CN1200613A

CN1200613A - 使用不同数据长度的同步信号用于数据通信的方法和系统

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Publication number: CN1200613A
Application number: CN98106446A
Authority: CN
Inventors: 安藤俊秀
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1997-02-14
Filing date: 1998-02-14
Publication date: 1998-12-02
Anticipated expiration: 2018-02-14
Also published as: TW365718B; CN1154320C; CA2228696A1; CA2228696C; JP3186630B2; US6275552B1; JPH10229389A; BR9800604A

Abstract

提供一个路边通信设备,横贯在高速公路门架上,以便在该路边设备和通过通信区的一个车载设备之间执行用于过路费收集的通信处理。该路边设备使用一个32－比特同步信号用于每帧开始时隙和一个16－比特同步信号用于该帧后续时隙发送信号。该车载设备接收该信号以便执行信号接收处理。然后接收的通信信号数字解调并且送入一个移位寄存器,以便在两个比较器中比较位模式,以便检测该同步信号。根据来自与电路的输出,从同步信号中识别该同步信号以确定所接收的数据和接收后续的数据。

Description

使用不同数据长度的同步信号用于数据通信的方法和系统

本发明涉及用于在一个车载通信设备和一个路边通信设备的数据通信方法，它使用同步信号作为通信信号，用于发送通信数据并根据包括在所接收的通信信号中的同步信号处理连续的通信数据。

例如，在一个通信系统中，通过给每个发送信号的开始增加一个同步信号来同步发送机和接收机，以便发送和接收信号。因此，在这种情况下，同步信号的数据长度必须设置得尽可能的长以防止外部噪音的影响并保证在无线通信中的通信。但是，为通信设置一个较长的数据长度，会引起通信时间根据剩余的数据长度被延长。当通信时间被如下所述限制时，这也会成为通信的一个缺陷。

这种缺陷出现在安装在车辆如小汽车上的车载通信设备和在路上的一个通信区中提供的一个路边通信设备之间的通信中，当该车辆经过该通信区的时候。例如，有一个用于数据通信的自动系统，其中每个车辆配备了一个车载的通信设备并且该道路(例如，在高速公路的收费门)配备有一个天线，以便当该车辆经过该路边的通信设备时，该车辆能够支付由通信部分自动通过执行一个无线通信处理决定的交通费。这种通信系统的结构预期的优点，即减少用于收集交通费的个人花费，减少用于工作的处理的次数，以及减少在收费门的交通堵塞，因为不能要求车辆在安全门停的时间很长。因此，在这种情况下，当目标车辆上的车载设备经过该天线的通信区时，用于收集交通费的通信处理必须保证在很短的时间内完成。

为了解决上述问题并一定完成通信处理，也有一个使用多个同步信号的通信系统，每个同步信号具有彼此不同的数据长度。在这种情况下，可以认为图16表示的下述结构是用于识别同步信号的。在该结构中，设置32比特(4个八比特组)的第一同步信号UW1(独特码1)和16比特(2个八比特组)的第二同步信号UW2(独特2)作为下面定义的具有彼此不同的数据长度的同步信号的两种类型。

UW1 0111 1100 1101 0010 0001 0101 1101 1000

UW2 1001 0010 1000 0111

移位寄存器1用于保持32比特数据。当接收数字信号作为接收数据时，该信号在寄存器1中顺序移位。移位寄存器1中的每比特数据连接到比较器2的每个输入端。当该输入数据与同步信号UW1具有相同的位模式时，比较器2输出一个检测信号。连接16-比特的比较器3以便该输入端从移位寄存器1接收较高16-比特数据。当该输入数据与同步信号UW2具有相同的位模式时，比较器3输出一个检测信号。

当启动通信时，在通信数据发送前具有较长数据长度的UW1加到表示来自一个发射机的通信开始的信号中。这是为确保同步信号以发送和接收数据。当接收到该开始信号时，该接收机把已解调为数字信号的接收数据送入到移位寄存器1。接着，当第一比较器2在所接收的数据中检测到同步信号UW1时，接收机根据同步信号UW1开始另一个新的通信。

因此，当一个同步通信开始时，发射机，当接收连续数据时，把同步信号UW2加到通信信号开始以减少同步时间，并且连续发送后续信号和通信数据。在接收发送信号时，如果同步信号UW2包含在所接收的数据中，则接收机根据该同步信号UW2继续通信。

因此，较长的数据长度(32-比特)UW1的同步信号用于当通信开始后确定整个通信的计时，并且较短数据长度(16-比特)UW2的同步信号用于确定连续信号的计时，以便可以同步通信以在有限的通信时间内确定地发送和接收数据，并且相应地通信效率可以显著提高。

