JP3399884B2 - 干渉除去処理装置を用いたスペクトル拡散レーダ車間距離測定システム - Google Patents
干渉除去処理装置を用いたスペクトル拡散レーダ車間距離測定システムInfo
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を用いたスペクトル拡散(Spread Spectr
um)レーダ車間距離測定システムに関するものであ
る。
以下に示すようなものがあった。
子情報通信学会、P117. (2)武田政弘、花田由紀子、河野隆二、「干渉除去回
路を用いたスペクトル拡散路車間通信測距システム」、
電子情報通信学会、Vol.J81−A,No.4,p
p.483−489(1998). 従来の干渉波抑制技術としては、偏波面制御による干渉
波抑制技術とアンテナの指向性を利用した干渉波制御技
術があった。
とし、送信アンテナと受信アンテナの偏波面の角度を同
じ角度とし、干渉波を抑制する方法である。偏波面を4
5°傾けることによって、レーダ装置を搭載した自車か
ら送信される所望波と対向車から送信される干渉波の間
には90°の角度差が生じ、干渉波を抑制することが可
能となる。
よって、放射ビーム幅から外れた角度から入射される干
渉波を抑制する方法である。例えば、70m先でビーム
スポットが道路の一車線幅(3.5m)相当の自動車レ
ーダを仮定するとアンテナビーム幅は±1.5°程度と
なり、隣の車線を走行している対向車の干渉波を抑制す
ることができる。
と車間距離測定のために同一周波数帯でスペクトル拡散
を用いた場合、通信信号と測距信号が互いに干渉となり
通信と測距の性能を劣化させる原因となる。そのため
に、路車間通信において、路側帯から送信される干渉信
号を除去する回路を用い、この干渉信号をキャンセルし
た後に、車間距離を測定するシステムが提案されてい
る。
制技術の一つである偏波面制御では、対向車の干渉波を
有効的に抑制できる。ところが、並走車の送信波が自車
のターゲット車に放射され、その反射波が自車の受信ア
ンテナで受信された場合、あるいは並走車の送信波が並
走車のターゲット車に放射され、この反射波が自車の受
信アンテナで受信された場合、これらの反射波は自車に
とって干渉波となり、偏波面制御によってこれらの干渉
波を抑制することは難しい。
車の干渉波を抑制することは可能であるが、自車と対向
車間の距離が遠くなるほど、アンテナの指向性特性によ
る干渉制御は低下する。
ると、カーブにおいてアンテナの受信範囲内からターゲ
ット車は外れてしまうために、本来測定すべきターゲッ
ト車の車間距離測定が難しくなる。
ナビーム以上の十分な角度範囲の測定範囲を確保するに
は、機械的にアンテナを駆動させる方法やレンズアンテ
ナ等を用いたマルチビームによる電子的なビーム切り替
え方法等のビームスキャン機能を付加する必要がある。
マルチターゲット対応あるいは車々間通信を行うために
は広角度を確保する必要があり、広角度にすることで干
渉信号は増加する。
に、路車間通信に干渉除去回路を用いる場合、路側帯か
ら送られる信号の拡散に用いられるPN符号は既知であ
るために、受信信号から推定する必要はない。この路車
間通信に干渉除去回路を用いる場合の車間距離システム
のブロック図を図4に示している。
は干渉除去システム、111は第1のマッチドフィルタ
(MF1)、112はピーク検出部、113は遅延時間
検出部、114は距離計測部、115はPN1受信電力
推定部、116はPN1受信信号推定部、117は加算
器、118は第2のマッチドフィルタ(MF2)、11
9はデータ復調部である。
る固有PN符号は未知であるために、その干渉波を除去
するためには、他車両が用いている固有PN符号の取得
手段が必要不可欠である。
ら、干渉波を送信した他車両に割り当てられた固有PN
符号を取得し、この取得したPN符号を用いて作成した
干渉波のレプリカ信号を除去した後に車間距離測定を行
うことにより、距離検出誤り率を改善することができる
干渉除去処理装置を用いたスペクトル拡散レーダ車間距
離測定システムを提供することを目的とする。
成するために、 〔1〕干渉除去処理装置を用いたスペクトル拡散レーダ
車間距離測定システムであって、ベースバンド送信部に
おいて、共通PN符号で拡散するデータ領域と各車両に
割り当てられる固有なPN符号で拡散するデータ領域を
交互に送信する手段と、ベースバンド受信部において、
他車両に割り当てられる固有PN符号を取得する手段
