車室内無線通信装置
【課題】周波数リソースを無駄無く有効に使用し、チャネル全体の通信効率を高める。
【解決手段】複数のサブキャリアの個々について水平偏波アンテナである第１のアンテナ４ｄでの伝搬特性の良否を判定し、複数のサブキャリアのうち第１のアンテナ４ｄでの伝搬特性が良好であると判定したサブキャリアに送信データを割当てることで送信データを含む送信信号を第１のアンテナ４ｄから送信する一方で、複数のサブキャリアのうち第１のアンテナ４ｄでの伝搬特性が良好でないと判定したサブキャリアにも送信データを割当てることで送信データを含む送信信号を水平偏波アンテナである第２のアンテナ５ｄや垂直偏波アンテナである第３のアンテナ６ｄから送信する。
【解決手段】複数のサブキャリアの個々について水平偏波アンテナである第１のアンテナ４ｄでの伝搬特性の良否を判定し、複数のサブキャリアのうち第１のアンテナ４ｄでの伝搬特性が良好であると判定したサブキャリアに送信データを割当てることで送信データを含む送信信号を第１のアンテナ４ｄから送信する一方で、複数のサブキャリアのうち第１のアンテナ４ｄでの伝搬特性が良好でないと判定したサブキャリアにも送信データを割当てることで送信データを含む送信信号を水平偏波アンテナである第２のアンテナ５ｄや垂直偏波アンテナである第３のアンテナ６ｄから送信する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属材料からなる平坦な天井面を有する車室内に搭載され、超広帯域通信を行う車室内無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車室内における近距離無線通信としては車室内に持込まれた携帯電話機と車室内に設置されている車載ハンズフリー装置との間で行うＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信によるハンズフリー通話等が挙げられるが、近年では例えば車室内の前方に設置されている再生装置から車室内の後方に設置されている表示装置への動画データの転送等を目的とした超広帯域通信（ＵＷＢ：Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ）の開発が進められている。超広帯域通信は１チャネルで５２８［ＭＨｚ］の周波数帯域を使用し、１チャネルを１２８のサブキャリアに分割して直交多重する通信方式である。
【０００３】
ところで、車室内の伝搬環境は周囲を金属ボデーに囲まれているマルチパス環境であり、サブキャリア毎に伝搬特性が異なるので、あるサブキャリアでは他のサブキャリアよりも受信電力が著しく低下し（所謂ディップが発生し）、同一のチャネル内でも伝搬特性が良好であるサブキャリアと良好でない（劣悪な）サブキャリアとが混在する場合がある。そこで、サブキャリア毎の伝搬特性に応じて送信データを割当てる構成（例えば特許文献１参照）や、送信データを割当てたサブキャリア毎に空間ダイバーシティを行うことで通信効率を高める構成が開示されている（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−３０１００６号公報
【特許文献２】特表２００７−５０２０７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、伝搬特性が良好であるサブキャリアに送信データを割当てる一方で伝搬特性が良好でないサブキャリアに送信データを割当てない構成では、送信データを割当てないサブキャリアの分だけ周波数リソースが無駄になり、チャネル全体の通信効率が低下するという問題がある。又、送信データを割当てたサブキャリア毎に空間ダイバーシティを行うだけでは十分な効果を得ることができないという問題もある。
【０００６】
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、周波数リソースを無駄無く有効に使用することができ、チャネル全体の通信効率を適切に高めることができる車室内無線通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載した発明によれば、伝搬特性判定手段は、複数のサブキャリアの個々について一の水平偏波アンテナでの伝搬特性の良否を判定し、信号送信手段は、複数のサブキャリアのうち一の水平偏波アンテナでの伝搬特性が良好であると伝搬特性判定手段により判定されたサブキャリアに送信データを割当てることで送信データを含む送信信号を一の水平偏波アンテナから送信し、その一方で、複数のサブキャリアのうち一の水平偏波アンテナでの伝搬特性が良好でないと伝搬特性判定手段により判定されたサブキャリアにも送信データを割当てることで送信データを含む送信信号を他の水平偏波アンテナ及び垂直偏波アンテナの何れから送信し、一の水平偏波アンテナと他の水平偏波アンテナ及び垂直偏波アンテナの何れかとによりダイバーシティを行う。
【０００８】
これにより、一の水平偏波アンテナでの伝搬特性が良好であるサブキャリアと良好でないサブキャリアとが混在する場合であっても、一の水平偏波アンテナでの伝搬特性が良好であると判定されたサブキャリアに送信データを割当てることで送信データを含む送信信号を一の水平偏波アンテナから送信するだけでなく、一の水平偏波アンテナでの伝搬特性が良好でないと判定されたサブキャリアにも送信データを割当てることで送信データを含む送信信号を他の水平偏波アンテナ及び垂直偏波アンテナの何れから送信し、即ち、送信データを割当てないサブキャリアを発生することなく、一の水平偏波アンテナと他の水平偏波アンテナ及び垂直偏波アンテナの何れかとによりダイバーシティを行うことにより、周波数リソースを無駄無く有効に使用することができ、チャネル全体の通信効率を適切に高めることができる。
【０００９】
即ち、請求項１に記載した発明は、車室内の伝搬環境が周囲を金属ボデーに囲まれているマルチパス環境であり、特に平坦な天井面は反射波の伝搬経路として有効であり、又、超広帯域通信では空間での伝送損失が大きく、複数回の反射を行う反射波は伝搬経路長が大きくなって殆ど減衰して到達しないという事情から、車室内では直接波と平坦な天井面での（１回の反射を行う）反射波とが支配的であり、送受信間で偏波面が変化することがない点、水平偏波アンテナが一般的に仰角方向に無指向性を有して天井方向への反射経路を利用し易い点に着目し、基本的には一の水平偏波アンテナから送信信号を送信し、一の水平偏波アンテナでの伝搬特性が良好でないと判定されたサブキャリアにも送信データを割当てることで他の水平偏波アンテナ及び垂直偏波アンテナの何れかから送信信号を送信することにより、チャネル全体の通信効率を高めるものである。
【００１０】
請求項２に記載した発明によれば、伝搬特性判定手段は、複数のサブキャリアのうち一の水平偏波アンテナでの伝搬特性が良好でないと伝搬特性判定手段により判定されたサブキャリアの個々について他の水平偏波アンテナでの伝搬特性の良否を判定し、信号送信手段は、複数のサブキャリアのうち一の水平偏波アンテナでの伝搬特性が良好でないと伝搬特性判定手段により判定されたサブキャリアのうち他の水平偏波アンテナでの伝搬特性が良好であると伝搬特性判定手段により判定されたサブキャリアにも送信データを割当てることで送信データを含む送信信号を他の水平偏波アンテナから送信し、一の水平偏波アンテナと他の水平偏波アンテナとにより空間ダイバーシティを行う。これにより、空間ダイバーシティを行うことにより、周波数リソースを無駄無く有効に使用することができ、チャネル全体の通信効率を適切に高めることができる。
【００１１】
