通信装置、自動料金収受システムおよび自動料金収受方法
【課題】非通信エリアの端末との誤ったリンク確立を回避し、信頼性の高い装置を得る。
【解決手段】端末からの信号を受信する複数の素子アンテナ２１−１〜２１−Ｎからなるアレーアンテナ２と、所定の励振係数値を用いて素子アンテナ２１−１〜２１−Ｎからの受信信号の励振振幅位相値を調整して、合成するビーム形成手段３と、アレーアンテナ２が端末からのリンク確立要求信号を受信する度に、当該アレーアンテナ２により形成されるアンテナパターンの非通信エリアにおけるレベル低減方向を変えるように励振係数値の設定変更を行う制御手段４と、ビーム形成手段３からの出力信号に基づいて、端末との通信リンク確立の可否を判定する通信処理手段６とを備えた。
【解決手段】端末からの信号を受信する複数の素子アンテナ２１−１〜２１−Ｎからなるアレーアンテナ２と、所定の励振係数値を用いて素子アンテナ２１−１〜２１−Ｎからの受信信号の励振振幅位相値を調整して、合成するビーム形成手段３と、アレーアンテナ２が端末からのリンク確立要求信号を受信する度に、当該アレーアンテナ２により形成されるアンテナパターンの非通信エリアにおけるレベル低減方向を変えるように励振係数値の設定変更を行う制御手段４と、ビーム形成手段３からの出力信号に基づいて、端末との通信リンク確立の可否を判定する通信処理手段６とを備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、端末と通信を行う基地局に適用され、非通信エリアの端末との誤ったリンク確立を回避する通信装置に関するものである。また、特に、料金所に設置された路側機（基地局）と自動料金収受機能を有する端末を搭載した車両との間で、道路を走行する車両を一時停止させることなく、料金を自動的に収受する自動料金収受システムおよび自動料金収受方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の自動料金収受システムでは、車両に、無線通信装置（車載機）とＩＣカードなどの電子支払い手段とを搭載している。また、有料道路の料金所に、自動料金徴収の専用レーンまたは一般車両との混在レーンを設置し、車両に搭載された車載機と通信するための無線通信装置（路側機）を設けている。
しかしながら、上記自動料金収受システムでは、自動料金収受システムに対応した車載機を搭載しない走行車両の見逃しや、レーン変更に伴う走行車両の追従失敗などによって、正常な料金の収受ができないという懸念があった。そこで、対策のひとつとして、複数の素子アンテナを配置したアレーアンテナを路側機に設置するなどして、車載機からの無線通信信号から車両の走行方向を推定する技術がある（例えば特許文献１，２参照）。これにより、車載機を搭載する走行車両との収受処理を確実に行うことが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３４７９９号公報
【特許文献２】特開２００２−２４３８２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、近年の普及により、対応車載機を搭載した車両が急速に増加しており、あらゆる場所で当該システムが利用されるようになってきている。このような状況では、複数の有料道路が隣接するエリアにおいて、複数の自動料金収受システムが稼働する可能性が高まる。そして、そのようなエリア付近は、一般的に、構造物が多数配置された複雑な伝搬環境となっている。そのため、併走する隣接道路を走行する車両に搭載された車載機からの無線通信信号が、路側帯あるいは高架橋などを飛び越えて路側機に到来するような状況が発生する。したがって、非通信エリアの車両からの無線通信信号を誤って検出してしまうことになり、正常な料金の収受処理が為されない恐れがあるという課題があった。
例えば、複数の有料道路が交差するジャンクションなど複雑な道路環境においては、マルチパスが多数到来する。そのため、従来のように無線通信信号の瞬時の方向推定値を用いる手法では、その推定値への信頼性は著しく低下し、実際の環境では適用できない可能性がある。
【０００５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、端末から到来する通信リンクの確立を要求する信号をそれぞれ異なるアンテナパターンで複数回受信した結果から通信リンク確立の可否を判定する機能を備えることで、非通信エリアの端末との誤ったリンク確立を回避することが可能な信頼性の高い通信装置、また、これを適用した信頼性の高い自動料金収受システムおよび自動料金収受方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る通信装置は、端末からの信号を受信する複数の素子アンテナからなるアレーアンテナと、所定の励振係数値を用いて素子アンテナからの受信信号の励振振幅位相値を調整して、合成するビーム形成手段と、アレーアンテナが端末からのリンク確立要求信号を受信する度に、当該アレーアンテナにより形成されるアンテナパターンの非通信エリアにおけるレベル低減方向を変えるように励振係数値の設定変更を行う制御手段と、ビーム形成手段からの出力信号に基づいて、端末との通信リンク確立の可否を判定する通信処理手段とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、上記のように構成したので、非通信エリアの端末との誤ったリンク確立を回避することが可能な信頼性の高い通信装置を得ることができる。また、これを適用した信頼性の高い自動料金収受システムおよび自動料金収受方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１に係る通信装置の構成例を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１におけるビーム形成部の構成例を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１におけるアンテナパターンの計算例および最小利得値（最小受信感度）を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態１におけるアンテナパターンの制御例を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態２に係る通信装置を適用した自動料金収受システムの構成例を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態２に係る自動料金収受システムで用いるフレーム構成例を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態２に係る自動料金収受システムの判定処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る通信装置１の構成例を示す図である。なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
