(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路上を走行する車両に搭載される移動局と、路側に設置された固定通信網との間に、情報通信を行なうための無線通信路を提供する移動体通信システムにおいて、
前記固定通信網は、前記移動局とデータパケットを送受する無線通信を行なう第１の送受信装置を有する基地局を含み、
前記移動局は、前記第１の送受信装置とデータパケットを送受する無線通信を行なう第２の送受信装置と、他の移動局と無線通信を行なう第３の送受信装置とを有し、
前記第１の送受信装置は、前記移動局の前記第２の送受信装置と無線通信を行い、
前記移動局の前記第２の送受信装置は、前記第１の送受信装置および前記他の移動局に備えられる第３の送受信装置と無線通信を行い、
前記第３の送受信装置は、前記他の移動局に備えられる第２の送受信装置と無線通信を行い、
前記第１ないし第３の送受信装置は、それぞれ、
相手局との無線通信を行なう送受信器と、
所定の間をあけて配置された少なくとも２つ以上の複数の受信アンテナと、
前記複数のアンテナのそれぞれにて捉えた無線信号に基づいて、該無線信号の前記受信アンテナへの入射角度を算出する角度測定器と、
相手局とのデータパケットの送受信を制御する制御装置とを有し、
前記制御装置は、自局から前記データパケットを送信した送信時刻および前記相手局からの無線信号を受信した受信時刻と、前記角度測定器にて算出された入射角度とに基づいて、前記第１および第２の送受信装置間の距離と、互いの方向とをそれぞれ計測し、
前記第２の送受信装置は、前記距離および前記互いの方向の計測結果を送信することを特徴とする移動体通信システム。
【請求項２】
請求項１に記載の移動体通信システムにおいて、前記移動局は、他の移動局を中継局とする迂回ルートを転送経路として決定し、該転送経路によって前記データパケットを所望の宛先へ転送することを特徴とする移動体通信システム。
【請求項３】
請求項１に記載の移動体通信システムにおいて、前記第１ないし第３の送受信装置のそれぞれの前記送受信器は、
同期符号が付加されたデータパケットを組み立てるパケット構成器と、
該パケット構成器の出力を変調して電波として空間に放射する送信手段と、
前記データパケットの送信時から、相手局から送信されるデータパケットを受信する受信時までの時間を計測するタイマと、
前記パケット構成器の出力の中から同期符号を検出し前記タイマを起動する第１の同期検出器と、
前記受信アンテナの出力からデータパケットを復調する受信手段と、
前記受信手段の出力から同期符号を検出し、前記タイマの動作を停止させる第２の同期検出器と、
前記受信手段の出力からデータパケットを抽出するパケット分解器とを含み、
前記制御手段は、前記タイマにより計測された前記データパケットを搬送する信号の送信時刻とその信号に対する相手局の応答信号の受信時刻との差に基づいて、前記相手局との距離を算出することを特徴とする移動体通信システム。
【請求項４】
請求項１に記載の移動体通信システムにおいて、前記角度測定器は、
前記受信アンテナの一方の出力を位相シフトするシフト手段と、
該シフト手段の出力に前記受信アンテナの他方の出力を加算する加算手段と、
該加算手段の出力を自乗検波する第１の検波手段と、
前記受信アンテナの他方の出力を自乗検波する第２の検波手段と、
前記第１および第２の検波手段の出力に基づいて、自己の局と前記相手局との角度を計算する算出手段とを含むことを特徴とする移動体通信システム。
【請求項５】
請求項１に記載の移動体通信システムにおいて、該システムは、一定のフレーム時間を細分化したスロットを占有することにより、前記移動局の送受信器および前記基地局の送受信器のそれぞれがデータパケットの衝突を避けてデータパケットを送受信することを特徴とする移動体通信システム。
【請求項６】
請求項５に記載の移動体通信システムにおいて、前記基地局は、時分割多重伝送路を介して供給される主クロック情報に従属同期した第１のクロックを発生する第１のクロック発生装置を含み、
前記移動局は、前記基地局における受信信号のタイミング情報に基づき該基地局のクロックに従属同期した第２のクロックを発生する第２のクロック発生装置を含み、
該システムは、第１のクロックおよび第２のクロックの示す時刻に基づき前記スロットを規定することを特徴とする移動体通信システム。
【請求項７】
道路上を走行する車両に搭載される移動局と、路側に設置された固定通信網との間に、情報通信を行なうための無線通信路を提供する移動体通信システムにおいて、
前記固定通信網は、前記移動局とデータパケットを送受する無線通信を行なう第１の送受信装置を有する基地局を含み、
前記移動局は、前記第１の送受信装置とデータパケットを送受する無線通信を行なう第２の送受信装置を有し、
前記第１および第２の送受信装置は、それぞれ、
相手局との無線通信を行なう送受信器と、
所定の間をあけて配置された少なくとも２つ以上の複数の受信アンテナと、
前記複数のアンテナのそれぞれにて捉えた無線信号に基づいて、該無線信号の前記受信アンテナへの入射角度を算出する角度測定器と、
相手局とのデータパケットの送受信を制御する制御装置とを有し、
前記制御装置は、自局から前記データパケットを送信した送信時刻および前記相手局からの無線信号を受信した受信時刻と、前記角度測定器にて算出された入射角度とに基づいて、前記第１および第２の送受信装置間の距離と、互いの方向とをそれぞれ計測し、
前記移動局および基地局は、基地局および移動局相互間の接続状態を表わす接続情報を各局が互いに伝達して共有する手段をそれぞれ有し、該共有された接続情報に基づきデータパケットの転送経路を決定し、該転送経路によって前記データパケットを所望の宛先へ転送することを特徴とする移動体通信システム。
【請求項８】
道路上を走行する車両に搭載される移動局と、路側に設置された固定通信網との間に、情報通信を行なうための無線通信路を提供する移動体通信システムにおいて、
前記固定通信網は、前記移動局とデータパケットを送受する無線通信を行なう第１の送受信装置を有する基地局を含み、
前記移動局は、前記第１の送受信装置とデータパケットを送受する無線通信を行なう第２の送受信装置を有し、
前記第１および第２の送受信装置は、それぞれ、
相手局との無線通信を行なう送受信器と、
所定の間をあけて配置された少なくとも２つ以上の複数の受信アンテナと、
前記複数のアンテナのそれぞれにて捉えた無線信号に基づいて、該無線信号の前記受信アンテナへの入射角度を算出する角度測定器と、
相手局とのデータパケットの送受信を制御する制御装置とを有し、
前記制御装置は、自局から前記データパケットを送信した送信時刻および前記相手局からの無線信号を受信した受信時刻と、前記角度測定器にて算出された入射角度とに基づいて、前記第１および第２の送受信装置間の距離と、互いの方向とをそれぞれ計測し、
