JP2004282591A

JP2004282591A - 狭域通信用車載端末

Info

Publication number: JP2004282591A
Application number: JP2003073881A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Fujimoto; 浩藤本
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-03-18
Filing date: 2003-03-18
Publication date: 2004-10-07

Abstract

【課題】隣接する狭域通信用路側機器との間で混信を防止する。
【解決手段】路側機器設置場所情報から車両の現在位置周辺の路側機器を検索し、現在位置周辺に複数基の路側機器が設置されている場合には、現在位置周辺に単一の路側機器が設置されている場合よりも電界強度のしきい値を高くし、路側機器の制御信号の電界強度がしきい値以上の場合に、当該路側機器に通信を要求する。また、路側機器の制御信号に基づいてアプリケーションを判別し、判別結果のアプリケーションに対応する電界強度しきい値を電界強度しきい値記憶手段から読み出す。そして、路側機器の制御信号の電界強度がしきい値以上か否かを判定し、路側機器の制御信号の電界強度がしきい値以上と判定されると、当該路側機器に通信を要求する。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動料金収受システム（ＥＴＣ）などに用いられる狭域通信用の車載端末に関する。
【０００２】
【従来の技術】
５．８ＧＨｚ帯無線信号を用いたＤＳＲＣ（ＤｅｄｉｃａｔｅｄＳｈｏｒｔ−ＲａｎｇｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ、狭域無線）規格の無線通信を利用し、路車間で情報の授受を行うシステムが実用化されている。ＥＴＣはこの狭域通信システムを用いたもので、有料道路の料金所に路側機器を設置し、車載端末との間で車両情報や課金情報を送受して通行料金の自動収受を行っている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この狭域通信システムにおいて、受信信号の電界強度が予め設定したしきい値を超えている場合は狭域通信領域内にあるとし、狭域通信領域内でのみ通信を行うようにした狭域通信用車載端末が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
この出願の発明に関連する先行技術文献としては次のものがある。
【特許文献１】
特開平０８−３０５９０８号公報
【特許文献２】
特開２００２−１３３４８１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、狭域通信用路側機器の電界強度を精度よく調整して狭域通信領域を形成すれば、異なる周波数の狭域通信用路側機器（ＤＳＲＣ基地局）が隣接していても、それぞれの狭域通信領域内において車載端末と路側機器との間で通信を行うことができる。
【０００６】
しかしながら、隣接する狭域通信領域と干渉しないように電界強度を調整して狭域通信領域を形成するには、例えば高価なフェーズドアレイアンテナを用いたり、路側機器設置施設の壁面に電波吸収帯を貼り付けるなどの対策を取らなければならず、狭域通信用路側機器の設備費がかさむという問題がある。
【０００７】
狭域通信領域ごとの電界強度を調整せずに狭域通信用路側機器を隣接して設置すると、車載端末と路側機器との接続が混乱し、接続すべき路側機器と異なる路側機器に接続されるという問題がある。
【０００８】
本発明は、隣接する狭域通信用路側機器との間で混信を防止するようにした狭域通信用端末装置を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、路側機器設置場所情報から車両の現在位置周辺の路側機器を検索し、現在位置周辺に複数基の路側機器が設置されている場合には、現在位置周辺に単一の路側機器が設置されている場合よりも電界強度のしきい値を高くし、路側機器の制御信号の電界強度がしきい値以上の場合に、当該路側機器に通信を要求する。
