(57)【要約】【課題】  コストを抑え、自由度の高い通信領域の設定が可能な無線基地局システムのアンテナ装置及び通信制御装置、並びに通信方法及び通信制御方法を提供すること。【解決手段】  車載装置と無線通信を行う無線装置１ａ、１ｂは、それぞれ通信回線３ａ、３ｂを介して通信制御装置２に接続される。通信回線３ａ、３ｂに伝送される信号はベースバンド信号であり、無線装置１ａ、１ｂにて無線信号に変換される。無線装置１ａ、１ｂは、通信制御装置２からの下り信号及び車載器６ａ、６ｂからの上り信号を、タイミング調整部１１ａ、１１ｂにて、各々通信回線３ａ、３ｂの回線遅延に応じて設定された遅延調整量だけ遅延して出力する。【選択図】  図１
2006270573.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車載装置と無線通信を行うアンテナ装置と、前記アンテナ装置と有線通信回線を介して接続された通信制御装置とを含む無線基地局システムの通信制御装置であって、
前記有線通信回線に接続され、前記通信制御装置と無線周波数帯より低い周波数帯域である第一の周波数帯の信号を用いて通信を行う有線通信手段と、
前記第一の周波数帯の信号と無線周波数帯の信号との間の周波数変換を行い、前記車載装置と無線通信を行う無線通信手段と、
前記通信制御装置との間に生じる前記有線通信回線の回線遅延量に応じて設定される遅延調整量にて、前記有線通信手段と前記無線処理手段との間の伝送を遅延させるタイミング調整手段と、
を備えるアンテナ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のアンテナ装置であって、
前記タイミング調整手段は、前記通信制御装置から受信した第一の周波数帯の信号を、前記遅延調整量にて遅延して前記無線通信手段に出力し、
前記無線通信手段は、前記タイミング調整手段からの出力信号を無線周波数帯に周波数変換した無線信号を送信するアンテナ装置。
【請求項３】
請求項１に記載のアンテナ装置であって、
前記無線通信手段は、前記車載装置から受信した無線信号を前記第一の周波数帯に周波数変換して、前記タイミング調整手段に出力し、
前記タイミング調整手段は、前記周波数変換された前記車載装置からの受信信号を、前記遅延調整量にて遅延して前記通信制御装置へ送信するアンテナ装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか一項に記載のアンテナ装置であって、
前記遅延調整量は、前記有線通信回路の回線遅延量と前記遅延調整量との和が一定量となるように設定されるアンテナ装置。
【請求項５】
車載装置と無線通信を行うアンテナ装置と、前記アンテナ装置と有線通信回線を介して接続された通信制御装置とを含む無線基地局システムの通信制御装置であって、
前記有線通信回線に接続され、前記アンテナ装置と無線周波数帯より低い周波数帯域である第一の周波数帯の信号を用いて通信する有線通信手段と、
前記アンテナ装置に対して、前記有線通信回線を介して制御信号を送信し、前記アンテナ装置からの応答までの回線遅延量を測定する回線遅延測定手段と、
前記測定された回線遅延量に基づいて、前記アンテナ装置に対する遅延調整量を設定し、前記有線通信手段を介して前記アンテナ装置へ送信する遅延調整量設定手段と、
を備える通信制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載の通信制御装置であって、
前記有線通信手段は、複数のアンテナ装置と各々異なる有線通信回線を介して接続され、
前記回線遅延測定手段及び前記遅延調整量設定手段は、前記アンテナ装置毎に、回線遅延量の測定及び遅延調整量の設定を行う通信制御装置。
【請求項７】
請求項６に記載の通信制御装置であって、
前記遅延調整量設定手段は、前記アンテナ装置の各々において前記回線遅延量と前記遅延調整量との和が、前記複数のアンテナ装置測定された回線遅延量のうちの最も大きな回線遅延量と等しくなるように、前記アンテナ装置毎の遅延調整量を設定する通信制御装置。
【請求項８】
請求項５又は６に記載の通信制御装置であって、
前記遅延調整量設定手段は、前記遅延調整量を、前記測定された有線通信回路の回線遅延量と前記遅延調整量との和が一定量となるように設定する通信制御装置。
【請求項９】
車載装置と無線通信を行うアンテナ装置と、前記アンテナ装置と有線通信回線を介して接続された通信制御装置とを含む無線基地局システムであって、
