(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スペクトラム拡散通信方式により通信を行う受信装置において、
送信装置は、該送信装置と通信を行う受信装置を選択する条件に対応するパラメータに基づいて、該送信装置におけるパラメータとして、該送信装置の位置情報を設定し、該設定されたパラメータに基づいて拡散符号を生成し、該生成した拡散符号により、送信データを拡散し、送信し、
当該受信装置は、
前記送信装置により送信された信号を受信する受信手段と、
前記条件に対応するパラメータに基づいて、当該受信装置におけるパラメータとして、当該受信装置の位置情報を設定する受信装置パラメータ設定手段と、
前記受信装置パラメータ設定手段により設定されたパラメータに基づいて、逆拡散符号を生成する逆拡散符号生成手段と、
前記受信手段により受信された信号と、前記逆拡散符号生成手段において生成された逆拡散符号との相関演算を行う相関演算手段と、
前記送信装置において生成された拡散符号と、前記逆拡散符号生成手段により生成された逆拡散符号とを比較し、前記拡散符号と前記逆拡散符号の値が一致しないビット列を検出し、前記逆拡散符号において前記検出されたビット列の値を反転したレプリカ拡散符号を作成し、作成したレプリカ拡散符号に基づいて、送信装置の位置情報を検出する位置特定手段と、
前記位置特定手段により検出された送信装置の位置情報に基づいて、所定時間経過後の送信装置の位置を推測する位置推測手段と、
前記相関演算手段による相関演算の結果に基づいて、通信を行う送信装置を選択する選択手段と
を有し、
前記逆拡散符号生成手段は、前記位置推測手段により所定時間経過後の送信装置の位置として推測された位置情報に基づいて、逆拡散符号を生成することを特徴とする受信装置。
【請求項２】
スペクトラム拡散通信方式により通信を行う送信装置と受信装置とを有する無線通信システムにおいて、
前記送信装置は、
当該送信装置と通信を行う受信装置を選択する条件に対応付けられたパラメータに基づいて、自送信装置におけるパラメータとして、当該送信装置の位置情報を設定する送信装置パラメータ設定手段と、
前記送信装置パラメータ設定手段により設定されたパラメータに基づいて、拡散符号を生成する拡散符号生成手段と、
前記拡散符号生成手段において生成された拡散符号により、送信データを拡散し、該拡散した信号を送信する送信手段と
を有し、
前記受信装置は、
前記送信装置により送信された信号を受信する受信手段と、
前記条件に対応付けられたパラメータに基づいて、当該受信装置におけるパラメータとして、当該受信装置の位置情報を設定する受信装置パラメータ設定手段と、
前記受信装置パラメータ設定手段により設定されたパラメータに基づいて、逆拡散符号を生成する逆拡散符号生成手段と、
前記受信手段により受信された信号と、前記逆拡散符号生成手段において生成された逆拡散符号との相関演算を行う相関演算手段と、
前記相関演算の結果に基づいて、所定の閾値よりも高い相関値を有する送信装置を、通信を行う送信装置として選択する選択手段と
を有し、
前記選択手段は、所定の閾値の変化率よりも高い変化率を有する送信装置を選択することを特徴とする無線通信システム。
【請求項３】
請求項２に記載の無線通信システムにおいて、
前記拡散符号生成手段は、前記送信装置の平面位置を示す第１拡散符号と、高さ位置を示す第２拡散符号とを含む拡散符号を生成し、
前記逆拡散符号生成手段は、前記受信装置の平面位置を示す第１逆拡散符号と、高さ位置を示す第２逆拡散符号とを含む逆拡散符号を生成し、
前記相関演算手段は、前記受信手段により受信された信号と、前記第１逆拡散符号と前記第２に逆拡散符号との相関演算を行うことを特徴とする無線通信システム。
【請求項４】
請求項３に記載の無線通信システムにおいて、
前記選択手段は、前記第２拡散符号に基づく相関結果が所定値以下の送信装置を、予め選択対象から除外することを特徴とする無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スペクトラム拡散通信方式を用いて、他の通信装置との間で無線通信を行う送信装置、受信装置及び無線通信システム並びに通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
先進安全自動車(ASV:  Advanced  Safety  Vehicle)の研究開発が行われている。先進安全自動車では、衝突防止や自動運転等を目的に、自動車自体が高度に知能化される。例えば、出合い頭事故、右折事故等に対処するために、車車間通信に関する研究が行われている。
【０００３】
衝突回避を目的とした通信では、時分割多元接続方式により、車両に搭載された通信装置から自車両の位置、速度などの情報がブロードキャストされ、他の車両に搭載された通信装置に受信される。他の車両に搭載された通信装置では、（１）相手局電波捕捉処理、（２）通信データ取り出し処理、（３）論理処理、（４）対象抽出処理が行われる。（１）相手局電波捕捉処理では、相手局の電波を探すためのスキャンが行われ、通信相手固有の周波数の検出、タイミング同期処理、符号相関処理すなわち受信信号の逆拡散が行われる。（２）通信データ取り出し処理では、復調処理、検波処理、デコード処理が行われる。（３）論理処理では、搭載されるアプリケーションによる条件に従って、全相手局データがテーブル化される。（４）対象検出処理では、搭載されるアプリケーション条件に従って、該条件に合致する相手局データの抽出が行われる。
【０００４】
例えば、先進安全自動車において行われる衝突回避を目的とした通信では、各自動車に搭載された通信装置は、他の自動車に搭載された他の通信装置との間でタイミング同期を行う。その結果、車両に搭載された通信装置と、該通信装置により送信される電波が到達する範囲に位置する車両に搭載された通信装置との間で、例えば初期同期捕捉が行われ通信が確立される。そして、各通信装置は、タイミング同期がとれた他の通信装置に対して時分割でデータ送信を行う。各通信装置は、通信装置毎に割り当てられた通信時間スロットで、データ送信を行う。具体的には、通信装置は、自車両に割り当てられた固有の拡散符号により、フレーム化されたデータ（位置情報、走行速度情報）を拡散し送信する。他の通信装置は、上述したように、相手局電波捕捉処理、通信データ取り出し処理、論理処理、対象抽出処理を行う。これらの処理のうち、論理処理では、各通信装置を搭載する自動車毎に、位置データ及び／又は速度データがテーブル化される。対象抽出処理では、例えば、位置データ及び／又は速度データがソートされ、ある条件に従って対象となる車両が抽出される。例えば、自車両と衝突しそうな車両、具体的には自車両の周辺に位置し、速度ベクトルが交差する車両が特定される。その後、特定された車両と通信が行われ、その車両の動きを追うことにより衝突が回避される。
【特許文献１】特開平１１−１４５９３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した背景技術には以下の問題がある。
【０００６】
通信確立プロセスを、電波の到達する全ての相手（通信装置）と実行せざるを得ない問題がある。具体的には、車両に搭載された通信装置は、該車両の周辺に位置する他の車両に搭載された他の通信装置のうち電波が届く通信装置との通信処理、例えば上述した（１）及び（２）の処理が必要となり、通信量が多く時間がかかる問題がある。すなわち、自車両と通信を行うべき車両を特定するまでに時間を要する。この問題は、自車両の周辺に位置する車両が増大した場合に顕著となる。例えば、１フレームがＮスロット（Ｎは、Ｎ＞０の整数）により構成され、このＮスロットが各車両に割り当てられる場合には、１フレームの送信時間の間にＮ台の車両の位置、走行速度を検出できる。従って、スロット数を増加させることができれば検出できる車両の数を増加させることは可能である。しかし、確保できる伝送速度には限度があるため、スロット数をある数以上に増加させることはできない。また、スロット数を増加させた場合、自車両の周辺に位置する車両の情報の検出までにかかる時間は長くなり、自車両に衝突しそうな車を特定するまでに要する時間が長くなる。
【０００７】
例えば、交差点、立体交差、高架平行路などの環境で、自車両の周辺に非常に多くの車両、例えば５台−２００台程度の車両が存在する場合、それら自車両の周辺に存在する車両の中から瞬時、具体的にはシステムにより許容される数百ｍｓ以内に、衝突しそうな車両を特定し、通信を確立するのは困難である。現状の一般的な通信方法、例えば数１０ｂｐｓ−１Ｍｂｐｓでは、数秒程度必要とされる。このため、１０００局程度の通信を想定しているＡＳＶにおける衝突回避を目的としたアプリケーションでは処理が間に合わない。
【０００８】
また、例えば、通信速度を高速化することで解決しようとすると、移動体通信では実現困難なレベルが要求される。具体的には２０Ｍｂｐｓ程度の通信速度が要求される。この通信速度は、外乱、例えばノイズ、電波強度の変化が多い移動体通信では現実的ではない。また、コストアップの要因となり好ましくない。
【０００９】
また、車両に搭載された通信装置は、該車両の周辺に位置する他の車両に搭載された他の通信装置のうち、通信可能な通信装置から、アプリケーションが必要とする相手局を抽出する処理、例えば上述した（３）及び（４）の処理が必要であり、データ量、演算処理量が多く時間がかかる問題がある。これらの処理は、ハードウエアのリソース、例えばメモリ、演算処理能力への要求が高い。また、コストアップの要因となる。また、通信の必要、不要にかかわらず、周辺に位置する他の車両に搭載された他の通信装置との通信確立プロセスが完了してからの処理であるため、処理完了までに時間がかかる。
【００１０】
上述したように、現状では、車車間通信において、システムにより許容される時間内に、衝突しそうな車両のみを検出し通信を確立するのは困難である。図１に示すように、例えば、車両Ｂは、自車両Ｂと衝突しそうな車両Ｃのみを検出し通信を確立するのは困難である。上述した通信速度を改善する以外には、例えば、車両Ｂにミリ波レーダを搭載し、該ミリ波レーダにより発射された電波の跳ね返りを検出することにより、車両の位置関係を把握することは可能であるが、その把握された車両の方位やその速度まで検出することは困難である。検出できるのは相対距離のみである。
【００１１】
また、車両ＢにＧＰＳを搭載し、自車両の位置情報を無線で他の車両に通知することも可能である。しかし、このようにする場合には、車両を識別するためのＩＤが必要になり、全車両に識別ＩＤを割り当てるのは困難である。また、例えば、携帯電話などの通信システムを適用するようにした場合には、車両間を識別するＩＤを割り振る必要があるが、ＩＤには数に限りがあるため、全車両にＩＤを割り振るのは不可能である。そのため、基地局でＩＤを割り振るようにすることも考えられるが、インフラの整備が必要となり、高コストとなる。
【００１２】
上述したようなスペクトラム拡散通信方式を適用した通信装置において、同期補足にかかる時間を短縮したスペクトラム拡散受信機が開示されている（例えば、特許文献１参照）。このスペクトラム拡散受信機では、ＰＮ信号を大きなサーチステップで初期捕捉し、次いで小幅なサーチステップで相関のピーク位置を検出する。
【００１３】
しかし、車両に搭載された通信装置により送信される電波が到達する範囲に位置する全ての車両に搭載された通信装置との間で初期同期捕捉を行う必要があり、システムにより許容される間に、通信を確立した上で、自車両に衝突しそうな車を特定するのは不可能である。
【００１４】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、複数の通信装置から通信を行う必要がある通信装置を特定するまでの時間を短縮できる送信装置、受信装置及び無線通信システム並びに通信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】