また、本発明は、路側機器の制御信号に基づいてアプリケーションを判別し、判別結果のアプリケーションに対応する電界強度しきい値を電界強度しきい値記憶手段から読み出す。そして、路側機器の制御信号の電界強度がしきい値以上か否かを判定し、路側機器の制御信号の電界強度がしきい値以上と判定されると、当該路側機器に通信を要求する。
【００１０】
【発明の効果】
本発明によれば、隣接する狭域通信用路側機器との混信を防止できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
《発明の第１の実施の形態》
図１は第１の実施の形態の構成を示す。第１の実施の形態の狭域通信用車載端末１は、例えばＥＴＣシステムで利用される狭域通信の車載端末として用いられる。無線通信部２はアンテナ２ａを備え、狭域通信用路側機器（狭域通信用基地局）３と例えば５．８ＧＨｚ帯無線信号を用いたＤＳＲＣ規格による無線通信を行う。無縁通信部２は、狭域通信用路側機器３から無線信号を受信し、復調してデジタル信号に変換し、処理部４へ出力するとともに、処理部４から送られたデジタル信号を無線信号に変調して狭域通信用路側機器３へ送信する。
【００１２】
メモリ５は、各種の処理プログラムや、ＤＳＲＣアプリケーションごとの電界強度しきい値テーブルなどを記憶する。インタフェース６は、外部装置を接続してメモリ５に記憶されている電界強度しきい値テーブルを書き換えるための外部インタフェースである。ディスプレイ７は種々の情報を表示し、スピーカー８は種々の情報を放送する。
【００１３】
図２は、メモリ５に記憶されているＤＳＲＣアプリケーションごとの通信を許可する電界強度しきい値テーブルを示す。この一実施の形態では、アプリケーションＡＰ１を自動料金収受（ＥＴＣ）システムとし、その通信許可電界強度しきい値をＡ［ｄＢｍ］とする。また、他のＤＳＲＣアプリケーションＡＰ２、ＡＰ３、・・の通信許可電界強度しきい値をＢ、Ｃ、・・［ｄＢｍ］とする。アプリケーションの数に制限はないが、アプリケーションごとに必要最少限の狭域通信領域を確保するための電界強度しきい値を設定する。なお、このＤＳＲＣアプリケーションごとの電界強度しきい値テーブルは車載端末１のメモリ５に予め記憶されている。
【００１４】
図３は、片側１車線対面通行の有料道路料金所におけるＥＴＣ用狭域通信領域を示す。図２に示すテーブルから、ＤＳＲＣアプリケーションのＡＰ１はＥＴＣシステム用であるから、電界強度しきい値はＡ［ｄＢｍ］である。図中の▲１▼は走行車線に設置された狭域通信用路側機器の電界強度特性を示し、▲２▼は隣接車線（対面通行車線）に設置された狭域通信用路側機器の電界強度特性を示す。
【００１５】
この一実施の形態では、電界強度がＥＴＣシステム用の電界強度しきい値を超える領域を、路側機器と車載端末との間の狭域通信を許可する通信領域とする。なお、通信を許可する電界強度しきい値（図２参照）は車載端末１の受信感度以上の任意の値に設定されるから、電界強度がしきい値より低い領域においても路側機器と車載端末との間の通信は可能である。
【００１６】
図３に示すＥＴＣシステムの場合は、走行車線の通信領域と隣接車線の通信領域とは完全に分離しており、通信すべき路側機器とは異なる路側機器と通信を行うような混信は発生しない。
【００１７】
図４は、狭域通信用路側機器が２基隣接して設置された場合の通信領域を示す。図中の▲３▼および▲４▼はＤＳＲＣアプリケーションＡＰ２（図２参照）の狭域通信用路側機器の電界強度特性を示し、▲４▼が設計目標の電界強度特性であり、▲３▼が実際に形成された電界強度特性である。また、図中の▲５▼および▲６▼はＤＳＲＣアプリケーションＡＰ３（図２参照）の狭域通信用路側機器の電界強度特性を示し、▲６▼が設計目標の電界強度特性であり、▲５▼が実際に形成された電界強度特性である。
【００１８】
隣接する２基の路側機器の電界強度特性▲３▼と▲５▼とは互いにオーバーラップしている。従来のように、すべてのＤＳＲＣアプリケーションに対して単一の電界強度しきい値、例えばしきい値Ａを設定すると、隣接する２基の路側機器の通信領域はオーバーラップし、通信すべき路側機器と異なる路側機器と通信を行う、混信が発生する。
【００１９】
