JP3595507B2

JP3595507B2 - Onboard equipment

Info

Publication number: JP3595507B2
Application number: JP2001006266A
Authority: JP
Inventors: 聖樹加藤; 慶一森下; 真之泰井; 孝士前田
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2001-01-15
Filing date: 2001-01-15
Publication date: 2004-12-02
Anticipated expiration: 2021-01-15
Also published as: JP2002216178A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両に搭載され、道路側に設置された路側機との間で無線通信を行う車載器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、ＥＴＣ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＴｏｌｌＣｏｌｌｅｃｔｉｏｎ：自動料金収受システム）として知られている無線通信を利用したノンストップ有料道路料金収受システムの試運用が開始されている。このシステムは５．８ＧＨｚの電波を利用したものであり、道路側に設置された無線通信機能を有する路側機と、車両に搭載された無線通信機能を有する車載器との間で無線通信によるデータ伝送を行うことにより、通行料金を車載器又は車載器に備えたＩＣカードから引き去る方式のものである。
【０００３】
図１０は従来の車載器の構成を示すブロック図である。同図に示すように車載器には送信器と受信器とを備えている。なお、路側機にも車載器と同様の送信器と受信器とを備えている。そして、ＥＴＣではＡＳＫ（ＡｍｐｌｉｔｕｄｅＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ：振幅変調）によって車載器と路側機との無線通信が行われる。
【０００４】
具体的には、図１０に示すように、車載器の送信器では、発振器１から出力される５．７９５ＧＨｚの搬送波を、ＡＳＫ変調器２において送信データ（シリアルのデジタル信号）３により振幅変調し、アンプ４で増幅して、アンテナ５から路側機へ送信する（ＡＳＫ変調波ａ）。このときのＡＳＫ変調波ａの波形は例えば図１１（ａ）のようになる。
【０００５】
一方、車載器の受信器では、路側機から送信されてきたＡＳＫ変調波ａをアンテナ６を介して受信し、アンプ７で増幅した後、このＲＦ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙ：無線周波数）帯の高周波であるＡＳＫ変調波ａと、発振器８から出力される５．８３５ＧＨｚの高周波とをミキサ９においてミキシングする（差をとる）ことにより、４０ＭＨｚの中間周波数であるＡＳＫ復調波ｂを生成する。このときのＡＳＫ復調波ｂの波形は例えば図１１（ｂ）のようになる。その後、ＡＳＫ復調波ｂを包絡線検波器１０のダイオード１０ａで半波整流し、コンデンサ１０ｂで平滑化することにより包絡線検波して、受信データ（ＡＳＫ復調データ）ｃを得る。このときのＡＳＫ復調データｃの波形は例えば図１１（ｃ）のようになる。
【０００６】
路側機においても、この車載器と同様の送受信が行われる。そして、ＥＴＣでは、１台づつの車両と順次通信（車両限定通信）をする必要があるため専用狭域通信（ＤＳＲＣ：ＤｅｄｉｃａｔｅｄＳｈｏｒｔＲａｎｇｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）を行ない、また、伝送速度は１Ｍｂｐｓとなっている。伝送速度が１Ｍｂｐｓであるため、４０ＭＨｚのＡＳＫ復調波ｂとの比は４０：１となり、１ｂｉｔあたり４０波となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが一方で、車載器に対しては、ＥＴＣ以外にも、移動中の車内への動画像伝送、フリーフロー型ＥＲＰ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｒｏａｄＰｒｉｃｉｎｇ）として知られている都市部の渋滞緩和を目的とした電子式課金システム、ＩＴＳ（ＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＴｒａｎｓｐｏｒｔＳｙｓｔｅｍ：高度道路交通システム）による交通情報の提供や制御、自動運転支援、物流・運行管理など、各種のアプリケーションへの対応が求められている。つまり、車載器を、ＥＴＣだけではなく、高速道路情報端末などにも利用することが求められている。しかしながら、そのためには次のような幾つかの問題点を有している。
【０００８】
（１）ＥＴＣ以外の各種アプリケーションに対応するためには例えば５Ｍｂｐｓの高速通信が必要となるが、現在のＥＴＣで使用される無線通信方式では５Ｍｂｐｓの高速通信は困難である。つまり、伝送速度を５Ｍｂｐｓにすると、この伝送速度と４０ＭＨｚのＡＳＫ復調波ｂとの比は８：１となるため、このときのＡＳＫ復調波ｂの波形には図１２に示すようなデータなまり（波形なまり）が発生する。このため、伝送歪みが増大して無線通信の信頼性が低下してしまう。
（２）高速通信を可能とすることにより移動中の車内への動画像伝送などを行うことができるようになるが、同時に、近く運用されるであろうＥＴＣにも車載器を使用できるようにする必要がある。
（３）各種のアプリケーションに対応する場合、各アプリケーションには所要通信領域があるため、各アプリケーションに応じて柔軟に通信領域を設定することができるようにする必要があるが、現状の車載器にはこのような機能は装備されていない。
【０００９】
従って、本発明は上記の問題点に鑑み、高速通信を行うこと、高速通信を行い且つＥＴＣにも使用すること、各アプリケーションに応じて柔軟に通信領域を設定することができる車載器を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する第１発明の車載器は、車両に搭載され、道路側に設置された路側機との間で無線通信を行う車載器において、
送信データを位相変調手段により変調して路側機へ送信する送信器と、
路側機から送信されきた位相変調波を、遅延手段で遅延させた遅延波と位相復調波とを位相検波手段で乗算するように構成してなる位相復調手段により、復調して位相復調データを求める受信器とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、第２発明の車載器は、車両に搭載され、道路側に設置された路側機との間で無線通信を行う車載器において、
第１送信データを振幅変調手段により変調して路側機へ送信し、又は、第２送信データを位相変調手段により変調して他の路側機へ送信する送信器と、
前記路側機から送信されてきた振幅変調波を振幅復調手段により復調して振幅復調データを求め、且つ、前記他の路側機から送信されてきた位相変調波を、遅延手段で遅延させた遅延波と位相復調波とを位相検波手段で乗算するように構成してなる位相復調手段により、復調して位相復調データを求める受信器とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、第３発明の車載器は、第１発明の車載器において、
位相変調波に対する受信感度を切り換えて各アプリケーションに応じた所要通信領域を設定する通信領域設定手段を備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、第４発明の車載器は、第３発明の車載器において、
前記通信領域設定手段は、受信感度切替手段と通信制御手段とを有してなり、
受信感度切替手段では、各アプリケーションの所要通信領域に応じた各しきい値と受信電波の強さとを比較し、電波の強さがしきい値を超えたときに位相復調データを通信制御手段へと出力し、
通信制御手段では、受信感度切替手段から入力した位相復調データに含まれるアプリケーションの識別情報と、電波の強さが何れのしきい値を超えたことによって当該位相復調データが通信制御手段へ出力されたかの情報とに基づいて、当該位相復調データが所要通信領域内において受信されたか否かを判断するように構成したことを特徴とする。
【００１４】
また、第５発明の車載器は、第２発明の車載器において、
位相変調波及び振幅変調波に対する受信感度を切り換えて各アプリケーションに応じた所要通信領域を設定する通信領域設定手段を備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、第６発明の車載器は、第５発明の車載器において、
前記通信領域設定手段は、受信感度切替手段と通信制御手段とを有してなり、
受信感度切替手段では、各アプリケーションの所要通信領域に応じた各しきい値と受信電波の強さとを比較し、電波の強さがしきい値を超えたときに位相復調データ又は振幅復調データを通信制御手段へと出力し、
通信制御手段では、受信感度切替手段から入力した位相復調データ又は振幅復調データに含まれるアプリケーションの識別情報と、電波の強さが何れのしきい値を超えたことによって当該位相復調データ又は振幅復調データが通信制御手段へ出力されたかの情報とに基づいて、当該位相復調データ又は振幅復調データが所要通信領域内において受信されたか否かを判断するように構成したことを特徴とする。
【００１６】
また、第７発明の車載器は、第４又は第６発明の車載器において、
しきい値と比較する電波の強さを、積分手段により位相復調波又は振幅復調波を積分して求めるように構成したことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００１８】
図１は有料道路の料金所におけるＥＴＣ通信とＥＴＣ以外のアプリケーション通信の状態を示す説明図である。そして、図２は本発明の実施の形態に係る車載器に備えた送信器の構成を示すブロック図、図３は前記車載器に備えた受信器の構成を示すブロック図である。また、図４は前記車載器における各部のＡＳＫ変復調に関する波形図、図５は前記車載器におけるＰＳＫ変調波の波形図、図６は前記車載器における各部のＰＳＫ復調に関する波形図（遅延時間ΔＴがデータの１ｂｉｔ分よりも短い場合）、図７は前記車載器における各部のＰＳＫ復調に関する他の波形図（遅延時間ΔＴがデータの１ｂｉｔ分に等しい場合）、図８は前記受信器に備えた受信感度切替回路の構成を示すブロック図、図９は前記車載器における無線通信フォーマットの説明図である。
【００１９】
＜構成＞
図１に示すように、車両２１には本発明の実施の形態に係る車載器２４が搭載されており、この車載器２４では、有料道路の料金所において路側機のアンテナ（ＥＴＣアンテナ）２２との間で料金収受のための無線通信（ＥＴＣ通信）を行い、且つ、その他の路側機のアンテナ（ＥＲＰアンテナ、ＩＴＳ情報通信アンテナなど）２３との間でＥＴＣ以外の各種のアプリケーションに関する無線通信も行う。そして、ＥＴＣについては、特定の通信領域においてＡＳＫにより１Ｍｂｐｓの伝送速度で通信を行い、ＥＴＣ以外のアプリケーションについては、ＰＳＫ（ＰｈａｓｅＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ：位相変調）による高速伝送（例えば５Ｍｂｐｓの伝送速度）で、且つ、それぞれのアプリケーションに応じた所要通信領域により通信を行う。ＰＳＫではデータなまりのような問題がないため高速通信が可能である。