前記アンテナ装置は、前記有線通信回線に接続され、前記通信制御装置と無線周波数帯より低い周波数帯域である第一の周波数帯の信号を用いて通信を行うアンテナ有線通信手段と、前記第一の周波数帯の信号と無線周波数帯の信号との間の周波数変換を行い、前記車載装置と無線通信を行う無線通信手段と、前記通信制御装置との間に生じる前記有線通信回線の回線遅延量に応じて設定される遅延調整量にて、前記アンテナ有線通信手段と前記無線処理手段との間の伝送を遅延させるタイミング調整手段と、を有し、
前記通信制御装置は、前記有線通信回線に接続され、前記アンテナ装置と前記第一の周波数帯の信号を用いて通信する通信制御有線通信手段と、前記アンテナ装置に対して、前記有線通信回線を介して制御信号を送信し、前記アンテナ装置からの応答までの回線遅延量を測定する回線遅延測定手段と、前記測定された回線遅延量に基づいて、前記アンテナ装置に対する遅延調整量を設定し、前記通信制御有線通信手段を介して前記アンテナ装置へ送信する遅延調整量設定手段と、を有する無線基地局システム。
【請求項１０】
車載装置と無線通信を行うアンテナ装置と、前記アンテナ装置と有線通信回線を介して接続された通信制御装置とを含む無線基地局システムのアンテナ装置の通信方法であって、
前記通信制御装置から前記有線通信回線を介して送信された、無線周波数帯より低い周波数帯である第一の周波数帯の信号を受信するステップと、
前記受信した第一の周波数帯の信号を、前記通信制御装置との間に生じる前記有線通信回線の回線遅延量に応じて設定される遅延調整量にて遅延するステップと、
前記遅延された第一の周波数帯の信号を無線周波数帯に周波数変換し、前記無線周波数帯の無線信号を送信するステップと、
を有する通信方法。
【請求項１１】
車載装置と無線通信を行うアンテナ装置と、前記アンテナ装置と有線通信回線を介して接続された通信制御装置とを含む無線基地局システムのアンテナ装置の通信方法であって、
前記車載装置から受信した無線信号を、無線周波数帯より低い周波数帯域である第一の周波数帯に周波数変換するステップと、
前記周波数変換された前記車載装置からの受信信号を、前記通信制御装置との間に生じる前記有線通信回線の回線遅延量に応じて設定される遅延調整量にて遅延するステップと、
前記遅延された信号を、前記有線通信回線を介して通信制御装置へ送信するステップと、
を有する通信方法。
【請求項１２】
車載装置と無線通信を行うアンテナ装置と、前記アンテナ装置と有線通信回線を介して接続された通信制御装置とを含む無線基地局システムの通信制御方法であって、
前記アンテナ装置と無線周波数帯より低い周波数帯域である第一の周波数帯の信号を用いて通信するステップと、
前記アンテナ装置に対して、前記有線通信回線を介して、無線周波数帯より低い周波数帯域である第一の周波数帯の制御信号を送信し、前記アンテナ装置からの応答までの時間を回線遅延量として測定するステップと、
前記測定された回線遅延量に基づいて、前記アンテナ装置に対して遅延調整量を設定し、前記有線通信手段を介して前記アンテナ装置へ送信するステップと、
を有する通信制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載装置と無線通信を行うアンテナ装置と、前記アンテナ装置と有線通信回線を介して接続された通信制御装置とを含む無線基地局システム、並びにその通信方法及び通信制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
路側装置と道路上を走行する車両に搭載された車載装置との通信を行う路車間通信システムにおいて、連続的に並べられた複数の路側アンテナと、路側アンテナが放射出力する無線信号を出力したり、路側アンテナのいずれか１以上が捕捉して得た無線信号を受信処理したりする１個の無線装置とを有する路車間通信システムがあった。
【０００３】
複数の路側アンテナと無線装置との間は、光ケーブルで接続されている。その理由として、無線周波数として５．８ＧＨｚ帯等が用いられるため、高周波数の無線信号を電気的ケーブルで伝送した場合には損失が非常に大きくなってしまう点、また、電気的ケーブルは、光ファイバーに比べて、その長さの違いによる伝搬時間の差が大きい点の２点が挙げられる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−２４４８７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、光ファイバーは電気的ケーブルと比較して高価であるため、システムを構築するためのコストが上がってしまうといった事情があった。ただし、比較的安価な電気的ケーブルを用いると、信号損失が大きくなるために無線装置側の出力を大きくする必要があったり、ケーブルごとの伝搬時間に差が出るために、路側アンテナを設ける位置、すなわち、通信可能な領域の位置の自由度が低くなってしまうといった事情があった。
【０００５】