請求項３に記載した発明によれば、信号送信手段は、複数のサブキャリアのうち一の水平偏波アンテナでの伝搬特性が良好でないと伝搬特性判定手段により判定されたサブキャリアのうち他の水平偏波アンテナでの伝搬特性が良好でないと伝搬特性判定手段により判定されたサブキャリアにも送信データを割当てることで送信データを含む送信信号を垂直偏波アンテナから送信し、一の水平偏波アンテナと他の水平偏波アンテナとにより空間ダイバーシティを行うと共に、一の水平偏波アンテナ及び他の水平偏波アンテナと垂直偏波アンテナとにより偏波ダイバーシティを行う。これにより、空間ダイバーシティと偏波ダイバーシティとを行う（併用する）ことにより、周波数リソースを無駄無く有効に使用することができ、チャネル全体の通信効率を適切に高めることができる。即ち、通信相手である通信機器が車室内に持込まれた携帯通信機器（モバイル機器）である場合には、使用場所や向きを特定困難であり、垂直偏波アンテナである場合も想定されるという事情から、そのような場合であっても偏波ダイバーシティを行うことでチャネル全体の通信効率を適切に高めることができる。
【００１２】
請求項４に記載した発明によれば、伝搬特性判定手段は、複数のサブキャリアのうち一の水平偏波アンテナでの伝搬特性が良好でないと伝搬特性判定手段により判定されたサブキャリアの個々について垂直偏波アンテナでの伝搬特性の良否を判定し、信号送信手段は、複数のサブキャリアのうち一の水平偏波アンテナでの伝搬特性が良好でないと伝搬特性判定手段により判定されたサブキャリアのうち垂直偏波アンテナでの伝搬特性が良好であると伝搬特性判定手段により判定されたサブキャリアにも送信データを割当てることで送信データを含む送信信号を垂直偏波アンテナから送信し、一の水平偏波アンテナと垂直偏波アンテナとにより偏波ダイバーシティを行う。これにより、偏波ダイバーシティを行うことにより、周波数リソースを無駄無く有効に使用することができ、チャネル全体の通信効率を適切に高めることができる。即ち、通信相手である通信機器が車室内に持込まれた携帯通信機器である場合には、使用場所や向きを特定困難であり、垂直偏波アンテナである場合も想定されるという事情から、そのような場合であっても偏波ダイバーシティを行うことでチャネル全体の通信効率を適切に高めることができる。
【００１３】
請求項５に記載した発明によれば、信号送信手段は、複数のサブキャリアのうち一の水平偏波アンテナでの伝搬特性が良好でないと伝搬特性判定手段により判定されたサブキャリアのうち垂直偏波アンテナでの伝搬特性が良好でないと伝搬特性判定手段により判定されたサブキャリアにも送信データを割当てることで送信データを含む送信信号を他の水平偏波アンテナから送信し、一の水平偏波アンテナ及び他の水平偏波アンテナと垂直偏波アンテナとにより偏波ダイバーシティを行うと共に、一の水平偏波アンテナと他の水平偏波アンテナとにより空間ダイバーシティを行う。これにより、偏波ダイバーシティと空間ダイバーシティとを行うことにより、周波数リソースを無駄無く有効に使用することができ、チャネル全体の通信効率を適切に高めることができる。
【００１４】
請求項６に記載した発明によれば、一の水平偏波アンテナ、他の水平偏波アンテナ及び垂直偏波アンテナは、車両の天井方向への指向性を有する。これにより、車両の天井面と車室内に乗込んでいる乗員との隙間を伝搬経路とすることができ、乗員が要因となる損失を回避することで伝搬特性をより一層高めることができる。又、車両の天井面で反射させることで伝搬経路長を長くすることができ、通信範囲を広げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態を示す機能ブロック図
【図２】フローチャート
【図３】測定環境を示す図
【図４】測定結果を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明一実施形態について、図面を参照して説明する。図１は車室内無線通信装置における本発明に関連する部分を機能ブロック図により示している。車室内無線通信装置１は、エンコーダ２と、インターリーバ３と、第１の信号送信部４（本発明でいう信号送信手段）と、第２の信号送信部５（本発明でいう信号送信手段）と、第３の信号送信部６（本発明でいう信号送信手段）と、伝搬特性判定部７（本発明でいう伝搬特性判定手段）と、ダイバーシティ制御部８とを備えて構成されている。尚、車室内無線通信装置１は、上記した機能ブロックの他に、車両の現在位置を特定する機能、目的地を設定する機能、地図データを読出す機能、車両の現在位置を地図データ上にマップマッチングする機能、車両の現在位置から目的地までの経路を探索する機能、探索した経路を案内する機能等を有する車載ナビゲーション装置から構成されていても良い。
【００１７】
車室内無線通信装置１は、１チャネルで５２８［ＭＨｚ］の周波数帯域を使用し、１チャネルを１２８のサブキャリアに分割して直交多重する超広帯域通信を行う。エンコーダ２は、外部から入力した送信データを所定のアルゴリズムにしたがって符号化して出力する。インターリーバ３は、エンコーダから入力した送信データを第１の信号送信部４乃至第３の信号送信部６の何れかに選択的に出力する（分配する）。
【００１８】
第１の信号送信部４は、インターリーバ３から入力した送信データを変調処理して出力する第１の変調部４ａと、第１の変調部４ａから入力した変調処理後の送信データを逆高速変換処理して出力する第１のＩＦＦＴ（逆高速変換）部４ｂと、第１のＩＦＦＴ部４ｂから入力した逆高速変換処理後の送信データをＲＦ処理して送信信号を生成する第１のＲＦ部４ｃとを備え、水平偏波アンテナからなる第１のアンテナ４ｄ（本発明でいう一の水平偏波アンテナ）から送信信号を送信する。又、第１のＲＦ部４ｃは、第１のアンテナ４ｄが外部から受信した受信信号の受信電力を伝搬特性判定部７に出力する。
【００１９】
第２の信号送信部５は、第１の信号送信部４と同様の構成であり、インターリーバ３から入力した送信データを変調処理して出力する第２の変調部５ａと、第２の変調部５ａから入力した変調処理後の送信データを逆高速変換処理して出力する第２のＩＦＦＴ部５ｂと、第２のＩＦＦＴ部５ｂから入力した逆高速変換処理後の送信データをＲＦ処理して送信信号を生成する第２のＲＦ部５ｃとを備え、上記した第１のアンテナ４ｄと同じく水平偏波アンテナからなる第２のアンテナ５ｄ（本発明でいう他の水平偏波アンテナ）から送信信号を送信する。又、第２のＲＦ部５ｃは、第２のアンテナ５ｄが外部から受信した受信信号の受信電力を伝搬特性判定部７に出力する。
【００２０】
第３の信号送信部６は、アンテナの偏波特性以外は第１の信号送信部４及び第２の信号送信部５と同様の構成であり、インターリーバ３から入力した送信データを変調処理して出力する第３の変調部６ａと、第３の変調部６ａから入力した変調処理後の送信データを逆高速変換処理して出力する第３のＩＦＦＴ部６ｂと、第３のＩＦＦＴ部６ｂから入力した逆高速変換処理後の送信データをＲＦ処理して送信信号を生成する第３のＲＦ部６ｃとを備え、垂直偏波アンテナからなる第３のアンテナ６ｄ（本発明でいう垂直偏波アンテナ）から送信信号を送信する。又、第３のＲＦ部６ｃは、第３のアンテナ６ｄが外部から受信した受信信号の受信電力を伝搬特性判定部７に出力する。
【００２１】
上記した第１のアンテナ４ｄ、第２のアンテナ５ｄ及び第３のアンテナ６ｄは、車室内無線通信装置１の筐体内部に組込まれており（内蔵されており）、何れも車両の天井方向への指向性を有するように設置されている。
【００２２】
伝搬特性判定部７は、第１のＲＦ部４ｃから入力した受信電力を予め設定している第１の基準値（第１の閾値）と比較判定することで第１のアンテナ４ｄが外部から受信した受信信号の伝搬特性の良否を判定し、第２のＲＦ部５ｃから入力した受信電力を予め設定している第２の基準値（第２の閾値）と比較判定することで第２のアンテナ５ｄが外部から受信した受信信号の伝搬特性の良否を判定し、第３のＲＦ部６ｃから入力した受信電力を予め設定している第３の基準値（第３の閾値）と比較判定することで第３のアンテナ６ｄが外部から受信した受信信号の伝搬特性の良否を判定し、それらの判定結果をダイバーシティ制御部８に出力する。尚、この場合、第１の基準値、第２の基準値及び第３の基準値は、同じ値であっても良いし異なる値であっても良い。
【００２３】
