JP2011142517A - Radio communication system and radio equipment - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radio communication system and radio equipment with high reliability in communication with a mobile object. <P>SOLUTION: Radio communication equipment 10 is provided along a moving path of the mobile object, and performs radio communication with mobile station radio equipment provided in the mobile object. A transceiver 100 receives position information of the mobile object transmitted from the mobile station radio equipment. A vehicle guide 115 generates a response signal to the mobile station radio equipment. The transceiver 100 transmits the generated response signal to the mobile station radio equipment. A transmission/reception adjustment part 113a adjusts an orientation range of an antenna 101 or 103 of the transceiver 100 on the basis of the position information of the mobile object. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、移動体と通信するための無線通信システム及び無線装置に関する。   The present invention relates to a wireless communication system and a wireless device for communicating with a mobile object.

自動車、列車、エレベータ及びエスカレータ等の、人や物を乗せて移動する移動体の運行においては、安全が非常に重要視されている。近年では、移動体の移動や停止を外部から安全に制御するための技術が開発されている。   Safety is very important in the operation of moving objects such as automobiles, trains, elevators and escalators that move with people and objects. In recent years, techniques for safely controlling the movement and stop of a moving body from the outside have been developed.

例えば、外部からの制御によって移動体を安全に停止させるためには、移動速度、加速度及び移動方向等の移動体の移動情報を、外部の制御装置が把握しておく必要がある。移動体の移動情報を収集するには、例えば無線通信システムを用いることができる。   For example, in order to stop the moving body safely by external control, it is necessary for the external control device to grasp movement information of the moving body such as the moving speed, acceleration, and moving direction. For example, a wireless communication system can be used to collect movement information of a mobile object.

特許文献１には、高速移動する物体の位置情報を安定した通信品質で収集する移動物体管理システムが開示されている。特許文献１に記載のシステムでは、移動体の移動速度に対応して割り当てられた無線通信チャネルを選択して利用し、高速移動の場合にもハンドオーバーの無いリアルタイム通信を可能としている。   Patent Document 1 discloses a moving object management system that collects position information of an object moving at high speed with stable communication quality. In the system described in Patent Document 1, a wireless communication channel assigned corresponding to the moving speed of a moving body is selected and used, and real-time communication without handover is possible even in high-speed movement.

特開２００６−１０８７９９号公報（段落００８３、図３）JP 2006-108799 A (paragraph 0083, FIG. 3)

しかしながら、移動体の移動情報の収集に無線通信を用いるシステムでは、移動体が通信エリア内にいるにもかかわらずマルチパス（多重伝播変動）によって通信不能になることがある。このような場合、無線通信の信頼性が損なわれかねない。   However, in a system using wireless communication for collecting movement information of a mobile object, communication may become impossible due to multipath (multiple propagation fluctuation) even though the mobile object is in the communication area. In such a case, the reliability of wireless communication may be impaired.

本発明は、上記のような問題に鑑みなされたもので、移動体との通信において信頼性の高い無線通信システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a highly reliable wireless communication system in communication with a mobile object.

本発明の一実施形態に係る無線通信システムは、移動体に設けられる移動局無線装置と、前記移動体の移動経路に沿って設けられる固定局無線装置からなる無線通信システムであって、前記移動局無線装置は、前記移動体の位置情報を前記固定局無線装置に送信し、前記固定局無線装置からの応答信号を受信する送受信手段を具備し、前記固定局無線装置は、前記移動局無線装置から送信された前記位置情報を受信する受信手段と、前記移動局無線装置への応答信号を生成する生成手段と、前記移動局無線装置に前記応答信号を送信する送信手段と、前記送信手段のアンテナ指向範囲を前記位置情報に基づいて調整する調整手段を具備する。   A radio communication system according to an embodiment of the present invention is a radio communication system including a mobile station radio device provided in a mobile body and a fixed station radio device provided along a movement path of the mobile body, The station radio apparatus includes transmission / reception means for transmitting the position information of the mobile body to the fixed station radio apparatus and receiving a response signal from the fixed station radio apparatus, and the fixed station radio apparatus includes the mobile station radio Receiving means for receiving the location information transmitted from a device; generating means for generating a response signal to the mobile station radio device; transmitting means for transmitting the response signal to the mobile station radio device; Adjusting means for adjusting the antenna directivity range based on the position information.

また、本発明の一実施形態に係る無線装置は、移動体の移動経路に沿って設けられ、前記移動体に設けられた移動局無線装置と無線通信を行う無線装置であって、前記移動局無線装置から送信された前記移動局の位置情報を受信する受信手段と、前記移動局無線装置への応答信号を生成する生成手段と、前記移動局無線装置に前記応答信号を送信する送信手段と、前記送信手段のアンテナ指向範囲を前記位置情報に基づいて調整する調整手段を具備する。   A radio apparatus according to an embodiment of the present invention is a radio apparatus that is provided along a movement path of a mobile body and performs radio communication with a mobile station radio apparatus provided in the mobile body, the mobile station Receiving means for receiving location information of the mobile station transmitted from a radio apparatus; generating means for generating a response signal to the mobile station radio apparatus; and transmitting means for transmitting the response signal to the mobile station radio apparatus; Adjusting means for adjusting the antenna directivity range of the transmitting means based on the position information.

本発明によれば、移動体との通信において信頼性の高い無線通信システム及び無線装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a reliable radio | wireless communications system and radio | wireless apparatus can be provided in communication with a mobile body.

本発明の一実施形態に係る無線通信システムが適用された、走行車両の制御システムの概要を示す図。The figure which shows the outline | summary of the control system of a traveling vehicle to which the radio | wireless communications system which concerns on one Embodiment of this invention was applied. 固定局のアンテナの指向性と、反射によるマルチパスの関係を概略的に示す図。The figure which shows schematically the directivity of the antenna of a fixed station, and the relationship of the multipath by reflection. 道路に設置される固定局無線通信装置の構成の概略を示すブロック図。The block diagram which shows the outline of a structure of the fixed station radio | wireless communication apparatus installed in a road. 道路上を走行し移動無線局として機能する車両に搭載される無線通信装置の構成の概略を示すブロック図。The block diagram which shows the outline of a structure of the radio | wireless communication apparatus mounted in the vehicle which drive | works on a road and functions as a mobile radio station. 固定局の無線通信装置の動作を示すフローチャート。The flowchart which shows operation | movement of the radio | wireless communication apparatus of a fixed station. 移動局の無線通信装置の動作を示すフローチャート。The flowchart which shows operation | movement of the radio | wireless communication apparatus of a mobile station. 固定局の無線通信装置が、隣接局の通信状態を監視する場合の動作を示すフローチャート。The flowchart which shows operation | movement in case the radio | wireless communication apparatus of a fixed station monitors the communication state of an adjacent station. 隣接局と移動局との通信状態の監視する場合の走行車両の制御システムの概要を示す図。The figure which shows the outline | summary of the control system of a traveling vehicle in the case of monitoring the communication state of an adjacent station and a mobile station.

以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る無線通信システムを説明する。以下の説明においては、道路上を走行する自動車と、この自動車と無線通信を行って走行を制御する無線装置からなるシステムに、本実施形態に係る無線通信システムを適用することが想定されている。   Hereinafter, a radio communication system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, it is assumed that the wireless communication system according to the present embodiment is applied to a system that includes a vehicle traveling on a road and a wireless device that performs wireless communication with the vehicle to control traveling. .

図１は、本発明の一実施形態に係る無線通信システムが適用された、走行車両の制御システムの概要を示す図である。   FIG. 1 is a diagram showing an outline of a traveling vehicle control system to which a wireless communication system according to an embodiment of the present invention is applied.

図１に示す例では、道路の片側に固定式の無線通信装置（固定無線局（固定局））１０Ａと１０Ｂが、道路の反対側に同様の固定式の無線通信装置（固定局）１０Ｃが設置されている。固定局１０Ａがカバーする無線通信範囲はセルＡで、固定局１０Ｂがカバーする無線通信範囲はセルＢで、固定局１０Ｃがカバーする無線通信範囲はセルＣによって表される。各固定局は、隣接するセル同士の一部が重なるように配置されている。   In the example shown in FIG. 1, fixed wireless communication devices (fixed wireless stations (fixed stations)) 10A and 10B are provided on one side of the road, and similar fixed wireless communication devices (fixed stations) 10C are provided on the opposite side of the road. is set up. The wireless communication range covered by the fixed station 10A is represented by the cell A, the wireless communication range covered by the fixed station 10B is represented by the cell B, and the wireless communication range covered by the fixed station 10C is represented by the cell C. Each fixed station is arranged so that a part of adjacent cells overlap each other.