当如上所述构造用于同步通信的电路时，需要两个比较器2和3以检测每个同步信号UW1和UW2，以便识别具有彼此不同数据长度的每个同步信号。因此，用于构成这种比较器的所需比特数增加了，并且相应地，用于把那些集成到一个半导体集成电路的下述技术问题仍然存在；电路必须更加简化并且电路必须减小用于安装的尺寸。

因此本发明的一个目的是提供一种用于数据通信的方法，和一种数据通信系统，它包括一个车载通信设备和使用这种方法用于数据通信的一个路边通信设备，该方法和系统使用具有彼此不同数据长度的多个同步信号并且简化了同步信号检测电路的结构。

根据本发明，使用多个同步信号作为通信信号。该同步信号具有彼此不同的数据长度。具有较短数据长度的同步信号的位模式包括在具有较长数据长度的同步信号的位模式中。因此，用于检测具有较长数据长度的同步信号的一个检测电路可以通过把一个用于检测剩余位模式的电路加到一个用于检测具有较短数据长度的同步信号的检测电路来构造。

最优方案，设置具有较短数据长度的同步信号以便包括具有较长数据长度的同步信号的位模式的最后一个比特。

最优方案，把包括一个指定比特数的识别位模式加到具有较短数据长度的每一个同步信号中，以便从具有较长数据长度的同步信号中识别较短数据长度的位模式。当检测到较短的数据长度同步信号时，可以很快地继续后续通信并且相应地，可以有效防止由噪音等引起的确定错误。

最优方案，一个通信信号的发送机使用具有较长数据长度的同步信号作为表示新的通信开始的通信信号并且使用具有较短数据长度的同步信号作为当发送数据时，分别表示通信继续的通信信号。可以肯定同步通信数据的发送机和接收机，并可以很快同步随后的通信。更为优选的方案，通信信号的接收机根据在接收的通信信号中检测到的具有较长数据长度的同步信号，开始通信处理并且根据在随后的通信信号中检测到的具有较短数据长度的同步信号，继续该通信处理。

当参照附图阅读时，本发明的其它目的，特征和优点将会从下面的详细描述中变得更为清楚。附图中：

图1是表示本发明采用的路边设备和车载设备的数据通信系统的示意图；

图2是图1所示的第一实施例的通信系统的电线图；

图3是图1和图2所示的第一实施例中的接收机的主要部件的电线图；

图4A和4B是表示在第一实施例中使用的两个同步信号之间的位模式的对应关系图；

图5A到5C是表示一个请求的通信区的详细形式的示意规划图；

图6是路边设备与多个车载设备通信状态示意图；

图7是表示一个通信帧的时隙结构和与每个车载设备通信的状态的示意图；

图8是表示通信帧的基本结构的示意图；

图9是表示FCMS的数据结构的示意图；

图10是表示MDS的数据结构的示意图；

图11是表示MDC的数据结构的示意图；

图12是本发明的第二实施例的主要部件的电线图；

图13A和13B是表示在第二实施例中使用的两个同步信号之间的位模式的对应关系的示意图；

图14是本发明第三实施例的主要部分的一个电线图；

图15是本发明的第四实施例的主要部分的一个电线图；和

图16是表示相关技术的主要部分的一个电线图。

在下文，将参照本发明的各种实施例描述本发明。在整个实施例中，相同的或相似的部件指定相同的或相似的参照标号。

(第一实施例)

在示意表示的一个收费门系统结构的图1中，一个高速公路(只显示单边的交通车道)11在一个交通侧边具有三条交通车道12，13和14。在每个指定的收费门处安排一个门架15用于每个路边设备(RSE)穿过上述高速公路11。该门架15配备了与交通车道12到14相对应的天线单元16到18。天线单元16到18是直接向下的，以便它们中的每个天线都可以设置通信区19到21之一。

从天线单元16到18在交通车道上12到14上朝向的区域形成那些通信区19到21中的每一个，它是小汽车(在图中如22所示)驶入的区域。在这个实施例中，天线单元16到18中的每个天线单元配备了一个天线部件(23到25)。天线单元16到18中的每一个还配备了一个控制电路28到30(图2)，它们在门架15的较低部分与对应的天线部件(23到25)连接到一起，并且那些天线单元16到18覆盖有防水树脂，以便可以发送无线电波。每个控制电路是电子线路的(将在后面解释)，使得该控制电路可以控制驱动每个天线部件23到25用于发射和接收信号。

构成天线单元23到25中的每一个以便根据它的辐射表面可调节。因此，该天线部件可以调整相应的通信区19到21的设置范围。另外，每个天线部件23到25是一个微带型的天线阵，它是通过在印刷电路板的每一面表面构成8个正方形的连接板(没表示出来)并且将那些连接板通过一条传输线路连接到电源端所构成。

