(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の車両で共通のチャネルを用いて通信を行うに当たり、
各車両は他の車両が上記チャネルを使用して送信を行っていないことを条件として、自車の複数種類の情報の送信を行う車両間通信方法において、
第１の車両において、
互いに直交し、上記複数種類の情報の各々に割当てられた複数の共通拡散符号を生成し、
各種類の情報に割り当てられた上記共通拡散符号を用いて、上記各種類の情報をスペクトル拡散し、
上記複数種類の情報をスペクトル拡散することで得られた符号を、同期して互いに加算し、
該複数の拡散符号のチップ長と等しいチップ長を有する擬似ランダム符号を発生し、
上記加算により得られた加算値に対して上記擬似ランダム符号を乗算し、
乗算結果を無線帯域の信号に変換して空中に送信し、
第２の車両において、
空中から無線帯域信号を受信し、拡散帯域の信号に変換し、上記複数種類の情報の各々に割り当てられた共通拡散符号を用いて逆拡散を行って、各種類の情報を再生し、
上記第１の車両においてさらに、
上記共通拡散符号とは異なり、測距を行うために用いられる、各車両に固有の測距用拡散符号を生成し、
上記加算においては、上記複数種類の情報をスペクトル拡散することにより得られた符号のみならず、上記測距用拡散符号をも加算し、
上記第１の車両が送信し、他の車両又は他の物体で反射した無線帯域信号を受信して、拡散帯域信号に変換し、上記測距用拡散符号を用いて逆拡散を行い、これにより得られた符号に基づいて測距を行い、
上記情報の送信が、情報の送信タイミングを時間的に区分された所定時間長を有するスロットに同期して行われ、
一回の送信時間長が上記所定時間長であり、
上記測距用拡散符号の送信が、上記スロットに同期して行われ、
上記スロットの整数倍の周期を有する送信周期毎に１スロット分の送信時間だけ、上記の如く無線帯域信号に変換した後、空中に送信する
ことを特徴とする車両間通信方法。
【請求項２】
上記第１又は第２の車両において、さらに、
各種類の情報に対して他車からの情報の受信の有無の検出を各種類の情報に割り当てられた共通拡散符号と、上記擬似ランダム符号とを用いた相関検波に基づいてチャネルセンスを行い、
上記チャネルセンス結果に基づいて各種類の情報の送信制御を各種類の情報毎に独立に行う
ことを特徴とする請求項１に記載の車両間通信方法。
【請求項３】
上記測距用拡散符号が、上記共通拡散符号と直交する符号であって、
上記加算が、上記共通拡散符号により拡散された上記自車の複数種類の情報と上記測距用拡散符号が同期した状態で行われ、
上記第１の車両においてさらに、
上記擬似ランダム符号として、上記共通拡散符号のチップ長のみならず上記測距用拡散符号のチップ長とも等しいチップ長を有する擬似ランダム符号を発生する
ことを特徴とする請求項１に記載の車両間通信方法。
【請求項４】
複数の車両で共通のチャネルを用いて通信を行うに当たり、
各車両は他の車両が上記チャネルを使用して送信を行っていないことを条件として、自車の複数種類の情報の送信を行う車両間通信方法に用いられる装置において、
互いに直交し、上記複数種類の情報の各々に割当てられた複数の共通拡散符号を生成する共通拡散符号生成手段と、
各種類の情報に割り当てられた上記共通拡散符号を用いて、上記各種類の情報をスペクトル拡散する拡散手段と、
上記複数種類の情報をスペクトル拡散することで得られた符号を、同期して互いに加算する加算手段と、
該複数の拡散符号のチップ長と等しいチップ長を有する擬似ランダム符号を発生する擬似ランダム符号発生手段と、
上記加算により得られた加算値に対して上記擬似ランダム符号を乗算し、乗算結果を無線帯域の信号に変換して空中に送信する手段と
を有し、
上記共通拡散符号とは異なり、測距を行うために用いられる、各車両に固有の測距用拡散符号を生成する測距用拡散符号発生手段をさらに有し、
上記加算手段は、上記複数種類の情報をスペクトル拡散することにより得られた符号のみならず、上記測距用拡散符号をも加算し、
上記自車が送信し、他の車両又は他の物体で反射した無線帯域信号を受信して、拡散帯域信号に変換し、上記測距用拡散符号を用いて逆拡散を行い、これにより得られた符号に基づいて測距を行う手段をさらに有し、
情報の送信タイミングを時間的に区分された所定時間長を有するスロットに同期するように、かつ、一回の送信時間長が上記所定時間長となるように上記送信制御を行う送信制御手段をさらに有し、
さらに、
上記測距信号制御手段は、上記測距用拡散符号の送信を、上記スロットに同期するように、かつ上記スロットの整数倍の周期を有する送信周期毎に１スロット分の送信時間だけ、送信するように送信の制御を行う
ことを特徴とする車両間通信装置。
【請求項５】
さらに、
空中から無線帯域信号を受信し、拡散帯域の信号に変換し、上記複数種類の情報の各々に割り当てられた共通拡散符号を用いて逆拡散を行って、各種類の情報を再生する手段
を有することを特徴とする請求項４に記載の車両間通信装置。
【請求項６】
各種類の情報に対して他車からの情報の受信の有無の検出を各種類の情報に割り当てられた共通拡散符号と、上記擬似ランダム符号とを用いた相関検波に基づいてチャネルセンスを行うチャネルセンス手段と
上記チャネルセンス結果に基づいて各種類の情報の送信制御を各種類の情報毎にで独立に行う送信制御手段と
を有することを特徴とする請求項５に記載の車両間通信装置。
【請求項７】
空中から無線帯域信号を受信して、拡散帯域信号に変換し、上記共通拡散符号を用いて逆拡散を行い、これにより上記複数種類の情報を得る手段をさらに有することを特徴とする請求項４に記載の車両間通信装置。
【請求項８】
上記拡散帯域信号を、共通拡散符号を用いて逆拡散を行い、これによりチャネルセンスを行う手段をさらに有する
ことを特徴とする請求項４に記載の車両間通信装置。
【請求項９】
上記測距用拡散符号が、上記共通拡散符号と直交する符号であって、