本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされたものであって、コストを抑え、自由度の高い通信領域の設定が可能な無線基地局システムのアンテナ装置及び通信制御装置、並びに通信方法及び通信制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のアンテナ装置は、車載装置と無線通信を行うアンテナ装置と、前記アンテナ装置と有線通信回線を介して接続された通信制御装置とを含む無線基地局システムのアンテナ装置であって、前記有線通信回線に接続され、前記通信制御装置と無線周波数帯より低い周波数帯域である第一の周波数帯の信号を用いて通信を行う有線通信手段と、前記第一の周波数帯の信号と無線周波数帯の信号との間の周波数変換を行い、前記車載装置と無線通信を行う無線通信手段と、前記通信制御装置との間に生じる前記有線通信回線の回線遅延量に応じて設定される遅延調整量にて、前記有線通信手段と前記無線処理手段との間の伝送を遅延させるタイミング調整手段と、を備える。
【０００７】
この構成により、アンテナ装置において無線周波数帯とベースバンド帯等の第一の周波数帯との間の周波数変換を行い、回線遅延に応じた遅延調整を行うため、通信制御装置との通信回線として電気的ケーブルを使用することができ、コストを抑え、自由度の高い通信領域の設定が可能な無線基地局システムを構築することができる。
【０００８】
また、本発明のアンテナ装置において、前記タイミング調整手段は、前記通信制御装置から受信した第一の周波数帯の信号を、前記遅延調整量にて遅延して前記無線通信手段に出力し、前記無線通信手段は、前記タイミング調整手段からの出力信号を無線周波数帯に周波数変換した無線信号を送信する。
【０００９】
この構成により、通信制御装置から送信される下り通信において、遅延調整を行うことができる。
【００１０】
また、本発明のアンテナ装置において、前記無線通信手段は、前記車載装置から受信した無線信号を前記第一の周波数帯に周波数変換して、前記タイミング調整手段に出力し、前記タイミング調整手段は、前記周波数変換された前記車載装置からの受信信号を、前記遅延調整量にて遅延して前記通信制御装置へ送信する。
【００１１】
この構成により、車載装置から送信される上り通信において、遅延調整を行うことができる。
【００１２】
また、本発明のアンテナ装置において、前記遅延調整量は、前記有線通信回路の回線遅延量と前記遅延調整量との和が一定量となるように設定される。
【００１３】
この構成により、通信制御装置とアンテナ装置との間の通信に要する時間を一定にすることが可能となり、複数のアンテナ装置が通信制御装置に接続された場合においても、各々のアンテナと通信制御装置との間で発生する回線遅延のばらつきを解消することができる。
【００１４】
また、本発明の通信制御装置は、車載装置と無線通信を行うアンテナ装置と、前記アンテナ装置と有線通信回線を介して接続された通信制御装置とを含む無線基地局システムの通信制御装置であって、前記有線通信回線に接続され、前記アンテナ装置と無線周波数帯より低い周波数帯域である第一の周波数帯の信号を用いて通信する有線通信手段と、前記アンテナ装置に対して、前記有線通信回線を介して制御信号を送信し、前記アンテナ装置からの応答までの回線遅延量を測定する回線遅延測定手段と、前記測定された回線遅延量に基づいて、前記アンテナ装置に対する遅延調整量を設定し、前記有線通信手段を介して前記アンテナ装置へ送信する遅延調整量設定手段と、を備える。
【００１５】
この構成により、アンテナ装置との間はベースバンド帯等の第一の周波数帯の信号を用いて通信し、また、アンテナ装置との間の回線遅延を測定してアンテナ装置における遅延調整量を設定するため、通信制御装置とアンテナ装置との間の通信回線として電気的ケーブルを使用することができ、コストを抑え、自由度の高い通信領域の設定が可能な無線基地局システムを構築することができる。
【００１６】
また、本発明の通信制御装置において、前記有線通信手段は、複数のアンテナ装置と各々異なる有線通信回線を介して接続され、前記回線遅延測定手段及び前記遅延調整量設定手段は、前記アンテナ装置毎に、回線遅延量の測定及び遅延調整量の設定を行う。
【００１７】
この構成により、複数のアンテナ装置の各々に対して遅延調整量の設定を行うことができる。
【００１８】
また、本発明の通信制御装置において、前記遅延調整量設定手段は、前記アンテナ装置の各々において前記回線遅延量と前記遅延調整量との和が、前記複数のアンテナ装置測定された回線遅延量のうちの最も大きな回線遅延量と等しくなるように、前記アンテナ装置毎の遅延調整量を設定する。
【００１９】
