(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御局と、
各々が対応の無線ゾーンを有する複数の無線ポートと、
前記無線ポートと無線通信を行なう移動局無線機と
を含み、
前記複数の各無線ポートは、当該無線ポートから前記移動局無線機への下り専用のマルチキャストチャネルと、個別周波数で送信を行なう個別送信チャネルとを用いて信号を送信し、前記複数の無線ポートのうち少なくとも２以上の無線ポートが、同一のマルチキャストチャネルで同一信号を同時に送信し、
前記移動局無線機は２系列の受信回路を有し、前記２系列の受信回路のうち１系列において、前記無線ポートからマルチキャストチャネルで送信される同一情報を定常的に受信し、
前記マルチキャストチャネルで送信される同一情報は、当該同一情報を同時に送信する２以上の無線ポートが属するグループを識別する識別コードと、前記グループがサービスするエリアの始点でその時刻に用いられている通信チャネルの識別番号とを含み、
前記移動局無線機は、今回受信した識別コードと、前回受信した識別コードを比較する比較器と、比較の結果、異なる識別コードに変化した場合に、変化後の識別コードに対応するグループがサービスするエリアの始点でその時刻に用いられている通信チャネルに切り替える通信チャネル設定回路とを有することを特徴とする路車間無線通信システム。
【請求項２】
制御局と、
それぞれ前記制御局が管轄するエリア内に所定間隔で設置された複数の無線ポートと、
前記無線ポートと無線通信を行なう移動局無線機と
を含み、
前記各無線ポートは、当該無線ポートから前記移動局無線機への下り専用のマルチキャストチャネルと、個別周波数で送信を行なう個別送信チャネルとで信号を送信し、前記無線ポートのうち少なくとも２以上の無線ポートが、同一のマルチキャストチャネルで同一情報を同時に送信し、
前記各無線ポートは、前記移動局無線機が同一の通信チャネルで通信を継続できるように、前記移動局無線機の移動にしたがって、当該無線ポートのアンテナのビームパターンを切り替えるビームパターン切り替え手段を有し、
前記同一のマルチキャストチャネルで送信される同一情報は、同一の通信チャネルで通信が継続できる領域の移動速度を表わす領域速度コードを含むことを特徴とする路車間無線通信システム。
【請求項３】
前記移動局無線機は、当該移動局無線機が搭載された車両の速度を検出する車速検出回路と、検出された車速を、前記マルチキャストチャネルで送られてきた領域の移動速度と比較して速度差を求める比較回路と、前記比較結果に基づき、前記車速に応じた通信チャネルへの変更命令を生成する通信チャネル変更命令生成回路とを備えることを特徴とする請求項２に記載の路車間無線通信システム。
【請求項４】
所定間隔で配置された無線ポートからマルチキャストチャネルで送信されるマルチキャストチャネル信号を受信する第１受信回路と、
前記受信したマルチキャストチャネル信号の中から、同一のマルチキャストチャネルで同一情報を同時に送信する２以上の無線ポートが属するグループを表わすグループコードを抽出するグループコード抽出回路と、
前記受信したマルチキャストチャネル信号の中から、前記グループがサービスするエリアの始点でその時刻に用いられている通信チャネルの識別番号を抽出する通信チャネル識別番号抽出回路と、
今回抽出されたグループコードを、前回抽出されたグループコードと比較する比較回路と、
今回のグループコードが前回のグループコードと異なる場合に、前記通信チャネル識別番号抽出回路によって抽出された識別番号に基づいて、変化後のグループコードに対応する通信チャネルに設定する通信チャネル設定回路と
を備えることを特徴とする移動局無線装置。
【請求項５】
所定間隔で配置された無線ポートとの間で無線通信を行なう移動局無線装置であって、
前記無線ポートからマルチキャストチャネルで送信されるマルチキャストチャネル信号を受信する第１受信回路と、
前記受信したマルチキャストチャネル信号の中から、同一周波数で通信が継続できる領域の移動速度を表わす領域速度コードを抽出する領域速度コード抽出回路と、
前記移動局無線機が搭載された車両の速度を検出する車速検出回路と、
検出された車速と、前記領域移動速度との差を求め、速度差をしきい値と比較する比較回路と、
比較結果に基づいて、車速に適した周波数の通信チャネルへの変更要求を生成する通信チャネル加減命令生成回路と
を備えることを特徴とする移動局無線装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、道路沿に所定間隔で配置された無線ポートと、道路上を走行する車との間で通信を行う路車間無線通信システムと、このような路車間無線通信システムで用いられる移動局無線装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、主として道路沿に配置された無線ポートと、道路上を走行する車との間で通信を行う路車間無線通信システムの開発が進んでいる。図１０に、既存の路車間無線通信システムの典型的な例を示す。