上記加算手段が、上記共通拡散符号により拡散された上記自車の複数種類の情報と上記測距用拡散符号が同期した状態で上記加算を行い、
さらに、
上記擬似ランダム符号発生手段が、上記擬似ランダム符号として、上記共通拡散符号のチップ長のみならず上記測距用拡散符号のチップ長とも等しいチップ長を有する擬似ランダム符号を発生する
ことを特徴とする請求項４に記載の車両間通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両間で自律的に情報交換を行うための、特にスペクトル拡散を用いた車両間通信方法及びこれに用いる通信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両間通信は、近隣を走行する車両同士が、互いに速度、加速度、車間距離、操舵角等の個々の車両に関する情報や音声、画像、コンピュータ用データ等のマルチメディア情報を交換し合うためのものであり、これによって、互いに協調して走行することで、走行の安全性の確保、道路交通の効率化をはかるものである。このような車両間通信を実現するためには、偶然近くに居合わせた車両同士が、自律的に通信ネットワークを構成、管理する必要が生じる。
【０００３】
従来、このような状況で用いられる通信方法としては下記の文献に記載されたものが知られている。
【０００４】
「スペクトル拡散を用いた非同期車両間通信のための適応チャネルアクセスプロトコル」前田  三奈、中川  正雄  電子情報通信学会  信学技報  ＳＳＴ９７−４  ｐｐ．１９−２６  １９９７年６月
この文献に記載された方法では、スペクトル拡散を用いた通信を以下のように行っていた。スペクトル拡散は通信と同時に測距（車間距離の計測）も行うことができる通信方法であり、その点で、車両間通信に適しているが、情報の送信側と受信側において拡散符号を予め知っている必要がある。車両間通信のように偶然居合わせた車両同士で行う通信では、各車両がスペクトル拡散に用いる拡散符号を相互に知り合うのが困難になる。この問題に対して、この通信を行うすべての車両に共通して用いる共通拡散符号を送信データの拡散に用いていることで対処している。さらに、通信プロトコルとしてＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）を採用している。これは、共通拡散符号を用いた場合、異なる車両が同時に送信すると受信車両で通信データを分離して復調できなくなるため、各車両は共通拡散符号を用いた送信が他の車両で行われているか否かを調べ、他車からの送信が行われていない場合に、共通拡散符号を用いた通信データの送信を行うものである。
【０００５】
各車両は、情報を送信しようとする場合、チャネルが他の車両に使用されているか否かを検出し（チャネルセンス）、使用されていなければ送信し、使用中であれば送信をせずにチャネルがあくまで待つ。待っている間繰返しチャネルセンスを行う。
【０００６】
また、上記文献に記載された方法では測距を以下のように行っている。共通拡散符号の後に送信車両に固有の拡散符号を付加して送信パケットを構成し、パケットの受信車両において、送信車両の固有拡散符号を切出し（即ち、抽出し）、応答信号をこの固有拡散符号を用いて拡散送信する。パケット送信元の車両では、応答信号を自車の固有拡散符号で復調する。この固有拡散符号の送信時点から、受信車両から送り返されて受信するまでの時間を測定することで車間距離を算出している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の方法では以下の問題点があった。
（１）測距についての問題
衝突防止または自動走行のために行う周辺車両の検知（測距）は、走行中常時（連続的に又は周期的）行う必要がある。しかしながら、上記文献に記載の方法では、ＣＳＭＡ／ＣＡにより他車からの送信が行われていない場合に送信が可能なので、他車の送信が終わるまで送信を待ち合わせる場合が生じ、パケットの送信が必ずしも周期的には行われない。そのため、応答信号を用いた測距は連続的にも周期的にも行うことができないという問題がある。これは共通拡散符号の反射波を利用した測距を行う場合にも同様である。
（２）情報の送信についての問題
送信データには、走行制御用データのように即時性が要求されるものと、道路交通情報、娯楽情報など制御用以外の情報のための情報(非制御用データ)
のように即時性がかならずしも要求されない情報に分けられる。
【０００８】
上記文献では、送信データのこのような特徴に応じた送信制御が図られておらず、即時性の要求されないの送信のために即時性を必要とする情報が送信の待ち合わせを受けて遅延が生じ有効な走行制御ができなくなるという問題がある。
【００１０】
本発明の目的は、複数種類の情報を平行して交換できるようにすることである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の態様の車両間通信方法は、
複数の車両で共通のチャネルを用いて通信を行うに当たり、
各車両は他の車両が上記チャネルを使用して送信を行っていないことを条件として、自車の複数種類の情報の送信を行う車両間通信方法において、
第１の車両において、
互いに直交し、上記複数種類の情報の各々に割当てられた複数の共通拡散符号を生成し、
各種類の情報に割り当てられた上記共通拡散符号を用いて、上記各種類の情報をスペクトル拡散し、
上記複数種類の情報をスペクトル拡散することで得られた符号を、同期して互いに加算し、
該複数の拡散符号のチップ長と等しいチップ長を有する擬似ランダム符号を発生し、
上記加算により得られた加算値に対して上記擬似ランダム符号を乗算し、
乗算結果を無線帯域の信号に変換して空中に送信し、
第２の車両において、
空中から無線帯域信号を受信し、拡散帯域の信号に変換し、上記複数種類の情報の各々に割り当てられた共通拡散符号を用いて逆拡散を行って、各種類の情報を再生し、
上記第１の車両においてさらに、
