JP2008233017A - Radio communication apparatus and road-vehicle communication system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無線通信技術に関し、特に、車両の到来方向を検知可能とする無線通信技術に関する。 The present invention relates to a wireless communication technology, and more particularly to a wireless communication technology capable of detecting the direction of arrival of a vehicle.
近年、車両に無線通信装置を搭載し、車車間または路車間で無線通信が行われている。このような無線通信の一例は、交差点やカーブなどの見通しの悪い道路において、見通し外の車両に関する情報を通知する安全運転支援システムである。このようなシステムにおいて、ある車両が必要とする情報は、自車両に対して向かってくる車両についての情報である。すなわち、相手車両の走行方向に応じて、その車両についての情報が必要であるか不要であるか変化する。したがって、他の車両の走行方向などが分かれば、不要な情報を受信・処理する必要がなくなる。 In recent years, a wireless communication device is mounted on a vehicle, and wireless communication is performed between vehicles or roads. An example of such wireless communication is a safe driving support system that notifies information related to an out-of-sight vehicle on a road with poor visibility such as an intersection or a curve. In such a system, information required by a certain vehicle is information about a vehicle that is facing the host vehicle. That is, depending on the traveling direction of the opponent vehicle, whether information about the vehicle is necessary or not changes. Therefore, if the traveling direction of another vehicle is known, unnecessary information need not be received and processed.
このように、車車間通信や路車間通信では、各無線通信装置が、周囲の端末の位置や走行方向を把握することで、必要な端末とのみ通信を行うことができる。これにより、通信の信頼性の向上や、不要な電波放射を削減することができる。また、送信側がアダプティブアレイ技術によって通信エリアを限定することで、さらに不要な電波放射を抑制できる。 Thus, in vehicle-to-vehicle communication and road-to-vehicle communication, each wireless communication device can communicate only with necessary terminals by grasping the positions and traveling directions of surrounding terminals. Thereby, the reliability of communication can be improved and unnecessary radio wave radiation can be reduced. Moreover, unnecessary radio wave radiation can be further suppressed by limiting the communication area on the transmission side using adaptive array technology.
したがって、各端末がGPS位置情報、端末ID、速度ベクトル、加速度ベクトルなどを周囲に定期的に送信する技術が提案されている。特許文献1では、各車両がGPSや車速センサから得られる走行状況を端末IDとともに送信することで、周囲の車両の走行情報を把握可能としている。
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、各車両は自車の走行状況を取得するために、GPSシステムや車速センサが必要である。また、各車両が、これらの情報を定期的に送信するため、通信量が増大してしまう。特に渋滞発生時などには通信量が極端に大きくなってしまうとともに、電波の干渉が発生し通信が困難になってしまう。
However, in the technique described in
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、簡易な方法で車両の到来方向を検知できる無線通信技術を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a wireless communication technique capable of detecting the arrival direction of a vehicle by a simple method.
本発明は、複数の受信アンテナを用いて、車載端末から発信される既知信号の位相差や周波数偏移に基づいて、車両の方位および車両が近づいているか遠ざかっているかを推定することを特徴とする。 The present invention is characterized by using a plurality of receiving antennas to estimate the direction of the vehicle and whether the vehicle is approaching or moving away based on the phase difference or frequency shift of a known signal transmitted from the in-vehicle terminal. To do.
本発明に係る無線通信装置は、車載端末との間で無線通信を行うものであって、前記車載端末から送信される既知信号を受信する複数の受信アンテナと、前記複数の受信アンテナにおいて受信される前記既知信号の位相差に基づいて、前記車載端末の方位を推定する位置推定手段と、前記複数の受信アンテナにおいて受信される前記既知信号の周波数偏移に基づいて、前記車載端末が自装置に対して近づいているか遠ざかっているかを推定する走行方向推定手段と、前記位置推定手段および前記走行方向推定手段による推定結果に基づいて、前記車載端末と無線通信を行うか否かを判定する判定手段と、を有する。 A wireless communication device according to the present invention performs wireless communication with an in-vehicle terminal, and is received by a plurality of receiving antennas that receive known signals transmitted from the in-vehicle terminal and the plurality of receiving antennas. Based on the phase difference of the known signal, the position estimating means for estimating the azimuth of the in-vehicle terminal and the in-vehicle terminal based on the frequency shift of the known signal received by the plurality of receiving antennas. A traveling direction estimation unit that estimates whether the vehicle is approaching or moving away from the vehicle, and a determination that determines whether to perform wireless communication with the in-vehicle terminal based on estimation results by the position estimation unit and the traveling direction estimation unit Means.