行驶在高速公路11上的每辆小汽车22配备有一个安置在仪表盘附近的用作车载通信设备的一个车载设备(OBE)26。每个车载设备26备有一个对应的天线27(图2)，它用于从或向该路边设备的天线单元16到18之一接收和发射通信信号。该天线27是通过在用作天线部件23到25的同类型的印刷电路板的每一侧表面上的两个方形连接板构成的一种微带类型天线。

该高速公路收费门系统的电路如图2和图3所示构造。首先，将以天线单元16代表天线单元16到18，解释它的结构。图2表示天线单元16的整体结构。正如其它天线部件24和25的控制电路29和30，天线部件23的控制电路28连接到控制器31，它控制所有的天线部件23到25。控制器31配有一个控制电路32，一个电源电路33，和一个用于向/从外部发送/接收数据的接口电路34。

在包括天线23的控制电路28中，调制器电路35利用从控制电路32发送的信号调制来自发射振荡器36的特定频率f₁的振荡输出作为载波并且通过循环器37把调制信号输出到天线部件23。

用于执行信号处理如解调等的一个接收电路38连接到一个混频器39。混频器39接收被设置作为来自振荡器40的接收频率的一个指定频率f₂(与发射频率f₁不同)的振荡输出，以及经过对应于所接收信号的循环器37来自天线部件23的通信信号。在该载波和对应于所接收信号的无线电信号在混频器39混频后，混频的信号提供到接收电路38。接收电路38解调接收的混频信号并且把解调信号输出到控制电路32。

车载设备26包括一个控制电路41，该控制电路41包括一个CPU，一个ROM，一个模/数转换器，一个数/模转换器，一个数字解调器电路等。控制电路41用于通过执行特定的根据如下面说明的预存的通信程序通信，与路边设备的天线单元16到18通信。

调制器电路42接收振荡器43的发射振荡输出(频率f₂)，振荡器43可以在频率f₁和f₂之间转换频率作为载波并且利用从控制电路41发射的信号调制该载波，而且通过循环器44把调制的信号输出到天线27。

用于解调信号的接收电路45连接到混频器46。混频器46接收振荡器43的接收振荡输出f_D以及通过循环器44从天线27接收的信号。该载波和有关接收信号的无线电信号在混频器46中混频。然后混合的信号输出到接收电路45。接收电路45模拟解调接收信号为接收的数据信号并且把接收数据输出到控制电路41。

控制电路41数字解调来自接收电路45的模拟解调信号为数字信号。在该实施例中，例如利用曼彻斯特编码方法数字调制模拟解调的信号。因此，通过该数字解调得到原始接收的数据。从电池47将车载设备26的功率提供到每个部件。控制电路41控制到/从数据存储器48存储/读出数据。

在控制电路41中用于检测来自由数字解调器通过数字解调得到所接收的数据中的同步信号的电路如图3所示构造。一个32-比特移位寄存器49接收数据并且如图4A和4B所示顺序移动该比特数据。

第一比较器50从移位寄存器49接收较高16-比特数据。如后面将要说明的那样，当该16-比特数据的位模式匹配具有数据长度为32比特(4个8比特组)的第一同步信号UW1(独特码1)的较高16-比特数据的位模式时，第一比较器50输出一个检测信号。第二比较器51从移位寄存器49接收低16-比特数据。正如过后将要说明的，当该16-比特数据的位模式匹配数据长度为16比特(2个比特组)的第二同步信号UW2的位模式时，第二比较器50输出一个检测信号。

第一与电路52输出同步信号UW1的检测信号。电路52的两个输入端连接到第一和第二比较器50和51的输出端，使得接收来自比较器50和51的高电平检测信号，即，当接收数据匹配同步信号UW1的位模式时，电路52输出同步信号UW1的一个检测信号。

第二与电路53输出同步信号UW2的一个检测信号。电路53的两个输入端之一通过一个反相器电路54连接到第一比较器50的输出端并且另一个输入端连接到第二比较器51的输出端。当从第二比较器51接收一个高电平检测信号时，即，当接收到检测到的同步信号UW2位模式中的一个信号时，以及当接收到一个低电平检测信号时，即没有接收到与同步信号UW1的较高16-比特数据位模式相同的数据时，电路53输出同步信号UW2的一个检测信号。

接收开始确定电路55从第一和第二与电路52和53接收检测信号，以及从CPU 56接收控制信号。控制电路55根据同步信号UW1或UW2的检测信号和控制信号输出接收开始确定信号到将在后面说明的数据寄存器57。