【００１５】
上記課題を解決するため、本発明の送信装置は、
スペクトラム拡散通信方式により通信を行う送信装置において、
自送信装置と通信を行う受信装置を選択する条件と、該条件に対応するパラメータとが設定され、
自送信装置におけるパラメータを設定する送信装置パラメータ設定手段と、
前記送信装置パラメータ設定手段により設定されたパラメータに基づいて、拡散符号を生成する拡散符号生成手段と、
前記拡散符号生成手段において生成された拡散符号により、送信データを拡散し、該拡散した信号を送信する送信手段と
を有することを特徴の１つとする。
【００１６】
このように構成することにより、通信相手を選択（選局）する上での条件における自局側のパラメータ（値）をＰＮ符号（拡散符号）に変換し、該拡散符号によりスペクトラム拡散方式により拡散送信できる。
【００１７】
また、別の構成では、
前記送信装置パラメータ設定手段は、自送信装置のパラメータとして、自送信装置の位置情報を設定するように構成される。
【００１８】
このように構成することにより、通信相手を選択（選局）する上での条件に対する自局側のパラメータ（値）として位置情報を設定し、該位置情報をＰＮ符号（拡散符号）に変換し、該拡散符号によりスペクトラム拡散方式により拡散送信できる。
【００１９】
本発明の他の送信装置は、
スペクトラム拡散通信方式により通信を行う送信装置において、
自送信装置と通信を行う受信装置との間で同期をとる同期手段と、
自送信装置の位置情報に基づいて、拡散符号を生成する拡散符号生成手段と、
前記拡散符号生成手段において生成された拡散符号により、送信データを拡散し、該拡散した信号を送信する送信手段と
を有し、
前記拡散符号生成手段は、自送信装置の位置情報に基づいて、前記受信装置と同期して、拡散符号を生成することを特徴の１つとする。
【００２０】
このように構成することにより、受信装置と同期させて、位置情報を拡散符号に変換することが可能である。
【００２１】
本発明の受信装置は、
スペクトラム拡散通信方式により通信を行う受信装置において、
送信装置は、該送信装置と通信を行う受信装置を選択する条件に対応するパラメータに基づいて、該送信装置におけるパラメータを設定し、該設定されたパラメータに基づいて、拡散符号を生成し、生成した拡散符号により、送信データを拡散し、送信し、
前記送信装置により送信された信号を受信する受信手段と、
前記条件に対応するパラメータに基づいて、自受信装置におけるパラメータを設定する受信装置パラメータ設定手段と、
前記受信装置パラメータ設定手段により設定されたパラメータに基づいて、逆拡散符号を生成する逆拡散符号生成手段と、
前記受信手段により受信された信号と、前記逆拡散符号生成手段において生成された逆拡散符号との相関演算を行う相関演算手段と、
前記相関演算の結果に基づいて、通信を行う送信装置を選択する選択手段と
を有することを特徴の１つとする。
【００２２】
このように構成することにより、送信装置が、通信相手を選択（選局）する上での条件に対するパラメータの自局側の値をＰＮ符号（拡散符号）に変換し、該拡散符号によりスペクトラム拡散方式により拡散送信したデータと、自受信装置における条件に対するパラメータに基づいて求めたＰＮ符号（逆拡散符号）との相関演算に基づいて、通信の確立前に、通信を行う通信装置（送信装置）を選択できる。
【００２３】
また、別の構成では、
前記送信装置は、自送信装置のパラメータとして、自送信装置の位置情報を設定し、
前記受信装置パラメータ設定手段は、自受信装置のパラメータとして、自受信装置の位置情報を設定するように構成される。
【００２４】
このように構成することにより、送信装置が、通信相手を選択（選局）する上での条件に対するパラメータとして位置情報を設定し、該位置情報をＰＮ符号（拡散符号）に変換し、該拡散符号によりスペクトラム拡散方式により拡散送信したデータと、自受信装置が条件に対するパラメータとして設定した位置情報に基づいて求めたＰＮ符号（逆拡散符号）との相関演算に基づいて、通信の確立前に、通信を行う通信装置（送信装置）を選択できる。
【００２５】
また、別の構成では、
前記相関演算手段は、前記送信装置において生成された拡散符号と、前記逆拡散符号生成手段により生成された逆拡散符号とを比較し、その値が一致しないビット列を検出し、前記逆拡散符号において前記検出されたビット列の値を反転したレプリカ拡散符号を作成し、作成したレプリカ拡散符号に基づいて、送信装置の位置情報を検出する位置特定手段
を有するように構成される。
【００２６】
このように構成することにより、送信装置からの送信データと、自受信装置において生成した逆拡散符号に基づいて、送信装置の位置情報を推定できる。
【００２７】
また、別の構成では、
前記位置特定手段により検出された送信装置の位置情報に基づいて、所定時間経過後の送信装置の位置を推測する位置推測手段
を有し、
前記逆拡散符号生成手段は、所定時間経過後の送信装置の位置として推測された位置情報に基づいて、逆拡散符号を生成するように構成される。
【００２８】
このように構成することにより、推定された位置情報基づいて逆拡散符号を生成することができる。すなわち、受信された信号と、生成された逆拡散符号との相関演算を行うことなく、言い換えれば送信装置を選択する必要なく、特定の送信装置を継続して検出できる。
【００２９】
本発明の他の受信装置は、
スペクトラム拡散通信方式により通信を行う受信装置において、
自受信装置と同期している送信装置は、該送信装置の位置情報に基づいて、前記受信装置と同期して、拡散符号を生成し、生成された拡散符号により、送信データを拡散し、該拡散した信号を送信し、
自受信装置と通信を行う送信装置との間で同期をとる同期手段と、
前記送信装置により送信された信号を受信する受信手段と、
自受信装置の位置情報に基づいて、逆拡散符号を生成する逆拡散符号生成手段と、
前記受信手段により受信された信号と、前記逆拡散符号生成手段において生成された逆拡散符号との相関演算を行う相関演算手段と、
前記相関演算の結果に基づいて、通信を行う送信装置を選択する選択手段と
を有し、
前記逆拡散符号生成手段は、自受信装置の位置情報に基づいて、前記送信装置と同期して、逆拡散符号を生成することを特徴の１つとする。
【００３０】
このように構成することにより、送信装置と同期して、位置情報に基づく逆拡散符号を生成することが可能である。
【００３１】
本発明の無線通信システムは、
スペクトラム拡散通信方式により通信を行う送信装置と受信装置とを有する無線通信システムにおいて、
前記送信装置は、
自送信装置と通信を行う受信装置を選択する条件に対応付けられたパラメータに基づいて、自送信装置におけるパラメータを設定する送信装置パラメータ設定手段と、
前記送信装置パラメータ設定手段により設定されたパラメータに基づいて、拡散符号を生成する拡散符号生成手段と、
前記拡散符号生成手段において生成された拡散符号により、送信データを拡散し、該拡散した信号を送信する送信手段と
を有し、
前記受信装置は、
前記送信装置により送信された信号を受信する受信手段と、
前記条件に対応付けられたパラメータに基づいて、自受信装置におけるパラメータを設定する受信装置パラメータ設定手段と、
前記受信装置パラメータ設定手段により設定されたパラメータに基づいて、逆拡散符号を生成する逆拡散符号生成手段と、
前記受信手段により受信された信号と、前記逆拡散符号生成手段において生成された逆拡散符号との相関演算を行う相関演算手段と、
前記相関演算の結果に基づいて、通信を行う送信装置を選択する選択手段と
を有することを特徴の１つとする。
【００３２】
このように構成することにより、送信装置及び受信装置それぞれ、通信を行う条件に基づく自装置側の値をＰＮ符号（拡散符号）に変換でき、送信装置において生成された拡散符号と受信装置において生成された逆拡散符号との相関結果に応じて、通信を確立する前に、通信相手を選択することができる。
【００３３】
また、別の構成では、
前記送信装置パラメータ設定手段は、自送信装置のパラメータとして、自送信装置の位置情報を設定し、
前記受信装置パラメータ設定手段は、自受信装置のパラメータとして、自受信装置の位置情報を設定するように構成される。
【００３４】
このように構成することにより、送信装置及び受信装置それぞれ、位置情報をＰＮ符号に変換でき、送信装置において生成された拡散符号と受信装置において生成された逆拡散符号との相関結果に応じて、通信を確立する前に、通信相手を選択することができる。
【００３５】
また、別の構成では、
前記選択手段は、所定の閾値よりも高い相関値を有する送信装置を選択するように構成される。
【００３６】
このように構成することにより、相関値が高い送信装置を選択することができ、送信装置と受信装置との距離が近いものを特定して、選択することができる。
【００３７】
また、別の構成では、
前記選択手段は、所定の閾値の変化率よりも高い変化率を有する送信装置を選択するように構成される。
【００３８】
このように構成することにより、相関値の変化率が高い送信装置を選択することができ、受信装置に接近してくる送信装置を特定して選択することができる。
【００３９】
また、別の構成では、
前記拡散符号生成手段は、自送信装置の平面位置を示す第１拡散符号と、高さ位置を示す第２拡散符号とを含む拡散符号を生成し、
前記逆拡散符号生成手段は、自受信装置の平面位置を示す第１逆拡散符号と、高さ位置を示す第２逆拡散符号とを含む逆拡散符号を生成し、
前記相関演算手段は、前記受信手段により受信された信号と、前記第１逆拡散符号と前記第２に逆拡散符号との相関演算を行うように構成される。
【００４０】
このように構成することにより、送信装置と受信装置との高低差を考慮して、通信対象となる送信装置を選択することができる。
【００４１】
また、別の構成では、
前記選択手段は、前記第２拡散符号に基づく相関結果が所定値以下の送信装置を、予め選択対象から除外するように構成される。
【００４２】
このように構成することにより、送信装置と受信装置との高低差を考慮して、通信対象となる送信装置を選択することができる。
【００４３】
本発明の他の無線通信システムは、
スペクトラム拡散通信方式により通信を行う送信装置と受信装置とを有する無線通信システムにおいて、
前記送信装置は、
自送信装置と通信を行う受信装置との間で同期をとる同期手段と、
自送信装置の位置情報に基づいて、前記受信装置と同期して、拡散符号を生成する拡散符号生成手段と、
前記拡散符号生成手段において生成された拡散符号により、送信データを拡散し、該拡散した信号を送信する送信手段と
を有し、
前記受信装置は、
自受信装置と通信を行う送信装置との間で同期をとる同期手段と、
前記送信装置により送信された信号を受信する受信手段と、
自受信装置の位置情報に基づいて、前記送信装置と同期して、逆拡散符号を生成する逆拡散符号生成手段と、
前記受信手段により受信された信号と、前記逆拡散符号生成手段において生成された逆拡散符号との相関演算を行う相関演算手段と、
前記相関演算の結果に基づいて、通信を行う送信装置を選択する選択手段と
を有することを特徴の１つとする。
【００４４】
このように構成することにより、送信装置と受信装置と同期させることができ、同期した時点の位置情報を拡散符号、逆拡散符号に変換できる。
【００４５】
また、別の構成では、
拡散符号及び逆拡散符号は周期性を有し、該拡散符号及び逆拡散符号の位相と位置とが予め対応付けられ、
前記拡散符号生成手段は、前記送信装置の位置情報に対応付けられた拡散符号の位相に基づいて、拡散符号を生成し、
前記逆拡散符号生成手段は、前記受信装置の位置情報に対応付けられた逆拡散符号の位相に基づいて、逆拡散符号を生成するように構成される。
【００４６】
また、別の構成では、
前記拡散符号及び逆拡散符号は、空間的な位置と一対一に対応するように構成される。
【００４７】
また、別の構成では、
