(57)【要約】【課題】コストアップを抑制しつつ、マルチパスフェージングが生じている環境下でも良好な受信を行うことができる無線機を提供する。【解決手段】マルチパスフェージングが生じていることによりＲＳＳＩが低下していると判断したことに基づいて（ステップＳ１６がＹｅｓ）、キャリア検出閾値を下げることによって受信感度をそれまでよりも高くする（ステップＳ２０）。このようにして受信感度を高くすることから、アンテナの指向性制御やダイバーシチ受信を行う場合とは異なり、ハードウェアの変更を必要としない。よって、コストアップを抑制しつつ、マルチパスフェージングが生じている環境下でも良好な受信を行うことができる。【選択図】図２
2011259382.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナと、外部から送信された電波をそのアンテナを介して受信する受信部とを備えた無線機であって、
前記受信部は、
受信電波の信号強度を検出する受信信号強度検出手段と、
前記受信信号強度検出手段によって検出された信号強度が所定の閾値以下であることに基づいて、マルチパスフェージングによって信号強度が低下しているか否かを判断するマルチパスフェージング判断手段と、
受信閾値レベルを変更することで前記受信電波の受信感度を制御する受信感度制御手段とを備え、
前記受信感度制御手段は、前記マルチパスフェージング判断手段が、マルチパスフェージングによって信号強度が低下していると判断したことに基づいて、受信感度をそれまでよりも高くすることを特徴とする無線機。
【請求項２】
請求項１において、
前記マルチパスフェージング判断手段は、前記受信電波に商用電源周波数に由来するノイズ成分が含まれているか否かに基づいてマルチパスフェージングが生じているか否かを判断することを特徴とする無線機。
【請求項３】
請求項２において、
前記受信部は、
複数の受信チャンネルにおいて受信電波が受信可能であり、
前記複数の受信チャンネルの間で受信チャンネルを切り替える受信チャンネル切り替え手段をさらに備え、
前記受信信号強度検出手段は、受信チャンネル毎に、受信電波の信号強度を検出し、
前記マルチパスフェージング判断手段は、受信チャンネル毎に、商用電源周波数に由来するノイズ成分が含まれているか否かに基づいて、マルチパスフェージングによって信号強度が低下しているか否かを判断し、
前記受信チャンネル切り替え手段は、複数の受信チャンネルにおいて信号強度が所定の閾値以下である場合であって、前記マルチパスフェージング判断手段においては、特定の受信チャンネルのみマルチパスフェージングによって信号強度が低下していると判断された場合、受信チャンネルをその特定のチャンネルに設定し、
前記受信感度制御手段は、その特定のチャンネルに設定された状態で、受信感度をそれまでよりも高くすることを特徴とする無線機。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項において、
前記無線機は、送信部も備えており、
車両に搭載されて、駐車場に設置された料金決済用の無線通信機との間で、料金決済のための信号の送受信を行うものであることを特徴とする無線機。
【請求項５】
請求項２において、
前記無線機は、アンテナを複数本備え、
前記受信部は、前記複数のアンテナから使用するアンテナを切り替えるアンテナ切り替え手段をさらに備え、
前記アンテナ切り替え手段は、使用中のアンテナにおいて、前記マルチパスフェージング判断手段が、前記受信電波に商用電源周波数に由来するノイズ成分が含まれていることに基づいてマルチパスフェージングが生じていると判断した場合、他のアンテナに切り替えることを特徴とする無線機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線機に関し、特にマルチパスフェージングが生じても良好な受信を行うことができる無線機に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線機が受信する電波の信号強度は、マルチパスフェージングが生じることによって低下する場合があることが知られている。そこで、マルチパスフェージングが生じている状況でも良好な受信を維持するために、アンテナの指向性制御や、ダイバーシチ受信が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２３７１８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、アンテナの指向性制御やダイバーシチ受信を行うためには、そのためのハードウェア構成が必要となることからコストアップとなる。