上記共通拡散符号とは異なり、測距を行うために用いられる、各車両に固有の測距用拡散符号を生成し、
上記加算においては、上記複数種類の情報をスペクトル拡散することにより得られた符号のみならず、上記測距用拡散符号をも加算し、
上記第１の車両が送信し、他の車両又は他の物体で反射した無線帯域信号を受信して、拡散帯域信号に変換し、上記測距用拡散符号を用いて逆拡散を行い、これにより得られた符号に基づいて測距を行い、
上記情報の送信が、情報の送信タイミングを時間的に区分された所定時間長を有するスロットに同期して行われ、
一回の送信時間長が上記所定時間長であり、
上記測距用拡散符号の送信が、上記スロットに同期して行われ、
上記スロットの整数倍の周期を有する送信周期毎に１スロット分の送信時間だけ、上記の如く無線帯域信号に変換した後、空中に送信する。
【００１４】
本発明の第２の態様の車両間通信装置は、
複数の車両で共通のチャネルを用いて通信を行うに当たり、
各車両は他の車両が上記チャネルを使用して送信を行っていないことを条件として、自車の複数種類の情報の送信を行う車両間通信方法に用いられる装置において、
互いに直交し、上記複数種類の情報の各々に割当てられた複数の共通拡散符号を生成する共通拡散符号生成手段と、
各種類の情報に割り当てられた上記共通拡散符号を用いて、上記各種類の情報をスペクトル拡散する拡散手段と、
上記複数種類の情報をスペクトル拡散することで得られた符号を、同期して互いに加算する加算手段と、
該複数の拡散符号のチップ長と等しいチップ長を有する擬似ランダム符号を発生する擬似ランダム符号発生手段と、
上記加算により得られた加算値に対して上記擬似ランダム符号を乗算し、乗算結果を無線帯域の信号に変換して空中に送信する手段と
を有し、
上記共通拡散符号とは異なり、測距を行うために用いられる、各車両に固有の測距用拡散符号を生成する測距用拡散符号発生手段をさらに有し、
上記加算手段は、上記複数種類の情報をスペクトル拡散することにより得られた符号のみならず、上記測距用拡散符号をも加算し、
上記自車が送信し、他の車両又は他の物体で反射した無線帯域信号を受信して、拡散帯域信号に変換し、上記測距用拡散符号を用いて逆拡散を行い、これにより得られた符号に基づいて測距を行う手段をさらに有し、
情報の送信タイミングを時間的に区分された所定時間長を有するスロットに同期するように、かつ、一回の送信時間長が上記所定時間長となるように上記送信制御を行う送信制御手段をさらに有し、
さらに、
上記測距信号制御手段は、上記測距用拡散符号の送信を、上記スロットに同期するように、かつ上記スロットの整数倍の周期を有する送信周期毎に１スロット分の送信時間だけ、送信するように送信の制御を行う。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
第１の実施の形態．
図１は、本発明の第１の実施の形態の方法の実施に用いられる通信装置を示すブロック図である。同図には、一つの車両Ａに搭載された通信装置の構成要素の外、他の車両Ｂに搭載された通信装置の構成要素の一部が示されている。
【００１６】
最初に、車両Ａの通信装置について説明する。
【００１７】
この通信装置は、複数の車両間で各車両の情報をパケット化して送信または受信し、基地局の管制なしに自律分散的に通信を行う車両間通信に用いられる車両間通信装置であり、以下のように構成されている。
【００１８】
自車情報発生部１０１は、情報を発生する。これには、自車の速度、加速度、車間距離、操舵角など個々の車両に関する情報や、音声、画像、コンピュータ用データ等のマルチメディア情報が含まれる。
【００１９】
送信制御部１０２は、チャネルセンス部１２５からのチャネルセンス結果に基づき、自車情報発生部１０１から入力された情報を、制御された送信タイミングで拡散部１０４に出力する。
【００２０】
共通拡散符号発生部１０３は送信制御部１０２から出力されるデータのビットに同期して共通拡散符号を生成するために送信制御部１０２から入力されるビット同期信号に同期させて共通拡散符号を出力し、拡散部１０４に出力する。
【００２１】
拡散部１０４は送信制御部１０２からのデータに共通拡散符号発生部１０３からの拡散符号を乗算して拡散信号を出力する。
【００２２】
スイッチ１０６は、送信制御部１０２からは送信の制御信号に応じて動作し、制御信号により送信が指示されている間拡散部１０４からの拡散信号を加算部１０７に接続し出力する。
【００２３】
加算部１０７は、該拡散部１０４の出力と測距用固有拡散符号発生部１０５から出力される測距用固有拡散符号を加算する。
【００２４】
加算信号は、高周波変調部１０８を介して無線帯域信号として送信アンテナ１０９より送信される。
【００２５】
一方、受信アンテナ１２１で受信された信号は高周波復調部１２２に入力される。
【００２６】
高周波復調部１２２は、受信アンテナ１２１で受信された信号を、拡散帯域の信号に変換し、逆拡散部１２４及び逆拡散部１２６に供給する。
【００２７】
逆拡散部１２４は共通拡散符号発生部１０３からの共通拡散符号を受け、高周波復調部１２２の出力を逆拡散する。即ち、共通拡散符号と、拡散符号の帯域に変換された受信信号（高周波復調部１２２の出力）との相関検波を行う。
【００２８】
他車情報復調部１１４は、逆拡散部１２４の出力を受けて、他車からの情報を再生する。
【００２９】
チャネルセンス部１２５は、逆拡散部１２４の出力を受け、チャネルセンスを行い、(他車からの送信の有無即ち、他車からの情報の受信の有無を判定し、)その判定結果を送信制御部１０２に出力する。
【００３０】
逆拡散部１２６は測距用固有拡散符号発生部１０５から出力される測距用固有拡散符号を受け、高周波復調部１２２の出力を逆拡散する。
【００３１】
車間距離算出部１２７は、逆拡散部１２６からの出力と測距用固有拡散符号発生部１０５からの測距タイミング信号を受け、これらの信号から車間距離をする。
【００３２】
