JP3584291B2

JP3584291B2 - 路車間通信方式

Info

Publication number: JP3584291B2
Application number: JP2002092110A
Authority: JP
Inventors: 雅人前田
Original assignee: National Institute for Land and Infrastructure Management
Current assignee: National Institute for Land and Infrastructure Management
Priority date: 2002-03-28
Filing date: 2002-03-28
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2022-03-28
Also published as: JP2003289582A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、移動体通信方式としての路車間通信方式に関し、特に、道路に沿って設置された狭域無線通信方式（ＤＳＲＣ，ＤｅｄｉｃａｔｅｄＳｈｏｒｔＲａｎｇｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）による基地局と道路上を高速移動する移動局との間の路車間通信方式（以下、ＤＳＲＣ路車間通信方式と称する）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の狭域無線通信方式の通信機器は性能の向上を重視するために無線規格（ＡＲＩＢＳＴＤ−Ｔ５５）に規定された受信感度規定等の性能条件の上限を実現する傾向にあり、その結果、通信すべきでない場所への電波の飛びすぎがみられる。また、携帯電話の例では移動端末の送信出力を制御することで通信の信頼性を向上させている。
【０００３】
しかしながら、上述した従来のシステムで採用している通信制御方式では、ＤＳＲＣ路車間通信方式によって情報通信領域を道路に沿って小領域が並ぶ形態もしくは帯状に連なる形態に設定し、それぞれの情報通信領域毎に異なった地域性の高い情報を提供する高速移動体通信システムに適用する場合、次のような問題がある。
【０００４】
第１の問題点は、図５に示すように、基地局１０は道路８上を走行する移動局１００と通信領域Ａ１の中で確実に通信を行うように設定されている場合に、その外側にも、例えば通信領域Ｎ３の範囲で電波は弱くなるが漏れ出ており、隣接道路８１を移動中の移動局１０１は通信すべきでないにもかかわらず移動局１０１の通信機の性能によっては基地局１０の電波を受信して通信が成立してしまうことである。誤った通信を防ぐために基地局１０の送信電波を弱くすると通信領域Ａ１で移動局１００の受信レベルが下がり移動局１００の通信品質が確保できなくなるという問題が生じる。
【０００５】
第２の問題点は、ＤＳＲＣ路車間通信方式の特徴を活かして、無線通信によって移動局の位置を特定する場合に、図６に示すように、移動局の通信機の性能の違いによって誤差が生じることである。基地局１０から送出した電波は道路８上を伝搬するときの電界強度は一般的に図６の３００のようになっている。移動局１００の通信機の性能が図６の３２０のレベルより高いレベルで通信可能の場合は、移動局１００が図６の３２１の地点から３２２の地点の間にあるときに通信が可能であり、移動局は最初に通信が可能になった３２１の地点を位置情報として取得する。
【０００６】
一方、移動局１００の通信機の性能が図６の３１０のレベルより高いレベルで通信可能の場合は、移動局１００が図６の３１１の地点から３１２の地点の間にあるとき、および３１３の地点から３１４の地点の間にあるときに通信が可能であり、移動局は最初に通信が可能になった３１１の地点を位置情報として取得する。このように移動局の通信機の性能によって取得した位置情報と通信地点の間に誤差が出ることである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこでこの発明は、前記のような従来の問題点を解決し、高品質の路車間通信を確保することができ、電波の飛びすぎによって生じる、望まない路車間通信を防止することができ、ＤＳＲＣ路車間通信方式によって移動局の位置を特定する際に移動局の通信機の性能の違いによって生じる誤差を減少させることができる路車間通信方式を提供することを目的とする。
【０００８】
前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、狭域無線通信方式を用いて基地局と移動局間の通信が双方向通信及び基地局から移動局への単方向通信で行われる路車間通信方式において、基地局と移動局間の通信が双方向通信で行われる場合においては、基地局は移動局が送信した電波の受信強度を監視し、該電波の受信強度が予め設定した判定基準値以上の場合に、基地局が移動局との双方向通信を成立させるとともに、基地局と移動局間の通信が双方向通信と基地局から移動局への単方向通信とで行われる場合においては、移動局は、前記双方向通信が成立したときの受信レベルを記憶し、基地局からの単方向通信の受信レベルが前記記憶された受信レベル以上である場合に、前記基地局からの単方向通信の受信を有効とすることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１および図２は、実施の形態として通信領域を基地局の受信レベルの設定で可変にできる高信頼ＤＳＲＣ路車間通信方式を示した図である。
