(57)【要約】【課題】本発明は、小型、低廉で設置性の高い路車間通信装置を提供することを目的とする。【解決手段】路車間通信システムに用いられる路側又は車側の路車間通信装置であって、アンテナ１０１と、送受信部２０１と、レベル変換部２０２と、変復調部２０３と、通信制御部２０４，２０７と、変復調部と接続され、変復調されたデータ信号を外部機器３に送受信できるように制御する狭域通信部（ＤＳＲＣ通信部３０１）と、通信管理部３０２と、狭域通信部のプロトコルを外部機器３と通信可能なプロトコルに変換するプロトコル変換部３０４と、外部機器３と通信を行う外部通信部３０６と、外部通信部３０６と外部機器３と接続するためのインターフェース部（外部Ｉ／Ｆ部３０７）とを備える。【選択図】図１
2008072287.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
路車間通信システムに用いられる路側又は車側の路車間通信装置であって、
路車間で電波信号を送受信するアンテナと、
前記アンテナに接続され、前記電波信号の送受信を制御する送受信部と、
アナログの前記電波信号をデジタル信号に変換するレベル変換部と、
前記デジタル信号を所定の形式で変復調する変復調部と、
前記送受信部及び前記レベル変換部を制御する通信制御部と、
前記変復調部と接続され、変復調されたデータ信号を外部機器に送受信できるように制御する狭域通信部と、
前記狭域通信部及び前記通信制御部を管理する通信管理部と、
前記狭域通信部のプロトコルを前記外部機器と通信可能なプロトコルに変換するプロトコル変換部と、
前記プロトコル変換部で変換されたプロトコルで前記データ信号を前記外部機器と通信を行う外部通信部と、
前記外部通信部と前記外部機器と接続するためのインターフェース部とを備えた路車間通信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の路車間通信装置であって、
前記送受信部は、半二重通信に対応し、前記電波信号の送信時と受信時とを切り替えることを特徴とする路車間通信装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の路車間通信装置であって、
前記通信制御部及び前記通信管理部は、制御パラメータを蓄積できるメモリをそれぞれ有していることを特徴とする路車間通信装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の路車間通信装置であって、
前記変復調部と前記狭域通信部との間に配置し、前記変復調部と前記狭域通信部との間で受け渡しする前記データ信号を含む情報を蓄積するインターフェースメモリ部をさらに備えることを特徴とする路車間通信装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載の路車間通信装置であって、
前記プロトコル変換部と前記外部通信部との間に配置し、前記プロトコル変換部と前記外部通信部との間で受け渡しする情報を蓄積する外部インターフェースメモリ部をさらに備えることを特徴とする路車間通信装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載の路車間通信装置であって、
前記狭域通信部は、データリンク層とアプリケーション層とを備え、ローカルポート制御プロトコルをインターフェースとして有していることを特徴とする路車間通信装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか１つに記載の路車間通信装置であって、
前記プロトコル変換部は、前記狭域通信部のプロトコルをＵＤＰ（User Datagram Protocol）又はＴＣＰ（Transmission Control Protocol）に変換することを特徴とする路車間通信装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか１つに記載の路車間通信装置であって、
前記レベル変換部と前記変復調部とを双方向バッファを介して接続することを特徴とする路車間通信装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか１つに記載の路車間通信装置であって、
前記レベル変換部は、同相信号と直交信号を用いて、複数の変調方式で変調可能な直交変調器を備えることを特徴とする路車間通信装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の路車間通信装置であって、