次に上記の通信装置を備えた２台の車両Ａから車両Ｂへ情報を送る場合について説明する。車両Ｂ内にも、車両Ａの通信装置と同様の構成要素を備えているが、図１には、車両Ｂの通信装置のうち、車両Ａから車両Ｂに通信を行う場合に用いられる構成要素のみが示されている。
【００３３】
図１において、車両Ｂの通信装置の構成要素は、車両Ａの通信装置の同一の構成要素の参照番号に添字ｂを付したもので示してある。
【００３４】
第１の実施の形態は、上述した従来技術が持つ問題点のうち測距についての問題点を解決するためのものである。
【００３５】
従来技術のようにＣＳＭＡ／ＣＡを車両間の通信プロトコルとして用いるのは、自律分散的にネットワークを形成、維持するには適した方法であるが、ＣＳＭＡ／ＣＡで送信が可能となったタイミングで送信される信号を用いて測距を行うことになるので上述した問題が生じる。この問題点を解決するために以下に述べる方法を採用する。
（１）測距を行うための専用の拡散符号を用いる．
ＣＳＭＡ／ＣＡによって送信のタイミングが制御される送信信号は他車に伝送するための情報を送るためにのみ用い、情報を送る際に用いる拡散符号とは別の測距用拡散符号を用いて測距を行う。
（２）測距を測距用拡散符号の反射波を用いて行う．
他車から反射されて受信される反射波を用いて測距を行うようにすれば、測距用拡散符号は他車が既知の符号である必要はなく自車に固有の拡散符号を用いることが出来る。そのため、他車が同様に連続的または周期的に測距を行うため送信している測距用拡散符号による電波が自車に受信されても、自車が送信した測距用拡散符号の反射波と分離して抽出することが出来る。
【００３６】
このようにすればＣＳＭＡ／ＣＡの利点を損なうことなく、通信を行いながら送信タイミングの制約を受けずに連続的または周期的な測定が可能となる。
【００３７】
上述した方法の実施のため、第１の実施の形態においては以下のような動作が行われる。
【００３８】
まず、ＣＳＭＡ／ＣＡによる制御は送信制御部１０２で行われ、近隣の他車が共通拡散符号を用いた情報の送信を行っているか否か（即ち他車からの信号が受信されているか否か、言換えれば、他車がそのチャネルを使用しているか否か）を調べる。他車送信の有無は、逆拡散部１２４における共通拡散符号発生部１０３から発生される共通拡散符号と受信信号の相関検波出力に基づいて行われ、チャネルセンス部１２５で検波レベルが所定値以上であれば他車からの情報が受信されていると判定され、この判定出力が送信制御部１０２に入力される。他車の送信が無い場合、自車情報発生部１０１からの情報は所定のビット長のパケットに区切られ、送信制御部１０２から拡散部１０４に入力され、共通拡散符号発生部１０３から出力される共通拡散符号が乗算され、拡散符号帯域の信号として加算部１０７に入力される。
【００３９】
一方、測距のためには測距用固有拡散符号発生部１０５から測距用固有拡散符号が発生される。上述したように、この拡散符号は共通拡散符号とは異なる拡散符号であり各車両に固有の拡散符号である。しかも、情報と異なりＣＳＭＡ／ＣＡの送信タイミングの制約を受けず常に行われる。共通拡散符号と測距用固有符号は異なる拡散符号であるので、加算して送信しても情報及び反射波はそれぞれ分離して抽出が可能であるため加算部１０７の加算処理は時間的に二つの拡散符号を重畳させる機能を果たす。この加算された信号は高周波変調部１０８により搬送波により無線帯域の信号としてアンテナ１０９から空中へ発射される。
【００４０】
車両Ｂにおいては、車両Ａからの情報は逆拡散部１２４ｂで受信信号と共通拡散符号発生部１０３ｂから出力される共通拡散符号との相関検波により逆拡散を行うことで得られる。車両Ａにおける測距は、送信信号が周辺他車に反射してアンテナ１２１で受信される反射波を用いて行われる。逆拡散部１２６では反射受信信号と測距用固有拡散符号発生部で発生された測距用固有拡散符号との相関検波が行われ、その検波出力が車間距離算出部１２７に入力される。車間距離算出部１２７では、相関検波値がピークをなす時刻を検出する。その測定の開始時刻が固有拡散符号発生部１０５から出力される。この測定開始時刻を表わす信号は測距用固有拡散符号の符号周期毎に発生される。車間距離Ｄは、測定開始時刻から相関検波のピークが検出される（受信時刻）までの時間差Ｔを用いて、Ｄ＝Ｃ・Ｔ／２の算出式により計算される。ここで定数Ｃは光の伝搬速度である。
【００４１】
以上のように第１の実施の形態によれば、データ伝送に用いられる共通拡散符号とは別に各車両に固有の測距用専用の拡散符号を設け、これを常時即ち、周期的に発生させながら共通拡散符号によって拡散された情報信号に加算して送信するので、ＣＳＭＡ／ＣＡに基づく情報伝送を行いながら、常時連続的測距が可能となる。
第２の実施の形態．
図２は、この発明の第２の実施の形態を示すブロック図である。図１と同一の符号は同一又は類似の構成要素を示す。この実施の形態は第１の実施の形態と拡散符号及びその送信方法が異なる。
【００４２】
図２には、図１と同様一つの車両Ａの通信装置の構成要素と、他の車両Ｂの通信装置のうち、車両Ａからの情報を受けるのに用いられる構成要素が示されている。車両Ｂの通信装置の構成要素には、車両Ａの通信装置の同一の構成要素と同じ参照番号に添字ｂが付されている。
【００４３】
この実施の形態の通信装置と同様であるが、以下の点で異なる。
では、図１の図１の共通拡散符号発生部１０３の代りに、共通直交拡散符号発生部２０１が設けてあり、図１の測距用共通拡散符号発生部１０５の代りに、測距用拡散符号発生部２０１及び共通直交拡散符号発生部２０２が設けてある。  共通直交拡散符号発生部２０１及び測距用共通拡散符号発生部２０２は、互いに直交性のある拡散符号を発生する点で共通拡散符号発生部１０３及び測距用共通拡散符号発生部１０５とは異なる。
【００４４】
また、ランダマイズ用拡散符号発生部２０４、乗算部２０３、２０５及び２１０が付加されている。
【００４５】
ランダマイズ用拡散符号発生部２０４は、ランダマイズ用拡散符号を発生する。