前記位置と対応付けられた拡散符号及び逆拡散符号は、位相のみが異なり、その並びは同じであるように構成される。
【００４８】
また、別の構成では、
前記同期手段は、ＧＰＳ時間により同期をとるように構成される。
【００４９】
例えば、ＧＰＳから送信されるＰＰＳ信号と同期させることができる。
【００５０】
また、別の構成では、
前記同期手段は、位相の変動を前記ＧＰＳから得られる情報に基づいて追従させることにより同期保持を行うように構成される。
【００５１】
また、別の構成では、
前記選択手段は、自受信装置により生成された逆拡散符号と前記送信装置において生成された拡散符号との位相差に基づいて、通信を行う送信装置を選択するように構成される。
【００５２】
また、別の構成では、
前記送信装置は、前記送信装置の位置情報の解像度を調節する送信装置解像度調節手段
を有し、
前記受信装置は、前記受信装置の位置情報の解像度を調節する受信装置解像度調節手段
を有するように構成される。
【００５３】
このように構成することにより符号長を減少させることができる。
【００５４】
また、別の構成では、
前記位置情報は、その原点が電子基準点であるように構成される。
【００５５】
このように構成することにより、符号長を抑えることができる。
【００５６】
本発明の通信方法は、
スペクトラム拡散通信方式により通信を行う送信装置と受信装置とを有する無線通信システムにおける通信方法において、
前記送信装置が、自送信装置と通信を行う受信装置を選択する条件に対応付けられたパラメータに基づいて、自送信装置におけるパラメータを設定する送信装置パラメータ設定ステップと、
前記送信装置が、前記送信装置パラメータ設定ステップにより設定されたパラメータに基づいて、拡散符号を生成する拡散符号生成ステップと、
前記送信装置が、前記拡散符号生成ステップにおいて生成された拡散符号により、送信データを拡散し、該拡散した信号を送信する送信ステップと、
前記受信装置が、前記送信装置により送信された信号を受信する受信ステップと、
前記受信装置が、前記条件に対応付けられたパラメータに基づいて、自受信装置におけるパラメータを設定する受信装置パラメータ設定ステップと、
前記受信装置が、前記受信装置パラメータ設定ステップにより設定されたパラメータに基づいて、逆拡散符号を生成する逆拡散符号生成ステップと、
前記受信装置が、前記受信ステップにより受信された信号と、前記逆拡散符号生成ステップにおいて生成された逆拡散符号との相関演算を行う相関演算ステップと、
前記受信装置が、前記相関演算の結果に基づいて、通信を行う送信装置を選択する選択ステップと
を有することを特徴の１つとする。
【００５７】
このようにすることにより、送信装置及び受信装置それぞれ、通信を行う条件に基づく自装置側の値をＰＮ符号（拡散符号）に変換でき、送信装置において生成された拡散符号と受信装置において生成された逆拡散符号との相関結果に応じて、通信を確立する前に、通信相手を選択することができる。
【００５８】
本発明の他の通信方法は、
スペクトラム拡散通信方式により通信を行う送信装置と受信装置とを有する無線通信システムにおける通信方法において、
前記送信装置と前記受信装置との間で同期をとる同期ステップと、
前記送信装置が、自送信装置の位置情報に基づいて、前記受信装置と同期して、拡散符号を生成する拡散符号生成ステップと、
前記送信装置が、前記拡散符号生成手段において生成された拡散符号により、送信データを拡散し、該拡散した信号を送信する送信ステップと、
前記受信装置が、前記送信装置により送信された信号を受信する受信ステップと、
前記受信装置が、自送信装置の位置情報に基づいて、前記送信装置と同期して、逆拡散符号を生成する逆拡散符号生成ステップと、
前記受信ステップにより受信された信号と、前記逆拡散符号生成ステップにおいて生成された逆拡散符号との相関演算を行う相関演算ステップと、
前記受信装置が、前記相関演算の結果に基づいて、通信を行う送信装置を選択する選択ステップと
を有することを特徴の１つとする。
【００５９】
このように構成することにより、送信装置と受信装置と同期させることができ、同期した時点の位置情報を拡散符号、逆拡散符号に変換できる。
【発明の効果】
【００６０】
本発明の実施例によれば、複数の通信装置から通信を行う必要がある通信装置を特定するまでの時間を短縮できる送信装置、受信装置及び無線通信システム並びに通信方法を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６１】
次に、本発明を実施するための最良の形態を、以下の実施例に基づき図面を参照しつつ説明する。
【００６２】
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を用い、繰り返しの説明は省略する。
【００６３】
（第１の実施例）
本発明の第１の実施例に係る無線通信システムについて、図２を参照して説明する。本実施例に係る無線通信システムは、送信装置１００と受信装置２００とを備える。送信装置１００及び受信装置２００は、例えば車両に搭載される。例えば、送信装置１００及び送信装置２００を有する通信装置を車両に搭載するようにしてもよい。また、送信装置１００及び受信装置２００の一方を車両に搭載するようにしてもよい。本実施例では、説明の便宜のため、送信装置１００から送信される信号が、該送信装置１００が搭載された車両以外の車両に搭載された受信装置２００により受信される場合について説明する。
【００６４】
本実施例に係る送信装置１００と受信装置２００は、スペクトラム拡散通信方式により無線通信を行う。また、送信装置１００と受信装置２００との間では、お互いに通信を行う装置を選択するための条件と、該条件に対応するパラメータが設定される。
【００６５】
本実施例に係る送信装置１００について説明する。
【００６６】
本実施例に係る送信装置１００は、拡散符号生成部１０２と、拡散処理部１０４と、変調処理部１０６と、局部発振器１０８と、電力増幅部１１０とを備える。
【００６７】
拡散符号生成部１０２には、通信相手を選択（選局）するための条件に対応する自送信装置１００のパラメータ（符号化情報）が入力される。例えば、衝突回避を目的（条件）とした車車間通信においては、通信相手を選択するためのパラメータとしては、自送信装置１００が搭載された車両の位置情報が好ましい。また、対向車を認識することを目的（条件）とする観点からは、自送信装置１００が搭載された車両の車速情報が好ましい。
【００６８】
拡散符号生成部１０２は、入力されたパラメータに基づいて拡散符号を生成し、生成した拡散符号を拡散処理部１０４に入力する。拡散符号には、自己相関特性が高く、相互相関特性が低いことが要求される。拡散処理部１０４は、入力された拡散符号により送信データを拡散し、変調処理部１０６に入力する。変調処理部１０６は、局部発振器１０８により入力される搬送波により、拡散処理された信号に対しキャリア変調を行い、電力増幅部１１０に入力する。電力増幅部１１０は、入力された信号に対し電力増幅を行い、送信する。
【００６９】
本実施例に係る受信装置２００について説明する。
【００７０】
本実施例に係る受信装置２００は、ＲＦ（Radio  Frequency）増幅部２０２と、周波数変換部２０４と、局部発振器２０６と、逆拡散符号生成部２０８と、相関演算部２１０と、選択部２１２とを備える。
【００７１】
送信装置１００により送信された信号は、ＲＦ増幅部２０２により増幅され、周波数変換部２０４に入力される。周波数変換部２０４では、増幅されたＲＦ信号に対し、局部発振器２０６により入力された搬送波により周波数変換が行われベースバンド信号に変換され、該ベースバンド信号は相関処理部２１０に入力される。
【００７２】
一方、逆拡散符号生成部２０８には、通信相手を選択（選局）するための条件に対応する自受信装置２００のパラメータが入力される。例えば、衝突回避を目的とした車車間通信においては、通信相手を選択するためのパラメータとしては、自受信装置２００の搭載された車両の位置情報が好ましい。また、対向車を認識することを目的（条件）とする観点からは、自送信装置１００が搭載された車両の車速情報が好ましい。
【００７３】
逆拡散符号生成部２０８は、入力されたパラメータに基づいて逆拡散符号を生成し、生成した逆拡散符号を相関演算部２１０に入力する。ここで行われる処理は、上述した拡散符号生成部１０２と同様のアルゴリズムで行われる。
【００７４】
相関演算部２１０は、入力されたベースバンド信号と逆拡散符号生成部２０８により入力された逆拡散符号との相関演算を行い、相関度を求める。相関演算部２１０は、求めた相関度を選択部２１２に入力する。例えば、相関演算部２１０は、マッチドフィルタにより構成される。
【００７５】
選択部２１２は、入力された相関度に基づいて、その相関度が予め決定される所定の相関度閾値以上であるか否かに基づいて、送信装置１００と通信を行う必要があるか否かを判断する。相関演算部２１０からの出力は、ベースバンド信号と逆拡散符号との相関性が高い場合、すなわち両信号の類似性が高い場合に大きくなる。選択部２１２は、通信を行う必要のある送信装置に対して必要とされる相関度を相関度閾値として予め決定し、その相関度閾値に基づいて判定を行う。
【００７６】
従来のスペクトラム拡散方式が適用される通信システムでは、送信装置１００と受信装置２００との間では、既知の拡散符号が使用され、１００％の相関度を有する送信装置のみと通信が行われ、この拡散符号を変更することは行われていない。本実施例では、通信相手を選択（選局）するための自装置のパラメータに基づいて生成された拡散符号を用いることにより、使用する拡散符号を変化させる。このようにすることにより、相関値（度）の演算の時点で、すなわち送信装置１００と受信装置２００との通信の確立が行われる前に通信相手を選択することができる。また、通信相手となる送信装置を選択する場合に、通信確立処理／データ授受処理／選択基準によるテーブル化ツールにより、各通信装置を搭載する自動車毎に、位置データ及び／又は速度データのテーブルを作成する処理を不要にできるため、通信すべき送信装置を特定する時間を短縮できる。
【００７７】
次に、本実施例に係る無線通信システムにおける通信方法について、図３を参照して説明する。
【００７８】
送信装置１００は、通信相手を選択するための条件に対応するパラメータに基づいて、自送信装置１００におけるパラメータ（値）を求める（ステップＳ３０２）。
【００７９】
送信装置１００は、求めたパラメータに基づいて拡散符号を生成する（ステップＳ３０４）。
【００８０】
送信装置１００は、生成した拡散符号により送信データを拡散し（ステップＳ３０６）、送信する（ステップＳ３０８）。
【００８１】
一方、受信装置２００は、通信相手を選択するための条件に対応するパラメータに基づいて、自受信装置２００におけるパラメータ（値）を求める（ステップＳ３１０）。
【００８２】
受信装置２００は、求めたパラメータに基づいて逆拡散符号を生成する（ステップＳ３１２）。
【００８３】
受信装置２００は、送信装置１００により送信されたデータを受信する（ステップＳ３１４）。
【００８４】
受信装置２００は、受信したデータと、生成した逆拡散符号との相関を求める（ステップＳ３１６）。
【００８５】
受信装置２００は、求められた相関値に基づいて、該送信装置１００と通信を行うか否かを決定する（ステップＳ３１８）。
【００８６】
本実施例においては、拡散処理部１０４により送信データが拡散符号により拡散され、変調処理部１０６によりデジタル変調される場合について説明したが、デジタル変調された後に拡散符号により拡散するようにしてもよい。
【００８７】
（第２の実施例）
次に、本発明の第２の実施例に係る無線通信システムについて、図４を参照して説明する。本実施例に係る無線通信システムは、上述した実施例において、通信相手を選択するための条件に対応するパラメータとして、位置情報を適用したものである。
【００８８】
本実施例に係る送信装置１００について説明する。
