(57)【要約】【課題】  路路間通信の干渉回避を考慮した時間スロットの割り当てを行ったとしても、時間スロットが無駄に消費されてしまうのを抑制することができる通信システムを提供する。【解決手段】  本発明の通信システムでは、複数の路側通信機２は、第１スロットＳＬ１が配列された無線フレームを用いて送信を行う。無線フレームには、路車間通信用の第１スロットＳＬ１、及び路路間通信用の第１スロットＳＬ１が設けられている。複数の路側通信機２は、路路間通信用の第１スロットＳＬ１を路路間通信における複数の時間チャネルで共用して送信を行う通信制御装置を備えている。【選択図】図６
2020005293.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の路側通信機が、無線フレームに配列された複数の時間スロットを用いて送信を行う通信システムであって、
前記無線フレームには、前記路側通信機と車載通信機との間で行われる路車間通信で用いられる時間スロット、及び前記複数の路側通信機同士の間で行われる路路間通信で用いられる時間スロットが設けられ、
前記複数の路側通信機は、前記路車間通信において複数の第１グループ群に分けられ、同一グループ内の路側通信機で同時に使用するための送信期間が複数の第１グループそれぞれに異なるように割り当てられるとともに、前記路路間通信において複数の第２グループ群に分けられ、同一グループ内の路側通信機で同時に使用するための送信期間が複数の第２グループそれぞれに異なるように割り当てられており、
前記第１グループの数をＣＲＶ、
前記第２グループの数をＣＲＲ、
１つの前記無線フレームに含まれる前記路車間通信用の時間スロットの数をＳＲＶ、
１つの前記無線フレームに含まれる前記路路間通信用の時間スロットの数をＳＲＲ、
としたときに、前記ＣＲＶ、及び前記ＣＲＲが下記式（１）を満たしており、
前記複数の路側通信機は、前記路路間通信用の時間スロットを前記複数の第２グループで共用することで下記式（２）を満たす送信を行う制御部を備えていることを特徴とする通信システム。
ＣＲＶ  ＜  ＣＲＲ  ・・・（１）
ＳＲＶ  ＞  ＳＲＲ  ・・・（２）
【請求項２】
複数の路側通信機が、無線フレームに配列された複数の時間スロットを用いて送信を行う通信システムであって、
前記無線フレームには、前記路側通信機と車載通信機との間で行われる路車間通信で用いられる時間スロット、及び前記複数の路側通信機同士の間で行われる路路間通信で用いられる時間スロットが設けられ、
前記複数の路側通信機は、前記路車間通信において複数の第１グループ群に分けられ、同一グループ内の路側通信機で同時に使用するための送信期間が複数の第１グループそれぞれに異なるように割り当てられるとともに、前記路路間通信において複数の第２グループ群に分けられ、同一グループ内の路側通信機で同時に使用するための送信期間が複数の第２グループそれぞれに異なるように割り当てられており、
前記第１グループの数をＣＲＶ、
前記第２グループの数をＣＲＲ、
１つの前記無線フレームに含まれる前記路車間通信用の時間スロットの数をＳＲＶ、
１つの前記無線フレームに含まれる前記路路間通信用の時間スロットの数をＳＲＲ、
としたときに、前記ＣＲＶ、及び前記ＣＲＲが下記式（３）を満たしており、
前記複数の路側通信機は、前記路路間通信用の時間スロットを前記複数の第２グループで共用することで下記式（４）を満たす送信を行う制御部を備えていることを特徴とする通信システム。
ＣＲＶ  ＜  ＣＲＲ  ・・・（３）
（ＳＲＶ  −  ＣＲＶ）  ＋  ＣＲＲ  ≧  ＳＲＶ  ＋  ＳＲＲ  ・・・（４）
【請求項３】
前記制御部は、隣接配置されている所定数の無線フレームそれぞれに含まれる前記路路間通信用の時間スロットに対して、前記複数の第２グループの送信期間を割り当てるものであり、
前記複数の第２グループの送信期間は、それぞれ前記所定数の無線フレームそれぞれに分散して割り当てられる請求項１又は２に記載の通信システム。
【請求項４】
前記制御部は、無線フレームに含まれる前記路路間通信用の時間スロットを分割して用いることで、前記複数の第２グループそれぞれに対して送信期間を割り当てる請求項１又は２に記載の通信システム。
【請求項５】
前記路車間通信による送信データは、前記無線フレームごとに送信する必要がある送信頻度を必要としているデータであり、
前記路路間通信による送信データは、前記路車間通信による送信データよりも送信頻度が低いデータである請求項１〜４のいずれか一項に記載の通信システム。
【請求項６】
無線フレームに配列された複数の時間スロットを用いて送信を行うための送信方法であって、
前記無線フレームには、路側通信機と車載通信機との間で行われる路車間通信で用いられる時間スロット、及び前記複数の路側通信機同士の間で行われる路路間通信で用いられる時間スロットが設けられ、
前記複数の路側通信機は、前記路車間通信において複数の第１グループ群に分けられ、同一グループ内の路側通信機で同時に使用するための送信期間が複数の第１グループそれぞれに異なるように割り当てられるとともに、前記路路間通信において複数の第２グループ群に分けられ、同一グループ内の路側通信機で同時に使用するための送信期間が複数の第２グループそれぞれに異なるように割り当てられており、
前記第１グループの数をＣＲＶ、
前記第２グループの数をＣＲＲ、
１つの前記無線フレームに含まれる前記路車間通信用の時間スロットの数をＳＲＶ、
１つの前記無線フレームに含まれる前記路路間通信用の時間スロットの数をＳＲＲ、
としたときに、前記ＣＲＶ、及び前記ＣＲＲが下記式（５）を満たしており、
前記路路間通信用の時間スロットを前記複数の第２グループで共用することで下記式（６）を満たす送信を行うことを特徴とする送信方法。