このように複数の受信アンテナにおいて受信される既知信号の位相差および周波数偏移に基づいて車両の方位および走行方向を推定しているため、車両側にGPS装置やセンサなどの装備を設ける必要がない。また、車載端末から送信する既知信号は短い信号で十分なので、送信する情報量を削減できるとともに、使用帯域、消費電力を削減することができる。 As described above, since the azimuth and traveling direction of the vehicle are estimated based on the phase differences and frequency shifts of known signals received by a plurality of receiving antennas, it is necessary to provide equipment such as a GPS device and a sensor on the vehicle side. Absent. In addition, since a short signal is sufficient for the known signal transmitted from the in-vehicle terminal, the amount of information to be transmitted can be reduced, and the use band and power consumption can be reduced.
本発明に係る無線通信装置において、受信アンテナは指向性アンテナであり、それぞれが異なる方向に指向性を有している構成を採用することができる。 In the wireless communication apparatus according to the present invention, the receiving antenna is a directional antenna, and a configuration in which each has directivity in a different direction can be employed.
また、本発明に係る無線通信装置において、受信アンテナ自体は指向性を有しないが、電波を遮蔽する遮蔽手段が設けられており、受信アンテナは遮蔽手段によって所定方向からの電波が遮蔽されることで、それぞれが異なる方向に対する指向性を有する構成を採用することができる。より具体的には、遮蔽手段が多角柱状または円柱状の電波吸収体であり、複数の受信アンテナが電波吸収体に近接して配置されることで、所定方向からの電波が遮蔽される構成を採用することができる。 In the wireless communication apparatus according to the present invention, the receiving antenna itself does not have directivity, but a shielding means for shielding radio waves is provided, and the receiving antenna is shielded from radio waves from a predetermined direction by the shielding means. Therefore, it is possible to employ a configuration in which each has directivity in different directions. More specifically, the shielding means is a polygonal columnar or columnar wave absorber, and a plurality of receiving antennas are arranged close to the wave absorber to block radio waves from a predetermined direction. Can be adopted.
このように、受信アンテナが所定方向からの電波を受信するよう指向性を有することで、車両の大まかな方位を推定できる。そして、複数の受信アンテナにおける受信信号の位相差に基づいて、より詳細な方位を推定することが可能である。 As described above, since the receiving antenna has directivity so as to receive radio waves from a predetermined direction, the rough direction of the vehicle can be estimated. And it is possible to estimate a more detailed azimuth based on the phase difference of the received signals at a plurality of receiving antennas.
なお、本発明における無線通信装置は、交差点に配置され、複数の受信アンテナは道路方向に対する指向性を有し、判定手段は車載端末が所定の道路方向から自装置に対して近づいてくる場合に、車載端末と無線通信を行うと判定することが好ましい。 The wireless communication device according to the present invention is arranged at an intersection, the plurality of receiving antennas have directivity with respect to the road direction, and the determination means is used when the in-vehicle terminal approaches the device from a predetermined road direction. It is preferable to determine that wireless communication is performed with the in-vehicle terminal.
このような構成によれば、種々の方向に車両が行き交う交差点において、車両の走行方向を適切に推定し、必要のある車両に対してのみ情報を送信することが可能となる。 According to such a configuration, it is possible to appropriately estimate the traveling direction of the vehicle at intersections where the vehicle passes in various directions, and to transmit information only to the necessary vehicle.