セルＡ内では、固定局１０Ａ側の車線を車両Ｃ１とＣ２が走行しており、固定局１０Ｃ側の車線を車両Ｃ５とＣ６が走行している。セルＢ内では、固定局１０Ｂ側の車線を車両Ｃ３、Ｃ４が走行しており、固定局１０Ｃ側の車線を車両Ｃ７が走行している。また、セルＣ内では、固定局１０Ａ側の車線を車両Ｃ２及びＣ３が走行しており、固定局１０Ｃ側の車線を車両Ｃ５及びＣ６が走行している。これらの車両Ｃ１〜Ｃ７のうち、少なくとも１台の車両は無線通信機能を有し、移動無線局（移動局）として機能するものとする。   In the cell A, the vehicles C1 and C2 are traveling on the lane on the fixed station 10A side, and the vehicles C5 and C6 are traveling on the lane on the fixed station 10C side. In the cell B, the vehicles C3 and C4 are traveling on the lane on the fixed station 10B side, and the vehicle C7 is traveling on the lane on the fixed station 10C side. In the cell C, the vehicles C2 and C3 are traveling in the lane on the fixed station 10A side, and the vehicles C5 and C6 are traveling on the lane on the fixed station 10C side. Of these vehicles C1 to C7, at least one vehicle has a wireless communication function and functions as a mobile radio station (mobile station).

固定局と移動局の間では、例えば無線通信によって情報のやり取りが行われ、移動局の通行が制御される。また、固定局及び移動局がＧＰＳ(global positioning system)機能を有する場合、これらの無線局はＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信し、当該無線局の現在位置等を測定することができる。   Information is exchanged between the fixed station and the mobile station by, for example, wireless communication, and the passage of the mobile station is controlled. Further, when the fixed station and the mobile station have a GPS (global positioning system) function, these wireless stations can receive GPS signals from GPS satellites and measure the current position of the wireless stations.

なお、図１では３つの固定局１０Ａ〜１０Ｃが図示されているが、道路に沿って更に多数の固定局が設置されていてもよい。   In FIG. 1, three fixed stations 10A to 10C are shown, but a larger number of fixed stations may be installed along the road.

図２は、固定局のアンテナの指向性と、反射によるマルチパスの関係を概略的に示す図である。   FIG. 2 is a diagram schematically showing the relationship between the directivity of the antenna of the fixed station and the multipath due to reflection.

図２に示す無線通信装置（固定局）１０Ｄは、図１に示す固定局１０Ａ〜１０Ｃと同様の無線通信装置である。また、車両Ｃ８及びＣ９は、無線通信機能を有し、移動無線局（移動局）として機能する。   A wireless communication device (fixed station) 10D illustrated in FIG. 2 is the same wireless communication device as the fixed stations 10A to 10C illustrated in FIG. The vehicles C8 and C9 have a wireless communication function and function as mobile radio stations (mobile stations).

図２において、固定局１０Ｄから車両Ｃ８に向かうアンテナのカバー範囲（エリアＤ−１）で示されるように、アンテナの指向性が広いと、反射による多重化が複雑になり、無線のバーストが予測できなくなる。また、車両Ｃ８の移動によるフェージングも問題となる。   In FIG. 2, as indicated by the antenna coverage (area D-1) from the fixed station 10D to the vehicle C8, if the antenna directivity is wide, multiplexing due to reflection becomes complicated and radio bursts are predicted. become unable. In addition, fading due to the movement of the vehicle C8 is also a problem.

一方、図２において、固定局１０Ｄから車両Ｃ９に向かうアンテナのカバー範囲（エリアＤ−２）で示されるように、アンテナ指向性が狭いと、反射が限定されるため、周囲環境が判明していれば多重により感度が低下する位置を計算することが可能となる。このため、本実施形態に係る無線通信システムは、通信対象となる移動局を強く指向し、カバー範囲が狭い無線信号を固定局から発信できるように、固定局のアンテナを制御する。   On the other hand, in FIG. 2, as shown by the antenna cover range (area D-2) from the fixed station 10D to the vehicle C9, when the antenna directivity is narrow, the reflection is limited, so the surrounding environment is known. If so, it becomes possible to calculate the position where the sensitivity decreases due to multiplexing. For this reason, the radio communication system according to the present embodiment controls the antenna of the fixed station so that the mobile station to be communicated is strongly directed and a radio signal having a narrow cover range can be transmitted from the fixed station.

図３は、道路に設置される無線通信装置（固定局）の構成の概略を示すブロック図である。図１に示す固定局１０Ａ〜１０Ｃ、図２に示す固定局１０Ｄ、及び図８に示す固定局１０Ｅ〜１０Ｇに共通する構成は、図３に示す無線通信装置１０の構成によって代表される。   FIG. 3 is a block diagram showing an outline of the configuration of a wireless communication apparatus (fixed station) installed on the road. The configuration common to the fixed stations 10A to 10C shown in FIG. 1, the fixed station 10D shown in FIG. 2, and the fixed stations 10E to 10G shown in FIG. 8 is represented by the configuration of the wireless communication apparatus 10 shown in FIG.

無線通信装置１０は、送受信部１００、ＧＰＳ部１０７、データ入出力インタフェース１０８、制御部１１０、及び入出力装置１２０を具備している。   The wireless communication device 10 includes a transmission / reception unit 100, a GPS unit 107, a data input / output interface 108, a control unit 110, and an input / output device 120.

送受信部１００は、高周波無線信号と低周波無線信号を切換えて移動局と通信できるように構成されている。具体的には、送受信部１００は、高周波無線の送受信のために高周波用アンテナ１０１、アレイアンテナ制御装置１０２、及び高周波無線通信部１０５を備える。また低周波無線の送受信のために、低周波用アンテナ１０３、アレイアンテナ制御装置１０４、及び低周波無線通信部１０６を具備している。   The transceiver unit 100 is configured to be able to communicate with a mobile station by switching between a high frequency radio signal and a low frequency radio signal. Specifically, the transmission / reception unit 100 includes a high-frequency antenna 101, an array antenna control device 102, and a high-frequency wireless communication unit 105 for high-frequency wireless transmission / reception. For low-frequency radio transmission / reception, a low-frequency antenna 103, an array antenna control device 104, and a low-frequency radio communication unit 106 are provided.

アンテナ１０１及びアンテナ１０３は、電波の指向特性を変化させることが可能なアレイアンテナからなる。高周波無線通信部１０５は、アレイアンテナ制御装置１０２における設定を制御する。同様に低周波無線通信部１０６は、アレイアンテナ制御装置１０４における設定を制御する。アレイアンテナ制御装置１０２及び１０４は、設定に基づいてアレイアンテナ１０１及び１０３の位相と振幅を制御し、所定の方向にビームを形成して電波の送信と受信を行う。   The antenna 101 and the antenna 103 are array antennas that can change the directivity characteristics of radio waves. The high frequency radio communication unit 105 controls the setting in the array antenna control apparatus 102. Similarly, the low frequency wireless communication unit 106 controls the setting in the array antenna control device 104. The array antenna control devices 102 and 104 control the phase and amplitude of the array antennas 101 and 103 based on the setting, and form a beam in a predetermined direction to transmit and receive radio waves.

ＧＰＳ部１０７は、例えばフィルムアンテナ等のアンテナ素子を具備し、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信する。アンテナ素子が３つのＧＰＳ衛星からの信号を受信する場合には、無線通信装置１０の２次元的な位置（緯度及び経度）を測定できる。また、アンテナ素子が４つの衛星からの信号を受信する場合は、３次元的な位置（緯度、経度及び高度）を測定できる。３つ又は４つの衛星からのＧＰＳ信号がＧＰＳ部１０７で受信されると、各衛星からの距離が算出されて、無線通信装置１０の位置が測定される。   The GPS unit 107 includes an antenna element such as a film antenna and receives a GPS signal from a GPS satellite. When the antenna element receives signals from three GPS satellites, the two-dimensional position (latitude and longitude) of the wireless communication device 10 can be measured. Further, when the antenna element receives signals from four satellites, a three-dimensional position (latitude, longitude, and altitude) can be measured. When GPS signals from three or four satellites are received by the GPS unit 107, the distance from each satellite is calculated, and the position of the wireless communication device 10 is measured.

データ入出力インタフェース１０８は、送受信部１００と制御部１１０の間、及びＧＰＳ部１０７と制御部１１０の間のデータのやり取りを制御するためのインタフェースである。データ入出力インタフェース１０８は、必要に応じて、送受信部１００又はＧＰＳ部１０７から転送されたデータを、制御部１１０が処理可能な形式に変換する。あるいは逆に、制御部１１０からのデータを適切な形式に変換して送受信部１１０又はＧＰＳ部１０７に転送する。   The data input / output interface 108 is an interface for controlling data exchange between the transmission / reception unit 100 and the control unit 110 and between the GPS unit 107 and the control unit 110. The data input / output interface 108 converts the data transferred from the transmission / reception unit 100 or the GPS unit 107 into a format that can be processed by the control unit 110 as necessary. Or conversely, the data from the control unit 110 is converted into an appropriate format and transferred to the transmission / reception unit 110 or the GPS unit 107.