ＣＲＶ  ＜  ＣＲＲ  ・・・（５）
ＳＲＶ  ＞  ＳＲＲ  ・・・（６）
【請求項７】
無線フレームに配列された複数の時間スロットを用いて送信を行う送信処理をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、
前記無線フレームには、路側通信機と車載通信機との間で行われる路車間通信で用いられる時間スロット、及び前記複数の路側通信機同士の間で行われる路路間通信で用いられる時間スロットが設けられ、
前記複数の路側通信機は、前記路車間通信において複数の第１グループ群に分けられ、同一グループ内の路側通信機で同時に使用するための送信期間が複数の第１グループそれぞれに異なるように割り当てられるとともに、前記路路間通信において複数の第２グループ群に分けられ、同一グループ内の路側通信機で同時に使用するための送信期間が複数の第２グループそれぞれに異なるように割り当てられており、
前記第１グループの数をＣＲＶ、
前記第２グループの数をＣＲＲ、
１つの前記無線フレームに含まれる前記路車間通信用の時間スロットの数をＳＲＶ、
１つの前記無線フレームに含まれる前記路路間通信用の時間スロットの数をＳＲＲ、
としたときに、前記ＣＲＶ、及び前記ＣＲＲが下記式（７）を満たしており、
前記路路間通信用の時間スロットを前記複数の第２グループで共用することで下記式（８）を満たす送信を行う送信処理をコンピュータに実行させるコンピュータプログラム。
ＣＲＶ  ＜  ＣＲＲ  ・・・（７）
ＳＲＶ  ＞  ＳＲＲ  ・・・（８）
【請求項８】
無線フレームに配列された複数の時間スロットを用いて送信を行うための送信方法であって、
前記無線フレームには、路側通信機と車載通信機との間で行われる路車間通信で用いられる時間スロット、及び前記複数の路側通信機同士の間で行われる路路間通信で用いられる時間スロットが設けられ、
前記複数の路側通信機は、前記路車間通信において複数の第１グループ群に分けられ、同一グループ内の路側通信機で同時に使用するための送信期間が複数の第１グループそれぞれに異なるように割り当てられるとともに、前記路路間通信において複数の第２グループ群に分けられ、同一グループ内の路側通信機で同時に使用するための送信期間が複数の第２グループそれぞれに異なるように割り当てられており、
前記第１グループの数をＣＲＶ、
前記第２グループの数をＣＲＲ、
１つの前記無線フレームに含まれる前記路車間通信用の時間スロットの数をＳＲＶ、
１つの前記無線フレームに含まれる前記路路間通信用の時間スロットの数をＳＲＲ、
としたときに、前記ＣＲＶ、及び前記ＣＲＲが下記式（９）を満たしており、
前記路路間通信用の時間スロットを前記複数の第２グループで共用することで下記式（１０）を満たす送信を行うことを特徴とする送信方法。
ＣＲＶ  ＜  ＣＲＲ  ・・・（９）
（ＳＲＶ  −  ＣＲＶ）  ＋  ＣＲＲ  ≧  ＳＲＶ  ＋  ＳＲＲ  ・・・（１０）
【請求項９】
無線フレームに配列された複数の時間スロットを用いて送信を行う送信処理をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、
前記無線フレームには、路側通信機と車載通信機との間で行われる路車間通信で用いられる時間スロット、及び前記複数の路側通信機同士の間で行われる路路間通信で用いられる時間スロットが設けられ、
前記複数の路側通信機は、前記路車間通信において複数の第１グループ群に分けられ、同一グループ内の路側通信機で同時に使用するための送信期間が複数の第１グループそれぞれに異なるように割り当てられるとともに、前記路路間通信において複数の第２グループ群に分けられ、同一グループ内の路側通信機で同時に使用するための送信期間が複数の第２グループそれぞれに異なるように割り当てられており、
前記第１グループの数をＣＲＶ、
前記第２グループの数をＣＲＲ、
１つの前記無線フレームに含まれる前記路車間通信用の時間スロットの数をＳＲＶ、
１つの前記無線フレームに含まれる前記路路間通信用の時間スロットの数をＳＲＲ、
としたときに、前記ＣＲＶ、及び前記ＣＲＲが下記式（１１）を満たしており、
前記路路間通信用の時間スロットを前記複数の第２グループで共用することで下記式（１２）を満たす送信を行う送信処理をコンピュータに実行させるコンピュータプログラム。
ＣＲＶ  ＜  ＣＲＲ  ・・・（１１）
（ＳＲＶ  −  ＣＲＶ）  ＋  ＣＲＲ  ≧  ＳＲＶ  ＋  ＳＲＲ  ・・・（１２）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、高度道路交通システム（ＩＴＳ：Intelligent Transport System）の構成要素として好適に用いることができる通信システム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、交通安全の促進や交通事故の防止を目的として、移動体（車両等）が道路に設置されたインフラ装置からの情報を受信し、或いは車両同士で情報交換を行い、これらの情報を活用することで車両走行の安全性を向上させる高度道路交通システムが検討されている（例えば、特許文献１参照）。
かかる高度道路交通システムにおいて用いられる無線通信システムは、主として、インフラ側の無線通信装置である複数の路側通信機と、各車両に搭載される無線通信装置である複数の車載通信機（移動通信機）とによって構成される。
【０００３】
この場合、各通信主体間で行う通信の組み合わせには、路側通信機と車載通信機とが行う路車（又は車路）間通信、及び、車載通信機同士が行う車車間通信のほか、路側通信機同士が行う路路間通信が含まれることになる（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】特許第２８０６８０１号公報