【００２０】
詳述すると、図２に示すように、車載器２４の送信器では、ＣＰＵ３１においてＥＴＣ通信のための第１送信データ（シリアルのデジタル信号）ｄ又はＥＴＣ以外のアプリケーション通信のための第２送信データ（シリアルのデジタル信号）ｅを生成する。
【００２１】
そして、ＥＴＣ通信を行う場合（ＡＳＫによる通信を行う場合）には、ＣＰＵ３１で生成した第１送信データｄを、通信制御用回路（ＩＣ）３２を介して、振幅変調手段としてのＡＳＫ変調器３４へ出力する。ＡＳＫ変調器３４では、この第１送信データｄにより、発振器３５から出力された５．７９５ＧＨｚの搬送波を振幅変調してＡＳＫ変調波ｆを生成する。そして、このＡＳＫ変調波ｆを、通信制御用回路３２によりＡＳＫ変調器側に切り換えられた切替回路３６を介して、アンプ３７に出力し、このアンプ３７で増幅した後、アンテナ３８から路側機のＥＴＣアンテナ２２（図１参照）へ送信する。このときのＡＳＫ変調波ｆの波形は例えば図４（ａ）のようになる。このＡＳＫ変調波ｆの波形は第１送信データｄの１，０に応じて振幅が変化した波形となる。
【００２２】
また、ＥＴＣ以外のアプリケーション通信を行う場合（ＰＳＫによる通信を行う場合）には、ＣＰＵ３１で生成した第２送信データｅを、通信制御用回路３２を介して、位相変調手段としてのＰＳＫ変調器３９へ出力する。ＰＳＫ変調器３９では、この第２送信データｅにより、発振器３５から出力された５．７９５ＧＨｚの搬送波を位相変調してＰＳＫ変調波ｇを生成する。そして、このＰＳＫ変調波ｇを、通信制御用回路３２によりＰＳＫ変調器側に切り換えられた切替回路３６を介して、アンプ３７に出力し、このアンプ３７で増幅した後、アンテナ３８から他の路側機のアンテナ２３（図１参照）へ送信する。このときのＰＳＫ変調波ｇの波形は例えば図５に示すようになる。このＰＳＫ変調波ｇは第２送信データｅが１から０又は０から１に変わるところで位相がした反転（１８０度ずれた）波形となる。この場合、何れの位相を１とするか０とするかは最初の位相を１又は０の何れに定義するかによって任意に設定することができる。
【００２３】
なお、料金所における路側機の送信器には、車載器２４の送信器におけるＡＳＫ変調に関する機能と同様の機能を備えており、また、料金所以外の路側機の送信器には、車載器２４の送信器におけるＰＳＫ変調に関する機能と同様の機能を備えている。
【００２４】
一方、図３に示すように車載器２４の受信器では、路側機から送信されてきたＡＳＫ変調波ｈ又はＰＳＫ変調波ｉを受信し、これらをＡＳＫ復調又はＰＳＫ復調することにより、第１受信データ（ＡＳＫ復調データ）ｊ又は第２受信データ（ＰＳＫ復調データ）ｋを求める。更に、ＰＳＫ変調波ｉに対しては、受信感度切替回路４１において各アプリケーションに応じた所要通信領域を設定し、また、ＡＳＫ変調波ｈに対しても、受信感度切替回路４１においてＥＴＣ用の所要通信領域を設定する。なお、ＡＳＫ変調波ｈの波形は上記ＡＳＫ変調波ｆと同様であり（図４（ａ）参照）、ＰＳＫ変調波ｉの波形は上記ＰＳＫ変調波ｇと同様である（図５参照）。
【００２５】
具体的には、ＥＴＣ通信を行う場合（ＡＳＫによる通信を行う場合）には、アンテナ５４を介してＡＳＫ変調波ｈを受信し、アンプ４１で増幅した後、このＲＦ帯の高周波であるＡＳＫ変調波ｈと、発振器４３から出力される５．８３５ＧＨｚの高周波とをミキサ４２においてミキシングする（差をとる）ことにより、４０ＭＨｚの中間周波数であるＡＳＫ復調波ｍを生成する。このときのＡＳＫ復調波ｍの波形は例えば図４（ｂ）のようになる。その後、このＡＳＫ復調波ｍを振幅復調手段としてのＡＳＫ復調器５１に入力する。ＡＳＫ変調器５１としては包絡線検波器などを用いる。なお、ＡＳＫ復調波ｍは４０ＭＨｚであるため、第１送信データｄの伝送速度が１Ｍｂｐｓであるとすると、この伝送速度との比は４０：１となる。
【００２６】
そして、ＡＳＫ復調器５１ではＡＳＫ復調波ｍを復調してＡＳＫ復調データｊを得る。このときのＡＳＫ復調データｊの波形は例えば図４（ｃ）のようになる。ここで得られたＡＳＫ復調データ（第１受信データ）ｊはＥＴＣに関するデータであり、通信領域設定手段を構成する受信感度切替手段としての受信感度切替回路５０（詳細後述）と通信制御手段としての通信制御用回路（ＩＣ）５２とを介して、ＣＰＵ５３に入力される。ＣＰＵ５３では第１受信データｊに基づいて料金収受に関する演算処理を行う。
【００２７】
なお、このとき、詳細は後述するが、通信制御用回路５２では、第１受信データｊに含まれているパケット検知ワード（ユニークワード）から、当該第１受信データｊがＥＴＣに関するデータであると判断する。
【００２８】
一方、ＥＴＣ以外のアプリケーション通信を行う場合（ＰＳＫによる通信を行う場合）には、アンテナ５４を介してＰＳＫ変調波ｉを受信し、アンプ４１で増幅した後、このＲＦ帯の高周波であるＰＳＫ変調波ｉと、発振器４３から出力される５．８３５ＧＨｚの高周波とをミキサ４２においてミキシングする（差をとる）ことにより、４０ＭＨｚの中間周波数であるＰＳＫ復調波ｎを生成する。このときのＰＳＫ復調波ｎの波形は例えば図６（ａ）のようになる。このＰＳＫ復調波ｎは路側機からの送信データが１から０又は０から１に変わるところで位相が反転した（１８０度ずれた）波形となる。図６（ａ）ではＰＳＫ復調波ｎ（送信データ）の一部を示しており、各ｂｉｔが１，０，１，１の場合を例示している。この場合、図中のＡ部及びＢ部が位相反転部となっている。
【００２９】
ＰＳＫ復調波ｎは４０ＭＨｚであるため、第２送信データｅの伝送速度が５Ｍｂｐｓであるとすると、この伝送速度との比は８：１となる。即ち、１ｂｉｔあたり８波となる。そして、ＰＳＫ復調波ｎは位相検波手段としてのＰＳＫ検波器４９と、遅延手段としての遅延素子又は遅延回路４５とに出力される。これらの位相検波手段（ＰＳＫ検波器）４９と遅延手段（遅延素子又は遅延回路）４５とによって、位相復調手段としてのＰＳＫ復調器４６が構成されている。
【００３０】
そして、遅延手段４５ではＰＳＫ復調波ｎをΔＴ時間遅延させることにより、ΔＴ遅延波ｐを得て、このΔＴ遅延波ｐをＰＳＫ検波器４９へ出力する。このときのΔＴ遅延波ｐの波形は例えば図６（ｂ）のようになる。図６（ａ）に示すＰＳＫ復調波ｎの波形（遅延前の波形）と、図６（ｂ）に示すΔＴ遅延波ｐの波形とを見比べると、ＰＳＫ復調波ｎ（遅延前）における位相反転部Ａ，Ｂの位置からΔＴ遅延波ｐ（遅延後）における位相反転部Ａ，Ｂの位置までの範囲、即ち、Ａ−Ａの範囲（ΔＴの範囲）及びＢ−Ｂの範囲（ΔＴの範囲）では、ＰＳＫ復調波ｎとΔＴ遅延波ｐとが逆相となっており、Ａ−Ａの範囲の左右両側及びＢ−Ｂの範囲の左右両側では、ＰＳＫ復調波ｎとΔＴ遅延波ｐとが同相となっている。
【００３１】
なお、遅延時間ΔＴは、位相反転部の遅延範囲（Ａ−Ａの範囲及びＢ−Ｂの範囲）においてＰＳＫ復調波ｎとΔＴ遅延波ｐとが逆相となるようにするため、ＰＳＫ復調波ｎの１波長の整数倍とする。図示例では、遅延時間ΔＴをＰＳＫ復調波ｎの１波長の２倍（２波長分：伝送速度が５Ｍｂｐｓであれば５０ｎｓｅｃ）としている。
【００３２】
ＰＳＫ検波器４９では、ＰＳＫ復調波ｎとΔＴ遅延波ｐとを乗算することにより、ＰＳＫ復調データｋを得る。このときのＰＳＫ復調データｋの波形は例えば図６（ｃ）のようになる。なお、ＰＳＫ検波器４９ではフィルタに通すことなどにより、包絡的な波形Ｈを得る。
【００３３】
図６（ｃ）に示すように、Ａ−Ａの範囲（ΔＴの範囲）及びＢ−Ｂの範囲（ΔＴの範囲）ではＰＳＫ復調波ｎとΔＴ遅延波ｐとが逆相になっていることから、＋と−又は−と＋の乗算となるため、乗算結果が負となる。即ち、信号レベルが低下する。一方、Ａ−Ａの範囲の左右両側及びＢ−Ｂの範囲の左右両側ではＰＳＫ復調波ｎとΔＴ遅延波ｐとが同相となっていることから、＋と＋又は−と−の乗算となるため、乗算結果が正となる。即ち、信号レベルが高くなる。
【００３４】
このことにより、ＰＳＫ復調波ｎの位相反転部Ａ，Ｂにおける位相の変化（即ち、１から０又は０から１への変化）を抽出することができる。つまり、ここで得られるＰＳＫ復調データｋは完全なＰＳＫ復調データではなく、位相変化抽出データとなっている。そして、このように位相変化抽出データが得られれば、この位相変化抽出の結果と、既知である１ｂｉｔの長さ（波長）とに基づき、ＣＰＵ５３では１，０，１，１という復調データを得ることができる。
【００３５】
即ち、位相変化（逆相部分）を抽出するごとに、各ｂｉｔを、１から０又は０から１に変化させ、位相変化が抽出されなければ前のｂｉｔと同じ１又は０とすることにより、データを復調することができる。なお、このとき基準となる最初のｂｉｔを１又は０に予め定義しておけば、これ以後のｂｉｔが１となるか０となるかは位相変化が抽出さたか否かによって決まる。データの最初のｂｉｔを１とするか０とするかは、例えば、図７の通信フォーマット（詳細後述）におけるパケット検知ワード（ユニークワード）において定義すればよい。また、送信データはＰＳＫ復調波ｎとΔＴ遅延波ｐとが重なり合う範囲で送ればよい。
【００３６】
ところで、上記では遅延時間ΔＴがデータの１ｂｉｔ分よりも短い場合について説明したが、遅延手段４５において、ＰＳＫ復調波ｎを１ｂｉｔ分（例えば伝送速度が５Ｍｂｉｔであれば２００ｎｓｅｃ、２．５Ｍｂｉｔであれば４００ｎｓｅｃ）遅延させることができる場合には、ＰＳＫ検波器４９において得られるＰＳＫ復調データｋが図７に例示するように完全なＰＳＫ復調データとなる。
【００３７】
詳述すると、図７（ａ）に示すＰＳＫ復調波ｎの波形は図６（ａ）に示すＰＳＫ復調波ｎの波形と同じである。そして、遅延手段４５ではＰＳＫ復調波ｎを１ｂｉｔ分の長さ（８波長分）遅延させることにより、図７（ｂ）に示すようなΔＴ遅延波ｐを得て、このΔＴ遅延波ｐをＰＳＫ検波器４９へ出力する。
【００３８】
図７（ａ）に示すＰＳＫ復調波ｎの波形（遅延前の波形）と、図７（ｂ）に示すΔＴ遅延波ｐの波形とを見比べると、ＰＳＫ復調波ｎ（遅延前）における位相反転部Ａ，Ｂの位置からΔＴ遅延波ｐ（遅延後）における位相反転部Ａ，Ｂの位置までの範囲、即ち、Ａ−Ａの範囲（ΔＴの範囲）及びＢ−Ｂの範囲（ΔＴの範囲）では、ＰＳＫ復調波ｎとΔＴ遅延波ｐとが逆相となっている。また、Ｂ−Ｂの範囲の右側では、ＰＳＫ復調波ｎとΔＴ遅延波ｐとが同相となっており、Ａ−Ａの範囲の左側では、ＰＳＫ復調波ｎとΔＴ遅延波ｐとが同相となっている。
【００３９】
ＰＳＫ検波器４９では、ＰＳＫ復調波ｎとΔＴ遅延波ｐとを乗算することにより、ＰＳＫ復調データｋを得る。このときのＰＳＫ復調データｋの波形は例えば図７（ｃ）のようになる。なお、ＰＳＫ検波器４９ではフィルタに通すことなどにより、包絡的な波形Ｈを得る。
【００４０】
図７（ｃ）に示すように、Ａ−Ａの範囲（ΔＴの範囲）及びＢ−Ｂの範囲（ΔＴの範囲）では図７（ａ）のＰＳＫ復調波ｎと図７（ｂ）のΔＴ遅延波ｐとが逆相になっていることから、＋と−又は−と＋の乗算となるため、乗算結果が負となる。即ち、信号レベルが低下する。一方、Ｂ−Ｂの範囲の右側ではＰＳＫ復調波ｎとΔＴ遅延波ｐとが同相となっていることから、＋と＋又は−と−の乗算となるため、乗算結果が正となる。即ち、信号レベルが高くなる。また、Ａ−Ａの範囲よりも左側では、ＰＳＫ復調波ｎとΔＴ遅延波ｐとが同相となっていることから、乗算結果が正となる。
