JPH02266220A - 車両用受信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は車両用受信装置、特に基地局から送信された電
波を自動車等の移動体内で受信復調する車両用受信装置
に関する。

［従来の技術］ 自動車等に搭載され基地局を介して相手側との通信を行
う移動体通信が周知であり、例えば自動車用電話等とし
て近年における情報網の発達に伴い各種車両その他に広
く普及しつつある。

移動体通信システムにおいては、基地局からの送信波を
受信し、これを遅延険波することにより、Ｐ　Ｓ　Ｋ及
びＭＳＫ変調波を復調して所望のデータを得るというこ
とが行われる（電子情報通信学会発行（発行日Ｓ６Ｌ、
ｌＯ，ｌ）の電子情報通信学会綿「移動通信の基礎」１
２５〜１２６頁、１５７〜１５９頁参照）。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、受信側としての車両が走行移動するため、そ
の搬送波にドプラシフＩ・が生じてしまう。

この結果、前記検波時における遅延量は最適値から必然
的にずれてしまい、正しい復調作用が妨げられるために
受信信号の符号誤り率が劣化してしまうという問題があ
った。

本発明は上記従来の課題に鑑みなされたものであり、そ
の目的は移動体受信時に生じるドプラシフトの影響を除
去し、符号誤り率の低いデータ伝送を行い得る車両用受
信装置を提供することにある。

［課題を解決するだめの手段］ 上記目的を達成するために、本発明は、基地局から発信
された電波を受信し、遅延険波する車両用受信装置にお
いて、口車の走行速度を検出する車速センサと、自車の
地理的位置を検出する自車位置検出手段と、自車によっ
て管轄する基地局を特定するために基地局の地理的位置
を記憶している基地局マツプと、自車の走行方向を検出
する手段と、自車位置と基地局位置とから特定される電
波の到来方向、口車の走行方向、車速より基地局と自車
の相対速度を検出する手段と、相対速度より到来電波の
ドプラシフトを算出し、これに基づき遅延険波の遅延量
を制御する遅延制御手段と、を備えたことを特徴とする
。

［作用］ 以上の如く構成される本発明装置によれば、受信信号が
ドプラシフトの影響を受けても、遅延険波の遅延量はこ
のドプラシフト量に対応して補正制御されるので、再生
処理に供される信号からドプラシフトに均する符号誤り
を有効に除去することができる。

すなわち、本発明において車速センサ、自車位置検出手
段、及び以上走行方向を検出する手段から現在の自車位
置情報を求め、さらにこれに基づいて基地局マツプから
基地局位置を得る。

そして、上記現在の自車位置情報および基地局位置とか
ら、電波到来方向と車両進行方向とのなす角θを算出し
これを用いてドプラシフト」が算出され、このドプラシ
フ＋−ｍに基づいて遅延険波における遅延量を最適値に
制御卸する。

［実施例コ 以下、図面に基づき本発明の好適な実施例を説明する。

第１図に本発明に係る車両用受信装置の全体構成をブロ
ック図で示す。

図において、基地局がら発信された電波を受信して得た
ＩＦ変調波　ｃｏｓ　（ωｃｔ＋φ（ｔ））が例えば車
室内に配設された自動車用電話装置のハードリミッタ１
０へ入力されると、デジタル化される。

ハートリミッタ１０からのデジタル受信信号はシフＩ・
レジスタ１２へ入りここで所定時間Ｔの遅延を受け、ｃ
ｏｓ　　ｉωｃ　　（ｔ−Ｔ）＋φ（ｔ−Ｔ）１となる
。

そして、ハードリミッタ１０がらの出力とシフトレジス
タ１２からの出力とは乗算器１４において掛は合わされ
、その信号値は ｃｏｓ　（ωｃｔ＋φ（ｔ）ｌｃｏｓ　　（ωｃ　　（
ｔ　−Ｔ）＋φ（ｔ−Ｔ）１ ＝　　ｃｏｓｌω（Ｔ十φ（１）−φ（ｔ−Ｔ）１＋ｃ
ｏｓｆ２ωｃ（ｔ−Ｔ／２）＋φ（１）＋φ　（ｔ−Ｔ
）１ として表されることになる。

この式の右辺第２項はローパスフィルタ１６内で除去さ
れ、以下の式で表される険波出カが後段の復調再生処理
に供されていくこととなる。

ｃｏｓ　［ωｃ”ｒ＋φ（１）−φ（ｔ−Ｔ）１（ｎ＝
整数） 上記式において、シフトレジスタ１２内における遅延時
間Ｔは１壬意に選択可能であり、このＴの鎖は正弦検波
では Ｔ−（２ｎπ−π／２）／ωＣ ＝（２ｎπ−π／２）／２πｆ。

＝　（４ｎ−１）　／４　ｆｃ として表される。

しかしながら、前述した如く、以上のｆＩ′ｌｉ成にお
いてシフトレジスタ１２内での受信信号の遅延２が固定
されていると、基地局から発信された信号の搬送周波数
がドプラシフトΔｆを受けた場合にその影響が除去され
ないまま検波出力に反映されてしまい、受信品質の劣化
を招いてしまうという問題があった。