前記レベル変換部は、同相信号と直交信号を用いて、複数の変調方式で変調可能な直交変調器を備え、前記双方向バッファを介して前記同相信号と前記直交信号とを交互に切り替えてデータバスを共用化し、且つ前記同相信号及び前記直交信号のサンプリング周期の２倍以上の周期で前記同相信号及び前記直交信号をラッチして前記アナログ信号を得ることを特徴とする路車間通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、路車間通信装置に係る発明である。
【背景技術】
【０００２】
道路を走行する車両に搭載した路車間通信装置と、路側に設置した路車間通信装置との間で、各種の情報を授受する路車間通信システムがある。代表的な路車間通信システムとしては、道路交通情報を伝えるＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System）や高速道路上の料金収受を行うＥＴＣ（Electronic  Toll  Collection）がある。さらに、近年、ＥＴＣを拡張したＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication：狭域通信）が開発され、ＩＰ接続、駐車場の料金決済、車両情報のプローブ、安全運転支援等の複数の道路情報を提供できる次世代サービスが開始されようとしている。
【０００３】
次世代の道路情報提供サービスで要求される狭域通信（ＤＳＲＣ）を普及させるには、狭域通信に用いる路車間通信装置の小型・低廉が不可欠であり、特に路側に設置する路車間通信装置が大型で高価格であると路車間通信システム普及の障害となる。ＤＳＲＣと同様な専用狭域通信を行うシステムを特許文献１に示す。特許文献１に示す路側の路車間通信装置では、車側と通信を行う無線部と、通信を制御する制御装置とが離れて設けられ、両者を光ファイバで接続する構成である。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１０１３８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、狭域通信（ＤＳＲＣ）は、提供されるサービスが豊富であり、サービスの種類の変更や増加、通信サービスエリアの確保等の要求がサービス毎に異なる。そのため、狭域通信に用いる路車間通信システムでは、これに対応できるよう路車間通信装置の設置性を確保しなければならない。一方、特許文献１を含む、従来の路車間通信システムでは、路側の路車間通信装置と車側の路車間通信装置とからなり、路側の路車間通信装置はアンテナ部を含む無線部が道路上に設置され、制御装置が遠方に設置されている。そのため、従来の路側の路車間通信装置では、無線部と制御装置とを光ファイバなどの専用Ｉ／Ｆを用いて接続する必要があり、装置が高価格化、大型化するので設置性に課題があった。
【０００６】
また、路車間通信システムの規格であるＡＲＩＢ−ＳＴＤ−Ｔ８８において、ローカルポートプロトコルを用いた通信インターフェースでは、路車間通信に関わる上位アプリケーションを外部に分離する記載がなされている。しかし、外部インターフェースによる通信と、狭域通信と、無線通信との動作速度がそれぞれ異なるため、各動作が時間にずれてしまい、路車間通信のタイミングが合わない課題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、上記の課題を解消し、小型、低廉で設置性の高い路車間通信装置を提供することを目的とする。また、本発明は、上記の課題を解消し、路車間通信のタイミングを調整可能な路車間通信装置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】
【０００８】