通信装置１は、図１に示すように、Ｎ個の素子アンテナ２１−１〜２１−Ｎからなるアレーアンテナ２、ビーム形成部（ビーム形成手段）３、制御部（制御手段）４、励振係数格納部（励振係数格納手段）５、通信処理部（通信処理手段）６および収受処理部（収受処理手段）７から構成されている。
【００１０】
アレーアンテナ２は、各素子アンテナ２１−１〜２１−Ｎを所定の振幅位相値で励振することで、所定のアンテナパターンを形成し、外部の端末からの無線通信信号を受信するものである。この各素子アンテナ２１−１〜２１−Ｎによる受信信号はビーム形成部３に出力される。
【００１１】
ビーム形成部３は、制御部４からの励振係数値を用いて、各素子アンテナ２１−１〜２１−Ｎからの受信信号の励振振幅位相値を調整した上で、合成するものである。このビーム形成部３の内部構成については後述する。このビーム形成部３により合成された信号はアンテナ出力信号として通信処理部６に出力される。
【００１２】
制御部４は、通信処理部６から励振係数値の変更指示を受ける度に、各素子アンテナ２１−１〜２１−Ｎで用いる励振係数値を設定変更するものである。ここで、制御部４は、励振係数格納部５から所定の励振係数値を取得することで設定変更を行う。
【００１３】
励振係数格納部５は、予め、複数の励振係数値を格納するものである。なお、励振係数格納部５が格納する各励振係数値は、アレーアンテナ２により形成されるアンテナパターンの非通信エリアにおける零点の方向がそれぞれ異なるように設定された値であり、設置環境やアンテナ諸元に基づいて、事前あるいは現地調整の段階で予め求めておけばよい。ここで、励振係数格納部５は、通信処理部６から励振係数値の変更指示を受ける度に、異なる励振係数値を制御部４に出力する。
【００１４】
通信処理部６は、ビーム形成部３からのアンテナ出力信号に基づいて、通信リンクの確立を要求してきた端末との通信リンク確立の可否を判断し、各種通信処理を実施するものである。また、通信処理部６は、アンテナ出力信号が端末からのリンク確立要求信号である場合に、これに同期して、制御部４および励振係数格納部５に対して励振係数値の変更指示を行う。なお、端末からのリンク確立要求信号は、確実性を高めるために複数回送信される。
収受処理部７は、通信処理部６により通信リンク確立が許可され、各種通信処理が実施された端末との間で、ビーム形成部３からのアンテナ出力信号を用いて課金などの具体的な処理を実施するものである。
【００１５】
次に、ビーム形成部３の構成について説明する。図２はこの発明の実施の形態１におけるビーム形成部３の構成例を示す図である。
ビーム形成部３は、Ｎ個の乗算器３１−１〜３１−Ｎおよび合成器３２から構成されている。
【００１６】
乗算器３１−１〜３１−Ｎは、制御部４からの励振係数値を用いて、対応する素子アンテナ２１−１〜２１−Ｎからの受信信号に対して複素乗算を行うことで受信信号の励振振幅位相値を調整する演算回路である。この乗算器３１−１〜３１−Ｎは、アナログ装置の場合には可変減衰器および可変移相器によって実現可能である。この各乗算器３１−１〜３１−Ｎにより複素乗算された信号は合成器３２に出力される。
合成器３２は、各乗算器３１−１〜３１−Ｎからの信号を合成するものである。この合成器３２により合成された信号はアンテナ出力信号として通信処理部６に出力される。
【００１７】
次に、上記のように構成された通信装置１の具体的な処理について説明する。
上記通信装置１を適用した基地局では、通信エリアに適したアンテナパターンを形成する必要がある。そして、図１に示すような複数の素子アンテナ２１−１〜２１−Ｎからなるアレーアンテナ２においては、各素子アンテナ２１−１〜２１−Ｎを励振する振幅位相値を適切に設定することで自由にアンテナパターンを変更することができる。この際、通信エリア内が一定の電界レベルとなるようにアンテナ利得を保持するのはもちろん、隣接エリア（非通信エリア）への不要な放射（与干渉）を避けるため、サイドローブレベルをできるだけ低減する必要がある。
【００１８】
例えば、図３（ａ）に、８素子の無指向性のリニアアレーを用いた場合でのアンテナパターンの計算例を示す。図３（ａ）では、Ｂｅａｍ１〜４の４つのアンテナパターンを示しており、通信エリアである±３０度内のアンテナ利得をできるだけ一定にしている。また、各アンテナパターン計算値のサイドローブレベルは−２０〜−２５ｄＢ程度となっているが、十分とは言えない。しかしながら、限られた設置場所などの制約からアンテナサイズあるいは素子アンテナ数には限りがあるため、ある特定の時間（瞬時）に、全ての方向でサイドローブレベルを十分に低減することは困難である。この場合、周辺の構造物などの影響により隣接レーンあるいは隣接道路などの車載端末からの信号を誤って検出し、通信処理を実施してしまう恐れがある。実際には、ネットワーク側でこのような誤通信を検知して、最終的な処理を中止することは可能であるが、通信リンクを確立している以上、余計なリソースを浪費することになり、通信トラフィックの低下などにつながる。
【００１９】
一方、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す４つのアンテナパターンの最小利得値（最小受信感度）をプロットしたものである。図３（ｂ）に示すように、最小受信感度では、±３０内の通信エリアの利得を保持しながら、非通信エリア方向の受信レベルが大幅に低減されていることがわかる。
【００２０】
以上の原理を利用して、実施の形態１に係る通信装置１では、非通信エリアの端末との通信リンクをそもそも確立しないようにアンテナパターンを制御する特徴を有する。
すなわち、制御部４にて、アレーアンテナ２が端末からリンク確立要求信号を受信する度に、乗算器３１−１〜３１−Ｎで用いる励振係数値を設定変更する。この際、アンテナパターンの非通信エリアにおけるレベル低減方向を変えるように（サイドローブの零点方向やレベルを移動させるように）励振係数値を設定変更する。例えば、図４（ａ）〜（ｄ）に示すように、アンテナパターンを図３（ａ）に示すＢｅａｍ１から順にＢｅａｍ４まで変化させることで、アンテナパターンの零点を内側から外側へずらす。これにより、非通信エリアからの端末信号の受信レベルを時分割で低減させ、結果として図３（ｂ）に示すような最小受信感度での受信信号（最小受信レベル）を得ることができる。
なお、アンテナパターンの零点をずらす順序は、図４に示す例に限るものではない。
【００２１】
そして、通信処理部６にて、最小受信感度に基づいた判定を行うことで、非通信エリアの端末と通信リンク確立を行ってしまう確率（誤判定確率）を大幅に低減することができる。この際、例えば、各リンク確立要求信号のうちの最小受信レベルが所定の閾値以上である場合に、端末とのリンク確立を許可するようにする。また、各受信レベルのうち、閾値以上である回数が設定値以上である場合に、端末との通信リンク確立を許可するようにしてもよい。
その後、収受処理部７にて、通信処理部６により通信エリアの端末であると判定された端末との間で課金などの具体的な処理を実施することになる。