と、取得した他車両の固有PN符号を発生させる手段
と、この他車両に割り当てられる固有PN符号で拡散す
る手段と、他車両から送信される干渉波の伝搬路情報を
推定する手段と、他車両に割り当てられる固有PN符号
および伝搬路情報を用いて干渉波のレプリカ信号を作成
するレプリカ信号作成手段と、受信信号から前記干渉波
のレプリカ信号を差し引く手段と、干渉波のレプリカ信
号を差し引いた後、自車両に割り当てられる固有PN符
号で逆拡散する手段と、自車両に割り当てられる固有P
N符号で逆拡散した結果、得られた相関パワー出力から
ピーク位置を求める手段と、得られた相関ピーク位置と
送信との位相差から車間距離を算出する手段を具備する
ことを特徴とする。
を用いたスペクトル拡散レーダ車間距離測定システムで
あって、前記他車両に割り当てられる固有PN符号を取
得する手段において、共通PN符号で拡散する情報に送
信車両の固有PN符号をデータ情報として送信し、この
送信信号を受信した車両は共通PN符号で逆拡散するこ
とで送信した車両の固有PN符号を取得する手段を具備
することを特徴とする。
を用いたスペクトル拡散レーダ車間距離測定システムで
あって、前記他車両から送信される干渉波の伝搬路情報
を推定する手段において、共通PN符号で逆拡散した信
号とその信号を判定器に通した判定結果を元に伝搬路情
報を推定する手段を具備することを特徴とする。
を用いたスペクトル拡散レーダ車間距離測定システムに
おいて、干渉除去装置部を多段に接続することで、距離
検出誤り率を改善する手段を具備することを特徴とす
る。
て図を参照しながら詳細に説明する。
装置を用いたSSレーダ車間距離測定システムにおける
ベースバンド処理部のブロック図(その1)である。
であり、このベースバンド送信部1は、送信車両である
自車(A車)がターゲット車両であるB車との車間距離
を測定するために用いる固有な符号PNA を発生する第
1のPN符号発生器2、他車両との通信用に用いる共通
PN符号PNCOMMONを発生する第2のPN符号発生器
3、フレーム生成部4、乗算器5,6、スイッチ(S
W)7から構成されている。
ィルタ(LPF)、10はRF(無線)部、11は送信
アンテナ、13は受信アンテナ、14はRF(無線)
部、15,16は低域通過フィルタ(LPF)、17,
18はA/D変換器、19,20は乗算器、21,22
はアキュームレータ部、23は複素演算部、24は伝搬
路推定器、25は判定器、26は相手車両情報検出器、
27は相手車両用PN符号発生器、28,30は乗算
器、29はフレーム生成部、31はスイッチ(SW)、
32は複素演算部、33,34は低域通過フィルタ(L
PF)、35,36は遅延回路、37,38は加算器、
40は干渉波除去処理装置である。
が、ターゲット車両であるB車との車間距離を測定する
ために用いる既知データシンボル(データ情報は全て
「1」)区間と自車(A車)のID番号、車両位置およ
び自車の固有PN符号など他車両に送信する車両情報の
データ区間で構成され、フレーム生成部4でフレーム化
する。
N符号発生器2からの各車両に割り当てられる固有PN
符号および第2のPN符号発生器3からの全車両に共通
なPN符号でそれぞれ拡散する。既知のデータ区間(全
て「1」)に対しては、第1のPN符号発生器2からの
PN符号で拡散された信号が送信されるように、また、
車両情報を送信するためのデータ区間に対しては、第2
のPN符号発生器3からの共通PN符号で拡散された信
号が送信されるようにスイッチ(SW)7で切り替え
る。
およびLPF9によるLPF処理を行い、RF信号に変
調した後、送信アンテナ11から送信される。
フレーム化された信号とその信号に対して拡散すべきP
N符号の関係を示した図である。
部14において、RF信号からBB信号に復調され、L
PF15,16を通した後、A/D変換器17,18に
よりA/D変換したデジタル信号がベースバンド部に通
される(ベースバンド受信信号9A,9B)。40は対
向車両から送信された干渉波を除去する回路である。
LPF33と34の出力は、加算器37と38でマイナ
ス、遅延回路35,36の出力は、加算器37と38で
プラスになる。すなわち、LPF33と34の出力は、
干渉波のレプリカ信号であり、受信信号9Aと9Bには
所望信号と干渉信号が含まれているので、推定したレプ
リカ信号を加算器37と38で差し引くようにしてい
る。
装置を用いたSSレーダ車間距離測定システムの測距処
理部のブロック図(その2)である。