【００４６】
送信制御部１０２は、共通直交拡散符号発生部２０１、測距用直交固有拡散符号発生部２０２、及びランダマイズ用拡散符号発生部２０４に、ビット周期信号を供給する。これは、これれらの発生部２０１、２０２、及び２０４において、共通直交拡散符号、測距用直交固有拡散符号、及びランダマイズ用拡散符号を、送信制御部１０２から出力されるデータのビットにすべて同期して発生させるためである。
【００４７】
共通直交拡散符号と該測距用直交固有拡散符号とランダマイズ用拡散符号を送信制御部１０２から出力されるデータのビットにすべて同期して生成するため、送信制御部１０２から各拡散符号発生部２０１、２０２及び２０４にビット周期信号が出力される。
【００４８】
乗算部２０３は、加算部１０７からの出力（加算値）｛Ｄ・Ｐｃ（ｎ）＋Ｐｓ（ｎ）｝にランダマイズ用拡散符号発生部２０４からのランダマイズ用拡散符号を乗算する。乗算結果が高周波変調部１０８を介して無線帯域信号として送信アンテナ１０９より送信される。
【００４９】
乗算部２０５は、測距用直交固有拡散符号発生部２０２からの拡散符号と、ランダマイズ用拡散符号発生部２０４からの拡散符号を乗算する。
【００５０】
乗算部２１０は、共通直交拡散符号２０１からの共通直交拡散符号とランダマイズ用拡散符号発生部２０４からのランダマイズ用拡散符号とを乗算する。
【００５１】
逆拡散部１２６は、乗算部２０５の出力により、高周波復調部１２２の出力を逆拡散する。
【００５２】
逆拡散部１２４は、乗算部２１０の出力により、高周波復調部１２２の出力を逆拡散する。
【００５３】
このような第２の実施の形態は、第１の実施の形態をデータの復調及び測距に関する性能をさらに向上させるためのものである。
【００５４】
第１の実施の形態では、情報の送信に用いる共通拡散符号と測距用の固有拡散符号とは異なる符号であったが、異なる符号を加算し時間的に重畳すると一般に符号間の相互相関が完全には０にならず干渉雑音が残余する。したがって、車両Ｂにおいて車両Ａのデータの復調して復調した場合、測距用拡散符号が干渉雑音として重畳されることになる。また車両Ａにおいて測距を行う場合も、反射受信信号を測距用拡散符号を用いて逆拡散した場合、共通拡散符号との相互相関成分が干渉雑音として残る。
【００５５】
そこで、第２の実施の形態では、この共通拡散符号と測距用固有拡散符号の相互相関による干渉雑音を除去し、干渉雑音による誤判定や計算誤差のないデータ復調及び車間距離算出を可能とするものである。そのために以下の手段を講じる。
（１）直交符号を拡散符号に用いる．
共通直交拡散符号発生部２０１と測距用直交固有拡散符号発生部２０２として、互いに直交する直交系の符号を拡散符号を発生するものをとして使用する。直交符号は、互いの相互相関が完全に０になる拡散符号であるため、第１の実施の形態のように二つの拡散符号を加算して送信しても干渉雑音として一方の拡散符号が他方の拡散符号に影響を与えることがなくなる。
（２）ランダマイズ用の符号を乗算する．
受信信号に対して拡散符号を乗算して相関検波を行う際に、受信した拡散符号と乗算する拡散符号のタイミングが一致した（同期した）場合、相関検波出力はもっとも大きな値をもち、そのタイミングでの相関検波出力を用いてデータの復調または測距を行う。しかしながら、直交符号は一般に自己相関特性が劣化する場合が多く、この符号を拡散符号として用いた場合、相関検波において受信した拡散符号と乗算する拡散符号の符号のタイミングが一致しない場合においても大きなピーク値を有する場合がある。この性質は拡散符号の送信から反射して受信されるまでの時間差を用いて車間距離を算出する測距において大きな問題となる。そこで、この直交符号の自己相関特性の劣化を除去するためにランダマイズ用拡散符号を直交符号にさらに乗算する。このランダマイズ用の符号は、該共通拡散符号及び該測距用拡散符号のチップ長と等しいチップ長を有するものであり、第１の実施の形態における共通拡散符号及び測距用固有拡散符号と同様に直交符号ではなく通常スペクトル拡散で用いられるＰＮ（擬似ランダムノイズ）符号である。
【００５６】
ＰＮ符号は符号のタイミングが一致した（即ち、同期した）場合に大きな自己相関値を持ち、１符号以上タイミングがずれると自己相関は一様に小さくなる性質をもつ。このようにランダマイズ用拡散符号を直交符号に乗算することで直交符号の自己相関特性を改善することが可能となり測距用信号としても使用可能となる。
【００５７】
共通直交拡散符号発生部２０１で生成される共通直交拡散符号をＰｃ(ｎ)と記し（ｎは第ｎ番目の符号であることを示す）、測距用直交固有拡散符号発生部２０２で生成される測距用直交固有拡散符号をＰｓ(ｎ)と記す。この２つの拡散符号は共に同一の符号長（符号の数であり符号の周期を意味する）Ｎを持ち、１つの符号の時間長Ｔｃも同一であり、共に直交関係を持つ。即ち、
【数１】
0004352560.tif 000002
またランダマイズ用拡散符号発生部２０４で発生されるランダマイズ用拡散符号をＰｒ(ｎ)と記す。Ｐｒ(ｎ)は直交符号ではなくＰＮ符号であり、共通直交拡散符号Ｐｃ(ｎ)及び測距用直交固有拡散符号Ｐｓ(ｎ)と同一の周期Ｎ及び１符号の時間長Ｔｃを持つものである。これらの符号を用いて自車情報発生部１０１から発生されるデータのある１ビットをＤと記すと、このデータ１ビットは次式に示すような拡散されたデータｄ(ｎ)として乗算部２０３から出力される。
【００５８】
0004352560.tif 000003
ここで、Ｐｃｒ(ｎ)＝Ｐｃ(ｎ)・Ｐｒ(ｎ)、Ｐｓｒ(ｎ)＝Ｐｓ(ｎ)・Ｐｒ(ｎ)である。車両ＢにおけるこのデータＤの復調は、以下のように行われる。簡単のためｄ(ｎ)が直接受信信号として受信されたとして説明する。まず、送信側でＤに乗算された拡散符号Ｐｃｒ(ｎ)と受信側で乗算する拡散符号Ｐｃｒ(ｎ)の符号のタイミングが一致している（同期している）場合、逆拡散部１２４ｂからの出力ｄは、
【数２】