ダイバーシティ制御部８は、伝搬特性判定部７から入力した判定結果に基づいて送信データのサブキャリアへの割当てを決定して割当指令をインターリーバ３に出力し、インターリーバ３は、ダイバーシティ制御部８から入力した割当指令に基づいて第１の信号送信部４乃至第３の信号送信部６の何れかを選択し、エンコーダ２から入力した送信データを第１の信号送信部４乃至第３の信号送信部６のうち選択した何れかに出力する。
【００２４】
次に、上記した構成の作用について、図２乃至図４を参照して説明する。
車室内無線通信装置１は、本発明に関連する処理として以下に説明する処理を行う。即ち、車室内無線通信装置１は、水平偏波アンテナである第１のアンテナ４ｄで受信した受信信号における例えば最も低周波側のサブキャリアを判定対象として選択し（ステップＳ１）、その判定対象として選択したサブキャリアの第１のアンテナ４ｄでの受信電力を第１のＲＦ部４ｃにてモニタする（ステップＳ２）。そして、車室内無線通信装置１は、モニタしたサブキャリアの受信電力を伝搬特性判定部７にて第１の基準値と比較判定し、その判定対象としたサブキャリアの第１のアンテナ４ｄでの伝搬特性が良好であるか否かを判定する（ステップＳ３）。
【００２５】
ここで、車室内無線通信装置１は、判定対象としたサブキャリアの受信電力が第１の基準値以上であり、その判定対象としたサブキャリアの第１のアンテナ４ｄでの伝搬特性が良好であると判定すると（ステップＳ３にて「ＹＥＳ」）、送信データが第１の信号送信部４に出力されるようにダイバーシティ制御部８にて送信データを割当てることにより、その伝搬特性が良好であると判定したサブキャリアに第１の信号送信部４において送信データを割当て（ステップＳ４）、判定対象としたサブキャリアの例えば高周波側に隣接するサブキャリアが有るか否かを判定し、次の判定対象が有るか否かを判定する（ステップＳ５）。
【００２６】
次いで、車室内無線通信装置１は、判定対象としたサブキャリアの例えば高周波側に隣接するサブキャリが有ると判定し、次の判定対象が有ると判定すると（ステップＳ５にて「ＹＥＳ」）、例えば高周波側に隣接するサブキャリアを次の判定対象として選択し（ステップＳ６）、上記したステップＳ２以降の処理を繰返して行う。即ち、車室内無線通信装置１は、複数のサブキャリアの個々について第１のアンテナ４ｄでの伝搬特性が良好であるか否かを判定し、伝搬特性が良好であると判定したサブキャリアに第１の信号送信部４において送信データを割当てる一方で、伝搬特性が良好でないと判定したサブキャリアに第１の信号送信部４において送信データを割当てることなく後段の処理を行う。
【００２７】
一方、車室内無線通信装置１は、判定対象としたサブキャリアの受信電力が第１の基準値以上でなく、その判定対象としたサブキャリアの第１のアンテナ４ｄでの伝搬特性が良好でないと判定すると（ステップＳ３にて「ＮＯ」）、その判定対象として選択したサブキャリアの第２のアンテナ５ｄでの受信電力を第２のＲＦ部５ｃにてモニタする（ステップＳ７）。そして、車室内無線通信装置１は、モニタしたサブキャリアの受信電力を伝搬特性判定部７にて第２の基準値と比較判定し、その判定対象としたサブキャリアの第２のアンテナ５ｄでの伝搬特性が良好であるか否かを判定する（ステップＳ８）。
【００２８】
ここで、車室内無線通信装置１は、判定対象としたサブキャリアの受信電力が第２の基準値以上であり、その判定対象としたサブキャリアの第２のアンテナ５ｄでの伝搬特性が良好であると判定すると（ステップＳ８にて「ＹＥＳ」）、送信データが第２の信号送信部５に出力されるようにダイバーシティ制御部８にて送信データを割当てることにより、その伝搬特性が良好であると判定したサブキャリアに第２の信号送信部５において送信データを割当てる（ステップＳ９）。一方、車室内無線通信装置１は、判定対象としたサブキャリアの受信電力が第２の基準値以上でなく、その判定対象としたサブキャリアの第２のアンテナ５ｄでの伝搬特性が良好でないと判定すると（ステップＳ８にて「ＮＯ」）、送信データが第３の信号送信部６に出力されるようにダイバーシティ制御部８にて送信データを割当てることにより、その伝搬特性が良好でないと判定したサブキャリアに第３の信号送信部６において送信データを割当てる（ステップＳ１０）。
【００２９】
そして、車室内無線通信装置１は、このようにして全てのサブキャリアに第１の信号送信部４、第２の信号送信部５及び第３の信号送信部６の何れかにおいて送信データを割当てた後に、その送信データを含む送信信号を第１のアンテナ４ｄ、第２のアンテナ５ｄ及び第３のアンテナ６ｄの何れかから送信する（ステップＳ１１）。
【００３０】
このように車室内無線通信装置１は、水平偏波アンテナである第１のアンテナ４ｄから送信する送信信号のサブキャリア、水平偏波アンテナである第２のアンテナ５ｄから送信する送信信号のサブキャリア、垂直偏波アンテナである第３のアンテナ６ｄから送信する送信信号のサブキャリアの何れかに送信データを割当てることで、第１のアンテナ４ｄと第２のアンテナ５ｄとにより空間ダイバーシティを行い、第１のアンテナ４ｄ及び第２のアンテナ５ｄと垂直偏波アンテナ６ｄとにより偏波ダイバーシティを行う。
【００３１】
即ち、本実施形態は、車室内の伝搬環境が周囲を金属ボデーに囲まれているマルチパス環境であり、特に平坦な天井面は反射波の伝搬経路として有効であり、又、超広帯域通信では空間での伝送損失が大きく、複数回の反射を行う反射波は伝搬経路長が大きくなって殆ど減衰して到達しないという事情から、車室内では直接波と平坦な天井面での反射波とが支配的であり、送受信間で偏波面が変化することがない点、水平偏波アンテナが一般的に仰角方向に無指向性を有し、天井方向への反射経路を利用し易い点に着目し、基本的には水平偏波アンテナである第１のアンテナ４ｄから送信信号を送信し、第１のアンテナ４ｄでの伝搬特性が良好でないと判定したサブキャリアにも送信データを割当てることで水平偏波アンテナである第２のアンテナ５ｄや垂直偏波アンテナである第３のアンテナ６ｄから送信信号を送信し、チャネル全体の通信効率を高めようとする技術思想である。
【００３２】
さて、発明者は上記した本実施形態の構成を採用することで通信効率がどの程度改善されるかを測定した。図３は測定環境を示し、図４は測定結果を示している。即ち、前列シート１１と中列シート１２と後列シート１３とを有する所謂３列シートの車両の車室内を測定環境の対象とし、上記した車室内無線通信装置１（第１のアンテナ４ｄ、第２のアンテナ５ｄ、第３のアンテナ６ｄ）が前列シート１１よりも車両前側のダッシュボード付近に設置され、通信相手となる通信機器が後列シート１３に置かれた環境を想定し、車室内無線通信装置１から測定範囲（ハッチングにて示す範囲）中心までの距離が約２００［ｃｍ］、車両方向の幅が約４８［ｃｍ］、車幅方向の幅が約１００［ｃｍ］、車室内床面からの高さが約７５［ｃｍ］の範囲を測定範囲として受信電力を測定し、全面積に対する基準値以上の受信電力が得られなかった面積を計算することで受信感度以下の面積の割合を測定した。
【００３３】
図４における「ダイバーシティ無し」は第１のアンテナ４ｄだけから送信信号を送信した場合（空間ダイバーシティ及び偏波ダイバーシティ無し）を示し、「空間ダイバーシティ」は、第１のアンテナ４ｄと第２のアンテナ５ｄとから送信信号を空間ダイバーシティを行って送信した場合を示し、「偏波ダイバーシティ」は、第１のアンテナ４ｄと第３のアンテナ６ｄとから送信信号を偏波ダイバーシティを行って送信した場合を示している。図４から明らかなように、空間ダイバーシティを行う構成ではダイバーシティを行わない構成よりも受信感度以下の面積の割合が著しく低下しており、又、偏波ダイバーシティを行う構成ではダイバーシティを行わない構成よりも受信感度以下の面積の割合が更に著しく低下しており、本実施形態の構成を採用することで通信効率が改善されると結論付けることができる。
【００３４】