本発明に係る解決手段は、路車間通信システムに用いられる路側又は車側の路車間通信装置であって、路車間で電波信号を送受信するアンテナと、前記アンテナに接続され、前記電波信号の送受信を制御する送受信部と、アナログの前記電波信号をデジタル信号に変換するレベル変換部と、前記デジタル信号を所定の形式で変復調する変復調部と、前記送受信部及び前記レベル変換部を制御する通信制御部と、前記変復調部と接続され、変復調されたデータ信号を外部機器に送受信できるように制御する狭域通信部と、前記狭域通信部及び前記通信制御部を管理する通信管理部と、前記狭域通信部のプロトコルを前記外部機器と通信可能なプロトコルに変換するプロトコル変換部と、前記プロトコル変換部で変換されたプロトコルで前記データ信号を前記外部機器と通信を行う外部通信部と、前記外部通信部と前記外部機器と接続するためのインターフェース部とを備えた。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に記載の路車間通信装置は、狭域通信部のプロトコルを前記外部機器と通信可能なプロトコルに変換するので、路車間通信無線部と路車間通信制御部とを一体化でき小型、低廉で設置性の高い路車間通信装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（実施の形態）
図１は、本実施の形態に係る路車間通信装置１の構成図である。図１に示す路車間通信装置１は、道路近傍に設置される路側の装置でも、道路を走行する車両に搭載される車載側の装置でも良い。そして、図１に示す路車間通信装置１は、アンテナ部１００と、路車間通信無線部２００と、路車間通信制御部３００と、電源部４００とを備えている。さらに、路車間通信無線部２００は、ＲＦ送受信部２０１と、レベル変換部２０２と、変復調モデム部２０３と、無線制御部２０４と、無線制御メモリ部２０５と、Ｉ／Ｆメモリ部２０６と、通信制御部２０７とを備えている。
【００１１】
さらに、路車間通信制御部３００は、ＤＳＲＣ通信部３０１と、通信管理部３０２と、通信管理メモリ部３０３と、プロトコル変換部３０４と、Ｉ／Ｆメモリ部３０５と、外部通信部３０６と、外部Ｉ／Ｆ部３０７とを備える。なお、外部Ｉ／Ｆ部３０７は、外部機器３と接続され、電源部４００は外部電源４から電源が供給されている。
【００１２】
次に、図１に示す路車間通信装置１の各部の主な機能等を詳細に説明する。まず、アンテナ１０１は、車両側あるいは路側の路車間通信装置１と路車間通信を行うための電波信号を送受信している。さらに、アンテナ１０１は、通信エリアを構成するための放射指向性を有しており、送受信一体型あるいは送信受信個別型がある。送受信一体型では送受信の通信エリアは同一となるが、送信受信個別型では送信と受信とでそれぞれ個別の通信エリアが形成される。例えば、送信受信個別型において、受信アンテナは受信エリアを広くするために放射指向性の弱くして利得を小さくし、送信アンテナは送信エリアを絞るために放射指向性を強くして利得を大きくすることができる。また、送信アンテナ及び受信アンテナの放射指向性を上記の逆の構成にしても良い。
【００１３】
次に、ＲＦ送受信部２０１は、アンテナ１０１に接続され、電波信号の送受信を制御する送受信部である。また、ＲＦ送受信部２０１は、電波法に基づいた送受信特性を有しており、半二重通信あるいは全二重通信を行う。本実施の形態のＲＦ送受信部２０１では、装置の小型化のために半二重通信に対応しており、送信時と受信時とを切り替えて動作する。さらに、ＲＦ送受信部２０１は、伝送速度で変復調されたアナログ信号であるベースバンド信号を介して変復調モデム部２０３と接続している。なお、本実施の形態では、ベースバンド信号として変調時はＩ信号（同相信号）及びＱ信号（直交信号）、復調時はＬｏｗ−ＩＦ信号を採用している。
【００１４】
次に、レベル変換部２０２は、ＲＦ送受信部２０１と変復調モデム部２０３とを接続するものであり、ＲＦ送受信するためのアナログ信号のベースバンド信号と、変復調するためのデジタル信号とを変換している。つまり、レベル変換部２０２は、Ａ／Ｄ変換、Ｄ／Ａ変換する機能を有している。なお、本実施の形態では、ベースバンド信号が交流信号であるが直流成分も含まれるため、レベル変換部２０２では、ＤＣオフセット機能も有している。このＤＣオフセット機能は、無線制御部２０４からの制御により可変することができる構成となっている。
【００１５】
次に、本実施の形態に係る変復調モデム部２０３は、複数の復調方式に対応している。具体的には、変調方式がＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）など異なる２つのベースバンド信号の入力に対し、変復調モデム部２０３は、同時あるいは時系列に復調することができる。また、変復調モデム部２０３は、ＡＳＫ、ＱＰＳＫなどの複数の変調方式に対応し、同時あるいは時系列に変調してそれぞれのベースバンド信号の出力を得ることができる。
【００１６】