本発明において特徴的なことは、受信されたＩＦ変調波
にドプラシフトの影響が含まれていた場合にシフトレジ
スタ１２内の遅延時間量をこれに対応して変化制御する
ことによりドプラシフトの影響を除去して受信品質を向
上させたことにある。

前記シフトレジスタ１２内における遅延険波の遅延全制
御は、基地局からの到来電波のドプラシフトに応して行
われ、このために実施例では自車位置検出手段としての
ＧＰ３１８、スピードセンサ２０及び口車の走行方向検
出手段としての地磁気センサ２２、そしてこれらの出力
を基に現在の自車位置を算出する位置演算ＥＣＵ２４が
配設されている。

前記位置演算ＥＣＵ２４の出力が基地局マツプメモリ２
６へ向けて出力される。

前記基地局マツプメモリ２６内には複数の基地局に対す
る地理的位置が記憶保持されており、位置演算ＥＣＵ２
４からの自車位置信号に応答してこれに対応する管轄基
地局が特定されることとなる。

そして、遅延量補正ＥＣＵ２８内で自車の位置情報と基
地局位置とから電波到来方向と自車の進行方向とのなす
角が得られ、これとスピードセンサ２０からの車速とか
らドプラシフトに対応した最適なシフトレジスタ１２内
における遅延量が電圧制御発振器３０へ指示されること
となる。

すなわち、搬送波周波数がドプラシフトΔｆを受けたと
すると、このときのシフトレジスタ１２内における最適
遅延ｆｉＴｏは次の式で表される。

Ｔｏ　”　（４ｎ　　１）／４　（ｆｃ十Δｆ）もちろ
ん、この値はドプラシフト量に対応して変化するわけで
ある。

また、シフトレジスタ１２のクロック周波数をｆｓｒ、
段数をＭとすると、ＴｏＳ　ｆｓｒ及び〜１の間には ｆｓｒ−Ｍ／Ｔ。

の関係がある。

従って、Δｆが生じたときに遅延量を最適とするための
シフトレジスタ１２のクロック周波数ｆ″ｓｒは ｆ−ｓｒ−４Ｍ（ｆｃｔΔｆ）／（４ｎ−１）として表
されることが理解される。

とこで、ｖ（ｍ／ｓ）：車速、λ（ｍ）：波長、θ：電
波到来方向と車の進行方向とのなす角とおくと、Δｆ−
ｖｃｏｓθ／λ　となるから、ｆ　−ｓ　ｒ−４Ｍ　（
ｆ　ｃ＋ｖｃｏｓθ／λ）／（４ｎ−１） として表される。

この結果、シフトレジスタのクロック周波数ｆ−ｓｒを
常にこの値に保持することによってドプラシフトにより
生ずる検波誤差を補償して誤り率の低いデジタル伝送を
行い得ることになる。

次に、上記本発明における位置演算ＥＣＵ２４及び遅延
量補正ＥＣＵ２８の作用について第２図のフローチャー
トを参照しつつ説明する。

まず、動作を開始すると、位置演算ＥＣＵ２４はＧＰＳ
１８からＸｎ、Ｙｎを、スピードセンサ２０から車速Ｖ
を、そして地磁気センサ２２ら車両進行方向θの各情報
をそれぞれ取込み（２０１）これらを基に現在の車両位
置情報（Ｘｏ、ｙｏ）を算出する（２０２）。

そして、基地局マツプメモリ２６は位置演算ＥＣＵ２４
からの現在車両位置情報からその内部に記憶されている
基地局マツプ内の管轄する基地局位置（Ｘ１″′、ｙｌ
）を特定する。

遅延量補正ＥＣＵ、２８は位置演算ＥＣＵ２４及び基地
局マツプメモリ２６からの出力に基づき、電波到来方向
と車両進行方向のなす角 θ−ｔａｎ　　（（！／＋　　’１０）／　（Ｘ＋　　
Ｘｏ）］を求め（２０４）　、基地局と自車との１０対
速度に基づき到来電波のドプラシフトを算出すると共に
、シフトレジスタ１２駆動用の最低クロック周波数ｆｓ
ｒを算出しく２０５）、ＶＣＯの発信周波数をｆｓｒに
制御する（２０６）。

そして、ステップ２０７て更に処理を続行するか否かを
判定し、ＹＥＳであれば、ステップ２０１に戻って同様
の処理を繰返し、Ｎｏであれば終了する（２０８）。

このように、本発明はドプラシフトｍ（Δｆ−ｖｃｏｓ
θ／λ）をＧＰＳ、車速センサ、地磁気センサ等の信号
により求め、これを用いて遅延量を最適とするように電
圧制御発信器３０の発信周波数を補正するように構成し
たので、復調に供される受信信号からドプラシフトによ
る悪影響を有効に除去することができ、優れた受信品質
を確保可能となる。