前記移動局および基地局は、通信相手局の位置情報に基づきデータパケットの転送経路を決定し、該転送経路によって前記データパケットを所望の宛先へ転送することを特徴とする移動体通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、道路上を走行する自動車相互間および自動車と路側の通信網との間で情報伝達を行なう移動体通信システムに係り、たとえば将来の高速道路などで共通に使用される高度なサービスを提供する移動体通信システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車と路側の通信網との間に通話路を提供する移動体通信システムとして、路車間情報通信システムが知られている。これは、一般道路や高速道路などの路上にスポット的なビーコンを形成する路上局をある間隔をあけて複数設け、路上局により形成された間欠極小ゾーンを自動車が通過する際に、その車両の移動局と路側の通信網との間で間欠的に通信を行なうものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしこの従来のシステムは、間欠的な通信を行なうことと、移動局からの電波を受信する路上局により形成されるスポット的な無線ゾーン単位にて自動車の位置情報が得られるため、その通信から得られる位置情報の精度が高くはなかった。このため従来のシステムでは、車両の正確な位置情報を必要とする車両走行に関する高度な情報提供を行なうことができなかった。たとえば、車両の走行を制御するための詳細な位置情報を得ることができないので、車両の位置情報に応じて車両が自動的に走行する自動走行や複数の車両がまとまって走行する群走行などを行なうことができなかった。
【０００４】
また、他の通信システムとして、路側に漏洩同軸ケーブルを敷設し、このケーブルと自動車の間で連続的な通話路を提供する方法が提案されているが、このように連続的な通話路を形成した場合であっても自動車の位置情報を得ることができないという問題があった。
【０００５】
本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、移動局の位置を計測することができ、高度な情報通信およびサービスを行なうことのできる情報通信基盤としての移動体通信システムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の課題を解決するために、道路上を走行する車両に搭載される移動局と、路側に設置された固定通信網との間に、情報通信を行なうための無線通信路を提供する移動体通信システムにおいて、固定通信網は、移動局とデータパケットを送受する無線通信を行なう第１の送受信装置を有する基地局を含み、移動局は、第１の送受信装置とデータパケットを送受する無線通信を行なう第２の送受信装置を有し、第１および第２の送受信装置は、それぞれ、相手局との無線通信を行なう送受信器と、所定の間をあけて配置された少なくとも２つ以上の複数の受信アンテナと、複数のアンテナのそれぞれにて捉えた無線信号に基づいて、この無線信号の受信アンテナへの入射角度を算出する角度測定器と、相手局とのデータパケットの送受信を制御する制御装置とを有し、制御装置は、自局からデータパケットを送信した送信時刻および相手局からの無線信号を受信した受信時刻と、角度測定器にて算出された入射角度とに基づいて、第１および第２の送受信装置間の距離と、互いの方向とをそれぞれ計測することを特徴とする。
【０００７】
この場合、移動局は、自己の移動局よりも後方に位置する他の移動局との無線通信を行なう第３の送受信装置を含み、第３の送受信装置は、相手局との無線通信を行なう送受信器と、所定の間をあけて配置された少なくとも２つ以上の複数の受信アンテナと、複数の受信アンテナのそれぞれにて捉えた無線信号に基づいて、この無線信号の受信アンテナへの入射角度を算出する角度測定器と、相手局とのデータパケットの送受信を制御する制御装置とを有し、第２の送受信装置は、自己の移動局より前方に位置する他の移動局の第３の送受信装置と無線通信を行なう機能を有し、第３および第２の送受信装置のそれぞれの制御装置は、自局からデータパケットを送信した送信時刻および相手局からの無線信号を受信した受信時刻と、角度測定器にて算出された入射角度とに基づいて、第３および第２の送受信装置間の距離と、互いの方向とをそれぞれ計測するとよい。
【０００８】
また、第１および第２の送受信装置のそれぞれの送受信器は、同期符号が付加されたデータパケットを組み立てるパケット構成器と、パケット構成器の出力を変調して電波として空間に放射する送信手段と、データパケットの送信時から、相手局から送信されるデータパケットを受信する受信時までの時間を計測するタイマと、パケット構成器の出力の中から同期符号を検出しタイマを起動する第１の同期検出器と、受信アンテナの出力からデータパケットを復調する受信手段と、受信手段の出力から同期符号を検出し、タイマの動作を停止させる第２の同期検出器と、受信手段の出力からデータパケットを抽出するパケット分解器とを含み、制御手段は、タイマにより計測されたデータパケットを搬送する信号の送信時刻とその信号に対する相手局の応答信号の受信時刻との差に基づいて、相手局との距離を算出するとよい。
【０００９】
また、角度測定器は、受信アンテナの一方の出力を位相シフトするシフト手段と、シフト手段の出力に受信アンテナの他方の出力を加算する加算手段と、加算手段の出力を自乗検波する第１の検波手段と、受信アンテナの他方の出力を自乗検波する第２の検波手段と、第１および第２の検波手段の出力に基づいて、自己の局と相手局との角度を計算する算出手段とを含むとよい。
【００１０】
また、このシステムは、一定のフレーム時間を細分化したスロットを占有することにより、移動局の送受信器および基地局の送受信器のそれぞれがデータパケットの衝突を避けてデータパケットを送受信するとよい。
【００１１】
この場合、基地局は、時分割多重伝送路を介して供給される主クロック情報に従属同期した第１のクロックを発生する第１のクロック発生装置を含み、移動局は、基地局における受信信号のタイミング情報に基づきこの基地局のクロックに従属同期した第２のクロックを発生する第２のクロック発生装置を含み、このシステムは、第１のクロックおよび第２のクロックの示す時刻に基づきスロットを規定するとよい。
【００１２】
また、移動局および基地局は、基地局および移動局相互間の接続状態を表わす接続情報を各局が互いに伝達して共有する手段をそれぞれ有し、この共有された接続情報に基づきデータパケットの転送経路を決定し、この転送経路によってデータパケットを所望の宛先へ転送するとよい。
【００１３】
また、移動局および基地局は、通信相手局の位置情報に基づきデータパケットの転送経路を決定し、この該転送経路によってデータパケットを所望の宛先へ転送するとよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に添付図面を参照して本発明による移動体通信システムの実施例を詳細に説明する。図１を参照すると同図には本発明の移動体通信システムが適用された自動車通信システムの一実施例が示されている。この自動車通信システムは、たとえば高速道路などの自動車道路を走行する車両の移動局10と、その道路に設置された基地局12との間にて連続的な無線通信を行なうとともに、それぞれの移動局間にて直接通信を行なうことができる情報通信システムである。とくに本実施例では、移動局10および基地局12は、相手局から送出された電波に基づいて相手局の位置を認識することができ、これによりたとえば、各走行車両の位置情報に基づいて交通情報を収集し、収集された情報に基づいて交通管制や危険監視などを行なうのみならず、車両の自動走行などを制御および監視することのできる総合的な道路交通システムが構築されている。