【００２２】
以上のように、この実施の形態１によれば、端末から複数回送信されるリンク確立要求信号を受信する度に励振係数値を設定変更し、この値を用いて各素子アンテナ２１−１〜２１−Ｎからの受信信号の励振振幅位相値を調整して合成した信号に基づいて、端末との通信リンク確立の可否を判断するように構成したので、時分割でサイドローブレベルの低減を実現でき、非通信エリアの端末との誤ったリンク確立を回避することが可能な信頼性の高い通信装置１を得ることができる。そして、既存の通信システムに適用することで、マルチパス波などの複雑な伝搬環境においても高精度なリンク確立処理を実現することができるとともに、基地局単独で通信処理を完結するシステムを実現することができる。
【００２３】
なお、実施の形態１では、全ての素子アンテナ２１−１〜２１−Ｎからの受信信号の励振振幅位相値を調整する構成としたが、これに限るものではなく、その一部、特にアンテナ開口端部に位置する素子アンテナからの受信信号の励振振幅位相値のみを調整することでアンテナパターン形状の変更を行うことも可能である。この場合、調整する数を削減できるため、演算規模の低減が可能である。
【００２４】
実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２に係る通信装置１を適用した自動料金収受システムの構成例を示す図である。なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
自動料金収受システムは、図５に示すように、道路５１を走行する車両５２に搭載された端末５３と、道路５１の路側に設置された基地局５４とから構成されている。なお、基地局５４は、無線通信信号を受信するアレーアンテナ２など、図１に示す通信装置１と同等の構成を備えている。
この端末５３と基地局５４は、通信エリア５５内において、マイクロ波帯の周波数を用いた無線通信信号（アップリンク６０、ダウンリンク６１）によって、料金の収受処理など各種サービスを実施する。
【００２５】
次に、上記のように構成された自動料金収受システムの具体的な処理について、以下に説明する。
基地局５４は、アレーアンテナ２を介して端末５３と無線通信信号６０，６１を送受信し、道路利用料金の収受処理を行う。一方、周辺環境として、隣接道路５６では、端末５７が搭載された車両５８が走行している。そして、周囲の電波伝搬環境によっては、端末５７からの無線通信信号６２が、道路５１，５６間に存在する路側帯５９を飛び越えて基地局５４に到来する可能性がある。この際、基地局５４では、誤って端末５７と収受処理を行わないように走行車両の判別を行う必要がある。
【００２６】
ここで、図５に示すような各車載端末５３，５７からの直接波（無線通信信号６０，６２）のみの環境であれば、既存の方向推定手法などにより識別が可能である。しかしながら、路側帯５９や高架橋、基地局５４を支えるゲートなど、電波を反射、散乱させる構造物が多数存在する環境では、通常は多数のマルチパス波が到来するため、その方向推定値はばらつくことが予想される。つまり、瞬時の方向推定値の精度はあまり当てにならないことになる。また、アレーアンテナ２のサイドローブレベルを十分に低減することが考えられるが、設置スペースや製造性など考慮すると限界があり、ある固定のアンテナパターンだけで対応することは困難である。
【００２７】
そこで、自動料金収受システムにおける通信リンク確立の手順に、実施の形態１のアンテナパターン制御を適合させることで非通信エリアの端末５７との通信リンク確立を回避する。
【００２８】
図６はこの発明の実施の形態２に係る自動料金収受システムで用いるフレーム構成例を示した図である。
図６に示すように、基地局５４から端末への下りリンクでは、スロット割付情報やフレーム制御情報などを端末に通知するフレームコントロールメッセージスロット（ＦＣＭＳ）が先頭に位置し、その後にメッセージデータスロット（ＭＤＳ）が端末数分多重される。なお、図６では、端末数が３の場合を示している。
【００２９】
一方、端末から基地局５４への上りリンクでは、ＭＤＳの後に、端末が基地局５４の通信リンクに登録するためのアクティベーションスロット（ＡＣＴＳ）が配置される。このＡＣＴＳはアクティベーションチャネル（ＡＣＴＣ）用のウィンドウを６チャネル分配置しており、リンク確立フェーズ時に端末５３が、これらのうち１個のウィンドウを選択し、ＡＣＴＣを基地局５４に送信する。なお、上りと下りのチャネルは異なる周波数を使うことで多重される。
【００３０】
通常、ＡＣＴＣとして６チャネル（最大６つの端末と通信可能）送信され、基地局５４では、それらの信号の受信レベルを基に通信リンク確立の可否を判定している。したがって、本実施の形態２に係る自動料金収受システムでは、図１の通信装置１におけるアンテナパターンを例えばＡＣＴＣ毎やＡＣＴＳ毎に変更することで、非通信エリアから到来する端末信号の受信レベルを低減する。
【００３１】
次に、基地局５４による料金収受対象車の具体的な判定処理について説明する。図７はこの発明の実施の形態２に係る自動料金収受システムの判定処理を示すフローチャートである。
図７に示すように、まず、基地局５４は、端末に対して、ＦＣＭＳによりメッセージ通知を行う（ステップＳＴ７１）。
次いで、このメッセージを受信した端末では、定められた基準によりＡＣＴＣを選択し、そのウィンドウにてリンク確立要求信号（例えばＡＣＴＣ）を送信する（ステップＳＴ７２）。
【００３２】
一方、基地局５４の制御部４にて、素子アンテナ２１−１〜２１−Ｎからの受信信号の励振振幅位相値を調整する励振係数値を設定する（ステップＳＴ７３、制御ステップ）。次いで、端末からのリンク確立要求信号を受信し、ビーム形成部３にて、設定された励振係数値を用いて各受信信号の励振振幅位相値を調整した上で、合成する（ステップＳＴ７４、受信ステップ，ビーム形成ステップ）。なお、この送受信処理を複数回（図７ではＮ回）実施する（ステップＳＴ７５〜ＳＴ７７）。
【００３３】
その後、基地局５４の通信処理部６にて、各受信信号のうちの最小受信レベルがある閾値以上であるかを判定する（ステップＳＴ７８、通信処理ステップ）。なお、閾値の決め方については、実際の現場にて事前に電波測定をして目安を求めてもよいし、シミュレーションにより解析的に求めてもよい。また、運用していくなかで適切な値に調整していくことも可能である。
【００３４】
ここで、通信処理部６は、最小受信レベルが閾値より小さいと判定した場合には、非通信エリアに存在する端末からの信号であると判断して、通信処理を中止する（ステップＳＴ７９）。すなわち、例えば、隣接道路５６を走行する車両５８の端末５７からの無線通信信号６２では、その最小受信レベルが閾値より小さくなり、非通信エリアに存在する端末であると判断される。
【００３５】