次に、無線制御部２０４は、ＲＦ送受信部２０１とレベル変換部２０２と変復調モデム部２０３に対して制御を行う。具体的に、無線制御部２０４は、路車間通信時の無線通信を監視し、正常に無線通信できるように無線品質を維持している。無線制御メモリ部２０５は、無線制御部２０４の制御パラメータを蓄積するメモリである。ここで、制御パラメータは、無線制御を行う上で必要なパラメータであり、初期設定時のパラメータや無線制御時の可変パラメータである。
【００１７】
次に、Ｉ／Ｆメモリ部２０６は、変復調モデム部２０３とＤＳＲＣ通信部３０１との間に設けられている。本実施の形態では、路車間通信時、変復調モデム部２０３がデータをビット単位でリアルタイムに送受信しているが、ＤＳＲＣ通信部３０１はデータをパケット単位で送受信している。そのため、変復調モデム部２０３とＤＳＲＣ通信部３０１とを直接接続したのでは、内部処理速度の違いから路車間通信時のデータ送受信にタイムラグが発生する。そこで、本実施の形態では、一旦Ｉ／Ｆメモリ部２０６にデータを蓄積することでタイムラグの発生を防止し、変復調モデム部２０３のデータ送受信をパケット単位にまとめ路車間通信を可能にしている。つまり、本実施の形態に係る路車間通信装置では、Ｉ／Ｆメモリ部２０６により路車間通信のタイミングを調整することが可能となる。
【００１８】
次に、通信制御部２０７は、通信管理部３０２からの管理情報ベース（ＭＩＢ）に応じて、無線通信が動作するようにデータのパケットの生成、回収、タイミング調整、及び無線制御パラメータの設定を行う。具体的に、通信制御部２０７は、Ｉ／Ｆメモリ部２０６に対してメディアアクセス制御（ＭＡＣ）を行い、ＤＳＲＣ通信部３０１へ受け渡しするデータのパケットを生成及び回収を行う。ここで、管理情報ベース（ＭＩＢ）とは、データのパケット生成及び回収に必要な制御パラメータ等が納められているデータベースである。なお、通信制御部２０７と無線制御部２０４とを１つにまとめ通信制御部としても良い。
【００１９】
次に、ＤＳＲＣ通信部３０１は、変復調モデム部２０３で変復調される前のデータを外部機器３に送受信できるように制御する狭域通信部であり、路車間通信装置の標準規格であるＡＲＩＢ−ＳＴＤ−Ｔ７５で規定されているデータリンク層Ｌ２、アプリケーション層Ｌ７及びアプリケーションサブレイヤＡＳＬ等を有している。アプリケーションサブレイヤＡＳＬには、拡張通信制御プロトコルＥＬＣＰとネットワーク制御プロトコルＮＣＰを実装する必要があるが、本実施の形態では、ネットワーク制御プロトコルＮＣＰにローカルポート制御プロトコルＬＰＣＰを採用している。
【００２０】
次に、通信管理部３０２は、ＤＳＲＣ通信部３０１の管理情報ベース（ＭＩＢ）を管理し、ＤＳＲＣ通信部３０１の管理パラメータの設定等を行っている。さらに、通信管理部３０２は、通信制御部２０７の動作状態をモニタしている。通信管理メモリ部３０３は、通信管理部３０２の管理情報ベース（ＭＩＢ）を記憶蓄積している。
【００２１】
次に、プロトコル変換３０４は、ＤＳＲＣ通信部３０１のプロトコルを外部機器３と通信可能なプロトコルに変換する。つまり、本実施の形態では、ローカルポート制御プロトコルＬＰＣＰのインターフェースとして、一般的なＬＡＮに用いられるＵＤＰあるいはＴＣＰを使ってデータ転送が行われるため、ローカルポート制御プロトコルＬＰＣＰをＵＤＰあるいはＴＣＰのプロトコルに変換している。なお、本実施の形態では、ローカルポートプロトコルＬＰＰの上位にアプリケーションを実装せず、ＬＰＰｏＵＤＰ（ＬＰＰ  ｏｖｅｒ  ＵＤＰ）あるいはＬＰＰｏＴＣＰ（ＬＰＰ  ｏｖｅｒ  ＴＣＰ）の構成を用いることで装置の小型化を図っている。
【００２２】
次に、Ｉ／Ｆメモリ部３０５は、ＤＳＲＣ通信部３０１と外部通信部３０６との間に設けられ、Ｉ／Ｆメモリ部２０６と同様、内部処理速度の遅延及び通信速度の差を吸収するためのメモリである。
【００２３】
次に、外部通信部３０６は、外部機器３と通信を行う部分であり、本実施の形態では低廉化を図るため、ネットワークプロトコルとして一般的なイーサネット（登録商標）によるＬＡＮを用いる。従って、外部通信部３０６は、ＴＣＰ／ＩＰあるいはＵＤＰ／ＩＰに対応している。そのため、本実施の形態に係る路車間通信装置１と外部機器３とのネットワークは、ＴＣＰ／ＩＰあるいはＵＤＰ／ＩＰに対応できるネットワークであれば良く、無線ＬＡＮであっても良い。
【００２４】