なお、上記実施例に於いては、自車位置検出手段として
、ＧＰＳを用いたが、これに限らずビーコン受信器等を
採用しても良い。ビーコン受信器は、道路の所定の基僧
位置に設けられた位置信号を発信する路上ビーコンから
の信号を受信し、これにより自車位置を把握するもので
ある。そして、ビーコン受信器を用いた場合には、路上
ビーコンの設置されていない場所において走行方位、車
速及び走行時間に基づき自車位置データを常時更新する
ことになる。

次に、本発明の第２実施例について説明する。

第３図に本実施例に架かる車両用受信装置の＋、’ａ成
ブロツブロック図。

本実施例はダイバシティー受信システムを採用した場合
であり、図より明らかな様に複数のアンテナ３２から３
８が車両の所定部位に配設されており、これら各アンテ
ナ３２がら３８がらの出力はレベル検出回路４ｏから４
６を介してそれぞれ電圧ｅ１からｅ４としてＥＣ，Ｕの
対応するボート４８から５４へ１共給されている。

前記各アンテナ３２から３８の出力はＥｃＵ４９からの
指令信号Ｓａと共にスイッチ回路５６に入力し、各アン
テナ出力とＥＣＵからの指令信号ＳＡの双方が揃った時
に該スイッチ回路５６はＲＦ部５８に向けて所定の受信
信号を送り出し該ＲＦ部５８の出力がＩＦ部５つへ供給
される。そして、ＩＦ部５つからＩＦ変調波がハードリ
ミッタ１０へ出力されることになる。その他の構成は前
記第１実施例に係る装置と基本的に変わるところはない
のでその詳細説明を略し、以下第４図のフローチャート
を参照しつつ本実施例装置の動作について説明する。

まず装置が起動されると、ＥＣＵ４９はスピードセンサ
２０から速度信号Ｖ１地磁気センサ２２から自車の進行
方向をθ。、そして各アンテナ３２〜３８の出力が対応
するレベル検出回路４０から４６を経た電圧信号ｅ１〜
ｅ４をそれぞれ取り込む（３０２）。そして、受信レベ
ルが最大のアンテナをＡＮＴｌ、次に大きいアンテナを
ＡＮＴ２として判別検出する（３０４）。

実施例において、受信レベルのうち最も大きいものをＥ
ｌ、次に大きいものをＥ２とした場合、その電圧ＩＱＥ
Ｉ及びＥ２がステップ３０６において求められる。こう
して最も受信状態の良いアンテナ２本が判別されること
により、次式に基づきＡＮＴｌとＡＮＴ２の間のどの方
向から受信波が到来しているかが求められる（３０８）
。

θ、　−ｔ　ａ　ｎ−’　（Ｅ２　／Ｅｌ　）そして、
最も受信レベルの大きいアンテナＡＮＴ１及び次に受信
レベルの大きいアンテナＡＮＴ２がライバイシティ−シ
ステムを構成する第３図における（アンテナ３２〜３８
のいずれであるかをステップ３１０から３２４を順次径
ることによって判定し、それぞれ対応する式３１０ａか
ら３２４ａによりそれぞれアンテナと受信波到来方向θ
１とのなす角θを求める。

これにより、ＥＣＵは電圧制御発振器Ｖｃｏを制御して
シフトレジスタ１２のクロック周波数が上記式が成立す
るように制御し、ドプラシフトによる検波誤差が解消さ
れることになる（３２８）。

こうしてドプラシフト量が求められて遅延険波の遅延量
が最適直に設定されると、ＥＣＵはアンテナスイッチを
ＡＮＴｌに切替え（３３０）、処理を続行する場合には
再びステップ３０２に戻り、しない場合には終了する（
３３２）。

［発明の効果コ 以上説明した様に本発明によれば、基地局と自車の相対
速度に基づき到来電波のドプラシフトを算出し、これに
基づき遅延険波の遅延量を制御するよう構成したので、
移動体なりに受信する場合に生じるドプラシフトの影響
を有効に除去して符号誤り率の低いデータ伝送が実現さ
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全体構成を示すブロック図、第２図は
第１図にかかる装置の誤差順序を示すフローチャート図
、 第３図は本発明の第２実施例の構成を示すブロック図、 第４図は第３図にかかる装置の動作を示すフローチャー
ト図である。 １２　・・・　シフトレジスタ １８　・・・　ＧＰＳまたはビーコン受信器２０　・・
・　スピードセンサ ２２　・・・　自力センサ ２４　・・・　位置演算ＥＣＵ ２６　・・・　基地局マツプメモリ ２８　・・・　遅延量補正ＥＣＵ ３Ｏ・・・　電圧制御発振器 第１図に示す装置のソロ チャ 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）基地局から発信された電波を受信し、遅延検波す
   る車両用受信装置において、 自車の走行速度を検出する車速センサと、 自車の地理的位置を検出する自車位置検出手段と、 自車によって管轄する基地局を特定するために基地局の
   地理的位置を記憶している基地局マップと、 自車の走行方向を検出する手段と、 自車位置と基地局位置とから特定される電波の到来方向
   、自車の走行方向、車速から基地局と自車との相対速度
   を検出する手段と、 相対速度より到来電波のドプラシフトを算出し、これに
   基づき遅延険波の遅延量を制御する遅延制御手段と、を
   備えたことを特徴とする車両用受信装置。