【００８９】
本実施例に係る送信装置１００は、拡散符号生成部１０２と、拡散処理部１０４と、変調処理部１０６と、局部発振器１０８と、電力増幅部１１０と、位置検出部１１２とを備える。
【００９０】
位置検出部１１２は、自送信装置１００が搭載された車両の位置を検出し、検出した位置情報を拡散符号生成部１０２に入力する。例えば、位置検出部１１２は、ＧＰＳ受信装置により構成され、複数の人工衛星から送信されるＧＰＳ信号を受信して、自送信装置１００が搭載された車両の位置を計測する。また、速度を計測するようにしてもよい。
【００９１】
拡散符号生成部１０２は、入力された位置情報に基づいて拡散符号を生成し、生成した拡散符号を拡散処理部１０４に入力する。拡散符号には、自己相関特性が高く、相互相関特性が低いことが要求される。本実施例において使用される送信装置１００及び受信装置２００により使用される拡散符号には、位置が近いほどビットの違いが小さく、位置が遠いほどビットの違いが大きいことが要求される。拡散処理部１０４は、入力された拡散符号により、送信データを拡散し、変調処理部１０６に入力する。変調処理部１０６は、局部発振器１０８により入力される搬送波により、拡散処理された信号に対しキャリア変調を行い、電力増幅部１１０に入力する。電力増幅部１１０は、入力された信号に対し電力増幅を行い、送信する。
【００９２】
本実施例に係る受信装置２００について説明する。
【００９３】
本実施例に係る受信装置２００は、ＲＦ増幅部２０２と、周波数変換部２０４と、局部発振器２０６と、逆拡散符号生成部２０８と、相関演算部２１０と、選択部２１２と、復調部２１４と、位置特定部２１６と、位置検出部２１８とを備える。
【００９４】
送信装置１００により送信された信号は、ＲＦ増幅部２０２により増幅され、周波数変換部２０４に入力される。周波数変換部２０４では、局部発振器２０６により入力された搬送波により、周波数変換を行い、ベースバンド信号に変換し、相関演算部２１０に入力する。
【００９５】
一方、位置検出部２１８は、自受信装置２００が搭載された車両の位置を検出し、検出した位置情報を逆拡散符号生成部２０８に入力する。例えば、位置検出部２１８は、ＧＰＳ受信装置により構成され、複数の人工衛星から送信されるＧＰＳ信号を受信して、自受信装置２００が搭載された車両の位置や速度を計測する。
【００９６】
逆拡散符号生成部２０８は、入力された位置情報に基づいて逆拡散符号を生成し、生成した逆拡散符号を相関演算部２１０に入力する。ここで行われる処理は、上述した拡散符号生成部１０２と同様のアルゴリズムで行われる。
【００９７】
相関演算部２１０は、入力されたベースバンド信号と、入力された逆拡散符号との相関演算を行い、この結果を選択部２１２に入力する。例えば、相関演算部２１０は、マッチドフィルタにより構成される。例えば、相関演算部２１０では、自受信装置２００の周辺に位置する送信装置１００からの受信信号と、自受信装置２００の位置に基づいて生成した逆拡散符号との相関演算が行われる。送信装置１００から送信される信号は送信装置１００の位置情報に基づいて生成された拡散符号により拡散され、受信装置２００により生成された逆拡散符号は受信装置２００の位置情報に基づいて生成された符号である。このため、送信装置１００の位置と受信装置２００の位置が近いほど、両符号の類似性が高くなるため、相関度が高くなる。
【００９８】
選択部２１２は、入力された相関度に基づいて、その相関度が予め決定される所定の閾値（相手局選択閾値）以上であるか否かに基づいて、送信装置１００と通信を行う必要があるか否かを判断する。例えば、単に周辺車両のみを抽出する周辺監視を行うことを目的（条件）とする場合、具体的には、一定距離内の相手局（車両）との通信に限定することを目的（条件）とする場合には、相手局選択閾値は、自車から条件とした距離内、言い換えれば、自車から条件とした距離に相当する相関度以上であるか否かに基づいて、判断される。このようにすることにより、受信装置２００との距離が近い送信装置を特定して選択できる。さらに、相手局との距離が減少中、言い換えれば、相関度が増加中であるか否かに基づいて、判断することにより、接近中の車両に限定することができる。
【００９９】
また、例えば、出合い頭衝突などの衝突回避を行うことを目的（条件）とする場合、具体的には、自車と衝突する虞がある相手局（車両）との通信に限定することを目的（条件）とする場合には、自車から条件とした距離内でかつ距離が減少中、言い換えれば、自車から条件とした距離に相当する相関度以上で、相関度が増加傾向であるか否かに基づいて判断される。すなわち、自車からの距離により、相手局を絞り込み、検出する。相関度の時間変化は、相対速度に比例するので、該車両について相関度の増減から相対速度を検出できる。その後、選択部２１２は、例えばアプリケーションにより、位置（距離）と速度（相対速度）から、自車と軌跡が交差する車両を検出する。
【０１００】
また、例えば、高速道路での後側方死角支援に適用することを目的（条件）とする場合、具体的には、複数レーンの道路で車両同士の接触防止を図るために対象車両を抽出することを目的（条件）とする場合には、自車から条件とした距離内であるか否かに基づいて判断される。そして、自車から条件とした距離内である車両について、相関度の増減から相対速度を検出する。相関度の時間変化は、相対速度に比例するので、該車両について相関度の増減から相対速度を検出できる。その後、選択部２１２は、例えばアプリケーションにより、速度ベクトルが自車の速度ベクトルから条件の範囲内の車両を検出する
例えば、周辺監視により、単に周辺車両のみを抽出する場合には、受信装置２００の周辺に複数の車両が存在し、それら複数の車両に搭載された各送信装置から信号が送信された場合、相関演算部２１０から各送信装置に対応する相関度が得られる。選択部２１２は、これら複数の相関度から予め決定される相手局判定閾値以上となる相関度を有する送信装置を選択する。具体的には、受信装置２００の周辺に１０台の車両が存在し、それら１０台の車両に搭載された送信装置１００から信号が送信された場合、図５に示すように、１０個の相関度が得られる。このような場合、選択部２１２は、相手局選択閾値以上である相関度となる送信装置、具体的には、ピーク（４）、（５）及び（７）に対応する送信装置を選択する。その後、選択された送信装置との間で通信確立が行われる。選択部２１２は、通信を行う必要があると判断した送信装置１００に対応する受信信号、逆拡散符号を復調部２１４及び位置特定部２１６に入力する。
【０１０１】
復調部２１４は、選択された送信装置１００から送信された信号の復調を行う。復調部２１４は、逆拡散符号生成部２０８において生成した逆拡散符号と、送信装置１００により送信された信号に使用された拡散符号とを比較し、異なるビットを特定する。そして、復調部２１４は、逆拡散符号に対して、特定されたビットを反転させることにより、送信装置１００により生成された拡散符号を推定する。復調部２１４は、推定した拡散符号（送信装置１００の拡散符号のレプリカ）により受信信号の復調を行う。その結果、送信装置１００からの送信データが得られる。例えば、図６に示すように、自受信装置２００により生成した逆拡散符号と、受信信号から得られた拡散符号とを比較し、異なるビット位置（ビットＮｏ．）を特定する。送信装置１００が搭載された車両が、受信装置２００が搭載された車両の近傍にいる場合には、両装置の位置が非常に近いので、ＰＮ符号が最下位のビット（LSB:  Least  Significant  Bit）から数ビットしか変わらない状況もあり得る。図６には、２進数で表現された拡散符号の系列のうち、最下位のビット（LSB:  Least  Significant  Bit）と、最下位のビットから２番目のビットが異なる場合を示す。そして、図７に示すように、自受信装置により生成した逆拡散符号において、異なるビット位置の符号を反転させ、送信装置１００の拡散符号のレプリカを生成する。このように、異なるビットを反転することにより、送信装置１００により使用された符号となる。復調部２１４は、生成した送信装置１００の拡散符号のレプリカにより受信信号を逆拡散し、データの復調を行う。
【０１０２】
位置特定部２１６は、復調部２１４と同様の処理により、送信装置１００の拡散符号のレプリカを求める。位置特定部２１６は、求めた送信装置１００の拡散符号のレプリカに基づいて、送信装置１００の位置を計算する。例えば、位置特定部２１６は、送信装置１００の拡散符号のレプリカに基づいて、上述した逆拡散符号生成部２０８において行われる処理と逆の処理を行うことにより、拡散符号のレプリカから位置を検出する。また、位置特定部２１６は、定期的に入力される送信装置１００の拡散符号のレプリカに基づいて、位置の変化量を求め、移動速度を求めるようにしてもよい。このようにすることにより、変調処理及び復調処理を行うことなく、その前の段階、例えば信号検出処理の時点で、送信装置１００の位置を検出することができる。
【０１０３】
通信を行う必要のある送信装置１００が搭載された車両が移動中である場合には、該通信装置１００により使用される拡散符号が移動により変更されるので、受信装置２００では、その拡散符号の変更に追従して逆拡散符号を生成する必要がある。この場合、上述したように拡散符号のレプリカを生成するようにしてもよいし、また、以下に示す方法により逆拡散符号を予測するようにしてもよい。
【０１０４】
位置特定部２１６は、拡散符号のレプリカにより求めた時刻ｔにおける送信装置１００の位置情報（Ｘｔ，Ｙｔ，Ｚｔ）を位置検出部２１８に入力する。
【０１０５】
一方、送信装置１００により送信されるデータには、該送信装置１００が搭載された車両の速度情報（Ｖｘｔ，Ｖｙｔ，Ｖｚｔ）が含まれるようにする。この速度情報は例えば、送信装置１００において、位置検出部１１２により取得される。復調部２１４は、復調した結果得られた速度情報を位置検出部２１８に入力する。
【０１０６】
位置検出部２１８は、入力された時刻ｔにおける位置情報及び速度情報に基づいて、時刻ｔ＋１における位置を式（１）により予測する。式（１）においてｔｓは、サンプル時間（ｓ）である。
【０１０７】
【数１】
0004470978.tif 000002
位置検出部２１８は、予測した送信装置１００の位置情報を逆拡散符号生成部２０８に入力する。逆拡散符号生成部２０８は、予測された位置情報に基づいて逆拡散符号を生成する。
【０１０８】
このように構成することにより、時刻ｔ＋１における相手局（送信装置１００）の位置に基づいて、送信装置１００において使用される拡散符号（ＰＮ符号）を予測することができる。このため、時刻ｔ＋１において、相関演算を行うことにより相手局の選択を行うことなく、拡散符号を予測することにより生成した逆拡散符号により、時刻ｔにおいて通信を行う必要があると判断された送信装置１００との通信を継続できる。この場合、時刻ｔ＋１において予測された逆拡散符号により逆拡散できた場合には、該逆拡散できたデータを送信した送信装置が時刻ｔにおいて通信を行う必要があると判断された送信装置と同一であると判断される。時刻ｔ＋１において予測された逆拡散符号により逆拡散できない場合など、通信を継続できない場合には、自受信装置２００の位置に基づいて逆拡散符号を生成し、相関演算を行うことにより、通信相手を特定し、再度、通信を確立する必要がある。
【０１０９】
また、時刻ｔ＋１における送信装置の位置を予測することにより、通信を継続するためだけでなく、単に相手局の動き、すなわち位置の変化を追うこともできる。
【０１１０】
（第３の実施例）
次に、本発明の第３の実施例に係る無線通信システムについて、図８を参照して説明する。
【０１１１】
本実施例に係る無線通信システムは、上述した実施例において、通信相手を選択するための条件に対応するパラメータとして、速度情報を適用したものである。本実施例に係る送信装置及び受信装置は、図４を参照して説明した送信装置１００及び受信装置２００において、位置検出部１１２及び２１８に代わり速度検出部１１３及び２１９を備えたものである。