【０００５】
本発明は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、コストアップを抑制しつつ、マルチパスフェージングが生じている環境下でも良好な受信を行うことができる無線機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
その目的を達成するための請求項１記載の発明は、アンテナと、外部から送信された電波をそのアンテナを介して受信する受信部とを備えた無線機であって、前記受信部は、受信電波の信号強度を検出する受信信号強度検出手段と、前記受信信号強度検出手段によって検出された信号強度が所定の閾値以下となっていることに基づいて、マルチパスフェージングによって信号強度が低下しているか否かを判断するマルチパスフェージング判断手段と、受信閾値レベルを変更することで前記受信電波の受信感度を制御する受信感度制御手段とを備え、前記受信感度制御手段は、前記マルチパスフェージング判断手段が、マルチパスフェージングによって信号強度が低下していると判断したことに基づいて、受信感度をそれまでよりも高くすることを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、マルチパスフェージングが生じていることにより受信電波の信号強度が低下していると判断したことに基づいて、受信閾値レベルを下げることによって受信感度をそれまでよりも高くする。このようにして受信感度を高くすることから、アンテナの指向性制御やダイバーシチ受信を行う場合とは異なり、ハードウェアの変更を必要としない。よって、コストアップを抑制しつつ、マルチパスフェージングが生じている環境下でも良好な受信を行うことができる。
【０００８】
また、請求項２記載の発明は、前記マルチパスフェージング判断手段は、前記受信電波に商用電源周波数に由来するノイズ成分が含まれているか否かに基づいてマルチパスフェージングが生じているか否かを判断することを特徴とする。
【０００９】
受信電波の信号強度が低くなる場合として、マルチパスフェージング以外にも、通信エリア外に無線機が位置している場合が考えられるが、受信電波に商用電源周波数に由来するノイズ成分が含まれている場合には、ノイズ成分が含まれているものの、本来受信すべき信号も受信されている、すなわち、通信エリア内であることを意味する。よって、このように、受信電波に商用電源周波数に由来するノイズ成分が含まれているか否かに基づいてマルチパスフェージングが生じているか否かを判断すれば、信号強度が低下している原因がマルチパスフェージングによるものか否かを精度よく判断することができる。
【００１０】
また、請求項３記載の発明は、前記受信部は、複数の受信チャンネルにおいて受信電波が受信可能であり、前記複数の受信チャンネルの間で受信チャンネルを切り替える受信チャンネル切り替え手段をさらに備え、前記受信信号強度検出手段は、受信チャンネル毎に、受信電波の信号強度を検出し、前記マルチパスフェージング判断手段は、受信チャンネル毎に、マルチパスフェージングによって信号強度が低下しているか否かを判断し、前記受信チャンネル切り替え手段は、複数の受信チャンネルにおいて信号強度が所定の閾値以下である場合であって、前記マルチパスフェージング判断手段においては、特定の受信チャンネルのみマルチパスフェージングによって信号強度が低下していると判断された場合、受信チャンネルをその特定のチャンネルに設定し、前記受信感度制御手段は、その特定のチャンネルに設定された状態で、受信感度をそれまでよりも高くすることを特徴とする。
【００１１】