一方、通信処理部６は、最小受信レベルが閾値以上であると判定した場合には、通信エリア５５の端末からの信号であると判断し、当該端末に対してリンク確立通知を行う（ステップＳＴ８０）。すなわち、例えば、道路５１を走行する車両５２の端末５３からの無線通信信号６０では、その最小受信レベルが閾値以上となり、通信エリア５５に存在する端末であると判断される。なお、通信処理部６は、各受信レベルのうち、閾値以上である回数が設定値以上である場合に、端末との通信リンク確立を許可するようにしてもよい。
その後、基地局５４は、端末との通信を開始し（ステップＳＴ８１）、基地局５４の収受処理部７にて、課金などの収受処理を行い、処理を完了する（ステップＳＴ８２，ＳＴ８３、収受処理ステップ）。
【００３６】
以上のように、この実施の形態２によれば、車両５２などの移動体に搭載された端末と、端末５３と通信を行って料金を自動的に収受する基地局５４とを備えた自動料金収受システムにおいて、基地局５４は、端末から複数回送信されるＡＣＴＣを受信する度に励振係数値を設定変更し、この値を用いて各素子アンテナ２１−１〜２１−Ｎからの受信信号の励振振幅位相値を調整して合成した信号に基づいて、端末との通信リンク確立の可否を判断するように構成したので、非通信エリアの端末５７との誤ったリンク確立を回避することが可能な信頼性の高い自動料金収受システムを得ることができる。そして、大型アンテナや高精度な方向探知装置などシステムの複雑化を生じずに、基地局単独で収受処理を効率よく完結するシステムを実現することができる。
【００３７】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１ 通信装置、２ アレーアンテナ、３ ビーム形成部（ビーム形成手段）、４ 制御部（制御手段）、５ 励振係数格納部（励振係数格納手段）、６ 通信処理部（通信処理手段）、７ 収受処理部（収受処理手段）、２１−１〜２１−Ｎ 素子アンテナ、３１−１〜３１−Ｎ 乗算器、３２ 合成器、５１ 道路、５２，５８ 車両、５３，５７ 端末、５４ 基地局、５５ 通信エリア、５６ 隣接道路、５９ 路側帯、６０ アップリンク、６１ ダウンリンク、６２，６３ 無線通信信号。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、端末と通信を行う基地局に適用され、非通信エリアの端末との誤ったリンク確立を回避する通信装置に関するものである。また、特に、料金所に設置された路側機（基地局）と自動料金収受機能を有する端末を搭載した車両との間で、道路を走行する車両を一時停止させることなく、料金を自動的に収受する自動料金収受システムおよび自動料金収受方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の自動料金収受システムでは、車両に、無線通信装置（車載機）とＩＣカードなどの電子支払い手段とを搭載している。また、有料道路の料金所に、自動料金徴収の専用レーンまたは一般車両との混在レーンを設置し、車両に搭載された車載機と通信するための無線通信装置（路側機）を設けている。
しかしながら、上記自動料金収受システムでは、自動料金収受システムに対応した車載機を搭載しない走行車両の見逃しや、レーン変更に伴う走行車両の追従失敗などによって、正常な料金の収受ができないという懸念があった。そこで、対策のひとつとして、複数の素子アンテナを配置したアレーアンテナを路側機に設置するなどして、車載機からの無線通信信号から車両の走行方向を推定する技術がある（例えば特許文献１，２参照）。これにより、車載機を搭載する走行車両との収受処理を確実に行うことが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３４７９９号公報
【特許文献２】特開２００２−２４３８２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、近年の普及により、対応車載機を搭載した車両が急速に増加しており、あらゆる場所で当該システムが利用されるようになってきている。このような状況では、複数の有料道路が隣接するエリアにおいて、複数の自動料金収受システムが稼働する可能性が高まる。そして、そのようなエリア付近は、一般的に、構造物が多数配置された複雑な伝搬環境となっている。そのため、併走する隣接道路を走行する車両に搭載された車載機からの無線通信信号が、路側帯あるいは高架橋などを飛び越えて路側機に到来するような状況が発生する。したがって、非通信エリアの車両からの無線通信信号を誤って検出してしまうことになり、正常な料金の収受処理が為されない恐れがあるという課題があった。
例えば、複数の有料道路が交差するジャンクションなど複雑な道路環境においては、マルチパスが多数到来する。そのため、従来のように無線通信信号の瞬時の方向推定値を用いる手法では、その推定値への信頼性は著しく低下し、実際の環境では適用できない可能性がある。
【０００５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、端末から到来する通信リンクの確立を要求する信号をそれぞれ異なるアンテナパターンで複数回受信した結果から通信リンク確立の可否を判定する機能を備えることで、非通信エリアの端末との誤ったリンク確立を回避することが可能な信頼性の高い通信装置、また、これを適用した信頼性の高い自動料金収受システムおよび自動料金収受方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る通信装置は、端末からの信号を受信する複数の素子アンテナからなるアレーアンテナと、所定の励振係数値を用いて素子アンテナからの受信信号の励振振幅位相値を調整して、合成するビーム形成手段と、アレーアンテナが端末からのリンク確立要求信号を受信する度に、当該アレーアンテナにより形成されるアンテナパターンの非通信エリアにおけるレベル低減方向を変えるように励振係数値の設定変更を行う制御手段と、ビーム形成手段からの出力信号に基づいて、端末との通信リンク確立の可否を判定する通信処理手段とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、上記のように構成したので、非通信エリアの端末との誤ったリンク確立を回避することが可能な信頼性の高い通信装置を得ることができる。また、これを適用した信頼性の高い自動料金収受システムおよび自動料金収受方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１に係る通信装置の構成例を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１におけるビーム形成部の構成例を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１におけるアンテナパターンの計算例および最小利得値（最小受信感度）を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態１におけるアンテナパターンの制御例を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態２に係る通信装置を適用した自動料金収受システムの構成例を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態２に係る自動料金収受システムで用いるフレーム構成例を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態２に係る自動料金収受システムの判定処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る通信装置１の構成例を示す図である。なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