0004352560.tif 000004
Ｐｃｒ(ｎ)２＝１、Ｐｒ(ｎ)２＝１であり、また、式（１）の関係があるので上式の第２項は０となるので復調信号ｄは
ｄ＝Ｎ・Ｄ
となり送信データＤが得られる。このように測距用直交固有拡散符号を重畳していても復調結果に影響を与えない。
【００５９】
送信側でＤに乗算された拡散符号Ｐｃｒ(ｎ)と受信側で乗算する拡散符号Ｐｃｒ(ｎ)（乗算部２１０ｂから入力される符号）の符号のタイミングが一致していない場合（符号ｋ個）分ずれたとする）、
【数３】
0004352560.tif 000005
Ｐｃ(ｎ)Ｐｃ(ｎ＋ｋ)及びＰｓ(ｎ)Ｐｓ(ｎ＋ｋ)が積和中で１または−１の符号にかたよっても（その結果大きな相関検波値をとってしまう）、ランダマイズ用拡散符号Ｐｒ(ｎ)がＰＮ符号のようなランダムな符号パターンであるので全体として１と−１を発生頻度を均等にする効果が得られ相関検波値の値をＰＮ符号の持つ相関値程度の小さな値に低減させる。したがって、復調するに際して相関検波値が大きくなるタイミングの相関検波を復調データとして採用することで、車両ＡからのデータＤを得ることが出来る。
【００６０】
車両Ａ車における測距においても同様に、逆拡散部１２６において、以下の相関検波が行われる。タイミングがあった場合には、
【数４】
0004352560.tif 000006
Ｐｓｒ(ｎ)２＝１、Ｐｒ(ｎ)２＝１であり、また、式（１）の関係があるので上式の第２項は０となるので相関検波値ｄは
ｄ＝Ｎ
となり、共通直交拡散符号を重畳した影響が除去される。タイミングが一致しない場合はデータ復調の場合と同様に相関検波値を低い値に抑制でき、車間距離算出のため反射波の受信タイミングを検出することが可能となる。
【００６１】
以上のように第２実施の形態によれば、データと測距信号を加算して送信するに際して、互いに直交する符号を拡散符号として用いて拡散し、各符号にランダマイズ用の拡散符号を乗算したので、データと測距信号との間の干渉を除去することが可能となり、干渉雑音によるデータ誤判定や計算誤差のないデータ復調及び車間距離算出ができる。
第３の実施の形態．
図３は、この発明の第３の実施の形態を示すブロック図である。図１及び２と同一の符号は同一又は類似の構成要素を示す。この実施の形態は第２の実施の形態においてさらに測距用直交固有拡散信号の送信の制御を行うものである。
【００６２】
図３には、図１及び２と同様一つの車両Ａの通信装置の構成要素と、他の車両Ｂの通信装置のうち、車両Ａからの情報を受けるのに用いられる構成要素が示されている。車両Ｂの通信装置の構成要素には、車両Ａの通信装置の同一の構成要素と同じ参照番号に添字ｂが付されている。
【００６３】
この実施の形態の通信装置は、図２の通信装置と同様であるが、測距信号送信制御部３０１及びスイッチ３０２が付加されている点で異なる。
【００６４】
また、送信制御部１０２の動作が異なる。即ち、送信制御部１０２からのデータの送信及び測距用直交固有拡散符号の送信は時間的に区分された一定周期のスロット周期を単位に（即ち、スロットに同期して）行われるが、図３の送信制御部１０２は、このスロット信号（スロットの区切りを示す）を、測距信号送信制御部３０１に供給する。
【００６５】
測距信号送信制御部３０１は、スロット信号に基づき測距用直交拡散符号発生部２０２から出力される測距用直交拡散符号の送信を制御する信号をスイッチ３０２へ出力する。これにより、測距信号送信制御手段（３０１）は、測距用拡散符号の送信を、上記スロットに同期して行う。
【００６６】
スイッチ３０２は測距信号送信制御部３０１からの制御に基づいて測距信号の送信継続時間のあいだ加算部１０７へ測距用直交固有拡散符号を出力する。
【００６７】
前述した第２の実施の形態は自車から送信する測距信号と拡散された情報を直交符号で時間的に多重することで、自車の測距信号と自車からの情報が相互に干渉しないようにしたものであった。
【００６８】
測距信号は周辺を走行する自車以外の車両からも送信されているので、測距用信号は常に時間的に重なりあい測距信号間で干渉を生じる。この干渉は送信されている情報にも干渉として作用する。干渉は拡散符号が異なるため抑制されているが、周辺車両の数に比例して増加する。
【００６９】
この第３の実施の形態は、測距用信号の送信を制御することで、測距信号が与える他車送信信号（測距信号と情報信号）への干渉を低減するためのものである。
【００７０】
送信制御部１０２からのデータの送信及び測距用直交固有拡散符号の送信は時間的に区分された一定周期のスロット周期を単位に行われる。ＣＳＭＡ／ＣＡにより送信可能となった場合、データパケットはスロットタイミングに合せてスロット長の間送信される（パケット長＝スロット長）。測距信号もこのスロットのタイミングに合わせ送信され、その１回の送信の継続時間はスロット長に等しくする。測距の測定周期はこのスロットの整数倍に設定することで周期的な測距が可能となる。測距信号制御部３０１は測定周期毎に１スロットの継続時間のあいだスイッチ３０２を介して測距用直交固有拡散符号を送信させ、それ以外のスロットでは送信を行わない。従って送信形態は、データの送信はＣＳＭＡ／ＣＡで送信可能となったスロットで行われ、測距は一定周期の間隔のスロットを用いて行われることになり、データだけが送信されるスロットと、測距信号だけが送信されるスロットと、データと測距信号が多重されているスロットと、双方とも送信されていないスロットが存在することになる。このようにすれば各車両の送信タイミングが非同期であるので各車両からの測距信号が時間的に重なりあうことを確率的に低減することが可能となり第２の実施の形態における測距信号が与える干渉をさらに低減することが出来る。
【００７１】
以上のように第３の実施の形態によれば、直交符号を用いてデータと測距信号を加算して送信するに際して、測距信号を一定周期毎に一定継続時間だけ送信するので、自車が送信する測距信号とデータ間の干渉を除去しうるだけでなく異なる車両間の測距信号間と測距信号とデータ間の干渉を低減することができ、自車及び他車両間の送信信号間で生じる干渉雑音によるデータ誤判定や計算誤差のないデータ復調及び車間距離算出ができる。
