JP3595507B2 - 車載器 - Google Patents
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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（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｏｌｌ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ： 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（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ： 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（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：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：Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｓｈｏｒｔ Ｒａｎｇｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ）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（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｒｏａｄ Ｐｒｉｃｉｎｇ）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（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｙｓｔｅｍ： 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（Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ：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ｑ１ ，ｑ２ ，・・・，ｑ３ ，ｑ４ 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ｑ１ ，ｑ２ ，・・・，ｑ３ ，ｑ４ 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ｑ１ ，ｑ２ ，・・・，ｑ３ 又はｑ４ 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ｑ１ が出力され、このゲート開放電圧ｑ１ 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
３１ ＣＰＵ
３２ 通信制御用回路
３４ ＡＳＫ変調器
３５ 発振器
３６ 切替回路
３７ アンプ
３８ アンテナ
３９ ＰＳＫ変調器
４１ アンプ
４２ ミキサ
４３ 発振器
４４ ＤＣアンプ
４５ 遅延手段（遅延素子又は遅延回路）
４６ ＰＳＫ復調器
４９ ＰＳＫ検波器
５０ 受信感度切替回路
５１ ＡＳＫ復調器
５２ 通信制御用回路
５３ ＣＰＵ
５４ アンテナ
５５ ＡＣ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
６４ ＥＴＣ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
７４ ＥＴＣ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
【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（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｏｌｌ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ： 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（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ： 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（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：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：Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｓｈｏｒｔ Ｒａｎｇｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ）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（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｒｏａｄ Ｐｒｉｃｉｎｇ）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（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｙｓｔｅｍ： 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（Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ：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ｑ１ ，ｑ２ ，・・・，ｑ３ ，ｑ４ 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ｑ１ ，ｑ２ ，・・・，ｑ３ ，ｑ４ 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ｑ１ ，ｑ２ ，・・・，ｑ３ 又はｑ４ 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ｑ１ が出力され、このゲート開放電圧ｑ１ 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
３１ ＣＰＵ
３２ 通信制御用回路
３４ ＡＳＫ変調器
３５ 発振器
３６ 切替回路
３７ アンプ
３８ アンテナ
３９ ＰＳＫ変調器
４１ アンプ
４２ ミキサ
４３ 発振器
４４ ＤＣアンプ
４５ 遅延手段（遅延素子又は遅延回路）
４６ ＰＳＫ復調器
４９ ＰＳＫ検波器
５０ 受信感度切替回路
５１ ＡＳＫ復調器
５２ 通信制御用回路
５３ ＣＰＵ
５４ アンテナ
５５ ＡＣ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
６４ ＥＴＣ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
７４ ＥＴＣ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
Claims (7)
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。
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