制御部１１０は、図示しないプロセッサ、プログラムメモリ及びワークメモリを具備しており、無線通信装置１０の動作全体を制御する。プログラムメモリに予め記憶された所定のプログラムをプロセッサが読み出して実行することで、無線通信装置１０の各種の機能が実現される。また、制御部１１０は、無線通信装置１０が設置される地点の位置情報を保持しているものとする。   The control unit 110 includes a processor, a program memory, and a work memory (not shown), and controls the overall operation of the wireless communication device 10. Various functions of the wireless communication apparatus 10 are realized by the processor reading and executing a predetermined program stored in advance in the program memory. Further, it is assumed that the control unit 110 holds position information of a point where the wireless communication device 10 is installed.

制御部１１０は、通信制御部１１１、入力データ演算処理部１１２、出力データ演算処理部１１３、環境検出部１１４、及び車両ガイド部１１５を具備している。   The control unit 110 includes a communication control unit 111, an input data calculation processing unit 112, an output data calculation processing unit 113, an environment detection unit 114, and a vehicle guide unit 115.

通信制御部１１１は、入力データ演算処理部１１２が処理した入力データを受信して、各部に転送する。また通信制御部１１１は、各部から送られたデータを集約して出力データ演算処理部１１３に転送する。   The communication control unit 111 receives the input data processed by the input data calculation processing unit 112 and transfers it to each unit. Further, the communication control unit 111 aggregates the data sent from each unit and transfers it to the output data calculation processing unit 113.

入力データ演算処理部１１２は、送受信部１００が受信した無線信号及びＧＰＳ部１０７が受信したＧＰＳ信号に基づいて種々の演算処理を行う。入力データ演算処理部１１２は、入力信号に基づいて固定局及び移動局の位置を算出する位置算出部１１２ａを備えている。   The input data calculation processing unit 112 performs various calculation processes based on the radio signal received by the transmission / reception unit 100 and the GPS signal received by the GPS unit 107. The input data calculation processing unit 112 includes a position calculation unit 112a that calculates the positions of the fixed station and the mobile station based on the input signal.

出力データ演算処理部１１３は、送受信部１００から出力するデータを生成するための演算処理を行う。また、出力データ演算処理部１１３は、送受信部１１０による無線通信の設定を調整するための送受信調整部１１３ａを具備している。   The output data calculation processing unit 113 performs calculation processing for generating data output from the transmission / reception unit 100. The output data calculation processing unit 113 includes a transmission / reception adjustment unit 113 a for adjusting the setting of wireless communication by the transmission / reception unit 110.

環境検出部１１４は、入力データ演算処理部１１２による演算結果から、移動局周辺の環境を検出する。環境検出部１１４によって検出されるのは、例えば移動局周辺の降雨や降雪の状況等による周囲環境の変化である。   The environment detection unit 114 detects the environment around the mobile station from the calculation result by the input data calculation processing unit 112. What is detected by the environment detection unit 114 is, for example, a change in the surrounding environment due to rain or snow conditions around the mobile station.

車両ガイド部１１５は、入力データ演算処理部１１２による演算結果に基づいて、移動局に提供するガイド情報を生成する。ガイド情報としては、移動局の進行方向にある固定局の情報、移動局の進行方向の渋滞情報、車両の制御情報等がある。   The vehicle guide unit 115 generates guide information to be provided to the mobile station based on the calculation result by the input data calculation processing unit 112. The guide information includes information on a fixed station in the traveling direction of the mobile station, traffic jam information in the traveling direction of the mobile station, vehicle control information, and the like.

入出力装置１２０は、例えば操作ボタンや表示パネルを具備する。操作ボタンを操作することで、無線通信装置１０に所定の操作信号を与え、設定情報を変更すること等が可能である。また、表示パネルに無線通信装置１０の状態を表示することで、無線通信装置１０の設定状態を外部から確認することもできる。   The input / output device 120 includes, for example, operation buttons and a display panel. By operating the operation buttons, it is possible to give a predetermined operation signal to the wireless communication apparatus 10 and change the setting information. Further, by displaying the state of the wireless communication device 10 on the display panel, the setting state of the wireless communication device 10 can also be confirmed from the outside.

また、無線通信装置１０は、入出力装置１２０を介してネットワークＮＷに接続されている。ネットワークＮＷは、例えば有線又は無線のネットワークであり、ＬＡＮ（local area network）やＷＡＮ(wide area network)等を含む。道路の路測に設置される固定局の無線通信装置１０同士は、このネットワークＮＷによって互いに接続されている。従って、通信エリアが隣接する無線通信装置１０の間で、ネットワークＮＷを介して走行車両（移動局）の情報を共有することができる。   The wireless communication device 10 is connected to the network NW via the input / output device 120. The network NW is, for example, a wired or wireless network, and includes a local area network (LAN), a wide area network (WAN), and the like. The fixed station wireless communication devices 10 installed for road measurement are connected to each other by this network NW. Accordingly, it is possible to share information on the traveling vehicle (mobile station) via the network NW between the wireless communication devices 10 having adjacent communication areas.

図４は、道路上を走行し移動無線局（移動局）として機能する車両に搭載される無線通信装置の構成の概略を示すブロック図である。   FIG. 4 is a block diagram showing an outline of a configuration of a wireless communication device mounted on a vehicle that travels on a road and functions as a mobile wireless station (mobile station).

移動局に設置される無線通信装置２０は、送受信部２００、計測部２０７、データ入出力インタフェース２０８、制御部２１０、及び入出力装置２２０を具備している。   The wireless communication device 20 installed in the mobile station includes a transmission / reception unit 200, a measurement unit 207, a data input / output interface 208, a control unit 210, and an input / output device 220.

送受信部２００は、高周波無線信号と低周波無線信号を切換えて固定局と通信できるように構成されている。具体的には、送受信部２００は、高周波無線の送受信のために高周波用アンテナ２０１、アレイアンテナ制御装置２０２、及び高周波無線通信部２０５を備える。また低周波無線の送受信のために、低周波用アンテナ２０３、アレイアンテナ制御装置２０４、及び低周波無線通信部２０６を具備している。   The transceiver 200 is configured to be able to communicate with a fixed station by switching between a high frequency radio signal and a low frequency radio signal. Specifically, the transmission / reception unit 200 includes a high-frequency antenna 201, an array antenna control device 202, and a high-frequency wireless communication unit 205 for high-frequency wireless transmission / reception. For low-frequency radio transmission / reception, a low-frequency antenna 203, an array antenna control device 204, and a low-frequency radio communication unit 206 are provided.

アンテナ２０１及びアンテナ２０３は、電波の指向特性を変化させることが可能なアレイアンテナからなる。高周波無線通信部２０５は、アレイアンテナ制御装置２０２における設定を制御する。同様に低周波無線通信部２０６は、アレイアンテナ制御装置２０４における設定を制御する。アレイアンテナ制御装置２０２及び２０４は、設定に基づいてアレイアンテナ２０１及び２０３の位相と振幅を制御し、所定の方向にビームを形成して電波の送信と受信を行う。   The antenna 201 and the antenna 203 are array antennas that can change the directivity characteristics of radio waves. The high frequency wireless communication unit 205 controls settings in the array antenna control device 202. Similarly, the low frequency wireless communication unit 206 controls the setting in the array antenna control device 204. The array antenna control devices 202 and 204 control the phase and amplitude of the array antennas 201 and 203 based on the settings, and form a beam in a predetermined direction to transmit and receive radio waves.

計測部２０７は、ＧＰＳ装置、加速度センサ、傾斜センサ等を具備している。ＧＰＳ装置は、例えばフィルムアンテナ等のアンテナ素子を具備し、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信する。加速度センサは、無線通信装置２０が搭載された車両が走行する際の加速度を測定する。また傾斜センサは、車両の姿勢制御のために無線通信装置２０の傾斜を測定する。   The measurement unit 207 includes a GPS device, an acceleration sensor, an inclination sensor, and the like. The GPS device includes an antenna element such as a film antenna, for example, and receives a GPS signal from a GPS satellite. The acceleration sensor measures acceleration when a vehicle on which the wireless communication device 20 is mounted travels. The tilt sensor measures the tilt of the wireless communication device 20 for controlling the attitude of the vehicle.

データ入出力インタフェース２０８は、送受信部２００と制御部２１０の間、及び計測２０７と制御部２１０の間のデータのやり取りを制御するためのインタフェースである。データ入出力インタフェース２０８は、必要に応じて、送受信部２００又は計測部２０７から転送されたデータを、制御部２１０が処理可能な形式に変換する。あるいは逆に、制御部２１０からのデータを適切な形式に変換して送受信部２１０又は計測部２０７に転送する。   The data input / output interface 208 is an interface for controlling data exchange between the transmission / reception unit 200 and the control unit 210 and between the measurement 207 and the control unit 210. The data input / output interface 208 converts the data transferred from the transmission / reception unit 200 or the measurement unit 207 into a format that can be processed by the control unit 210 as necessary. Or conversely, the data from the control unit 210 is converted into an appropriate format and transferred to the transmission / reception unit 210 or the measurement unit 207.