第４の実施の形態．
図４は、この発明の第４の実施の形態を示すブロック図である。図１〜図３と同一の符号は同一又は類似の構成要素を示す。この実施の形態は第３の実施の形態において、２系統の情報伝送を平行して行うようにしたものである。その一例として、データを、車両の走行に関する制御用データと、走行の制御には直接関与しない非制御用データとに分けて処理する場合について説明する。
【００７２】
図４には、図１〜３と同様一つの車両Ａの通信装置の構成要素と、他の車両Ｂの通信装置のうち、車両Ａからの情報を受けるのに用いられる構成要素が示されている。車両Ｂの通信装置の構成要素には、車両Ａの通信装置の同一の構成要素と同じ参照番号に添字ｂが付されている。
【００７３】
この実施の形態の通信装置は、図３の通信装置と同様であるが、以下の点で異なる。
【００７４】
図３の自車情報発生部１０１の代りに、制御用データ発生部４０１及び非制御用データ発生部４０２が設けてある。
【００７５】
図３の送信制御部１０２の代りに、送信制御部４０３が設けてある。
【００７６】
図３の共通直交拡散符号発生部２０１の代りに、制御用共通直交拡散符号発生部４０４及び非制御用共通直交拡散符号発生部４０６が設けてある。
【００７７】
図３の他車情報復調部１１４の代りに、他車制御用データ復調部４１１及び他車非制御用データ復調部４１３が設けてある。
【００７８】
図３のチャネルセンス部１２５の代りに、２つのチャネルセンス部１２５及び４２５が設けてある。
【００７９】
制御用データ発生部４０１は、車両の走行に関する制御用データを発生する。
【００８０】
非制御用データ発生部４０２は、走行の制御には直接関与しない非制御用データを発生する。
【００８１】
これらのデータはそれぞれ独立に送信制御部４０３に入力される。送信制御部４０３は、ＣＳＭＡ／ＣＡによる送信制御を行う。
【００８２】
制御用データ共通直交拡散符号発生部４０４は、制御用データ共通直交拡散符号を発生する。
【００８３】
拡散部１０４は、送信制御部４０３を介して送られた制御データ発生部４０１からの制御用データに対し、制御用データ共通直交拡散符号発生部４０４で生成された拡散符号による拡散を行う。
【００８４】
スイッチ１０６は、拡散された制御用データを送信するスロットの間オンとなり、拡散部１０４の出力を加算部１０７に供給する。
【００８５】
非制御用データ共通直交拡散符号発生部４０６は、非制御用データ共通直交拡散符号を発生する。
【００８６】
拡散部４０５は、送信制御部４０３を介して送られた非制御データ発生部４０２からの非制御用データに対し、非制御用データ共通直交拡散符号発生部４０６で生成された拡散符号による拡散を行う。
【００８７】
スイッチ４０７は、拡散された非制御用データを送信するスロットの間オンとなり、拡散部４０５の出力を加算部１０７に供給する。
【００８８】
加算部１０７は、スイッチ１０６を介して供給される拡散部１０４の出力と、スイッチ４０７を介して供給される拡散部４０５の出力と、スイッチ３０２を介して供給される測距用直交固有拡散符号発生部２０２の出力を加算して出力する。
【００８９】
乗算部２１０は、ランダマイズ用拡散符号発生部２０４からのランダマイズ用拡散符号と制御用データ共通直交拡散符号発生部４０４からの制御用データ共通直交拡散符号を乗算する。
【００９０】
逆拡散部１２４は、乗算部２１０の出力（ランダマイズ用拡散符号発生部２０４からのランダマイズ用拡散符号と制御用データ共通直交拡散符号発生部４０４からの制御用データ共通直交拡散符号を乗算して得られる符号）による受信信号との相関検波を行う。
【００９１】
チャネルセンス部１２５は、逆拡散部１２４の出力に基づいて制御用データ受信の有無を判定し、判定結果を送信制御部４０３に送る。
【００９２】
乗算部４２３は、ランダマイズ用拡散符号発生部２０４からのランダマイズ用拡散符号と非制御用データ共通直交拡散符号発生部４０６からの非制御用データ共通直交拡散符号を乗算する。
【００９３】
逆拡散部４２４は、乗算部４２３の出力（ランダマイズ用拡散符号発生部２０４からのランダマイズ用拡散符号と非制御用データ共通直交拡散符号発生部４０６からの非制御用データ共通直交拡散符号を乗算することにより得られる符号）による、受信信号との相関検波を行う。
【００９４】
チャネルセンス部４２５は、逆拡散部４２４の出力に基づいて非制御用データの受信の有無を判定し、判定結果を送信制御部４０３に送る。
【００９５】
送信制御部４０３は、チャネルセンス部１２５におけるチャネルセンスの結果、制御用データが受信されていないと判断すると、制御用データをスロットタイミングに合せて送信するよう制御を行う。
【００９６】
送信制御部４０３はまた、チャネルセンス部４２５におけるチャネルセンスの結果、非制御データが受信されていないと判断すると、非制御用データをスロットタイミングに合せて送信するよう制御を行なう。
【００９７】
このように、制御用データ及び非制御用データのキャリアセンスは独立に行われ、これに基づく制御用データ及び非制御用データの送信制御部４０３による送信の制御も互いに独立に行なわれる。
【００９８】
他車制御用データ復調部４１１は、逆拡散部１２４の出力を受け、他車制御用データを再生する。
【００９９】
他車非制御用データ復調部４１３は、逆拡散部４２４の出力を受け、他車制御用データを再生する。
【０１００】
第１、２及び３の実施の形態は連続的または周期的測距を可能とするものであったのに対して第４の実施の形態は前述したデータの送信についての問題点を解決するためのものであり、