【０００３】
複数の無線ポート１００１〜１００４が道路に沿って所定の間隔で配置され、これらを管轄する無線制御局１００８と伝送路によって結ばれている。各無線ポートは、道路上を走行する車１００５〜１００７と、無線で送受信を行う。
【０００４】
ここで、道路上を走行する車１００６と、車１００６に対して送受信を行う無線ポート１００２との間に大型車両１００９が位置する場合、この大型車両１００９によるシャドーイングにより、走行車１００６と無線ポート１００２との間の通信品質が劣化するという問題点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
無線ポートから車へのダウンリンクの劣化を解決する方法として、走行車１００６から障害物なしに見通せる場所に位置する別の無線ポート１００３のアンテナのパターンを適応的に変化させて、走行車１００６が受信できるようにすることが考えられる。しかし、無線ポートや無線制御局がすばやくシャドウイングの発生を検出して、無線ポート１００３のアンテナ制御を行うことは、複雑な制御処理が必要であるという問題点がある。
【０００６】
このような問題を克服するために、同一の制御局の管轄エリア内に設置された複数の無線ポートから、同時に同一内容の信号を送信するという構成も提案されている。これによると、一の無線ポートからの信号が障害物によって遮られても、近隣の無線ポートからの同一内容の信号を受信することによって、シャドウイングを回避する。しかしこの方法では、シャドウイングが発生していない間は、異なる方向から異なる伝送距離で送られてくる複数の信号を移動局側で受信することになる。このため、フェージングの影響が大きく、通信品質の劣化した状態での無線通信が続くという問題点がある。
【０００７】
さらに、従来の路車間無線通信システムでは、各制御局の管轄エリアの境界を通過するたびに、毎回その制御局の管轄エリア内の無線ポートが使用している通信チャネルにチャネリングしなければならないという問題がある。
【０００８】
さらに、路車間無線通信システムがＩＴＳ（高度道路交通システム）に適用される場合は、同一周波数で無線通信が行なわれている領域を車に追従させて移動させる試みもなされているが、従来の無線通信システムでは、車の走行速度が領域の移動速度と一致しなくなった場合に、その都度ランダムチャネルサーチを行なわなければならないという問題がある。
【０００９】
本発明は、上述した問題点を解決すべく、フェージングを回避しつつシャドウイングの影響を低減できる路車間無線通信システムを提供することを第１の目的とする。
【００１０】
本発明の第２の目的は、無線ポート群がサービスするエリアの境界におけるチャネルサーチを不要とする路車間無線通信システムを提供することにある。
【００１１】
本発明の第３の目的は、走行中の車両の速度が、同一周波数で通信する領域の移動速度からはずれた場合にも、ランダムチャネルサーチを行なうことなく、対応する個別通信チャネルに移行することができる路車間無線通信システムを提供することにある。
【００１２】
本発明の第４の目的は、エリア境界でのチャネルサーチを不要とする、路車間無線通信システム用の移動局無線装置を提供することにある。
【００１３】
本発明の第５の目的は、走行車両の速度が、同一周波数で通信を行なう領域の移動速度に合わなくなった場合にも、ランダムチャネルサーチの必要なく、対応する周波数の個別チャネルに移行することができる、路車間無線通信システム用の移動局無線装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成するために、本発明の路車間無線通信システムは、制御局と、この制御局が管轄するエリア内に所定間隔で設置された複数の無線ポートと、これらの無線ポートと無線通信を行なう移動局無線機とを含み、各無線ポートは、無線ポートから車両への下り専用のマルチキャストチャネルと、個別周波数で送信を行なう個別送信チャネルとを有し、各移動局無線機は、２系列の受信回路を有する。上記複数の無線ポートのうち、２以上の無線ポートからマルチキャストチャネルを用いて同一情報を同時送信し、移動局無線機は、２系列の受信回路のうち１系列において、マルチキャストチャネルを定常的に受信する。
【００１５】