【００４１】
この図７（ｃ）から明らかなように、前のｂｉｔに対して１から０又は０から１に変化しているｂｉｔにおいては乗算結果が負（信号レベル低）となり、前のｂｉｔと同じ１又は０の状態のｂｉｔにおいては乗算結果が正（信号レベル高）となる。即ち、ＰＳＫ復調データｋはＰＳＫ復調波ｎの１，０，１，１にそのまま対応したデータとなる。従って、このＰＳＫ復調データｋに基づき、ＣＰＵ５３では１，０，１，１というデータを得ることができる。
【００４２】
即ち、ＰＳＫ復調データｋにおいて、負（信号レベル低）の部分（ｂｉｔ）では前のｂｉｔに対して１から０又は０から１に変化させ、正（信号レベル高）の部分（ｂｉｔ）では前のｂｉｔと同じ１又は０とすることにより、データを復調することができる。なお、このときの基準となる最初のｂｉｔを１又は０に予め定義しておけば、これ以後のｂｉｔが１となるか０となるかは信号が負（信号レベル低）か正（信号レベル低）によって決まる。データの最初のｂｉｔを１とするか０とするかは、例えば、図７の通信フォーマット（詳細後述）におけるパケット検知ワード（ユニークワード）において定義すればよい。また、送信データはＰＳＫ復調波ｎとΔＴ遅延波ｐとが重なり合う範囲で送ればよい。
【００４３】
ＰＳＫ検波器４９で得られたＰＳＫ復調データ（第２受信データ）ｋはＥＴＣ以外のアプリケーションに関するデータ（動画像や交通情報など）であり、受信感度切替回路５０と通信制御用回路５２とを介して、ＣＰＵ５３に入力される。ＣＰＵ５３では、第２受信データｋに基づいて、それぞれのアプリケーションに応じた演算処理を行う。
【００４４】
なお、このとき、詳細は後述するが、通信制御用回路５２では、第２受信データｋに含まれているパケット検知ワード（ユニークワード）及びアプリケーション識別ワードから、当該第２受信データｋが、ＥＴＣ以外の何れのアプリケーションに関するデータであるかを判断する。
【００４５】
ここで、図８及び図９に基づいて受信感度切替回路５０及び通信制御用回路５２について説明する。図８に示すように、受信感度切替回路５０には、ＥＴＣ以外のアプリケーションに関して、複数のコンパレータ（第１コンパレータ６１，第２コンパレータ６１，・・・，第ｎコンパレータ６３）と、複数のゲート（第１ゲート７１，第２ゲート７２，・・・，第ｎゲート７３）とを備えており、また、ＥＴＣに関して、ＥＴＣ用コンパレータ６４とＥＴＣ用ゲート７４とを備えている。
【００４６】
各コンパレータ６１，６２，・・・，６３，６４はＤＣアンプ４４を介してアンテナ５４に接続されている。また、各コンパレータ６１，６２，・・・，６３，６４と、各ゲート７１，７２，・・・，７３，７４とは、１対１に接続されている。即ち、第１コンパレータ６１と第１ゲート７１、第２コンパレータ６２と第２ゲート７２、・・・、第ｎコンパレータ６３と第ｎゲート７３、ＥＴＣ用コンパレータ６４とＥＴＣ用ゲート７４とがそれぞれ対になっている。また、各ゲート７１，７２，・・・，７３，７４は通信制御用回路５２に接続されており、開放時にはＰＳＫ復調データｋ又はＡＳＫ復調データｊを通過させて通信制御用回路５２へと出力する。
【００４７】
そして、各コンパレータ６１，６２，・・・，６３には、交通情報など、ＥＴＣ以外の各アプリケーションの所要通信領域に応じたしきい値が設定されている。例えば、第１コンパレータ６１に交通情報が割り当てられている場合、交通情報は比較的広い通信領域（例えば１００ｍ程度の通信領域）を要するため、第１コンパレータ６１には通信領域を広くするために低いしきい値が設定される。つまり、交通情報に対しては受信感度のよい状態にする。その他のコンパレータ６２，・・・，６３にも、所要通信領域が交通情報の所要通信領域よりも狭い又は広いアプリケーションが割り当てられ、コンパレータ６１のしきい値よりも大きい又は小さいしきい値が設定される。また、ＥＴＣ用コンパレータ６４には、ＥＴＣの所要通信領域に応じたしきい値が設定されている。つまり、これらのしきい値によって各アプリケーションの所要通信領域が規定される。
【００４８】
なお、しきい値は通信制御用回路５２から設定することもできる。これは、既設のしきい値（所要通信領域）を変更する場合や、新たにアプリケーションが追加されたときに当該アプリケーションが割り当てられる未使用のコンパレータ（余分に設けておいたコンパレータ）に新たなしきい値を設定する場合などに対処するためである。なお、コンパレータを余分に設ける場合には、勿論、このコンパレータと対になるゲートも余分に設ける必要がある。
【００４９】
ＤＣアンプ４４では、アンテナ５４を介して受信した電波（ＡＳＫ復調波ｈ又はＰＳＫ変調波ｉ）を直流増幅し、電波の強さに応じた電圧をそれぞれのコンパレータ６１，６２，・・・，６３に出力する。なお、図８に一点鎖線で示すように、ＤＣアンプ４４に代えて、積分手段としてのＡＣアンプ（積分器）５５を設けてもよい。即ち、ミキサ４２の出力であるＡＳＫ復調波ｎ又はＰＳＫ復調波ｍを分岐してＡＣアンプ５５にも入力し、このＡＣアンプ５５でＡＳＫ復調波ｎ又はＰＳＫ復調波ｍを積分して各コンパレータ６１，６２，・・・，６３，６４に出力する。
【００５０】
各コンパレータ６１，６２，・・・，６３，６４では、これらの積分値としきい値とを比較する。この場合には、ＡＣアンプ５５でＡＳＫ復調波ｎ又はＰＳＫ復調波ｍのデータ列を積分することになるため、ＤＣアンプ４４よって単に受信電波を直流増幅する場合に比べて、ノイズの影響が小さり、ノイズによる誤動作の可能性がより低減される。
【００５１】
そして、各コンパレータ６１，６２，・・・，６３，６４では、しきい値と電波の強さ（ＤＣアンプ４４の出力又はＡＣアンプ５５の出力）とを比較し、電波の強さがしきい値を超えたら、ゲート開放電圧ｑ_１，ｑ_２，・・・，ｑ_３，ｑ_４を、それぞれの対応するゲート７１，７２，・・・，７３，７４に出力する。各ゲート７１，７２，・・・，７３，４は、このコンパレータ６１，６２，・・・，６３，６４からのゲート開放電圧ｑ_１，ｑ_２，・・・，ｑ_３，ｑ_４によって開放する。
【００５２】
つまり、路側機から車載器２４に送信されてきた電波の強さが、ある所要の強さ（あるアプリケーションの所要通信領域）になったら、コンパレータ６１，６２，・・・，６３，６４のうちのあるコンパレータからゲート開放電圧ｑ_１，ｑ_２，・・・，ｑ_３又はｑ_４が出力されて、ゲート７１，７２，・・・，７３のうちのあるゲートが開放されることになる。そして、ゲート７１，７２，・・・，７３，７４の何れか１つ或いは複数が開放すると、ＰＳＫ復調データｋが、当該ゲートを通過して通信制御用回路５２に入力される。
【００５３】
例えば、第１コンパレータ６１が交通情報に割り当てられている場合には、路側機のアンテナ２３から送信された交通情報の電波の強さが、第１コンパレータ６１のしきい値を超える強さになったら、第１コンパレータ６１から第１ゲート７１へゲート開放電圧ｑ_１が出力され、このゲート開放電圧ｑ_１によって第１ゲート７１が開放される。その結果、ＰＳＫ復調データｋが第１ゲート７１を通過して通信制御用回路５２に入力される。
【００５４】
また、車載器２４と路側機との間の無線通信フォーマットは図９に示すようになっている。即ち、同図に示すように無線通信フォーマットは、通信準備ワード８１、パケット検知ワード（ユニークワード）８２、アプリケーション識別ワード８３、データ（通行料金データ、交通情報データ、動画像データなど）８４の順に配列されている。
【００５５】
通信準備ワード８１は通信の準備するためのものであり、通行料金や交通情報などのデータが送られてきたことを知らせる合図となる。パケット検知ワード８２は、ＥＴＣか、それ以外のアプリケーションかを識別するためのものである。アプリケーション識別ワード８３は、ＥＴＣ以外の各種アプリケーション（交通情報、動画像伝送など）の種類を識別するためのものである。なお、これに限定するものではなく、例えばパケット検知ワード８２とアプリケーション識別ワード８３とを１つのワードにして、ＥＴＣをも含めた各種アプリケーションの識別ができるようにしてもよい。つまり、ＰＳＫ復調データｋ又はＡＳＫ復調データｊには、当該データが何れのアプリケーションに関するデータであるかを識別する情報が含まれていればよい。
【００５６】
そして、通信制御用回路５２では、ＰＳＫ復調データｋ又はＡＳＫ復調データｊに含まれているアプリケーションの識別情報（図示例の場合にはパケット検知ワード８２及びアプリケーション識別ワード８３）と、当該ＰＳＫ復調データｋ又はＡＳＫ復調データｊがゲート７１，７２，・・・，７３，７４のうちの何れのゲートを通過してきたかの情報、即ち、電波の強さが何れのしきい値を超えたことによって当該ＰＳＫ復調データｋ又はＡＳＫ復調データｊが通信制御用回路５２へ出力されたかの情報とに基づいて、当該ＰＳＫ復調データｋ又は当該ＡＳＫ復調データｊ（即ち当該アプリケーションデータ）が、当該アプリケーションの所要通信領域内において受信さたものか否かを判断する。当該ＰＳＫ復調データｋ又は当該ＡＳＫ復調データｊが所要通信領域内において受信さたものであると判断した場合には、当該ＰＳＫ復調データｋ又は当該ＡＳＫ復調データｊをＣＰＵ５３に出力する。ＣＰＵ５３では、当該ＰＳＫ復調データｋ又は当該ＡＳＫ復調データｊに基づいて当該アプリケーションの処理を行う。
【００５７】
例えば、第１コンパレータ６１には交通情報が割り当てられ、その所要通信領域が１００ｍ（しきい値が小さい）であり、第２コンパレータ６２には動画像伝送が割り当てられ、その所要通信領域が５０ｍ（しきい値が大きい）であると仮定した場合、次のようになる。
【００５８】
即ち、路側機から交通情報の電波が送信されてきて、この電波の強さが第１コンパレータ６１のしきい値を超えると、第１ゲート７１が開く。そして、通信制御用回路５２では、第１ゲート７１を通ってきたＰＳＫ復調データｋに含まれるアプリケーションの識別情報から交通情報であることを認識し、この当該ＰＳＫ復調データｋが交通情報であるという情報と、当該ＰＳＫ復調データｋが第１ゲート７１を通ってきたという情報、即ち、電波の強さが第１コンパレータ６１のしきい値を超えたことによって当該ＰＳＫ復調データｋが通信制御用回路５２へ出力されたという情報とにより、当該ＰＳＫ復調データｋ（交通情報データ）が所要通信領域（１００ｍ）内において受信さたものであると判断して当該ＰＳＫ復調データｋをＣＰＵ５３に出力する。ＣＰＵ５３では、当該ＰＳＫ復調データｋに基づいて交通情報に関する処理を行う。
【００５９】
また、路側機から動画像の電波が送信されてきて、この電波の強さが第２コンパレータ６２のしきい値を超えると、第２ゲート７２が開く。そして、通信制御用回路５２では、第２ゲート７２を通ってきたＰＳＫ復調データｋに含まれるアプリケーションの識別情報から動画像伝送であることを認識し、この当該ＰＳＫ復調データｋが動画像であるという情報と、当該ＰＳＫ復調データｋが第２ゲート７２を通ってきたという情報、即ち、電波の強さが第２コンパレータ６１のしきい値を超えたことによって当該ＰＳＫ復調データｋが通信制御用回路５２へ出力されたという情報とにより、当該ＰＳＫ復調データｋ（動画像データ）が所要通信領域（５０ｍ）内において受信さたものであると判断して当該ＰＳＫ復調データｋをＣＰＵ５３に出力する。ＣＰＵ５３では、当該ＰＳＫ復調データｋに基づいて動画像に関する処理を行う。