数据寄存器57从移位寄存器49中一个特定比特开始并行接收8比特数据。当从接收开始确定电路55接收确定信号时，该数据寄存器57接收后续数据并且把该数据输出到连接到CPU 56的数据总线。然后，CPU 56根据由同步信号UW1或UW2定义的定时所接收到的数据，通过通信处理输出传输信号。

在上面的结构中，第一和第二比较器50和51，第二与电路53和反相器电路54提供了一个检测器电路，而第一和第二比较器50和51以及第一与电路52提供了另一个检测器电路。

下一步，将说明该实施例的操作。在说明第一实施例的操作之前，将简要说明该实施例的数据通信协议。

在该实施例中采用的数据通信方法使用DSRC(专用的短程通信)协议，该协议提供用于在一个有限的通信区通过无线电在路边设备和车载设备之间的交互式通信。该DSRC协议主要定义ETC(电子过路费收取)，但是该方法也可以用于各种ITS(智能传送系统)应用，如CVD(商业车辆操作)或智能导航等。

DSRC协议符合ISO/OSI(开放类型系统互连)标准。但是，必须在有限的时间内简化该结构以结束通信。因此，该协议包括三层，它们是物理层(L1)，数据链路层(L2)，和应用层(L7)。数据链路层(L2)进一步分为LLC(逻辑链路控制)子层和MAC(媒体访问控制)子层。通过包括当需要时在OSI中定义的L3到L6，构成应用层(L7)。

数据链路层要求下面的条件和方法。(1)通信在一个多用途通信区域中必须能够进行。

具体地说，利用一个单一协议在大约3米(在收费门的非常小的通信区)到大约35米(高速公路的通常通信区)的范围内使通信能进行。图5A到5C表示对应那些条件的三种情况。

例如，图5A表示一个天线覆盖四条交通车道的情况。该情况对应于预先信息通告或宽范围通信。在这种情况下，在预期卡车以高速通过的大约35米的范围设置该通信区。图5B表示一个天线覆盖三条交通车道的另一种情况。在大约10米的范围设置每一个通信区。图5C表示另外一种情况，其中四条交通车道的每一条由一个车道划分块确定界线并且在对应每条交通车道的一个大约4米的范围内设置的每个通信区中提供一个天线。这种情况对应一个收费门的一种结构等。(2)必须使与多个小汽车的同时通信能够进行。

为了能在该系统和多个车辆之间同时通信，一种时分多址方法使用时分式阿乐哈系统。在这种情况下，即使配备有车载设备的车辆以高速(例如，当该系统用于多个车道时，最高速度大约是180千米或者当用于一个单独车道时，最高速度大约是80千米/小时)。通过一个狭窄的通信区，也可以假定通信一定能够进行。因此，必须把在多个车辆中的通信冲突速率控制得较低。(3)必须满足大量信息和高通信可靠性的要求。

在一个ETC出口交费门信标处的通信信息量最大值是4.1千比特秒。在用于CVO/交互式导航的一般主要的跟踪信标处的通信信息量最大值是31千比特秒。另外，必须保证通信可靠性以便整个通信系统的通信误码率是1×10^-6或者小于当一个无线电线路的误码率(BER)是1×10^-5时在ETC中的误码率。(4)数据链路层必须适合于有源通信系统。

来自每个路边设备的下行链路必须都能够进行半双工和全双工通信二者。来自每个车载设备的上行链路基本上是计划用于半双工通信，但是它也能够使够使全双工通信进行。

提供用于满足所有上面要求的该通信协议以下面过程执行通信处理。

在该实施例中，使用同步自适应时分式阿乐哈系统的通信控制过程作为标准。该控制过程适合于在一个短时间内在多个移动的车载设备和一个单一的路边设备之间的点到点交互式通信。基本上，该通信控制过程计划用于半双工通信，但是也可以定义该过程以便能够进行使用如该实施例中的上行限制和下行限制车道的不同频率的全双工通信。

图6表示设置用于满足上面要求的通信状态的一个例子的原理。在这种情况下，一个路边设备用于与在它的通信区中的设置在四辆车上的四个车载设备OBE-A，OBE-B，OBE-C和OBE-D交互式通信。图7表示在全双工模式的同步时分式阿乐哈系统的一个通信帧和四个车载设备(OBT-A到OBE-D)之间的通信。

如图8所示，在该协议中一个通信帧包括三个时隙(FCMS，MDS和ACT)。在这种情况下，由于每个路边设备控制该通信，所以该FCMS(帧控制消息时隙)是用于同步帧和为每个车载设备指定通信时隙的一个时隙。该时隙必须设置在帧的开始。该MSD(消息数据时隙)是用于包括设置的实际通信数据的一个时隙以便跟随FCMS。该时隙也包括用于数据发送的ACK。该时隙由包含通信数据的MDC(消息数据信道)和包括ACK的ACKC(确认信道)组成。该ACTS(起动时隙)是由车载设备使用的以便发布一个通信登记请求的一个时隙并且用于依次分配多个ACTCS(起动信道)。