【００１５】
詳しくは、道路を走行する車両の移動局10には、その前方向に位置される基地局12および前方の他車両の移動局との通信を行なうための送受信器14がたとえばその車両の前部に設置され、さらに後方の他車両の移動局との通信を行なうための送受信器16がたとえばその車両の後部に設置されている。また、道路側には、これら移動局10と無線通信を行なう基地局12がその車線方向に一定間隔にて複数が設置され、基地局12はそれぞれ、移動局10との無線通信を行なうための基地局送受信器18を含む。なお、以下の説明において、本発明に直接関係のない部分は、図示およびその説明を省略し、また、信号の参照符号はその現われる接続線の参照番号で表わす。
【００１６】
基地局12は、本実施例では道路の路肩に設置された支柱等に取り付けられ、車線上に延長された支柱の先端部に、移動局10との無線通信を行なう基地局送受信器18を配置している。また、基地局12は、有線または無線等による伝送路を介して後述する集中局に接続され、この集中局と複数の基地局とにより、道路の所定の延長線上を無線ゾーンとする通信ネットワークが形成されている。
【００１７】
次に図２を参照して移動局10について説明すると、本実施例における移動局10は、それぞれ他の局との無線による送受を行なう送受信器14および16と、これら送受信器に接続されたルータ20と、端末装置22と、クロック発生器24とを有している。
【００１８】
送受信器14および16は、車両の前方および後方を向く指向性の送信アンテナ26a,26b および受信アンテナ30a,30b をそれぞれ有し、移動局10はこれらアンテナにより同一車線および隣接車線を走行する先行車両の移動局および後方車両の移動局との間に電波による双方向の直接の通信回線２（図１）を形成する。また、図１に示した基地局送受信器18に備えられたアンテナの指向性は、その位置から移動局10の走行方向とは逆方向の所定範囲に設定され、基地局送受信器18と各移動局10の送受信器14との間に電波による双方向の直接の通信回線４が形成される。移動局10は、送受信器14により通信回線４を介して基地局12との通信を行ない、さらに送受信器14および16により通信回線２を介して移動局間の通信を行なう。これら送受信器14と送受信器16とは、送受信器14が基地局送受信器18と直接の通信を行なう点で送受信器16とその構成が異なるが、その他の構成については同様の構成である。
【００１９】
まず、移動局10の前部に配設された送受信器14は、ルータ20を介して端末装置22および送受信器16に接続され、これら端末装置22および送受信器16からルータ20を通して転送される送信情報をクロック24から供給されるタイミング制御信号に応じて送信する。また、送受信器14は、基地局12および他の移動局から受信した受信情報をルータ20に出力して、所望の端末装置22または送受信器16に転送する。送受信器16も同様に、ルータ20を介して端末装置22および送受信器14に接続され、これら端末装置22および送受信器14からルータ20を通して転送される送信情報をクロック24から供給されるタイミング制御信号に応じて送信する。また、送受信器16は、受信情報をルータ20に出力して、所望の端末装置22または送受信器14に転送する。
【００２０】
本実施例における端末装置22は、一般の電話やデータ転送などの情報通信に用いられる情報通信端末装置と、車両の位置情報に基づいて走行制御や運転制御を行なう走行制御装置および車両走行に関する安全のための警告等を表示する警報装置と、車両の動作状態および走行状態などを表わす状態変数を収集しコード化するデータ符号器とを有する制御端末装置である。端末装置22は、これら制御に必要なパケットを接続線100 を介して接続されたルータ20から入力し、また、基地局12および他の移動局に送信する送信情報をパケット化して接続線100 を介してルータ20に出力する。たとえば端末装置22は、所望の通信相手またはアクセスしたい情報資源の識別子を番号案内（ディレクトリサービス）から取り寄せる機能を有し、この識別子を宛先仮想ネットワークアドレスDVA として発信者の操作に応じて入力する機能を有する。
【００２１】
ルータ20は、端末装置22と送受信器14と送受信器16との間でパケットを交換する装置である。ルータ20は、接続線102 を介して送受信器14の端局制御装置34a に接続され、また接続線104 を介して送受信器16に接続されている。ルータ20は、各局より送られる接続情報に基づいて、所望する宛先の相手局にパケットを転送する最適経路を計算し、最適経路を表わす転送先テーブルを作成する機能を有している。
【００２２】
たとえばルータ20は、端末装置22からこのルータ20に送られるネットワーク層のパケットがアドレス指定パケットである場合には、そのパケット内の宛先仮想ネットワークアドレスDVA を物理ネットワークアドレスに変換するアドレス解決を行なって、アドレス解決によって変換された宛先物理ネットワークアドレスに基づいて、転送先テーブルで指定されたルートへパケットを送り出す。このアドレス解決は、たとえば、後述する集中局70のサーバ76に、仮想ネットワークアドレスと物理ネットワークアドレスとの対応を示すアドレスデータベースを設置し、このデータベースの内容を参照することで行なわれる。また、端末装置22からルータ20に送られるパケットが位置指定パケットである場合には、宛先位置で指定されたルートにパケットを送り出す。
【００２３】
本実施例ではアドレス解決を行なうために、たとえば拡散キャッシュ法を用いる。この場合、アドレス解決のためのキャッシュメモリを、各端末装置22や各ルータ20および後述する集中局のルータ78に備えることにより、パケットの中継時や受信時にそのパケットの発信者のアドレスをキャッシュに登録する。この結果、パケットの宛先アドレスがキャッシュに登録されているルータおよび端末装置では、そのパケットに対するアドレス解決が、アドレスデータベースを参照することなく行なわれ、アドレス解決が効率よく実行される。
【００２４】
各ルータの転送先テーブルは、通常のコンピュータネットワークで用いられているルーティング・プロトコルによって各局が隣接局との接続情報を他の局に転送することにより、各局がネットワーク全体の接続情報（リンク状態テーブルLST ）を共有する。各ルータは、共有されたその接続情報に基づいて最適経路を計算して作成する。
【００２５】
送受信器14は、基地局送受信器18と情報の送受信を行なうとともに、先行車両の移動局と情報の送受信を行なう送受信器である。詳しくは、送受信器14は、ルータ20の入出力に接続された端局制御装置34a を有し、端局制御装置34a は、端末装置22から送出された情報と、クロック24から供給されるタイミング情報とに基づいて送受信器14全体を制御する送受信制御装置である。端局制御装置34a は、送信するパケットを入力102 に入力して、その出力106 に接続された送信器36a に送出するとともに送信器36a を制御する。送信器36a は、端局制御装置34a の制御を受けて、周波数f1の送信信号を発生し、発生した送信信号f1を出力108 に接続された送信アンテナ26に出力する。
【００２６】