【特許文献２】特開２０１１−１１４６４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記高度道路交通システムにおいては、車車間通信をはじめ、路車間通信や路路間通信及び路歩間通信も含め、これらの各通信の共存を図るに当たって、限られた周波数帯域内で路路間、路車間及び車車間の各通信を行うために、無線リソースを時間領域で分割して路側通信機の送信専用の時間帯である時間スロットを設ける、時分割多重（ＴＤＭＡ：Time Division Multiple Access）によるマルチアクセス方式を採用している。
【０００６】
上記ＴＤＭＡによるマルチアクセス方式において、路側通信機の送信専用の時間スロットは、通常、１つの無線フレーム内で複数配列されている。つまり、１つの無線フレーム内には、異なる時間帯に設定された複数の時間スロットが含まれている。これら複数の時間スロットは、各路側通信機に対して送信リソースとして割り当てられる。
【０００７】
路側通信機は、通常、道路上の交差点等に設置されるが、交差点に設置された路側通信機それぞれの送信可能なエリア（サービスエリア）が互いに重複する場合がある。サービスエリアが重複すると、その重複した部分に存在する車載通信機においては、両路側通信機の送信信号を受信してしまうことになる。つまり、両路側通信機間で干渉が生じる。
このため、少なくとも干渉が生じる位置関係にある路側通信機の間では、異なる時間帯に設定された異なる時間スロットが割り当てられる。これによって、路車間通信における干渉を回避することができる。
【０００８】
このとき、複数の路側通信機は、路車間通信において、路側通信機同士で互いに干渉が生じないことから１以上の時間スロットを共用することができる路側通信機のグループに分けることができる。同一のグループに属する路側通信機が、同一の時間スロット（群）を用いて送信したとしても干渉は生じないので、これらグループ毎に異なる時間スロット（群）が割り当てられることになる。なお、このグループ毎に割り当てられる送信期間を時間チャネルともいう。
前記グループ毎に異なる時間チャネル（時間スロット群）を割り当て、路側通信機それぞれが自機の属するグループに割り当てられている時間チャネルを用いれば、路車間通信においては干渉を回避可能な割り当てができる。
【０００９】
上記では、路車間通信の干渉のみを考慮した場合を示したが、路側通信機が、路車間通信のみを考慮して割り当てられた時間スロットを用いて路路間通信を行うと、電波干渉を生じさせることがある。
路車間通信と、路路間通信との間では通信エリアが異なることがあり、路車間通信においては電波干渉は生じないが、路路間通信においては電波干渉が生じるといったように、両通信において干渉関係が異なる場合があるからである。
【００１０】
そこで、路側通信機が、路路間通信を行う場合、路車間通信、及び路路間通信の両方で干渉が生じないように、両通信の干渉関係を考慮した上で各路側通信機に時間スロットを割り当てることが考えられる。
ここで、路車間通信と、路路間通信の両方を考慮した路側通信機のグループ分けを行い、時間スロットを割り当てるべき時間チャネルの数を特定する。
【００１１】
図１０は、所定エリアに配置された複数の路側通信機それぞれに対して必要な時間チャネルの数と、交差点間隔との関係の一例を示したグラフである。
図中、縦軸は必要な時間チャネルの必要数、横軸は交差点間隔を示している。また、実線は、路車間通信、及び路路間通信の両方の干渉を考慮した場合、破線は、路車間通信のみの干渉を考慮した場合を示している。
【００１２】
図１０に示すように、交差点間隔が広がるにしたがって、路車間通信、及び路路間通信を考慮した場合の方が、路車間通信のみを考慮した場合よりも相対的に時間チャネルの必要数が多くなる傾向がある。
【００１３】
すると、路側通信機よりも多数存在している車載通信機との間の通信である路車間通信に対してより多くの送信時間を与えなければならないところ、上述のように、路車間通信、及び路路間通信の両方の干渉を考慮した割り当てを採用すれば、路路間通信の干渉回避のために増加した時間チャネルに対して時間スロット（送信時間）を割り当てなければならず、時間スロットの多くが無駄に消費されてしまうことになる。
【００１４】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、路路間通信の干渉回避を考慮した時間スロットの割り当てを行ったとしても、時間スロットが無駄に消費されてしまうのを抑制することができる通信システム、及びこれに用いる送信方法、コンピュータプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
［１］上記目的を達成するための本発明は、複数の路側通信機が、無線フレームに配列された複数の時間スロットを用いて送信を行う通信システムであって、前記無線フレームには、前記路側通信機と車載通信機との間で行われる路車間通信で用いられる時間スロット、及び前記複数の路側通信機同士の間で行われる路路間通信で用いられる時間スロットが設けられ、前記複数の路側通信機は、前記路車間通信において複数の第１グループ群に分けられ、同一グループ内の路側通信機で同時に使用するための送信期間が複数の第１グループそれぞれに異なるように割り当てられるとともに、前記路路間通信において複数の第２グループ群に分けられ、同一グループ内の路側通信機で同時に使用するための送信期間が複数の第２グループそれぞれに異なるように割り当てられており、
前記第１グループの数をＣＲＶ、
前記第２グループの数をＣＲＲ、
１つの前記無線フレームに含まれる前記路車間通信用の時間スロットの数をＳＲＶ、