在下行链路中提供的时隙包括FCMS和MDS，而在上行链路中提供的时隙包括MDS和ACTS。通过把这种帧重复某些次数，就完成了一次处理。

下一步，将说明在上面的通信情况中使用的通信过程。图7表示在全双工通信模式下用于MDS×4和ACTS×2的帧结构。利用传输信道复用该MDS，每个信道使用用于下行链路和上行链路的不同频率。

(0)首先，该车载设备检测从RSE连续发送的FCMS信号电平以便确定目标车辆是否已经进入该通信区A以便开始OBE操作。

(1)该RSE通知通信分布，如使用一个FCMS的一个帧结构。

(2)该OBE确定该FCMS内容并且随机从该ACTS中选择该ACTC，然后向该ACTC增加一个链路地址以便把该链路请求信号发送到该路边设备以便请求一个联系。

(3)然后，该DBE根据该FCMS时隙指定发送数据到路边设备并且该RSE通过下行链路发送数据。该车载设备通过上行链路从该OBE接收数据。这时，当结束数据发送时，OBE和RSE都各自利用同一时隙向回发送一个ACK。

如上面所说明的，分配时隙用于在该RSE和四个OBES，OBE-A到OBE-D之间的通信，以便减少冲突以保证通信。

在下文，将详细说明上面的全双工帧的结构。(1)FCMS(帧控制消息时隙)

如图9所示，该时隙包括一个八比特组物理媒体层信道结构等的一个信息字段SIG(信令)，一个八比特组RSE ID号码字段FLD(固定设备ID)，一个八比特组帧结构信息字段FSI(帧结构信息)，一个RSE业务应用信息字段SC(业务代码)，和用于通信时隙，分配的一个8-时隙控制字段SCI(时隙控制识别符)。用作MDS指定信息的SCI，包括一个八比特组控制业务字段CI(控制信息)和一个2个八比特组的链路地址子字段IDN(ID号码)。

那些信号中的每一个备有一个2个八比特组的前置信号PR(前置)，一个4个八比特组的同步信号UW1(独特码)和放置在它的头部的一个2个八比特组的错误检验信号CRC(循环冗余检验)。然后，在每一个那些PR，UW1和CRC前和后设置保护时间t₀和t₂。因此，每个时隙的总长度变为100个八比特组。

设置独特码UW1作为一般通信系统中的同步标记。增加它以便将接收该标记的车载设备可以检测到每一帧的开始以便假定同步。例如，如下定义设置一个4个八比特组，即一个32比特模式。

UW1＝0111 1100 1101 0010 0001 0101 1101 1000

换句话说，该UW1位模式的高16比特和低16比特分别设在第一和第二比较器50和51中。(2)MDS(消息数据时隙)

如图10所示，该MDS包括一个数据发送MDC(消息数据信道)和一个ACKC(确认信道)，它能知发射机信息已经正确接收。在ACKC前和后设置保护时间t₃和t₄，以便该时隙的总长度变为100个八比特组。

其中，该MDC包括如图11所示的一个65个八比特组的LPDU(链路业务数据单元)和一个2个八比特组的MAC控制字段(MAC)。该LPDU包括一个LLC控制字段和一个LSDU(链路业务数据单元)。LPDU中的数据，MAC控制字段和CRC是加密的。然后，2个八比特组的前置信号PR，2个八比特组的同步信号UW2和2个八比特组的错误检验信号CRC加到那些信号的每一个中，在物理媒体层传输。

增加独特码UW2以便接收该UW2的车载设备OBE能够检测到每个时隙的开始以便与该时隙同步。例如，一个2个-8比特组即一个16-比特位模式如下定义设置。

UW2＝0001 0101 1101 1000

如图4所示，该UW2，采用与该UW1的低16-比特位模式相同的位模式。在第二个比较器51中，UW2被设为该UW2位模式。

该ACKC(确认信道)只包括一个-8比特组确认信息字段AI(起动信息)。该信号增加了一个24-八比特组前置信号PR，一个2个-八比特同步信号UW2，和一个2个-八比特错误检验信号CRC并且在物理媒体层发送。该同步信号UW2是用于上面MDC的相同的同步信号UW2。(3)ACTS(链路请求时隙)

链路请求时隙由仅包含一个链路请求信号ACT的链路请求时隙组成。每个链路请求时隙包括多个ACTCS。一个2个-八比特组前置信号PR，一个2个-八比特组同步信号UW2，和一个2个-八比特组错误检验信号CRC以上述相同的方式加到那些ACTCS中。