通信装置１は、図１に示すように、Ｎ個の素子アンテナ２１−１〜２１−Ｎからなるアレーアンテナ２、ビーム形成部（ビーム形成手段）３、制御部（制御手段）４、励振係数格納部（励振係数格納手段）５、通信処理部（通信処理手段）６および収受処理部（収受処理手段）７から構成されている。
【００１０】
アレーアンテナ２は、各素子アンテナ２１−１〜２１−Ｎを所定の振幅位相値で励振することで、所定のアンテナパターンを形成し、外部の端末からの無線通信信号を受信するものである。この各素子アンテナ２１−１〜２１−Ｎによる受信信号はビーム形成部３に出力される。
【００１１】
ビーム形成部３は、制御部４からの励振係数値を用いて、各素子アンテナ２１−１〜２１−Ｎからの受信信号の励振振幅位相値を調整した上で、合成するものである。このビーム形成部３の内部構成については後述する。このビーム形成部３により合成された信号はアンテナ出力信号として通信処理部６に出力される。
【００１２】
制御部４は、通信処理部６から励振係数値の変更指示を受ける度に、各素子アンテナ２１−１〜２１−Ｎで用いる励振係数値を設定変更するものである。ここで、制御部４は、励振係数格納部５から所定の励振係数値を取得することで設定変更を行う。
【００１３】
励振係数格納部５は、予め、複数の励振係数値を格納するものである。なお、励振係数格納部５が格納する各励振係数値は、アレーアンテナ２により形成されるアンテナパターンの非通信エリアにおける零点の方向がそれぞれ異なるように設定された値であり、設置環境やアンテナ諸元に基づいて、事前あるいは現地調整の段階で予め求めておけばよい。ここで、励振係数格納部５は、通信処理部６から励振係数値の変更指示を受ける度に、異なる励振係数値を制御部４に出力する。
【００１４】
通信処理部６は、ビーム形成部３からのアンテナ出力信号に基づいて、通信リンクの確立を要求してきた端末との通信リンク確立の可否を判断し、各種通信処理を実施するものである。また、通信処理部６は、アンテナ出力信号が端末からのリンク確立要求信号である場合に、これに同期して、制御部４および励振係数格納部５に対して励振係数値の変更指示を行う。なお、端末からのリンク確立要求信号は、確実性を高めるために複数回送信される。
収受処理部７は、通信処理部６により通信リンク確立が許可され、各種通信処理が実施された端末との間で、ビーム形成部３からのアンテナ出力信号を用いて課金などの具体的な処理を実施するものである。
【００１５】
次に、ビーム形成部３の構成について説明する。図２はこの発明の実施の形態１におけるビーム形成部３の構成例を示す図である。
ビーム形成部３は、Ｎ個の乗算器３１−１〜３１−Ｎおよび合成器３２から構成されている。
【００１６】
乗算器３１−１〜３１−Ｎは、制御部４からの励振係数値を用いて、対応する素子アンテナ２１−１〜２１−Ｎからの受信信号に対して複素乗算を行うことで受信信号の励振振幅位相値を調整する演算回路である。この乗算器３１−１〜３１−Ｎは、アナログ装置の場合には可変減衰器および可変移相器によって実現可能である。この各乗算器３１−１〜３１−Ｎにより複素乗算された信号は合成器３２に出力される。
合成器３２は、各乗算器３１−１〜３１−Ｎからの信号を合成するものである。この合成器３２により合成された信号はアンテナ出力信号として通信処理部６に出力される。
【００１７】
次に、上記のように構成された通信装置１の具体的な処理について説明する。
上記通信装置１を適用した基地局では、通信エリアに適したアンテナパターンを形成する必要がある。そして、図１に示すような複数の素子アンテナ２１−１〜２１−Ｎからなるアレーアンテナ２においては、各素子アンテナ２１−１〜２１−Ｎを励振する振幅位相値を適切に設定することで自由にアンテナパターンを変更することができる。この際、通信エリア内が一定の電界レベルとなるようにアンテナ利得を保持するのはもちろん、隣接エリア（非通信エリア）への不要な放射（与干渉）を避けるため、サイドローブレベルをできるだけ低減する必要がある。
【００１８】
例えば、図３（ａ）に、８素子の無指向性のリニアアレーを用いた場合でのアンテナパターンの計算例を示す。図３（ａ）では、Ｂｅａｍ１〜４の４つのアンテナパターンを示しており、通信エリアである±３０度内のアンテナ利得をできるだけ一定にしている。また、各アンテナパターン計算値のサイドローブレベルは−２０〜−２５ｄＢ程度となっているが、十分とは言えない。しかしながら、限られた設置場所などの制約からアンテナサイズあるいは素子アンテナ数には限りがあるため、ある特定の時間（瞬時）に、全ての方向でサイドローブレベルを十分に低減することは困難である。この場合、周辺の構造物などの影響により隣接レーンあるいは隣接道路などの車載端末からの信号を誤って検出し、通信処理を実施してしまう恐れがある。実際には、ネットワーク側でこのような誤通信を検知して、最終的な処理を中止することは可能であるが、通信リンクを確立している以上、余計なリソースを浪費することになり、通信トラフィックの低下などにつながる。
【００１９】
一方、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す４つのアンテナパターンの最小利得値（最小受信感度）をプロットしたものである。図３（ｂ）に示すように、最小受信感度では、±３０内の通信エリアの利得を保持しながら、非通信エリア方向の受信レベルが大幅に低減されていることがわかる。
【００２０】
以上の原理を利用して、実施の形態１に係る通信装置１では、非通信エリアの端末との通信リンクをそもそも確立しないようにアンテナパターンを制御する特徴を有する。
すなわち、制御部４にて、アレーアンテナ２が端末からリンク確立要求信号を受信する度に、乗算器３１−１〜３１−Ｎで用いる励振係数値を設定変更する。この際、アンテナパターンの非通信エリアにおけるレベル低減方向を変えるように（サイドローブの零点方向やレベルを移動させるように）励振係数値を設定変更する。例えば、図４（ａ）〜（ｄ）に示すように、アンテナパターンを図３（ａ）に示すＢｅａｍ１から順にＢｅａｍ４まで変化させることで、アンテナパターンの零点を内側から外側へずらす。これにより、非通信エリアからの端末信号の受信レベルを時分割で低減させ、結果として図３（ｂ）に示すような最小受信感度での受信信号（最小受信レベル）を得ることができる。
なお、アンテナパターンの零点をずらす順序は、図４に示す例に限るものではない。