【００６０】
また、路側機からＥＴＣの電波が送信されてきて、この電波の強さがＥＴＣ用コンパレータ６４のしきい値を超えると、ＥＴＣ用ゲート７４が開く。そして、通信制御用回路５２では、ＥＴＣ用ゲート７４を通ってきたＡＳＫ復調データｊに含まれるアプリケーションの識別情報からＥＴＣであることを認識し、この当該ＡＳＫ復調データｊがＥＴＣであるという情報と、当該ＡＳＫ復調データｊがＥＴＣ用ゲート７４を通ってきたという情報、即ち、電波の強さがＥＴＣ用コンパレータ６４のしきい値を超えたことによって当該ＡＳＫ復調データｊが通信制御用回路５２へ出力されたという情報とにより、当該ＡＳＫ復調データｊ（ＥＴＣのデータ）が所要通信領域（例えば５ｍ）内において受信さたものであると判断して当該ＡＳＫ復調データｊをＣＰＵ５３に出力する。ＣＰＵ５３では、当該ＡＳＫ復調データｊに基づいてＥＴＣに関する処理を行う。
【００６１】
なお、現状ではＡＳＫによる通信はＥＴＣだけであるため、ＡＳＫ変調波ｈに対する受信感度（通信領域）は一定としているが、もし、ＥＴＣ以外にもＡＳＫによる通信を行うようになれば、ＡＳＫ変調波ｈに対する受信感度（通信領域）も、ＰＳＫ変調波ｉの場合と同様の手段によって切り替えるようにしてもよい。
【００６２】
また、上記のような受信感度切替機能は、勿論、ハードウエアによって構成してもよく、ソフトウエアによって構成してもよい。また、車載器全体についても、どの部分の機能をハードウエアによって構成し、どの部分の機能をソフトウエアによって構成するかは適宜選択することができる。
【００６３】
また、料金所における路側機の受信器には、この車載器２４の受信器におけるＡＳＫ復調に関する機能と同様の機能を備えており、料金所以外の路側機の受信器には、この車載器２４の受信器におけるＰＳＫ復調に関する機能と同様の機能を備えている。
【００６４】
＜作用・効果＞
以上のことから、本実施の形態の車載器２４によれば、次のような作用・効果が得られる。
【００６５】
即ち、第１送信データｄをＡＳＫ変調器３４により変調して路側機へ送信し、また、第２送信データｅをＰＳＫ変調器３９により変調して他の路側機へ送信する送信器と、前記路側機から送信されてきたＡＳＫ変調波ｈをＡＳＫ復調器５１により復調してＡＳＫ復調データｊを求め、且つ、前記他の路側機から送信されてきたＰＳＫ変調波ｉを、遅延手段４５で遅延させたΔＴ遅延波ｐとＰＳＫ復調波ｎとをＰＳＫ検波器４９で乗算するように構成してなる位相復調器４６により、復調してＰＳＫ復調データｋを求める受信器とを車載器２４に備えたことにより、この車載器２４は高速通信を行うことができるため交通情報や動画像伝送などの各種のアプリケーションに対応することができ、且つ、ＥＴＣにも使用することができる。また、回路を共用することができて低コストな車載器２４を提供することができる。
【００６６】
また、ＰＳＫ変調波ｉ及びＡＳＫ変調波ｈに対する受信感度を切り換えて各アプリケーションに応じた所要通信領域を設定する通信領域設定手段を備えたことにより、ＥＴＣも含めた各アプリケーションに応じて柔軟に通信領域を設定することができる。
【００６７】
また、この通信領域設定手段は、受信感度切替回路５０と通信制御用回路５２とを有してなり、受信感度切替回路５０では、各アプリケーションの所要通信領域に応じた各しきい値と受信電波の強さとを比較し、電波の強さがしきい値を超えたときにＰＳＫ復調データｋ又はＡＳＫ復調データｊを通信制御用回路５２へと出力し、通信制御用回路５２では、受信感度切替回路５０から入力したＰＳＫ復調データｋ又はＡＳＫ復調データｊに含まれるアプリケーションの識別情報と、電波の強さが何れのしきい値を超えたことによって当該ＰＳＫ復調データｋ又はＡＳＫ復調データｊが通信制御用回路５２へ出力されたかの情報とに基づいて、当該ＰＳＫ復調データｋ又はＡＳＫ復調データｊが所要通信領域内において受信されたか否かを判断するように構成したたため、簡易な構成で確実に各アプリケーションに応じた所要通信領域を設定することができる。
【００６８】
また、しきい値と比較する電波の強さを、ＡＣアンプ（積分器）５５によりＰＳＫ復調波ｎ又はＡＳＫ復調波ｍを積分して求めることにより、ノイズの影響が小さくなるため、ノイズによる誤動作をより低減することができる。
【００６９】
【発明の効果】
以上、発明の実施の形態とともに具体的に説明したように、第１発明の車載器は、車両に搭載され、道路側に設置された路側機との間で無線通信を行う車載器において、
送信データを位相変調手段により変調して路側機へ送信する送信器と、
路側機から送信されきた位相変調波を、遅延手段で遅延させた遅延波と位相復調波とを位相検波手段で乗算するように構成してなる位相復調手段により、復調して位相復調データを求める受信器とを備えたことを特徴とする。
【００７０】
従って、この第１発明の車載器によれば、高速通信を行うことができるため交通情報や動画像伝送などの各種のアプリケーションに対応することができる。
【００７１】
また、第２発明の車載器は、車両に搭載され、道路側に設置された路側機との間で無線通信を行う車載器において、
第１送信データを振幅変調手段により変調して路側機へ送信し、又は、第２送信データを位相変調手段により変調して他の路側機へ送信する送信器と、
前記路側機から送信されてきた振幅変調波を振幅復調手段により復調して振幅復調データを求め、且つ、前記他の路側機から送信されてきた位相変調波を、遅延手段で遅延させた遅延波と位相復調波とを位相検波手段で乗算するように構成してなる位相復調手段により、復調して位相復調データを求める受信器とを備えたことを特徴とする。
【００７２】
従って、この第２発明の車載器によれば、高速通信を行うことができるため交通情報や動画像伝送などの各種のアプリケーションに対応することができ、且つ、ＥＴＣにも使用することができる。また、回路を共用することができて低コストな車載器を提供することができる。
【００７３】
また、第３発明の車載器は、第１発明の車載器において、
位相変調波に対する受信感度を切り換えて各アプリケーションに応じた所要通信領域を設定する通信領域設定手段を備えたことを特徴とする。
【００７４】
従って、この第３発明の車載器によれば、各アプリケーションに応じて柔軟に通信領域を設定することができる。
【００７５】
また、第４発明の車載器は、第３発明の車載器において、
前記通信領域設定手段は、受信感度切替手段と通信制御手段とを有してなり、
受信感度切替手段では、各アプリケーションの所要通信領域に応じた各しきい値と受信電波の強さとを比較し、電波の強さがしきい値を超えたときに位相復調データを通信制御手段へと出力し、
通信制御手段では、受信感度切替手段から入力した位相復調データに含まれるアプリケーションの識別情報と、電波の強さが何れのしきい値を超えたことによって当該位相復調データが通信制御手段へ出力されたかの情報とに基づいて、当該位相復調データが所要通信領域内において受信されたか否かを判断するように構成したことを特徴とする。
【００７６】
従って、この第４発明の車載器によれば、簡易な構成で確実に各アプリケーションに応じた所要通信領域を設定することができる。
【００７７】
また、第５発明の車載器は、第２発明の車載器において、
位相変調波及び振幅変調波に対する受信感度を切り換えて各アプリケーションに応じた所要通信領域を設定する通信領域設定手段を備えたことを特徴とする。
【００７８】
従って、この第５発明の車載器によれば、ＥＴＣも含めた各アプリケーションに応じて柔軟に通信領域を設定することができる。
【００７９】
また、第６発明の車載器は、第５発明の車載器において、
前記通信領域設定手段は、受信感度切替手段と通信制御手段とを有してなり、
受信感度切替手段では、各アプリケーションの所要通信領域に応じた各しきい値と受信電波の強さとを比較し、電波の強さがしきい値を超えたときに位相復調データ又は振幅復調データを通信制御手段へと出力し、
通信制御手段では、受信感度切替手段から入力した位相復調データ又は振幅復調データに含まれるアプリケーションの識別情報と、電波の強さが何れのしきい値を超えたことによって当該位相復調データ又は振幅復調データが通信制御手段へ出力されたかの情報とに基づいて、当該位相復調データ又は振幅復調データが所要通信領域内において受信されたか否かを判断するように構成したことを特徴とする。
【００８０】
従って、この第６発明の車載器によれば、簡易な構成で確実に各アプリケーションに応じた所要通信領域を設定することができる。
【００８１】
また、第７発明の車載器は、第４又は第６発明の車載器において、
しきい値と比較する電波の強さを、積分手段により位相復調波又は振幅復調波を積分して求めるように構成したことを特徴とする。
【００８２】
従って、この第７発明の車載器によれば、ノイズの影響が小さくなるため、ノイズによる誤動作をより低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】有料道路の料金所におけるＥＴＣ通信とＥＴＣ以外のアプリケーション通信の状態を示す説明図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る車載器に備えた送信器の構成を示すブロック図である。
【図３】前記車載器に備えた受信器の構成を示すブロック図である。
【図４】前記車載器における各部のＡＳＫ変調に関する波形図である。
【図５】前記車載器におけるＰＳＫ変調波の波形図である。
【図６】前記車載器における各部のＰＳＫ復調に関する波形図（遅延時間ΔＴがデータの１ｂｉｔ分よりも短い場合）である。
【図７】前記車載器における各部のＰＳＫ復調に関する他の波形図（遅延時間ΔＴがデータの１ｂｉｔ分に等しい場合）である。
【図８】前記受信器に備えた受信感度切替回路の構成を示すブロック図である。
【図９】前記車載器における無線通信フォーマットの説明図である。
【図１０】従来の車載器の構成を示すブロック図である。
【図１１】前記車載器における各部のＡＳＫ変調に関する波形図である。
【図１２】データなまりの発生状態を示す波形図である。
【符号の説明】
２１車両
２２アンテナ（ＥＴＣアンテナ）
２３アンテナ（ＥＲＰアンテナ、ＩＴＳ情報通信アンテナなど）
２４車載器
３１ＣＰＵ
３２通信制御用回路
３４ＡＳＫ変調器
３５発振器
３６切替回路
３７アンプ
３８アンテナ
３９ＰＳＫ変調器
４１アンプ
４２ミキサ
４３発振器
４４ＤＣアンプ
４５遅延手段（遅延素子又は遅延回路）
４６ＰＳＫ復調器
４９ＰＳＫ検波器
５０受信感度切替回路
５１ＡＳＫ復調器
５２通信制御用回路
５３ＣＰＵ
５４アンテナ
５５ＡＣアンプ（積分器）
６１第１コンパレータ
６２第２コンパレータ
６３第ｎコンパレータ
６４ＥＴＣ用コンパレータ
７１第１ゲート
７２第２ゲート
７３第ｎゲート
７４ＥＴＣ用ゲート
８１通信準備ワード
８２パケット検知ワード（ユニークワード）
８３アプリケーション識別ワード
８４データ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle-mounted device mounted on a vehicle and performing wireless communication with a roadside device installed on a roadside.