マルチキャストチャネルでの送信の際の変調方式として、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）方式を用い、無線ポート間の所定間隔をＬメートルとしたときに、（Ｌ／３００）マイクロ秒以上のガードタイムを有するフレーム構成をとる。（Ｌ／３００）マイクロ秒以上のガードタイムとしたのは、互いに隣接する２つの無線ポートからマルチキャストチャネルで光の速さで到来する同一信号には、（Ｌ／３００）マイクロ秒以下の伝播相対遅延差が発生するからである。
【００１６】
ＯＦＤＭのサブキャリヤに通常のＰＳＫ（ｐｈａｓｅ  ｓｈｉｆｔ  ｋｅｙｉｎｇ）やＱＡＭ（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）を用いる場合には、周波数選択性フェージングの影響がでないように、ガードタイムの長さをＴｓ×０．２秒以下、好ましくはＴｓ×０．０５秒以下に設定する。ここで、Ｔｓは、ＯＦＤＭのサブキャリアの変調シンボルレートの逆数であり、シンボル周期と呼ばれる。Ｔｓ×０．２秒以下のガードタイムとしたのは、この範囲が、周波数選択性フェージングの影響がそれほど大きくない範囲だからである。
【００１７】
このようなフレーム構成を有するマルチキャストチャネルには、たとえば、ＩＴＳ（高度道路交通システム）特有の自動運転などで必要とされる緊急信号などをのせる。これにより、フェージングの影響を回避するとともに、効果的にシャドウイングの影響を低減することが可能になる。
【００１８】
上記第２の目的を達成するために、路車間無線通信システムは、制御局と、複数の無線ポートと、これらの無線ポートと無線通信を行なう移動局無線機を含み、無線ポートから移動局無線機への１以上の下り専用マルチキャストチャネルを用いる。複数の無線ポートのうち少なくとも２以上の無線ポートは、同一のマルチキャストチャネルで同一情報を同時送信する。同一情報の中には、この情報を同時送信する無線ポートが属するグループを識別するカラーコードが含まれる。移動局無線機は２系列の受信回路を有し、このうちの１系列で、カラーコードを定常的に受信する。移動局無線機は、今回受信したカラーコードと前回受信したカラーコードとを比較し、比較の結果、異なるカラーコードに変化した場合（すなわち、同一のマルチキャストチャネルで同一情報を送信する無線ポートのグループが変わった場合）に、変化後のカラーコードに基づき、新たなカラーコードに対応する無線ポートのグループがサービスするエリアの始点でその時刻に用いられている通信チャネルに自動設定する。
【００１９】
無線ポートがマルチキャストチャネルで送信する同一情報の中には、上述したカラーコードに加えて、同一のカラーコードで表わされるグループがサービスするエリアの始点でその時刻に用いられている通信チャネルの識別番号も含まれる。
【００２０】
このような路車間無線通信システムにより、異なるマルチキャストチャネルを用いるエリアに侵入した場合にも、チャネルサーチの制御が不要になり、インフラ側（移動局側）の制御負荷が低減される。
【００２１】
また、ＩＴＳなどで、同一周波数の通信チャネルで通信する領域自体が任意の速度で移動する場合には、各無線ポートは、移動局の移動にしたがってアンテナのビームパターンを切り替える機能をさらに有する。これにより、同一のチャネルで通信が継続できることになり、無線通信の質が向上する。
【００２２】
上記第３の目的を達成するために、路車間無線通信システムにおいて、各無線ポートは、移動局の移動にしたがってアンテナのビームパターンを切り替える機能を有し、同一周波数の通信チャネルで通信できる領域の移動速度を示す識別コードを、マルチキャストチャネルにのせて同時送信する。移動局無線機は、移動局自体の移動速度を検出し、移動局の移動速度をマルチキャストチャネルで送られてきた同一周波数領域の移動速度と比較し、速度差を求める。速度差がしきい値よりもプラス側に大きくなった場合に、無線ポートに対して、ひとつ先の通信チャネル（すなわち移動局の進行方向側の次の通信チャネル）への変更要求を送信する。速度差がしきい値よりもマイナス側に大きくなった場合には、無線ポートに対して、ひとつ後ろの通信チャネル（移動局の後方の通信チャネル）への変更要求を送信する。
【００２３】
このような構成により、ＩＴＳなどで、走行車両の移動速度が同一周波数で通信する領域の移動速度と合わなくなった場合にも、スムースに適切な通信チャネルに移行することが可能になる。
【００２４】
上記第４の目的を達成するために、本発明の移動局無線機は、無線ポートからマルチキャストチャネルで送られてきた情報の中から、同一のマルチキャストチャネルで同一情報を同時送信する無線ポートのグループを表わすカラーコードを抽出するカラーコード抽出回路と、この無線ポートのグループがサービスするエリアの始点でその時刻に用いられている通信チャネルの識別番号を抽出する通信チャネル識別番号抽出回路と、今回抽出されたカラーコードを前回抽出されたカラーコードと比較する比較回路と、今回のカラーコードが前回のカラーコードから変化した場合に、変化後のカラーコードに対応する通信チャネルで通信を開始させる通信チャネル設定回路とを有する。