たとえば、ＥＴＣ（登録商標）システムにおいては、互いに隣接する複数の路側機からそれぞれ異なるチャンネルの電波が送信されるため、自車両の正面のゲートからの電波のみならず、隣のゲートからの電波を受信してしまうこともある。しかしながら、仮に、隣のゲートからの電波にマルチパスフェージングによる信号強度の低下が生じているとすると、隣のゲートからの電波は極めて弱い電波であり、商用電源周波数に由来するノイズ成分が含まれていたとしても、それを検出することはできない。そのため、商用電源周波数に由来するノイズ成分が含まれていることに基づいてマルチパスフェージングが生じていると判断できる場合には、正面のゲートからの電波であると考えることができる。そこで、この請求項に係る発明のように、複数のチャンネルにおいて、信号強度が所定の閾値以下である場合であって、マルチパスフェージング判断手段においては、特定の受信チャンネルのみマルチパスフェージングによって信号強度が低下していると判断された場合、受信チャンネルをその特定のチャンネルに設定すれば、正面ゲートのチャンネルに正しくチャンネルを設定することができる。
【００１２】
また、請求項４記載の発明は、前記無線機は、送信部も備えており、車両に搭載されて、駐車場に設置された料金決済用の無線通信機との間で、料金決済のための信号の送受信を行うものであることを特徴とする。
【００１３】
駐車場においては、電波を反射する反射物が種々存在することも多く、また、料金決済の際には停車して送受信を行うことから、マルチパスフェージングによって信号強度が低下している場合に、移動することによってマルチパスフェージングを解消することが期待できない。よって、このように、駐車場に設置された料金決済用の無線通信機との間で、料金決済のための信号の送受信を行う無線機の場合には、受信感度を高くすることによって良好な受信を行うことができるようにする意義が大きい。
【００１４】
また、請求項５記載の発明は、前記無線機は、アンテナを複数本備え、前記受信部は、前記複数のアンテナから使用するアンテナを切り替えるアンテナ切り替え手段をさらに備え、前記アンテナ切り替え手段は、使用中のアンテナにおいて、前記マルチパスフェージング判断手段が、前記受信電波に商用電源周波数に由来するノイズ成分が含まれている  ことに基づいてマルチパスフェージングが生じていると判断した場合、他のアンテナに切り替えることを特徴とする。
【００１５】
前述のように、受信電波に商用電源周波数に由来するノイズ成分が含まれているか否かに基づいてマルチパスフェージングが生じているか否かを判断すると、精度よくマルチパスフェージングを判断することができる。そのため、このようにすれば、他のアンテナへの切り替え判断が適切になる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】ＤＳＲＣ車載器Ａの電気的構成を示すブロック図である。
【図２】制御マイコン１が行う処理であって、マルチパスフェージング判断処理および受信感度制御処理を示すフローチャートである。
【図３】マルチパスフェージングによりＲＳＳＩが低下する状態を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下に説明する実施形態のＤＳＲＣ車載器Ａは、本発明の無線機が、ＤＳＲＣ通信規格に対応し、且つ、車両に搭載される無線機に適用されたものである。
【００１８】
図１は、このＤＳＲＣ車載器Ａの電気的構成をブロック図により示している。この図１に示すように、ＤＳＲＣ車載器Ａは、制御用マイコン１と、この制御用マイコン１から送信されるデータを変調しアンテナＡａを通じてデータを送信する送信部２と、アンテナＡａを通じて外部からデータを受信する受信部３と、局部発振器４と、送受切替スイッチ５および６と、高周波ＢＰＦ７とを備えている。
【００１９】
制御用マイコン１は、ＤＳＲＣ通信用のチャンネルを制御するため、局部発振器４にチャンネル制御信号を与えると、局部発振器４は当該チャンネルに応じた周波数の搬送波信号を生成して送受切替スイッチ５に与える。これら局部発振器４および局部発振器４にチャンネル制御信号を与える制御用マイコン１が特許請求の範囲の受信チャンネル切替手段として機能する。