１つの前記無線フレームに含まれる前記路路間通信用の時間スロットの数をＳＲＲ、
としたときに、前記ＣＲＶ、及び前記ＣＲＲが下記式（１）を満たしており、
前記複数の路側通信機は、前記路路間通信用の時間スロットを前記複数の第２グループで共用することで下記式（２）を満たす送信を行う制御部を備えていることを特徴としている。
ＣＲＶ  ＜  ＣＲＲ  ・・・（１）
ＳＲＶ  ＞  ＳＲＲ  ・・・（２）
【００１６】
上記構成の通信システムによれば、第２グループの数ＣＲＲが、第１グループの数ＣＲＶよりも多い場合においても、路路間通信用の時間スロットを第２グループで共用することで、無線フレームに含まれている路路間通信用の時間スロットの数ＳＲＲが、路車間通信用の時間スロットの数ＳＲＶよりも多く設定されることがない。
このため、路車間通信の干渉回避に加え、路路間通信の干渉回避を考慮した時間スロットの割り当てを行うことで、第２グループの数ＣＲＲが、第１グループの数ＣＲＶよりも多くなったとしても、時間スロットが無駄に消費されてしまうのを抑制することができる。
【００１７】
［２］また、本発明は、複数の路側通信機が、無線フレームに配列された複数の時間スロットを用いて送信を行う通信システムであって、前記無線フレームには、前記路側通信機と車載通信機との間で行われる路車間通信で用いられる時間スロット、及び前記複数の路側通信機同士の間で行われる路路間通信で用いられる時間スロットが設けられ、前記複数の路側通信機は、前記路車間通信において複数（ＣＲＶ個）の第１グループ群に分けられ、同一グループ内の路側通信機で同時に使用するための送信期間が複数の第１グループそれぞれに異なるように割り当てられるとともに、前記路路間通信において複数（ＣＲＲ個）の第２グループ群に分けられ、同一グループ内の路側通信機で同時に使用するための送信期間が複数の第２グループそれぞれに異なるように割り当てられており、
前記第１グループの数をＣＲＶ、
前記第２グループの数をＣＲＲ、
１つの前記無線フレームに含まれる前記路車間通信用の時間スロットの数をＳＲＶ、
１つの前記無線フレームに含まれる前記路路間通信用の時間スロットの数をＳＲＲ、
としたときに、前記ＣＲＶ、及び前記ＣＲＲが下記式（３）を満たしており、
前記複数の路側通信機は、前記路路間通信用の時間スロットを前記複数の第２グループで共用することで下記式（４）を満たす送信を行う制御部を備えていることを特徴としている。
ＣＲＶ  ＜  ＣＲＲ  ・・・（３）
（ＳＲＶ  −  ＣＲＶ）  ＋  ＣＲＲ  ≧  ＳＲＶ  ＋  ＳＲＲ  ・・・（４）
【００１８】
なお、上記式（３）の左辺の（ＳＲＶ  −  ＣＲＶ）は、複数の第１グループに割り当てた時間スロットの数と、第１グループの数との差を示す。これは、複数の第１グループの内、２以上の時間スロットが割り当てられている第１グループが存在する場合にプラスの値となる。言い換えると、第１グループが余分に、（ＳＲＶ  −  ＣＲＶ）個の時間スロットが必要であることを示している。
【００１９】
したがって、上記式（３）の左辺は、路車間通信と路路間通信の両方の干渉を考慮した場合に、少なくとも、路車間通信を行うために必要となる時間スロット数を示している。
これに対して、右辺は路車間通信のみの干渉を考慮した場合に、路車間通信を行うために必要となる時間スロット数（ＳＲＶ）と路路間通信を行うために必要となる時間スロット数（ＳＲＲ）の合計値を示している。
【００２０】
つまり上記式（４）は、路車間通信のみの干渉を考慮した場合に必要となる路車間通信用の時間スロット数（ＳＲＶ）と路路間通信用の時間スロット数（ＳＲＲ）の合計値が、路車間通信と路路間通信の両方の干渉を考慮して少なくとも路車間通信を行う場合に必要な時間スロット数（式（４）の左辺）以下となることを示している。
上記式（４）を満たすように、路車間通信の干渉のみを考慮した環境下で前期路路間通信用の時間スロットを共用することで、路車間通信と路路間通信の両方の干渉を考慮した環境下で路車間通信と路路間通信の両方を行う場合に比べて、総時間スロット数を同じ、あるいは、それ未満に削減することができる。
この結果、路車間通信と路路間通信の両方の干渉を考慮して時間スロットを割り当てた場合よりも、時間スロットが無駄に消費されてしまうのを抑制することができる。
【００２１】
［３］前記制御部は、隣接配置されている所定数の無線フレームそれぞれに含まれる前記路路間通信用の時間スロットに対して、前記複数の第２グループの送信期間を割り当てるものであり、前記複数の第２グループの送信期間は、それぞれ前記所定数の無線フレームそれぞれに分散して割り当てられることが好ましい。
この場合、隣接配置されている所定数の無線フレームそれぞれに亘って、複数の第２グループに送信期間を割り当てることができる。互いに隣接する無線フレームそれぞれに含まれている路路間通信用の時間スロット同士は、無線フレーム内での位置が同じであるとしても、無線フレームとしての送信タイミングが異なるので各第２グループに割り当てることができる。このため、より多数の第２グループに対して送信期間を割り当てることができる。
【００２２】
［４］また、前記制御部は、無線フレームに含まれる前記路路間通信用の時間スロットを分割して用いることで、前記複数の第２グループそれぞれに対して送信期間を割り当てることもできる。
【００２３】
［５］路路間通信における送信データは、路側通信機よりも多く存在している車載通信機との間で通信する路車間通信における送信データよりも少ないと考えられる。
このため、前記路車間通信による送信データを、前記無線フレームごとに送信する必要がある、高い送信頻度を必要としているデータとし、前記路路間通信による送信データを、前記路車間通信による送信データよりも送信頻度が低いデータとして送信することができる。