ところで、上記した構成では、第１のアンテナ４ｄと第２のアンテナ５ｄとの２本の水平偏波アンテナ及び第３のアンテナ６ｄの１本の垂直偏波アンテナを有する構成を説明したが、３本以上の水平偏波アンテナを有する構成であっても良いし、２本以上の垂直偏波アンテナを有する構成であっても良く、３本以上の水平偏波アンテナと２本以上の垂直偏波アンテナとをどのように組み合わせても良い。又、上記した構成では、判定対象としたサブキャリアの第１のアンテナ４ｄでの伝搬特性が良好でないと判定した場合に、その直後に、判定対象としたサブキャリアの水平偏波アンテナである第２のアンテナ５ｄでの伝搬特性が良好であるか否かを判定する、即ち、水平偏波アンテナである第２のアンテナ５ｄを優先して伝搬特性を判定するようにしたが、判定対象としたサブキャリアの垂直偏波アンテナである第３のアンテナ６ｄでの伝搬特性が良好であるか否かを判定する、即ち、垂直偏波アンテナである第３のアンテナ６ｄを優先して伝搬特性を判定するようにしても良い。
【００３５】
以上に説明したように本実施形態によれば、車室内無線通信装置１において、複数のサブキャリアの個々について水平偏波アンテナである第１のアンテナ４ｄでの伝搬特性の良否を判定し、複数のサブキャリアのうち第１のアンテナ４ｄでの伝搬特性が良好であると判定したサブキャリアに送信データを割当てることで送信データを含む送信信号を第１のアンテナ４ｄから送信し、その一方で、複数のサブキャリアのうち第１のアンテナ４ｄでの伝搬特性が良好でないと判定したサブキャリアにも送信データを割当てることで送信データを含む送信信号を水平偏波アンテナである第２のアンテナ５ｄや垂直偏波アンテナである第３のアンテナ６ｄから送信し、第１のアンテナ４ｄと第２のアンテナ５ｄとにより空間ダイバーシティを行い、第１のアンテナ４ｄや第２のアンテナ５ｄと第３のアンテナ６ｄとにより偏波ダイバーシティを行うように構成した。これにより、送信データを割当てないサブキャリアを発生することなく、空間ダイバーシティや偏波ダイバーシティを行うことにより、周波数リソースを無駄無く有効に使用することができ、チャネル全体の通信効率を適切に高めることができる。
【００３６】
又、偏波ダイバーシティを行うことにより、通信相手である通信機器が車室内に持込まれた携帯通信機器である場合には、使用場所や向きを特定困難であり、垂直偏波アンテナである場合も想定されるという事情から、そのような場合であっても偏波ダイバーシティを行うことでチャネル全体の通信効率を適切に高めることができる。
【００３７】
更に、第１のアンテナ４ｄ、第２のアンテナ５ｄ及び第３のアンテナ６ｄが車両の天井方向への指向性を有することにより、車両の天井面と車室内に乗込んでいる乗員との隙間を伝搬経路とすることができ、乗員が要因となる損失を回避することで伝搬特性をより一層高めることができ、又、車両の天井面で反射させることで伝搬経路長を長くすることができ、通信範囲を広げることができる。
【００３８】
本発明は、上記した実施形態にのみ限定されるものではなく、以下のように変形又は拡張することができる。
車室内無線通信装置は、ナビゲーション機能を有する車載ナビゲーション装置に限らず、ハンズフリー機能を有する車載ハンズフリー装置であっても良いし、ハンズフリー機能及びナビゲーション機能を有するハンズフリー機能付き車載ハンズフリー装置等であっても良い。
【符号の説明】
【００３９】
図面中、１は車室内無線通信装置、４は第１の信号送信部（信号送信手段）、４ｄは第１のアンテナ（一の水平偏波アンテナ）、５は第２の信号送信部（信号送信手段）、５ｄは第２のアンテナ（他の水平偏波アンテナ）、６は第３の信号送信部（信号送信手段）、
６ｄは第３のアンテナ（垂直偏波アンテナ）、７は伝搬特性判定部（伝搬特性判定手段）
である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属材料からなる平坦な天井面を有する車室内に搭載され、超広帯域通信を行う車室内無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車室内における近距離無線通信としては車室内に持込まれた携帯電話機と車室内に設置されている車載ハンズフリー装置との間で行うＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信によるハンズフリー通話等が挙げられるが、近年では例えば車室内の前方に設置されている再生装置から車室内の後方に設置されている表示装置への動画データの転送等を目的とした超広帯域通信（ＵＷＢ：Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ）の開発が進められている。超広帯域通信は１チャネルで５２８［ＭＨｚ］の周波数帯域を使用し、１チャネルを１２８のサブキャリアに分割して直交多重する通信方式である。
【０００３】
ところで、車室内の伝搬環境は周囲を金属ボデーに囲まれているマルチパス環境であり、サブキャリア毎に伝搬特性が異なるので、あるサブキャリアでは他のサブキャリアよりも受信電力が著しく低下し（所謂ディップが発生し）、同一のチャネル内でも伝搬特性が良好であるサブキャリアと良好でない（劣悪な）サブキャリアとが混在する場合がある。そこで、サブキャリア毎の伝搬特性に応じて送信データを割当てる構成（例えば特許文献１参照）や、送信データを割当てたサブキャリア毎に空間ダイバーシティを行うことで通信効率を高める構成が開示されている（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−３０１００６号公報
【特許文献２】特表２００７−５０２０７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、伝搬特性が良好であるサブキャリアに送信データを割当てる一方で伝搬特性が良好でないサブキャリアに送信データを割当てない構成では、送信データを割当てないサブキャリアの分だけ周波数リソースが無駄になり、チャネル全体の通信効率が低下するという問題がある。又、送信データを割当てたサブキャリア毎に空間ダイバーシティを行うだけでは十分な効果を得ることができないという問題もある。
【０００６】
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、周波数リソースを無駄無く有効に使用することができ、チャネル全体の通信効率を適切に高めることができる車室内無線通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載した発明によれば、伝搬特性判定手段は、複数のサブキャリアの個々について一の水平偏波アンテナでの伝搬特性の良否を判定し、信号送信手段は、複数のサブキャリアのうち一の水平偏波アンテナでの伝搬特性が良好であると伝搬特性判定手段により判定されたサブキャリアに送信データを割当てることで送信データを含む送信信号を一の水平偏波アンテナから送信し、その一方で、複数のサブキャリアのうち一の水平偏波アンテナでの伝搬特性が良好でないと伝搬特性判定手段により判定されたサブキャリアにも送信データを割当てることで送信データを含む送信信号を他の水平偏波アンテナ及び垂直偏波アンテナの何れから送信し、一の水平偏波アンテナと他の水平偏波アンテナ及び垂直偏波アンテナの何れかとによりダイバーシティを行う。
【０００８】
これにより、一の水平偏波アンテナでの伝搬特性が良好であるサブキャリアと良好でないサブキャリアとが混在する場合であっても、一の水平偏波アンテナでの伝搬特性が良好であると判定されたサブキャリアに送信データを割当てることで送信データを含む送信信号を一の水平偏波アンテナから送信するだけでなく、一の水平偏波アンテナでの伝搬特性が良好でないと判定されたサブキャリアにも送信データを割当てることで送信データを含む送信信号を他の水平偏波アンテナ及び垂直偏波アンテナの何れから送信し、即ち、送信データを割当てないサブキャリアを発生することなく、一の水平偏波アンテナと他の水平偏波アンテナ及び垂直偏波アンテナの何れかとによりダイバーシティを行うことにより、周波数リソースを無駄無く有効に使用することができ、チャネル全体の通信効率を適切に高めることができる。
【０００９】