【００２５】
本発明の第５の目的を達成するために、本発明の移動局無線機は、無線ポートからマルチキャストチャネルで送られてきた情報の中から、同一周波数で通信が行なわれる領域の移動速度を表わす領域速度コードを抽出する領域速度コード抽出回路と、この移動局無線機が搭載された車両の速度を検出する車速検出回路と、検出された車速と領域移動速度との差を求め、速度差をしきい値と比較する比較回路と、比較結果に基づいて、車速に適した周波数の通信チャネルへの変更要求を生成する通信チャネル加減命令生成回路とを有する。
【００２６】
本発明のその他の特徴は、以下で図面を参照して述べる詳細な説明によっていっそう明確になるものである。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を詳細に説明する。
【００２８】
＜第１実施形態＞
図１は本発明の第１実施形態にかかる路車間無線通信システムの構成例を示す図である。図１の路車間無線通信システムは、無線制御局１０８と、道路沿いに所定間隔Ｌで設置された複数の無線ポート１０１〜１０４と、道路上を走行する車両１０５〜１０７に搭載された移動局無線機１０５Ａ〜１０７Ａとを含む。
【００２９】
図２は、図１に示す無線ポートから移動局無線機への下り通信で用いられるマルチキャストチャネル２０１と個別送信チャネルＦ１〜Ｆ４、およびマルチキャストチャネル２０１のフレーム構成を示す。同一制御局１０８が管轄するエリア内の複数の無線ポート１０１〜１０４のうち少なくとも２つの無線ポートは、たとえば周波数がＦｍである下りのマルチキャストチャネル２０１を用いて、移動局無線機１０５Ａ〜１０７Ａに対して、同時に同一のペイロード２０２を送信する。その送信の際の変調方式としてＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ：直交周波数分割多重）方式を用いる。すなわち、一定の周波数Ｆｍを時分割して、互いに直交関係にある数百の搬送波（サブキャリア）を使用する。各搬送波は直交関係にあるため、その周波数成分を相互に重ね合うことができ、通常の周波数分割多重方式に比べて、はるかに多くの搬送波を詰め込むことができる。
【００３０】
一方、個別送信チャネルＦ１〜Ｆ４は、位置、時刻等に応じて、制御局１０８により割り当てられる。
【００３１】
各移動局無線機１０５Ａ〜１０７Ａは、２系列の受信回路を有し、２系列の受信回路のうち１系列において、前記無線ポートからマルチキャストチャネルで送信される同一情報を定常的に受信し、他の１系列で、個別周波数チャネルの通信を行なう。マルチキャストチャネルのペイロード２０２には、たとえば、ＩＴＳ特有の自動運転などのシステムで必要とされる緊急信号などをのせる。これにより、移動局無線機１０６Ａに大型車１０９によるシャドーイングが発生した場合であっても、隣接する無線ポート１０３からマルチキャストチャネルにより緊急信号などを確実に受信することができる。なお、２式の受信回路を有する移動局無線機の詳細な構成については、図４および図８を参照して後述する。
【００３２】
本発明のマルチキャストチャネルのフレーム構成として、図２に示すように、フレームとフレームの間に、特定の長さのガードタイム２０３を有する。すなわち、隣接する無線ポート間の距離をＬメートルとすると、（Ｌ／３００）マイクロ秒以上のガードタイムを有する。
【００３３】
電波の伝搬速度は３×１０８［ｍ／ｓ］であることから、隣接する２つの無線ポートから、同一内容のマルチキャストチャネル信号が走行車１０６に到達する伝搬相対遅延差は、走行車１０６の道路上の位置にかかわらず（Ｌ／３００）マイクロ秒以下になる。そこで、マルチキャストチャネルの変調方式にＯＦＤＭを用い、（Ｌ／３００）マイクロ秒以上のガードタイムを設けて、２つの信号が抵触しないようにする。
【００３４】
これに加え、ＯＦＤＭのサブキャリアに通常のＰＳＫ（ｐｈａｓｅ  ｓｈｉｆｔ  ｋｅｙｉｎｇ）やＱＡＭ（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）を用いる場合には、周波数選択性フェージングの影響がでないように、ガードタイムの長さをＴｓ×０．２秒以下、好ましくはＴｓ×０．０５秒以下に設定する。ここで、ＴｓはＯＦＤＭのサブキャリアの変調シンボルレートの逆数であり、シンボル周期と呼ばれている。上記の範囲内のガードタイムであれば、複数の電波を受信した場合でも、周波数選択性フェージングによる劣化を防ぐことができる。ＯＦＤＭ方式を用いることにより、高速伝送が必要な場合でも、サブキャリア分割数を調節することにより、上記の条件、すなわち、ガードタイム２０３が（Ｌ／３００）マイクロ秒以上、かつ、Ｔｓ×０．２秒以下（好ましくはＴｓ×０．０５秒以下）という条件を実現することが可能となる。ここでは、ＰＳＫやＱＡＭをサブキャリアの変調方式とした例を示したが、ＤＳＫやＰＳＫ−ＲＺ、ＰＳＫ−ＶＰなどの耐多重波変調方式を用いた場合には、ガードタイムの上限は（Ｔｓ×１）秒〜（Ｔｓ×２）秒程度に広げることも考えられる。