在该实施例中，用作该RSE的每个天线单元16到18是对应图5C表示的结构的一个例子。如上面说明的，形成该通信协议以便也能够对应于图5A表示的结构。

每个天线单元16到18发送通信信号到相应的通信区19到21之一。在这种情况下，在形成该通信信号的每一帧的开始发送该FCMS。如上面所说明的。该FCMS增加了具有较长数据长度的32-比特同步信号UW1。另外，在由该FCMS指定的每个时隙内在通信中将要发送的每个通信信号增加了具有较短数据长度的16-比特同步信号UW2。

这里假设装备了车载设备26的一个车辆行驶在高速公路11的车道12上。当该车辆接近在门架15下通过的天线单元16的通信区19时，该车辆接收到从天线单元16发送的通信信号。该车载设备工作以便由天线27接收的通信信号通过循环器44送入混频器46。然后该信号与振荡器43的振荡输出混频并且该混频信号送入接收电路45。

接收电路45模拟解调接收的通信信号并且把解调的信号输出到控制电路41。控制电路41在没有被显示的数字解调器中解调接收的信号并且把解调的信号顺序输出到移位寄存器49。

如上面说明的，该同步信号UW1加到接收数据的开始。当该UW1送入移位寄存器49时，如果在两个比较器50和51中的接收数据的位模式匹配，则第一比较器50和第二比较器51都各自输出检测信号。因此，与电路53保持低电平信号的输出并且与电路52输出高电平检测信号。

因此，接收开始检测电路55检测该同步信号UW1并且把该确定信号输出到数据寄存器57以便CPU 56接收后续的数据。另外，该信息也输出到CPU56，并且CPU 56根据该信息处理经过数据寄存器57接收的数据。然后CPU 56经过调制器电路42从天线27发送调制的通信信号以便发送相应于由在那时获得的FCMS指定的时隙定时的响应信号。

当在帧中存在将要被连续接收的任何数据时，以相同的方式检测加到所接收数据开始的同步信号UW2，以便取出在那个检测定时获得的接收数据送入CPU 56。在这种情况下，当该UW2的位模式送入移位寄存器49时，当UW2的接收数据送入该低16比特时，则第二比较器51输出高电平检测信号。另外，在此时，前置数据处于移位寄存器49的较高16比特，所以第一比较器50输出低电平信号。

因此，与电路52在这时提供该低电平并且与电路53输出该高电平检测信号。也就是说，当它送入移位寄存器49时，可以立即检测到同步信号UW2的数据。接收开始确定电路55输出该确定信号，以便当检测到UW2时，CPU 56可以从数据寄存器57接收数据。当接收该确定信号时，CPU57可以处理后续接收的数据。

例如，因此当一系列的通信处理结束时，过路费处理如通信费存储在车载设备26的数据存储器48。当获得通信信息作为数据时，在没有表示的显示单元上显示该信息，以便把该信息通知给驱动器。

因此，根据本实施例，把同步信号UW2的位模式设置为当通信开始时在该FCMS中被设置的32-比特同步信号UW1，并设置在后续的MDS中被设置的16比特同步信号UW2中以便它成为与同步信号UW1中的16比特相同的位模式。因此，用于识别和检测同步信号UW1和UW2的电路结构可以简化，以便构成集成电路的空间可以显著节省。

另外，因为设置同步信号UW2的位模式以便匹配在同步信号UW1中的较低16比特的位模式，所以只有当UW2的16-比特数据送入移位寄存器49时，才可以确定并检测该同步信号UW2。因此可以加快通信处理并且确保在车载设备26和每个天线16到18之间的有限的时间内完成通信处理。

(第二实施例)

图12表示本发明的第二实施例。不像第一实施例，而是通过在同步信号UW1的位模式中移动较低16比特的2比特到较高的一边，设置同步信号UW2的位模式。

图13A和13B表示同步信号UW2的位模式，它与同步信号UW1的位模式不同。从同步信号UW1的位模式的第15比特取出同步信号UW2的开始比特。然后，采用后续比特直到第30比特用于该比特模式。而且，一个2-比特的ID代码加到该同步信号UW2中。提供该ID代码作为3个模式(“01”，“10”，和“11”)，以便可以从同步信号UW1的较低2比特中的“00”开始识别它。

接着，虽然同步信号UW1加到FCMS，但是同步信号UW2加到多个时隙如MDC，ACK和ACT等的每一个时隙的开始。因此，为了从UW2中识别UW1，定义“01”仅加到MDC，“10”仅加到ACK，并且“11”仅加到ACT。

图12表示用于确定与同步信号UW1和UW2在一起的那三个ID码的每一个的电路结构。第一比较器58用于比较14-比特数据。它从移位寄存器49中接收较高14-比特数据。第二比较器59用于比较16比特数据。它从移位寄存器49中接收在较高的第15比特和第30比特之间的数据。