走行の制御に直接関与せず即時性を必要としないデータの送信のために、走行の制御に用いるような即時性の必要なデータの送信が遅延等の妨害を被ることのないようにするためのものである。このような２つ以上の要求条件が異なるデータをＣＳＭＡ／ＣＡにより送信が可能となった場合に送信しようとすると、送信チャネルが１つしかない場合、何らかの優先制御を行う必要が生じる。しかし即時性のデータを優先すると、そのデータの送信要求が頻繁にある場合、非即時性データは許容値以上の送信遅れや廃棄が生じるという問題が生じる。
【０１０１】
この実施の形態では、共通拡散符号を制御用データと非制御用データで異なる符号で送信し優先制御の必要なしに時間的に多重することで互いに独立平行した送信を可能とするものである。
【０１０２】
制御用データと非制御用データはそれぞれに対応した拡散符号である制御用データ共通直交拡散符号と非制御用データ共通直交拡散符号により拡散される。これらのデータは第３の実施の形態と同様にスロットに同期してスロット内に送信される。１つのスロットで制御用データと非制御用データが送信される場合、互いに直交した符号を用いているので相互の干渉はない。チャネルセンスは制御用データと非制御用データとで異なる拡散符号を用いているので、それぞれ独立してチャネルセンス部１２５及び４２５で行われる。送信制御部４０３におけるＣＳＭＡ／ＣＡによる制御も各データに対して独立に行われる。それぞれのチャネルセンス結果で他車による送信が行われておらず、送信可能との判定をすると、スロットタイミングに同期させてデータを送信する。受信車両Ｂにおいても、制御用データと非制御用データの復調は独立に行われ、制御用データには制御用データ共通直交拡散符号を用いた相関検波が行われ、非制御用データには非制御用データ共通直交拡散符号を用いた相関検波で行われる。
【０１０３】
以上のように第４の実施の形態によれば、情報伝送に関する要求条件の異なるデータに対して互いに直交する符号を用いて拡散し加算して送信するので、互いに独立した送信が可能となるため、一方のデータが他方のデータの送信遅延や廃棄を生じさせず、しかも相互の干渉を伴わないデータ伝送が可能となる。
変形例．
上記の第２、３、４の実施の形態では、共通拡散符号とランダマイズ用拡散符号にそれぞれ発生部を設けたが、共通拡散符号とランダマイズ用拡散符号を乗算した符号系列を生成する１つの符号発生部としてもよい。
【０１０４】
これは測距用拡散符号についても同様である。
【０１０５】
また第１、２、３及び４の実施の形態において、各拡散符号を用いて相関検波する逆拡散部を符号発生部を省き符号系列をタップ係数とするマッチドフィルタに置き換えて構成することも可能である。
【０１０６】
第４の実施の形態では、制御用データと非制御用データの２つの種類の場合について説明したが、伝送要求条件の異なるデータの種類の数が３以上の多数でも、共通拡散符号をデータ種類に応じて異なるものを割り当てれば実施の形態と同様の効果を得ることが出来る。
【０１１０】
【発明の効果】
請求項１及び４の発明によれば、情報伝送に関する要求条件の異なるデータに対して互いに直交する符号を用いて拡散し加算して送信するので、互いに独立した送信が可能となるため、一方のデータが他方のデータの送信遅延や廃棄を生じさせず、しかも相互の干渉を伴わないデータ伝送が可能となる。
また、情報伝送に用いられる共通拡散符号とは別に各車両に固有の測距用専用の拡散符号を設け、これを常時（周期的に）発生させながら共通拡散符号によって拡散された情報信号に加算して送信するので、ＣＳＭＡ／ＣＡに基づく情報伝送を行いながら、常時連続的測距が可能となる。
さらに、直交符号を用いてデータと測距信号を加算して送信するに際して、測距信号を一定周期毎に一定継続時間だけ送信するので、自車が送信する測距信号とデータ間の干渉を除去しうるだけでなく異なる車両間の測距信号間と測距信号とデータ間の干渉を低減することができ、自車及び他車両間の送信信号間で生じる干渉雑音によるデータ誤判定や計算誤差のないデータ復調及び車間距離算出ができる。
請求項３及び９の発明によれば、データと測距信号を加算して送信するに際して、互いに直交する符号を拡散符号として用いて拡散し、各符号にランダマイズ用の拡散符号を乗算したので、データと測距信号との間の干渉を除去することが可能となり、干渉雑音によるデータ誤判定や計算誤差のないデータ復調及び車間距離算出ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施の形態の車両間通信装置を示す機能ブロック図である。
【図２】  本発明の第２の実施の形態の車両間通信装置を示す機能ブロック図である。
【図３】  本発明の第３の実施の形態の車両間通信装置を示す機能ブロック図である。
【図４】  本発明の第４の実施の形態の車両間通信装置を示す機能ブロック図である。
【符号の説明】
１０１  自車情報発生部、  １０２  送信制御部、  １０３  共通拡散符号発生部、  １０４  拡散部、  １０５  測距用固有拡散符号発生部、  １０６  スイッチ、  １０７  加算部、  １０８  高周波変調部、  １０９、１２１  アンテナ、  １１４  他車情報復調部、  １２２  高周波復調部、  １２４、１２６逆拡散部、  １２５  チャネルセンス部、  １２７  車間距離算出部、  ２０１  共通直交拡散符号発生部、  ２０２  測距用直交固有拡散符号発生部、  ２０４  ランダマイズ用拡散符号発生部、  ２０５、２１０  乗算部、  ４０１  制御データ発生部、  ４０２  非制御用データ発生部、  ４０３  送信制御部、４０４  制御用データ共通直交拡散符号発生部、  ４０５  拡散部、４０６  非制御用データ共通直交拡散符号発生部、  ４１１  他車制御用データ復調部、４１３  他車非制御用データ復調部、  ４２３  乗算部、  ４２４  逆拡散部、  ４２５  チャネルセンス部。
【図１】
0004352560.tif 000007
【図２】
0004352560.tif 000008
【図３】
0004352560.tif 000009
【図４】
0004352560.tif 000010