制御部２１０は、図示しないプロセッサ、プログラムメモリ及びワークメモリを具備しており、無線通信装置２０の動作全体を制御する。プログラムメモリに予め記憶された所定のプログラムをプロセッサが読み出して実行することで、無線通信装置２０の各種の機能が実現される。   The control unit 210 includes a processor, a program memory, and a work memory (not shown), and controls the entire operation of the wireless communication device 20. Various functions of the wireless communication device 20 are realized by the processor reading and executing a predetermined program stored in advance in the program memory.

制御部２１０は、通信制御部２１１、入力データ演算処理部２１２、及び出力データ演算処理部２１３を具備している。   The control unit 210 includes a communication control unit 211, an input data calculation processing unit 212, and an output data calculation processing unit 213.

通信制御部２１１は、入力データ演算処理部２１２が処理した入力データを受信して、各部に転送し、逆に、各部から送られたデータを集約して出力データ演算処理部２１３に転送する。   The communication control unit 211 receives the input data processed by the input data calculation processing unit 212 and transfers it to each unit. Conversely, the communication control unit 211 consolidates the data sent from each unit and transfers it to the output data calculation processing unit 213.

入力データ演算処理部２１２は、送受信部２００が受信した無線信号及び計測部２０７の測定結果に基づいて種々の演算処理を行う。入力データ演算処理部２１２は、計測部２０７の計測結果に基づいて、移動局の現在位置、移動速度、移動方向等を算出する位置算出部２１２ａを備えている。入力データ演算処理部２１２は、移動局の現在位置、移動速度、移動方向等の情報を含む位置信号を生成する。   The input data calculation processing unit 212 performs various calculation processes based on the wireless signal received by the transmission / reception unit 200 and the measurement result of the measurement unit 207. The input data calculation processing unit 212 includes a position calculation unit 212 a that calculates the current position, movement speed, movement direction, and the like of the mobile station based on the measurement result of the measurement unit 207. The input data calculation processing unit 212 generates a position signal including information such as the current position, moving speed, and moving direction of the mobile station.

出力データ演算処理部２１３は、送受信部２００から送信するデータを生成するための演算処理を行う。また、出力データ演算処理部２１３は、送受信部２１０による無線通信の設定を調整するための送受信調整部２１３ａを具備している。   The output data calculation processing unit 213 performs calculation processing for generating data to be transmitted from the transmission / reception unit 200. The output data calculation processing unit 213 includes a transmission / reception adjustment unit 213a for adjusting the setting of wireless communication by the transmission / reception unit 210.

入出力装置２２０は、例えば操作ボタンや表示パネルを具備し、車両に搭載され車両の搭乗者によって操作される。   The input / output device 220 includes, for example, operation buttons and a display panel, and is mounted on the vehicle and operated by a vehicle occupant.

次に、以上のように構成された無線通信装置１０及び無線通信装置２０の動作について説明する。
図５は、固定局の無線通信装置１０の動作を示すフローチャートである。
道路の路側に設けられた無線通信装置１０は、道路上を走行する特定の通信対象車両（無線通信機能を有する移動局）から送信される位置信号を受信する（ステップＳ５１）。本実施形態においては、無線通信機能を有する車両からは、当該車両の現在位置や移動速度等の情報を含む位置信号が周期的に無線送信されているものとする。また、位置信号の送信は高周波と低周波を交互に用いて行なわれているものとする（図６参照）。 Next, operations of the wireless communication device 10 and the wireless communication device 20 configured as described above will be described.
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the radio communication apparatus 10 of the fixed station.
The wireless communication device 10 provided on the road side of the road receives a position signal transmitted from a specific communication target vehicle (mobile station having a wireless communication function) traveling on the road (step S51). In the present embodiment, it is assumed that a position signal including information such as the current position and moving speed of the vehicle is periodically transmitted from a vehicle having a wireless communication function. Further, it is assumed that the transmission of the position signal is performed by alternately using the high frequency and the low frequency (see FIG. 6).

無線通信装置１０の入力データ演算処理部１１２は、受信した位置信号から対象車両の移動情報を検出する（ステップＳ５２）。例えば位置算出部１１２ａは、位置信号に基づいて、対象車両の現在位置、進行方向、移動速度等を算出する。算出された移動情報は出力データ演算処理部１１３に送られる。また、入力データ演算処理部１１２は、受信した位置信号が高周波と低周波のいずれを用いて送信されたかも検出する。   The input data calculation processing unit 112 of the wireless communication device 10 detects movement information of the target vehicle from the received position signal (step S52). For example, the position calculation unit 112a calculates the current position, traveling direction, moving speed, and the like of the target vehicle based on the position signal. The calculated movement information is sent to the output data calculation processing unit 113. The input data calculation processing unit 112 also detects whether the received position signal is transmitted using high frequency or low frequency.

出力データ演算処理部１１３では、送受信調整部１１３ａが、当該移動情報に応じて送受信部１００におけるアンテナの指向角度と電波出力を調整する（ステップＳ５３）。すなわち送受信調整部１１３ａは、アンテナ１０１、１０３のカバー範囲が狭くなり、対象車両への指向性が高くなるように、アレイアンテナ制御装置１０２、１０４の設定を調整する。   In the output data calculation processing unit 113, the transmission / reception adjustment unit 113a adjusts the antenna directivity angle and the radio wave output in the transmission / reception unit 100 according to the movement information (step S53). That is, the transmission / reception adjustment unit 113a adjusts the settings of the array antenna control apparatuses 102 and 104 so that the cover ranges of the antennas 101 and 103 are narrowed and the directivity toward the target vehicle is increased.

送受信部１００からは、車両ガイド部１１５が生成したガイド情報が、対象車両へ向けて無線送信される（ステップＳ５４）。入力データ演算処理部１１２が検出した位置信号の送信周波数が高周波であった場合は、ガイド情報も高周波で送信される。位置信号の送信周波数が低周波であった場合は、ガイド情報も低周波で送信される。送受信調整部１１３ａによる調整によって、送受信部１００のアンテナのカバー範囲は、対象車両のみを強く指向するように設定されている。このため、マルチパス（多重伝播）を低減することができる（図２参照）。   From the transmission / reception unit 100, the guide information generated by the vehicle guide unit 115 is wirelessly transmitted toward the target vehicle (step S54). When the transmission frequency of the position signal detected by the input data arithmetic processing unit 112 is a high frequency, the guide information is also transmitted at a high frequency. When the transmission frequency of the position signal is a low frequency, the guide information is also transmitted at a low frequency. By the adjustment by the transmission / reception adjustment unit 113a, the antenna cover range of the transmission / reception unit 100 is set so as to strongly point only at the target vehicle. For this reason, multipath (multiplex propagation) can be reduced (see FIG. 2).

次に、移動局に搭載される無線通信装置２０の動作を説明する。
図６は、移動局の無線通信装置２０の動作を示すフローチャートである。本実施形態においては、無線通信機能を有し道路上を走行する車両（移動局）に搭載された無線通信装置２０は、所定の周期で位置信号を無線送信する。
無線通信装置２０の送信部２００では、高周波用アンテナ２０１から当該車両の位置情報が発信される（ステップＳ６１）。ここで、アンテナ２０１から発信される位置情報には、位置算出部２１２ａが算出した当該移動局の現在位置、移動速度及び移動方向等の移動局の移動情報が含まれる。 Next, the operation of the wireless communication device 20 mounted on the mobile station will be described.
FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the radio communication device 20 of the mobile station. In the present embodiment, the wireless communication device 20 mounted on a vehicle (mobile station) that has a wireless communication function and travels on a road wirelessly transmits a position signal at a predetermined cycle.
In the transmission unit 200 of the wireless communication device 20, position information of the vehicle is transmitted from the high frequency antenna 201 (step S61). Here, the position information transmitted from the antenna 201 includes movement information of the mobile station such as the current position, movement speed, and movement direction of the mobile station calculated by the position calculation unit 212a.

通信制御部２１１は、高周波での位置信号の送信から所定の時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ６２）。所定の時間が経過していなければ（ステップＳ６２でＮｏ）、所定時間まで待機する。   The communication control unit 211 determines whether or not a predetermined time has elapsed since the transmission of the position signal at a high frequency (step S62). If the predetermined time has not elapsed (No in step S62), the process waits until the predetermined time.

高周波での位置信号の送信から所定時間が経過したら（ステップＳ６２でＹｅｓ）、低周波用アンテナ２０３から当該車両の位置情報が発信される（ステップＳ６３）。   When a predetermined time has elapsed since the transmission of the position signal at a high frequency (Yes in step S62), the position information of the vehicle is transmitted from the low frequency antenna 203 (step S63).

通信制御部２１１は再び、低周波での位置信号の送信から所定の時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ６４）。所定の時間が経過していなければ（ステップＳ６４でＮｏ）、所定時間まで待機する。   The communication control unit 211 again determines whether or not a predetermined time has elapsed since the transmission of the position signal at the low frequency (step S64). If the predetermined time has not elapsed (No in step S64), the process waits until the predetermined time.