[0002]
[Prior art]
At present, trial operation of a non-stop toll road toll collection system using wireless communication known as ETC (Electronic Toll Collection: automatic toll collection system) has been started. This system uses radio waves of 5.8 GHz, and wireless data is transmitted between a roadside device having a wireless communication function installed on the road side and an onboard device having a wireless communication function mounted on a vehicle. In this system, the toll is subtracted from the vehicle-mounted device or the IC card provided in the vehicle-mounted device by performing transmission.
[0003]
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a conventional vehicle-mounted device. As shown in the figure, the vehicle-mounted device has a transmitter and a receiver. The roadside unit also has a transmitter and a receiver similar to the onboard unit. In the ETC, wireless communication between the vehicle-mounted device and the roadside device is performed by ASK (Amplitude Shift Keying: amplitude modulation).
[0004]
Specifically, as shown in FIG. 10, the transmitter of the vehicle-mounted device modulates the amplitude of the 5.795 GHz carrier output from the oscillator 1 with the transmission data (serial digital signal) 3 in the ASK modulator 2. , Amplified by the amplifier 4 and transmitted from the antenna 5 to the roadside device (ASK modulated wave a). The waveform of the ASK modulated wave a at this time is as shown in FIG.
[0005]
On the other hand, the receiver of the vehicle-mounted device receives the ASK-modulated wave a transmitted from the roadside device via the antenna 6 and amplifies the ASK-modulated wave a with the amplifier 7, and then the RF is a high frequency in this RF (Radio Frequency: radio frequency) band. The ASK demodulated wave b, which is an intermediate frequency of 40 MHz, is generated by mixing (taking a difference) between the ASK modulated wave a and the 5.835 GHz high frequency output from the oscillator 8 in the mixer 9. The waveform of the ASK demodulated wave b at this time is as shown in FIG. 11B, for example. Thereafter, the ASK demodulated wave b is half-wave rectified by the diode 10a of the envelope detector 10 and smoothed by the capacitor 10b to perform envelope detection to obtain received data (ASK demodulated data) c. The waveform of the ASK demodulated data c at this time is, for example, as shown in FIG.
[0006]
The same transmission and reception as in the vehicle-mounted device are performed in the roadside device. In the ETC, dedicated short-range communication (DSRC: Dedicated Short Range Communication) is performed because it is necessary to sequentially communicate with each vehicle (vehicle limited communication), and the transmission speed is 1 Mbps. Since the transmission speed is 1 Mbps, the ratio with the 40 MHz ASK demodulated wave b is 40: 1, which is 40 waves per bit.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
On the other hand, in addition to the ETC, the on-vehicle device is not limited to the ETC, and is intended to reduce the traffic congestion in urban areas known as free flow type ERP (Electronic road Pricing). There is a need to support various applications such as provision and control of traffic information, automatic driving support, and logistics / operation management using an intelligent charging system and an ITS (Intelligent Transport System). In other words, there is a demand for using the on-vehicle device not only for ETC but also for highway information terminals and the like. However, this has several problems as follows.
[0008]
(1) To cope with various applications other than ETC, high-speed communication of, for example, 5 Mbps is required. However, high-speed communication of 5 Mbps is difficult in the current wireless communication system used in ETC. In other words, when the transmission speed is 5 Mbps, the ratio of the transmission speed to the ASK demodulated wave b of 40 MHz is 8: 1, so that the waveform of the ASK demodulated wave b at this time has data rounding (FIG. 12). (Waveform rounding) occurs. For this reason, transmission distortion increases, and the reliability of wireless communication decreases.
(2) By enabling high-speed communication, it is possible to transmit moving images to the inside of a moving car, but at the same time, the on-board equipment can be used for ETC that will be operated nearby. There is a need to.
(3) When supporting various applications, each application has a required communication area, so it is necessary to flexibly set the communication area according to each application. Does not have such a function.
[0009]
Therefore, in view of the above problems, the present invention provides an in-vehicle device capable of performing high-speed communication, performing high-speed communication and using it for ETC, and setting a communication area flexibly according to each application. That is the task.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
An on-vehicle device according to a first aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems is an on-vehicle device mounted on a vehicle and performing wireless communication with a roadside device installed on a roadside,
A transmitter that modulates transmission data by phase modulation means and transmits the data to the roadside device,
A phase demodulation means configured to multiply a phase modulation wave transmitted from the roadside device by a phase detection means by a delay wave delayed by the delay means and a phase demodulation wave to obtain phase demodulation data. And a receiver.
[0011]
Further, the vehicle-mounted device of the second invention is a vehicle-mounted device that is mounted on a vehicle and performs wireless communication with a roadside device installed on the roadside.
A transmitter which modulates the first transmission data by the amplitude modulation means and transmits the modulated data to the roadside device, or modulates the second transmission data by the phase modulation means and transmits the modulated data to another roadside device;
The amplitude modulation wave transmitted from the roadside device is demodulated by amplitude demodulation means to obtain amplitude demodulation data, and the phase modulation wave transmitted from the other roadside device is delayed by delay means. And a phase demodulation means configured to multiply the phase demodulated wave by the phase demodulation wave by a phase demodulation means.
[0012]
The vehicle-mounted device of the third invention is the vehicle-mounted device of the first invention,
A communication area setting means for setting a required communication area according to each application by switching the reception sensitivity to the phase modulated wave is provided.
[0013]
The vehicle-mounted device of the fourth invention is the vehicle-mounted device of the third invention,
The communication area setting means has a reception sensitivity switching means and a communication control means,
The reception sensitivity switching means compares each threshold value according to the required communication area of each application with the strength of the received radio wave, and outputs the phase demodulated data to the communication control means when the radio wave strength exceeds the threshold value. And
In the communication control means, the identification information of the application included in the phase demodulation data input from the reception sensitivity switching means and the phase demodulation data are output to the communication control means when the radio wave intensity exceeds any threshold. And determining whether or not the phase demodulated data has been received within the required communication area based on the information.
[0014]
The vehicle-mounted device of the fifth invention is the vehicle-mounted device of the second invention,
A communication area setting means for setting a required communication area according to each application by switching reception sensitivity to a phase modulation wave and an amplitude modulation wave.
[0015]
The vehicle-mounted device of the sixth invention is the vehicle-mounted device of the fifth invention,
The communication area setting means has a reception sensitivity switching means and a communication control means,
The reception sensitivity switching means compares each threshold value according to the required communication area of each application with the intensity of the received radio wave, and when the radio wave intensity exceeds the threshold value, performs communication control of the phase demodulation data or the amplitude demodulation data. Output to the means,
In the communication control means, the identification information of the application contained in the phase demodulation data or the amplitude demodulation data input from the reception sensitivity switching means and the phase demodulation data or the amplitude demodulation when the radio wave intensity exceeds any threshold. It is characterized in that it is configured to determine whether or not the phase demodulated data or the amplitude demodulated data has been received in a required communication area based on information on whether the data has been output to the communication control means.
[0016]
The vehicle-mounted device of the seventh invention is the vehicle-mounted device of the fourth or sixth invention,
The radio wave intensity to be compared with the threshold value is obtained by integrating the phase demodulation wave or the amplitude demodulation wave by the integration means.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0018]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the state of ETC communication and application communication other than ETC at a tollgate on a toll road. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a transmitter provided in the vehicle-mounted device according to the embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a receiver provided in the vehicle-mounted device. 4 is a waveform diagram relating to ASK modulation / demodulation of each unit in the vehicle-mounted device, FIG. 5 is a waveform diagram of a PSK modulated wave in the vehicle-mounted device, and FIG. 6 is a waveform diagram relating to PSK demodulation of each unit in the vehicle-mounted device (delay time ΔT FIG. 7 is another waveform diagram relating to PSK demodulation of each unit in the on-vehicle device (when the delay time ΔT is equal to one bit of data), and FIG. 8 is a reception diagram provided in the receiver. FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of the sensitivity switching circuit, and FIG. 9 is an explanatory diagram of a wireless communication format in the vehicle-mounted device.
[0019]
<Structure>
As shown in FIG. 1, a vehicle 21 is equipped with an on-vehicle device 24 according to an embodiment of the present invention. The on-vehicle device 24 includes an antenna (ETC antenna) 22 of a roadside device at a tollgate on a toll road. Wireless communication (ETC communication) for toll collection, and wireless communication related to various applications other than ETC with other roadside equipment antennas (ERP antenna, ITS information communication antenna, etc.) 23. Do. For ETC, communication is performed at a transmission rate of 1 Mbps using ASK in a specific communication area. For applications other than ETC, high-speed transmission (for example, a transmission rate of 5 Mbps) using PSK (Phase Shift Keying: phase modulation) is performed. In addition, communication is performed in a required communication area corresponding to each application. Since PSK does not have a problem such as data rounding, high-speed communication is possible.
[0020]
More specifically, as shown in FIG. 2, in the transmitter of the vehicle-mounted device 24, in the CPU 31, the first transmission data (serial digital signal) d for ETC communication or the second transmission data for application communication other than ETC. (Serial digital signal) e is generated.
[0021]
When performing ETC communication (when performing ASK communication), the first transmission data d generated by the CPU 31 is transmitted to the ASK modulator 34 as amplitude modulation means via the communication control circuit (IC) 32. Output to The ASK modulator 34 generates an ASK modulated wave f by amplitude-modulating the 5.795 GHz carrier output from the oscillator 35 with the first transmission data d. Then, the ASK modulated wave f is output to the amplifier 37 via the switching circuit 36 switched to the ASK modulator side by the communication control circuit 32, and is amplified by the amplifier 37. The signal is transmitted to the ETC antenna 22 (see FIG. 1). The waveform of the ASK modulation wave f at this time is as shown in FIG. 4A, for example. The waveform of the ASK modulated wave f is a waveform whose amplitude changes according to 1,0 of the first transmission data d.
[0022]
When performing application communication other than ETC (when performing communication using PSK), the second transmission data e generated by the CPU 31 is transmitted via the communication control circuit 32 to the PSK modulator 39 as phase modulation means. Output to The PSK modulator 39 generates a PSK modulated wave g by phase-modulating the 5.795 GHz carrier output from the oscillator 35 using the second transmission data e. The PSK modulated wave g is output to the amplifier 37 via the switching circuit 36 switched to the PSK modulator side by the communication control circuit 32, amplified by the amplifier 37, and then transmitted from the antenna 38 to another roadside. To the antenna 23 of the machine (see FIG. 1). The waveform of the PSK modulated wave g at this time is as shown in FIG. 5, for example. The PSK modulated wave g has an inverted (180 ° shifted) waveform where the phase of the second transmission data e changes from 1 to 0 or from 0 to 1. In this case, which phase is set to 1 or 0 can be arbitrarily set depending on whether the first phase is defined as 1 or 0.