次に、外部Ｉ／Ｆ部３０７は、外部機器３と接続するためのインターフェースであり、外部接続する機器に応じた構成を持っている。例えば、外部機器３がネットワーク機器であれば、外部Ｉ／Ｆ部３０７は、伝送プロトコルや路車間通信に用いるデータをトンネリングするプロトコル、データの多重化、あるいは物理的な変換部を含み、外部機器と接続し、路車間信号の送受信データ及び内部制御信号を伝送する。本実施の形態においてイーサネット（登録商標）を用いる場合、外部Ｉ／Ｆ部３０７には１０ＢＡＳＥ、１００ＢＡＳＥ、１０００ＢＡＳＥ等を用いることになる。
【００２５】
次に、本実施の形態では、外部機器３にパーソナルコンピュータＰＣを用いているので、専用のサーバ機器を設置しない簡易なシステム構成が可能である。このＰＣにローカルポートプロトコルＬＰＰを実装し、汎用ネットワークであるイーサネット（登録商標）を介して路車間通信装置１と接続することで、ローカルポート制御プロトコルＬＰＣＰ経由でＤＳＲＣ通信を行うことができる。また、このＰＣにローカルポートプロトコルＬＰＰの上位にアプリケーションを実装して、道路情報提供サービス等を行うことができる。
【００２６】
次に、電源４００は、路車間通信装置全体の動作に必要な電源電圧と電源電流を供給するための電源である。そして、外部電源４は、電源４００を動作させるために必要な外部からの供給電源である。なお、本実施の形態では、外部Ｉ／Ｆ部３０７がイーサネット（登録商標）であるため、電源を供給するＰｏＥ（Power over Ethernet（登録商標））であっても良く、外部Ｉ／Ｆに外部電源４が重畳される構成でも良い。
【００２７】
本実施の形態に係る路車間通信装置と比較するために、図２に一般的な路車間通信装置の構成を示す。なお、図２において、図１に示す各構成と詳細な部分（変換方式等）は異なるが機能的に同一と考えられる構成部分については、同一番号に「Ａ」を付して詳細説明を省略する。図２に示す路車間通信装置では、図１の構成と異なり、路車間通信無線部２００Ａと路車間通信制御部３００Ａとが物理的に離れている。そのため、図２に示す路車間通信装置では、路車間通信無線部２００Ａと路車間通信制御部３００Ａとを専用Ｉ／Ｆ部２０８，３１０を介して接続しなければならず、路車間通信装置全体が大型化する。つまり、図２に示す路車間通信装置では、アンテナ部１００Ａと路車間通信無線部２００Ａのみを路側に設置し、路車間通信制御部３００Ａは局舎などの離れた場所に設置することを前提としている。
【００２８】
次に、図２に示す路車間通信装置において、図１の構成と異なる部分を説明する。まず、図２に示す路車間通信装置では、専用Ｉ／Ｆ部２０８、３１０を設けて、物理的に離れた路車間通信無線部２００Ａと路車間通信制御部３００Ａとを接続している。この専用Ｉ／Ｆ部２０８、３１０は、光ファイバを用いた光通信Ｉ／Ｆである。さらに、図２に示す路車間通信装置では、ローカルポートプロトコルＬＰＰの上位にアプリケーション３０９を実装している。このアプリケーション３０９は、ＪＥＩＴＡ等で標準化している基本アプリケーション（車載器指示応答、車載器メモリアクセス、ＩＣカードアクセス、プッシュ型情報配信、車載器ＩＤ通信、車載器基本指示）とその組合せにより提供する情報サービスのアプリケーション群である。
【００２９】
また、電源部３１１は、路車間通信無線部２００Ａに応じた電圧、電流を供給する専用電源である。そして、外部電源４Ａは、例えば商用電源ＡＣ１００Ｖ等である。外部機器３Ａは、専用サーバで道路情報提供サービスを提供するものである。
【００３０】
次に、本実施の形態に係る路車間通信装置のレベル変換部２０２の動作について、以下で詳細に説明する。まず、図３に、本実施の形態に係る路車間通信無線部２００の構成を示す。図３に示す路車間通信無線部２００では、主にＲＦ送受信部２０１と、レベル変換部２０２と、変復調モデム部２０３と、無線制御部２０４との構成が図示されている。
【００３１】
さらに、レベル変換部２０２は、ＲＦ送受信部２０１とベースバンド信号を介して接続している。このベースバンド信号は、変復調モデム部２０３に入出力されたデジタル信号をレベル変換部２０２で変換したアナログ信号である。このベースバンド信号によりＲＦ送受信部２０１は、路車間通信となる電波信号を送受信することができる。
【００３２】
また、本実施の形態では、ＲＦ送受信部２０１が送信と受信とを切り換えて行う半二重通信であるため、ベースバンド信号においても送信信号である変調信号と受信信号である復調信号とを切り換える。