【００１０】
図１および図２において、道路８上に走行する移動局１００は進行方向９へ進むものとする。路側に設置された基地局１０は空中線１１と基地局空中線の送受信の切り替え機能または多重分離機能１２と双方向通信機能２１と受信レベル監視機能３１と受信レベル判定機能３２から構成され、移動局１００は移動局空中線１１１と移動局空中線の送受信の切り替え機能または多重分離機能１１２と双方向通信機能１２１と受信判定機能（１）１３１−１から構成される。基地局１０が空中線１１を介して放射する電波は道路８上に向けられており、移動局１００との間で通信を行うが、通信が可能になる領域を通信領域として、通信領域Ａ、通信領域Ｂ、・・・通信領域Ｎとする。
【００１１】
通信領域を変化させる手段として基地局の受信レベル監視機能３１と受信レベル判定機能３２によって移動局１００が空中線１１１を介して送信した電波を基地局１０が空中線１１を介して受信し、基地局１０は受信レベル監視機能３１においてその受信レベルを監視し、受信レベル判定機能３２において基準値以上の受信レベルであると判定した場合に基地局１０が移動局１００に対し応答することによって移動局１００が通信可能になる通信領域が設定されるようにする。本発明は受信レベル判定機能３２における基準値を変化させることによって移動局１００との通信領域の大きさを変化させることを可能にする。
【００１２】
図３は、図２の基地局１０および移動局１００の構成を基本として基地局１０から移動局１００への単方向通信機能を加えた場合の構成を示した図である。基地局１０においては単方向送信機能２２を加え、移動局１００においては単方向受信機能１２２と受信レベル監視記憶機能１３２を加え、受信判定機能（１）を受信判定機能（２）１３１−２に換えた構成である。単方向通信において移動局の受信情報を有効とする条件として双方向通信の成立を適用する。移動局において単方向通信の受信を有効とする判定条件として双方向通信が成立したときの受信レベルを受信レベル監視記憶機能１３２に記憶し、単方向通信の受信レベルが記憶した受信レベル以上であることを受信判定機能（２）１３１−２において判定し単方向通信の受信が有効であることを判定することで単方向通信の通信品質を確保することを特長としている。
【００１３】
次に、高信頼ＤＳＲＣ路車間通信方式の実施の形態の動作を説明する。基地局の受信レベルを調整することで移動局の受信レベルを基地局側が期待するレベルに調整することができる理由は、基地局の送信機の出力レベルをＰｂとし、基地局の受信機の入力レベルをＲｂ（基地局の受信機の受信感度より高いレベルであること）とし、移動局の送信機の出力レベルをＰｍとし、移動局の受信機の入力レベルをＲｍ（移動局の受信機の受信感度より高いレベルであること）とした場合、Ｐｂ＋Ｒｂ＝Ｐｍ＋Ｒｍの関係が成立し、Ｐｂがある一定値をとり、Ｐｍが移動局ごとに差異があるもののある範囲の一定値をとるとした場合に、Ｒｂの値を調整すればＲｍの値はＲｂに応じて一定の範囲の値に調整されるということに基づいている。
【００１４】
先ず、基地局と移動局間の双方向通信の高信頼性ＤＳＲＣ路車間通信方式の実施の形態について動作を説明する。
【００１５】
図１および図２において、移動局１００が道路８を進行方向９の方向に進むものとする。道路８の路側に基地局１０が設置され移動局１００との通信のために道路８に向けて電波を発射しているものとする。移動局１００は道路８を進行中に基地局１０の電波を受信する。この時の移動局１００が受信可能になる位置は基地局１０が発射する電波の強度と移動局１００の受信機の受信性能に依存し、移動局の製造業者や機種によって異なったものとなる。例えば、移動局１００が通信領域Ｎ３に入ったときに移動局１００の受信機が受信できたとする。移動局１００は基地局１０と双方向通信を開始するために基地局１０に向けて電波を放射する。基地局１０は移動局１０が放射した電波を受信し、受信レベル監視機能３１により移動局が放射した電波の強度を測定する。
【００１６】
基地局１０の受信レベル判定機能３２は通信領域Ａ１、通信領域Ｂ２、・・・通信領域Ｎ３に対応する値が予め設定されるものとする。例えば、通信領域Ａ１に対応する値が設定されているとすると、この位置にある移動局１００からの受信電力は値を満たさないため、基地局１０の受信レベル判定機能３２は双方向通信機能２１を介して移動局１００の通信開始要求に対して否定的な回答を行う。または、無視し回答を返さない。移動局１００は基地局１０に対して繰り返し通信開始の要求を行い、移動局１００が道路を進んで通信領域Ａ１の中に入った場合には基地局１０の受信レベル監視機能３１の出力は通信領域Ａ１に対応する値になり、受信レベル判定機能３２は通信の開始を許諾する。移動局は受信判定機能（１）１３１−１は基地局１０からの許諾を受信して双方向通信の成立を判断する。
【００１７】
次に、基地局から移動局への単方向通信の高信頼性ＤＳＲＣ路車間通信方式の実施の形態について動作を説明する。
【００１８】
図３は、基地局１０においては、前記図２の構成の中に単方向送信機能２２が加わる構成となる。移動局１００においては、前記図２の移動局の構成の中に単方向受信機能１２２が加わり、移動局の受信判定が受信判定機能（２）１３１−２に換わる。