なお、本発明は、上記手段の少なくとも一部を有する無線通信装置として捉えることができる。また、本発明は、上記無線通信装置(路側機)と上記車載端末とから構成される路車間通信システムとして捉えることもできる。また、本発明は、上記処理の少なくとも一部を含む無線通信方法、または、かかる方法を実現するためのプログラムとして捉えることもできる。上記手段および処理の各々は可能な限り組み合わせて本発明を構成することができる。 The present invention can be understood as a wireless communication apparatus having at least a part of the above means. Moreover, this invention can also be grasped | ascertained as the road-vehicle communication system comprised from the said radio | wireless communication apparatus (roadside machine) and the said vehicle-mounted terminal. The present invention can also be understood as a wireless communication method including at least a part of the above processing or a program for realizing the method. Each of the above means and processes can be combined as much as possible to constitute the present invention.
たとえば、本発明の一態様としての路車間通信システムは、路側機と車載端末との間で無線通信を行う路車間通信システムであって、前記車載端末は、既知信号を送信する送信手段を有し、前記路側機は、前記既知信号を受信する複数の受信アンテナと、前記複数の受信アンテナにおいて受信される前記既知信号の位相差に基づいて、前記車載端末の方位を推定する位置推定手段と、前記複数の受信アンテナにおいて受信される前記既知信号の周波数偏移に基づいて、前記車載端末が前記路側機に対して近づいているか遠ざかっているかを推定する走行方向推定手段と、前記位置推定手段および前記走行方向推定手段による推定結果に基づいて、前記車載端末と無線通信を行うか否かを判定する判定手段と、を有する。 For example, a road-to-vehicle communication system as one aspect of the present invention is a road-to-vehicle communication system that performs wireless communication between a roadside device and a vehicle-mounted terminal, and the vehicle-mounted terminal has a transmission unit that transmits a known signal. The roadside device includes a plurality of reception antennas that receive the known signals, and a position estimation unit that estimates the azimuth of the in-vehicle terminal based on a phase difference between the known signals received by the plurality of reception antennas. A traveling direction estimating unit that estimates whether the in-vehicle terminal is approaching or moving away from the roadside device based on a frequency shift of the known signal received by the plurality of receiving antennas; and the position estimating unit And determining means for determining whether or not to perform wireless communication with the in-vehicle terminal based on the estimation result by the traveling direction estimating means.
本発明によれば、簡易な方法で車両の到来方向を検知することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to detect the arrival direction of a vehicle by a simple method.
以下、図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be exemplarily described in detail below with reference to the drawings.
<システム構成>
図1は、本実施形態に係る路車間通信システムのシステム概要を説明する図である。交差点に設定された路側機1(本発明における無線通信装置に相当)は、所定の道路方向から自装置に対して近づいてくる車両に対して情報の提供を行う。本実施形態において、所定の道路方向は図1における左側であり、サービス提供エリア3は図示したような範囲である。
<System configuration>
FIG. 1 is a diagram illustrating a system overview of a road-to-vehicle communication system according to the present embodiment. A roadside device 1 (corresponding to a wireless communication device in the present invention) set at an intersection provides information to a vehicle approaching the device from a predetermined road direction. In the present embodiment, the predetermined road direction is the left side in FIG. 1, and the
たとえば、路側機1が提供する情報が図中右方向についての信号機の情報である場合、この情報を必要とする車両は、この交差点に図中左側から進入してくる車両である。したがって、サービス提供エリア3は図に示すような範囲となっている。逆に言うと、サービス提供エリア3に車両が存在するか否かは、その車両が図中左側から路側機1に対して近づいてくるか否かによって判断することができる。そして、路側機1は、そのような車両と無線通信を行う。図1の例では、路側機1は、車両Aと無線通信を行い、車両B,Cとは無線通信を行わない。