この構成により、各々のアンテナ装置と通信制御装置との間で発生する回線遅延のばらつきを解消できる。また、通信制御装置と車載装置との間の通信の遅延量を抑えることができる。
【００２０】
また、本発明の通信制御装置において、前記遅延調整量設定手段は、前記遅延調整量を、前記測定された有線通信回路の回線遅延量と前記遅延調整量との和が一定量となるように設定する。
【００２１】
この構成により、通信制御装置とアンテナ装置との間の通信に要する時間を一定にすることが可能となり、複数のアンテナ装置が接続される場合、各々のアンテナ装置と通信制御装置との間で発生する回線遅延のばらつきを解消することができる。
【００２２】
本発明の無線基地局システムは、車載装置と無線通信を行うアンテナ装置と、前記アンテナ装置と有線通信回線を介して接続された通信制御装置とを含む無線基地局システムであって、前記アンテナ装置は、前記有線通信回線に接続され、前記通信制御装置と無線周波数帯より低い周波数帯域である第一の周波数帯の信号を用いて通信を行うアンテナ有線通信手段と、前記第一の周波数帯の信号と無線周波数帯の信号との間の周波数変換を行い、前記車載装置と無線通信を行う無線通信手段と、前記通信制御装置との間に生じる前記有線通信回線の回線遅延量に応じて設定される遅延調整量にて、前記アンテナ有線通信手段と前記無線処理手段との間の伝送を遅延させるタイミング調整手段と、を有し、前記通信制御装置は、前記有線通信回線に接続され、前記アンテナ装置と前記第一の周波数帯の信号を用いて通信する通信制御有線通信手段と、前記アンテナ装置に対して、前記有線通信回線を介して制御信号を送信し、前記アンテナ装置からの応答までの回線遅延量を測定する回線遅延測定手段と、前記測定された回線遅延量に基づいて、前記アンテナ装置に対する遅延調整量を設定し、前記通信制御有線通信手段を介して前記アンテナ装置へ送信する遅延調整量設定手段と、を有する。
【００２３】
この構成により、アンテナ装置において無線信号からベースバンド帯等の第一の周波数帯の信号に周波数変換し、通信制御装置により設定される回線遅延に応じた遅延調整を行うため、通信制御装置との通信回線として電気的ケーブルを使用することができ、コストを抑え、自由度の高い通信領域の設定が可能な無線基地局システムを構築することができる。
【００２４】
本発明の通信方法は、車載装置と無線通信を行うアンテナ装置と、前記アンテナ装置と有線通信回線を介して接続された通信制御装置とを含む無線基地局システムのアンテナ装置の通信方法であって、前記通信制御装置から前記有線通信回線を介して送信された、無線周波数帯より低い周波数帯である第一の周波数帯の信号を受信するステップと、前記受信した第一の周波数帯の信号を、前記通信制御装置との間に生じる前記有線通信回線の回線遅延量に応じて設定される遅延調整量にて遅延するステップと、前記遅延された第一の周波数帯の信号を無線周波数帯に周波数変換し、前記無線周波数帯の無線信号を送信するステップと、を有する。
【００２５】
この方法により、アンテナ装置において、通信制御装置からの下り信号を、ベースバンド帯等の第一の周波数帯から無線周波数帯に周波数変換し、通信制御装置との間に生じる回線遅延に応じた遅延調整を行うため、通信制御装置との通信回線として電気的ケーブルを使用することができ、コストを抑え、自由度の高い通信領域の設定が可能な無線基地局システムを構築することができる。
【００２６】
本発明の通信方法は、車載装置と無線通信を行うアンテナ装置と、前記アンテナ装置と有線通信回線を介して接続された通信制御装置とを含む無線基地局システムのアンテナ装置の通信方法であって、前記車載装置から受信した無線信号を、無線周波数帯より低い周波数帯域である第一の周波数帯に周波数変換するステップと、前記周波数変換された前記車載装置からの受信信号を、前記通信制御装置との間に生じる前記有線通信回線の回線遅延量に応じて設定される遅延調整量にて遅延するステップと、前記遅延された信号を、前記有線通信回線を介して通信制御装置へ送信するステップと、を有する。
【００２７】
この方法により、アンテナ装置において、車載装置からの上り信号を、無線周波数帯からベースバンド帯等の第一の周波数帯へ周波数変換し、通信制御装置との間に生じる回線遅延に応じた遅延調整を行うため、通信制御装置との通信回線として電気的ケーブルを使用することができ、コストを抑え、自由度の高い通信領域の設定が可能な無線基地局システムを構築することができる。
【００２８】