これら送信器36a および送信アンテナ26a を図５を参照して説明すると、送信器36a は、端局制御器34a から送られるデータのパケットを含むデータパケットを組み立てるパケット構成器37を有し、パケット構成器37の出力500 は、一方は変調器38に接続され、他方は同期検出器40に接続されている。変調器38は、入力500 に入力されたデータパケットによって無線搬送波を変調する変調器である。変調器38の出力502 は電力増幅器42に接続され、電力増幅器42は、入力502 に入力される信号を電力増幅し、電力増幅された送信信号を接続線504 を介して送信アンテナ26a に供給する。同期検出器40は、パケット構成器37から出力されるデータパケットを入力し、このデータパケット中の同期パターンを検出する。同期検出器40は、検出した同期パターンを図２に示したタイマ44a を起動するトリガとして出力506 に出力する。
【００２７】
図２に戻って、受信アンテナ30a は、基地局送受信器18および先行車両の移動局から送信された周波数f2の電波を受信するアンテナである。受信アンテナ30a は、本実施例では、後述する電波の到来方向を測定するために所定間隔をおいて配置された２個のホーンアンテナにて構成され、一方または双方のアンテナにて受信された受信信号を出力508 に出力し、さらに双方のアンテナにて受信された受信信号をそれぞれ出力510 に出力する。受信アンテナ30a の出力508 は受信器46a に接続され、出力510 は角度測定器56a に接続されている。
【００２８】
受信器46a は、図７にその構成例を示すように、入力508 に入力される受信信号を増幅する増幅器48と、増幅器48にて増幅された信号を復調する復調器50と、復調された復調データから同期パターンを検出する同期検出器52と、同期パターンに同期して復調データから必要なデータを抜き出すパケット分解器54とを有する。復調器50は、本実施例では移動局または基地局送受信器から２相位相変調されて送信された送信信号を復調する復調器であり、他の変調方式にて送信される場合には、その変調方式に対応する復調方式が適用される。また同期検出器52は、検出した同期パターンに応じてタイマ44a(図２）の動作を停止させるトリガを出力700 に出力する。さらにパケット分解器54は、同期検出器52にて検出された同期パターンに従って復調器の出力データから必要なデータを抜き出し、抜き出されたデータを出力702 に出力する。受信器46a の出力700 は、図２に示したタイマ44a に接続され、また出力702 は端局制御器34a に接続されている。受信器46a の出力704 はクロック24に接続され、受信器46a は、他の局との最初の交信時にクロックを初期設定する設定情報をクロック24に供給する。
【００２９】
また、受信アンテナ30の他方の出力510 に接続された角度測定器56a は、図６に示すように、一方の受信アンテナの出力510aにそれぞれ接続された加算器58および自乗検波器60と、他方の受信アンテナの出力510bに接続された90度位相シフタ62と、加算器58の出力600 に接続された自乗検波器64と、自乗検波器60の出力602 および自乗検波器64の出力604 に基づいて受信信号の電波の到来方向を算出する角度計算器66と有している。
【００３０】
加算器58は、90度位相シフタ62から90度移相されて出力された受信信号を入力606 に入力し、この受信信号606 と受信信号510aとを加算し、その加算結果を接続線600 を介して自乗検波器64に出力する。自乗検波器60および64は、入力された受信信号を自乗する検波器である。具体的には、受信アンテナ30の２個のホーンアンテナの中心点の間隔をｄ、受信信号の到来方向をアンテナの放射軸に対してθ、使用する電波の波長をλ、信号振幅をＡおよび円周率をπとすると、自乗検波器60は次式（１）に示す演算を入力信号510aに施して出力ｙを算出する。
【００３１】
【数１】
ｙ＝Ａ2 ／２      ・・・（１）
また、自乗検波器64は、次式（２）に示す演算を入力信号600 に施して出力ｘを算出する。
【００３２】
【数２】
ｘ＝Ａ2 ｛１＋sin （２πｄ／・sin θ）  ・・・（２）
角度計算器66は、自乗検波器60および64のそれぞれの出力ｙおよびｘを入力し次式（３）に示す演算を施して、信号の到来方向に対応する計測値Θを算出する。
【００３３】
【数３】
0004145965.tif 000002
角度計算器66は、算出された計測値Θを接続線606 を介して接続された端局制御装置34a に出力する。
【００３４】
図２に戻ってクロック24は、受信器46より出力される同期パターンを基準とするタイミング情報を生成するクロック発生器である。クロック24は、生成したタイミング情報を送受信器14および16のそれぞれの端局制御器に供給する。
【００３５】
以上、移動局10の前部に設置される送受信器14について説明したが、移動局10の後部に設置される送受信器16は、図２に示すように、周波数f2の電波を出力する送信器36b および送信アンテナ26b と、周波数f1の電波を受信する受信アンテナ30b および受信器46b を有し、この送受信器16は、基地局送受信器18との交信を行なわず、後続車両の移動局と無線通信する点で送受信器14と異なる。それ以外の送受信器16の機能は、送受信器14と同じでよいので、同図において、送受信器14の内部構成の参照番号に"b" を付与した形にて示している。
【００３６】
図１に戻って、次に基地局12について説明すると、この基地局12は、基地局送受信器18を含み、その送受信器18にて受信された情報を隣接する他の基地局と、さらに他の基地局または集中局とに伝送し、またこれら他の基地局や集中局から送られる情報を送受信器18を介して移動局10に伝送する固定局である。
【００３７】
詳しくは基地局12は、図３に示すように、基地局送受信器18と、多重化装置62a,62b と、クロック64とを有している。多重化装置62a,62b は、隣接する基地局と双方向の伝送路300aおよび300bを介して相互接続する多重化装置である。クロック64は、多重化装置から供給される同期情報に基づいて上位の集中局のクロックに同期し、基地局送受信器18から送出される送信信号のタイミングを制御する機能を有している。
【００３８】
基地局送受信器18は、多重化装置62に接続された端局制御器34c と、端局制御器34c から送出されたデータパケットを送信信号として出力する送信器36c と、送信信号を電波として送信する送信アンテナ26c と、移動局から送信された電波を受信する受信アンテナ30c と、受信器46c と、角度測定器56c と、タイマ44c とを有し、これらは図２に示した送受信器16と同様の構成でよい。ただし、送信アンテナ26c および受信アンテナ30c は、車両の進行方向とは逆の方向、つまりその車線上の起点方向に向けて所定の無線ゾーンを形成する指向性を有している。
【００３９】
基地局12に伝送路300 を介して接続される集中局およびその接続を図４を参照して説明すると、本実施例では基地局12a の伝送路300aには集中局70が接続され、伝送路300bには、隣接する他の基地局12b が接続されている。また基地局12b には伝送路300cを介してさらに他の基地局12c が接続され、基地局12c は伝送路300dを介して集中局70に接続されている。このように集中局70は、複数の基地局12a,12b および12c を伝送路300 により環状に接続している。
【００４０】