For example, when the information provided by the
<路側機の構成>
図2は、路側機1のアンテナ部分の構成を示す図である。路側機1は、4つのアンテナANT1〜4を有する。4つのアンテナANT1〜4は、正方形を構成するように配置されている。また、各アンテナANT1〜4は、無指向性のアンテナである。ただし、各アンテナANT1〜4は電波を遮蔽する円柱状の電波吸収体3の周囲に配置され、電波吸収体3方向からの電波を受信しない。したがって、それぞれが異なる方向に対して指向性を有する。
<Configuration of roadside machine>
FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of the antenna portion of the
図1に示すように路側機1は、交差点(十字路)に設けられている。そして、各アンテナANT1〜4は、各道路方向からの電波を強く受信するように、電波吸収体3によって指向性が規定されている。言い換えると、電波吸収体3によって所定方向からの電波が遮蔽された結果、各アンテナANT1〜4は、それぞれが道路方向に対して指向性を有する構成となっている。
As shown in FIG. 1, the
図3は、路側機1の機能構成を示す図である。路側機1は、アンテナANT1〜4、合成器11、到来方向推定部12、周波数検知部13、通信制御部14および通信データ処理部15を備える。
FIG. 3 is a diagram illustrating a functional configuration of the
合成器11は、複数のアンテナANT1〜4の受信信号に対して、振幅・位相を制御する複素のウェイト(重み係数)を算出し、このウェイトによって調整された信号を合成する。ウェイトの計算法については、たとえば、固有変調信号(既知信号)を用いても良いし、ガードインターバルなどの周期的に送信信号に挿入された波形を利用しても良い。 The synthesizer 11 calculates complex weights (weighting coefficients) for controlling the amplitude and phase for the reception signals of the plurality of antennas ANT1 to ANT4, and synthesizes signals adjusted by these weights. As for the weight calculation method, for example, an intrinsic modulation signal (known signal) may be used, or a waveform periodically inserted into the transmission signal such as a guard interval may be used.
到来方向推定部12は、各アンテナにおいて受信される車両(車載端末)からの固有変調信号の受信信号強度や位相差に基づいて、車両の位置を推定する。到来方向推定部12が行う、車両の位置推定処理の詳細については後述する。 The arrival direction estimation unit 12 estimates the position of the vehicle based on the received signal strength and the phase difference of the intrinsic modulation signal from the vehicle (on-vehicle terminal) received at each antenna. Details of the vehicle position estimation process performed by the arrival direction estimation unit 12 will be described later.
周波数検知部13は、各アンテナにおいて受信される固有変調信号の周波数偏移量を算出する。通信制御部14は、この周波数偏移量に基づいて、車両が自装置に対して近づいてくるか遠ざかるか、さらには、車両の移動速度を推定することができる。周波数検知部13が行う、周波数偏移量を検知する処理の詳細についても後述する。
The frequency detector 13 calculates the frequency shift amount of the intrinsic modulation signal received at each antenna. Based on this frequency shift amount, the
通信制御部14は、路側機1の通信全般に係る制御を行い、特に、到来方向推定部12および周波数検知部13から推定される車両の位置および移動方向に基づいて、その車両
と無線通信を行うか否かの判定を行う。通信データ処理部15は、受信データの処理を行う。
The
なお、図3では、路側機1の受信に係る機能部のみを説明したが、路側機1は送信に係る機能も有する。ただし、路側機1が有する無線送信機能は具体的にどのように実現されても構わない。たとえば、送信アンテナは1つのみであっても良く、送信アンテナが複数設けられアダプティブアレイ技術を用いて車両方向のみに電波を送信するように構成されても良い。
In addition, in FIG. 3, although only the function part which concerns on reception of the
<到来方向推定処理>
到来方向推定部12は、各車両から送信される固有変調信号に基づいて車両の位置を推定する。各車両は、路側機1から定期的に送信されるビーコンを受信すると、自端末の種類を識別する固有変調信号(パケットのプリアンブル等)を送信する。
<Direction of arrival estimation processing>
The arrival direction estimation unit 12 estimates the position of the vehicle based on the intrinsic modulation signal transmitted from each vehicle. Each vehicle, when receiving a beacon periodically transmitted from the
以下、到来方向推定部12が行う、車両の位置推定処理について図4、5を参照して説明する。なお、図1における車両Aから受信した固有変調信号に基づいて、車両Aの位置を推定する場合を例に説明する。 Hereinafter, vehicle position estimation processing performed by the arrival direction estimation unit 12 will be described with reference to FIGS. An example in which the position of the vehicle A is estimated based on the inherent modulation signal received from the vehicle A in FIG. 1 will be described.