【００３５】
なお、本実施例は、路車間通信のＩＴＳへの適用例を示したが、緊急時に高い信頼度で信号を通知する必要がある通信、放送システムに適用することも可能である。
【００３６】
＜第２実施形態＞
図３は本発明の第２実施形態にかかる路車間無線通信システムの構成を示す図であり、図４は図３のシステムで用いられる移動局無線機を示す図である。
【００３７】
第２実施形態の特徴として、図２に示す下り専用のマルチキャストチャネルのペイロードとして、同一のマルチキャストチャネルを用いて同時送信する無線ポートのグループを識別するためのグループコード（ここではカラーコードと呼ぶ）と、これら同時送信する無線ポートのグループがサービスするエリアの始点で、その時刻に用いている通信チャネル（たとえば図２の下りの個別通信チャネルや上りの個別通信チャネル）の識別番号を含む。
【００３８】
図３の例では、無線ポート３０３、３０４は、無線制御局３０１に接続されており、同一のマルチキャストチャネル信号を送信する。このマルチキャストチャネル信号には、ペイロードの一つとして、同一のマルチキャストを用いて信号を送信する無線ポート３０３、３０４が所属するグループを識別するためのカラーコード＃ａが含まれている。このカラーコード＃ａは、これらの無線ポートが接続されている無線制御局３０１にあらかじめ割り当てられている。
【００３９】
なお、図３では、無線制御局３０１に接続される無線ポートとして、３０３、３０２の２つのポートが描かれているが、制御局３０１には複数の無線ポートが接続され、制御局３０１は、少なくとも２つの無線ポートから成る１以上の無線ポートのグループを管轄する。無線ポートの各グループは、同一のマルチキャストチャネルを用いて、同一の情報を同時に送信する。したがって、無線制御局３０１には、無線ポート３０３、３０４が所属するグループのカラーコード＃ａだけではなく、別のマルチキャストチャネルを用いる他の無線ポートグループのカラーコードも、あらかじめ割り当てられている。
【００４０】
マルチキャストチャネル信号に含まれる他のペイロードとして、無線ポート３０３、３０４が所属するグループがサービスを行なうエリアの始点（図３の左手側に位置し、図３では図示しない）でその時刻に用いている通信チャネルの認識番号が含まれる。
【００４１】
一方、無線ポート３０５、３０６は、無線制御局３０２に接続され、これらの２つの無線ポートは同一のマルチキャストチャネル信号を送信する。無線ポート３０５、３０６が所属するグループを表わすカラーコード＃ｂは、あらかじめ無線制御局３０２に割り当てられている。無線ポート３０５、３０６から移動局３０７に送信されるマルチキャストチャネル信号のペイロードには、カラーコード＃ｂが含まれる。ペイロードの他の１つとして、無線ポート３０５、３０６が属するグループがサービスするエリアの始点３０８でその時刻に用いられている通信チャネルの認識番号（図３では周波数Ｆ１の通信チャネルの認識番号）が含まれる。
【００４２】
無線ポートが属するグループのカラーコードと、このグループがサービスするエリアの始点でその時刻に用いられている通信チャネルの識別番号とを含むマルチキャストチャネル信号は、移動局無線機３０８で受信される。
【００４３】
図４は、図３の路車間無線通信システムで用いられる移動局無線機３０８の構成例を示す。移動局無線機３０８は、アンテナ４０１、高周波回路４０２、マルチキャストチャネル用の受信回路４０３、および個別送信チャネル用の受信回路４１２とを有する。移動局無線機３０８は２式（２系列）の受信回路４０３、４１２のうち、マルチキャストチャネル用の受信回路４０３で、マルチキャストチャネル信号を定常的に受信し、他方の受信回路４１２で、下りの個別周波数の通信チャネルで送られてくる信号を受信する。
【００４４】
受信回路４０３で復調、検波されたマルチキャストチャネルからのデジタル信号は、制御回路４０５に入力される。制御回路４０５において、カラーコード抽出回路４０７は、復調されたマルチキャストチャネルのディジタル信号から、送信元の無線ポートが属するグループを表わすカラーコードを抽出する。抽出されたカラーコードは、カラーコード比較回路４１０に入力される。カラーコード記憶回路４０６は、前回抽出されたカラーコードを格納しており、前回のカラーコードも同時にカラーコード比較回路４１０に入力される。