集中局70は、伝送路300aおよび300dを介してそれぞれ基地局12a および12c に接続された多重化装置72a および72b と、これら多重化装置72に全システムの時間基準となるクロックを供給するクロック74と、多重化装置72とサーバ76との間のパケット交換を行なうルータ78とを有している。
【００４１】
多重化装置72a および72b に接続された伝送路300 は、時分割にて多数のチャネルに分割され、各チャネルはそれぞれ、集中局70と各基地局12との間のパケットの伝送に割り当てられる。多重化装置72は、この割り当てられたチャネルにて基地局12から送られたパケットを受け、このパケットをルータ78に転送する。クロック74は、このシステムの基準となるクロックを生成して多重化装置72に供給するとともに、多重化装置72の出力信号に含まれる同期信号の受信時刻を計測することによって、各基地局12のクロックを同期させるために必要な伝送路の遅延時間を計測する。ルータ78は、各基地局12a,12b,12c それぞれの相互間および各基地局12とサーバ76との間のパケットの交換を行なうとともに、伝送路400 を介して接続された外部システムとの間のパケット交換を行なう交換装置である。
【００４２】
この集中局70のルータ78は、各移動局のルータ20と同様の機能を有し、ルータ78は、移動局のルータ20とともに、ネットワーク層のパケットを、その宛先アドレスまたは宛先位置で指定された宛先に最適経路にて届ける。ルータ78はさらに、パケットの転送先を決定するために、各基地局12ごとにその基地局12と直接リンクを張っている移動局10のリストを有する。ルータ78は、移動局10のハンドオフが生じるごとに移動局10のリストを変更する。しかしルータ78は、移動局10のハンドオフごとには、リンク状態テーブルを変更しない。この結果、最適経路をそのハンドオフごとに計算し直す必要がない。
【００４３】
次に、このシステムの同期系の構成を図８を参照して説明すると、まず、集中局70の同期系800 は、同図に示すようにクロック74および多重化装置72を含み、また、基地局12の同期系802 は、クロック64および多重化装置62a,62b を含む。
【００４４】
まず、同期系800 のクロック74は、高精度の基準発振信号を発生する主発振器804 と、主発振器804 から出力された基準発振信号に基づいて、システムの基準時刻を発生するパルスカウンタ806 と、パルスカウンタ806 の内容をトリガに応じて読み出して記憶する時間レジスタ808 とを有している。パルスカウンタ806 は、システムの基準時刻に応じた同期信号を生成し、生成した同期信号を接続線810 を介して多重化装置72a に供給する。多重化装置72a は、入力810 に入力される同期信号とルータ78から送られてくるデータパケットを多重化して伝送路300aに送出するマルチプレクサ812 と、伝送路300aから入力されるデータから同期信号を検出してクロック74に送り、データパケットをルータ78に送るデマルチプレクサ814 とを有している。デマルチプレクサ814 の出力816 は、時間レジスタ808 に接続され、パルスカウンタ806 の内容を時間レジスタ808 に読み出すトリガとして、検出した同期信号を時間レジスタ808 に供給する。
【００４５】
一方、同期系802 の多重化装置62a は、マルチプレクサ816 とデマルチプレクサ818 とを有し、デマルチプレクサ818 は伝送路300aを介して伝送されたデータから同期信号を分離して出力820 に接続されたクロック64に供給するとともに、集中局70からこの基地局12宛に送られてきたデータパケットを分枝して送受信器18に送り、残りのデータパケットを多重化装置62b のマルチプレクサ822 に送出する。また、マルチプレクサ816 は、多重化装置62b から送られたデータパケットとこの基地局12から集中局70宛に送るべきデータパケットを多重化して、伝送路300aを介して接続された多重化装置72a に送出する。
【００４６】
また、多重化装置62b は、マルチプレクサ822 とデマルチプレクサ824 とを有し、マルチプレクサ822 は、多重化装置62a から送出されたデータにこの基地局12から集中局70宛に送るべきデータパケットを多重化して伝送路300bに送出する。また、デマルチプレクサ824 は、伝送路300bを介して伝送されたデータから同期信号を多重分離して出力826 に接続されたクロック64に供給するとともに、集中局70からこの基地局12宛に送られてきたデータパケットを分枝して送受信器18に送り、残りのデータパケットを多重化装置62a のマルチプレクサ816 に送出する。
【００４７】
クロック64は、入力820 に入力される同期信号に周波数同期する発振信号を発生する従属発振器828 と、この発振信号を計数し、基地局10にて使用される基準時刻をシステムの基準時刻に同期して発生するパルスカウンタ830 と、多重化装置62a から供給される同期信号820 および多重化装置62b から供給される同期信号をパルスカウンタ830 の内容を読み出すトリガとして入力し、このトリガに応じてパルスカウンタ830 の内容を記憶する時間レジスタ832 とを有している。
【００４８】
次に本実施例におけるデータリンク層のパケットの構成を図９を参照して説明する。データリンク層のパケットの種類は、質問パケット(QF/QM) と、応答パケット(R) と、接続要求パケット(RL)と、切断要求パケット(CL)と、データ伝送パケット(DT)と、確認パケット(AC)とに分類される。それぞれのパケットは、同期回路を起動しかつパケットの位置を確定させるための符号列のプリアンブル(PRE) および同期フラグ(SYNC)と、パケットの種類(QF/QM/R/RL/CL/DT/AC) を表わすタイプ(TYP) と、発信者アドレス(SA)と、宛先アドレス(DA)と、信号を受信してから応答するまでの時間遅れを示す時間オフセット(OFF) と、交信が成功する毎に１ずつ増加する一連番号のメッセージ番号(MN)と、伝送すべきデータまたはネットワーク層のパケットのデータ(DATA)と、クロックの時間調整を行なうための制御情報の時間制御データ(TC)と、パケットの符号誤りを検出および訂正するための付加符号の誤り検出・訂正符号(EDC) とにて構成される。
【００４９】
また本実施例におけるネットワーク層のパケットは図10に示すように、アドレス指定パケット（図10(a))と位置指定パケット（図10(b))とがあり、アドレス指定パケットは、宛先仮想ネットワークアドレス(DVA) と宛先物理ネットワークアドレス(DPA) と発信者仮想ネットワークアドレス(SVA) と、発信者物理ネットワークアドレス(SPA) と宛先および発信者指定以外のネットワーク層のヘッダ(HD)と伝送すべきデータまたは上位層のパケットを表わすデータ(DATA)とを含む。また位置指定パケットは、宛先位置(DP)と、発信者アドレス(SA)と、宛先および発信者以外のネットワーク層のヘッダ(HD)と、伝送すべきデータまたは上位層のパケットを表わすデータ(DATA)とを含む。仮想ネットワークアドレスは、個人および情報源などの識別子であり、物理ネットワークアドレスは、それらの場所を表わす情報である。また、宛先位置(DP)は、発信者からみた宛先車両の相対位置を表わす情報である。
【００５０】