【００２０】
送受切替スイッチ５は、制御用マイコン１から切替制御可能に構成され、局部発振器４から与えられた搬送波信号を送信部２または受信部３に与えるように構成されている。
【００２１】
送信部２はＬＰＦ８と送信変調部９とを備えており、制御用マイコン１から送信用のデジタルデータが与えられると、ＬＰＦ８により帯域制限すると共に、送信変調部９により搬送波信号で変調し、当該変調信号を送受切替スイッチ６に与える。
【００２２】
送受切替スイッチ６は、制御用マイコン１から切替制御可能に構成され、データの送信時には送信部２と高周波ＢＰＦ７との間を導通接続するように構成されている。これにより、変調信号が高周波ＢＰＦ７およびアンテナＡａを通じて外部（駐車場に設置された料金決済用の無線通信機など）に送信される。
【００２３】
逆に送受切替スイッチ５は、データ受信時には高周波ＢＰＦ７と受信部３との間を導通接続するように構成されている。受信部３は、周波数変換器１０、中間周波ＢＰＦ１１、復調部１２とを備えて構成される。
【００２４】
周波数変換器１０は、データ受信時には局部発振器４から所定のチャンネルの搬送波信号が与えられることによって高周波ＢＰＦ７や図示しないアンプを通じて得られる受信信号をダウンコンバートする。中間周波ＢＰＦ１１は、チャンネル周波数帯域を含む所定周波数範囲でフィルタリングし、この受信信号を復調部１２が復調し、受信データが制御用マイコン１に与えられるように構成されている。
【００２５】
復調部１２は、ＲＳＳＩ回路１３、ピークホールド回路１４、比較器１５、ＱＰＳＫ復調回路１６、ＡＳＫ復調回路１７、ゲート回路１８から構成される。ＲＳＳＩ回路１３は、受信電波の信号強度（ＲＳＳＩ（Receive Signal Strength Indicator））を測定し、測定したＲＳＳＩをピークホールド回路１４およびＡＳＫ復調回路１７に出力する。
【００２６】
ピークホールド回路１４は、所定期間におけるＲＳＳＩの最大値を保持する回路である。このピークホールド回路１４によって保持された最大値（以下、ＲＳＳＩ電圧）は比較器１５、および制御用マイコン１に出力される。なお、ＲＳＳＩ回路１３およびピークホールド回路１４が特許請求の範囲の受信信号強度検出手段に相当する。
【００２７】
比較器１５では、ピークホールド回路１４から供給されたＲＳＳＩ電圧を制御用マイコン１から与えられるキャリア検出閾値と比較し、ＲＳＳＩ電圧がキャリア検出閾値以上である場合、キャリア検出信号を制御用マイコン１に与えるように構成されている。なお、キャリア検出閾値が特許請求の範囲の受信信号閾値に相当する。
【００２８】
制御用マイコン１は、タイマを用いてチャンネルを切り替えつつ各チャンネルにおけるＲＳＳＩを検出する。そして、各チャンネルにおいてキャリア検出信号が供給されているか否か、および、各チャンネルにおけるＲＳＳＩに基づいて、受信チャンネルを決定する。
【００２９】
ＱＰＳＫ復調回路１６は、中間周波ＢＰＦ１１から供給される受信信号をＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）復調方式にて復調する。ＡＳＫ復調回路１７は、中間周波ＢＰＦ１１から供給される受信信号をＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）復調方式にて復調する。これらの復調回路１６、１７によって復調された検波信号はゲート回路１８に出力される。
【００３０】
ゲート回路１８は、キャリア検出信号が検出されていることを条件として復調回路１６、１７から与えられる検波信号をデータに復調して制御用マイコン１に与えることによって制御用マイコン１がデータを受け付けるようになっている。
【００３１】
ここで、本実施形態のＤＳＲＣ車載器Ａの送受信チャンネルについて説明する。ＤＳＲＣ車載器Ａは、前述のようにＤＳＲＣ通信規格に対応しており、下記の７つのチャンネル（キャリア周波数）を有する。
１ｃｈ  Ｕｐ：５８３５ＭＨｚ、Ｄｏｗｎ：５７９５ＭＨｚ 
２ｃｈ  Ｕｐ：５８４５ＭＨｚ、Ｄｏｗｎ：５８０５ＭＨｚ