低周波での位置信号の送信から所定時間が経過したら（ステップＳ６４でＹｅｓ）、フローはステップＳ６１の処理に戻る。以降、同様に位置信号の送信が高周波と低周波を交互に用いて繰り返される。   When a predetermined time has elapsed since the transmission of the position signal at the low frequency (Yes in step S64), the flow returns to the process of step S61. Thereafter, similarly, the transmission of the position signal is repeated using the high frequency and the low frequency alternately.

固定局では、図５のフローチャートに示すように、移動局から送信される移動情報に基づいて、アンテナの指向性が狭くなるように調整する。このため、マルチパスの影響が低減された無線通信が可能となる。また、移動局からの移動情報は周期的に送信されるため、アンテナの指向範囲の調整を随時行なうことができる。   As shown in the flowchart of FIG. 5, the fixed station adjusts the directivity of the antenna to be narrow based on the movement information transmitted from the mobile station. For this reason, wireless communication in which the influence of multipath is reduced is possible. In addition, since the movement information from the mobile station is periodically transmitted, the directivity range of the antenna can be adjusted as needed.

また本実施形態では、固定局と移動局との間の通信状態は、隣接する固定局でも監視するものとする。   In this embodiment, the communication state between the fixed station and the mobile station is also monitored by the adjacent fixed station.

図７は、固定局の無線通信装置１０が、隣接する固定局（隣接局）の通信状態を監視する場合の動作を示すフローチャートである。
無線通信装置１０は、隣接する固定局の通信対象車両（無線通信機能を有する移動局）から送信される位置信号を受信する（ステップＳ７１）。無線通信装置１０の通信制御部１１１は、当該隣接局から対象車両に応答信号（ガイド情報）が所定の時間内に送信されたか否かを判定する（ステップＳ７２）。隣接局から対象車両への応答がなされていれば（ステップＳ７２でＹｅｓ）、隣接局と対象車両の間では正常な通信が行われているとして、処理を終了する。 FIG. 7 is a flowchart showing an operation when the wireless communication apparatus 10 of a fixed station monitors the communication state of an adjacent fixed station (adjacent station).
The wireless communication device 10 receives a position signal transmitted from a communication target vehicle (a mobile station having a wireless communication function) of an adjacent fixed station (step S71). The communication control unit 111 of the wireless communication device 10 determines whether or not a response signal (guide information) is transmitted from the adjacent station to the target vehicle within a predetermined time (step S72). If there is a response from the adjacent station to the target vehicle (Yes in step S72), it is determined that normal communication is being performed between the adjacent station and the target vehicle, and the process ends.

一方、隣接局から対象車両への応答が所定時間内に送信されていない場合（ステップＳ７２でＮｏ）、何らかの理由で隣接局と対象車両の間の通信に障害が生じていると考えられる。この場合、隣接局に代わって、無線通信装置１０が応答する。   On the other hand, when the response from the adjacent station to the target vehicle is not transmitted within the predetermined time (No in step S72), it is considered that a failure has occurred in communication between the adjacent station and the target vehicle for some reason. In this case, the wireless communication device 10 responds instead of the adjacent station.

無線通信装置１０の入力データ演算処理部１１２は、受信した位置信号から対象車両の移動情報を検出する（ステップＳ７３）。例えば位置算出部１１２ａは、位置信号に基づいて、対象車両の現在位置、進行方向、移動速度等を算出する。算出された移動情報は出力データ演算処理部１１３に送られる。また、入力データ演算処理部１１２は、受信した位置信号が高周波と低周波のいずれを用いて送信されたかも検出する。   The input data calculation processing unit 112 of the wireless communication device 10 detects movement information of the target vehicle from the received position signal (step S73). For example, the position calculation unit 112a calculates the current position, traveling direction, moving speed, and the like of the target vehicle based on the position signal. The calculated movement information is sent to the output data calculation processing unit 113. The input data calculation processing unit 112 also detects whether the received position signal is transmitted using high frequency or low frequency.

出力データ演算処理部１１３では、送受信調整部１１３ａが、当該移動情報に応じて送受信部１００におけるアンテナの指向角度と電波出力を調整する（ステップＳ７４）。すなわち送受信調整部１１３ａは、アンテナ１０１、１０３のカバー範囲が狭くなり、対象車両への指向性が高くなるように、アレイアンテナ制御装置１０２、１０４の設定を調整する。   In the output data calculation processing unit 113, the transmission / reception adjustment unit 113a adjusts the antenna directivity angle and the radio wave output in the transmission / reception unit 100 according to the movement information (step S74). That is, the transmission / reception adjustment unit 113a adjusts the settings of the array antenna control apparatuses 102 and 104 so that the cover ranges of the antennas 101 and 103 are narrowed and the directivity toward the target vehicle is increased.

送受信部１００からは、車両ガイド部１１５が生成したガイド情報が、対象車両へ向けて無線送信される（ステップＳ７５）。入力データ演算処理部１１２が検出した位置信号の送信周波数が高周波の場合は、ガイド情報も高周波で送信される。位置信号の送信周波数が低周波であった場合は、ガイド情報も低周波で送信される。   From the transmission / reception unit 100, the guide information generated by the vehicle guide unit 115 is wirelessly transmitted toward the target vehicle (step S75). When the transmission frequency of the position signal detected by the input data arithmetic processing unit 112 is high, the guide information is also transmitted at high frequency. When the transmission frequency of the position signal is a low frequency, the guide information is also transmitted at a low frequency.

このように、道路の路側に設置された固定局では、隣接局と移動局との間の通信状態を監視している。このため、固定局と移動局の間の無線通信に障害が生じたとしても、隣接局から対象車両に応答を返すことができる。従って無線のバーストを防ぐことができる。   Thus, the fixed station installed on the road side of the road monitors the communication state between the adjacent station and the mobile station. For this reason, even if a failure occurs in wireless communication between the fixed station and the mobile station, a response can be returned from the adjacent station to the target vehicle. Therefore, radio burst can be prevented.

図８は、隣接局と移動局との通信状態の監視する場合の走行車両の制御システムの概要を示す図である。   FIG. 8 is a diagram showing an outline of a traveling vehicle control system when monitoring the communication state between the adjacent station and the mobile station.

図８に示す例では、道路の片側に固定式の無線通信装置（固定無線局（固定局））１０Ｅ、１０Ｆ及び１０Ｇが並列している。固定局１０Ｅがカバーする無線通信範囲はセルＥで、固定局１０Ｇがカバーする無線通信範囲はセルＧによって表される。   In the example shown in FIG. 8, fixed wireless communication devices (fixed wireless stations (fixed stations)) 10E, 10F, and 10G are arranged in parallel on one side of the road. The wireless communication range covered by the fixed station 10E is represented by the cell E, and the wireless communication range covered by the fixed station 10G is represented by the cell G.

固定局１０ＥがカバーするセルＥ内では、車両（移動局）Ｃ１１が走行しているが、固定局１０Ｅに隣接する固定局１０Ｆでは、この固定局１０Ｅと移動局Ｃ１１の間の通信状態を図７のフローチャートに示す処理によって監視している。   In the cell E covered by the fixed station 10E, the vehicle (mobile station) C11 is traveling. In the fixed station 10F adjacent to the fixed station 10E, the communication state between the fixed station 10E and the mobile station C11 is illustrated. 7 is monitored by the process shown in the flowchart of FIG.

移動局Ｃ１１から送信された位置信号に対して、固定局１０Ｅからの応答が無い場合は、代わって固定局１０Ｆから応答がなされる。この際、固定局１０Ｆのアンテナ指向範囲はエリアＦ−１のように、移動局Ｃ１１に向けて狭く設定される。このため、マルチパスの影響を低減した通信を行うことができる。   If there is no response from the fixed station 10E to the position signal transmitted from the mobile station C11, a response is made from the fixed station 10F instead. At this time, the antenna directivity range of the fixed station 10F is set narrow toward the mobile station C11 as in the area F-1. For this reason, the communication which reduced the influence of multipath can be performed.

同様に、固定局１０ＧがカバーするセルＧ内では、車両（移動局）Ｃ１２とＣ１４が走行しているが、固定局１０Ｇに隣接する固定局１０Ｆでは、この固定局１０Ｇと移動局Ｃ１２の間の通信状態、及び固定局１０Ｇと移動局Ｃ１４の間の通信状態を監視している。   Similarly, in the cell G covered by the fixed station 10G, vehicles (mobile stations) C12 and C14 are traveling, but in the fixed station 10F adjacent to the fixed station 10G, between the fixed station 10G and the mobile station C12. And the communication state between the fixed station 10G and the mobile station C14 are monitored.