本発明の通信制御方法は、車載装置と無線通信を行うアンテナ装置と、前記アンテナ装置と有線通信回線を介して接続された通信制御装置とを含む無線基地局システムの通信制御方法であって、前記アンテナ装置と無線周波数帯より低い周波数帯域である第一の周波数帯の信号を用いて通信するステップと、前記アンテナ装置に対して、前記有線通信回線を介して、無線周波数帯より低い周波数帯域である第一の周波数帯の制御信号を送信し、前記アンテナ装置からの応答までの時間を回線遅延量として測定するステップと、前記測定された回線遅延量に基づいて、前記アンテナ装置に対して遅延調整量を設定し、前記有線通信手段を介して前記アンテナ装置へ送信するステップと、を有する。
【００２９】
この方法により、通信制御装置において、アンテナ装置との間のアンテナ装置との間はベースバンド帯等の第一の周波数帯の信号を用いて通信し、また、アンテナ装置との間の回線遅延を測定してアンテナ装置における遅延調整量を設定するため、通信制御装置とアンテナ装置との間の通信回線として電気的ケーブルを使用することができ、コストを抑え、自由度の高い通信領域の設定が可能な無線基地局システムを構築することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、コストを抑え、自由度の高い通信領域の設定が可能な無線基地局システムのアンテナ装置及び通信制御装置、並びに通信方法及び通信制御方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
図１は、本発明の実施形態に係る無線基地局システムの概略を示す説明図である。なお、本実施形態の無線基地局システムは、狭域通信（Dedicated Short Range Communication：以下、ＤＳＲＣという）方式を用いた路車間通信システムの無線基地局システムを例にとって説明する。
【００３２】
図１に示すように、本実施形態の無線基地局システムは、車載装置と無線通信を行う無線装置１ａ、１ｂと、無線装置１ａ、１ｂとそれぞれ通信回線３ａ、３ｂを介して接続された通信制御装置２とを備える。通信回線３ａ、３ｂは、例えば電気信号ケーブルであり、伝送される信号は例えばベースバンド信号である。なお、通信制御装置２に接続される無線装置の数は２つに限らず、１つ以上の任意の数が接続可能である。本システムにおいて、無線装置１ａ、１ｂはアンテナ装置として動作する。
【００３３】
無線装置１ａは、通信領域４ａに存在する車両５ａに搭載された車載装置６ａと通信可能であり、無線装置１ｂは、通信領域４ｂに存在する車両５ｂに搭載された車載装置６ｂと通信可能である。なお、本実施形態において、通信制御装置２から車載装置６に対する通信を「下り通信」、車載装置から通信制御装置２に対する通信を「上り通信」という。
【００３４】
通信制御装置２は、有線通信手段の一例であり通信回線３ａ、３ｂに接続される回線接続部２１と、ＤＳＲＣのフレームタイミングに基づいて通信を行うためのタイミングを生成するタイミング生成部２２と、遅延調整量設定手段の一例である通信処理部２３と、回線遅延測定手段の一例であり通信回線３ａ、３ｂの回線遅延を測定する回線遅延測定部２４と、を備える。
【００３５】
通信処理部２３は、下りデータである送信データを分割し、ＤＳＲＣのフレームを生成する。また、車載装置６ａ、６ｂから受信したＤＳＲＣフレームを復元し、受信データとして出力する。なお、送信データ、受信データの処理は、通信制御装置２がデータ処理部を有し、そのデータ処理部により行われてもよいし、通信網を介して接続される上位装置で行われてもよい。
【００３６】
次に、無線装置１ａ、１ｂの構成について、図２を用いて説明する。図２は、本発明の実施形態に係る無線装置の概略構成を示すブロック図である。図２に示すように、無線装置１は、タイミング調整部１１と、アンテナ１２と、無線処理部１５と、及び制御部１６とを備える。なお、図１に示す無線装置１ａ、１ｂは、図２に示す無線装置１と同一の構成を有しており、また、タイミング調整部１１、１１ａ、１１ｂ、アンテナ１２、１２ａ、１２ｂはそれぞれ同一の機能を有する。
【００３７】
タイミング調整部１１は、有線通信手段及びタイミング調整手段の一例であり、通信制御装置２から通信回線３を介して受信した下り信号を所定の遅延調整量だけ遅延させる下り遅延調整部１３と、車載装置からの上り信号を所定の遅延調整量だけ遅延させて通信回線３を介して通信制御装置２に送信する上り遅延調整部１４とを有する。
【００３８】
無線処理部１５は、無線通信手段の一例であり、下り遅延調整部１３からのベースバンド帯の信号を無線周波数帯に周波数変換し、アンテナ１２を介して送信する。また、車載装置６からアンテナ１２を介して受信した無線信号を、ベースバンド帯の信号に周波数変換し、上り遅延調整部１４へ出力する。制御部１６は、タイミング調整部１１や無線処理部１５の制御を行うほか、通信制御装置２とのフレーム同期獲得処理等を行う。
【００３９】