そこで、この一実施の形態では、ＤＳＲＣアプリケーションごとに路側機器の電界強度しきい値を設定し、これらの電界強度しきい値にはすべてのＤＳＲＣアプリケーションに対する共通の電界強度しきい値よりも高いしきい値を設定することによって、隣接する路側機器との混信を防止する。アプリケーションＡＰ２の路側機器に対する電界強度しきい値はＢ［ｄＢｍ］（図２参照）であり、アプリケーションＡＰ３の路側機器に対する電界強度しきい値はＣ［ｄＢｍ］（図２参照）であるから、図４に示すように隣接する２基の路側機器の通信領域がオーバーラップすることはない。
【００２０】
それぞれのＤＳＲＣアプリケーションの路側機器に対する電界強度しきい値は、設計目標の電界強度特性ではなく、路側機器の電界強度特性を実測し、必要最小限の通信領域となるように実際に形成された電界強度特性に基づいて電界強度しきい値を設定する。
【００２１】
図５は通信開始処理プログラムを示すフローチャートである。図５により、第１の実施の形態の動作を説明する。車載端末１の処理部４は、車載端末１へ電源が投入されると繰り返しこの通信開始処理プログラムを実行する。
【００２２】
ステップ１において、予め設定された異なる周波数の複数の通信チャンネルを順次、スキャンニングして路側機器３からの制御情報を受信する。路側機器３から制御情報を受信したらステップ２へ進み、制御情報からＤＳＲＣアプリケーションを判別する。制御情報には、路側機器３が対応しているＤＳＲＣアプリケーション（サービス）種別データが含まれており、その種別データから路側機器３から提供されるＤＳＲＣアプリケーションを判別する。
【００２３】
ステップ３において、メモリ５に記憶されているＤＳＲＣアプリケーションごとの電界強度しきい値テーブルを検索し、これから進入が予測される上記判別結果のＤＳＲＣアプリケーションに対応する通信許可の電界強度しきい値を読み出す。そして、無線通信部２で受信している路側機器３の電界強度がしきい値以上か否かを確認する。
【００２４】
路側機器３からの受信電界強度がしきい値より低いときにその路側機器３と通信を行うと、通信を行ってはならない隣接する路側機器３と通信を開始するおそれがあり、ステップ１へ戻って上述した処理を繰り返す。
【００２５】
路側機器３からの受信電界強度がしきい値以上のときは、通信すべき路側機器３と通信を行ってもよい通信領域内に入ったと判断し、ステップ４へ進む。ステップ４では、制御情報を受信した路側機器３に対して通信要求を行う。続くステップ５において、通信処理プログラムを実行して路側機器３と通信を開始する。
【００２６】
このように、第１の実施の形態によれば、従来のすべてのＤＳＲＣアプリケーションに対する共通の電界強度しきい値よりも高いしきい値を、ＤＳＲＣアプリケーションごとに設定するようにしたので、狭域通信用路側機器３の設備費や設置環境などにより、隣接する路側機器の通信領域とのオーバーラップが避けられないような場合でも、隣接する路側機器３との混信が避けられる。
【００２７】
《発明の第２の実施の形態》
ナビゲーション装置の道路地図データベースに記憶されている狭域通信用路側機器の設置場所と周波数などの情報を参照し、現在地周辺に複数の路側機器がある場合には、上述したＤＳＲＣアプリケーションごとの電界強度しきい値に基づいて通信許可判定を行い、現在地周辺に路側機器が１基のみある場合には、ＤＳＲＣ規格に準拠した最小の電界強度しきい値を用いて通信許可判定を行う第２の実施の形態を説明する。
【００２８】
図６は第２の実施の形態構成を示す。なお、図１に示す機器と同様な機器に対しては同一の符号を付して相違点を中心に説明する。第２の実施の形態の車載端末１にはナビゲーション装置９が接続されている。
【００２９】
ＧＰＳレシーバー１０は、アンテナ１０ａによりＧＰＳ衛星からの信号電波を受信し、衛星航法により車両の現在位置と進行方位を検出する。なお、車両の現在位置の検出方法は衛星航法に限定されず、車両の走行距離と進行方向とに基づいて走行軌跡を演算し、道路地図とのマップマッチングを行って現在位置を検出する、いわゆる自律航法を用いてもよい。
【００３０】