移動局Ｃ１２から送信された位置信号に対して、固定局１０Ｇからの応答が無い場合は、代わって固定局１０Ｆから応答がなされる。この際、固定局１０Ｆのアンテナ指向範囲はエリアＦ−２のように、移動局Ｃ１２に向けて狭く設定される。同様に、移動局Ｃ１４から送信された位置信号に対して、固定局１０Ｇからの応答が無い場合は、代わって固定局１０Ｆから応答がなされる。この際、固定局１０Ｆのアンテナ指向範囲はエリアＦ−３のように、移動局Ｃ１４に向けて狭く設定される。   If there is no response from the fixed station 10G to the position signal transmitted from the mobile station C12, a response is made from the fixed station 10F instead. At this time, the antenna directivity range of the fixed station 10F is set narrower toward the mobile station C12 as in the area F-2. Similarly, when there is no response from the fixed station 10G to the position signal transmitted from the mobile station C14, a response is made from the fixed station 10F instead. At this time, the antenna directivity range of the fixed station 10F is set narrower toward the mobile station C14 as in the area F-3.

このように、移動局と固定局の間に通信の障害が生じていても、隣接する固定局から指向範囲の狭い電波によって移動局に情報が送信される。このため、通信の安定性を確保することができる。   As described above, even when a communication failure occurs between the mobile station and the fixed station, information is transmitted from the adjacent fixed station to the mobile station by a radio wave having a narrow directivity range. For this reason, the stability of communication is securable.

次に、上述のフローチャートにおけるそれぞれの処理について、更に詳細に説明する。
本実施形態では、隣接する固定局間で、定期的にネットワークＮＷを介して、あるいは無線通信による通信を行い、情報を共有している。無線通信装置１０の環境検出部１１４は、入力データ演算処理部１１２による演算結果や隣接局間での信号到達時間及び電波強度等の情報から、周囲の無線伝播環境の変化を検出する。環境検出部１１４は、降雨や降雪の状況、季節による周囲環境の変化を検出することができる。従って、図５に示すステップＳ５３及び図７に示すステップＳ７４において、アンテナの指向角や出力レベルを変動させる際に、環境検出部１１４が検出した環境変化を補正することもできる。 Next, each process in the above flowchart will be described in more detail.
In the present embodiment, information is shared between adjacent fixed stations by periodically communicating via the network NW or by wireless communication. The environment detection unit 114 of the wireless communication device 10 detects a change in the surrounding wireless propagation environment from information such as a calculation result by the input data calculation processing unit 112 and a signal arrival time and radio wave intensity between adjacent stations. The environment detection unit 114 can detect changes in the surrounding environment depending on the conditions of rainfall and snowfall and the season. Therefore, in step S53 shown in FIG. 5 and step S74 shown in FIG. 7, the change in environment detected by the environment detection unit 114 when the antenna directivity angle and output level are changed can be corrected.

例えば、降雨や降雪がある場合、高周波の無線電波については反射が大きくなる。このため、降雨時や降雪時には低周波のみを用いるように設定されてもよい。また、高周波を用いる場合でも、電波をどこかで反射させて、降雨や降雪による反射を打ち消すように設定することもできる。   For example, when there is rainfall or snowfall, reflection of high-frequency radio waves increases. For this reason, it may be set to use only a low frequency during rain or snow. Even in the case of using a high frequency, the radio wave can be reflected somewhere and the reflection due to rain or snow can be canceled.

また、図６に示すステップＳ６１及びステップＳ６３では、移動局の位置情報が発信される。この位置情報に、計測部２０７のＧＰＳ装置が位置測量に使用した衛星番号と、車両の高さ情報が含まれていてもよい。   In step S61 and step S63 shown in FIG. 6, the location information of the mobile station is transmitted. This position information may include a satellite number used for position measurement by the GPS device of the measurement unit 207 and vehicle height information.

本実施形態では、道路の路側に設置される固定局の無線通信装置１０もＧＰＳ部１０７を具備している。このため、無線通信装置１０の入力データ演算処理部１１２では、移動局から送られたＧＰＳの衛星番号と車両の高さ情報に基づいて、マルチパス誤差を与える可能性のある衛星を検出することができる。   In the present embodiment, the fixed station wireless communication apparatus 10 installed on the road side of the road also includes the GPS unit 107. Therefore, the input data calculation processing unit 112 of the wireless communication device 10 detects a satellite that may give a multipath error based on the GPS satellite number and the vehicle height information sent from the mobile station. Can do.

従って位置算出部１１２ａは、図５に示すステップＳ５３及び図７に示すステップＳ７３において、このマルチパス誤差を与える衛星の影響を排除して、対象車両の移動情報をより正確に検出することができる。このため、より正確にアンテナの指向範囲を設定することが可能となる。   Accordingly, the position calculation unit 112a can more accurately detect the movement information of the target vehicle by eliminating the influence of the satellite that gives this multipath error in step S53 shown in FIG. 5 and step S73 shown in FIG. . For this reason, it becomes possible to set the directivity range of the antenna more accurately.

また、位置算出部１１２ａは、制御部１１０が保持している設置地点の位置情報と、ＧＰＳ部１０７が受信したＧＰＳ信号から算出される当該制御部１１０の位置情報とを比較する。比較の結果、位置情報間にずれが生じていれば、そのずれに基づいて大気中での電波の減衰を見積もることができる。従って、位置算出部１１２ａは、図５に示すステップＳ５３及び図７に示すステップＳ７４において、大気中での減衰の影響を排除して、対象車両の移動情報をより正確に検出することができる。   Further, the position calculation unit 112a compares the position information of the installation point held by the control unit 110 with the position information of the control unit 110 calculated from the GPS signal received by the GPS unit 107. As a result of the comparison, if there is a deviation between the position information, the attenuation of the radio wave in the atmosphere can be estimated based on the deviation. Therefore, the position calculation unit 112a can detect the movement information of the target vehicle more accurately by eliminating the influence of attenuation in the atmosphere in step S53 shown in FIG. 5 and step S74 shown in FIG.

更に、車両と車両が重なる場所ではシャドーイングが発生して通信できない可能性がある。本実施形態では、隣接する固定局の間でネットワークＮＷ又は無線通信を介して車両（移動局）の移動情報を共有している。このため位置算出部１１２ａは、複数の移動局の移動情報に基づいて、移動局と移動局が重なる位置を予測することできる。従って、車両ガイド部１１５が生成するガイド情報に、当該位置では位置情報の送信のタイミングを変更するよう指示する指示情報を含めることができる。このガイド情報が、図５に示すステップＳ５４又は図７に示すステップＳ７５で移動局に送信される。移動局では、ガイド情報に含まれる当該指示情報に従って、図６に示すステップＳ６１又はステップＳ６３による位置信号の送信タイミングをずらすことができる。このため、車両が重なるような場合であっても、シャドーイングによる通信断の発生を防止できる。   Furthermore, there is a possibility that shadowing occurs in a place where the vehicles overlap with each other and communication cannot be performed. In the present embodiment, the movement information of the vehicle (mobile station) is shared between the adjacent fixed stations via the network NW or wireless communication. For this reason, the position calculation unit 112a can predict a position where the mobile station and the mobile station overlap based on the movement information of the plurality of mobile stations. Therefore, the guide information generated by the vehicle guide unit 115 can include instruction information for instructing to change the transmission timing of the position information at the position. This guide information is transmitted to the mobile station in step S54 shown in FIG. 5 or step S75 shown in FIG. The mobile station can shift the transmission timing of the position signal in step S61 or step S63 shown in FIG. 6 according to the instruction information included in the guide information. For this reason, even if vehicles overlap, it is possible to prevent the occurrence of communication interruption due to shadowing.

また、車両ガイド部１１５は、車両の移動情報を蓄積することにより、道路の混雑状況等を検出することができる。道路が込んでいる場合には、各車両の移動速度が遅いものと考えられる。このため、位置信号の送信頻度を少なくするように指示する指示情報を生成して、ガイド情報に含めることもできる。このガイド情報が、図５に示すステップＳ５４又は図７に示すステップＳ７５で移動局に送信される。移動局では、ガイド情報に含まれる当該指示情報に従って、図６に示すステップＳ６２又はステップＳ６４で判定する所定時間を長くする。また、移動速度が遅い場合には、車両の位置や速度等について、前回の送信時との差分だけを送信するように指示することもできる。このように構成することで、送受信されるデータの容量を減らすことが可能となる。   In addition, the vehicle guide unit 115 can detect road congestion and the like by accumulating vehicle movement information. When the road is crowded, it is considered that the moving speed of each vehicle is slow. For this reason, it is also possible to generate instruction information for instructing to reduce the transmission frequency of the position signal and include it in the guide information. This guide information is transmitted to the mobile station in step S54 shown in FIG. 5 or step S75 shown in FIG. In the mobile station, the predetermined time determined in step S62 or step S64 shown in FIG. 6 is lengthened according to the instruction information included in the guide information. In addition, when the moving speed is slow, it is possible to instruct the vehicle to transmit only the difference from the previous transmission, such as the position and speed of the vehicle. With this configuration, it is possible to reduce the volume of data transmitted and received.