解码器60从移位寄存器49接收较低的2-比特数据并且输出一个高电平检测信号到四个输出端中相应的一个输出端。设置第二比较器59以便检测同步信号UW2的位模式。设置第一比较器58以便检测同步信号UW1的较高14比特的位模式。

第一比较器58的输出端连接到与电路61的输入端。第二比较器59的输出端一般连接到与电路61到64的每一个的输入端。解码器60的输出端“00”连接到与电路61的输入端。输出端“01”，“10”和“11”的每一个连接到与电路62，63和64的每一个的输入端。

根据上面的结构，当同步信号UW1加到所接收的数据时，第一和第二比较器58和59分别输出一个高电平检测信号并且解码器60输出高电平检测信号到“00”输出端。因此，只有与电路61输出高电平检测信号，以便检测同步信号UW1。

当同步信号UW2加到接收数据时，则确定后续的2-比特ID码是否是“01”，“10”，或“11”。根据该结果，解码器60产生相应的输出。这时，第一比较器58输出低电平并且第二比较器59输出高电平。因此，根据该ID码值，与电路62到64之一输出高电平检测信号。因此，由接收开始确定电路55确定加到那里的同步信号UW2和ID码。

根据第二实施例，因为该ID码加到同步信号UW2以便从其它时隙中识别一个时隙，甚至当把通过提前确定该ID码相同的同步信号UW2加到时隙中时，也可以识别时隙。因此可以很快处理接收数据并且可以防止由噪音可能引起的错误确定。

(第三实施例)

图14表示本发明的第三实施例。与第二实施例只有一个差别；设置与同步信号UW的较高16比特的位模式相同的位模式，作为同步信号UW2的位模式。在该第三实施例中，因为这样设置了同步信号UW2，所以设置第一比较器58以便比较来自移位寄存器49的较低14比特数据。设置第二比较器59以便比较来自移位寄存器49的较高16比特数据。解码器60从移位寄存器49中接收较高数据的第17和第18比特。

设置第二比较器以便正好如上面情况一样检测同步信号UW2的位模式。设置第一比较器58以便检测同步信号UW1的较低14比特的位模式。根据该第三实施例也可以获得与第二实施例相同的效果。

(第四实施例)

图15表示本发明的第四实施例。该第四实施例与第三实施例只有一个差别；使用了三个同步信号UW1，UW2和UW3。在该实施例中，同步信号UW1设为N1比特的数据长度。同步信号UW2设为N2(＜N1)比特的数据长度并且它的位模式与定位在同步信号UW1的位模式中心附近的数据的位模式相同。同步信号UW3设为N3(＜N2)比特的数据长度并且设置它的位模式与同步信号UW2的较高N3比特的位模式相同。

设置顺序接收数据的移位寄存器65为N1比特的数据长度或更多。关于送入移位寄存器65的数据，划分存在在一个指定位置的N1-比特数据并且把它们从数据的较高比特顺序地送入第一比较器66，第二比较器67，第三比较器68和第四比较器69。

设置第二比较器67以便接收N3-比特数据并且检测同步信号UW3的位模式。设置第三比较器68为接收(N2-N3)比特数据并且检测同步信号UW2的较低的(N2-N3)比特的位模式。设置第一和第四比较器66和69以便分别接收同步UW1((N1-N2)比特的总数)的较高和较低的指定的比特数。

设置与电路70，71和72为分别输出同步信号UW1，UW2，和UW3的检测信号。与电路70的输入端分别连接到四个比较器66到69的每一个的输出端。与电路71的输入端连接到比较器67和68中每一个的输出端，以及通过反相器电路73和74分别连接到比较器66和69的输出端。另外，与电路72的输入端连接到比较器67的输出端，以及分别通过反相器电路75到77连接到比较器66，68和69的输出端。

根据上面的结构，当已接收数据包含同步信号UW1到UW3时，可以从对应UW1到UW3的与电路70到72分别输出检测信号。而且，即使当同步信号类型数这样增加时，而每种类型数具有与其它不同的数据长度，也可以根据在具有最大数据长度的同步信号UW1中的比特数设置比较器中的比特数。

本发明不限于上面的实施例，但是可以如下所示地变化和发展。

除了高速公路，本发明也可以采用一般的道路和/或停车场。也可以采用使用具有彼此不同的数据长度的同步信号的其它通信系统，例如，各种类型的ITS，如商业车辆控制CVO或交互式导航系统。另外，不仅可以采用无线通信，而且可以采用有线通信。