【００２４】
［６］また、本発明は、無線フレームに配列された複数の時間スロットを用いて送信を行うための送信方法であって、前記無線フレームには、路側通信機と車載通信機との間で行われる路車間通信で用いられる時間スロット、及び前記複数の路側通信機同士の間で行われる路路間通信で用いられる時間スロットが設けられ、前記複数の路側通信機は、前記路車間通信において複数の第１グループ群に分けられ、同一グループ内の路側通信機で同時に使用するための送信期間が複数の第１グループそれぞれに異なるように割り当てられるとともに、前記路路間通信において複数の第２グループ群に分けられ、同一グループ内の路側通信機で同時に使用するための送信期間が複数の第２グループそれぞれに異なるように割り当てられており、
前記第１グループの数をＣＲＶ、
前記第２グループの数をＣＲＲ、
１つの前記無線フレームに含まれる前記路車間通信用の時間スロットの数をＳＲＶ、
１つの前記無線フレームに含まれる前記路路間通信用の時間スロットの数をＳＲＲ、
としたときに、前記ＣＲＶ、及び前記ＣＲＲが下記式（５）を満たしており、
前記路路間通信用の時間スロットを前記複数の第２グループで共用することで下記式（６）を満たす送信を行うことを特徴としている。
ＣＲＶ  ＜  ＣＲＲ  ・・・（５）
ＳＲＶ  ＞  ＳＲＲ  ・・・（６）
【００２５】
［７］また、本発明は、無線フレームに配列された複数の時間スロットを用いて送信を行う送信処理をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、前記無線フレームには、路側通信機と車載通信機との間で行われる路車間通信で用いられる時間スロット、及び前記複数の路側通信機同士の間で行われる路路間通信で用いられる時間スロットが設けられ、前記複数の路側通信機は、前記路車間通信において複数の第１グループ群に分けられ、同一グループ内の路側通信機で同時に使用するための送信期間が複数の第１グループそれぞれに異なるように割り当てられるとともに、前記路路間通信において複数の第２グループ群に分けられ、同一グループ内の路側通信機で同時に使用するための送信期間が複数の第２グループそれぞれに異なるように割り当てられており、
前記第１グループの数をＣＲＶ、
前記第２グループの数をＣＲＲ、
１つの前記無線フレームに含まれる前記路車間通信用の時間スロットの数をＳＲＶ、
１つの前記無線フレームに含まれる前記路路間通信用の時間スロットの数をＳＲＲ、
としたときに、前記ＣＲＶ、及び前記ＣＲＲが下記式（７）を満たしており、
前記路路間通信用の時間スロットを前記複数の第２グループで共用することで下記式（８）を満たす送信を行う送信処理をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムである。
ＣＲＶ  ＜  ＣＲＲ  ・・・（７）
ＳＲＶ  ＞  ＳＲＲ  ・・・（８）
【００２６】
［８］本発明は、無線フレームに配列された複数の時間スロットを用いて送信を行うための送信方法であって、前記無線フレームには、路側通信機と車載通信機との間で行われる路車間通信で用いられる時間スロット、及び前記複数の路側通信機同士の間で行われる路路間通信で用いられる時間スロットが設けられ、前記複数の路側通信機は、前記路車間通信において複数の第１グループ群に分けられ、同一グループ内の路側通信機で同時に使用するための送信期間が複数の第１グループそれぞれに異なるように割り当てられるとともに、前記路路間通信において複数の第２グループ群に分けられ、同一グループ内の路側通信機で同時に使用するための送信期間が複数の第２グループそれぞれに異なるように割り当てられており、
前記第１グループの数をＣＲＶ、
前記第２グループの数をＣＲＲ、
１つの前記無線フレームに含まれる前記路車間通信用の時間スロットの数をＳＲＶ、
１つの前記無線フレームに含まれる前記路路間通信用の時間スロットの数をＳＲＲ、
としたときに、前記ＣＲＶ、及び前記ＣＲＲが下記式（９）を満たしており、
前記路路間通信用の時間スロットを前記複数の第２グループで共用することで下記式（１０）を満たす送信を行うことを特徴としている。
ＣＲＶ  ＜  ＣＲＲ  ・・・（９）
（ＳＲＶ  −  ＣＲＶ）  ＋  ＣＲＲ  ≧  ＳＲＶ  ＋  ＳＲＲ  ・・・（１０）
【００２７】
［９］また、本発明は、無線フレームに配列された複数の時間スロットを用いて送信を行う送信処理をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、前記無線フレームには、路側通信機と車載通信機との間で行われる路車間通信で用いられる時間スロット、及び前記複数の路側通信機同士の間で行われる路路間通信で用いられる時間スロットが設けられ、前記複数の路側通信機は、前記路車間通信において複数の第１グループ群に分けられ、同一グループ内の路側通信機で同時に使用するための送信期間が複数の第１グループそれぞれに異なるように割り当てられるとともに、前記路路間通信において複数の第２グループ群に分けられ、同一グループ内の路側通信機で同時に使用するための送信期間が複数の第２グループそれぞれに異なるように割り当てられており、
前記第１グループの数をＣＲＶ、
前記第２グループの数をＣＲＲ、
１つの前記無線フレームに含まれる前記路車間通信用の時間スロットの数をＳＲＶ、
１つの前記無線フレームに含まれる前記路路間通信用の時間スロットの数をＳＲＲ、
としたときに、前記ＣＲＶ、及び前記ＣＲＲが下記式（１１）を満たしており、
前記路路間通信用の時間スロットを前記複数の第２グループで共用することで下記式（１２）を満たす送信を行う送信処理をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムである。