即ち、請求項１に記載した発明は、車室内の伝搬環境が周囲を金属ボデーに囲まれているマルチパス環境であり、特に平坦な天井面は反射波の伝搬経路として有効であり、又、超広帯域通信では空間での伝送損失が大きく、複数回の反射を行う反射波は伝搬経路長が大きくなって殆ど減衰して到達しないという事情から、車室内では直接波と平坦な天井面での（１回の反射を行う）反射波とが支配的であり、送受信間で偏波面が変化することがない点、水平偏波アンテナが一般的に仰角方向に無指向性を有して天井方向への反射経路を利用し易い点に着目し、基本的には一の水平偏波アンテナから送信信号を送信し、一の水平偏波アンテナでの伝搬特性が良好でないと判定されたサブキャリアにも送信データを割当てることで他の水平偏波アンテナ及び垂直偏波アンテナの何れかから送信信号を送信することにより、チャネル全体の通信効率を高めるものである。
【００１０】
請求項２に記載した発明によれば、伝搬特性判定手段は、複数のサブキャリアのうち一の水平偏波アンテナでの伝搬特性が良好でないと伝搬特性判定手段により判定されたサブキャリアの個々について他の水平偏波アンテナでの伝搬特性の良否を判定し、信号送信手段は、複数のサブキャリアのうち一の水平偏波アンテナでの伝搬特性が良好でないと伝搬特性判定手段により判定されたサブキャリアのうち他の水平偏波アンテナでの伝搬特性が良好であると伝搬特性判定手段により判定されたサブキャリアにも送信データを割当てることで送信データを含む送信信号を他の水平偏波アンテナから送信し、一の水平偏波アンテナと他の水平偏波アンテナとにより空間ダイバーシティを行う。これにより、空間ダイバーシティを行うことにより、周波数リソースを無駄無く有効に使用することができ、チャネル全体の通信効率を適切に高めることができる。
【００１１】
請求項３に記載した発明によれば、信号送信手段は、複数のサブキャリアのうち一の水平偏波アンテナでの伝搬特性が良好でないと伝搬特性判定手段により判定されたサブキャリアのうち他の水平偏波アンテナでの伝搬特性が良好でないと伝搬特性判定手段により判定されたサブキャリアにも送信データを割当てることで送信データを含む送信信号を垂直偏波アンテナから送信し、一の水平偏波アンテナと他の水平偏波アンテナとにより空間ダイバーシティを行うと共に、一の水平偏波アンテナ及び他の水平偏波アンテナと垂直偏波アンテナとにより偏波ダイバーシティを行う。これにより、空間ダイバーシティと偏波ダイバーシティとを行う（併用する）ことにより、周波数リソースを無駄無く有効に使用することができ、チャネル全体の通信効率を適切に高めることができる。即ち、通信相手である通信機器が車室内に持込まれた携帯通信機器（モバイル機器）である場合には、使用場所や向きを特定困難であり、垂直偏波アンテナである場合も想定されるという事情から、そのような場合であっても偏波ダイバーシティを行うことでチャネル全体の通信効率を適切に高めることができる。
【００１２】
請求項４に記載した発明によれば、伝搬特性判定手段は、複数のサブキャリアのうち一の水平偏波アンテナでの伝搬特性が良好でないと伝搬特性判定手段により判定されたサブキャリアの個々について垂直偏波アンテナでの伝搬特性の良否を判定し、信号送信手段は、複数のサブキャリアのうち一の水平偏波アンテナでの伝搬特性が良好でないと伝搬特性判定手段により判定されたサブキャリアのうち垂直偏波アンテナでの伝搬特性が良好であると伝搬特性判定手段により判定されたサブキャリアにも送信データを割当てることで送信データを含む送信信号を垂直偏波アンテナから送信し、一の水平偏波アンテナと垂直偏波アンテナとにより偏波ダイバーシティを行う。これにより、偏波ダイバーシティを行うことにより、周波数リソースを無駄無く有効に使用することができ、チャネル全体の通信効率を適切に高めることができる。即ち、通信相手である通信機器が車室内に持込まれた携帯通信機器である場合には、使用場所や向きを特定困難であり、垂直偏波アンテナである場合も想定されるという事情から、そのような場合であっても偏波ダイバーシティを行うことでチャネル全体の通信効率を適切に高めることができる。
【００１３】
請求項５に記載した発明によれば、信号送信手段は、複数のサブキャリアのうち一の水平偏波アンテナでの伝搬特性が良好でないと伝搬特性判定手段により判定されたサブキャリアのうち垂直偏波アンテナでの伝搬特性が良好でないと伝搬特性判定手段により判定されたサブキャリアにも送信データを割当てることで送信データを含む送信信号を他の水平偏波アンテナから送信し、一の水平偏波アンテナ及び他の水平偏波アンテナと垂直偏波アンテナとにより偏波ダイバーシティを行うと共に、一の水平偏波アンテナと他の水平偏波アンテナとにより空間ダイバーシティを行う。これにより、偏波ダイバーシティと空間ダイバーシティとを行うことにより、周波数リソースを無駄無く有効に使用することができ、チャネル全体の通信効率を適切に高めることができる。
【００１４】
請求項６に記載した発明によれば、一の水平偏波アンテナ、他の水平偏波アンテナ及び垂直偏波アンテナは、車両の天井方向への指向性を有する。これにより、車両の天井面と車室内に乗込んでいる乗員との隙間を伝搬経路とすることができ、乗員が要因となる損失を回避することで伝搬特性をより一層高めることができる。又、車両の天井面で反射させることで伝搬経路長を長くすることができ、通信範囲を広げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態を示す機能ブロック図
【図２】フローチャート
【図３】測定環境を示す図
【図４】測定結果を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明一実施形態について、図面を参照して説明する。図１は車室内無線通信装置における本発明に関連する部分を機能ブロック図により示している。車室内無線通信装置１は、エンコーダ２と、インターリーバ３と、第１の信号送信部４（本発明でいう信号送信手段）と、第２の信号送信部５（本発明でいう信号送信手段）と、第３の信号送信部６（本発明でいう信号送信手段）と、伝搬特性判定部７（本発明でいう伝搬特性判定手段）と、ダイバーシティ制御部８とを備えて構成されている。尚、車室内無線通信装置１は、上記した機能ブロックの他に、車両の現在位置を特定する機能、目的地を設定する機能、地図データを読出す機能、車両の現在位置を地図データ上にマップマッチングする機能、車両の現在位置から目的地までの経路を探索する機能、探索した経路を案内する機能等を有する車載ナビゲーション装置から構成されていても良い。
【００１７】
車室内無線通信装置１は、１チャネルで５２８［ＭＨｚ］の周波数帯域を使用し、１チャネルを１２８のサブキャリアに分割して直交多重する超広帯域通信を行う。エンコーダ２は、外部から入力した送信データを所定のアルゴリズムにしたがって符号化して出力する。インターリーバ３は、エンコーダから入力した送信データを第１の信号送信部４乃至第３の信号送信部６の何れかに選択的に出力する（分配する）。
【００１８】
第１の信号送信部４は、インターリーバ３から入力した送信データを変調処理して出力する第１の変調部４ａと、第１の変調部４ａから入力した変調処理後の送信データを逆高速変換処理して出力する第１のＩＦＦＴ（逆高速変換）部４ｂと、第１のＩＦＦＴ部４ｂから入力した逆高速変換処理後の送信データをＲＦ処理して送信信号を生成する第１のＲＦ部４ｃとを備え、水平偏波アンテナからなる第１のアンテナ４ｄ（本発明でいう一の水平偏波アンテナ）から送信信号を送信する。又、第１のＲＦ部４ｃは、第１のアンテナ４ｄが外部から受信した受信信号の受信電力を伝搬特性判定部７に出力する。
【００１９】
第２の信号送信部５は、第１の信号送信部４と同様の構成であり、インターリーバ３から入力した送信データを変調処理して出力する第２の変調部５ａと、第２の変調部５ａから入力した変調処理後の送信データを逆高速変換処理して出力する第２のＩＦＦＴ部５ｂと、第２のＩＦＦＴ部５ｂから入力した逆高速変換処理後の送信データをＲＦ処理して送信信号を生成する第２のＲＦ部５ｃとを備え、上記した第１のアンテナ４ｄと同じく水平偏波アンテナからなる第２のアンテナ５ｄ（本発明でいう他の水平偏波アンテナ）から送信信号を送信する。又、第２のＲＦ部５ｃは、第２のアンテナ５ｄが外部から受信した受信信号の受信電力を伝搬特性判定部７に出力する。