なお、以上の説明では、道路上を走行する自動車と、この自動車と無線通信を行って走行を制御する無線装置からなるシステムに、本実施形態に係る無線通信システムを適用する例が想定されている。しかしながら本実施形態に係る無線通信システム、列車、エレベータ及びエスカレータ等様々な移動体の制御システムにも同様に適用することができる。   In the above description, an example in which the wireless communication system according to the present embodiment is applied to a system including a vehicle traveling on a road and a wireless device that performs wireless communication with the vehicle to control traveling is assumed. Yes. However, it can be similarly applied to various mobile control systems such as a wireless communication system, a train, an elevator, and an escalator according to the present embodiment.

また、以上の説明では、移動局の無線通信装置２０からは高周波と低周波を交互に用いて位置信号を送信するとした。高周波用アンテナ２０１と低周波用アンテナ２０３の送受信周波数は予め定められていてもよいが、高周波無線通信部２０５及び低周波無線通信部２０６の制御により、ある程度調整が可能であってもよい。固定局の無線通信装置１０についても同様である。   Further, in the above description, it is assumed that the position signal is transmitted from the radio communication device 20 of the mobile station by alternately using a high frequency and a low frequency. The transmission / reception frequencies of the high-frequency antenna 201 and the low-frequency antenna 203 may be determined in advance, but may be adjusted to some extent by control of the high-frequency wireless communication unit 205 and the low-frequency wireless communication unit 206. The same applies to the wireless communication apparatus 10 of the fixed station.

本願発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。さらに、前記各実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、１つの実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されたり、幾つかの実施形態に示される構成要件が組み合わされても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除されたり組み合わされた構成が発明として抽出され得るものである。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention when it is practiced. Further, each of the embodiments includes inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, even if some constituent elements are deleted from all the constituent elements shown in one embodiment or the constituent elements shown in some embodiments are combined, they are described in the column of the problem to be solved by the invention. In the case where the problems described above can be solved and the effects described in the “Effects of the Invention” can be obtained, a configuration in which these constituent requirements are deleted or combined can be extracted as an invention.

Ｃ１〜Ｃ１４…車両、１０Ａ〜１０Ｇ…無線通信装置、１０…無線通信装置、１００…送受信部、１０７…ＧＰＳ部、１０８…データ入出力インタフェース、１１０…制御部、１２０…入出力装置、２０…無線通信装置、２００…送受信部、２０７…計測部、２０８…データ入出力インタフェース、２１０…制御部、２２０…入出力装置。   C1 to C14 ... vehicle, 10A to 10G ... wireless communication device, 10 ... wireless communication device, 100 ... transmission / reception unit, 107 ... GPS unit, 108 ... data input / output interface, 110 ... control unit, 120 ... input / output device, 20 ... Wireless communication device, 200 ... transmission / reception unit, 207 ... measurement unit, 208 ... data input / output interface, 210 ... control unit, 220 ... input / output device.

Claims (20)