【００３３】
次に、図３に示すＲＦ送受信部２０１では、アンテナ１０１が高周波Ｉ／ＦのアンテナＳＷと接続している。そして、ＲＦ送受信部２０１の送信側は、レベル変換部２０２でレベル変換されたアナログのＩ信号及びＱ信号を、直交変調器２０１１により変調信号（ＡＳＫやＱＰＳＫなど）にする。なお、直交変調器２０１１は、２つのミキサ、局部発振器、π/2移相器、合成器により構成されている。
【００３４】
また、ＲＦ送受信部２０１には、高い周波数の信号を得るためにアップコンバータ（ミキサ、局部発振器）により周波数変換する部分を設けても良い。さらに、ＲＦ送受信部２０１では、ＢＰＦ（帯域通過フィルタ）で必要な帯域のみ通過させて、アンテナＳＷを通して高周波信号を送信する。なお、合成器とアンテナＳＷとの間に設けられたＢＰＦは、構成により不要な場合もある。また、路車間通信装置の小型化のために、アンテナＳＷを用いて半二重通信に対応している。
【００３５】
一方、ＲＦ送受信部２０１の受信側は、アンテナ１０１で受信した高周波信号を、ＢＰＦ（受信帯域制限用フィルタ）、低い周波数帯（デジタル信号処理を容易にするため、Ｌｏｗ−Ｉ／Ｆと呼称する）のダウンコンバータ（ミキサ、局部発振器）、アナログＩ／Ｆを通じてレベル変換部２０２へ供給している。
【００３６】
本実施の形態に係るＲＦ送受信部２０１では、変調に直交変調器を用いているため、入出力はＩ信号及びＱ信号の２入出力となり、復調にＬｏｗ−Ｉ／Ｆ方式を用いているため、Ｌｏｗ−Ｉ／Ｆ信号の１入出力となる。レベル変換部２０２は、Ｉ信号、Ｑ信号の２出力、Ｌｏｗ−Ｉ／Ｆ信号の１入力であり、アナログ／デジタル変換して変復調モデム部２０３と接続している。
【００３７】
図４は、直交変調器によるπ／４−ＱＰＳＫ変調方式を示す概念図である。図４に示す直交変調器は、路車間通信装置の規格（ＡＲＩＢ−ＳＴＤ−７５）に記載された事例である。図４に示す直交変調器は、変復調モデム部２０３と同一の変調信号を生成している。一方、変復調モデム部２０３は、デジタルＩ／Ｆを有している。本実施の形態では、図４に示すπ／４−ＱＰＳＫ変調回路のｉ（ｔ）、ｑ（ｔ）にあたる入力信号をＩ／Ｆとして規定し、ＲＦ送受信部２０１と変復調モデム部２０３とをレベル変換部２０２でアナログ／デジタル変換して接続する構成としている。なお、図４に示すローパスフィルタや差動符号化等は、本実施の形態では変復調モデム部２０３内（図示せず）にあり、デジタル処理されている。
【００３８】
次に、レベル変換部２０２は、２つのＤ／Ａ変換ＤＡＣ、１つのＡ／Ｄ変換ＡＤＣ、データラッチＤ、マルチプレクサＭＵＸ、セレクタＳＥＬ、タイミング制御部Ｔ、送受信切替部により構成されている。従来の変調回路では、Ｉ信号及びＱ信号のベースバンド信号を得るために変調モデムからデジタル出力をアナログ出力に変換するＡ／Ｄ変換回路を、Ｉ信号及びＱ信号のベースバンド信号毎に有し、Ａ／Ｄ変換回路毎にデータバス及びサンプリングクロックを用意していたため、回路規模が大きい、電磁放射レベルが高い、高コスト等の傾向があった。
【００３９】
しかし、本実施の形態に係るＲＦ送受信部２０１、レベル変換部２０３及び変復調モデム部２０３は、Ｉ信号及びＱ信号のベースバンド信号を得るために変復調モデム部２０３からのデジタル出力であるＩ信号及びＱ信号をマルチプレクサＭＵＸにおいてタイミング信号Ｔで切り替える。さらに、レベル変換部２０３において、Ｉ信号及びＱ信号のデータビットをデータラッチＤでラッチして保持し、タイミング信号Ｔに応じて送出することで、本実施の形態ではＩ信号及びＱ信号で同時に直交変調することができる。
【００４０】
これにより、Ａ／Ｄ変換のデータバスをＩ信号及びＱ信号で共用化することができ、Ｉ信号又はＱ信号のいずれかのデータバス及びサンプリングクロックを割愛することができる。ここで、Ａ／Ｄ変換のサンプリングクロックをｆＨｚとすると、タイミング信号Ｔは、Ｔ＝２×ｆ以上の周波数を用いる。
【００４１】
また、本実施の形態では、送受信切替の半二重通信対応のため、Ｉ信号及びＱ信号の共用データバスを受信時のデータバスとしており、送信時と同様にタイミング信号Ｔに応じて、Ｌｏｗ−Ｉ／Ｆ信号をＩ信号あるいはＱ信号のいずれかの位相に割り振るように制御することができる。なお、受信においてＤ／Ａ変換回路を２つ有して直交復調する場合でもＩ信号及びＱ信号を用いることができる。しかし、本実施の形態では、Ｄ／Ａ変換回路が増すため、変復調モデム２０３内で直交復調する構成としている。