【００２０】
第３の信号送信部６は、アンテナの偏波特性以外は第１の信号送信部４及び第２の信号送信部５と同様の構成であり、インターリーバ３から入力した送信データを変調処理して出力する第３の変調部６ａと、第３の変調部６ａから入力した変調処理後の送信データを逆高速変換処理して出力する第３のＩＦＦＴ部６ｂと、第３のＩＦＦＴ部６ｂから入力した逆高速変換処理後の送信データをＲＦ処理して送信信号を生成する第３のＲＦ部６ｃとを備え、垂直偏波アンテナからなる第３のアンテナ６ｄ（本発明でいう垂直偏波アンテナ）から送信信号を送信する。又、第３のＲＦ部６ｃは、第３のアンテナ６ｄが外部から受信した受信信号の受信電力を伝搬特性判定部７に出力する。
【００２１】
上記した第１のアンテナ４ｄ、第２のアンテナ５ｄ及び第３のアンテナ６ｄは、車室内無線通信装置１の筐体内部に組込まれており（内蔵されており）、何れも車両の天井方向への指向性を有するように設置されている。
【００２２】
伝搬特性判定部７は、第１のＲＦ部４ｃから入力した受信電力を予め設定している第１の基準値（第１の閾値）と比較判定することで第１のアンテナ４ｄが外部から受信した受信信号の伝搬特性の良否を判定し、第２のＲＦ部５ｃから入力した受信電力を予め設定している第２の基準値（第２の閾値）と比較判定することで第２のアンテナ５ｄが外部から受信した受信信号の伝搬特性の良否を判定し、第３のＲＦ部６ｃから入力した受信電力を予め設定している第３の基準値（第３の閾値）と比較判定することで第３のアンテナ６ｄが外部から受信した受信信号の伝搬特性の良否を判定し、それらの判定結果をダイバーシティ制御部８に出力する。尚、この場合、第１の基準値、第２の基準値及び第３の基準値は、同じ値であっても良いし異なる値であっても良い。
【００２３】
ダイバーシティ制御部８は、伝搬特性判定部７から入力した判定結果に基づいて送信データのサブキャリアへの割当てを決定して割当指令をインターリーバ３に出力し、インターリーバ３は、ダイバーシティ制御部８から入力した割当指令に基づいて第１の信号送信部４乃至第３の信号送信部６の何れかを選択し、エンコーダ２から入力した送信データを第１の信号送信部４乃至第３の信号送信部６のうち選択した何れかに出力する。
【００２４】
次に、上記した構成の作用について、図２乃至図４を参照して説明する。
車室内無線通信装置１は、本発明に関連する処理として以下に説明する処理を行う。即ち、車室内無線通信装置１は、水平偏波アンテナである第１のアンテナ４ｄで受信した受信信号における例えば最も低周波側のサブキャリアを判定対象として選択し（ステップＳ１）、その判定対象として選択したサブキャリアの第１のアンテナ４ｄでの受信電力を第１のＲＦ部４ｃにてモニタする（ステップＳ２）。そして、車室内無線通信装置１は、モニタしたサブキャリアの受信電力を伝搬特性判定部７にて第１の基準値と比較判定し、その判定対象としたサブキャリアの第１のアンテナ４ｄでの伝搬特性が良好であるか否かを判定する（ステップＳ３）。
【００２５】
ここで、車室内無線通信装置１は、判定対象としたサブキャリアの受信電力が第１の基準値以上であり、その判定対象としたサブキャリアの第１のアンテナ４ｄでの伝搬特性が良好であると判定すると（ステップＳ３にて「ＹＥＳ」）、送信データが第１の信号送信部４に出力されるようにダイバーシティ制御部８にて送信データを割当てることにより、その伝搬特性が良好であると判定したサブキャリアに第１の信号送信部４において送信データを割当て（ステップＳ４）、判定対象としたサブキャリアの例えば高周波側に隣接するサブキャリアが有るか否かを判定し、次の判定対象が有るか否かを判定する（ステップＳ５）。
【００２６】
次いで、車室内無線通信装置１は、判定対象としたサブキャリアの例えば高周波側に隣接するサブキャリが有ると判定し、次の判定対象が有ると判定すると（ステップＳ５にて「ＹＥＳ」）、例えば高周波側に隣接するサブキャリアを次の判定対象として選択し（ステップＳ６）、上記したステップＳ２以降の処理を繰返して行う。即ち、車室内無線通信装置１は、複数のサブキャリアの個々について第１のアンテナ４ｄでの伝搬特性が良好であるか否かを判定し、伝搬特性が良好であると判定したサブキャリアに第１の信号送信部４において送信データを割当てる一方で、伝搬特性が良好でないと判定したサブキャリアに第１の信号送信部４において送信データを割当てることなく後段の処理を行う。
【００２７】
一方、車室内無線通信装置１は、判定対象としたサブキャリアの受信電力が第１の基準値以上でなく、その判定対象としたサブキャリアの第１のアンテナ４ｄでの伝搬特性が良好でないと判定すると（ステップＳ３にて「ＮＯ」）、その判定対象として選択したサブキャリアの第２のアンテナ５ｄでの受信電力を第２のＲＦ部５ｃにてモニタする（ステップＳ７）。そして、車室内無線通信装置１は、モニタしたサブキャリアの受信電力を伝搬特性判定部７にて第２の基準値と比較判定し、その判定対象としたサブキャリアの第２のアンテナ５ｄでの伝搬特性が良好であるか否かを判定する（ステップＳ８）。
【００２８】
ここで、車室内無線通信装置１は、判定対象としたサブキャリアの受信電力が第２の基準値以上であり、その判定対象としたサブキャリアの第２のアンテナ５ｄでの伝搬特性が良好であると判定すると（ステップＳ８にて「ＹＥＳ」）、送信データが第２の信号送信部５に出力されるようにダイバーシティ制御部８にて送信データを割当てることにより、その伝搬特性が良好であると判定したサブキャリアに第２の信号送信部５において送信データを割当てる（ステップＳ９）。一方、車室内無線通信装置１は、判定対象としたサブキャリアの受信電力が第２の基準値以上でなく、その判定対象としたサブキャリアの第２のアンテナ５ｄでの伝搬特性が良好でないと判定すると（ステップＳ８にて「ＮＯ」）、送信データが第３の信号送信部６に出力されるようにダイバーシティ制御部８にて送信データを割当てることにより、その伝搬特性が良好でないと判定したサブキャリアに第３の信号送信部６において送信データを割当てる（ステップＳ１０）。
【００２９】
そして、車室内無線通信装置１は、このようにして全てのサブキャリアに第１の信号送信部４、第２の信号送信部５及び第３の信号送信部６の何れかにおいて送信データを割当てた後に、その送信データを含む送信信号を第１のアンテナ４ｄ、第２のアンテナ５ｄ及び第３のアンテナ６ｄの何れかから送信する（ステップＳ１１）。
【００３０】
このように車室内無線通信装置１は、水平偏波アンテナである第１のアンテナ４ｄから送信する送信信号のサブキャリア、水平偏波アンテナである第２のアンテナ５ｄから送信する送信信号のサブキャリア、垂直偏波アンテナである第３のアンテナ６ｄから送信する送信信号のサブキャリアの何れかに送信データを割当てることで、第１のアンテナ４ｄと第２のアンテナ５ｄとにより空間ダイバーシティを行い、第１のアンテナ４ｄ及び第２のアンテナ５ｄと垂直偏波アンテナ６ｄとにより偏波ダイバーシティを行う。
【００３１】
即ち、本実施形態は、車室内の伝搬環境が周囲を金属ボデーに囲まれているマルチパス環境であり、特に平坦な天井面は反射波の伝搬経路として有効であり、又、超広帯域通信では空間での伝送損失が大きく、複数回の反射を行う反射波は伝搬経路長が大きくなって殆ど減衰して到達しないという事情から、車室内では直接波と平坦な天井面での反射波とが支配的であり、送受信間で偏波面が変化することがない点、水平偏波アンテナが一般的に仰角方向に無指向性を有し、天井方向への反射経路を利用し易い点に着目し、基本的には水平偏波アンテナである第１のアンテナ４ｄから送信信号を送信し、第１のアンテナ４ｄでの伝搬特性が良好でないと判定したサブキャリアにも送信データを割当てることで水平偏波アンテナである第２のアンテナ５ｄや垂直偏波アンテナである第３のアンテナ６ｄから送信信号を送信し、チャネル全体の通信効率を高めようとする技術思想である。
【００３２】