【０１１２】
本実施例に係る送信装置１００について説明する。
【０１１３】
速度検出部１１３は、自送信装置１００が搭載された車両の速度を検出し、検出した速度情報を拡散符号生成部１０２に入力する。例えば、速度検出部１１３は、ＧＰＳ受信装置により構成され、複数の人工衛星から送信されるＧＰＳ信号を受信して、自送信装置１００が搭載された車両の位置や速度を計測する。また、自送信装置１００が搭載された車両から速度情報を取得するようにしてもよい。
【０１１４】
拡散符号生成部１０２は、入力された速度情報に基づいて拡散符号を生成し、生成した拡散符号を拡散処理部１０４に入力する。拡散符号には、自己相関特性が高く、相互相関特性が低いことが要求される。
【０１１５】
本実施例に係る受信装置２００について説明する。
【０１１６】
速度検出部２１９は、自受信装置２００が搭載された車両の速度を検出し、検出した速度情報を逆拡散符号生成部２０８に入力する。例えば、速度検出部２１９は、ＧＰＳ受信装置により構成され、複数の人工衛星から送信されるＧＰＳ信号を受信して、自受信装置２００が搭載された車両の位置や速度を計測する。また、自受信装置２００が搭載された車両から速度情報を取得するようにしてもよい。
【０１１７】
逆拡散符号生成部２０８は、入力された速度情報に基づいて逆拡散符号を生成し、生成した逆拡散符号を相関演算部２１０に入力する。ここで行われる処理は、上述した拡散符号生成部１０２と同様のアルゴリズムで行われる。
【０１１８】
相関演算部２１０は、入力されたベースバンド信号と、入力された逆拡散符号との相関演算を行い、この結果を選択部２１２に入力する。例えば、相関演算部２１０は、マッチドフィルタにより構成される。例えば、相関演算部２１０では、自受信装置２００の周辺に位置する送信装置１００からの受信信号と、自受信装置２００の速度に基づいて生成した逆拡散符号との相関演算が行われる。送信装置１００から送信される信号は送信装置１００の速度情報に基づいて生成された拡散符号により拡散され、受信装置２００により生成した逆拡散符号は受信装置２００の速度情報に基づいて生成された符号である。このため、送信装置１００の速度と受信装置２００の速度が近いほど、両符号の類似性が高くなるため、相関度が高くなる。
【０１１９】
選択部２１２は、入力された相関度に基づいて、その相関度が予め決定される所定の閾値（相手局選択閾値）以上であるか否かに基づいて、送信装置１００と通信を行う必要があるか否かを判断する。例えば、高速道路での後側方死角支援に適用することを目的（条件）とする場合、具体的には、複数レーンの道路で車両同士の接触防止を図るため、対象車両を抽出する場合には、速度ベクトルが自車の速度ベクトルから条件範囲内であるか否か、言い換えれば相関度が一定以上であるか否かに基づいて判断される。その後、選択部２１２は、例えばアプリケーションにより、自車から条件とした距離内の車両を検出する。また、例えば、ＡＦＳなど、対向車認識が必要となるアプリケーションに対しては、速度ベクトルが自車のベクトルから条件範囲内、すなわち相関度が一定以上且つ一定以下である車両を検出する。
【０１２０】
（第４の実施例）
次に、本発明の第４の実施例に係る無線通信システムについて説明する。
【０１２１】
本実施例に係る送信装置１００及び受信装置２００の構成は、図４を参照して説明した構成と同様である。送信装置１００の機能は、上述した送信装置の機能と同様である。
【０１２２】
本実施例に係る受信装置について説明する。
【０１２３】
相関演算部２１０は、入力されたベースバンド信号と、逆拡散符号生成部２０８により入力された逆拡散符号との相関演算を行い、この結果を選択部２１２に入力する。例えば、相関演算部２１０は、マッチドフィルタにより構成される。例えば、相関演算部２１０では、自受信装置２００の周辺に位置する送信装置からの受信信号と、自受信装置２００の位置に基づいて生成した逆拡散符号との相関演算が行われる。送信装置１００から送信される信号は送信装置１００の位置情報に基づいて生成された拡散符号により拡散され、受信装置２００により生成した逆拡散符号は受信装置２００の位置情報に基づいて生成された符号である。このため、送信装置１００の位置と受信装置２００の位置が近いほど、両符号の類似性が高くなるため、相関度が高くなる。さらに、相関演算部２１０では、相関度の変化率が計算される。例えば、数ｍｓ程度の短時間における相関度の変化率が計算される。相関演算部２１０は、計算された相関度の変化率を選択部２１２に入力する。
【０１２４】
選択部２１２は、入力された相関度の変化率に基づいて、その相関度の変化率が予め決定される所定の相手局選択閾値以上であるか否かに基づいて、該送信装置１００と通信を行う必要があるか否かを判断する。ここで、相手局選択閾値は、送信装置が接近しているか否か、言い換えれば相関度の変化率がプラスであるか否かに基づいて決定される。例えば、受信装置２００の周辺に複数の車両が存在し、それら複数の車両に搭載された各送信装置から信号が送信された場合、相関演算部２１０から各送信装置に対応する所定の時間における相関度の変化率が得られる。選択部２１２は、これら複数の相関度の変化率から予め決定される相手局判定閾値以上となる相関度を有する送信装置を選択する。例えば、受信装置２００の周辺に５台の車両が存在し、それら５台の車両に搭載された送信装置１００から信号が送信された場合、図９に示すように、５本の相関度の変化率が得られる。このような場合、選択部２１２は、相手局選択閾値以上である相関度となる送信装置、具体的には、（１）及び（２）に対応する送信装置を選択する。その後、選択された送信装置との間で通信確立が行われる。選択部２１２は、通信を行う必要があると判断した送信装置１００に対応する受信信号及び逆拡散符号を復調部２１４及び位置特定部２１６に入力する。
【０１２５】
相関度の変化率がプラスであることは、受信装置２００が搭載された車両に、送信装置１００が搭載された車両が接近していることを意味する。このように、相関度の変化率に基づいて、通信する必要がある送信装置１００を選択することにより、自車両に接近する車両を検出することができる。また、相関度の変化率は、接近速度に比例する値であるため、該相関度の変化率を求めることにより、接近速度も同時に求めることができる。
【０１２６】
（第５の実施例）
次に、本発明の第５の実施例に係る無線通信システムについて説明する。
【０１２７】
本実施例に係る送信装置１００及び受信装置２００の構成は、図４を参照して説明した構成と同様である。
【０１２８】
本実施例に係る送信装置１００について説明する。
【０１２９】
拡散符号生成部１０２は、入力された位置情報に基づいて拡散符号を生成し、生成した拡散符号を拡散処理部１０４に入力する。拡散符号には、自己相関特性が高く、相互相関特性が低いことが要求される。例えば、拡散符号生成部１０２は、入力された位置情報に基づいて、該位置情報を、平面位置を示す情報と高さ（標高）位置を示す情報に分割し、それぞれに基づいて、拡散符号を生成する。例えば、拡散符号生成部１０２は、図１０に示すように、平面位置に基づいて生成される拡散符号と高さ位置に基づいて生成される拡散符号とを含む拡散符号を生成する。図１０には、一例として、平面位置に基づいて生成される拡散符号と高さ位置に基づいて生成される拡散符号とを連続させ、並列させた場合について示す。
【０１３０】
拡散処理部１０４は、入力された拡散符号により、送信データを拡散し、変調処理部１０６に入力する。変調処理部１０６は、局部発振器１０８により入力される搬送波により、拡散処理された信号に対しキャリア変調を行い、電力増幅部１１０に入力する。電力増幅部１１０は、入力された信号に対し電力増幅を行い、送信する。
【０１３１】
本実施例に係る受信装置２００について説明する。
【０１３２】
逆拡散符号生成部２０８は、入力された位置情報に基づいて逆拡散符号を生成し、生成した逆拡散符号を相関演算部２１０に入力する。ここで行われる処理は、上述した拡散符号生成部１０２と同様のアルゴリズムで行われる。例えば、逆拡散符号生成部２０８は、図１０を参照して説明した拡散符号と同様に、平面位置に基づく逆拡散符号と高さ位置に基づく逆拡散符号とを含む逆拡散符号を生成する。
【０１３３】
相関演算部２１０は、入力されたベースバンド信号と、逆拡散符号生成部２０８により入力された逆拡散符号との相関演算を行い、この結果を選択部２１２に入力する。例えば、相関演算部２１０は、マッチドフィルタにより構成される。例えば、相関演算部２１０では、自受信装置２００の周辺に位置する送信装置１００からの受信信号と、自受信装置２００の高さ位置に基づいて生成した高さ位置に基づく逆拡散符号との相関演算が行われる。送信装置１００から送信される信号は送信装置１００の平面位置と高さ位置に基づいて生成された拡散符号により拡散され、受信装置２００により生成した逆拡散符号は受信装置２００の高さ位置に基づいて生成された逆拡散符号が含まれる。このため、高さ位置に基づいて生成された拡散符号に関しては、送信装置１００の高さ位置と受信装置２００の高さ位置が近いほど、両符号の類似性が高くなるため、相関度が高くなる。
【０１３４】
次に、相関演算部２１０では、自受信装置２００の周辺に位置する送信装置からの受信信号と、自受信装置２００の平面位置に基づいて生成した平面位置に基づく逆拡散符号との相関演算が行われる。送信装置１００から送信される信号は送信装置１００の平面位置に基づいて生成された拡散符号により拡散され、受信装置２００により生成した逆拡散符号は受信装置２００の平面情報に基づいて生成された逆拡散符号が含まれる。このため、送信装置１００の平面位置と受信装置２００の平面位置が近いほど、両符号の類似性が高くなるため、相関度が高くなる。
【０１３５】
選択部２１２は、入力された相関度に基づいて、その高さ位置の相関度が予め決定される所定の高さ位置の相手局選択閾値以上であるか否かに基づいて、送信装置１００が通信を行う必要がある通信装置であるか否かを判断する。ここで、相手局選択閾値は、通信を行う必要のある送信装置との相対的な高さ、言い換えれば送信装置が搭載された車両が、受信装置が搭載された車両と同じ道路を走行しているか否かに基づいて決定される。例えば、受信装置２００の周辺に複数の車両が存在し、それら複数の車両に搭載された各送信装置から信号が送信された場合、相関演算部２１０から各送信装置に対応する高さ位置の相関度が得られる。選択部２１２は、これら複数の高さ位置の相関度から予め決定される高さ位置の相手局判定閾値以上となる高さ位置の相関度を有する送信装置を選択する。例えば、受信装置２００の周辺に１０台の車両が存在し、それら１０台の車両に搭載された送信装置１００から信号が送信された場合、図１１に示すように、１０個の高さ位置の相関度が得られる。このような場合、選択部２１２は、高さ位置の相手局選択閾値以上である相関度となる送信装置、具体的には、ピーク（１）、（２）、（３）、（４）及び（７）に対応する送信装置を選択する。
【０１３６】
次に、相関演算部２１０から各送信装置に対応する平面位置の相関度が得られる。選択部２１２は、高さ位置の相関度により選択された送信装置のうち、平面位置の相関度から予め決定される平面位置の相手局判定閾値以上となる平面位置の相関度を有する送信装置を選択する。例えば、受信装置２００の周辺に複数の、上述した１０台の車両が存在し、高さ位置の相関度に基づいて５台の送信装置が選択された場合、その５台の送信装置のうち、平面位置の相関度が予め決定される平面位置の相手局判定閾値以上となる送信局を選択する。この場合の、相手局判定閾値は、例えば、単に周辺車両のみを抽出する周辺監視を行うことを目的（条件）とする場合には、自車から条件とした距離に相当する相関度に設定することができる。また、出合い頭衝突などの衝突回避を行うことを目的（条件）とする場合には、自車から条件とした距離に相当する相関度以上で、相関度が増加傾向であるか否かに基づいて判断されるように設定してもよい。また、高速道路での後側方死角支援に適用することを目的（条件）とする場合には、自車から条件とした距離内であるか否かに基づいて判断されるようにしてもよい。例えば、図１１に示す高さ位置の相関度に基づいて５台の送信装置が選択され、平面位置の相関度として図１２が得られた場合、選択部２１２は、相手局選択閾値以上の相関度となる送信装置、具体的には、（４）及び（７）に対応する送信装置を選択する。その後、選択された送信装置との間で通信確立が行われる。