処理部１１は、メモリ１２に記憶されている道路地図データを用い、ディスプレイ７への道路地図表示処理、目的地が設定されている場合には目的地までの最適経路の探索と誘導処理などを行う。メモリ１２には、道路地図データの他に、狭域通信用路側機器３の設置場所情報が記憶されている。インタフェース１３は、外部装置を接続してメモリ１２に記憶されている道路地図データや狭域通信用路側機器３の設置場所情報を書き換えるための外部インタフェースである。
【００３１】
図７は通信開始処理プログラムを示すフローチャートである。図７により、第２の実施の形態の動作を説明する。車載端末１の処理部４は、車載端末１へ電源が投入されると繰り返しこの通信開始処理プログラムを実行する。
【００３２】
ステップ１１において、予め設定された異なる周波数の複数の通信チャンネルを順次、スキャンニングして路側機器３からの制御情報を受信する。路側機器３から制御情報を受信したらステップ１２へ進み、制御情報からＤＳＲＣアプリケーションを判別する。制御情報には、路側機器３が対応しているＤＳＲＣアプリケーション（サービス）種別データが含まれており、その種別データから路側機器３から提供されるＤＳＲＣアプリケーションを判別する。
【００３３】
ステップ１３において、ナビゲーション装置９から車両の現在位置と、現在位置周辺の狭域通信用路側機器３の設置場所の情報を入手し、現在位置を中心とした所定距離範囲内に複数の狭域通信用路側機器３があるか否かを確認する。
【００３４】
現在位置周辺に複数基の路側機器３が設置されている場合はステップ１４へ進み、メモリ５に記憶されているＤＳＲＣアプリケーションごとの電界強度しきい値テーブルを検索し、これから進入が予測される上記判別結果のＤＳＲＣアプリケーションに対応する通信許可の電界強度しきい値を読み出す。
【００３５】
一方、現在位置周辺に１基の路側機器３しかない場合にはステップ１５へ進み、隣接する路側機器３と混信するおそれはないので、メモリ５のしきい値テーブルに記憶されているＤＳＲＣアプリケーションごとのしきい値の代わりに、ＤＳＲＣ通信規格で許容される最小の電界強度しきい値を選択する。
【００３６】
ステップ１６では、無線通信部２で受信している路側機器３の送信信号の電界強度がしきい値以上か否かを確認する。受信電界強度がしきい値より低い場合はステップ１１へ戻って上述した処理を繰り返す。受信電界強度がしきい値以上の場合はステップ１７へ進み、制御情報を受信した路側機器３に対して通信要求を行う。続くステップ１８において、通信処理プログラムを実行して路側機器３と通信を開始する。
【００３７】
このように、第２の実施の形態によれば、現在位置周辺に狭域通信用路側機器が複数基設置されているのか、１基なのかによって通信を許可する電界強度しきい値を変更するようにした。現在地周辺に複数基の路側機器が設置されている場合には、上述した第１の実施の形態と同様に、ＤＳＲＣアプリケーションごとに予め定めた電界強度しきい値を用いて通信許可判定を行い、隣接する路側機器との混信が避けられる。一方、現在地周辺に路側機器が１基しか設置されていない場合には、ＤＳＲＣ規格に準拠した最小の電界強度しきい値を用いて通信許可判定を行うので、すばやく路側機器と狭域通信を開始することができる。
【００３８】
なお、車載端末１のメモリ５に記憶されているＤＳＲＣアプリケーションごとの電界強度しきい値と、ナビゲーション装置９のメモリ１２に記憶されている狭域通信用路側機器３の設置場所情報は、それぞれ外部インタフェース６、１３を介して書き換え可能であり、ＤＳＲＣアプリケーションおよび路側機器３が増設された場合に最新の情報を入手することができる。
【００３９】
また、第２の実施の形態では、ナビゲーション装置９のメモリ１２に狭域通信用路側機器の設置場所や周波数などの情報を記憶する例を示したが、それらを車載端末１のメモリ５に記憶してもよい。
【００４０】
特許請求の範囲の構成要素と一実施の形態の構成要素との対応関係は次の通りである。無線通信部２およびアンテナ２ａが通信手段を、メモリ５が電界強度しきい値記憶手段を、処理部４がアプリケーション判別手段、電界強度判定手段、制御手段およびしきい値変更手段を、ＧＰＳレシーバー１０およびアンテナ１０ａが現在位置検出手段を、メモリ１２が路側機器情報記憶手段をそれぞれ構成する。なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、各構成要素は上記構成に限定されるものではない。
【００４１】