さて、発明者は上記した本実施形態の構成を採用することで通信効率がどの程度改善されるかを測定した。図３は測定環境を示し、図４は測定結果を示している。即ち、前列シート１１と中列シート１２と後列シート１３とを有する所謂３列シートの車両の車室内を測定環境の対象とし、上記した車室内無線通信装置１（第１のアンテナ４ｄ、第２のアンテナ５ｄ、第３のアンテナ６ｄ）が前列シート１１よりも車両前側のダッシュボード付近に設置され、通信相手となる通信機器が後列シート１３に置かれた環境を想定し、車室内無線通信装置１から測定範囲（ハッチングにて示す範囲）中心までの距離が約２００［ｃｍ］、車両方向の幅が約４８［ｃｍ］、車幅方向の幅が約１００［ｃｍ］、車室内床面からの高さが約７５［ｃｍ］の範囲を測定範囲として受信電力を測定し、全面積に対する基準値以上の受信電力が得られなかった面積を計算することで受信感度以下の面積の割合を測定した。
【００３３】
図４における「ダイバーシティ無し」は第１のアンテナ４ｄだけから送信信号を送信した場合（空間ダイバーシティ及び偏波ダイバーシティ無し）を示し、「空間ダイバーシティ」は、第１のアンテナ４ｄと第２のアンテナ５ｄとから送信信号を空間ダイバーシティを行って送信した場合を示し、「偏波ダイバーシティ」は、第１のアンテナ４ｄと第３のアンテナ６ｄとから送信信号を偏波ダイバーシティを行って送信した場合を示している。図４から明らかなように、空間ダイバーシティを行う構成ではダイバーシティを行わない構成よりも受信感度以下の面積の割合が著しく低下しており、又、偏波ダイバーシティを行う構成ではダイバーシティを行わない構成よりも受信感度以下の面積の割合が更に著しく低下しており、本実施形態の構成を採用することで通信効率が改善されると結論付けることができる。
【００３４】
ところで、上記した構成では、第１のアンテナ４ｄと第２のアンテナ５ｄとの２本の水平偏波アンテナ及び第３のアンテナ６ｄの１本の垂直偏波アンテナを有する構成を説明したが、３本以上の水平偏波アンテナを有する構成であっても良いし、２本以上の垂直偏波アンテナを有する構成であっても良く、３本以上の水平偏波アンテナと２本以上の垂直偏波アンテナとをどのように組み合わせても良い。又、上記した構成では、判定対象としたサブキャリアの第１のアンテナ４ｄでの伝搬特性が良好でないと判定した場合に、その直後に、判定対象としたサブキャリアの水平偏波アンテナである第２のアンテナ５ｄでの伝搬特性が良好であるか否かを判定する、即ち、水平偏波アンテナである第２のアンテナ５ｄを優先して伝搬特性を判定するようにしたが、判定対象としたサブキャリアの垂直偏波アンテナである第３のアンテナ６ｄでの伝搬特性が良好であるか否かを判定する、即ち、垂直偏波アンテナである第３のアンテナ６ｄを優先して伝搬特性を判定するようにしても良い。
【００３５】
以上に説明したように本実施形態によれば、車室内無線通信装置１において、複数のサブキャリアの個々について水平偏波アンテナである第１のアンテナ４ｄでの伝搬特性の良否を判定し、複数のサブキャリアのうち第１のアンテナ４ｄでの伝搬特性が良好であると判定したサブキャリアに送信データを割当てることで送信データを含む送信信号を第１のアンテナ４ｄから送信し、その一方で、複数のサブキャリアのうち第１のアンテナ４ｄでの伝搬特性が良好でないと判定したサブキャリアにも送信データを割当てることで送信データを含む送信信号を水平偏波アンテナである第２のアンテナ５ｄや垂直偏波アンテナである第３のアンテナ６ｄから送信し、第１のアンテナ４ｄと第２のアンテナ５ｄとにより空間ダイバーシティを行い、第１のアンテナ４ｄや第２のアンテナ５ｄと第３のアンテナ６ｄとにより偏波ダイバーシティを行うように構成した。これにより、送信データを割当てないサブキャリアを発生することなく、空間ダイバーシティや偏波ダイバーシティを行うことにより、周波数リソースを無駄無く有効に使用することができ、チャネル全体の通信効率を適切に高めることができる。
【００３６】
又、偏波ダイバーシティを行うことにより、通信相手である通信機器が車室内に持込まれた携帯通信機器である場合には、使用場所や向きを特定困難であり、垂直偏波アンテナである場合も想定されるという事情から、そのような場合であっても偏波ダイバーシティを行うことでチャネル全体の通信効率を適切に高めることができる。
【００３７】
更に、第１のアンテナ４ｄ、第２のアンテナ５ｄ及び第３のアンテナ６ｄが車両の天井方向への指向性を有することにより、車両の天井面と車室内に乗込んでいる乗員との隙間を伝搬経路とすることができ、乗員が要因となる損失を回避することで伝搬特性をより一層高めることができ、又、車両の天井面で反射させることで伝搬経路長を長くすることができ、通信範囲を広げることができる。
【００３８】
本発明は、上記した実施形態にのみ限定されるものではなく、以下のように変形又は拡張することができる。
車室内無線通信装置は、ナビゲーション機能を有する車載ナビゲーション装置に限らず、ハンズフリー機能を有する車載ハンズフリー装置であっても良いし、ハンズフリー機能及びナビゲーション機能を有するハンズフリー機能付き車載ハンズフリー装置等であっても良い。
【符号の説明】
【００３９】
図面中、１は車室内無線通信装置、４は第１の信号送信部（信号送信手段）、４ｄは第１のアンテナ（一の水平偏波アンテナ）、５は第２の信号送信部（信号送信手段）、５ｄは第２のアンテナ（他の水平偏波アンテナ）、６は第３の信号送信部（信号送信手段）、
６ｄは第３のアンテナ（垂直偏波アンテナ）、７は伝搬特性判定部（伝搬特性判定手段）
である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属材料からなる平坦な天井面を有する車室内に搭載され、超広帯域通信を行う車室内無線通信装置であって、
一の水平偏波アンテナと他の水平偏波アンテナとの２つ以上の水平偏波アンテナと、
１つ以上の垂直偏波アンテナと、
超広帯域の１チャネルを構成する複数のサブキャリアの個々の伝搬特性の良否を判定する伝搬特性判定手段と、
サブキャリアに送信データを割当てることで当該送信データを含む送信信号を何れかのアンテナから送信する信号送信手段とを備え、
前記伝搬特性判定手段は、複数のサブキャリアの個々について前記一の水平偏波アンテナでの伝搬特性の良否を判定し、
前記信号送信手段は、複数のサブキャリアのうち当該一の水平偏波アンテナでの伝搬特性が良好であると前記伝搬特性判定手段により判定されたサブキャリアに送信データを割当てることで当該送信データを含む送信信号を当該一の水平偏波アンテナから送信する一方で、複数のサブキャリアのうち当該一の水平偏波アンテナでの伝搬特性が良好でないと前記伝搬特性判定手段により判定されたサブキャリアにも送信データを割当てることで当該送信データを含む送信信号を他の水平偏波アンテナ及び垂直偏波アンテナの何れから送信し、当該一の水平偏波アンテナと当該他の水平偏波アンテナ及び当該垂直偏波アンテナの何れかとによりダイバーシティを行うことを特徴とする車室内無線通信装置。
【請求項２】
請求項１に記載した車室内無線通信装置において、
前記伝搬特性判定手段は、複数のサブキャリアのうち当該一の水平偏波アンテナでの伝搬特性が良好でないと前記伝搬特性判定手段により判定されたサブキャリアの個々について前記他の水平偏波アンテナでの伝搬特性の良否を判定し、
前記信号送信手段は、複数のサブキャリアのうち当該一の水平偏波アンテナでの伝搬特性が良好でないと前記伝搬特性判定手段により判定されたサブキャリアのうち当該他の水平偏波アンテナでの伝搬特性が良好であると前記伝搬特性判定手段により判定されたサブキャリアにも送信データを割当てることで当該送信データを含む送信信号を当該他の水平偏波アンテナから送信し、当該一の水平偏波アンテナと当該他の水平偏波アンテナとにより空間ダイバーシティを行うことを特徴とする車室内無線通信装置。
【請求項３】
請求項２に記載した車室内無線通信装置において、