次に、本実施形態の無線基地局システムのタイミング調整について説明する。図３は、本発明の実施形態に係るタイミング調整を示す説明図であり、図３（Ａ）は下り通信時のタイミング調整、図３（Ｂ）は上り通信時のタイミング調整を示す。
【００４０】
図３（Ａ）に示すように、まず、通信制御装置２から出力されて通信回線３ａを介して無線装置１ａへ送信される下り通信信号は、通信回線３ａにおいて回線遅延ｄ３ａを伴って、無線装置１ａのタイミング調整部１１ａに入力される。そして、タイミング調整部１１ａの下り遅延調整部１３は、入力された下り通信信号を、遅延調整量ＡＤａの遅延量だけ遅延させる。
【００４１】
また、通信制御装置２から出力されて通信回線３ｂを介して無線装置１ｂへ送信される下り通信信号は、通信回線３ｂにおいて回線遅延ｄ３ｂを伴って、無線装置１ｂのタイミング調整部１１ｂに入力される。そして、タイミング調整部１１ｂの下り遅延調整部１３は、入力された下り通信信号を、遅延調整量ＡＤｂの遅延量だけ遅延させる。
【００４２】
そして、タイミング調整部１１ａ、１１ｂのいずれにおいても、下り遅延調整部１３により遅延された下り通信信号は、下り遅延調整部１３で発生する処理遅延Ｄ１１ｄだけ遅延されて、タイミング調整部１１ｂから出力される。タイミング調整部１１ｂから出力された下り通信信号は、無線処理部１５を介してアンテナ１２ｂに至るまでの処理遅延Ｄ１２ｄだけ遅延して、アンテナ１２ａから送信される。
【００４３】
ここで、タイミング調整部１１における下り信号処理遅延Ｄ１１ｄと、タイミング調整部１１から出力されてからアンテナ１２が出力されるまでの遅延Ｄ１２ｄとの合計である、無線装置１の送信系の処理遅延ＴＸｄ（＝Ｄ１１ｄ＋Ｄ１２ｄ）は、全ての無線装置１で略同一の時間となる。
【００４４】
したがって、通信制御装置２から出力された下り信号がアンテナ１２で出力されるまでに要する時間のうち、無線装置毎に異なる部分は、回線遅延ｄ３ａ、ｄ３ｂである。そこで、本実施形態では、図３（Ａ）に示すように、各々の無線装置１の下り遅延調整部１３における遅延調整量ＡＤａ、ＡＤｂが、回線遅延と遅延調整量との和が遅延量τｄとなる、すなわち、ｄ３ａ＋ＡＤａ＝ｄ３ｂ＋ＡＤｂ＝τｄを満たすように設定されている。したがって、通信回線の距離が短ければ短いほど挿入される遅延調整量は大きく、反対に距離が長ければ長いほど挿入される遅延調整量は小さくなる。なお、回線遅延が許容できる最大遅延の場合、挿入される遅延調整量は「０」となる。
【００４５】
このようにして、通信制御装置２から出力された下り信号は、異なる通信領域を形成するアンテナ１２ａ、１２ｂから同時に送信されることになる。すなわち、通信回線３ａ、３ｂによる回線遅延の影響を排除することができる。
【００４６】
上り通信については、図３（Ｂ）に示すように、車載装置６ａから送信され、無線装置１ａのアンテナ１２ａに入力された上り通信信号は、無線処理部１５を介して上り遅延調整部１４に至るまでの処理遅延Ｄ１２ｕだけ遅延して、タイミング調整部１１に入力される。タイミング調整部１１の上り遅延調整部１４に入力された上り通信信号は、上り遅延調整部１４で発生する処理遅延Ｄ１１ｕだけ遅延される。
【００４７】
そして、上り遅延調整部１４は、入力された上り通信信号を、遅延調整量ＡＤａだけ遅延する。タイミング調整部１１ａから出力された上り通信信号は、通信回線３ａにおいて回線遅延ｄ３ａを伴って、通信制御装置２に入力される。
【００４８】
また、車載装置６ｂから送信され、無線装置１ｂのアンテナ１２ｂに入力された下り通信信号は、無線処理部１５を介して上り遅延調整部１４に至るまでの処理遅延Ｄ１２ｕだけ遅延して、タイミング調整部１１に入力される。タイミング調整部１１の上り遅延調整部１４に入力された上り通信信号は、上り遅延調整部１４で発生する処理遅延Ｄ１１ｕだけ遅延される。
【００４９】
そして、上り遅延調整部１４は、入力された上り通信信号を、遅延調整量ＡＤｂだけ遅延する。タイミング調整部１１ｂから出力された上り通信信号は、通信回線３ｂにおいて回線遅延ｄ３ｂを伴って、通信制御装置２に入力される。
【００５０】
ここで、アンテナ１２に入力されてからタイミング調整部１１に入力されるまでの遅延Ｄ１２ｕと、タイミング調整部１１における上り信号処理遅延Ｄ１１ｕとの合計である、無線装置１の受信系の処理遅延ＲＸｄ（＝Ｄ１２ｕ＋Ｄ１１ｕ）は、全ての無線装置１で略同一の時間となる。
【００５１】
したがって、アンテナ１２に入力された上り信号が通信制御装置２に入力されるまでに要する時間のうち、無線装置毎に異なる部分は、回線遅延ｄ３ａ、ｄ３ｂである。そこで、本実施形態では、図３（Ｂ）に示すように、各々の無線装置１の下り遅延調整部１３における遅延調整量ＡＤａ、ＡＤｂが、回線遅延と遅延調整量との和が遅延量τｕとなる、すなわち、ｄ３ａ＋ＡＤａ＝ｄ３ｂ＋ＡＤｂ＝τｕを満たすように設定されている。なお、実際の伝送路においては、上りと下りが同じ距離と考え、τｄ＝τｕ＝τとする。