【０１３７】
このように、拡散符号及び逆拡散符号を平面位置と高さ位置に分けて生成し、高さ位置の相関度が、高さ位置の相手局選択閾置未満である送信装置を予め除外し、除外された送信装置以外の送信装置について、平面位置の相関度に基づいて通信を行う送信装置を選択することにより、距離だけでは分からない高架道路の上下など衝突があり得ない高さの異なる道路を走行する車両の誤検出を防止できる。
【０１３８】
本実施例では、一例として、高さ位置の相関度が、高さ位置の相手局選択閾置未満である送信装置を予め除外し、除外された送信装置以外の送信装置について、平面位置の相関度に基づいて通信を行う送信装置を選択する場合について説明したが、平面位置の相関度が、平面位置の相手局選択閾置未満である送信装置を予め除外し、除外された送信装置以外の送信装置について、高さ位置の相関度に基づいて通信を行う送信装置を選択するようにしてもよい。
【０１３９】
（第６の実施例）
次に、本発明の第６の実施例に係る無線通信システムについて説明する。
【０１４０】
上述した実施例においては、スペクトラム拡散（SS:  spread  spectrum）通信において、拡散符号を位置情報又は速度情報に基づいて生成し、言い換えれば位置情報又は速度情報を拡散符号化し、生成した拡散符号に基づいて、通信を自動確立させる場合について説明した。具体的には、自局で生成した拡散符号（逆拡散符号）を利用して、空間的に近い他局の拡散符号を探索し、特定する。この場合、生成する拡散符号には、混信を避けるため、異なる拡散符号間の相互相関は低い必要があり、搬送波のスペクトルを拡散させるため、ランダム性が必要とされる。このような要求事項により、拡散符号のパターン数が足りない問題が生じる。すなわち、拡散符号に適した符号列のパターンは限られており、位置情報及び速度情報をそのまま拡散符号に割り当てようとするとパターン数が足りない。また、異なる拡散符号間の相互相関が低いため、位置情報に基づいて生成した拡散符号では、その相関で送信装置と受信装置との距離を検出することができない。
【０１４１】
そこで、本実施例では、空間的な距離を符号間の位相差として表現可能に拡散符号が生成される。
【０１４２】
本実施例に係る送信装置について、図１３を参照して説明する。
【０１４３】
本実施例に係る送信装置は、図４を参照して説明した送信装置１００に、位置検出部１１２の出力信号が入力される同期回路１１４と、同期回路１１４の出力信号が入力される基準クロック発振器１１６とを備える。基準クロック発振器１１６の出力は拡散符号生成部１０２に入力される。
【０１４４】
位置検出部１１２は、自送信装置１００が搭載された車両の位置を検出し、検出した位置情報を拡散符号生成部１０２に入力する。例えば、位置検出部１１２は、ＧＰＳ受信装置により構成され、複数の人工衛星から送信されるＧＰＳ信号を受信して、自送信装置１００が搭載された車両の位置や速度を計測する。また、位置検出部１１２は、人工衛星から時刻情報を取得し、同期回路１１４に入力する。例えば、位置検出部１１２は、ＰＰＳ(Pulse  Per  Second)信号を同期回路１１４に入力する。
【０１４５】
同期回路１１４は、入力された時刻情報に基づいて、同期信号を生成し、基準クロック発振器１１６に入力する。基準クロック発振器１１６は、入力された同期信号にしたがって、基準クロックを拡散符号生成部１０２に入力する。
【０１４６】
拡散符号生成部１０２は、入力された位置情報に基づいて拡散符号を生成し、生成した拡散符号を拡散処理部１０４に入力する。拡散符号生成部１０２は、基準クロック発振器１１６により入力される基準クロックに同期して拡散符号を、拡散処理部１０４に入力する。拡散符号には、自己相関特性が高く、相互相関特性が低いことが要求される。本実施例では、このような性質を満たす拡散符号として、Ｍ(Maximum  Length)系列が使用される場合について説明するが、上述した特性を満たす系列であれば、Ｍ系列とは異なる符号系列を使用してもよい。Ｍ系列は、図１４に示すようにシフトレジスタと排他的論理和（EXOR）ゲートにより生成できる。図１４には、一例として７種類の系列を生成する生成法、言い換えれば３ビットのＭ系列の生成法を示す。この生成法において、シフトレジスタにある初期値を与えると、自動的に値が１個ずつ出力される。例えば、初期値として００１を与えると、次にレジスタの値としては１００になり、１が出力される。次に、０１０となり０が出力される。このような処理がレジスタの値に初期値が現れるまで繰り返される。最終的には、符号は１００１０１１となる。
【０１４７】
本実施例においては、図１５に示すように、レジスタの初期値と位置の遠近を表す情報とを対応させる。すなわち、位置の遠近の順番を、レジスタの順番に割り当てる。図１５において、初期値として００１を有する符号系列と、１００を有する符号系列とは、順番が１異なるので、位相が１異なることを意味する。本実施例においては、空間的な距離の位相を拡散符号の位相に対応させる。例えば、空間的に近いものほど符号系列の位相が近くなるように、位置情報と初期値とを対応させる。空間的位置と拡散符号とを一対一に対応させる。また、全ての符号は位相のみが異なり、その並びは同じである。この場合でも、スペクトラム拡散通信方式に要求される符号の自己相関性と相互相関性の要件を満たす。このようにすることにより、距離を生成された符号系列の位相差として表すことができる。
【０１４８】
拡散符号生成部１０２は、入力された位置情報をビット変換、すなわち２進数に変換し、所定の写像に従って１次元のビット系列を求める。例えば、位置情報をＰ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）とした場合、拡散符号生成部１０２は、この位置情報を２進数Ｐ´（Ｘ´，Ｙ´，Ｚ´）に変換し、変換されたＰ´（Ｘ´，Ｙ´，Ｚ´）を写像ｆに従って、対応するレジスタ初期値を求める。レジスタ初期値のビット長さは、Ｐ´の各要素間の最大符号長に等しくなる。ここで、位置情報をＰ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に使用される座標系は、Ｘ，Ｙ，Ｚが同じ尺度であればどのような座標系を使用してもよい。例えば、ＧＰＳで使用されるＷＧＳ(World  Geodetic  System)−８４系が使用できる。例えば、写像ｆは、連続した数量（Ａ）をＭ系列のレジスタ値（Ｂ）に、動作する順に対応させたものである。例えば、図１５に示すような写像ｆが与えられた場合に、Ａ＝２（０１０）のとき、Ｂ＝４（１００）を指す（括弧内は２進数表記を示す）。すなわち、Ａ＝２（０１０）は、Ｂ＝４（１００）に対応させる。拡散符号生成部１０２は、レジスタにレジスタ初期値を設定し、拡散符号を生成する。例えば、レジスタ初期値がＭビット（Ｍは、Ｍ＞０の整数）で表される場合には、図１６に示すような、Ｍビットのシフトレジスタにより、ＰＮ符号（拡散符号）を生成できる。
【０１４９】
拡散符号生成部１０２は、基準クロック発振器１１６により入力された同期信号に従って、生成した拡散符号を拡散処理部１０４に入力する。その結果、図１７に示すように、ある時刻、例えばＧＰＳ時刻に同期して、各送信装置、例えば送信装置Ａ及びＢにおいて、拡散符号生成部１０２から拡散処理部１０４に、それぞれ拡散符号Ａ及びＢが入力される。その結果、各送信装置から送信データが同期して送信される。
【０１５０】
拡散処理部１０４は、入力された拡散符号により、送信データを拡散し、変調処理部１０６に入力する。変調処理部１０６は、局部発振器１０８により入力される搬送波により、拡散処理された信号に対しキャリア変調を行い、電力増幅部１１０に入力する。電力増幅部１１０は、入力された信号に対し電力増幅を行い、送信する。
【０１５１】
ここで、拡散符号生成部１０２において行われる拡散符号生成処理の一例について詳細に説明する。拡散符号生成部１０２は、上述したように、入力された位置情報に基づいて拡散符号を生成する。ここでは、４ビットのＭ系列を例に２進数へビット変換を行い、写像をとることにより拡散符号を生成する方法について説明する。この場合、図１８に示すような４ビットのシフトレジスタにより、ＰＮ符号を生成できる。ＰＮ符号は、１５桁となる。拡散符号生成部１０２は、図１９に示すような位置情報とＭ系列のレジスタとの対応表に従って、位置情報の空間的な広がりをＭ系列のレジスタに対応させる。例えば、各格子点を、Ｍ系列のレジスタに対応させる。具体的には、図２０に示す各格子点において、例えば（Ｘ，Ｙ，Ｚ）＝（０１，０１，００）である場合、レジスタ初期値（レジスタＱ）＝（１００１）が対応する。（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が同じビット長、例えば２である場合には、図２０に示す立方体の各格子点に対応する（１）−（８）の順序でレジスタＱを割り振ることができる。すなわち、ビット変換を行い、写像を求めることは、空間的な位相（距離の遠近）をＭ系列のレジスタの順序に対応させることといえる。さらに、図２１−図２４に示すように（９）−（２７）の順序でＭ系列のレジスタに対応させることができる。ここでは、Ｘ，Ｙ，Ｚの３次元について説明したが、Ｘ，Ｙの２次元について平面的な位相（距離の遠近）をＭ系列のレジスタの順序に対応させるようにしてもよい。また、１次元にも適用できる。また、原点を何処にするは任意である。ここでは、（１）−（２７）について示したが、これ以上の数についても格子点と対応させることにより求めることができる。
【０１５２】
例えば、クロック５の場合には、（Ｘ，Ｙ，Ｚ）＝（０１，０１，００）であり、Ｍ系列の初期レジスタ（レジスタＱ）は（１００１）となる。従って、ＰＮ符号は（１００１１０１０１１１１０００）となる。また、例えば、クロック６の場合には、（Ｘ，Ｙ，Ｚ）＝（０１，００，０１）であり、Ｍ系列の初期レジスタ（レジスタＱ）は（１１００）となる。従って、ＰＮ符号は（００１１０１０１１１１００００）となる。この場合、符号間での位相は１となる。
【０１５３】
このように、位置情報をＭ系列のレジスタに対応付けることにより、空間的な距離、言い換えれば原点からの距離を符号の位相で表すことができる。
【０１５４】
本実施例に係る受信装置について、図１３を参照して説明する。
【０１５５】
本実施例に係る受信装置は、図４を参照して説明した受信装置２００に、位置検出部２１８の出力信号が入力される同期回路２２０と、同期回路２２０の出力信号が入力される基準クロック発振器２２２とを備える。基準クロック発振器２２２の出力は逆拡散符号生成部２０８に入力される。
【０１５６】
位置検出部２１８は、自受信装置２００が搭載された車両の位置を検出し、検出した位置情報を逆拡散符号生成部２０８に入力する。例えば、位置検出部２１８は、ＧＰＳ受信装置により構成され、複数の人工衛星から送信されるＧＰＳ信号を受信して、自受信装置２００が搭載された車両の位置や速度を計測する。また、位置検出部２１８は、人工衛星から時刻情報を取得し、同期回路２２０に入力する。例えば、位置検出部２１８は、ＰＰＳ信号を同期回路２２０に入力する。
【０１５７】
同期回路２２０は、入力された時刻情報に基づいて、同期信号を生成し、基準クロック発振器２２２に入力する。基準クロック発振器２２２は、入力された同期信号にしたがって、基準クロックを逆拡散符号生成部２０８に入力する。