３ｃｈ  Ｕｐ：５８４０ＭＨｚ、Ｄｏｗｎ：５８００ＭＨｚ 
４ｃｈ  Ｕｐ：５８３０ＭＨｚ、Ｄｏｗｎ：５７９０ＭＨｚ 
５ｃｈ  Ｕｐ：５８２５ＭＨｚ、Ｄｏｗｎ：５７８５ＭＨｚ 
６ｃｈ  Ｕｐ：５８２０ＭＨｚ、Ｄｏｗｎ：５７８０ＭＨｚ 
７ｃｈ  Ｕｐ：５８１５ＭＨｚ、Ｄｏｗｎ：５７７５ＭＨｚ
（Ｕｐ→車載器側送信周波数、Ｄｏｗｎ→路側機側送信周波数）
【００３２】
送受信チャンネルは、ＲＳＳＩがキャリア検出閾値以上のチャンネルに設定されるが、一旦チャンネルを設定しても、マルチパスフェージングによってＲＳＳＩが閾値以下に低下する場合がある。そこで、制御用マイコン１は、図２に示す処理を行うことにより、マルチパスフェージングによってＲＳＳＩが低下していると判断した場合には、受信感度を高くする制御を行う。また、チャンネルを設定する前は、この制御をチャンネル毎に行う。この制御を図２に基づいて詳しく説明する。なお、この図２に示す制御は、所定の周期毎に実行する。
【００３３】
まず、ステップＳ１０では、ＲＳＳＩがキャリア検出閾値以上であるか否かを判断する。前述のように、図２に示す処理は所定の周期毎に実行するので、このステップＳ１０が肯定判断になった場合には、ＲＳＳＩが、キャリア検出閾値より小さい状態からキャリア検出閾値以上になったことになり、この場合、車両が通信可能エリアに入ったことを意味する。そこで、このステップＳ１０が肯定判断である場合には、ステップＳ１２へ進み、受信感度を変えずに通信を開始し（ステップＳ１２）、受信感度をそのままとして通信を終了する（ステップＳ１４）。
【００３４】
ステップＳ１０が否定判断の場合にはステップＳ１６へ進む。ステップＳ１６では、ハム成分を検出したか否かを判断する。このハム成分とは、商用電源周波数に由来するノイズ成分のことであり、このステップＳ１６の判断は、ピークホールド回路１４から周期的に供給されるＲＳＳＩの変動周期が、商用電源周波数（５０Ｈｚあるいは６０Ｈｚ）であるか否かにより行う。
【００３５】
ハム成分は本来の信号成分に重畳しているものであるため、ハム成分が含まれている場合には、受信すべき本来の信号も受信されていることを意味する。加えて、ハム成分が含まれていることは、受信電波が、商用電源で動作する機器（あるいはその付近）で反射してアンテナＡａに到達したことも意味している。よって、ハム成分が検出できる場合には、マルチパスフェージングが生じていると考えることができる。
【００３６】
図３は、マルチパスフェージングによりＲＳＳＩが低下する状態を説明する図である。図３において、時刻ｔ１からｔ２までＲＳＳＩがある一定のレベルに低下している。また、この時刻ｔ１からｔ２までの期間の信号には、図３に示すように、１００（１２０）Ｈｚのノイズ成分が含まれている。このノイズ成分は、商用電源周波数の２倍の周波数であり、上述のハム成分に相当する。この図３に示すように、ハム成分は、商用電源周波数の２倍の周波数であることが多いことが知られている。
【００３７】
駐車場に設置された料金決済用の無線通信機との間で信号の送受信を行う場合、車両は、料金決済の際に停車している場合が多い。そのため、図３に示すように、マルチパスフェージングにより、ある期間に渡り、ＲＳＳＩが一定のレベルに低下してしまうことが考えられる。
【００３８】
そこで、ステップＳ１６が肯定判断の場合にはステップＳ２０へ進み、ＤＳＲＣ車載器Ａの感度を上げる。この感度を上げる処理は、具体的には、比較器１５に与えるキャリア検出閾値をそれまでよりも低い閾値に変更する処理である。キャリア検出閾値を低く設定すれば、キャリア検出信号が比較器１５から供給されることが多くなる。よって、感度が高くなるのである。
【００３９】
そして、ステップＳ２２において通信を終了した後は、ステップＳ２４において、受信感度を元に戻す。すなわち、キャリア信号閾値を元に戻す。その後、この図２の処理を終了する。
【００４０】
一方、ステップＳ１６が否定判断の場合、すなわち、ハム成分も検出できない場合には、本来受信すべき信号も受信できないと考えることができる。そこで、ステップＳ１６が否定判断の場合にはステップ１８へ進み、通信エリア外と判断し通信を終了する。