【００５２】
ここで、この遅延量τは、あらかじめ、ある特定の固定値を割り当ててもよいし、基地局システム毎に設定してもよい。このような遅延量τを採用すれば、各無線装置のタイミング調整部１１における調整量は、あらかじめ設定された遅延値τから回線遅延量を差し引くだけで設定することができる。
【００５３】
また、通信制御装置と複数の無線装置とが接続される場合に、測定された各回線遅延の量のうち、最も大きい遅延量をτとしてもよい。この場合、最も大きい回線遅延のある通信回線に接続される無線装置では、遅延調整量が０となる。このような遅延量τを採用すれば、通信制御装置２とアンテナ１２との間の遅延を減少させることができる。
【００５４】
図４は、本発明の実施形態の無線通信システムで用いられる無線フレームの構成例を示す図である。図４に示すように、基地局と車載装置との間の通信で使用される通信フレームは、基地局からフレーム制御情報等を車載装置への送信するために使用されるスロットであるＦＣＭＳと、基地局と車載装置との間のデータの送受信に使用されるスロットであるＭＤＳと、車載装置の種類を識別するために使用されるスロットであるＷＣＮＳと、車載装置が基地局装置と通信するための登録要求を送信するために使用されるＡＣＴＳとの４種類のスロットを有する。
【００５５】
ここで、通信制御装置２と、複数の無線装置１を接続したときのアンテナ１２との間の時間が同じになり、タイミングが合っているので、例えば、通信制御装置２は、図４に示されるＭＤＳ（１）を通信領域４ａに存在する車両５ａとの通信を行うためのスロットとして、ＭＤＳ（２）を通信領域４ｂに存在する車両５ｂとの通信を行うためのスロットして割り当てることができる。
【００５６】
次に、無線装置１におけるタイミング調整の遅延調整量の設定方法について説明する。本実施形態では、通信制御装置２が、各々の無線装置１との通信回線による遅延量を測定して、その結果に基づいて無線装置１毎に遅延調整量を決定する。そして、通信制御装置２が各々の無線装置１に決定された遅延調整量を送信し、無線装置１にて決定された遅延調整量をタイミング調整部１１に設定する。
【００５７】
図５は、本発明の実施形態に係る遅延量測定方法の概略を示す説明図である。本実施形態では、回線遅延量の測定に、同期信号のユニークワード（以下、ＵＷという）が用いられる。
【００５８】
図５に示すように、通信制御装置２は、無線装置１に対してＵＷを出力すると、無線装置１では、通信回線３を介して、回線遅延時間後に無線装置１に入力される。無線装置１では、受信したＵＷを通信制御装置２に対して折り返して出力する。その際、無線装置１において処理時間が発生する。本実施形態では、この処理時間を送受信フレームオフセットという。そして、無線装置１から出力されたＵＷは、通信回線３を介して、回線遅延時間後に、通信制御装置２に入力される。通信制御装置２の回線遅延測定部２４は、ＵＷの送出してから、無線装置１から応答としてのＵＷが入力されるまでの時間を伝送路遅延時間として計測することで、回線遅延量の測定を行う。
【００５９】
そして、測定された伝送路遅延時間から、各無線装置で設定すべき遅延調整量を導き出して通知し、無線装置は、通知された遅延調整量を設定する。ここで、遅延量τ、測定された伝送路遅延時間をＤ３ｎとすると、回線遅延測定部２４により測定された伝送路遅延時間は往復の時間であるので、遅延調整量ＡＤｎは、下記の（１）式により表される。
ＡＤｎ  ＝  τ−（Ｄ３ｎ／２）  ・・・（１）
【００６０】
なお、あらかじめ送受信フレームオフセットを求めておき、伝送路遅延時間の測定値から差し引いておいてもよい。
【００６１】
図６は、本発明の実施形態に係る遅延調整量設定の手順を示すシーケンス図である。この遅延調整量の設定は、例えば、無線基地局システムの立ち上げ時に行われる。その場合、無線装置１と通信制御装置２とは、互いにフレーム同期が取れていないフレーム同期喪失状態である。
【００６２】
通信制御装置２は、タイミング生成部２２において生成された１フレーム毎のタイミングで通信処理部２３はＵＷを送出する（ステップＳ１０１）。無線装置１の制御部１６は、通信制御装置２から送出されるＵＷを、例えば３回連続で受信すると、フレーム同期喪失状態からフレーム同期確立状態に入る（ステップＳ１０２）。
【００６３】