【０１５８】
逆拡散符号生成部２０８は、入力された位置情報に基づいて逆拡散符号を生成し、基準クロック発振器２２２により入力される基準クロックに従って、生成した逆拡散符号を相関演算部２１０に入力する。ここで行われる処理は、上述した拡散符号生成部１０２と同様のアルゴリズムで行われる。
【０１５９】
相関演算部２１０は、入力されたベースバンド信号と、逆拡散符号生成部２０８により入力された逆拡散符号との相関演算を行い、この結果を選択部２１２に入力する。例えば、相関演算部２１０は、図２５に示すようにマッチドフィルタにより構成される。図２５には、相関演算部２１０の一例として、転置型ＦＩＲ(Finite  Impulse  Response)フィルタが示される。例えば、相関演算部２１０では、自受信装置２００の周辺に位置する送信装置からの受信信号と、自受信装置２００の位置に基づいて生成した逆拡散符号との相関演算が行われる。送信装置１００から送信される信号は送信装置１００の位置情報に基づいて生成された拡散符号により拡散され、受信装置２００により生成した逆拡散符号は受信装置２００の位置情報に基づいて生成された符号である。これらの符号は、空間的な位相（距離の遠近）をＭ系列のレジスタの順序に対応させたものである
このため、拡散符号と逆拡散符号の１周期分のビット位置を、それぞれＸＯＲして、「０」となったビット、すなわち比較されたビット同士が等しいビットを「＋１」、「１」となったビットを「−１」として加算する操作を片方の符号をローテーションして順次行う。符号同士のビット位置が同じ場合には、全てのビットが等しいのでオール「＋１」となるため相関度が最大となる。一方、それ以外の場合には、−１かそれに近い値となる。例えば、図１９を参照して説明した位置情報とＭ系列のレジスタとの対応表において、Ｍ系列の初期レジスタが（０００１）である場合、言い換えればクロック１である場合、ＰＮ符号は（１０００１００１１０１０１１１）となる。また、Ｍ系列の初期レジスタが（１０００）である場合、言い換えればクロック２である場合、ＰＮ符号は（０００１００１１０１０１１１１）となる。相関演算部２１０は、ＰＮ符号（１０００１００１１０１０１１１）とＰＮ符号（０００１００１１０１０１１１１）との相関度を計算し出力する。例えば、この場合、相関度は「一致ビット（７）−不一致ビット（８）」により計算され、「−１」が出力される。このように、Ｍ系列のレジスタの順序に着目すると、順序が１つ異なれば、符号の位相は１つ異なることになる。このようにした場合にでも、符号系列に要求される相互相関が低く、自己相関が高い条件は満たされる。本実施例では、基準クロック発振器１１６により入力される基準クロックに従って生成された拡散符号により拡散された信号と、基準クロック発振器２２２により入力される基準クロックに従って入力された逆拡散符号との相関演算が行われるため送信装置１００と受信装置２００とが同期がとれた状態で相関演算が行われる。従って、送信装置１００と受信装置２００との距離が、送信装置１００において生成された拡散符号と受信装置２００において生成された逆拡散符号との位相差として現れる。位相差だけが異なるが符号としては同じである。従って、相関演算部２１０では、自受信装置２００の周辺に位置する送信装置１００からの受信信号と、自受信装置２００の位置に基づいて生成した逆拡散符号との相関演算が行われた結果、図２６に示すように、送信装置１００と受信装置２００との距離が位相差として検出され、該位相差に対応して相関値のピークが現れる。また、相関値のピークは、所定の周期、例えば２ｋ−１ビット毎に現れる。ここで、ｋは、２進数に変換された位置情報のビット数を示し、ｋはｋ＞０の整数である。
【０１６０】
選択部２１２は、相関度のピークが検出された位相差に対応する距離に基づいて、該ピークに対応する送信装置１００と通信を行う必要があるか否かを判断する。例えば、選択部２１２は、図２６に示すように、相関度のピークが検出された位相差が衝突危険領域内であるか否かに基づいて、該送信装置１００と通信を行う必要があるか否かを判断する。ここで、衝突危険領域は、通信を行う必要のある送信装置との相対的な距離に基づいて決定される。衝突危険領域内のピークに対応する送信装置は、自受信装置に近いことを意味し、優先的に通信を行う必要があると判断される。例えば、図２６に示すように、受信装置２００の周辺に複数の車両が存在し、例えば、それら複数の車両に搭載された各送信装置Ａ、Ｂ及びＣから信号が送信された場合、相関演算部２１０から各送信装置に対応する相関度のピークが検出される。例えば、送信装置Ａ、Ｂ及びＣに対応して、それぞれピークＡ、Ｂ及びＣが検出される。選択部２１２は、これら相関度のピークが検出された位相が衝突危険領域内である送信装置を選択する。図２６では、送信装置Ａが選択される。その後、選択された送信装置との間で通信確立が行われる。図２６によれば、Ｃ１＜Ｃ２により、送信装置Ａは送信装置Ｂよりも空間的に、受信装置２００に近い。
【０１６１】
このように、送信装置１００及び受信装置２００の位置情報を、Ｍ系列のレジスタの順序に対応させて拡散符号及び逆拡散符号を生成することにより、送信装置１００と受信装置２００との距離を符号間の位相差として判別できる。また、受信装置と送信装置との位相差を判別することにより、空間的な距離（の近さ）に基づいて、選択的に通信確立を行うことができる。また、拡散符号（ＰＮ符号）を動的に自動的に送信装置１００及び受信装置２００に割り当てることができるため、符号割り当ての制御管理が不要であり、多数の局で同時に利用できる。また、符号間での位相差が空間的な距離を示すことにより、空間的に近い局間では同期捕捉を早く行うことができ、空間的に遠い局間では近い局間に比べて同期捕捉に時間がかかる。また、符号間での位相差が空間的な距離を示すことにより、受信装置２００では、位相差が小さいものから選択的に受信するようにすればよく、衝突などを考慮した選択的な受信を信号処理レベルで行うことができる。さらに、受信装置２００の近傍に位置する送信装置のみ通信を行う場合には、空間的に近いものほど位相が近いため、自受信装置の近傍に位置する車両に搭載された送信装置から受信確立を行うことができる。このように、近傍に位置する送信装置との通信に限れば、同期捕捉において１周期分の探索を行う必要はない。すなわち、符号の長さにより同期捕捉の時間を考慮する必要はない。また、符号から送信装置の位置を特定できるのは、上述した実施例と同様である。また、局同士が所有する符号は、並びが同じであるため、同期捕捉及び復調を必ず行うことができる。
【０１６２】
また、位相差の微分値を求めることにより、送信装置が近づいているのか遠ざかっているのかの判別もできる。
【０１６３】
次に、本実施例に係る無線通信システムにおける通信方法について、図２７を参照して説明する。
【０１６４】
送信装置１００は、位置情報を取得する（ステップＳ２７０２）。取得する位置情報としては、空間上の位置を示す３次元の位置を取得するようにしてもよいし、平面上の位置を示す２次元の位置を取得するようにしてもよい。また、有効数字を予め設定し、該有効数字以下を切り捨てるようにしてもよい。有効数字を設定することにより、空間的解像度を決定できる。
【０１６５】
送信装置１００は、取得した位置情報をビット変換する（ステップＳ２７０４）。
【０１６６】
送信装置１００は、ビット変換された位置情報に基づいて、図１９を参照して説明した位置情報とＭ系列のレジスタとの対応表を参照し、ビット変換された位置情報に対応するレジスタ値を求め、求めたレジスタ値を初期レジスタとする（ステップＳ２７０６）。
【０１６７】
送信装置１００は、初期レジスタをシフトレジスタに設定し、それぞれ拡散符号（符号系列）を取得する（ステップＳ２７０８）。
【０１６８】
送信装置１００は、取得した符号系列により送信データを拡散し（ステップＳ２７１０）、送信する（ステップＳ２７１２）。
【０１６９】
一方、受信装置２００は、位置情報を取得する（ステップＳ２７１４）。取得する位置情報としては、空間上の位置を示す３次元の位置を取得するようにしてもよいし、平面上の位置を示す２次元の位置を取得するようにしてもよい。また、有効数字を予め設定し、該有効数字以下を切り捨てるようにしてもよい。有効数字を設定することにより、空間的解像度を決定できる。
【０１７０】
受信装置２００は、取得した位置情報をビット変換する（ステップＳ２７１６）。
【０１７１】
受信装置２００は、ビット変換された位置情報に基づいて、図１９を参照して説明した位置情報とＭ系列のレジスタとの対応表を参照し、ビット変換された位置情報に対応するレジスタ値を求め、求めたレジスタ値を初期レジスタとする（ステップＳ２７１８）。
【０１７２】
送信装置２００は、初期レジスタをシフトレジスタに設定し、それぞれ拡散符号（符号系列）を取得する（ステップＳ２７２０）。
【０１７３】
受信装置２００は、送信装置１００により送信されたデータを受信する（ステップＳ２７２２）。
【０１７４】
受信装置２００は、受信したデータと、生成した符号系列との相関を求めることにより、位相差を求める（ステップＳ２７２４）。
【０１７５】
受信装置２００は、求められた位相差に基づいて、該送信装置１００と通信を行うか否かを決定する（ステップＳ２７２６）。
【０１７６】
また、受信装置は、位相差の微分値を計算し、その微分値の時間変化量を求めることにより相対速度を求め、該相対速度に基づいて、該送信装置と通信を行うか否かを判定するようにしてもよい。
【０１７７】
例えば、図２８に示すように、図２７のステップＳ２７２２以降の処理として、受信装置は、相関値を計算する（ステップＳ２８０２）。
【０１７８】
受信装置２００は、位相差に基づいて送信装置１００の近さ（距離）を判別する（ステップＳ２８０４）。例えば、所定の相関値以上となる相関値（ピーク位置）に対応する位相差を求め、該位相差に基づいて、対応する送信装置との距離を求める。例えば、該位相差が、上述した衝突危険領域に入るか否かを判定する。その衝突危険領域に入る場合に、その位相差に対応する送信装置との距離を求めるようにしてもよい。
【０１７９】
受信装置２００は、位相差の微分値を計算し、その時間変化量を求めることにより、相対速度を求め、該相対速度を判別する（ステップＳ２８０６）。このようにすることにより、送信装置１００が接近しているのか、離れているのかを判定できる。
【０１８０】
受信装置２００は、相対速度に基づいて、該送信装置と通信を行うか否かを決定する（ステップＳ２８０８）。
【０１８１】
本実施例では、ビット変換された位置情報が２桁である場合について説明したが、送信装置１００と受信装置２００との間の距離が増加するに従って、その桁数も増加する。例えば、Ｘが２２桁のビット長さとなった場合には、Ｘの１次元だけでも拡散符号を作成する場合には、レジスタ数が２２個のシフトレジスタが必要となる。この場合、Ｘ，Ｙの２次元の場合には、レジスタ数が４４個のシフトレジスタが必要となり、さらに符号長も２４４となる。そこで、このような位置情報の桁数を減少させる観点からは、空間的な解像度を調整するのが好ましい。例えば、空間的に近い領域は、圧縮可能とする。また、ビット長に応じて圧縮可能としてもよい。具体的には、００１、０１０、０１１、１００を００１に圧縮する。この場合、送信装置に、送信装置の位置情報の解像度を調節する送信装置解像度調節手段を有するように構成し、受信装置に、受信装置の位置情報の解像度を調節する受信装置解像度調節手段を有するように構成する。
【０１８２】
また、既に存在する複数の電子基準点を原点として、空間的に分割するようにしてもよい。電子基準点とは、ＧＰＳの電波を受けて正確な測量をおこなうために、国土地理院により作成された基準点の場所をあらわし、位置情報が既知である点である。電子基準点は全国に１２００点ほどあり、その位置は公開されているため、容易に活用できる。この電子基準点を原点とすることにより、符号長を抑えることが可能になる。
【０１８３】