受信判定機能（２）１３１−２は、基地局１０と移動局１００の間の通信が双方向通信と基地局から移動局への単方向通信とで行われる場合において、移動局１００は単方向通信の有効性を判定する機能を有する。移動局１００は前記図２の成立条件が維持されていることを確認する目的として移動局１００で双方向通信が成立したときの受信レベルを受信レベル監視記憶機能１３２において記憶し、受信判定機能（２）１３１−２は単方向通信の受信レベルが受信レベル監視記憶機能１３２で記憶した受信レベル以上であることを判定して有効とする。
【００１９】
単方向通信において移動局の受信情報を有効とする条件として双方向通信の成立を適用する発明の他の実施の形態として、双方向通信機能を介して基地局と移動局間で周期的に通信要求応答を繰り返す例を示す。図４を参照すると、基地局１０においては、前記図３の構成の中に周期的通信要求応答機能３３が加わる構成となる。移動局１００においては、前記図３の移動局の構成の受信レベル監視記憶機能が不要であり、受信判定機能（２）１３１−２が受信判定機能（３）１３１−３に換わる。図４は周期的通信要求応答機能３３を基地局１０の中に設けた一例を示している。周期的通信要求応答機能３３は、基地局になく移動局の中に設けても良く、基地局および移動局の双方に設けても良い。
【００２０】
移動局の受信判定機能（３）１３１−３は、基地局と移動局間の通信が双方向通信と基地局から移動局への単方向通信とで行われる場合において、移動局１００は単方向通信の有効性を判定する機能を有する。基地局１０の周期的通信要求応答機能３３が双方向通信機能２１を介して移動局１００の双方向通信機能１２１と通信を行う。この通信が基地局１０の受信レベル監視機能３１と受信レベル判定機能３２で条件に合致している間は双方向通信が繰り返されることになる。移動局１００ではこの双方向通信が続いている間の単方向通信の受信を有効とするように受信判定機能（３）１３１−３が働く。これにより図３の移動局１００の受信レベル監視記憶機能１３２が不要になる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、基地局側で移動局の通信領域の調整が可能になることにより、移動局の通信機の性能の違いによる通信領域の大きさの違いを抑えることができるため、通信領域を所定の電波強度以上に保つことによって通信品質の維持が可能になり、電波の飛びすぎによって隣接地の受信すべきでない場所で通信が成立してしまう問題を解決することができる。また、基地局と移動局間の通信品質が良好に維持できる。また、電波の飛びすぎを基地局の送信レベルを下げることによる電波伝搬距離の調整を行う場合と比べ、基地局の送信レベルの変化がないため、移動局の受信レベルは変わらず通信品質の劣化がない。また、基地局側で細かな通信領域の調整が可能になることにより、移動局の受信機の感度に依存することないため、基地局側で細かな通信領域の調整が可能になることにより、狭域無線通信によって移動局の位置を特定する際に移動局の通信機の性能の違いによって生じる誤差を減少させることができる。
【００２３】
以上の効果により、電波の飛びすぎによって隣接地の受信すべきでない場所で通信が成立してしまう問題を解決することができる。また、基地局と移動局間の通信品質が良好に維持できる。ＤＳＲＣ路車間通信方式を利用した移動局の位置の特定において誤差を減すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態における高信頼ＤＳＲＣ路車間通信方式を道路上で適用した例で示す概略図である。
【図２】高信頼性ＤＳＲＣ路車間通信方式を双方向通信機能を有する基地局および移動局に適用した場合の構成例を示す概略図である。
【図３】高信頼性ＤＳＲＣ路車間通信方式を双方向通信機能および基地局から移動局への単方向通信機能を有する基地局および移動局に適用した場合として受信レベル記憶機能を含む構成例を示す概略図である。
【図４】高信頼性ＤＳＲＣ路車間通信方式を双方向通信機能および基地局から移動局への単方向通信機能を有する基地局および移動局に適用した場合として周期的通信要求応答機能を含む構成例を示す概略図である。
【図５】電波の飛びすぎによって通信すべきでない道路上を走行する移動局と誤って通信が発生する場合の例を示す概略図である。
【図６】移動局の性能の違いによる通信開始位置の違いを説明する概略図である。
【符号の説明】
１通信領域Ａ
２通信領域Ｂ
３通信領域Ｎ
８道路
９移動局の進行方向
１０基地局
１１基地局空中線
８１道路８の隣接道路
１００移動局
１０１通信すべきでない道路上を走行する移動局
１１１移動局空中線

Claims

狭域無線通信方式を用いて基地局と移動局間の通信が双方向通信及び基地局から移動局への単方向通信で行われる路車間通信方式において、基地局と移動局間の通信が双方向通信で行われる場合においては、基地局は移動局が送信した電波の受信強度を監視し、該電波の受信強度が予め設定した判定基準値以上の場合に、基地局が移動局との双方向通信を成立させるとともに、基地局と移動局間の通信が双方向通信と基地局から移動局への単方向通信とで行われる場合においては、移動局は、前記双方向通信が成立したときの受信レベルを記憶し、基地局からの単方向通信の受信レベルが前記記憶された受信レベル以上である場合に、前記基地局からの単方向通信の受信を有効とすることを特徴とする路車間通信方式。