無線装置１は、フレーム同期確立状態では、その後に通信制御装置２から送出されてくるＵＷ（ステップＳ１０３）を受信すると（ステップＳ１０４）、ＵＷを通信制御装置２に送出する（ステップＳ１０５）。通信制御装置２は、無線装置１から送信されるＵＷを、例えば３回連続で受信すると、フレーム同期喪失状態からフレーム同期確立状態に入る（ステップＳ１０６）。
【００６４】
通信制御装置２は、フレーム同期確立状態に入ると、ＵＷを送出するとともに、遅延時間（上述の伝送遅延時間）の測定を開始する（ステップＳ１０７）。無線装置１は、ＵＷを受信すると（ステップＳ１０８）、ＵＷを通信制御装置２へ送出する（ステップＳ１０９）。そして、通信制御装置２は、ＵＷを受信すると、ステップＳ１０７にて送信したときから経過した時間を伝送路遅延時間として取得する（ステップＳ１１０）。
【００６５】
通信制御装置２では、ステップＳ１１０にて取得した伝送路遅延時間に基づいて、無線装置１に対する遅延調整量を算出し、ＵＷと共に遅延調整量を送出して通知する（ステップＳ１１１）。無線装置１では、ＵＷと遅延調整量を受信すると（ステップＳ１１２）、まず、指定された遅延調整量での遅延設定なしでＵＷを送出し（ステップＳ１１３）。通信制御装置２は、ＵＷを受信する（ステップＳ１１４）
【００６６】
そして、通信制御装置２は、ＵＷを送出すると（ステップＳ１１５）、無線装置１の制御部１６は、前回受信した遅延調整量をタイミング調整部１１に設定し、その遅延調整量にてタイミング調整を行ってＵＷを送出する（ステップＳ１１７）。そして、通信制御装置２は、遅延設定後のタイミングでＵＷを受信して検出する（ステップＳ１１８）。
【００６７】
このようにして、無線装置１、通信制御装置２にて遅延調整量の設定が完了する。そして、その後は、通信制御装置２がＵＷを送出し（ステップＳ１１９）、無線装置１にてＵＷを受信すると（ステップＳ１２０）、無線装置１は設定された遅延調整量にて遅延してＵＷを送出し（ステップ１２１）、通信制御装置２が、遅延設定後のタイミングでＵＷを受信する（ステップＳ１２２）。
【００６８】
なお、この遅延調整量の設定は、システムの立ち上げ後、任意のタイミングで行われてもよい。フレーム喪失状態に陥っていないときには、上述のステップＳ１０７からステップＳ１１８までの手順を実行することにより、遅延調整量の設定を行うことができる。
【００６９】
このような本発明の実施形態によれば、無線装置において無線周波数帯とベースバンド帯等の第一の周波数帯との間の周波数変換を行い、回線遅延に応じた遅延調整を行うため、通信制御装置との通信回線として電気的ケーブルを使用することができ、コストを抑え、自由度の高い通信領域の設定が可能な無線基地局システムを構築することができる。
【００７０】
特に、ＤＳＲＣ方式の場合、同じスロット中で、基地局側及び車載側の両方で時分割で切り換えて通信を行うので、非常に高速に両者の通信の切り換えが必要となる。すなわち、許容される遅延量が少ないため、通信制御装置が各々の無線装置からの信号を受信してから各々の信号に対してその都度タイミング調整すると、非常に高速な演算処理装置が必要となってしまう。そこで、各々の無線装置がタイミング調整機能を有することで、通信制御装置は通常の場合と同等の処理能力で実現可能、コストを抑えた無線基地局システムを実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明の無線基地局システムは、コストを抑え、自由度の高い通信領域の設定が可能な効果を有し、ＤＳＲＣ方式を用いた路車間通信システム等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の実施形態に係る無線基地局システムの概略を示す説明図
【図２】本発明の実施形態に係る無線装置の概略構成を示すブロック図
【図３】本発明の実施形態に係るタイミング調整を示す説明図
【図４】本発明の実施形態の無線通信システムで用いられる無線フレームの構成例を示す図
【図５】本発明の実施形態に係る遅延量測定方法の概略を示す説明図
【図６】本発明の実施形態に係る遅延調整量設定の手順を示すシーケンス図
【符号の説明】
【００７３】
１、１ａ、１ｂ  無線装置
２  通信制御装置
３、３ａ、３ｂ  通信回線
４ａ、４ｂ  通信領域
５ａ、５ｂ  車両
６ａ、６ｂ  車載装置
１１、１１ａ、１１ｂ  タイミング調整部
１２、１２ａ、１２ｂ  アンテナ
１３  下り遅延調整部
１４  上り遅延調整部
１５  無線処理部
１６  制御部
２１  回線接続部
２２  タイミング生成部
２３  通信処理部
２４  回線遅延測定部
【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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