[0023]
The transmitter of the roadside unit at the tollgate has the same function as the function related to the ASK modulation in the transmitter of the vehicle-mounted unit 24, and the transmitter of the roadside unit other than the tollgate includes the vehicle-mounted unit 24. Has the same function as the function related to PSK modulation in the transmitter.
[0024]
On the other hand, as shown in FIG. 3, the receiver of the on-vehicle device 24 receives the ASK modulated wave h or the PSK modulated wave i transmitted from the roadside device, and ASK-demodulates or PSK-demodulates them to perform the first reception. Data (ASK demodulated data) j or second received data (PSK demodulated data) k is obtained. Further, for the PSK modulated wave i, a required communication area according to each application is set in the reception sensitivity switching circuit 41. For the ASK modulated wave h, the required communication area for the ETC is also determined in the reception sensitivity switching circuit 41. Set the communication area. The waveform of the ASK modulated wave h is the same as that of the ASK modulated wave f (see FIG. 4A), and the waveform of the PSK modulated wave i is the same as that of the PSK modulated wave g (see FIG. 5).
[0025]
Specifically, when performing ETC communication (when performing ASK communication), an ASK modulated wave h is received via the antenna 54, amplified by the amplifier 41, and then ASK modulated, which is a high frequency in the RF band. The mixer 42 mixes (takes a difference between) the wave h and the high frequency of 5.835 GHz output from the oscillator 43 to generate an ASK demodulated wave m having an intermediate frequency of 40 MHz. The waveform of the ASK demodulated wave m at this time is as shown in FIG. 4B, for example. Thereafter, the ASK demodulated wave m is input to an ASK demodulator 51 as an amplitude demodulating means. As the ASK modulator 51, an envelope detector or the like is used. Since the ASK demodulated wave m is 40 MHz, assuming that the transmission speed of the first transmission data d is 1 Mbps, the ratio to the transmission speed is 40: 1.
[0026]
Then, the ASK demodulator 51 demodulates the ASK demodulated wave m to obtain ASK demodulated data j. The waveform of the ASK demodulated data j at this time is, for example, as shown in FIG. The ASK demodulated data (first received data) j obtained here is data relating to the ETC, and includes a reception sensitivity switching circuit 50 (details will be described later) as reception sensitivity switching means constituting communication area setting means and a communication control means. The data is input to the CPU 53 via the communication control circuit (IC) 52. The CPU 53 performs a calculation process regarding toll collection based on the first received data j.
[0027]
At this time, although the details will be described later, the communication control circuit 52 determines from the packet detection word (unique word) included in the first received data j that the first received data j is data relating to ETC. to decide.
[0028]
On the other hand, when performing application communication other than ETC (when performing communication using PSK), the PSK modulation wave i is received via the antenna 54 and amplified by the amplifier 41, and then the PSK modulation wave which is a high frequency in the RF band is received. The mixer 42 mixes (takes a difference between) the wave i and a high frequency of 5.835 GHz output from the oscillator 43 to generate a PSK demodulated wave n having an intermediate frequency of 40 MHz. The waveform of the PSK demodulation wave n at this time is as shown in FIG. 6A, for example. The PSK demodulated wave n has a waveform whose phase is inverted (shifted by 180 degrees) when the transmission data from the roadside device changes from 1 to 0 or from 0 to 1. FIG. 6A shows a part of the PSK demodulated wave n (transmission data), and exemplifies a case where each bit is 1, 0, 1, and 1. In this case, the portions A and B in the figure are the phase inverting portions.
[0029]
Since the PSK demodulated wave n is 40 MHz, assuming that the transmission speed of the second transmission data e is 5 Mbps, the ratio with the transmission speed is 8: 1. That is, there are eight waves per bit. Then, the PSK demodulated wave n is output to a PSK detector 49 as a phase detector and a delay element or a delay circuit 45 as a delay unit. The phase detector (PSK detector) 49 and the delay unit (delay element or delay circuit) 45 constitute a PSK demodulator 46 as a phase demodulator.
[0030]
The delay unit 45 delays the PSK demodulated wave n by ΔT time to obtain a ΔT delayed wave p, and outputs the ΔT delayed wave p to the PSK detector 49. The waveform of the ΔT delay wave p at this time is, for example, as shown in FIG. When comparing the waveform of the PSK demodulated wave n (waveform before delay) shown in FIG. 6A and the waveform of the ΔT delayed wave p shown in FIG. 6B, the phase inversion in the PSK demodulated wave n (before delay) is obtained. The range from the position of the parts A and B to the position of the phase inversion parts A and B in the ΔT delay wave p (after delay), that is, the range of AA (the range of ΔT) and the range of BB (the range of ΔT) ), The PSK demodulation wave n and the ΔT delay wave p have opposite phases, and the PSK demodulation wave n and the ΔT delay wave p are on the left and right sides of the range AA and on the left and right sides of the range BB. Are in phase.
[0031]
Note that the delay time ΔT is set so that the PSK demodulation wave n and the ΔT delay wave p have opposite phases in the delay range (the range of AA and the range of BB) of the phase inversion unit. n is an integral multiple of one wavelength. In the illustrated example, the delay time ΔT is set to twice the wavelength of the PSK demodulated wave n (two wavelengths: 50 nsec if the transmission speed is 5 Mbps).
[0032]
The PSK detector 49 obtains PSK demodulated data k by multiplying the PSK demodulated wave n by the ΔT delay wave p. The waveform of the PSK demodulated data k at this time is, for example, as shown in FIG. The PSK detector 49 obtains an enveloped waveform H by passing through a filter or the like.
[0033]
As shown in FIG. 6C, the PSK demodulation wave n and the ΔT delay wave p have opposite phases in the range of AA (range of ΔT) and the range of BB (range of ΔT). , The result is a multiplication of + and-or-and +, so that the multiplication result is negative. That is, the signal level decreases. On the other hand, since the PSK demodulation wave n and the ΔT delay wave p are in phase on both the left and right sides of the range AA and the left and right sides of the range BB, multiplication of + and + or-and-is performed. Therefore, the multiplication result is positive. That is, the signal level increases.
[0034]
As a result, it is possible to extract a change in the phase of the PSK demodulated wave n in the phase inverting portions A and B (that is, a change from 1 to 0 or a change from 0 to 1). That is, the PSK demodulated data k obtained here is not complete PSK demodulated data, but rather phase change extracted data. If the phase change extraction data is obtained in this manner, the CPU 53 obtains demodulated data of 1, 0, 1, 1 based on the result of the phase change extraction and the known length (wavelength) of 1 bit. be able to.
[0035]
That is, each time a phase change (reverse phase portion) is extracted, each bit is changed from 1 to 0 or 0 to 1, and if no phase change is extracted, it is set to the same 1 or 0 as the previous bit. Data can be demodulated. At this time, if the first bit serving as a reference is previously defined as 1 or 0, whether subsequent bits become 1 or 0 depends on whether or not a phase change has been extracted. Whether the first bit of data is set to 1 or 0 may be defined, for example, in a packet detection word (unique word) in the communication format (details will be described later) of FIG. Further, the transmission data may be transmitted in a range where the PSK demodulated wave n and the ΔT delayed wave p overlap.
[0036]
By the way, although the case where the delay time ΔT is shorter than one bit of data has been described above, the delay means 45 converts the PSK demodulated wave n into one bit (for example, 200 nsec if the transmission speed is 5 Mbit, and If the delay can be delayed by 400 nsec), the PSK demodulated data k obtained by the PSK detector 49 becomes complete PSK demodulated data as illustrated in FIG.
[0037]
More specifically, the waveform of the PSK demodulated wave n shown in FIG. 7A is the same as the waveform of the PSK demodulated wave n shown in FIG. Then, the delay unit 45 delays the PSK demodulated wave n by one bit (eight wavelengths) to obtain a ΔT delayed wave p as shown in FIG. 7B, and converts the ΔT delayed wave p to PSK. Output to the detector 49.
[0038]
When comparing the waveform of the PSK demodulated wave n (waveform before delay) shown in FIG. 7A and the waveform of the ΔT delayed wave p shown in FIG. 7B, the phase inversion in the PSK demodulated wave n (before delay) is obtained. The range from the position of the parts A and B to the position of the phase inversion parts A and B in the ΔT delay wave p (after delay), that is, the range of AA (the range of ΔT) and the range of BB (the range of ΔT) ), The PSK demodulation wave n and the ΔT delay wave p have opposite phases. On the right side of the range BB, the PSK demodulation wave n and the ΔT delay wave p are in phase, and on the left side of the range AA, the PSK demodulation wave n and the ΔT delay wave p are in phase. Has become.
[0039]
The PSK detector 49 obtains PSK demodulated data k by multiplying the PSK demodulated wave n by the ΔT delay wave p. The waveform of the PSK demodulated data k at this time is, for example, as shown in FIG. The PSK detector 49 obtains an enveloped waveform H by passing through a filter or the like.
[0040]
As shown in FIG. 7C, in the range of AA (the range of ΔT) and the range of BB (the range of ΔT), the PSK demodulated wave n in FIG. 7A and the ΔT in FIG. Since the delayed wave p has an opposite phase, the multiplication of + and-or-and + is performed, and the multiplication result is negative. That is, the signal level decreases. On the other hand, since the PSK demodulation wave n and the ΔT delay wave p are in phase on the right side of the range BB, the multiplication of + and + or-and-results in a positive multiplication result. That is, the signal level increases. On the left side of the range AA, the PSK demodulation wave n and the ΔT delay wave p have the same phase, so that the multiplication result is positive.
[0041]
As is clear from FIG. 7 (c), the multiplication result is negative (low signal level) in the bit that changes from 1 to 0 or 0 to 1 with respect to the previous bit, and the same 1 as the previous bit. Alternatively, in a bit in the state of 0, the multiplication result is positive (high signal level). That is, the PSK demodulated data k is data directly corresponding to 1, 0, 1, 1 of the PSK demodulated wave n. Therefore, based on the PSK demodulated data k, the CPU 53 can obtain data of 1, 0, 1, and 1.
[0042]
That is, in the PSK demodulated data k, the negative (signal level) portion (bit) is changed from 1 to 0 or 0 to 1 with respect to the previous bit, and the positive (signal level high) portion (bit) is changed from the previous bit. The data can be demodulated by setting 1 or 0, which is the same as the bit of (1). If the first bit as a reference at this time is defined in advance as 1 or 0, whether the subsequent bits become 1 or 0 is determined by whether the signal is negative (low signal level) or positive (signal level). Low). Whether the first bit of data is set to 1 or 0 may be defined, for example, in a packet detection word (unique word) in the communication format (details will be described later) of FIG. Further, the transmission data may be transmitted in a range where the PSK demodulated wave n and the ΔT delayed wave p overlap.
[0043]
The PSK demodulated data (second received data) k obtained by the PSK detector 49 is data (moving image, traffic information, etc.) related to an application other than ETC, and is transmitted via the reception sensitivity switching circuit 50 and the communication control circuit 52. Is input to the CPU 53. The CPU 53 performs arithmetic processing according to each application based on the second received data k.
[0044]
At this time, although the details will be described later, the communication control circuit 52 uses the packet detection word (unique word) and the application identification word included in the second reception data k to convert the second reception data k into the ETC. It is determined which data is related to any application other than.
[0045]
Here, the reception sensitivity switching circuit 50 and the communication control circuit 52 will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 8, the reception sensitivity switching circuit 50 includes a plurality of comparators (first comparator 61, second comparator 61,..., N-th comparator 63) and a plurality of gates (applications other than ETC). The first gate 71, the second gate 72,..., The n-th gate 73), and the ETC includes an ETC comparator 64 and an ETC gate 74.