宛先物理ネットワークアドレス(DPA) と発信者物理ネットワークアドレス(SPA) は、図10(c) に示すように、現在移動局10の車両が使用している道路を示す「道路番号」と、その車両が属している車群を示す「グループ番号」と、その車両を示す「車両番号」と、端末装置を示す「端末番号」との識別子を含む。
【００５１】
パケットの宛先位置(DP)は、前方および後方のいずれか、もしくは前後双方向を表わす「前後関係」と、メートル単位で表わした距離または車両台数を表わす「距離」と、まっすぐ、右、左、すべてのいずれかを表わす「方向」とを含む。たとえば、「前後関係」＝（後方）、「距離」＝（３台）、「方向」＝（まっすぐ）と指定される場合には、「同一車線の直近の後続車３台すべて」を表わし、また、「前後関係」＝（両方）、「距離」＝（100m）、「方向」＝（すべて）と指定される場合には、「前後100m以内の車両すべて」を表わすように規定されている。
【００５２】
以上のような構成で、本実施例の自動車通信システムの動作を以下に説明する。まず、各移動局10の位置計測を所定の頻度にて行なうために、その位置計測の周期に応じて移動局10と基地局12との間および移動局10相互間の交信を行なう。本実施例では、所定の頻度として、好ましくは毎秒20回程度の頻度で移動局10の位置計測を行なうのがよい。このため、本実施例では、車両の位置計測の周期を50msec程度の基本周期とする時間フレームが設定される。このフレームを多数のスロットに分割し、各移動局10と基地局12との交信および移動局10間の交信は、各スロットのいずれかを占有して行なう。つまり、交信のための各データリンクにそれぞれ１つのスロットが割り当てられる。この位置計測のための交信にてやりとりされるデータパケットに対し、他の移動局10、基地局12および外部システムのサービス提供者との間で伝達すべき情報を付加して、車両の位置計測に加えて通常のデータ通信が行なわれる。
【００５３】
各移動局10は、通信の開始時にスロットの割り当てを基地局12に対し要求する。このとき、まず他の移動局の交信状態を、自局の受信器46a,46b を用いて基地局12および他の移動局10の送信信号をモニタすることにより認識し、空きスロットを見つける（初期アクィジション）。
【００５４】
初期アクィジションにて空きスロットが検出されると、適当な空きスロットの使用を要求する使用要求を送受信器14から発信する。この要求には移動局10と基地局12との間にデータリンクを張る使用要求と、移動局10相互間にデータリンクを張る使用要求との２種類がある。
【００５５】
まず、移動局10と基地局12との間にデータリンクを張る使用要求を送出する移動局10は、フレーム内の適当な空きスロットに対し、スロットの割当要求のための質問信号(QF)を発信する。この要求に対して基地局12から自局宛の応答信号(R) が返ってきた場合にはスロットの割り当ては成功し、移動局10と基地局12との間にデータリンクが設定され、次のフレームからこのスロットを用いて交信が開始される。また、質問信号(QF)を発信しても基地局12からの応答がない場合には、まず、他の移動局10の要求と衝突したものと認識し、他の空きスロットを選択して質問信号(QF)を再度発信する。これでも基地局12の応答がない場合には、基地局12との間のパスが遮られているか、または、基地局12が設置されていないと移動局が判断し、たとえば要求発信の頻度を低下させるなどをして再度要求発信を試みる。
【００５６】
一方基地局12は、正しく受信した質問信号(QF)に対して応答信号(R) を返す。次のフレームの同じスロットに、同じ移動局10からデータパケットが送られてきたことが基地局12にて認識されると、データリンクが設定され、交信が開始されたものとする。
【００５７】
また、移動局10相互間にデータリンクを張ることを要求する使用要求では、初期アクィジション時に検出した空きスロットを用いて先行車両の移動局に向けて割当要求のための質問信号(QM)を発信する。この要求に対して少なくとも１つの応答信号(R) がその移動局から返信されて、正しく受信された場合には、スロットの割り当てが成功したものと認識し、そのうち一つの応答信号を選択して、次のフレームの同じスロットでデータパケットを送り、交信を開始する。他の移動局との複数のリンクを張る場合には、移動局は続いて質問信号を発信する。
【００５８】
また、応答信号(R) が誤り情報を含んで受信され、この誤りを回復することができない場合には、複数の先行車両の移動局10からの応答が衝突したものと見なし、再度割当要求のための質問信号(QM)を送信する。初期アクィジション時に先行車両の移動局からの送信信号が検出されず、かつ応答がない場合には、先行車両の移動局がないものと見なし、要求発信の頻度を低下させる。先行車両の移動局が検出されている場合であっても、その移動局からの応答がない場合には、先行車両の移動局において要求の衝突があったものと認識し、使用するスロットを他の空きスロットに変更して再度要求(QM)を送信する。
【００５９】
一方、割当要求のための質問信号(QM)を送受信器16で正しく受信した移動局10は、そのスロット内で疑似ランダムな時間遅延（オフセット時間）をおいて応答パケット(R) を返す。このとき、応答パケットのOFF 部にオフセット時間の値を入れる。要求のあった移動局10から次のフレームの同じスロットにデータパケットが送られてくると、これを受けた移動局はスロットの割り当てが成功して交信が開始されたものと認識し、そのスロットを用いてデータパケットを返送する。これ以降、このスロットを占有して交信が続けられる。
【００６０】
この他に、既知の相手局との間にリンクを張るための接続要求と、張られているリンクを切断する切断要求とがある。これらは、たとえば交信中のリンクが他からの干渉を受けたときに、リンクを張り直す場合などに用いられる。この場合、指定の局に対し指定のスロットで接続要求信号(RL)を送信する。この信号を受信した相手局は、同じスロットで応答信号(R) を返送する。この応答信号を受信したなら、リンクが張られたものと見なし、次のフレームから交信を開始する。また、不要になったリンクを切断する場合には、切断要求(CL)を送信する。
【００６１】
最初の交信でクロックの初期設定を行ない、その後一定のフレーム周期で位置計測と情報伝達のための交信を行なう。つまり、移動局10では、送受信器14からフレーム周期で周波数f1のデータ伝送パケット(DT)を送信するとともに、タイマ44a を起動する。この信号を受信した先行車両の送受信器16または近くにある基地局12の送受信器18は、角度測定器56b または56c にて信号の到来方向を計測してその結果の計測値Θをそれぞれの端局制御器34b または34c に送る。それとともにその送受信器16または18は、オフセット時間OFF の後に周波数f2の確認パケット(AC)をデータ伝送パケットの送信元に返送し、自装置のタイマ44b または44c を起動する。このとき返送される確認パケットのOFF 部には、このオフセット時間OFF の値が入れられる。確認パケットを受信した送受信器14は、タイマ44a を停止させ、角度測定器56a にて信号の到来方向を計測し、その計測値Θおよびタイマ44a の内容を端局制御器34a に送る。また、これと逆方向、つまり先行車両の送受信器16または基地局12の送受信器18から送受信器14に対してもデータ伝送パケットが送られ、それに対する確認パケットが移動局10から返送される。ここで、各確認パケットのオフセット時間は、両方向の伝送においてデータ伝送パケットと確認パケットが時間的に重なって干渉しないように選択される。