ＣＲＶ  ＜  ＣＲＲ  ・・・（１１）
（ＳＲＶ  −  ＣＲＶ）  ＋  ＣＲＲ  ≧  ＳＲＶ  ＋  ＳＲＲ  ・・・（１２）
【００２８】
上記［６］、［７］、［８］、及び［９］によれば、路車間通信の干渉回避に加え、路路間通信の干渉回避を考慮した時間スロットの割り当てを行ったとしても、時間スロットが無駄に消費されてしまうのを抑制することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、路車間通信の干渉回避に加えて、路路間通信の干渉回避を考慮した時間スロットの割り当てを行ったとしても、時間スロットが無駄に消費されてしまうのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】高度道路交通システムの実施の一形態を示す概略斜視図である。
【図２】路側通信機の構成図である。
【図３】（ａ）はフレームを示し、（ｂ）はフレーム中のスロットの構造（一部）と割り当て方を示す図である。
【図４】各交差点の時間チャネルの割り当てを示す図である。
【図５】路側通信機の配置モデルの一例を示す図である。
【図６】本実施形態の通信システムにて用いられる無線フレームの全体構成の一例を示す図である。
【図７】第１無線フレームに含まれる路路間通信専用のスロットと、第２無線フレームに含まれる路路間通信専用のスロットとの関係を示す図である。
【図８】「一般社団法人電波産業会、”７００ＭＨｚ帯高度道路交通システム  ＡＲＩＢ−ＳＴＤ Ｔ１０９ １．０版“」に記載される送信パケットのＩＶＣ−ＲＶＣ層の拡張領域を示す図である。
【図９】重要交差点が無い場合の無線フレームの一例を示す図である。
【図１０】所定エリアに配置された複数の路側通信機それぞれに対して、電波干渉が生じないように時間チャネルを割り当てたときに必要となる時間チャネルの最小の数と、交差点間隔との関係の一例を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。
〔システムの全体構成〕
図１は、本発明の一実施形態に係る高度道路交通システム（ＩＴＳ）の全体構成を示す概略斜視図である。なお、本実施形態では、道路構造の一例として、南北方向と東西方向の複数の道路が互いに交差した碁盤目構造を想定している。
図１に示すように、本実施形態の高度道路交通システムは、交通信号機１、路側通信機（無線機）２、車載通信機（無線機）３（図２参照）、中央装置４、車載通信機３を搭載した車両５、及び、車両感知器や監視カメラ等よりなる路側センサ６を含む。
【００３２】
交通信号機１と路側通信機２は、複数の交差点Ａ１〜Ａ５，Ｂ１〜Ｂ５、Ｃ１〜Ｃ５，Ｄ１〜Ｄ５のそれぞれに設置されており、電話回線等の有線通信回線７を介してルータ８に接続されている。このルータ８は交通管制センター内の中央装置４に接続されている。
中央装置４は、自身が管轄するエリアの交通信号機１及び路側通信機２とＬＡＮ（Local Area Network）を構成している。なお、中央装置４は、交通管制センターではなく道路上に設置してもよい。
【００３３】
路側センサ６は、各交差点に流入する車両台数をカウントする等の目的で、管轄エリア内の道路の各所に設置されている。この路側センサ６は、直下を通行する車両５を超音波感知する車両感知器、或いは、道路の交通状況を時系列に撮影する監視カメラ等よりなり、感知情報や画像データは通信回線７を介して中央装置４に送信される。
なお、図１では、図示を簡略化するために、各交差点に信号灯器が１つだけ描写されているが、実際の各交差点には、互いに交差する道路の上り下り用として少なくとも４つの信号灯器が設置されている。
【００３４】
高度道路交通システムにおいて、無線通信システムを構成する、複数の交差点それぞれに設置された複数の路側通信機（無線機）２は、その周囲を走行する車両の車載通信機３との間で無線通信（路車間通信）が可能である。
また、各路側通信機２は、自己の送信波が到達する所定範囲内に位置する他の路側通信機２とも無線通信（路路間通信）が可能である。
また、同じく無線通信システムを構成する車載通信機（無線機）３は、路側通信機２との間で無線通信を行うとともに、キャリアセンス方式で他の車載通信機３と無線通信（車車間通信）が可能である。
【００３５】
図２に示すように、路側通信機２は、無線通信のためのアンテナ２０が接続された無線通信部（送受信部）２１と、有線通信回線７を介して中央装置４と通信するための有線通信部２２と、通信制御処理を行う通信処理装置２５とを備えている。
通信処理装置２５は、制御部２３と、必要な情報を記憶する記憶部２４と、を備えている。制御部２３は、無線通信及び有線通信の通信制御処理を行う。記憶部２４は、無線通信及び優先通信のために必要な情報を記憶する。
【００３６】
通信処理装置２５は、その機能の一部又は全部が、ハードウェア回路によって構成されていてもよいし、その機能の一部又は全部が、コンピュータプログラムによって実現されていてもよい。通信処理装置２５の機能の一部又は全部がコンピュータプログラムによって実現される場合、通信処理装置２５（制御部２３）は、コンピュータを含み、コンピュータによって実行されるコンピュータプログラムは、記憶部２４に記憶される。
【００３７】
〔無線通信の方式等〕
図３（ａ）は、無線通信システムにおいて用いられる無線フレームを示している。この無線フレームは、その時間軸方向の長さ（フレーム長）が１００ミリ秒に設定されている。つまり、１秒間に１０フレームが発生する。
フレームは、例えば、路側通信機２が有するＧＰＳ受信機（図示省略）によって受信したＧＰＳ信号に含まれる１ＰＰＳ（１秒周期の信号）に基づいて生成される。