[0046]
63, 64 are connected to an antenna 54 via a DC amplifier 44. 63, 64 and the gates 71, 72,..., 73, 74 are connected one-to-one. That is, the first comparator 61 and the first gate 71, the second comparator 62 and the second gate 72,..., The nth comparator 63 and the nth gate 73, the ETC comparator 64 and the ETC gate 74 are paired, respectively. Has become. Each of the gates 71, 72,..., 73, 74 is connected to a communication control circuit 52. When the gates are open, the gates 71, 72,. I do.
[0047]
Each of the comparators 61, 62,..., 63 is set with a threshold such as traffic information according to a required communication area of each application other than the ETC. For example, when traffic information is assigned to the first comparator 61, the traffic information requires a relatively wide communication area (for example, a communication area of about 100 m). A threshold is set. That is, the traffic information is set to a state with good reception sensitivity. The other comparators 62,..., 63 are assigned applications whose required communication area is narrower or wider than the required communication area of traffic information, and a threshold larger or smaller than the threshold of the comparator 61 is set. You. In the ETC comparator 64, a threshold value according to a required communication area of the ETC is set. That is, the required communication area of each application is defined by these thresholds.
[0048]
The threshold can be set from the communication control circuit 52. This is because when an existing threshold value (required communication area) is changed, or when an application is newly added, an unused comparator (an extra comparator) to which the application is assigned is newly thresholded. This is to deal with a case where a value is set. When an extra comparator is provided, needless to say, it is necessary to additionally provide a gate paired with the comparator.
[0049]
The DC amplifier 44 amplifies the radio wave (ASK demodulated wave h or PSK modulated wave i) received via the antenna 54 by DC, and outputs a voltage corresponding to the strength of the radio wave to each of the comparators 61, 62,. Output to As shown by a dashed line in FIG. 8, instead of the DC amplifier 44, an AC amplifier (integrator) 55 as an integrating means may be provided. That is, the ASK demodulation wave n or the PSK demodulation wave m output from the mixer 42 is branched and input to the AC amplifier 55, and the ASK demodulation wave n or the PSK demodulation wave m is integrated by the AC amplifier 55 so that each comparator 61 , 62,..., 63, 64.
[0050]
Each of the comparators 61, 62,..., 63, 64 compares these integrated values with a threshold value. In this case, since the data sequence of the ASK demodulated wave n or the PSK demodulated wave m is integrated by the AC amplifier 55, the influence of noise is smaller than when the received radio wave is simply DC-amplified by the DC amplifier 44. Furthermore, the possibility of malfunction due to noise is further reduced.
[0051]
Each of the comparators 61, 62,..., 63, 64 compares the threshold with the radio wave intensity (the output of the DC amplifier 44 or the output of the AC amplifier 55). If exceeded, open gate voltage q ₁ , Q ₂ , ..., q ₃ , Q ₄ To the corresponding gates 71, 72,..., 73, 74. Each of the gates 71, 72,..., 73, 4 has a gate open voltage q from the comparator 61, 62,. ₁ , Q ₂ , ..., q ₃ , Q ₄ Open by
[0052]
That is, when the strength of the radio wave transmitted from the roadside device to the on-vehicle device 24 reaches a certain required strength (a required communication area of a certain application), one of the comparators 61, 62,. The gate open voltage q ₁ , Q ₂ , ..., q ₃ Or q ₄ , And one of the gates 71, 72,..., 73 is opened. When one or more of the gates 71, 72,..., 73, 74 are opened, the PSK demodulated data k passes through the gate and is input to the communication control circuit 52.
[0053]
For example, when the first comparator 61 is assigned to the traffic information, the strength of the radio wave of the traffic information transmitted from the antenna 23 of the roadside device becomes a strength exceeding the threshold value of the first comparator 61. Then, from the first comparator 61 to the first gate 71, the gate opening voltage q ₁ Is output, and the gate open voltage q ₁ Thereby, the first gate 71 is opened. As a result, the PSK demodulated data k passes through the first gate 71 and is input to the communication control circuit 52.
[0054]
The wireless communication format between the vehicle-mounted device 24 and the roadside device is as shown in FIG. That is, as shown in the figure, the wireless communication format includes a communication preparation word 81, a packet detection word (unique word) 82, an application identification word 83, and data (toll data, traffic information data, moving image data, etc.) 84 in this order. Are arranged.
[0055]
The communication preparation word 81 is for preparing communication, and serves as a signal to notify that data such as tolls and traffic information has been sent. The packet detection word 82 is for identifying ETC or another application. The application identification word 83 is for identifying the type of various applications (traffic information, moving image transmission, etc.) other than ETC. However, the present invention is not limited to this. For example, the packet detection word 82 and the application identification word 83 may be combined into one word so that various applications including ETC can be identified. That is, the PSK demodulated data k or the ASK demodulated data j may include information for identifying which application the data is related to.
[0056]
In the communication control circuit 52, the identification information of the application (the packet detection word 82 and the application identification word 83 in the illustrated example) included in the PSK demodulated data k or the ASK demodulated data j, and the PSK demodulated data k or the ASK demodulated data j has passed through any one of the gates 71, 72,..., 73, 74, that is, the PSK corresponding to the fact that the strength of the radio wave has exceeded any threshold. Based on the information indicating whether the demodulated data k or the ASK demodulated data j has been output to the communication control circuit 52, the PSK demodulated data k or the ASK demodulated data j (that is, the application data) falls within a required communication area of the application. It is determined whether or not the received one is received. When it is determined that the PSK demodulated data k or the ASK demodulated data j is received in the required communication area, the PSK demodulated data k or the ASK demodulated data j is output to the CPU 53. The CPU 53 performs the processing of the application based on the PSK demodulated data k or the ASK demodulated data j.
[0057]
For example, traffic information is assigned to the first comparator 61 and its required communication area is 100 m (the threshold is small), and moving image transmission is assigned to the second comparator 62 and its required communication area is 50 m ( If the threshold is large, then:
[0058]
That is, when a radio wave of traffic information is transmitted from the roadside device and the intensity of the radio wave exceeds the threshold value of the first comparator 61, the first gate 71 opens. Then, the communication control circuit 52 recognizes that the traffic information is the traffic information from the identification information of the application included in the PSK demodulated data k passing through the first gate 71, and determines that the PSK demodulated data k is the traffic information. And the information that the PSK demodulated data k has passed through the first gate 71, that is, the PSK demodulated data k has been transmitted to the communication control circuit because the radio wave intensity exceeded the threshold value of the first comparator 61. Based on the information that the PSK demodulation data k has been output to the CPU 53, the PSK demodulation data k (traffic information data) is determined to have been received in the required communication area (100 m), and the PSK demodulation data k is output to the CPU 53. The CPU 53 performs a process related to traffic information based on the PSK demodulated data k.
[0059]
When a radio wave of a moving image is transmitted from the roadside device and the intensity of the radio wave exceeds the threshold value of the second comparator 62, the second gate 72 opens. Then, the communication control circuit 52 recognizes that the transmission is a moving image from the application identification information included in the PSK demodulated data k that has passed through the second gate 72, and the PSK demodulated data k is a moving image. And the information that the PSK demodulated data k has passed through the second gate 72, that is, the PSK demodulated data k is used for communication control because the radio wave intensity exceeds the threshold value of the second comparator 61. Based on the information output to the circuit 52, it is determined that the PSK demodulated data k (moving image data) has been received in the required communication area (50 m), and the PSK demodulated data k is output to the CPU 53. . The CPU 53 performs a process related to a moving image based on the PSK demodulated data k.
[0060]
When an ETC radio wave is transmitted from the roadside device and the intensity of the radio wave exceeds the threshold value of the ETC comparator 64, the ETC gate 74 opens. Then, the communication control circuit 52 recognizes that the ASK demodulated data j is the ETC from the identification information of the application included in the ASK demodulated data j that has passed through the ETC gate 74, and provides information indicating that the ASK demodulated data j is the ETC. The information that the ASK demodulated data j has passed through the ETC gate 74, that is, the ASK demodulated data j is transmitted to the communication control circuit 52 because the intensity of the radio wave exceeds the threshold value of the ETC comparator 64. Based on the information that the ASK demodulated data is output, the ASK demodulated data j (ETC data) is determined to be received within the required communication area (for example, 5 m), and the ASK demodulated data j is output to the CPU 53. The CPU 53 performs a process related to ETC based on the ASK demodulated data j.
[0061]
At present, the communication using ASK is only ETC, so the reception sensitivity (communication area) for the ASK modulated wave h is fixed. However, if the communication using ASK is performed in addition to the ETC, the ASK modulated wave is used. The reception sensitivity (communication range) for h may be switched by the same means as in the case of the PSK modulated wave i.
[0062]
Further, the reception sensitivity switching function as described above may be configured by hardware or software. Regarding the entire vehicle-mounted device, it is possible to appropriately select which function is configured by hardware and which function is configured by software.
[0063]
Also, the receiver of the roadside unit at the tollgate has the same function as the function related to ASK demodulation in the receiver of the onboard unit 24, and the receiver of the roadside unit other than the tollgate includes the onboard unit 24. Has the same function as the function related to PSK demodulation in the receiver.
[0064]
<Action / Effect>
From the above, according to the vehicle-mounted device 24 of the present embodiment, the following operations and effects can be obtained.
[0065]
That is, a transmitter that modulates the first transmission data d by the ASK modulator 34 and transmits the modulated data to the roadside device, and modulates the second transmission data e by the PSK modulator 39 and transmits the modulated data to another roadside device. The ASK demodulator 51 demodulates the ASK modulated wave h transmitted from the roadside device to obtain ASK demodulated data j, and delays the PSK modulated wave i transmitted from the other roadside device by the delay means 45. The vehicle-mounted unit 24 includes a receiver for obtaining the PSK demodulated data k by demodulation by the phase demodulator 46 configured to multiply the ΔT delay wave p and the PSK demodulated wave n by the PSK detector 49. As a result, the vehicle-mounted device 24 can perform high-speed communication, and thus can support various applications such as traffic information and moving image transmission, and can also be used for ETC. In addition, it is possible to provide a low-cost on-vehicle device 24 that can share a circuit.
[0066]
Also, by providing communication area setting means for setting the required communication area according to each application by switching the reception sensitivity to the PSK modulation wave i and the ASK modulation wave h, communication can be flexibly performed according to each application including ETC. You can set the area.
[0067]
The communication area setting means includes a reception sensitivity switching circuit 50 and a communication control circuit 52. In the reception sensitivity switching circuit 50, each threshold value and reception radio wave corresponding to a required communication area of each application are set. And outputs the PSK demodulated data k or the ASK demodulated data j to the communication control circuit 52 when the radio wave intensity exceeds the threshold value. The identification information of the application included in the PSK demodulated data k or the ASK demodulated data j input from the PC and the PSK demodulated data k or the ASK demodulated data j are used for communication control when the radio wave intensity exceeds any threshold. It is determined whether the PSK demodulated data k or the ASK demodulated data j has been received in the required communication area based on the information indicating whether the demodulated data has been output to the circuit 52. Because it was configured so that it is possible to set the required communication area according to ensure each application with a simple structure.
[0068]
Further, the strength of the radio wave to be compared with the threshold value is obtained by integrating the PSK demodulation wave n or the ASK demodulation wave m by the AC amplifier (integrator) 55, so that the influence of noise is reduced. Can be further reduced.
[0069]
【The invention's effect】
As described above in detail with the embodiments of the present invention, the vehicle-mounted device of the first invention is a vehicle-mounted device that is mounted on a vehicle and performs wireless communication with a roadside device installed on the roadside.
A transmitter that modulates transmission data by phase modulation means and transmits the data to the roadside device,
A phase demodulation means configured to multiply a phase modulation wave transmitted from the roadside device by a phase detection means by a delay wave delayed by the delay means and a phase demodulation wave to obtain phase demodulation data. And a receiver.