【００４５】
カラーコード比較回路４１０は、今回抽出されたカラーコードと、前回のカラーコードとを比較する。比較の結果、今回受信したカラーコードが、前回のカラーコードと異なる場合には、カラーコード比較回路４１０は変化情報信号を通話チャネル設定回路４１１に出力する。この変化情報信号は、通話チャネル設定回路４１１にトリガをかける。
【００４６】
一方、通信チャネル認識番号抽出回路４０８は、復調されたマルチキャストディジタル信号から、このマルチキャストチャネル信号を送信した無線ポートが属するグループがサービスするエリアの始点で、その時刻に用いられている通信チャネルの認識番号を抽出する。抽出された通信チャネル識別番号は、通話チャネル設定回路４１１に入力される。カラーコード比較回路４１０からの変化情報信号によってトリガされた通話チャネル設定回路４１１は、通信チャネルの認識番号に基づき、この認識番号に相当する通信チャネルで通信を開始するように、送信回路４０４へコマンドを送る。送信回路４０４は、上記コマンドで指定された通信チャネルで送信信号生成回路４０９から送られた送信信号を送信できるよう、高周波回路４０２を制御しアンテナ４０１を通じて送信を行う。このような構成により、異なるマルチキャストチャネルを用いるエリアに進入した場合にも、対応する通信チャネルへの設定が自動的にスムースに行なわれる。
【００４７】
このような構成の移動局無線機は、マルチキャストチャネル信号を定常的に受信し、このマルチキャストチャネル信号を送信した無線ポートが属するグループのカラーコードと、このグループがサービスするエリアの始点でその時刻に用いられている周波数を表わす通信チャネル情報とを利用することができる。したがって、移動局無線機３０８が、カラーコードが＃ａの通信エリアから＃ｂの通信エリアに進入した場合、その変化を即座に検出し、カラーコードの変化に基づいて、新たな通信エリアの始点でその時刻に用いられている周波数Ｆ１に迅速に切り替えることができる。すなわち、ランダムサーチなどのチャネルサーチ制御が不要になり、路車間無線通信システムのインフラ側の制御負荷が低減されるという利点がある。
【００４８】
同一のマルチキャストチャネルを表わすカラーコードは、図２に示すマルチキャストチャネルのフレームの先頭、あるいは、フレームの先頭にある同期用ビット列の直後、あるいは、末尾にある誤り制御用ビット列の直前に配置するのが好ましい。このような配置により、異なるグループに属する（すなわち異なるマルチキャストチャネルを用いる）無線ポートの境界３０８（図３）で、同一チャネル干渉によりカラーコードを送信するバーストの一部分が壊れることによる影響を、低減することができる。
【００４９】
第２実施形態のように、複数の無線ポートのグループにまたがる場合にも、スーパーフレーム中のある特定の位置のフレームに緊急信号のペイロードをのせる構成とすることで、移動局無線機に緊急信号を確実に受信させることができることは、第１実施形態と同様である。
【００５０】
第２実施形態の路車間無線通信システムの変形例として、図３および図４に示す構成、機能に加え、各無線ポートに、移動局無線機の移動にしたがってアンテナのビームパターンを切り替える機能を持たせることが可能である。
【００５１】
図５は、このような各無線ポートのアンテナ切り替え機能を説明するための図である。図５に示すように、各無線ポート５０１，５０２，５０３，５０４は、上記道路上のサービス領域内である移動局（例えば、５０５，５０６，５０７，５０８，５０９）が同一の通信チャネルで通信を継続できるように、移動局の移動に沿ってアンテナのビームパターンを切替える機能を有する。図５では、同一周波数を用いる領域は、速度５１１で移動しているものとする。ビームパターンの切り替えは、アレイ状に配列したアンテナ素子の各信号に対する重み付けを必要に応じて電子的に変更するアダプティブアレイアンテナを用いてアンテナの指向性を変えるなど、公知の方法で行なうことができる。
【００５２】
図６は、図５に示す同一周波数を用いる領域の移動速度を説明するための図である。たとえば、ある時刻ｔ１において、無線ポート５０３の直下付近で周波数Ｆ３で通信が行なわれている領域があり、その隣接領域では、周波数Ｆ２で通信が行なわれている。次の時刻ｔ２では、周波数Ｆ３で通信が行なわれている領域は、移動局の移動とともに、移動局の進行方向（図６では右方向）に移動する。この間の領域の移動距離をｄとすると、領域の移動速度ｖは、ｄ／（ｔ２−ｔ１）で表わされる。
【００５３】