本実施例によれば、信号処理のレベルで、自車両に対する他車両の距離（の遠近）を検出できる。
【０１８４】
（第７の実施例）
次に、本発明の第７の実施例に係る無線通信システムについて説明する。
【０１８５】
本実施例に係る送信装置１００及び受信装置２００の構成は、図１３を参照して説明した構成と同様である。送信装置１００が搭載された車両と受信装置２００が搭載された車両が移動している場合には、送信装置１００及び受信装置２００ともに、位置が変化するため、ＰＮ符号も変化する。そのため、送信装置１００により使用されている符号と、受信装置２００により使用されている符号とを一致させた状態で同期させる必要がある。そこで、本実施例に係る受信装置２００では、位相変動をＧＰＳから得られる情報によって追従させ、同期保持を行う。すなわち、送信装置１００と受信装置２００との位相差を推定し、トラッキングする。
【０１８６】
従来、同期保持を行う回路(DLL:  Delay-Locked  Loop)は、位相の誤差分を実測し、その誤差分に比例した電圧を電圧制御部に印加し、１クロックの長さに修正をかけるものであった。
【０１８７】
本実施例に係る同期回路２２０について、図２９を参照して説明する。
【０１８８】
送信装置１００では、図３０に示すように、送信データのヘッダに、送信装置１００における「送信時刻（発射時刻）」及び送信装置１００が搭載された車両の「速度」が付加される。
【０１８９】
受信装置２００の位置検出部２１８は、送信されたデータの「受信時刻」及び受信装置２００が搭載された車両の「速度」を求める。
【０１９０】
同期回路２２０のループフィルタは、ＤＬＬ回路により構成され、受信信号の位相差分Ａを実測し、算出する。算出された位相差分Ａはカルマンフィルタに入力される。
【０１９１】
一方、受信データの復調結果とＧＰＳから得られる情報から、受信装置２００及び送信装置１００の移動速度、電波の送信時刻及び受信時刻が得られ、これらの情報から送信装置１００から受信装置２００への電波の到達時間と、送信装置１００と受信装置２００との相対速度が得られる。同期回路２２０は、電波の到達時間と相対速度から、位相差分Ｂを計算し、カルマンフィルタに入力する。
【０１９２】
カルマンフィルタは、入力された位相差分Ａと、位相差分Ｂとに基づいて、送信装置１００と受信装置２００との位相差分を推定し、推定された位相差分を電圧制御部に入力する。電圧制御部は、入力された位相差分に基づいて、ＰＮ符号（拡散符号）を生成する場合に、１つのパルスの時間幅を変更する。このようにすることにより、同期回路２２０は、ＧＰＳと同期しているため、電波到達時刻を正確に求めることができる。また、生成される拡散符号は位相のみが異なる符号、すなわち状態量が１変数であるため、カルマンフィルタにより、同期捕捉／保持を行うことが可能である。
【０１９３】
（第８の実施例）
次に、本発明の第８の実施例に係る無線通信システムについて説明する。
【０１９４】
本実施例に係る送信装置１００及び受信装置２００の構成は、図４を参照して説明した構成と同様である。
【０１９５】
送信装置１００は、時分割多元接続方式により、自送信装置に割り当てられた通信時間スロットにおいて通信を行う。従って、図３１に示すように、各通信時間スロットでは、１又は複数の送信装置（送信装置群）により使用される。１つの通信時間スロットを使用する送信装置が複数である場合には、各送信装置は異なる拡散符号（拡散符号１、２、・・・、ｎ）（ｎは、ｎ＞０の整数）により送信データを拡散して送信する。この場合、拡散符号１、２、・・・、ｎは予め設定されている。すなわち、通信装置１００固有の値である。予め設定される拡散符号は、例えば自己相関特性が高く、相互相関特性が低い条件等の拡散符号が有するべき条件を満たしている。
【０１９６】
拡散符号生成部１０２は、入力された位置情報に基づいて、予め設定された拡散符号を変更する。例えば、予め割り当てられた拡散符号を構成する複数のビットのうち少なくとも１つのビットの値を、位置情報を示す複数のビットのうちの少なくとも１つのビットの値に基づいて変更する。一例として、拡散符号１の桁数が１００ｎであり、位置情報がｎ桁で示される場合について、図３２を参照して説明する。例えば、ビット番号１に対応する値に基づいて変更される場合、例えば、位置情報を示すビットデータにおけるビット番号１の値が「１」である場合には、該ビット番号１に対応する拡散符号におけるビット番号１の値を反転させ、位置情報を示すビットデータにおけるビット番号１の値が「０」である場合には拡散符号におけるビット番号１の値を反転させない。この操作を、位置情報を示すビットデータを単位として行う。例えば、ｎ＝１００である場合には、１００ビットを単位として、すなわち１００ビット毎に行う。拡散符号が有するべき条件を崩さない観点からは、位置情報に基づいて、変更する拡散符号のビット数は少ない、例えば１又は２程度が好ましい。
【０１９７】
逆拡散符号生成部２０８は、拡散符号生成部１０２における処理と同様に、入力された位置情報に基づいて、予め設定された逆拡散符号を変更する。例えば、予め割り当てられた逆拡散符号を構成する複数のビットのうち少なくとも１つのビットの値を、位置情報を示す複数のビットのうちの少なくとも１つのビットの値に基づいて変更する。
【０１９８】
相関演算部２１０では、入力されたベースバンド信号と、入力された逆拡散符号との相関演算を行い、この結果を選択部２１２に入力する。例えば、相関演算部２１０は、マッチドフィルタにより構成される。例えば、相関演算部２１０では、自受信装置２００の周辺に位置する送信装置１００からの受信信号と、自受信装置２００の位置に基づいて生成した逆拡散符号との相関演算が行われる。送信装置１００から送信される信号は送信装置１００の位置情報に基づいて変更された拡散符号により拡散され、受信装置２００により生成された逆拡散符号は受信装置２００の位置情報に基づいて変更された符号である。このため、送信装置１００の位置と受信装置２００の位置が近いほど、両符号の類似性が高くなるため、相関度が高くなる。以下、上述した第２の実施例と同様である。
【０１９９】
本実施例では、位置情報に基づいて拡散符号を変更する場合について説明したが、速度情報に基づいて変更する場合についても適用できる。
【０２００】
このようにすることにより、拡散符号に要求される特性を崩さない程度に、操作するビット数を抑えることができる。すなわち、拡散符号が有するべき条件を満たしつつ、位置情報に基づいて、拡散符号及び逆拡散符号を生成できる。
【０２０１】
上述した実施例では、送信装置１００から送信される信号が、該送信装置１００が搭載された車両以外の車両に搭載された受信装置２００により受信される場合、すなわち車車間通信について説明した。この車車間通信には、自動車と自動車、自動車とバイク、自動車と人の間での通信が含まれるようにしてもよい。
【０２０２】
また、路側通信システムに適用してもよい。例えば、路側通信機に送信装置を備えるようにし、例えば交差点の陰に隠れていて車車間通信できない車両に対して、交差点の情報をブロードキャストする。このようにすることにより、受信装置を備えた車両は、路側通信機の位置は検出できるので、路側通信機と車両との距離に基づいて、該車両は必要な情報を得ることができる。
【０２０３】
説明の便宜上、発明の理解を促すため具体的な数値例を用いて説明されるが、特に断りのない限り、それらの数値は単なる一例に過ぎず適切な如何なる値が使用されてよい。
【０２０４】
以上、本発明は特定の実施例を参照しながら説明されてきたが、各実施例は単なる例示に過ぎず、当業者は様々な変形例、修正例、代替例、置換例等を理解するであろう。説明の便宜上、本発明の実施例に係る装置は機能的なブロック図を用いて説明されたが、そのような装置はハードウエアで、ソフトウエアで又はそれらの組み合わせで実現されてもよい。本発明は上記実施例に限定されず、本発明の精神から逸脱することなく、様々な変形例、修正例、代替例、置換例等が包含される。
【図面の簡単な説明】
【０２０５】
【図１】車車間通信の課題を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施例にかかる送信装置及び受信装置を示す部分ブロック図である。
【図３】本発明の一実施例にかかる送信装置及び受信装置の動作を示すフロー図である。
【図４】本発明の一実施例にかかる送信装置及び受信装置を示す部分ブロック図である。
【図５】本発明の一実施例にかかる受信装置における通信相手となる送信装置を選択する処理を示す説明図である。
【図６】本発明の一実施例にかかる受信装置におけるデータ復調処理を示す説明図である。
【図７】本発明の一実施例にかかる受信装置における送信装置の拡散符号のレプリカを生成する処理を示す説明図である。
【図８】本発明の一実施例にかかる送信装置及び受信装置を示す部分ブロック図である。
【図９】本発明の一実施例にかかる受信装置における通信相手となる送信装置を選択する処理を示す説明図である。
【図１０】本発明の一実施例にかかる送信装置及び受信装置において生成する拡散符号及び逆拡散符号の一例を示す説明図である。
【図１１】本発明の一実施例にかかる受信装置における通信相手となる送信装置を選択する処理を示す説明図である。
【図１２】本発明の一実施例にかかる受信装置における通信相手となる送信装置を選択する処理を示す説明図である。
【図１３】本発明の一実施例にかかる送信装置及び受信装置を示す部分ブロック図である。
【図１４】ＰＮ符号を生成する３ビットのシフトレジスタを示す説明図である。
【図１５】本発明の一実施例に係るレジスタの初期値と位置の遠近を表す情報との対応図である。
【図１６】ＰＮ符号を生成するＭビットのシフトレジスタを示す説明図である。
【図１７】送信装置において同期して生成される拡散符号を示す説明図である。
【図１８】ＰＮ符号を生成する４ビットのシフトレジスタを示す説明図である。
【図１９】本発明の一実施例に係るレジスタの初期値と位置の遠近を表す情報との対応図である。
【図２０】Ｍ系列のレジスタに対応させる位置情報を示す説明図である。
【図２１】Ｍ系列のレジスタに対応させる位置情報を示す説明図である。
【図２２】Ｍ系列のレジスタに対応させる位置情報を示す説明図である。
【図２３】Ｍ系列のレジスタに対応させる位置情報を示す説明図である。
【図２４】Ｍ系列のレジスタに対応させる位置情報を示す説明図である。
【図２５】相関器の一例を示す説明図である。
【図２６】本発明の一実施例にかかる受信装置における送信装置を選択する処理を示す説明図である。
【図２７】本発明の一実施例にかかる送信装置及び受信装置の動作を示すフロー図である。
【図２８】本発明の一実施例にかかる受信装置の動作を示すフロー図である。
【図２９】本発明の一実施例に係る同期回路を示すブロック図である。
【図３０】本発明の一実施例に係る送信装置により送信されるデータの一例を示す説明図である。
【図３１】本発明の一実施例に係る拡散符号生成処理を示す説明図である。
【図３２】本発明の一実施例に係る拡散符号生成処理を示す説明図である。
【符号の説明】
【０２０６】
１００  送信装置
１０２  拡散符号生成部
１０４  拡散処理部
１０６  変調処理部
１０８  局部発振器
１１０  電力増幅部
１１２  位置検出部
１１３  速度検出部
１１４  同期回路
１１６  基準クロック発振器
２００  受信装置
２０２  ＲＦ（Radio  Frequency）増幅部
２０４  周波数変換部
２０６  局部発振器
２０８  逆拡散符号生成部
２１０  相関演算部
２１２  選択部
２１４  復調部
２１６  位置特定部
２１８  位置検出部
２１９  速度検出部
２２０  同期回路
２２２  基準クロック発振器
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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