[0070]
Therefore, according to the vehicle-mounted device of the first invention, high-speed communication can be performed, so that it is possible to cope with various applications such as traffic information and moving image transmission.
[0071]
Further, the vehicle-mounted device of the second invention is a vehicle-mounted device that is mounted on a vehicle and performs wireless communication with a roadside device installed on the roadside.
A transmitter which modulates the first transmission data by the amplitude modulation means and transmits the modulated data to the roadside device, or modulates the second transmission data by the phase modulation means and transmits the modulated data to another roadside device;
The amplitude modulation wave transmitted from the roadside device is demodulated by amplitude demodulation means to obtain amplitude demodulation data, and the phase modulation wave transmitted from the other roadside device is delayed by delay means. And a phase demodulation means configured to multiply the phase demodulated wave by the phase demodulation wave by a phase demodulation means.
[0072]
Therefore, according to the vehicle-mounted device of the second invention, high-speed communication can be performed, so that it can be used for various applications such as traffic information and moving image transmission, and can also be used for ETC. Further, a low-cost vehicle-mounted device that can share a circuit can be provided.
[0073]
The vehicle-mounted device of the third invention is the vehicle-mounted device of the first invention,
A communication area setting means for setting a required communication area according to each application by switching the reception sensitivity to the phase modulated wave is provided.
[0074]
Therefore, according to the vehicle-mounted device of the third aspect, the communication area can be flexibly set according to each application.
[0075]
The vehicle-mounted device of the fourth invention is the vehicle-mounted device of the third invention,
The communication area setting means has a reception sensitivity switching means and a communication control means,
The reception sensitivity switching means compares each threshold value according to the required communication area of each application with the strength of the received radio wave, and outputs the phase demodulated data to the communication control means when the radio wave strength exceeds the threshold value. And
In the communication control means, the identification information of the application included in the phase demodulation data input from the reception sensitivity switching means and the phase demodulation data are output to the communication control means when the radio wave intensity exceeds any threshold. And determining whether or not the phase demodulated data has been received within the required communication area based on the information.
[0076]
Therefore, according to the vehicle-mounted device of the fourth aspect, the required communication area according to each application can be reliably set with a simple configuration.
[0077]
The vehicle-mounted device of the fifth invention is the vehicle-mounted device of the second invention,
A communication area setting means for setting a required communication area according to each application by switching reception sensitivity to a phase modulation wave and an amplitude modulation wave.
[0078]
Therefore, according to the vehicle-mounted device of the fifth aspect, the communication area can be flexibly set according to each application including ETC.
[0079]
The vehicle-mounted device of the sixth invention is the vehicle-mounted device of the fifth invention,
The communication area setting means has a reception sensitivity switching means and a communication control means,
The reception sensitivity switching means compares each threshold value according to the required communication area of each application with the intensity of the received radio wave, and when the radio wave intensity exceeds the threshold value, performs communication control of the phase demodulation data or the amplitude demodulation data. Output to the means,
In the communication control means, the identification information of the application contained in the phase demodulation data or the amplitude demodulation data input from the reception sensitivity switching means and the phase demodulation data or the amplitude demodulation when the radio wave intensity exceeds any threshold. It is characterized in that it is configured to determine whether or not the phase demodulated data or the amplitude demodulated data has been received in a required communication area based on information on whether the data has been output to the communication control means.
[0080]
Therefore, according to the in-vehicle device of the sixth aspect, the required communication area according to each application can be reliably set with a simple configuration.
[0081]
The vehicle-mounted device of the seventh invention is the vehicle-mounted device of the fourth or sixth invention,
The radio wave intensity to be compared with the threshold value is obtained by integrating the phase demodulation wave or the amplitude demodulation wave by the integration means.
[0082]
Therefore, according to the vehicle-mounted device of the seventh aspect, since the influence of noise is reduced, malfunctions due to noise can be further reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing states of ETC communication and application communication other than ETC at a tollgate on a toll road.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a transmitter provided in the vehicle-mounted device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a receiver provided in the vehicle-mounted device.
FIG. 4 is a waveform diagram relating to ASK modulation of each unit in the on-vehicle device.
FIG. 5 is a waveform diagram of a PSK modulated wave in the on-vehicle device.
FIG. 6 is a waveform chart (when delay time ΔT is shorter than one bit of data) regarding PSK demodulation of each unit in the on-vehicle device.
FIG. 7 is another waveform diagram relating to PSK demodulation of each unit in the on-vehicle device (when the delay time ΔT is equal to one bit of data).
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a reception sensitivity switching circuit provided in the receiver.
FIG. 9 is an explanatory diagram of a wireless communication format in the vehicle-mounted device.
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a conventional vehicle-mounted device.
FIG. 11 is a waveform diagram relating to ASK modulation of each unit in the on-vehicle device.
FIG. 12 is a waveform chart showing a state of occurrence of data rounding.
[Explanation of symbols]
21 Vehicle
22 Antenna (ETC antenna)
23 antennas (ERP antenna, ITS information communication antenna, etc.)
24 OBE
31 CPU
32 Communication control circuit
34 ASK modulator
35 oscillator
36 Switching circuit
37 amplifier
38 Antenna
39 PSK modulator
41 amplifier
42 mixer
43 Oscillator
44 DC amplifier
45 Delay means (delay element or delay circuit)
46 PSK demodulator
49 PSK detector
50 Reception sensitivity switching circuit
51 ASK demodulator
52 Communication control circuit
53 CPU
54 antenna
55 AC amplifier (integrator)
61 1st comparator
62 Second comparator
63 nth comparator
64 ETC comparator
71 First Gate
72 Second gate
73 Gate n
Gate for 74 ETC
81 Communication Preparation Word
82 Packet detection word (unique word)
83 Application identification word
84 data

Claims

車両に搭載され、道路側に設置された路側機との間で無線通信を行う車載器において、
送信データを位相変調手段により変調して路側機へ送信する送信器と、
路側機から送信されきた位相変調波を、遅延手段で遅延させた遅延波と位相復調波とを位相検波手段で乗算するように構成してなる位相復調手段により、復調して位相復調データを求める受信器とを備えたことを特徴とする車載器。In the vehicle-mounted device that is mounted on the vehicle and performs wireless communication with a roadside device installed on the roadside,
A transmitter that modulates transmission data by phase modulation means and transmits the data to the roadside device,
A phase demodulation means configured to multiply a phase modulation wave transmitted from the roadside device by a phase detection means by a delay wave delayed by the delay means and a phase demodulation wave to obtain phase demodulation data. An on-vehicle device comprising a receiver.

車両に搭載され、道路側に設置された路側機との間で無線通信を行う車載器において、
第１送信データを振幅変調手段により変調して路側機へ送信し、又は、第２送信データを位相変調手段により変調して他の路側機へ送信する送信器と、
前記路側機から送信されてきた振幅変調波を振幅復調手段により復調して振幅復調データを求め、且つ、前記他の路側機から送信されてきた位相変調波を、遅延手段で遅延させた遅延波と位相復調波とを位相検波手段で乗算するように構成してなる位相復調手段により、復調して位相復調データを求める受信器とを備えたことを特徴とする車載器。In the vehicle-mounted device that is mounted on the vehicle and performs wireless communication with a roadside device installed on the roadside,
A transmitter which modulates the first transmission data by the amplitude modulation means and transmits the modulated data to the roadside device, or modulates the second transmission data by the phase modulation means and transmits the modulated data to another roadside device;
The amplitude modulation wave transmitted from the roadside device is demodulated by amplitude demodulation means to obtain amplitude demodulation data, and the phase modulation wave transmitted from the other roadside device is delayed by delay means. A vehicle-mounted device comprising: a receiver that demodulates and obtains phase demodulated data by phase demodulation means configured to multiply the phase demodulated wave by a phase detection means.

請求項１に記載する車載器において、
位相変調波に対する受信感度を切り換えて各アプリケーションに応じた所要通信領域を設定する通信領域設定手段を備えたことを特徴とする車載器。The vehicle-mounted device according to claim 1,
An on-vehicle device comprising communication area setting means for setting a required communication area according to each application by switching reception sensitivity to a phase modulated wave.

請求項３に記載する車載器において、
前記通信領域設定手段は、受信感度切替手段と通信制御手段とを有してなり、
受信感度切替手段では、各アプリケーションの所要通信領域に応じた各しきい値と受信電波の強さとを比較し、電波の強さがしきい値を超えたときに位相復調データを通信制御手段へと出力し、
通信制御手段では、受信感度切替手段から入力した位相復調データに含まれるアプリケーションの識別情報と、電波の強さが何れのしきい値を超えたことによって当該位相復調データが通信制御手段へ出力されたかの情報とに基づいて、当該位相復調データが所要通信領域内において受信されたか否かを判断するように構成したことを特徴とする車載器。The vehicle-mounted device according to claim 3,
The communication area setting means has a reception sensitivity switching means and a communication control means,
The reception sensitivity switching means compares each threshold value according to the required communication area of each application with the strength of the received radio wave, and outputs the phase demodulated data to the communication control means when the radio wave strength exceeds the threshold value. And
In the communication control means, the identification information of the application included in the phase demodulation data input from the reception sensitivity switching means and the phase demodulation data are output to the communication control means when the radio wave intensity exceeds any threshold. An on-vehicle device configured to determine whether or not the phase demodulated data is received in a required communication area based on the information on the on-vehicle device.

請求項２に記載する車載器において、
位相変調波及び振幅変調波に対する受信感度を切り換えて各アプリケーションに応じた所要通信領域を設定する通信領域設定手段を備えたことを特徴とする車載器。The vehicle-mounted device according to claim 2,
An on-vehicle device comprising: communication area setting means for setting a required communication area according to each application by switching reception sensitivity to a phase modulation wave and an amplitude modulation wave.

請求項５に記載する車載器において、
前記通信領域設定手段は、受信感度切替手段と通信制御手段とを有してなり、
受信感度切替手段では、各アプリケーションの所要通信領域に応じた各しきい値と受信電波の強さとを比較し、電波の強さがしきい値を超えたときに位相復調データ又は振幅復調データを通信制御手段へと出力し、
通信制御手段では、受信感度切替手段から入力した位相復調データ又は振幅復調データに含まれるアプリケーションの識別情報と、電波の強さが何れのしきい値を超えたことによって当該位相復調データ又は振幅復調データが通信制御手段へ出力されたかの情報とに基づいて、当該位相復調データ又は振幅復調データが所要通信領域内において受信されたか否かを判断するように構成したことを特徴とする車載器。The vehicle-mounted device according to claim 5,
The communication area setting means has a reception sensitivity switching means and a communication control means,
The reception sensitivity switching means compares each threshold value according to the required communication area of each application with the intensity of the received radio wave, and when the radio wave intensity exceeds the threshold value, performs communication control of the phase demodulation data or the amplitude demodulation data. Output to the means,
In the communication control means, the identification information of the application contained in the phase demodulation data or the amplitude demodulation data input from the reception sensitivity switching means and the phase demodulation data or the amplitude demodulation when the radio wave intensity exceeds any threshold. An on-board unit configured to determine whether or not the phase demodulated data or the amplitude demodulated data has been received in a required communication area based on information indicating whether the data has been output to the communication control means.

請求項４又は６に記載する車載器において、
しきい値と比較する電波の強さを、積分手段により位相復調波又は振幅復調波を積分して求めるように構成したことを特徴とする車載器。The vehicle-mounted device according to claim 4 or 6,
An on-vehicle device wherein an intensity of a radio wave to be compared with a threshold value is obtained by integrating a phase demodulation wave or an amplitude demodulation wave by an integrating means.