【００２１】
そして、通信処理部６にて、最小受信感度に基づいた判定を行うことで、非通信エリアの端末と通信リンク確立を行ってしまう確率（誤判定確率）を大幅に低減することができる。この際、例えば、各リンク確立要求信号のうちの最小受信レベルが所定の閾値以上である場合に、端末とのリンク確立を許可するようにする。また、各受信レベルのうち、閾値以上である回数が設定値以上である場合に、端末との通信リンク確立を許可するようにしてもよい。
その後、収受処理部７にて、通信処理部６により通信エリアの端末であると判定された端末との間で課金などの具体的な処理を実施することになる。
【００２２】
以上のように、この実施の形態１によれば、端末から複数回送信されるリンク確立要求信号を受信する度に励振係数値を設定変更し、この値を用いて各素子アンテナ２１−１〜２１−Ｎからの受信信号の励振振幅位相値を調整して合成した信号に基づいて、端末との通信リンク確立の可否を判断するように構成したので、時分割でサイドローブレベルの低減を実現でき、非通信エリアの端末との誤ったリンク確立を回避することが可能な信頼性の高い通信装置１を得ることができる。そして、既存の通信システムに適用することで、マルチパス波などの複雑な伝搬環境においても高精度なリンク確立処理を実現することができるとともに、基地局単独で通信処理を完結するシステムを実現することができる。
【００２３】
なお、実施の形態１では、全ての素子アンテナ２１−１〜２１−Ｎからの受信信号の励振振幅位相値を調整する構成としたが、これに限るものではなく、その一部、特にアンテナ開口端部に位置する素子アンテナからの受信信号の励振振幅位相値のみを調整することでアンテナパターン形状の変更を行うことも可能である。この場合、調整する数を削減できるため、演算規模の低減が可能である。
【００２４】
実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２に係る通信装置１を適用した自動料金収受システムの構成例を示す図である。なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
自動料金収受システムは、図５に示すように、道路５１を走行する車両５２に搭載された端末５３と、道路５１の路側に設置された基地局５４とから構成されている。なお、基地局５４は、無線通信信号を受信するアレーアンテナ２など、図１に示す通信装置１と同等の構成を備えている。
この端末５３と基地局５４は、通信エリア５５内において、マイクロ波帯の周波数を用いた無線通信信号（アップリンク６０、ダウンリンク６１）によって、料金の収受処理など各種サービスを実施する。
【００２５】
次に、上記のように構成された自動料金収受システムの具体的な処理について、以下に説明する。
基地局５４は、アレーアンテナ２を介して端末５３と無線通信信号６０，６１を送受信し、道路利用料金の収受処理を行う。一方、周辺環境として、隣接道路５６では、端末５７が搭載された車両５８が走行している。そして、周囲の電波伝搬環境によっては、端末５７からの無線通信信号６２が、道路５１，５６間に存在する路側帯５９を飛び越えて基地局５４に到来する可能性がある。この際、基地局５４では、誤って端末５７と収受処理を行わないように走行車両の判別を行う必要がある。
【００２６】
ここで、図５に示すような各車載端末５３，５７からの直接波（無線通信信号６０，６２）のみの環境であれば、既存の方向推定手法などにより識別が可能である。しかしながら、路側帯５９や高架橋、基地局５４を支えるゲートなど、電波を反射、散乱させる構造物が多数存在する環境では、通常は多数のマルチパス波が到来するため、その方向推定値はばらつくことが予想される。つまり、瞬時の方向推定値の精度はあまり当てにならないことになる。また、アレーアンテナ２のサイドローブレベルを十分に低減することが考えられるが、設置スペースや製造性など考慮すると限界があり、ある固定のアンテナパターンだけで対応することは困難である。
【００２７】
そこで、自動料金収受システムにおける通信リンク確立の手順に、実施の形態１のアンテナパターン制御を適合させることで非通信エリアの端末５７との通信リンク確立を回避する。
【００２８】
図６はこの発明の実施の形態２に係る自動料金収受システムで用いるフレーム構成例を示した図である。
図６に示すように、基地局５４から端末への下りリンクでは、スロット割付情報やフレーム制御情報などを端末に通知するフレームコントロールメッセージスロット（ＦＣＭＳ）が先頭に位置し、その後にメッセージデータスロット（ＭＤＳ）が端末数分多重される。なお、図６では、端末数が３の場合を示している。
【００２９】
一方、端末から基地局５４への上りリンクでは、ＭＤＳの後に、端末が基地局５４の通信リンクに登録するためのアクティベーションスロット（ＡＣＴＳ）が配置される。このＡＣＴＳはアクティベーションチャネル（ＡＣＴＣ）用のウィンドウを６チャネル分配置しており、リンク確立フェーズ時に端末５３が、これらのうち１個のウィンドウを選択し、ＡＣＴＣを基地局５４に送信する。なお、上りと下りのチャネルは異なる周波数を使うことで多重される。
【００３０】
通常、ＡＣＴＣとして６チャネル（最大６つの端末と通信可能）送信され、基地局５４では、それらの信号の受信レベルを基に通信リンク確立の可否を判定している。したがって、本実施の形態２に係る自動料金収受システムでは、図１の通信装置１におけるアンテナパターンを例えばＡＣＴＣ毎やＡＣＴＳ毎に変更することで、非通信エリアから到来する端末信号の受信レベルを低減する。
【００３１】
次に、基地局５４による料金収受対象車の具体的な判定処理について説明する。図７はこの発明の実施の形態２に係る自動料金収受システムの判定処理を示すフローチャートである。
図７に示すように、まず、基地局５４は、端末に対して、ＦＣＭＳによりメッセージ通知を行う（ステップＳＴ７１）。
次いで、このメッセージを受信した端末では、定められた基準によりＡＣＴＣを選択し、そのウィンドウにてリンク確立要求信号（例えばＡＣＴＣ）を送信する（ステップＳＴ７２）。
【００３２】
一方、基地局５４の制御部４にて、素子アンテナ２１−１〜２１−Ｎからの受信信号の励振振幅位相値を調整する励振係数値を設定する（ステップＳＴ７３、制御ステップ）。次いで、端末からのリンク確立要求信号を受信し、ビーム形成部３にて、設定された励振係数値を用いて各受信信号の励振振幅位相値を調整した上で、合成する（ステップＳＴ７４、受信ステップ，ビーム形成ステップ）。なお、この送受信処理を複数回（図７ではＮ回）実施する（ステップＳＴ７５〜ＳＴ７７）。
【００３３】
その後、基地局５４の通信処理部６にて、各受信信号のうちの最小受信レベルがある閾値以上であるかを判定する（ステップＳＴ７８、通信処理ステップ）。なお、閾値の決め方については、実際の現場にて事前に電波測定をして目安を求めてもよいし、シミュレーションにより解析的に求めてもよい。また、運用していくなかで適切な値に調整していくことも可能である。
【００３４】