【００３８】
図３（ｂ）は、一つの無線フレーム内部の構造（一部）を示している。図３（ｂ）に示すように、一つの無線フレームは、第１スロットＳＬ１と、第２スロットＳＬ２とを含んで構成されている。
第１スロットＳＬ１（時間スロット）は、路側通信機２に割り当てられる当該路側通信機２の送信用のタイムスロット（路車間通信期間）であり、この時間帯においては、路側通信機２による無線送信が許容される。
一方、第２スロットＳＬ２は、車載通信機３用のタイムスロット（車用通信期間）であり、この時間帯は車載通信機３による無線送信用として開放するため、路側通信機２は第２スロットＳＬ２では無線送信を行わない。
【００３９】
無線フレームに含まれている第１スロットＳＬ１と、第２スロットＳＬ２とは、時間軸方向に交互に配置されている。
第１スロットＳＬ１には、それぞれスロット番号ｉが付されている。
【００４０】
路側通信機２には、無線フレームに含まれる複数の第１スロットＳＬ１（例えば、１６個の第１スロット）の内の一つ又は複数の第１スロットＳＬ１が割り当てられる。路側通信機２はスロット番号ｉによっていずれの第１スロットＳＬ１が自機に割り当てられるかを認識する。
一つの路側通信機２に対して、無線フレームに含まれる複数の第１スロットＳＬ１の内の一つのスロットを割り当てる場合、例えば、無線フレームに含まれるｉ＝１の第１スロットＳＬ１には、交差点Ａ２，Ｂ５，Ｃ３，Ｄ１の路側通信機２に割り当てられ、ｉ＝２の第１スロットＳＬ１には、交差点Ａ３，Ｂ１，Ｃ４，Ｄ２の路側通信機２に割り当てられ、ｉ＝３の第１スロットＳＬ１には、交差点Ａ４，Ｂ２，Ｃ５，Ｄ３の路側通信機２に割り当てられ、ｉ＝４の第１スロットＳＬ１には、交差点Ａ５，Ｂ３，Ｃ１，Ｄ４の路側通信機２に割り当てられ、ｉ＝５の第１スロットＳＬ１には、交差点Ａ１，Ｂ４，Ｃ２，Ｄ５の路側通信機２に割り当てられる。
【００４１】
複数の路側通信機２は、路車間通信において、路側通信機２同士で互いに干渉が生じないことから同じスロット（送信期間）を同時に使用することができる路側通信機２のグループに分けることができる。図３（ｂ）では、交差点Ａ２，Ｂ５，Ｃ３，Ｄ１の路側通信機２、交差点Ａ３，Ｂ１，Ｃ４，Ｄ２の路側通信機２、交差点Ａ４，Ｂ２，Ｃ５，Ｄ３の路側通信機２、交差点Ａ５，Ｂ３，Ｃ１，Ｄ４の路側通信機２、及び交差点Ａ１，Ｂ４，Ｃ２，Ｄ５の路側通信機２の５つのグループに分けられる。
同一のグループに属する路側通信機２が、同一の送信期間を用いて送信したとしても、干渉は生じないので、これらグループ毎に異なる送信期間を割り当てることで干渉が防止される。
【００４２】
なお、このグループそれぞれに異なるように割り当てられる送信期間を時間チャネルともいう。この時間チャネルの数は、同一の送信期間を試用することができる路側通信機２のグループの数と同じである。
図３（ｂ）では、各時間チャネル（時間チャネル番号Ｃｈ１〜Ｃｈ５）それぞれに、異なる第１スロットＳＬ１（ｉ＝１〜５）が割り当てられている。
【００４３】
図４は、図１に示す複数の路側通信機２に対する、図３に従った時間チャネルの割り当て方を示している。図４において、各交差点の丸内の数字は、時間チャネル番号を示している。各路側通信機２は、自機２に割り当てられた時間チャネル番号の第１スロットＳＬ１において、路車間通信を行う。
【００４４】
隣接する交差点の路側通信機２に対して同一の第１スロットＳＬ１が割り当てられていると、隣接する交差点間にいる車両５は、双方の路側通信機２からの路車間通信の電波を受け、干渉が生じる。しかし、図３のように、同一の第１スロットＳＬ１を分散させて割り当てることで、各路側通信機２による路車間通信の際の干渉を防止できる。
【００４５】
〔時間チャネル数の検討〕
図４のようなスロット割り当ては、路車間通信だけを考慮すると、適切であるが、路路間通信も考慮すると適切でなくなり、路路間通信では、電波干渉が起こるおそれがある。
つまり、路車間通信だけを考慮して割り当てたスロットを、路路間通信においても使用しようとすると、電波干渉が生じるおそれがある。
【００４６】
例えば、図４の交差点Ｃ２の路側通信機２と交差点Ｄ５の路側通信機２には、ともに時間チャネル番号Ｃｈ５の第１スロットＳＬ１が割り当てられている。そして、交差点Ｃ２とＤ５との間は、道路以外の部分の建物を考慮すれば、直接、電波が届きにくい状態である。したがって、交差点Ｃ２付近の車両（交差点Ｃ２の路側通信機２のサービスエリア内の車両）は、同じタイミングで路車間通信のための電波を発信する交差点Ｄ５の路側通信機２からの干渉をほとんど受けることなく、交差点Ｃ２の路側通信機２の路車間通信データを受信することができる。
【００４７】
交差点Ｃ２の路側通信機２と交差点Ｄ５の路側通信機２とが同じタイミングで路路間通信を行った場合、交差点Ｄ５の路側通信機２が交差点Ｃ５の路側通信機２に対して路路間通信データを送信すると、交差点Ｃ２の路側通信機２が送信した路路間通信または路車間通信データが干渉波となって交差点Ｃ５にも直接到達することがある。
このため、交差点Ｃ５の路側通信機２は、交差点Ｄ５の路側通信機２からの路路間通信のダウンリンクデータを正しく受信できない可能性がある。
【００４８】
このように、路車間通信と路路間通信とでは、通信エリアが異なるため、路車間通信だけを考慮して割り当てた時間チャネルを、路路間通信でも使用すると、路路間通信においては、電波干渉が生じるおそれがある。
そこで、上記のように、路側通信機２が、路車間通信及び路路間通信の両方を同じ時間チャネルを用いて行う場合、路車間通信、及び路路間通信の両方で生じる干渉を回避することができるように、両方の干渉関係を考慮して各路側通信機２に時間チャネルを割り当てることが考えられる。
【００４９】
