信时隙被设置成一个足以与这些单元进行多次通信的时间段，这样就能够进行与每个车载单元的通信处理。

此外，定时器Ti与Tj一直被作为示例来说明它们的结构，其中它们的预定计数中的每一个都被设置为一个与一次通信处理所必须的时间段相应的数值，但是，这不是一个固定的数值清单。每一个定时器Ti与Tj的预定计数都可以被设置成一个与允许多次通信处理的时间段相应的数值。再者，每一个定时器Ti与Tj的预定计数也可以被给定为一个由协议类型决定的适当数值。更实际地讲，这种预定计数的确定可以考虑通信区域E的长度、驶经该通信区域的车辆速度上限V(km/h)、所采用的协议的通信速度等等。

此外，只要通信按照一组不同协议进行，那么本发明就可以适用于除了记帐处理以外的各种其他应用。这些应用包括停车场管理、电子牌照管理、交通流量调查。

Claims

1、一种通过与驶经预定通信区域的车辆上所安装的车载单元进行通信来执行记帐处理的固定站通信***，该***包括：

协议控制器，用于生成一个协议选择信号；

通信控制器，用于按照该生成的协议选择信号来控制该通信；以及

天线单元，包括一个调制解调器单元和控制装置，其中该调制解调器单元有选择地使用与针对每个时隙的每个时间区间内每次要处理的一组协议类型相对应的、多种类型的调制/解调技术，而该控制装置有选择地允许该调制解调器单元被切换到由该协议选择信号指定的特定的调制/解调技术，

其中

该协议控制器包括用于生成所述协议选择信号的装置，以便在与所述车载单元执行通信处理期间的每个时隙内不仅依次选择该组协议类型中的每一个协议类型，而且还允许所述通信处理按照每个协议类型来执行；

所述天线单元的控制装置在接收到来自该通信区域内出现的车载单元的响应时，通过在多个连续时隙上的通信处理来执行记帐处理。

2、如权利要求1的固定站通信***，其中该调制解调器单元具有能够分别按照该多种类型协议运行的一组调制解调器电路。

3、如权利要求1的固定站通信***，其中该协议控制器包括：

用于确定在针对每个时隙的所述时间区间内是否从该通信区域内出现的车载单元接收到所述响应的装置，以及

用于在接收到所述响应的情况下在所述多个连续时隙上重复生成相同的协议选择信号的装置，以使所述通信处理按照对应于该发出响应的车载单元的协议来执行，直到该通信处理完成。

4、如权利要求3的固定站通信***，其中

安装在不同车辆上且分别采用不同协议类型的不同的车载单元出现在所述通信区域内并发出响应；

所述控制装置接收来自所述通信区域内出现的所述不同车载单元发出的响应，以及

上述重复生成协议选择信号的装置所生成的相同的协议选择信号允许上述不同车载单元中的每一个车载单元按照与其相应的协议类型执行所述通信处理。

5、一个电子收费***，包括：

安装在车辆上的车载单元；以及

用于对驶经预定通信区域的车辆上安装的车载单元进行记帐处理而执行通信的固定站通信***，其中

该固定站通信***包括：

协议控制器，用于生成一个协议选择信号；

其中

6、如权利要求5的电子收费***，其中该协议控制器包括：

7、如权利要求6的电子收费***，其中

所述控制装置接收来自所述通信区域内出现的所述不同的车载单元发出的响应，以及

上述重复生成协议选择信号的装置所生成的相同的协议选择信号允许所述不同车载单元中的每一个车载单元按照与其相应的协议类型执行所述通信处理。

8、一种以电子方式收缴通行费的通信方法，其中，在车辆驶经一个预定通信区域时，通过在车辆上安装的车载单元与固定站通信***之间的通信来执行记帐处理，该固定站通信***具有一个能够以与针对每个时隙的每个时间区间内每次要处理的一组协议类型相对应的多种类型的调制/解调技术进行通信的调制解调器单元，该通信方法包括的步骤为：

生成一个协议选择信号，以便在与所述车载单元执行通信处理期间的每个时隙内不仅依次选择该组协议类型中的每一个协议类型，而且还允许所述通信处理按照每个协议类型来执行；以及

向该调制解调器单元提供该协议选择信号，使得该调制解调器单元按照与该协议选择信号指定的特定协议对应的特定的调制/解调技术来进行通信。

9、如权利要求8的通信方法，其中该生成步骤所生成的该协议选择信号使得轮流执行与所述多种类型协议中的每一种协议类型对应的每一次所述通信处理，

该通信方法还包括如下步骤：

判断在针对每一时隙的所述时间区间内是否已经接收到来自该通信区域内出现的该车载单元的一个响应，以及

在已经接收到所述响应的情况下，在所述多个连续时隙上反复生成所述相同的协议选择信号，以使所述通信处理按照对应于该发出响应的车载单元的协议来执行，直到该通信处理完成为止。

10、如权利要求9的通信方法，其中该生成步骤被设计成：

当安装在不同车辆上且分别采用不同协议类型的不同的车载单元出现在所述通信区域内并发出响应且接收所述不同车载单元发出的响应的情况下，重复地生成的上述相同的协议选择信号允许所述不同车载单元中的每一个车载单元按照与其相应的协议类型执行所述通信处理。