ここで、通信処理部６は、最小受信レベルが閾値より小さいと判定した場合には、非通信エリアに存在する端末からの信号であると判断して、通信処理を中止する（ステップＳＴ７９）。すなわち、例えば、隣接道路５６を走行する車両５８の端末５７からの無線通信信号６２では、その最小受信レベルが閾値より小さくなり、非通信エリアに存在する端末であると判断される。
【００３５】
一方、通信処理部６は、最小受信レベルが閾値以上であると判定した場合には、通信エリア５５の端末からの信号であると判断し、当該端末に対してリンク確立通知を行う（ステップＳＴ８０）。すなわち、例えば、道路５１を走行する車両５２の端末５３からの無線通信信号６０では、その最小受信レベルが閾値以上となり、通信エリア５５に存在する端末であると判断される。なお、通信処理部６は、各受信レベルのうち、閾値以上である回数が設定値以上である場合に、端末との通信リンク確立を許可するようにしてもよい。
その後、基地局５４は、端末との通信を開始し（ステップＳＴ８１）、基地局５４の収受処理部７にて、課金などの収受処理を行い、処理を完了する（ステップＳＴ８２，ＳＴ８３、収受処理ステップ）。
【００３６】
以上のように、この実施の形態２によれば、車両５２などの移動体に搭載された端末と、端末５３と通信を行って料金を自動的に収受する基地局５４とを備えた自動料金収受システムにおいて、基地局５４は、端末から複数回送信されるＡＣＴＣを受信する度に励振係数値を設定変更し、この値を用いて各素子アンテナ２１−１〜２１−Ｎからの受信信号の励振振幅位相値を調整して合成した信号に基づいて、端末との通信リンク確立の可否を判断するように構成したので、非通信エリアの端末５７との誤ったリンク確立を回避することが可能な信頼性の高い自動料金収受システムを得ることができる。そして、大型アンテナや高精度な方向探知装置などシステムの複雑化を生じずに、基地局単独で収受処理を効率よく完結するシステムを実現することができる。
【００３７】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１ 通信装置、２ アレーアンテナ、３ ビーム形成部（ビーム形成手段）、４ 制御部（制御手段）、５ 励振係数格納部（励振係数格納手段）、６ 通信処理部（通信処理手段）、７ 収受処理部（収受処理手段）、２１−１〜２１−Ｎ 素子アンテナ、３１−１〜３１−Ｎ 乗算器、３２ 合成器、５１ 道路、５２，５８ 車両、５３，５７ 端末、５４ 基地局、５５ 通信エリア、５６ 隣接道路、５９ 路側帯、６０ アップリンク、６１ ダウンリンク、６２，６３ 無線通信信号。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端末からの信号を受信する複数の素子アンテナからなるアレーアンテナと、
所定の励振係数値を用いて前記素子アンテナからの受信信号の励振振幅位相値を調整して、合成するビーム形成手段と、
前記アレーアンテナが前記端末からのリンク確立要求信号を受信する度に、当該アレーアンテナにより形成されるアンテナパターンの非通信エリアにおけるレベル低減方向を変えるように前記励振係数値の設定変更を行う制御手段と、
前記ビーム形成手段からの出力信号に基づいて、前記端末との通信リンク確立の可否を判定する通信処理手段と
を備えた通信装置。
【請求項２】
前記通信処理手段は、前記各リンク確立要求信号の受信レベルに基づいて、前記端末との通信リンク確立の可否を判定する
ことを特徴とする請求項１記載の通信装置。
【請求項３】
前記通信処理手段は、前記受信レベルが閾値以上である回数が設定値以上である場合に、前記端末との通信リンク確立を許可する
ことを特徴とする請求項２記載の通信装置。
【請求項４】
前記通信処理手段は、前記各受信レベルのうちの最小値が閾値以上である場合に、前記端末との通信リンク確立を許可する
ことを特徴とする請求項２記載の通信装置。
【請求項５】
前記アレーアンテナにより形成されるアンテナパターンの非通信エリアにおける零点がそれぞれ異なる方向となる励振係数値を複数格納する励振係数格納手段を備え、
前記制御手段は、前記励振係数格納手段に格納された所定の励振係数値を取得することで設定変更を行う
ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載の通信装置。
【請求項６】
前記ビーム形成手段は、アンテナ開口端部に位置する前記素子アンテナからの受信信号の励振振幅位相値を調整する
ことを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載の通信装置。
【請求項７】
移動体に搭載された端末と、前記端末と通信を行って料金を自動的に収受する基地局とを備えた自動料金収受システムにおいて、
前記基地局は、
端末からの信号を受信する複数の素子アンテナからなるアレーアンテナと、
所定の励振係数値を用いて前記素子アンテナからの受信信号の励振振幅位相値を調整して、合成するビーム形成手段と、
前記アレーアンテナが前記端末からのリンク確立要求信号を受信する度に、当該アレーアンテナにより形成されるアンテナパターンの非通信エリアにおけるレベル低減方向を変えるように前記励振係数値の設定変更を行う制御手段と、
前記ビーム形成手段からの出力信号に基づいて、前記端末との通信リンク確立の可否を判断する通信処理手段と、
前記通信処理手段により通信リンク確立が許可された端末との間で、前記ビーム形成手段からの出力信号を用いて料金収受を行う収受処理手段とを備えた
ことを特徴とする自動料金収受システム。
【請求項８】
前記リンク確立要求信号は、アクティベーションチャネルまたはアクティベーションスロットである
ことを特徴とする請求項７記載の自動料金収受システム。
【請求項９】
前記通信処理手段は、前記各リンク確立要求信号の受信レベルに基づいて、前記端末との通信リンク確立の可否を判定する
ことを特徴とする請求項７記載の自動料金収受システム。
【請求項１０】
前記通信処理手段は、前記受信レベルが閾値以上である回数が設定値以上である場合に、前記端末との通信リンク確立を許可する
ことを特徴とする請求項９記載の自動料金収受システム。
【請求項１１】
前記通信処理手段は、前記各受信レベルのうちの最小値が閾値以上である場合に、前記端末との通信リンク確立を許可する
ことを特徴とする請求項９記載の自動料金収受システム。
【請求項１２】
前記アレーアンテナにより形成されるアンテナパターンの非通信エリアにおける零点がそれぞれ異なる方向となる励振係数値を複数格納する励振係数格納手段を備え、
前記制御手段は、前記励振係数格納手段に格納された所定の励振係数値を取得することで設定変更を行う
ことを特徴とする請求項７から請求項１１のうちのいずれか１項記載の自動料金収受システム。
【請求項１３】
前記ビーム形成手段は、アンテナ開口端部に位置する前記素子アンテナからの受信信号の励振振幅位相値を調整する
ことを特徴とする請求項７から請求項１２のうちのいずれか１項記載の自動料金収受システム。
【請求項１４】