車両Aから発信された固有変調信号は、路側機1の4つのアンテナのうちアンテナANT1において最も受信強度が強くなる。したがって、車両Aは路側機1の左側に位置することが大まかに判断できる。到来方向推定部12は、各受信アンテナにおける受信信号の位相差に基づいて、より詳細な車両Aの方位を推定する。ここで、図1,4に示すように、図中左側の道路に沿った方向を基準として、そこからの角度θaを推定する。
Of the four antennas of the
到来方向推定部12は、受信電力が最も大きいアンテナANT1を基準として、ANT2およびANT3における受信信号の位相差を検出する。アンテナANT1とアンテナANT2の受信信号の位相差から、図4に示す角度αを算出できる。また、アンテナANT1とアンテナANT3の受信信号の位相差から、図4に示す角度−βを算出できる。図1,4に示すような状況の場合、アンテナANT1を基準とした場合の位相差は図5に示すようになる。 The arrival direction estimation unit 12 detects the phase difference between the received signals at ANT2 and ANT3 with reference to the antenna ANT1 having the largest received power. The angle α shown in FIG. 4 can be calculated from the phase difference between the received signals of the antennas ANT1 and ANT2. Further, the angle −β shown in FIG. 4 can be calculated from the phase difference between the received signals of the antennas ANT1 and ANT3. 1 and 4, the phase difference when the antenna ANT1 is used as a reference is as shown in FIG.
ここで、α=π/4+θaであり、−β=π/4−θaであることから、θa=(α+β)/2として求められることが分かる。すわなち、各受信アンテナにおいて受信される固有変調信号(既知信号)の位相差に基づいて、車両の方位を推定することができる。 Here, since α = π / 4 + θa and −β = π / 4−θa, it can be seen that θa = (α + β) / 2. In other words, it is possible to estimate the azimuth of the vehicle based on the phase difference of the inherent modulation signal (known signal) received at each receiving antenna.
<周波数偏移量検知処理>
次に、周波数検知部13が行う、車両が送信する固有変調信号の周波数偏移量を検知する処理について説明する。各車両が発信する固有変調信号の周波数は固定であるが、車両が移動しているためドップラー偏移などの影響を受ける。そして、路側機1において受信される受信信号の周波数は偏移する。周波数検知部13は、この周波数偏移量を検知する。
<Frequency shift detection processing>
Next, the process which the frequency detection part 13 detects the frequency shift amount of the intrinsic | native modulation signal which a vehicle transmits is demonstrated. The frequency of the intrinsic modulation signal transmitted from each vehicle is fixed, but is affected by Doppler shift and the like because the vehicle is moving. And the frequency of the received signal received in the
図6に、周波数検知部13の詳細な機能ブロックを示す。周波数検知部13は、直交復調器131、検波回路132および位相差計算器133から構成される。 FIG. 6 shows detailed functional blocks of the frequency detection unit 13. The frequency detection unit 13 includes a quadrature demodulator 131, a detection circuit 132, and a phase difference calculator 133.
直交復調器131は、複数のアンテナANT1〜4のうち、受信強度が最も大きいアンテナにおける受信信号を直交復調して、I信号(同相成分)およびQ信号(直交成分)に分割した直交復調信号を出力する。検波回路132は、I信号・Q信号から受信信号の検波(復調)を行う。 The quadrature demodulator 131 performs quadrature demodulation on a received signal at the antenna having the highest received intensity among the plurality of antennas ANT1 to ANT4, and divides the quadrature demodulated signal into an I signal (in-phase component) and a Q signal (quadrature component). Output. The detection circuit 132 detects (demodulates) the received signal from the I signal / Q signal.
位相差計算器133は、復調された受信信号の周波数の、発信された固有変調信号の周波数からの偏移量を算出する。まず、固有変調信号Vが以下のように表されるとする。 The phase difference calculator 133 calculates a deviation amount of the frequency of the demodulated received signal from the frequency of the transmitted intrinsic modulation signal. First, it is assumed that the intrinsic modulation signal V is expressed as follows.