【００４２】
また、本実施の形態では、レベル変換部２０２と変復調モデム部２０３との接続を直接行わず、無線制御部２０４に双方向バッファを設け、レベル変換部２０２のマルチプレクサＭＵＸに連動するようにＩ信号とＱ信号のデータを切り替えている。さらに、双方向バッファは送信時に出力データバスとなり、受信時に入力データバスとなるように、入出力制御を行っている。
【００４３】
加えて、本実施の形態に係る無線制御部２０４では、入出力制御と連動するように、ＲＦ送受信部２０１の送受信切替や、変復調モデム部２０３の変復調切替等の制御にも対応している。無線制御部２０４では、基準発振器からなる基準クロックをもとに、ＲＦ制御、入出力制御及びモデム制御のタイミングをタイミング制御で実施している。これにより、本実施の形態では、ＡＲＩＢ−ＳＴＤ−Ｔ７５の通信タイミングに合うように最適化されている。
【００４４】
次に、変復調モデム部２０３は、ＡＳＫ変調、ＱＰＳＫ変調、ＡＳＫ復調、ＱＰＳＫ復調、すべて同時に動作することが可能である。しかしながら、消費電力の削減等により、通信制御と送受信制御に応じて起動するように、各変復調は選択動作している。つまり、無線制御部２０４は、通信制御部２０７からの指令により、変復調する方式をＡＳＫあるいはＱＰＳＫのいずれかを選択するように変復調モデム部２０３に指示する。
【００４５】
次に、送受信を切り替える場合のレベル変換部２０２、変復調モデム部２０３及び無線制御部２０４のタイミングチャートを図５に示す。図５に示すタイミングチャートは、送受信を切り替える場合に、レベル変換部２０２のＤ／Ａ変換及びＡ／Ｄ変換のタイミング（送信側及び受信側サンプリングクロック）、変復調モデム部２０３のＩ信号出力及びＱ信号出力、Ｉ信号入力及びＱ信号入力、無線制御部２０４のデータバスタイミング（送信側及び受信側タイミング信号）及びデータバス信号を示している。なお、図５では、送信のデータバス信号と、受信のデータバス信号とは同一信号である。
【００４６】
まず、レベル変換部２０２、変復調モデム部２０３及び無線制御部２０４は、通信制御部２０７より供給されるリセット信号に対応し、リセット期間中は動作を停止している。さらに、リセット期間中は、不要電波発射を防止するために、送受信切り替えの状態を受信側に設定する。また、リセット期間中は、無線制御部２０４の双方向バッファがハイインピーダンスとなり、レベル変換部２０２と変復調モデム部２０３との入出力衝突を防止して回路保護を行っている。
【００４７】
次に、送信時の動作を説明する。図５に示すように送信時は、送信サンプリングクロックに応じて、変復調モデム部２０３のＩ信号出力及びＱ信号出力の通信パケットが、Ｉ０、Ｉ１、Ｉ２、・・・、Ｉｎ及びＱ０、Ｑ１、Ｑ２、・・・、Ｑｎと時系列に変化する。そのとき、送信サンプリングクロックの２倍以上の送信タイミング信号でデータバスを切り替え、Ｉ信号出力及びＱ信号出力を図５に示すデータバス信号のように同一データバス上に多重化する。レベル変換部２０２では、多重化されたＩ信号及びＱ信号のデータを送信サンプルクロックで切り替え、送信タイミング信号でラッチすることで、レベル変換部２０２のＤ／Ａ変換に入力するＩ信号入力及びＱ信号入力（図５）を得ることができる。上述のように処理することで、本実施の形態では、Ｉ信号及びＱ信号の送信データバスを共用化できる。
【００４８】
次に、受信時の動作を説明する。受信時は、受信サンプリングクロックに応じて、車載器から送信された通信パケットが、Ｉ０ａ、Ｉ１ａ、Ｉ２ａ、・・・、Ｉｎａ及びＱ０ａ、Ｑ１ａ、Ｑ２ａ、・・・、Ｑｎａと時系列に変化する（図示せず）。このとき、図５に示すように受信サンプリングクロックの２倍以上の受信タイミング信号でデータバスを切り替え、Ｉａ信号とＱａ信号とを同一のデータバス上に多重化する。無線制御部２０４では、多重化されたＩａ信号及びＱａ信号のデータを受信サンプルクロックで切り替え、受信タイミング信号でサンプリングすることで変復調モデム部２０３に入力するＩ信号入力及びＱ信号入力（図５）を得ることができる。上述のように処理することで、本実施の形態では、Ｉ信号及びＱ信号の受信データバスを共用化できる。
【００４９】
なお、本実施の形態では、Ｉ信号及びＱ信号の検波は行わず遅延検波を行うため、Ｉ信号又はＱ信号のいずれかのデータを無線制御部２０４で選択して、車載器の送信データを復調する。
【００５０】