移動体に設けられる移動局無線装置と、前記移動体の移動経路に沿って設けられる固定局無線装置からなる無線通信システムであって、
前記移動局無線装置は、前記移動体の位置情報を前記固定局無線装置に送信し、前記固定局無線装置からの応答信号を受信する送受信手段を具備し、
前記固定局無線装置は、
前記移動局無線装置から送信された前記位置情報を受信する受信手段と、
前記移動局無線装置への応答信号を生成する生成手段と、
前記移動局無線装置に前記応答信号を送信する送信手段と、
前記送信手段のアンテナ指向範囲を前記位置情報に基づいて調整する調整手段と、
を具備する無線通信システム。 A radio communication system comprising a mobile station radio device provided in a mobile body and a fixed station radio device provided along a movement path of the mobile body,
The mobile station radio apparatus includes transmission / reception means for transmitting position information of the mobile body to the fixed station radio apparatus and receiving a response signal from the fixed station radio apparatus,
The fixed station wireless device is:
Receiving means for receiving the location information transmitted from the mobile station radio device;
Generating means for generating a response signal to the mobile station radio device;
Transmitting means for transmitting the response signal to the mobile station radio device;
Adjusting means for adjusting the antenna directivity range of the transmitting means based on the position information;
A wireless communication system comprising: 前記送信手段は、アレーアンテナを備え、
前記調整手段は、前記アレーアンテナの位相を制御することで前記アンテナ指向範囲を調整する請求項１に記載の無線通信システム。 The transmission means includes an array antenna,
The wireless communication system according to claim 1, wherein the adjustment unit adjusts the antenna directivity range by controlling a phase of the array antenna. 前記移動局無線装置の送受信手段は、高周波と低周波を交互に用いて前記位置情報を周期的に前記固定局無線装置に送信し、
前記固定局無線装置の送信手段は、前記位置情報の送信に用いられた周波数で、前記応答信号を前記移動局無線装置に送信する請求項１に記載の無線通信システム。 The transmission / reception means of the mobile station radio apparatus periodically transmits the position information to the fixed station radio apparatus using high frequency and low frequency alternately,
The wireless communication system according to claim 1, wherein the transmission unit of the fixed station wireless device transmits the response signal to the mobile station wireless device at a frequency used for transmitting the location information. 前記固定局無線装置は、隣接する隣接固定局無線装置と当該隣接固定局無線装置の通信対象である隣接移動体に設けられる隣接移動局無線装置との間の通信状態を監視する監視手段を更に具備し、
前記監視手段によって前記通信状態の障害が検出された場合に、
前記受信手段は、前記隣接移動局無線装置から送信された位置情報を受信し、
前記調整手段は、前記隣接移動局無線装置の位置情報に基づいて前記送信手段のアンテナ指向範囲を調整し、
前記送信手段は、前記応答信号を前記隣接移動局無線装置に送信する請求項１に記載の無線通信システム。 The fixed station radio apparatus further includes monitoring means for monitoring a communication state between an adjacent adjacent fixed station radio apparatus and an adjacent mobile station radio apparatus provided in an adjacent mobile body that is a communication target of the adjacent fixed station radio apparatus. Equipped,
When a failure in the communication state is detected by the monitoring means,
The receiving means receives position information transmitted from the adjacent mobile station radio device,
The adjusting means adjusts an antenna directivity range of the transmitting means based on position information of the adjacent mobile station radio device,
The radio communication system according to claim 1, wherein the transmission unit transmits the response signal to the adjacent mobile station radio apparatus. 前記固定局無線装置は、周囲の無線伝播環境を検出する環境検出手段を更に具備し、
前記調整手段は、前記無線伝播環境に応じて前記送信手段のアンテナ指向範囲及び出力レベルを調整する請求項１に記載の無線通信システム。 The fixed station radio device further includes an environment detection means for detecting a surrounding radio propagation environment,
The radio communication system according to claim 1, wherein the adjustment unit adjusts an antenna directivity range and an output level of the transmission unit according to the radio propagation environment. 前記移動局無線装置は、
複数のＧＰＳ(Global positioning system)衛星からのＧＰＳ信号を受信する第１のＧＰＳ受信手段と、
前記第１のＧＰＳ受信手段が受信したＧＰＳ信号に基づいて前記移動体の位置を算出する位置算出手段と、
を更に具備し、
前記位置情報は、前記位置算出手段が算出した前記移動体の位置を含み、
前記固定局無線装置は、複数のＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信する第２のＧＰＳ受信手段を更に具備し、
前記位置算出手段による前記移動体の位置の算出においてマルチパス誤差の原因となったＧＰＳ衛星を、前記第２のＧＰＳ受信手段が受信したＧＰＳ信号に基づいて特定し、前記マルチパス誤差の影響を排除して前記移動体の位置を検出する請求項１に記載の無線通信システム。 The mobile station radio device
First GPS receiving means for receiving GPS signals from a plurality of GPS (Global positioning system) satellites;
Position calculating means for calculating the position of the moving body based on the GPS signal received by the first GPS receiving means;
Further comprising
The position information includes the position of the moving body calculated by the position calculation means,
The fixed station wireless device further comprises second GPS receiving means for receiving GPS signals from a plurality of GPS satellites,
The GPS satellite that caused the multipath error in the calculation of the position of the moving body by the position calculation means is identified based on the GPS signal received by the second GPS reception means, and the influence of the multipath error is determined. The wireless communication system according to claim 1, wherein the wireless communication system detects the position of the mobile body by excluding it. 前記固定局無線装置は、
前記固定局無線装置が設置された位置を予め保持する保持手段と、
前記第２のＧＰＳ受信手段が受信したＧＰＳ信号に基づいて前記固定局無線装置の位置を算出する算出部を更に具備し、
前記保持手段が保持する位置と、前記算出部が算出した位置とのずれに基づいて、大気による無線電波の減衰量が検出され、
前記調整手段は、前記減衰量に基づいて前記送信手段のアンテナ指向範囲を調整する請求項６に記載の無線通信システム。 The fixed station wireless device is:
Holding means for holding in advance the position where the fixed station wireless device is installed;
A calculation unit that calculates a position of the fixed station wireless device based on a GPS signal received by the second GPS reception unit;
Based on the difference between the position held by the holding means and the position calculated by the calculation unit, the amount of attenuation of radio waves by the atmosphere is detected,
The wireless communication system according to claim 6, wherein the adjustment unit adjusts an antenna directivity range of the transmission unit based on the attenuation amount. 前記固定局無線装置は、
少なくとも１以上の他の固定局無線装置と接続され、当該他の固定局無線装置と前記位置情報を共有し、
前記共有された位置情報から、前記移動体が他の移動体と前記移動経路上で重なる重複位置を予測する予測手段を更に具備し、
前記生成手段は、前記移動体が前記重複位置に達したら前記位置情報の送信タイミングをずらすよう指示する応答信号を生成する請求項１に記載の無線通信システム。 The fixed station wireless device is:
Connected to at least one other fixed station radio apparatus, and shares the position information with the other fixed station radio apparatus;
Further comprising prediction means for predicting an overlapping position where the moving object overlaps with another moving object on the moving route from the shared position information,
The wireless communication system according to claim 1, wherein the generation unit generates a response signal instructing to shift a transmission timing of the position information when the moving body reaches the overlapping position. 前記固定局無線装置は、
少なくとも１以上の他の固定局無線装置と接続され、当該他の固定局無線装置と前記位置情報を共有し、
前記共有された位置情報から、前記移動経路上の混雑状況を予測する予測手段を更に具備し、
前記生成手段は、前記混雑状況に応じたタイミングで前記位置情報を送信するよう指示する応答信号を生成する請求項１に記載の無線通信システム。 The fixed station wireless device is:
Connected to at least one other fixed station radio apparatus, and shares the position information with the other fixed station radio apparatus;
Further comprising prediction means for predicting a congestion situation on the movement route from the shared position information;
The wireless communication system according to claim 1, wherein the generation unit generates a response signal instructing to transmit the position information at a timing according to the congestion state. 前記生成手段は、前記移動体の移動方向にある他の固定局無線装置の情報を前記応答信号として生成する請求項１に記載の無線通信システム。   The radio communication system according to claim 1, wherein the generation unit generates, as the response signal, information on another fixed station radio apparatus in a moving direction of the mobile body. 移動体の移動経路に沿って設けられ、前記移動体に設けられた移動局無線装置と無線通信を行う無線装置であって、
前記移動局無線装置から送信された前記移動局の位置情報を受信する受信手段と、
前記移動局無線装置への応答信号を生成する生成手段と、
前記移動局無線装置に前記応答信号を送信する送信手段と、
前記送信手段のアンテナ指向範囲を前記位置情報に基づいて調整する調整手段と、
を具備する無線装置。 A wireless device that is provided along a moving path of a mobile body and performs wireless communication with a mobile station wireless device provided in the mobile body,
Receiving means for receiving location information of the mobile station transmitted from the mobile station radio device;
Generating means for generating a response signal to the mobile station radio device;
Transmitting means for transmitting the response signal to the mobile station radio device;
Adjusting means for adjusting the antenna directivity range of the transmitting means based on the position information;
A wireless device comprising: 前記送信手段は、アレーアンテナを備え、
前記調整手段は、前記アレーアンテナの位相を制御することで前記アンテナ指向範囲を調整する請求項１１に記載の無線装置。 The transmission means includes an array antenna,
The radio apparatus according to claim 11, wherein the adjustment unit adjusts the antenna directivity range by controlling a phase of the array antenna. 前記送信手段は、前記移動局無線装置からの位置情報の送信に用いられた周波数で、前記応答信号を前記移動局無線装置に送信する請求項１１に記載の無線装置。   The radio apparatus according to claim 11, wherein the transmission unit transmits the response signal to the mobile station radio apparatus at a frequency used for transmitting position information from the mobile station radio apparatus. 隣接する隣接無線装置と当該隣接無線装置の通信対象である隣接移動体に設けられる隣接移動局無線装置との間の通信状態を監視する監視手段を更に具備し、
前記監視手段によって前記通信状態の障害が検出された場合に、
前記受信手段は、前記隣接移動局無線装置から送信された位置情報を受信し、
前記調整手段は、前記隣接移動局無線装置の位置情報に基づいて前記送信手段のアンテナ指向範囲を調整し、
前記送信手段は、前記応答信号を前記隣接移動局無線装置に送信する請求項１１に記載の無線装置。 Further comprising monitoring means for monitoring a communication state between an adjacent adjacent wireless device and an adjacent mobile station wireless device provided in an adjacent mobile body that is a communication target of the adjacent wireless device;
When a failure in the communication state is detected by the monitoring means,
The receiving means receives position information transmitted from the adjacent mobile station radio device,
The adjusting means adjusts an antenna directivity range of the transmitting means based on position information of the adjacent mobile station radio device,
The radio apparatus according to claim 11, wherein the transmission unit transmits the response signal to the adjacent mobile station radio apparatus. 周囲の無線伝播環境を検出する環境検出手段を更に具備し、
前記調整手段は、前記無線伝播環境に応じて前記送信手段のアンテナ指向範囲及び出力レベルを調整する請求項１１に記載の無線装置。 It further comprises environment detection means for detecting the surrounding radio propagation environment,
The radio apparatus according to claim 11, wherein the adjustment unit adjusts an antenna directivity range and an output level of the transmission unit according to the radio propagation environment. 前記位置情報は、前記移動体において複数のＧＰＳ(Global positioning system)衛星からのＧＰＳ信号に基づいて算出された前記移動体の位置を含み、
前記無線装置は、複数のＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信手段を更に具備し、
前記移動体における位置の算出においてマルチパス誤差の原因となったＧＰＳ衛星を、前記第２のＧＰＳ受信手段が受信したＧＰＳ信号に基づいて特定し、前記マルチパス誤差の影響を排除して前記移動体の位置を検出する請求項１１に記載の無線装置。 The position information includes the position of the mobile body calculated based on GPS signals from a plurality of GPS (Global positioning system) satellites in the mobile body,
The wireless device further includes GPS receiving means for receiving GPS signals from a plurality of GPS satellites,
The GPS satellite that caused the multipath error in the calculation of the position in the moving body is identified based on the GPS signal received by the second GPS receiving means, and the movement is performed without the influence of the multipath error. The wireless device according to claim 11, wherein the wireless device detects a position of the body. 前記無線装置が設置された位置を予め保持する保持手段と、
前記ＧＰＳ受信手段が受信したＧＰＳ信号に基づいて前記無線装置の位置を算出する算出部を更に具備し、
前記保持手段が保持する位置と、前記算出部が算出した位置とのずれに基づいて、大気による無線電波の減衰量が検出され、
前記調整手段は、前記減衰量に基づいて前記送信手段のアンテナ指向範囲を調整する請求項１６に記載の無線装置。 Holding means for holding in advance the position where the wireless device is installed;
A calculation unit that calculates a position of the wireless device based on a GPS signal received by the GPS receiving unit;
Based on the difference between the position held by the holding means and the position calculated by the calculation unit, the amount of attenuation of radio waves by the atmosphere is detected,
The radio apparatus according to claim 16, wherein the adjustment unit adjusts an antenna directivity range of the transmission unit based on the attenuation amount. 前記無線装置は、
少なくとも１以上の他の無線装置と接続され、当該他の無線装置と前記位置情報を共有し、
前記共有された位置情報から、前記移動体が他の移動体と前記移動経路上で重なる重複位置を予測する予測手段を更に具備し、
前記生成手段は、前記移動体が前記重複位置に達したら前記位置情報の送信タイミングをずらすよう指示する応答信号を生成する請求項１１に記載の無線装置。 The wireless device includes:
Connected to at least one other wireless device and sharing the location information with the other wireless device;
Further comprising prediction means for predicting an overlapping position where the moving object overlaps with another moving object on the moving route from the shared position information,
The radio apparatus according to claim 11, wherein the generation unit generates a response signal instructing to shift a transmission timing of the position information when the moving body reaches the overlapping position. 前記無線装置は、
少なくとも１以上の他の無線装置と接続され、当該他の無線装置と前記位置情報を共有し、
前記共有された位置情報から、前記移動経路上の混雑状況を予測する予測手段を更に具備し、
前記生成手段は、前記混雑状況に応じたタイミングで前記位置情報を送信するよう指示する応答信号を生成する請求項１１に記載の無線装置。 The wireless device includes:
Connected to at least one other wireless device and sharing the location information with the other wireless device;
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The radio apparatus according to claim 11, wherein the generation unit generates a response signal instructing to transmit the position information at a timing according to the congestion state. 前記生成手段は、前記移動体の移動方向にある他の無線装置の情報を前記応答信号として生成する請求項１１に記載の無線装置。   The wireless device according to claim 11, wherein the generation unit generates information of another wireless device in a moving direction of the moving body as the response signal.
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