ここで、fcは搬送波周波数、θcは初期位相である。
Here, f c is the carrier frequency, and θ c is the initial phase.
そして、検波回路132によって復調された受信信号Vrが以下で表されるとする。 The reception signal Vr demodulated by the detection circuit 132 is expressed as follows.
ここで、Δθが周波数偏移量である。
Here, Δθ is the frequency shift amount.
なお、周波数偏移量Δθは、ドップラー偏移とマルチパスによる位相変化によって決まる。 The frequency shift amount Δθ is determined by the Doppler shift and the phase change due to multipath.
ここで、2πfdtはドップラー偏移量を表し、θmはマルチパスによる位相変化量を表す。
Here, 2πf d t represents a Doppler shift amount, and θ m represents a phase change amount due to multipath.
受信強度が最も強いアンテナにおいては、周波数偏移量はドップラー偏移による量が支配的である。したがって、以下の式で表されるΔθがドップラー偏移量を表すことになる。 In the antenna having the strongest reception strength, the amount of frequency deviation is dominated by the amount due to Doppler deviation. Therefore, Δθ represented by the following expression represents the Doppler shift amount.
このようにして求められた周波数偏移量が正か負かによって、車両が路側機1に対して近づいているのか遠ざかっているのかを推定することが可能となる。
It is possible to estimate whether the vehicle is approaching or moving away from the
図7は、図1の状況において各アンテナANT1〜4で受信される車両Aからの受信信号の周波数偏移を表す図である。ここでは、アンテナANT1における受信強度が最も強いため、アンテナANT1の受信信号の周波数偏移量を求める。図7(a)に示すように、ドップラーシフト量fd=fra1−fc>0であるため、車両Aが路側機1に対して接近していることを判断することができる。
FIG. 7 is a diagram showing the frequency shift of the received signal from the vehicle A received by the antennas ANT1 to ANT4 in the situation of FIG. Here, since the reception intensity at antenna ANT1 is the strongest, the amount of frequency shift of the received signal at antenna ANT1 is obtained. As shown in FIG. 7A, since the Doppler shift amount f d = f ra1 −f c > 0, it can be determined that the vehicle A is approaching the
なお、受信強度が最も強いアンテナの受信信号だけでなく、他のアンテナにおける周波数偏移も考慮して車両の走行方向を推測しても良い。 Note that the traveling direction of the vehicle may be estimated in consideration of not only the reception signal of the antenna having the strongest reception intensity but also the frequency shift in another antenna.
<通信対象車両判定処理>
上述したように、到来方向推定部12と周波数検知部13とによって、車両の位置する方位および走行方向(近づいているか遠ざかっているか)を取得することができる。通信
制御部14は、これらの結果に基づいて、通信対象とする車両を判定する処理を行う。以下、この処理について説明する。
<Communication target vehicle determination processing>
As described above, the direction of arrival of the vehicle and the traveling direction (whether approaching or moving away) can be acquired by the arrival direction estimation unit 12 and the frequency detection unit 13. The
図1に示すように車両A〜Cの3台の車両が存在する場合に、これらの車両から送信される固有変調信号の受信結果から得られる到来方向推定部12および周波数検知部13の処理結果は図8に示すようになる。 As shown in FIG. 1, when there are three vehicles A to C, the processing results of the arrival direction estimation unit 12 and the frequency detection unit 13 obtained from the reception results of the inherent modulation signals transmitted from these vehicles. Is as shown in FIG.