【００６２】
各走行車両の端局制御器34a は、タイマ44a の計測時間と確認パケットのオフセット時間OFF との差から先行車両または路側の基地局12との間の距離を算出し、確認パケットの到来方向の計測値Θと組み合わせて、基地局12の位置に対する自車の相対位置、および先行車両との相対位置を算出する。一方、データ伝送パケットを受信した基地局12または先行車両の移動局でも、タイマ44c または44b の計測時間と確認パケットのオフセット時間OFF との差から相手局との距離を算出し、電波の到来方向の計測値Θと組み合わせて、基地局に対する走行車両の位置または先行車両に対する走行車両の位置を算出する。なお、前述の割当要求の際にも同様の位置計測が行なわれる。
【００６３】
交信状態において、各基地局12は常に受信信号の受信タイミングを測定し、そのタイミングのスロットの境界に対する偏差の値をデータ伝送パケットのTC部に入れて移動局10に知らせる。移動局10では、送られてきたTC部の時間制御データに基づいてクロックの誤差を修正し、信号のドリフトを修正する。
【００６４】
移動局のルータ20は、送受信器14、送受信器16および端末装置22から送出されたネットワーク層のパケットを指定されたルートへ送る。ルータ20は、アドレス指定パケットが送られてきた場合には、その宛先物理ネットワークアドレス(DPA) に基づいて転送先テーブルで指定されたルートへ送り出す。またルータ20は、位置指定パケットが送られてきた場合には、宛先位置(DP)で指定されたルートへ送り出す。１つのデータリンク層のデータ伝送のパケットによって、一般に、複数のネットワーク層のパケットが搬送される。
【００６５】
移動局10の発信者は、通信相手またはアクセスしたい情報資源の識別子をたとえばディレクトリサービス（番号案内）を利用して知り、これを宛先仮想ネットワークアドレス(DVA) として端末装置22へ入力する。この識別子から物理ネットワークアドレスへ変換するアドレス解決は、サーバ76（図４）の中に設置されたアドレスデータベース（仮想ネットワークアドレスと物理ネットワークアドレスの対応表）を参照することにより実現する。各車両が基地局12にアクセスしたとき、このデータベースにこの車両の乗員の個人識別子と物理ネットワークアドレスの対応表が登録され、移動に伴い道路番号／グループ番号が変更になると、その時点で該当項目が変更される。
【００６６】
アドレス解決を効率よく実行するために、「拡散キャッシュ法」を用いる場合には、各端末装置22やルータ20に備えられたアドレス解決のためのキャッシュに、パケットの中継時やその受信時にそのパケットの発信者のアドレスを登録する。パケットの宛先アドレスがキャッシュに登録されているルータ20および端末装置22では、そのパケットのアドレス解決が上記データベースを参照することなく行なわれる。
【００６７】
集中局70では、ルータ78がサーバ76a,76b,76c 、外部システムおよび伝送路300a,300b,300c,300d を通して基地局12a,12b,12c から送られてくるネットワーク層のパケットを転送テーブルで指定されたルートへ送り出す。
【００６８】
このように、移動局および集中局のそれぞれのルータ20および78の働きにより、ネットワーク層のパケットは、その宛先アドレスまたは宛先位置で指定された宛先に最適経路を通って届けられる。ここで、各ルータの転送先テーブルは、通常のコンピュータネットワークで用いられているルーティング・プロトコルを用いて、各局がそれぞれ、隣接局との接続情報（リンク状態テーブルLST ）を他の局に転送することによりネットワーク全体の接続情報を全局が共有し、それを基に各ルータが最適経路を計算して作成される（文献；「R.Perlman:Interconnections,pp210-222, ソフトバンク」参照）。
【００６９】
最適経路を計算するためには、移動局10が基地局12を経由して集中局70に接続されてるか、そうではないかが問題であり、どの基地局12を経由しているかは問題とはならない。したがって、リンク状態テーブルLST では、基地局12は単にリンクの一部と見なされる。しかし、集中局70のルータ78は、各基地局12ごとに、その基地局12に直接リンクを張っている移動局10のリストを持ち、移動局10のハンドオフが生じる度にこのリストを変更し、変更されたリストに基づいて転送先を決定する。一方、リンク状態テーブルLST は、移動局10のハンドオフが生じる度に変更する必要がなく、最適経路の計算もそのたびにやり直す必要がない。たとえば先行車両が電波伝搬の障害となって基地局12との直接のデータリンクを張ることができない場合には、この状態が接続情報に反映され、先行車両の移動局10を中継局とする迂回ルートが自動的に設定される。
【００７０】
交通量の多い道路においては、経路制御のための接続情報の転送と最適経路の計算の負荷が重くなり、円滑な情報通信が実現できなくおそれがある。この問題に対処するために、ネットワークアドレスのグループ番号によって、路上を走行する車両を適当な規模の車群（グループ）に分割し、ネットワークを各車群と集中局70とを含む多数のサブネットに分解する階層型経路制御を採用することができる。本実施例ではこの階層型経路制御のため、集中局70のルータ78を論理的に多数のサブルータに分割し、各サブルータが一つのサブネットへの経路制御を担当するように構成する。このサブルータは、上位局および他のサブルータへのリンクを持ち、レベル２サブルータとしてサブネット内および他のレベル２ルータとの間のリンク情報を持つ。一方、移動局10のルータ20は、サブネット内のリンク情報のみを持つレベル１ルータとなる。
【００７１】
位置による宛先指定は、移動局10の位置計測の機能を利用するものであり、転送テーブルにはよらずに、直接データリンクを張っている相手局の位置情報に基づいて直接転送ルートを定めるものである。この場合、移動局10のルータ20は、受け取ったネットワーク層のパケットの宛先位置(DP)を解読し、それに必要な修正を加えた後、指定のルートに送り出す。これにより、基地局12が設置されていない路上においても移動局10同士の通信の始動が可能になる。
【００７２】
送信器36a では、端局制御器34a から送られるデータを基にパケット構成器37でデータリンク層のパケットが組み立てられ、送信トリガをきっかけとしてこのパケットがビット直列に変調器38に送られる。ここでパケットが２相位相変調され、電力増幅器42で電力増幅された後、送信アンテナ26から送信される。一方、パケット構成器37から出力されるパケットは、同期検出器40にも送られ、同期符号が送信された時点でトリガが発生され、タイマ44a が起動される。送信器36b および36c もこの送信器36a と同様の動作をする。
【００７３】
角度測定器56a では、前記式（１）と式（２）とにより値ｙ，ｘを算出し、これらの算出結果に基づいて、信号の到来方向の計測値Θを角度計算器66にて算出する。角度測定器56b および56c もこの角度測定器56a と同様の動作をする。
【００７４】