也可以使用四个或更多个同步信号。而且，数据长度可以设为任意比特数。可以自由设置移位寄存器的比特数，只要它超过了具有最大数据长度的同步信号中的比特数。可以根据需要提供接收开始确定电路。从移位寄存器向数据寄存器取数据比特的位置可以根据需要自由设定。

应该注意在不脱离本发明的精神下的其它变型和替换。

Claims

1、一种数据通信方法，使用通信信号中用于发送通信数据的同步信号并根据包括在接收的通信信号中的同步信号处理连续的通信数据，其中：

该同步信号具有彼此之间不同数据长度的至少两种类型的位模式，并且设置具有较长数据长度的同步信号位模式来包括具有较短数据长度的同步信号的位模式。

2、如权利要求1所述的数据通信方法，其中设置该同步信号以便具有较短数据长度的同步信号位模式包括具有较长数据长度的同步信号位模式的最后一个比特。

3、如权利要求1所述的数据通信方法，其中把包括一个指定比特数的识别位模式加到具有较短数据长度的同步信号中，并且设置一个识别位模式与具有较长数据长度的同步信号的对应位置的位模式不同。

4、如权利要求1所述的数据通信方法，其中该通信信号的发送机使用指示新通信开始的通信信号中具有较长数据长度的同步信号并且使用具有较短数据长度的同步信号作为指示用于发送连续数据的通信继续的通信信号。

5、如权利要求4所述的数据通信方法，其中当从接收的通信信号中检测到具有较长数据长度的同步信号时，该通信信号的接收机，根据检测到的同步信号开始通信处理并且当检测到具有较短数据长度的同步信号时，根据该同步信号继续该通信处理。

6、如权利要求1所述的数据通信方法，其中：

每个通信信号具有多个时隙；并且，

该同步信号设置在时隙的首部。

7、一种通信系统包括：

一个车载通信设备安装在一车辆上并且该设备用于根据当通过一特定的通信区时所接收的通信信号执行通信处理，其中

该车载通信设备包括一个接收机，它当接收通过该特定通信区所发送的通信信号时，检测同步信号并且根据检测到的同步信号通过设置一个通信定时执行后续的通信，

该同步信号包括具有彼此不同数据长度的至少两种类型的位模式，并且具有较长数据长度的同步信号的位模式包括具有较短数据长度的同步信号的位模式。

8、如权利要求7所述的通信系统，还包括：

一个路边通信设备，通过向特定的通信区发送通信信号与通过该特定通信区的车辆上安装的该车载设备通信，其中

该路边通信设备包括一个发送机，向该车载通信设备的接收机发送通信信号，

该接收机当开始通信时可选地使用该同步信号的一种。

9、如权利要求7所述的通信系统，其中该接收机还包括：

第一检测电路，其中设置一个比较器的位模式以便从该同步信号中检测具有较短数据长度的同步信号；并且

第二检测电路当由第一检测电路检测到具有较短数据长度的同步信号时，比较没有被第一检测电路检测到的，比该检测到的同步信号数据长度长一些的同步信号的位模式的一部分以便检测该同步信号。

10、如权利要求7所述的通信系统，其中该接收机具有：

用于以数字形式存储该同步信号的接收数据存储装置；

用于比较存储在该接收数据存储装置中的同步信号的第一多个比特的位模式与第一参照位模式的第一比较器；和

用于比较存储在该接收数据存储装置中的同步信号的第二多个比特的位模式与第二参照位模式的第二比较器。

11、如权利要求10所述的通信系统，其中

第一和第二多个比特是具有较长数据长度的同步信号的较高和较低比特；

该接收数据存储装置是一个移位寄存器；和

第一和第二比较器连接到该移位寄存器的较高和较低比特端。

12、如权利要求11所述的通信系统，其中该接收机还包括：

用于接收表示两个位模式一致的比较器输出以确定接收后续数据开始的一个接收开始确定电路。

13、如权利要求7所述的通信系统，其中

具有较短数据长度的同步信号包括识别码比特；并且

该接收机还具有：

用于以数字形式存储该同步信号的接收数据存储装置；

用于比较存储在该接收数据存储装置中的同步信号的第一多个比特的位模式与第一参照比特的第一比较器；

用于比较存储在该接收数据存储装置中的同步信号的第二多个比特的位模式与第二参照比特的第二比较器；

用于解码该识别码的一个解码器；和

用于接收该比较器和该解码器的输出以确定接收后续数据开始的一个接收开始确定电路。

14、如权利要求13所述的通信系统，其中

该识别码比特是具有较短数据长度的同步信号的最低比特。

15、如权利要求13所述的通信系统，其中：

该识别码比特是具有较短数据长度的同步信号的中间比特。

16、在权利要求7所述的通信系统，其中：

每个通信信号具有多少时隙；和

该同步信号放置在该时隙的首部。