車両Aについては、受信信号の位相差から0〜π/2の方位に存在することが推定され、ドップラーシフトから路側機1に対して接近していることが推定される。車両Bについては、受信信号の位相差から0〜π/2の方位に存在することが推定され、ドップラーシフトから路側機1から遠ざかっていることが推定される。車両Cについては、受信信号の位相差からπ/2〜πの方位に存在することが推定され、ドップラーシフトから路側機1に対して接近していることが推定される。
The vehicle A is estimated to be present in the direction of 0 to π / 2 from the phase difference of the received signals, and is estimated to be approaching the
路側機1のサービス提供エリア3は図1に示す通りなので、図中左方向から路側機1に対して接近してくる車両が、通信対象の車両であると判定することができる。そこで、通信制御部14は、図9に示すフローチャートにしたがって、それぞれの車両について通信対象とするか否かを判定する。
Since the
すなわち、通信制御部14は、到来方向が0〜π/2の範囲内であり、かつ、ドップラーシフトが正(路側機1に接近)している車両を通信の対象とする。ここで、車両Aは、0〜π/2の範囲に位置し(S1−YES)、かつ、ドップラーシフトが正(S2−YES)なので通信対象となる。一方、車両Bは、0〜π/2の範囲に位置する(S1−YES)ものの、ドップラーシフトが負である(S2−NO)であるため、通信対象とはしない。また、車両Cは、0〜π/2の範囲内に位置しない(S1−NO)なので、通信対象とはしない。
That is, the
<実施形態の作用・効果>
このようにして、路側機1は、車両の存在位置および走行方向を推定することが可能となり、通信対象とするべき車両を容易に判断することが可能となる。
<Operation / Effect of Embodiment>
In this way, the
ここで、車両側は単に固有変調信号(プリアンブル)を送信しているだけであり、GPS装置やその他のセンサなどを設ける必要がなく、簡易かつ低コストに構成することができる。また、車両側は位置情報や自身のIDなどをペイロードとするパケットを送信するのではなく、短い固有変調信号を送信するだけであるため、通信量を削減できるとともに、使用帯域や消費電力なども削減することが可能となる。 Here, the vehicle side merely transmits the intrinsic modulation signal (preamble), and it is not necessary to provide a GPS device or other sensors, and the vehicle can be configured simply and at low cost. In addition, the vehicle side does not transmit a packet with the payload of position information or its own ID, but only transmits a short intrinsic modulation signal, so that the communication amount can be reduced and the use band, power consumption, etc. It becomes possible to reduce.
(変形例)
路側機1のアンテナに関する具体的な構成は、図2に示す以外にも道路やサービス提供エリアの形状等を考慮して種々の構成を採用することが可能である。いくつかの例を図10に示した。たとえば、図10(a)に示すように、電波吸収体3の形状は、円柱形状ではなく四角柱形状であっても良い。これによっても、同様の効果を得ることができる。また、アンテナの数は4つである必要はなく、3つや5つ以上であっても構わない。アンテナが3つの場合には、図10(b)のように、三角柱の電波吸収体を用いることが好ましい。また、アンテナが5つの場合には、図10(c)のように、五角柱の電波吸収体を用いることが好ましい。また、電波吸収体の形状は円柱形状や多角柱形状に限られず、図10(d)に示すように、各アンテナの後ろにそれぞれ板状の電波吸収体が設けられる構成であっても構わない。また、アンテナ自体が指向性を有していても良い。
(Modification)
In addition to the configuration shown in FIG. 2, various configurations can be adopted in consideration of the shape of the road, the service providing area, and the like as the specific configuration regarding the antenna of the
また、上記の実施形態の説明では、サービス提供エリア3は交差点の一方から接近して
くるエリアであったが、このような構成に限られるものではなく。たとえば、図1において、左方向および右方向から路側機1に接近してくる車両を通信対象としても良い。その他どのような車両を対象として通信を行うかは、路側機1が提供する情報に応じて適宜設定することができる。
In the above description of the embodiment, the
また、上記の実施形態の説明では、路側機1は交差点における全ての道路方向に対して、それぞれ指向性を有するアンテナを備えていた。しかしながら、いくつかの方向に対してはアンテナを備えていなくても構わない。たとえば、上記の説明においてアンテナANT4を省略しても良い。
Moreover, in description of said embodiment, the
また、上記の実施形態の説明では、本発明における無線通信装置を路側機1として構成したが、本発明における無線通信装置を車載端末とすることも可能である。すなわち、車車間通信においても、上記と同様に固有変調信号に基づいて、相手車両の存在方位および走行方向を判定することができる。
In the above description of the embodiment, the wireless communication device according to the present invention is configured as the
ANT1,ANT2,ANT3,ANT4 アンテナ
1 路側機
11 合成器
12 到来方向推定部
13 周波数検知部
131 直交復調器
132 検波回路
133 位相差計算器
14 通信制御部
15 通信データ処理部
ANT1, ANT2, ANT3,
Claims (6)
前記車載端末から送信される既知信号を受信する複数の受信アンテナと、
前記複数の受信アンテナにおいて受信される前記既知信号の位相差に基づいて、前記車載端末の方位を推定する位置推定手段と、
前記複数の受信アンテナにおいて受信される前記既知信号の周波数偏移に基づいて、前記車載端末が自装置に対して近づいているか遠ざかっているかを推定する走行方向推定手段と、
前記位置推定手段および前記走行方向推定手段による推定結果に基づいて、前記車載端末と無線通信を行うか否かを判定する判定手段と、
を有することを特徴とする無線通信装置。 A wireless communication device that performs wireless communication with an in-vehicle terminal,