受信器46a では、受信アンテナ30a の一方の出力信号が増幅器48で増幅され、復調器50で２値データに復調された後、同期検波器52に送られる。同期検出器52でデータリンク層のパケットの同期符号が検出されると、トリガを発生し、このトリガによってタイマ44a の動作を停止させるとともに、復調されたパケットをパケット分解器54に読み込ませる。パケット分解器54は、このパケットを分解し、必要なデータを端局制御器34a に送り出す。受信器46b および46c もこの受信器46a と同様の動作をする。
【００７５】
各走行車両の移動局10は、送受信器14からデータ伝送パケットを送出し、確認パケットの到達を待つ。確認パケットが誤りなく受信されると、１回の交信が終了する。この交信が終了すると移動局10はメッセージ番号MNを１だけ進めて新しいデータを端局制御装置34a から取り込み、次のデータ伝送パケットを組み立てる。確認パケットに回復することがきない誤りがあったり、確認パケットが受信されないなどの交信が正常に終了しない場合には、メッセージ番号MNとデータDATAの更新は行なわず、同じデータ伝送パケットを次の送信時刻に再送する。また、これと逆方向の基地局送受信器18からの伝送についても同様である。
【００７６】
ここで、一つの基地局12のサービス範囲をセルと呼ぶこととすると、各セルが一部重なるように複数の基地局12を設置すれば、集中局70と走行車両の移動局10との間に連続的な通信路を形成することができる。この場合、セルが重なる部分では、一つの質問パケットに対して複数の基地局12からの応答があり得るが、すべての基地局10のクロックが同期している場合には、応答パケットの到達時間に差があるため干渉は生じない。また、セルの大きさをあまり大きくしなければ、隣接するセルとの間でのスロットの重なりはスロットの幅に比べて小さいので、スロット内のほとんどの時間をデータ伝送のために使用することができる。
【００７７】
すべての基地局12のクロック64は、次のようにして集中局70のクロック74に従属同期される。集中局70のクロック74のパルスカウンタ806 の基準点においてマルチプレクサ812 は周期的に同期信号を発生し、発生された同期信号が伝送路300a,300b,・・・ を介してすべての基地局12に向けて送り出される。基地局12では、デマルチプレクサ818 にてこの同期信号を検出し、検出された同期信号を従属発振器828 に入力して、従属発振器828 の発振周波数を集中局70の主発振器804 に同期させる。それと同時にその同期信号の検出時刻におけるパルスカウンタ830 の内容T1を時間レジスタ832 に読み取らせる。一方、基地局12から集中局70へ向かう伝送路300b,300a についても同期信号を送り、基地局のデマルチプレクサ824 と集中局のデマルチプレクサ814 とで同期信号を検出させ、その検出した時刻にてパルスカウンタ830 とパルスカウンタ806 の内容T2,T3 をそれぞれ読み取らせる。次いで内容T3の値を集中局70から基地局12に伝送し、基地局12において、
【００７８】
【数４】
ΔＴ＝（Ｔ３−Ｔ１−Ｔ２）／２    ・・・（４）
を求める。
【００７９】
ΔＴは、基地局12のクロックの遅れを表わしているので、この値だけパルスカウンタ830 の状態を進めることにより、時刻の同期を取ることができ、これにより集中局70のクロックに基地局12が従属同期される。
【００８０】
以上説明したように、本実施例では、走行車両相互間および走行車両と路側の固定通信網との間に連続的でかつ相互干渉のないパケット通信路が形成され、他の移動局や基地局を経由する迂回ルートが自動的に設定されるので、データ伝送や電話などの各種の連続的な情報通信が可能となる。それと同時に、移動局および基地局がそれぞれ位置計測機能を有するため、各走行車両の移動局の位置情報が得られるので、この情報を交通管制、交通情報収集、危険監視などに役立てることができる。また、移動局間の制御データのやりとりを必要とする車両の群走行および自動走行も可能となる。したがって、一つのシステムで情報通信と走行制御の両方の要求に応えることができ、道路上の情報通信基盤として広く共通に用いることができる。また、走行車両相互間の通信および位置計測機能を用いることにより、基地局が設置されていない道路を移動局が走行する場合であっても、情報通信を行なうことができ、さらに群走行や自動走行等の走行制御を行なうことが可能となる。
【００８１】
なお、本実施例では、送信アンテナおよび受信アンテナとしてホーンアンテナを用いているが、これと同等の機能を持つスロットアンテナ、マイクロストリップアンテナなどの他の方式のアンテナを用いることができる。また、本実施例では信号の変調方式として２相位相変調を用いているが、これに限らず４相位相変調などの他の変調方式を用いることもできる。
【００８２】
さらに本実施例では、１つの集中局をマスタとする従属同期を用いている。しかし本発明はこれに限らず、たとえば、複数の集中局に通信回線を介して接続される１つの中心局をマスタとし、多数の集中局を従属同期させることによりさらに大きな通信網に拡張することができる。
【００８３】
【発明の効果】
このように本発明によれば、移動局と基地局とは、それぞれ第１の送受信装置および第２の送受信装置を有し、これら送受信装置によって、情報通信を互いに行なうのみならず、移動局の位置情報を連続的に計測することができる。また、移動局が第３の送受信装置を含む場合には、移動局間の直接交信を行なうことができ、さらに互いの位置を連続的に計測することができるので、他の移動局を迂回ルートとする連続的な情報通信を行なうことができる。この場合さらに、移動局同士の相対する位置情報が連続的に得られる。したがって、各移動局の位置情報によって交通情報の収集や交通管制を行なうことができ、さらに、移動局の運動に関する情報も移動局間にて交信することができるので、車両の群走行や自動走行などの走行制御を行なうことが可能となる。このように、一つのシステムにて情報通信と走行制御との両方の機能を有し、道路上の情報通信基盤として様々な要求に応えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された自動車通信システムの一実施例の概要を示す図である。
【図２】図１に示した移動局の構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示した基地局の構成を示すブロック図である。
【図４】図１に示した基地局と集中局との接続および集中局の構成を示すブロック図である。
【図５】図２および図３に示した送信器の構成を示すブロック図である。
【図６】図２および図３に示した角度測定器の構成を示すブロック図である。
【図７】図２および図３に示した受信器の構成を示すブロック図である。
【図８】本実施例における同期系の構成を示すブロック図である。
【図９】データリンク層のパケットの構成を示す図である。
【図１０】ネットワーク層のパケットの構成を示す図である。
【符号の説明】
2,4 通信回線
10  移動局（車両）
12  基地局
18  基地局送受信器
14,16 送受信器
【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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