以上のように、本実施の形態に係る路車間通信装置では、送受信時に双方向バッファを介してレベル変換部２０２と変復調モデム部２０３を接続すること、及び送受信時のサンプリングクロックの２倍以上のタイミング信号でデータバスを切り替えることでＩ信号及びＱ信号のデータバスを共用化することができる。
【００５１】
本実施の形態に係る路車間通信装置の変形例として、図６に示す路車間通信装置１Ｂが考えられる。図６に示す路車間通信装置１Ｂは、本実施の形態で説明したレベル変換方式を採用しているが、図２に示す路車間通信装置１Ａと同様、路車間通信制御部３００Ｂと路車間通信無線部２００Ｂとを専用Ｉ／Ｆ（光通信Ｉ／Ｆ）２０８，３１０で接続している。具体的に説明すると、図６に示す路車間通信装置１Ｂは、図２に示す路車間通信装置１Ａの構成に、図１に示す路車間通信装置１のＲＦ送受信部２０１、レベル変換部２０２、変復調モデム部２０３、無線制御部２０４、ＤＳＲＣ通信部３０１及び通信管理部３０２の構成を採用している。
【００５２】
以上のように、図６に示す路車間通信装置１Ｂは、図６に示す路車間通信無線部２００Ｂと路車間通信制御部３００Ｂとを専用Ｉ／Ｆ（光通信Ｉ／Ｆ）２０８，３１０で接続することで、路車間通信無線部２００Ｂをより遠くの場所に設置し遠隔操作でき、且つ路車間通信無線部２００Ｂの小型化及び路車間通信制御部３００Ｂの小型化が可能である。
【００５３】
また、本実施の形態に係る路車間通信装置の別の変形例として、図７に示す路車間通信装置１Ｃが考えられる。図７に示す路車間通信装置１Ｃは、本実施の形態で説明した路車間通信無線部２００の構成及びレベル変換方式を採用しているが、図２に示す路車間通信装置１Ａと同様、路車間通信制御部３００Ｃと路車間通信無線部２００Ｃとを専用Ｉ／Ｆ（光通信Ｉ／Ｆ）２０８，３１０で接続している。具体的に説明すると、図７に示す路車間通信装置１Ｃ、図２に示す路車間通信装置１Ａの構成に、図１に示す路車間通信装置１のＲＦ送受信部２０１、レベル変換部２０２、変復調モデム部２０３、無線制御部２０４、無線制御メモリ部２０５、Ｉ／Ｆメモリ部２０６、通信制御部２０７、ＤＳＲＣ通信部３０１、通信管理部３０２及び通信管理メモリ部３０３の構成を採用している。
【００５４】
以上のように、図７に示す路車間通信装置１Ｃは、図７に示す路車間通信無線部２００Ｃと路車間通信制御部３００Ｃとを専用Ｉ／Ｆ（光通信Ｉ／Ｆ）２０８，３１０で接続することで、路車間通信無線部２００Ｃをより遠くの場所に設置し遠隔操作できる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施の形態に係る路車間通信装置の概略図である。
【図２】本発明の実施の形態と比較される路車間通信装置の概略図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る路車間通信無線部の概略図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る直交変調器の概略図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る路車間通信装置のタイミングチャートである。
【図６】本発明の実施の形態に係る路車間通信装置の変形例の概略図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る路車間通信装置の別の変形例の概略図である。
【符号の説明】
【００５６】
１  路車間通信装置、３  外部機器、４  外部電源、１００  アンテナ部、１０１  アンテナ、２００  路車間通信無線部、２０１  ＲＦ送受信部、２０２  レベル変換部、２０３  変復調モデム部、２０４  無線制御部、２０５  無線制御メモリ部、２０６  Ｉ／Ｆメモリ部、２０７  通信制御部、２０８、３１０  専用Ｉ／Ｆ部、３００  路車間通信制御部、３０１  ＤＳＲＣ通信部、３０２  通信管理部、３０３  通信管理メモリ部、３０４  プロトコル変換部、３０５  Ｉ／Ｆメモリ部、３０６  外部通信部、３０７  外部Ｉ／Ｆ部、３０９  アプリケーション、４００  電源部。
【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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【図７】
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