A plurality of receiving antennas for receiving known signals transmitted from the in-vehicle terminal;
Position estimation means for estimating the azimuth of the in-vehicle terminal based on the phase difference of the known signals received by the plurality of receiving antennas;
Based on frequency shifts of the known signals received at the plurality of receiving antennas, a traveling direction estimation unit that estimates whether the in-vehicle terminal is approaching or moving away from the own device;
A determination unit for determining whether to perform wireless communication with the in-vehicle terminal based on the estimation result by the position estimation unit and the traveling direction estimation unit;
A wireless communication apparatus comprising:
前記複数の受信アンテナは、前記遮蔽手段によって所定の方向からの電波が遮蔽されることで、それぞれが異なる方向に対する指向性を有する
ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信装置。 The wireless communication device has shielding means for shielding radio waves,
The radio communication apparatus according to claim 1, wherein the plurality of receiving antennas have directivities in different directions by shielding radio waves from a predetermined direction by the shielding unit.
前記複数の受信アンテナは、前記電波吸収体に近接して設置されている
ことを特徴とする請求項3に記載の無線通信装置。 The shielding means is a polygonal columnar or cylindrical wave absorber,
The wireless communication apparatus according to claim 3, wherein the plurality of receiving antennas are installed in proximity to the radio wave absorber.
前記複数の受信アンテナは、道路方向に対する指向性を有しており、
前記判定手段は、前記車載端末が所定の道路方向から自装置に対して近づいてくる場合に、該車載端末と無線通信を行うと判定する
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の無線通信装置。 The wireless communication device is installed at an intersection,
The plurality of receiving antennas have directivity with respect to a road direction,
5. The determination unit according to claim 1, wherein the determination unit determines to perform wireless communication with the in-vehicle terminal when the in-vehicle terminal approaches the own apparatus from a predetermined road direction. The wireless communication device described.
前記車載端末は、
既知信号を送信する送信手段
を有し、
前記路側機は、
前記既知信号を受信する複数の受信アンテナと、
前記複数の受信アンテナにおいて受信される前記既知信号の位相差に基づいて、前記車載端末の方位を推定する位置推定手段と、
前記複数の受信アンテナにおいて受信される前記既知信号の周波数偏移に基づいて、前記車載端末が前記路側機に対して近づいているか遠ざかっているかを推定する走行方向推定手段と、
前記位置推定手段および前記走行方向推定手段による推定結果に基づいて、前記車載端末と無線通信を行うか否かを判定する判定手段と、
を有することを特徴とする路車間通信システム。 A road-vehicle communication system that performs wireless communication between a roadside device and an in-vehicle terminal,
The in-vehicle terminal is
Having transmission means for transmitting a known signal;
The roadside machine
A plurality of receiving antennas for receiving the known signal;
Position estimation means for estimating the azimuth of the in-vehicle terminal based on the phase difference of the known signals received by the plurality of receiving antennas;
Based on frequency shifts of the known signals received by the plurality of receiving antennas, a traveling direction estimation unit that estimates whether the in-vehicle terminal is approaching or moving away from the roadside device;
A determination unit for determining whether to perform wireless communication with the in-vehicle terminal based on the estimation result by the position estimation unit and the traveling direction estimation unit;
A road-vehicle communication system characterized by comprising:
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