無線ポートのアンテナのビームパターンを、移動局の移動に沿って切り替えることにより、移動局無線機は、無線ポートのサービス領域内で継続して同一の通信チャネルで通信できるようになり、通信の品質が向上する。なお、図５のように同一周波数で通信する領域が移動する場合にも、同一のマルチキャストチャネルで同一情報を送信する無線ポートのグループがサービスするエリアの始点で、ある特定の時刻に用いられている通信チャネルの識別番号を、マルチキャストチャネル信号のペイロードに載せて報知することにより、スムースに個別通信チャネルの移行ができる。
【００５４】
＜第３実施形態＞
図７は本発明の第３実施形態に係る路車間無線通信システムの図であり、図８は、図７の通信システムで用いられる移動局無線機の構成図である。
【００５５】
第３実施形態では、図６と関連して述べたように、同一周波数で無線通信を行なう領域が、移動局の移動にしたがって移動するシステムにおいて、移動局の速度（すなわち移動局無線機を搭載した走行車の速度）が、領域の移動速度からはずれた場合に、適切に対処し、高品質の無線通信を維持することができるシステムを提供する。同一周波数で通信を行なう領域の移動速度は、制御局の監視により、走行車の速度に応じて適宜変更される。しかし、リアルタイムで車両の移動速度と領域の移動速度とを一致させることは困難であり、車速と領域の移動速度との間にずれが生じる場合があるからである。
【００５６】
第３実施形態の特徴として、無線ポートから同時送信するマルチキャストチャネルのペイロードとして、同一のマルチキャストチャネルで同一情報を送信する無線ポートのグループがサービスする通信エリアの始点でその時刻に用いられている通信チャネルの識別番号と、この通信エリアで同一の通信チャネルで通信が継続できる領域の移動速度ｖを識別するためのコードが含まれる。
【００５７】
図７の例では、移動局７０７−１が、エリア境界７０８を越えて、無線ポート７０３、７０４が属するグループがサービスするエリアから、無線ポート７０５、７０６の属するグループがサービスするエリアに進入して、７０７−２の状態になったとする。移動局７０７に搭載した移動局無線機７０８−２は、新たなエリアの無線ポート７０５からマルチキャストチャネル信号を受信する。このマルチキャストチャネル信号のペイロードには、このグループがサービスするエリアの始点でその時刻に用いられている通信チャネルＦ３を表わす通信チャネル識別コードと、同一の通信チャネルで通信が継続できる領域の移動速度ｖを表わす領域速度コードとが含まれる。
【００５８】
このようなマルチキャストチャネル信号は、２式の受信回路を有する移動局無線機７０８によって定常的に受信される。
【００５９】
また、図７において、各無線ポート７０３，７０４，７０５，７０６は、移動局無線機が同一の通信チャネルで通信を継続できるように、移動局の移動に沿ってアンテナのビームパターンを切替える機能を有する。このような機能は、第２実施形態で説明したものと同様であり、ここでは説明を省略する。
【００６０】
図８は、図７の路車間無線通信システムで用いられる移動局無線機７０８の構成図である。移動局無線機７０８は、アンテナ８０１、高周波回路８０２、マルチキャストチャネル用の受信回路８０３、および個別送信チャネル受信回路８１１を有し、無線ポートからの信号を受信する。マルチキャストチャネル用の受信回路８０３で、マルチキャストチャネル信号が受信、復調、検波され、検波されたマルチキャストチャネルのデジタル信号は、制御回路８０５に入力される。
【００６１】
制御回路８０５において、領域速度コード抽出回路７０７は、検波されたマルチキャストのデジタル信号から、領域速度コードを抽出する。一方、車速測定回路８０６は、この移動局無線機７０８が搭載された車両の走行速度を検出する。抽出された領域速度コードと、検出された車速は、しきい値付速度比較回路８０９に入力され比較される。すなわち、比較回路８０９は、領域速度コードに表わされる領域の移動速度と、車速とを比較してその差を求め、求めた差をしきい値とさらに比較する。比較の結果、速度差がしきい値を超えた場合に、その旨が通話チャネル番号加減命令回路８１０に出力されて、通話チャネル番号加減命令回路８１０にトリガをかける。通話チャネル番号加減命令回路８１０は、車速差がプラス方向にしきい値を超えたか、マイナス方向にしきい値を超えたかに応じて（すなわち、移動局の速度が領領速度より速くなったか遅くなったかに応じて）、無線ポートへの上りチャネルを用いて、通信チャネルの認識番号を変更させる変更要求コマンドを送信信号生成回路８０８に送出する。送信回路８０４は、送信信号生成回路８０８から送られた送信信号を送信できるように高周波回路８０２を制御し、アンテナ８０１を通じて変更要求を無線ポートに送信する。
【００６２】