上述した一実施の形態では、ＤＳＲＣアプリケーションごとの電界強度しきい値を予め設定しておき、アプリケーションに対応する電界強度しきい値を読み出して通信許可判定を行う例を示したが、電界強度しきい値は従来と同様にすべてのアプリケーションに対して共通のしきい値とし、現在地周辺に路側機器が１基しかない場合には混信のおそれはないので上記共通のしきい値を用いて通信許可判定を行い、現在地周辺に複数基の路側機器がある場合には上記共通のしきい値よりも高いしきい値に変更し、変更後のしきい値を用いて通信許可判定を行うようにしてもよい。後者の場合、しきい値をどの程度高い値にするかは路側機器の隣接状況により決定し、高くし過ぎると混信を防止できるが通信領域が狭くなるので、しきい値には混信が発生しない最小の値を設定する。
【００４２】
なお、この狭域通信用車載端末は、ＥＴＣを始め、例えば駐車場の予約、ドライブスルーショッピング、多目的無線ＩＣカード利用決済、車両通門管理、ガソリンスタンド料金決済、公共交通車両運行管理、共同利用型短距離個人交通など、多くのＤＳＲＣアプリケーション（サービス）に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の構成を示す図である。
【図２】ＤＳＲＣアプリケーションごとの電界強度しきい値テーブルを示す図である。
【図３】片側１車線対面通行の有料道路料金所におけるＥＴＣ用狭域通信領域を示す図である。
【図４】狭域通信用路側機器が２基隣接して設置された場合の通信領域を示す図である。
【図５】第１の実施の形態の通信開始処理プログラムを示すフローチャートである。
【図６】第２の実施の形態の構成を示す図である。
【図７】第２の実施の形態の通信開始処理プログラムを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１車載端末
２無線通信部
２ａアンテナ
３狭域通信用路側機器
４処理部
５メモリ
６インタフェース
７ディスプレイ
８スピーカー
９ナビゲーション装置
１０ＧＰＳレシーバー
１０ａアンテナ
１１処理部
１２メモリ

Claims

狭域通信用路側機器と無線通信を行う通信手段と、
前記通信手段で受信した路側機器の制御信号の電界強度がしきい値以上の場合に、前記通信手段を介して当該路側機器に対して通信を要求する制御手段とを備えた狭域通信用車載端末であって、
車両の現在位置を検出する現在位置検出手段と、
狭域無線通信用路側機器の設置場所の情報を記憶する路側機器情報記憶手段と、
前記路側機器情報記憶手段の路側機器設置場所情報から車両の現在位置周辺の路側機器を検索し、現在位置周辺に複数基の路側機器が設置されている場合には、現在位置周辺に単一の路側機器が設置されている場合よりも前記しきい値を高くするしきい値変更手段とを備えることを特徴とする狭域通信用車載端末。
狭域通信用路側機器と無線通信を行う通信手段と、
狭域無線通信のアプリケーションごとに予め設定した路側機器の電界強度しきい値を記憶する電界強度しきい値記憶手段と、
前記通信手段で受信した前記路側機器の制御信号に基づいてアプリケーションを判別するアプリケーション判別手段と、
前記アプリケーション判別手段により判別されたアプリケーションに対応する電界強度しきい値を前記電界強度しきい値記憶手段から読み出し、前記通信手段で受信した路側機器の制御信号の電界強度が前記しきい値以上か否かを判定する電界強度判定手段と、
前記電界強度判定手段により前記路側機器の制御信号の電界強度がしきい値以上と判定されると、前記通信手段を介して当該路側機器に通信を要求する制御手段とを備えることを特徴とする狭域通信用車載端末。
請求項２に記載の狭域通信用車載端末において、
車両の現在位置を検出する現在位置検出手段と、
狭域無線通信用路側機器の設置場所の情報を記憶する路側機器情報記憶手段と、
前記路側機器情報記憶手段の路側機器設置場所情報から車両の現在位置周辺に設置されている路側機器を検索する路側機器検索手段とを備え、
前記電界強度判定手段は、前記路側機器検索手段で車両の現在位置周辺に１基の路側機器しか検索されなかった場合は、アプリケーションに対応する電界強度しきい値の代わりに狭域無線通信規格に準拠した最小の電界強度しきい値を用いて判定することを特徴とする狭域無線通信用端末。