前記信号送信手段は、複数のサブキャリアのうち当該一の水平偏波アンテナでの伝搬特性が良好でないと前記伝搬特性判定手段により判定されたサブキャリアのうち当該他の水平偏波アンテナでの伝搬特性が良好でないと前記伝搬特性判定手段により判定されたサブキャリアにも送信データを割当てることで当該送信データを含む送信信号を垂直偏波アンテナから送信し、当該一の水平偏波アンテナと当該他の水平偏波アンテナとにより空間ダイバーシティを行うと共に、当該一の水平偏波アンテナ及び当該他の水平偏波アンテナと当該垂直偏波アンテナとにより偏波ダイバーシティを行うことを特徴とする車室内無線通信装置。
【請求項４】
請求項１に記載した車室内無線通信装置において、
前記伝搬特性判定手段は、複数のサブキャリアのうち当該一の水平偏波アンテナでの伝搬特性が良好でないと前記伝搬特性判定手段により判定されたサブキャリアの個々について前記垂直偏波アンテナでの伝搬特性の良否を判定し、
前記信号送信手段は、複数のサブキャリアのうち当該一の水平偏波アンテナでの伝搬特性が良好でないと前記伝搬特性判定手段により判定されたサブキャリアのうち当該垂直偏波アンテナでの伝搬特性が良好であると前記伝搬特性判定手段により判定されたサブキャリアにも送信データを割当てることで当該送信データを含む送信信号を当該垂直偏波アンテナから送信し、当該一の水平偏波アンテナと当該垂直偏波アンテナとにより偏波ダイバーシティを行うことを特徴とする車室内無線通信装置。
【請求項５】
請求項４に記載した車室内無線通信装置において、
前記信号送信手段は、複数のサブキャリアのうち当該一の水平偏波アンテナでの伝搬特性が良好でないと前記伝搬特性判定手段により判定されたサブキャリアのうち当該垂直偏波アンテナでの伝搬特性が良好でないと前記伝搬特性判定手段により判定されたサブキャリアにも送信データを割当てることで当該送信データを含む送信信号を他の水平偏波アンテナから送信し、当該一の水平偏波アンテナ及び当該他の水平偏波アンテナと当該垂直偏波アンテナとにより偏波ダイバーシティを行うと共に、当該一の水平偏波アンテナと当該他の水平偏波アンテナとにより空間ダイバーシティを行うことを特徴とする車室内無線通信装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１項に記載した車室内無線通信装置において、
前記一の水平偏波アンテナ、前記他の水平偏波アンテナ及び前記垂直偏波アンテナは、車両の天井方向への指向性を有することを特徴とする車室内無線通信装置。
【請求項１】
金属材料からなる平坦な天井面を有する車室内に搭載され、超広帯域通信を行う車室内無線通信装置であって、
一の水平偏波アンテナと他の水平偏波アンテナとの２つ以上の水平偏波アンテナと、
１つ以上の垂直偏波アンテナと、
超広帯域の１チャネルを構成する複数のサブキャリアの個々の伝搬特性の良否を判定する伝搬特性判定手段と、
サブキャリアに送信データを割当てることで当該送信データを含む送信信号を何れかのアンテナから送信する信号送信手段とを備え、
前記伝搬特性判定手段は、複数のサブキャリアの個々について前記一の水平偏波アンテナでの伝搬特性の良否を判定し、
前記信号送信手段は、複数のサブキャリアのうち当該一の水平偏波アンテナでの伝搬特性が良好であると前記伝搬特性判定手段により判定されたサブキャリアに送信データを割当てることで当該送信データを含む送信信号を当該一の水平偏波アンテナから送信する一方で、複数のサブキャリアのうち当該一の水平偏波アンテナでの伝搬特性が良好でないと前記伝搬特性判定手段により判定されたサブキャリアにも送信データを割当てることで当該送信データを含む送信信号を他の水平偏波アンテナ及び垂直偏波アンテナの何れから送信し、当該一の水平偏波アンテナと当該他の水平偏波アンテナ及び当該垂直偏波アンテナの何れかとによりダイバーシティを行うことを特徴とする車室内無線通信装置。
【請求項２】
請求項１に記載した車室内無線通信装置において、
前記伝搬特性判定手段は、複数のサブキャリアのうち当該一の水平偏波アンテナでの伝搬特性が良好でないと前記伝搬特性判定手段により判定されたサブキャリアの個々について前記他の水平偏波アンテナでの伝搬特性の良否を判定し、
前記信号送信手段は、複数のサブキャリアのうち当該一の水平偏波アンテナでの伝搬特性が良好でないと前記伝搬特性判定手段により判定されたサブキャリアのうち当該他の水平偏波アンテナでの伝搬特性が良好であると前記伝搬特性判定手段により判定されたサブキャリアにも送信データを割当てることで当該送信データを含む送信信号を当該他の水平偏波アンテナから送信し、当該一の水平偏波アンテナと当該他の水平偏波アンテナとにより空間ダイバーシティを行うことを特徴とする車室内無線通信装置。
【請求項３】
請求項２に記載した車室内無線通信装置において、
前記信号送信手段は、複数のサブキャリアのうち当該一の水平偏波アンテナでの伝搬特性が良好でないと前記伝搬特性判定手段により判定されたサブキャリアのうち当該他の水平偏波アンテナでの伝搬特性が良好でないと前記伝搬特性判定手段により判定されたサブキャリアにも送信データを割当てることで当該送信データを含む送信信号を垂直偏波アンテナから送信し、当該一の水平偏波アンテナと当該他の水平偏波アンテナとにより空間ダイバーシティを行うと共に、当該一の水平偏波アンテナ及び当該他の水平偏波アンテナと当該垂直偏波アンテナとにより偏波ダイバーシティを行うことを特徴とする車室内無線通信装置。
【請求項４】
請求項１に記載した車室内無線通信装置において、
前記伝搬特性判定手段は、複数のサブキャリアのうち当該一の水平偏波アンテナでの伝搬特性が良好でないと前記伝搬特性判定手段により判定されたサブキャリアの個々について前記垂直偏波アンテナでの伝搬特性の良否を判定し、
前記信号送信手段は、複数のサブキャリアのうち当該一の水平偏波アンテナでの伝搬特性が良好でないと前記伝搬特性判定手段により判定されたサブキャリアのうち当該垂直偏波アンテナでの伝搬特性が良好であると前記伝搬特性判定手段により判定されたサブキャリアにも送信データを割当てることで当該送信データを含む送信信号を当該垂直偏波アンテナから送信し、当該一の水平偏波アンテナと当該垂直偏波アンテナとにより偏波ダイバーシティを行うことを特徴とする車室内無線通信装置。
【請求項５】
請求項４に記載した車室内無線通信装置において、
前記信号送信手段は、複数のサブキャリアのうち当該一の水平偏波アンテナでの伝搬特性が良好でないと前記伝搬特性判定手段により判定されたサブキャリアのうち当該垂直偏波アンテナでの伝搬特性が良好でないと前記伝搬特性判定手段により判定されたサブキャリアにも送信データを割当てることで当該送信データを含む送信信号を他の水平偏波アンテナから送信し、当該一の水平偏波アンテナ及び当該他の水平偏波アンテナと当該垂直偏波アンテナとにより偏波ダイバーシティを行うと共に、当該一の水平偏波アンテナと当該他の水平偏波アンテナとにより空間ダイバーシティを行うことを特徴とする車室内無線通信装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１項に記載した車室内無線通信装置において、
前記一の水平偏波アンテナ、前記他の水平偏波アンテナ及び前記垂直偏波アンテナは、車両の天井方向への指向性を有することを特徴とする車室内無線通信装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−２７８５２０（Ｐ２０１０−２７８５２０Ａ）
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１２６４１４（Ｐ２００９−１２６４１４）
【出願日】平成２１年５月２６日（２００９．５．２６）
【出願人】（０００００４６９５）株式会社日本自動車部品総合研究所 (1,981)
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月２６日（２００９．５．２６）
【出願人】（０００００４６９５）株式会社日本自動車部品総合研究所 (1,981)
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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