図７の例では、車速が領域移動速度より速くなった場合には、個別通信チャネルをＦ２に変更するように変更要求が送信され、車速が領域移動速度よりも遅くなった場合は、個別通信チャネルをＦ４に変更するように変更命令を送信する。
【００６３】
このような移動局無線機の機能により、走行車が同一周波数で通信を行なっている領域の移動速度に合わせきれなくなった場合でも、ランダムチャネルサーチをおこなうことなく、スムーズに個別通信チャネルの移行ができる。
【００６４】
また、第２実施形態同様に、マルチキャストチャネル信号に移動先のグループエリアの始点でその時刻に用いられている通信チャネルの識別コードが含まれているため、エリアの境界においても、スムースにチャネル変更が行なわれる。
【００６５】
第１〜第３実施形態においては、マルチキャストチャネルの変調方法として、ガードタイムを設けたＯＦＤＭ方式を用いた例を説明してきたが、ＤＳＫやＰＳＫ−ＲＺ、ＰＳＫ−ＶＰなどの耐多重波変調方式を用いることも考えられる。この場合は、ガードタイムの上限を（Ｔｓ×１）秒〜（Ｔｓ×２）秒程度にまで拡張することができる。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の第１の特徴として、各無線ポートが、マルチキャストチャネルと個別通信チャネルとを用い、少なくとも２以上の無線ポートが同一のマルチキャストチャネルで同一の情報を同時に送信する。移動局無線機は、２系列の受信回路を有し、１の系列で無線ポートからのマルチキャストチャネル信号をを定常的に受信する。これにより、シャドウィングの影響を低減できる。
【００６７】
本発明の第２の特徴として、各無線ポートは、マルチキャストチャネル信号に、その無線ポートが属するグループを識別するカラーコードと、そのグループがサービスするエリアの始点でその時刻に用いられている通信チャネルの識別番号とを載せて、送信する。移動局無線機は、今回のカラーコードを前回受信したカラーコードと比較する。比較の結果、カラーコードが異なる場合は、新たなカラーコードに対応するグループがサービスするエリアの始点でその時刻に用いられている通信チャネルに個別通信チャネルを設定する。したがって、エリア境界において、ハンドオフ先でのチャネルサーチが不要になる。
【００６８】
本発明の第３の特徴として、各無線ポートは、マルチキャストチャネルに、同一チャネルで通信が継続できる領域の移動速度を認識する領域速度コードを載せて送信する。移動局無線機は、この移動局無線機が搭載された車両の走行速度と、送信されてきた領域移動速度とを比較して、その差を求める。速度差がしきい値を超えた場合に、通信チャネルを車速に応じたチャネルに設定する。これにより、移動局無線機の速度が、同一チャネルで通信される領域の移動速度とずれた場合にも、迅速に最適な通信チャネルへ移行することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る路車間無線通信システムを示す図である。
【図２】図１の無線通信システムで用いられる下りマルチキャストチャネルのフレーム構成を示す図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る路車間無線通信システムを示す図である。
【図４】図３の無線通信システムで用いられる移動局無線機の構成図である。
【図５】図３のシステムにおいて、同一周波数で通信が継続される領域が、移動局の移動に合わせて移動する場合を説明するための図である。
【図６】領域の移動速度を説明するための図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る路車間無線通信システムを示す図である。
【図８】図７の無線通信システムで用いられる移動局無線機の構成図である。
【図９】従来の路車間無線通信システムを示す図である。
【符号の説明】
１０８、３０１、３０２、５１０、７０１、７０２  無線制御局
１０１〜１０４、３０３〜３０６、５０１〜５０４、７０３〜７０６  無線ポート
１０５Ａ〜１０７Ａ、３０８、７０８  移動局無線機
２０１  マルチキャストチャネル
２０２  ペイロード
２０３  ガードタイム
４０３、８０３  マルチキャストチャネル用受信回路
４１２、８１１  個別送信チャネル用受信回路
４０７  カラーコード抽出回路
４１０  カラーコード比較回路
４１１  通話チャネル設定回路
８０７  領域速度コード抽出回路
８０９  速度比較回路
８１０  通話チャネル番号加減命令生成回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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