測距処理部、51,52は乗算器、53,54はアキュ
ームレータ部、55はI相乗算器、56はQ相乗算器、
57は加算器、58はピーク検出器、59は車間距離演
算部である。
1中ポート39Aおよびポート39B)は、図3に示す
測距処理部50に通され、自車の固有PN符号を発生さ
せる第1のPN符号生成器2で発生したPN符号で逆拡
散して各I相およびQ相の相関値を計算する。I相およ
びQ相の相関値の信号からパワー計算を行うために、I
相乗算器55およびQ相乗算器56を通した後、加算器
57に通す。加算器57を通った信号から相関ピークが
出る位置をピーク検出器58で計算する。その後、車間
距離演算部59で送信と受信の位相差から車間距離を求
める。
拡散(SS)システムで車間距離を測定するには、送信
と受信の位相差である遅延時間を測定すればよいため、
送信車両である自車(A車)がターゲット車両であるB
車との車間距離を測定するためのデータ領域は、全て
「1」の既知データとする。
と自車(A車)のID番号、車両位置および自車の固有
PN符号など他車両に送信する車両情報のデータ区間で
構成され、フレーム生成部4でフレーム化する。このフ
レーム化されたデータは、各車両に割り当てられる固有
PN符号および全車両に共通なPN符号でそれぞれ拡散
する。
は固有PN符号で拡散された信号が送信されるように、
また、車両情報を送信するためのデータ区間に対して
は、共通PN符号で拡散された信号が送信されるように
スイッチ(SW)7で切り替える。デジタル信号をアナ
ログ信号に変換した後、LPF処理を行い、RF信号に
変調後、送信アンテナ11から送信される。
搬路の位相回転があるために、受信側はQPSK復調す
る。受信アンテナ13で受信した信号はRF部14にお
いて、RF信号からBB信号に復調され、LPF15,
16を通した後、A/D変換されたデジタル信号がベー
スバンド受信信号(9A,9B)である。
信信号から、この対向車が用いている固有のPN符号を
知る必要がある。そのために、第2のPN符号発生器3
で発生させたPN符号を用いてI相ベースバンド受信信
号9AおよびQ相ベースバンド受信信号9Bを逆拡散
し、相関検波を行う。
搬路情報を含んでいるために、伝搬路推定器24に入力
して、対向車の伝搬路情報を求める。伝搬路推定器24
で推定された伝搬路情報の共役信号(Aeje1 )* 〔e
1 はθ〕をマッチドフィルタで逆拡散した信号(11
A,11B)に掛けることで、伝搬路情報を消去でき、
判定器25で受信シンボルを生成できる。
相受信シンボル値は「0」としている。
を復調することで対向車に割り当てられる固有のPN符
号を取得できる。この相手車両情報検出器26で得た情
報によって、相手車両用PN符号発生器27で対向車両
に固有なPN符号を発生する。相手車両情報検出器26
で得た対向車の車両情報と対向車が車間距離測定に用い
る既知データ〔データ情報は全て「1」〕をフレーム生
成部29でフレーム化する。
N符号で拡散した信号を、データ情報が全て「1」の既
知データに対しては対向車の固有PN符号で拡散した信
号をそれぞれ出力するように、スイッチ(SW)31で
切り替える。この信号に対向車の伝搬路情報(A
eje1 )〔e1 はθ〕を掛け、LPF33,34でフィ
ルタ処理を行うことで干渉波のレプリカ信号が作成でき
る。
は、I相受信信号(9A)およびQ相受信信号(9B)
から減算されて、干渉除去処理は完了する。このときの
タイミングを同じ時刻のデータ同士になるように信号1
9Aおよび19Bは遅延回路35および36によって調
整する。
の固有PN符号を発生させる第1のPN符号発生器2で
発生したPN符号で逆拡散して各I相およびQ相の相関
パワーを計算する。この相関パワーのピーク位置から、
送信と受信の位相差を検出することによって、車間距離
を求めることができる。直接ベースバンド受信信号から
車間距離を求めるよりも、このように対向車の干渉信号
をキャンセルした後で車間距離を測定することで、距離
検出誤り率を改善することができる。
に共通なPN符号で拡散することにより、全車両が復調
することができ、復調したデータから対向車の固有PN
符号を取得できる。対向車の固有PN符号の取得によっ
て、推定干渉信号を作成することができ、干渉波のレプ
リカ信号をキャンセルすることで距離検出誤り率の改善
が可能となる。
れる干渉波を除去するSSレーダ車間距離測定システム
に適用した例を説明したが、共通拡散符号を用いること
により、他車両の固有PN符号が分かれば、車々間通信