【００４１】
以上、説明した本実施形態によれば、マルチパスフェージングが生じていることによりＲＳＳＩが低下していると判断したことに基づいて（ステップＳ１６がＹｅｓ）、キャリア検出閾値を下げることによって受信感度をそれまでよりも高くする（ステップＳ２０）。このようにして受信感度を高くすることから、アンテナの指向性制御やダイバーシチ受信を行う場合とは異なり、ハードウェアの変更を必要としない。よって、コストアップを抑制しつつ、マルチパスフェージングが生じている環境下でも良好な受信を行うことができる。
【００４２】
また、本実施形態によれば、受信電波にハム成分が含まれているか否かに基づいて、マルチパスフェージングが生じているか否かを判断しているので、ＲＳＳＩが低下している原因がマルチパスフェージングによるものか否かを精度よく判断することができる。
【００４３】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、次の実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００４４】
たとえば、前述の実施形態では、ある受信チャンネルにおいて、マルチパスフェージングによってＲＳＳＩが低下したと判断した場合に、その受信チャンネルの受信感度を高くしていたが、以下の態様も可能である。すなわち、複数の受信チャンネルにおいてＲＳＳＩがキャリア検出閾値以下である場合であって、特定の受信チャンネルのみマルチパスフェージングによってＲＳＳＩが低下していると判断された場合、受信チャンネルをその特定のチャンネルに設定して、その特定のチャンネルに設定された状態で、受信感度をそれまでよりも高くするようにしてもよい。このようにすれば、ＥＴＣゲートにおいて、一時的に隣接するゲートからの電波を受信したとしても、正面ゲートのチャンネルに正しくチャンネルを設定することができるなど、複数の受信チャンネルから適切なチャンネルを設定することができる。
【００４５】
また、前述の実施形態では、アンテナＡａを１本のみ備えていたが、複数のアンテナを備えるとともに、複数のアンテナから使用するアンテナを切り替えるアンテナ切替手段を備えるダイバーシチ構成としてもよい。そして、アンテナ切替手段は、使用中のアンテナにおいて、受信電波にハム成分が含まれていることに基づいてマルチパスフェージングが生じていると判断した場合、他のアンテナに切り替えるようにしてもよい。前述のように、受信電波にハム成分が含まれているか否かに基づいてマルチパスフェージングが生じているか否かを判断すると、精度よくマルチパスフェージングを判断することができる。そのため、このようにすれば、他のアンテナへの切り替え判断が適切になる。
【００４６】
また、前述の実施形態では、複数の受信チャンネルの電波を受信できるようになっていたが、一つの受信チャンネルの電波のみ受信できるようになっていてもよい。また、前述の実施形態は、ＤＳＲＣ通信規格に対応したものであったが、その他の無線機にも本発明は適用できる。また、本発明を、送信部を備えない無線機に適用してもよい。また、本発明を車両に搭載されない無線機に適用してもよい。
【符号の説明】
【００４７】
Ａ：ＤＳＲＣ車載器、      Ａａ：アンテナ、      １：制御用マイコン、      ２：送信部、      ３：受信部、      ４：局部発振器、      ５：送受切替スイッチ、      ６：送受切替スイッチ、      ７：高周波ＢＰＦ、      ８：ＬＰＦ、      ９：送信変調部、      １０：周波数変換器、      １１：中間周波ＢＰＦ、      １２：復調部、      １３：ＲＳＳＩ回路、      １４：ピークホールド回路、      １５：比較器、      １６：ＱＰＳＫ復調回路、      １７：ＡＳＫ復調回路、      １８：ゲート回路
Ｓ１０、１６：マルチパスフェージング判断手段、      Ｓ２０：受信感度制御手段
【図１】
2011259382.tif 000003
【図２】
2011259382.tif 000004
【図３】
2011259382.tif 000005