移動体に搭載された端末と、前記端末と通信を行って料金を自動的に収受する基地局とを備えた自動料金収受システムによる自動料金収受方法において、
前記基地局は、
アレーアンテナを構成する複数の素子アンテナによって端末からの信号を受信する受信ステップと、
所定の励振係数値を用いて前記素子アンテナからの受信信号の励振振幅位相値を調整して、合成するビーム形成ステップと、
前記アレーアンテナが前記端末からのリンク確立要求信号を受信する度に、当該アレーアンテナにより形成されるアンテナパターンの非通信エリアにおけるレベル低減方向を変えるように前記励振係数値の設定変更を行う制御ステップと、
前記ビーム形成ステップにおける出力信号に基づいて、前記端末との通信リンク確立の可否を判断する通信処理ステップと、
前記通信処理ステップにおいて通信リンク確立を許可した端末との間で、前記ビーム形成ステップにおける出力信号を用いて料金収受を行う収受処理ステップとを有する
ことを特徴とする自動料金収受方法。
【請求項１】
端末からの信号を受信する複数の素子アンテナからなるアレーアンテナと、
所定の励振係数値を用いて前記素子アンテナからの受信信号の励振振幅位相値を調整して、合成するビーム形成手段と、
前記アレーアンテナが前記端末からのリンク確立要求信号を受信する度に、当該アレーアンテナにより形成されるアンテナパターンの非通信エリアにおけるレベル低減方向を変えるように前記励振係数値の設定変更を行う制御手段と、
前記ビーム形成手段からの出力信号に基づいて、前記端末との通信リンク確立の可否を判定する通信処理手段と
を備えた通信装置。
【請求項２】
前記通信処理手段は、前記各リンク確立要求信号の受信レベルに基づいて、前記端末との通信リンク確立の可否を判定する
ことを特徴とする請求項１記載の通信装置。
【請求項３】
前記通信処理手段は、前記受信レベルが閾値以上である回数が設定値以上である場合に、前記端末との通信リンク確立を許可する
ことを特徴とする請求項２記載の通信装置。
【請求項４】
前記通信処理手段は、前記各受信レベルのうちの最小値が閾値以上である場合に、前記端末との通信リンク確立を許可する
ことを特徴とする請求項２記載の通信装置。
【請求項５】
前記アレーアンテナにより形成されるアンテナパターンの非通信エリアにおける零点がそれぞれ異なる方向となる励振係数値を複数格納する励振係数格納手段を備え、
前記制御手段は、前記励振係数格納手段に格納された所定の励振係数値を取得することで設定変更を行う
ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載の通信装置。
【請求項６】
前記ビーム形成手段は、アンテナ開口端部に位置する前記素子アンテナからの受信信号の励振振幅位相値を調整する
ことを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載の通信装置。
【請求項７】
移動体に搭載された端末と、前記端末と通信を行って料金を自動的に収受する基地局とを備えた自動料金収受システムにおいて、
前記基地局は、
端末からの信号を受信する複数の素子アンテナからなるアレーアンテナと、
所定の励振係数値を用いて前記素子アンテナからの受信信号の励振振幅位相値を調整して、合成するビーム形成手段と、
前記アレーアンテナが前記端末からのリンク確立要求信号を受信する度に、当該アレーアンテナにより形成されるアンテナパターンの非通信エリアにおけるレベル低減方向を変えるように前記励振係数値の設定変更を行う制御手段と、
前記ビーム形成手段からの出力信号に基づいて、前記端末との通信リンク確立の可否を判断する通信処理手段と、
前記通信処理手段により通信リンク確立が許可された端末との間で、前記ビーム形成手段からの出力信号を用いて料金収受を行う収受処理手段とを備えた
ことを特徴とする自動料金収受システム。
【請求項８】
前記リンク確立要求信号は、アクティベーションチャネルまたはアクティベーションスロットである
ことを特徴とする請求項７記載の自動料金収受システム。
【請求項９】
前記通信処理手段は、前記各リンク確立要求信号の受信レベルに基づいて、前記端末との通信リンク確立の可否を判定する
ことを特徴とする請求項７記載の自動料金収受システム。
【請求項１０】
前記通信処理手段は、前記受信レベルが閾値以上である回数が設定値以上である場合に、前記端末との通信リンク確立を許可する
ことを特徴とする請求項９記載の自動料金収受システム。
【請求項１１】
前記通信処理手段は、前記各受信レベルのうちの最小値が閾値以上である場合に、前記端末との通信リンク確立を許可する
ことを特徴とする請求項９記載の自動料金収受システム。
【請求項１２】
前記アレーアンテナにより形成されるアンテナパターンの非通信エリアにおける零点がそれぞれ異なる方向となる励振係数値を複数格納する励振係数格納手段を備え、
前記制御手段は、前記励振係数格納手段に格納された所定の励振係数値を取得することで設定変更を行う
ことを特徴とする請求項７から請求項１１のうちのいずれか１項記載の自動料金収受システム。
【請求項１３】
前記ビーム形成手段は、アンテナ開口端部に位置する前記素子アンテナからの受信信号の励振振幅位相値を調整する
ことを特徴とする請求項７から請求項１２のうちのいずれか１項記載の自動料金収受システム。
【請求項１４】
移動体に搭載された端末と、前記端末と通信を行って料金を自動的に収受する基地局とを備えた自動料金収受システムによる自動料金収受方法において、
前記基地局は、
アレーアンテナを構成する複数の素子アンテナによって端末からの信号を受信する受信ステップと、
所定の励振係数値を用いて前記素子アンテナからの受信信号の励振振幅位相値を調整して、合成するビーム形成ステップと、
前記アレーアンテナが前記端末からのリンク確立要求信号を受信する度に、当該アレーアンテナにより形成されるアンテナパターンの非通信エリアにおけるレベル低減方向を変えるように前記励振係数値の設定変更を行う制御ステップと、
前記ビーム形成ステップにおける出力信号に基づいて、前記端末との通信リンク確立の可否を判断する通信処理ステップと、
前記通信処理ステップにおいて通信リンク確立を許可した端末との間で、前記ビーム形成ステップにおける出力信号を用いて料金収受を行う収受処理ステップとを有する
ことを特徴とする自動料金収受方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−９８７７２（Ｐ２０１３−９８７７２Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４０２６６（Ｐ２０１１−２４０２６６）
【出願日】平成２３年１１月１日（２０１１．１１．１）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１日（２０１１．１１．１）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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