にも適用可能である。
のではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能で
あり、それらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
よれば、以下のような効果を奏することができる。
より、全車両が復調することができ、復調したデータか
ら対向車の固有PN符号を取得できる。対向車の固有P
N符号の取得によって、推定干渉信号を作成することが
でき、干渉波のレプリカ信号をキャンセルすることで距
離検出誤り率の改善が可能となる。
たSSレーダ車間距離測定システムにおけるベースバン
ド処理部のブロック図(その1)である。
された信号とその信号に対して拡散すべきPN符号の関
係を示した図である。
たSSレーダ車間距離測定システムの測距処理部のブロ
ック図(その2)である。
用いたSSレーダ車間距離システムのブロック図であ
る。
器 7,31 スイッチ(SW) 8 D/A変換器 9,15,16,33,34 低域通過フィルタ(L
PF) 10 RF(無線)部 11 送信アンテナ 13 受信アンテナ 14 RF(無線)部 17,18 A/D変換器 21,22,53,54 アキュームレータ部 23,32 複素演算部 24 伝搬路推定器 25 判定器 26 相手車両情報検出器 27 相手車両用PN符号発生器 35,36,41 遅延回路 37,38,57 加算器 40 干渉波除去処理装置 50 測距処理部 55 I相乗算器 56 Q相乗算器 58 ピーク検出器 59 車間距離演算部
Claims (4)
- 【請求項1】(a)ベースバンド送信部において、共通
PN符号で拡散するデータ領域と各車両に割り当てられ
る固有なPN符号で拡散するデータ領域を交互に送信す
る手段と、 (b)ベースバンド受信部において、他車両に割り当て
られる固有PN符号を取得する手段と、取得した他車両
の固有PN符号を発生させる手段と、該他車両に割り当
てられる固有PN符号で拡散する手段と、他車両から送
信される干渉波の伝搬路情報を推定する手段と、他車両
に割り当てられる固有PN符号および伝搬路情報を用い
て干渉波のレプリカ信号を作成するレプリカ信号作成手
段と、受信信号から前記干渉波のレプリカ信号を差し引
く手段と、干渉波のレプリカ信号を差し引いた後、自車
両に割り当てられる固有PN符号で逆拡散する手段と、
自車両に割り当てられる固有PN符号で逆拡散した結
果、得られた相関パワー出力からピーク位置を求める手
段と、得られた相関ピーク位置と送信との位相差から車
間距離を算出する手段を具備する、干渉除去処理装置を
用いたスペクトル拡散レーダ車間距離測定システム。 - 【請求項2】 請求項1記載の干渉除去処理装置を用い
たスペクトル拡散レーダ車間距離測定システムであっ
て、前記他車両に割り当てられる固有PN符号を取得す
る手段において、共通PN符号で拡散する情報に送信車
両の固有PN符号をデータ情報として送信し、該送信信
号を受信した車両は共通PN符号で逆拡散することで送
信した車両の固有PN符号を取得する手段を具備するこ
とを特徴とする干渉除去処理装置を用いたスペクトル拡
散レーダ車間距離測定システム。 - 【請求項3】 請求項1記載の干渉除去処理装置を用い
たスペクトル拡散レーダ車間距離測定システムであっ
て、前記他車両から送信される干渉波の伝搬路情報を推
定する手段において、共通PN符号で逆拡散した信号と
該信号を判定器に通した判定結果を元に伝搬路情報を推
定する手段を具備することを特徴とする干渉除去処理装
置を用いたスペクトル拡散レーダ車間距離測定システ
ム。 - 【請求項4】 請求項1記載の干渉除去処理装置を用い
たスペクトル拡散レーダ車間距離測定システムにおい
て、干渉除去装置部を多段に接続することで、距離検出
誤り率を改善する手段を具備することを特徴とする干渉
除去処理装置を用いたスペクトル拡散レーダ車間距離測
定システム。
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
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JP2009008452A (ja) * | 2007-06-26 | 2009-01-15 | Toyota Motor Corp | 広帯域レーダ装置 |
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