しかし、両方の干渉関係を考慮して各路側通信機２に時間チャネルを割り当てた場合、図１０にて示したように、交差点間隔が広がるにしたがって、路車間通信、及び路路間通信を考慮した場合の方が、路車間通信のみを考慮した場合よりも相対的にスロットの必要数が多くなる傾向がある。
図１０において、路車間通信のみを考慮した場合でかつ交差点間隔が３００ｍの場合では、５個の時間チャネルで干渉を回避した割り当てが可能である道路構造において、路車間通信と路路間通信とを考慮した場合では、９個の時間チャネルが必要となる。つまり、路路間通信と路車間通信とを考慮した場合、単純に１つの時間チャネルに１つの第１スロットＳＬ１を割り当てたとすると、路車間通信のみを考慮した場合に比べて、およそ２倍程度の第１スロットＳＬ１が必要となることがある。
【００５０】
この結果、本来、路側通信機２よりも多数存在している車載通信機との間の通信である路車間通信に対してより多くの第１スロットＳＬ１を与えなければならないところ、上述のように、路車間通信、及び路路間通信の両方の干渉を考慮した割り当てを採用すれば、路路間通信の干渉回避のために増加した時間チャネルに対して多くの第１スロットＳＬ１を割り当てなければならず、第１スロットＳＬ１の多くが無駄に消費されてしまうことになる。
【００５１】
これに対して、本実施形態では、後述する路路間通信用の第１スロットＳＬ１を設けることで、路路間通信の干渉回避を考慮した第１スロットＳＬ１の割り当てを行ったとしても、第１スロットＳＬ１が無駄に消費されてしまうのを抑制する。
【００５２】
〔路側通信機２の送信制御について〕
路側通信機２の通信制御装置２５は、自機２に割り当てられた第１スロットＳＬ１において、車両５（車載通信機３）に対して路車間通信データを無線通信部２１から無線送信させる制御を行う。
つまり、各路側通信機２の通信制御装置２５は、無線フレームに配列された複数の第１スロットＳＬ１を用いた送信を行うように制御する。
【００５３】
例えば、図５に示すような路側通信機２の配置モデルを考える。図５中、各道路が互いに交差している交差点には、配置エリアがひし形となるように路側通信機２が１３機配置されている。
このエリアの中央に位置する交差点は、幹線道路が交わるような交差点で交通量が最も多い等、交通流の改善や事故防止に対して大きく影響を及ぼす重要交差点である。重要交差点に配置されている路側通信機２に対しては、他の交差点に配置された路側通信機２よりも通信リソースを多く与えるために、他の交差点に配置される路側通信機２には１個の第１スロットＳＬ１が割り当てられるのに対して、重要交差点に配置される路側通信機２には、２個の第１スロットＳＬ１が割り当てられている。
【００５４】
図５に示す配置モデルの路車間通信において、複数（１３機）の路側通信機２を、同時に使用可能な送信期間を割り当て可能な路側通信機２でグループ分けを行い、複数のグループ（第１グループ）群に分けたとき、これら第１グループの数（＝ＣＲＶ）、つまり、必要な時間チャネルの数が５であるとする。
この場合、５つの互いに異なる送信期間を用意して各グループに割り当てれば、路車間通信における干渉を回避できる。
【００５５】
また、前記配置モデルの路路間通信において、複数（１３機）の路側通信機２を、同時に使用可能な送信期間を割り当て可能な路側通信機２でグループ分けを行い、複数のグループ（第２グループ）群に分けたとき、これら第２グループの数（＝ＣＲＲ）、つまり、必要な時間チャネルの数が９であるとする。
この場合、９つの異なる送信期間を用意して各グループに割り当てれば、路路間通信における干渉を回避できる。
【００５６】
図６は、本実施形態の通信システムにて用いられる無線フレームの全体構成の一例を示す図である。本実施形態の通信システムの無線フレームは、路側通信機２に関する規定である「一般社団法人電波産業会、”７００ＭＨｚ帯高度道路交通システム  ＡＲＩＢ−ＳＴＤ Ｔ１０９ １．０版“」に従って、１６個の第１スロットＳＬ１が配列されている。
【００５７】
図６中、上段の第１無線フレームは、例えば、図３に示すように１秒間に発生する１０個の無線フレーム（フレーム番号：０〜９）の内、偶数番号のフレーム（偶数フレーム）であり、第２無線フレームは、１秒間に発生する１０個の無線フレーム（フレーム番号：０〜９）の内、奇数番号のフレーム（奇数フレーム）である。従って、第１無線フレームと第２無線フレームとは、交互に周期的に発生する。
第１無線フレームにおける各路側通信機２に対する第１スロットＳＬ１の割り当てと、第２無線フレームにおける各路側通信機２に対する第１スロットＳＬ１の割り当てとは、後述する路路間通信用の第１スロットＳＬ１を除いて共通している。
図６に示す無線フレームは、図５にて示した配置モデルに適用される場合を示している。
【００５８】
図６中、無線フレームには、路車間通信用の第１スロットＳＬ１（群）と、路路間通信用の第１スロットＳＬ１（群）とが設けられている。この無線フレームでは、路車間通信用として、第１スロットＳＬ１を６個（＝ＳＲＶ）使用しており、路路間通信用として、第１スロットＳＬ１を３個（＝ＳＲＲ）使用している。残りの７個の第１スロットＳＬ１は未使用である。
【００５９】
図５に示すモデルにおいては、上述したように、路車間通信における必要な時間チャネルの数は５個である。従って、これら時間チャネルに対して１つの第１スロットＳＬ１を割り当てる場合、路車間通信用の第１スロットＳＬ１群としては、最低５個の第１スロットＳＬ１を含んでいればよい。
【００６０】
図５に示すモデルにおいては、複数の路側通信機２の内、重要交差点に設置されている路側通信機２が存在している。重要交差点に配置されている路側通信機２に対しては、２個の第１スロットＳＬ１が割り当てられ、他の路側通信機２に対しては１個の第１スロットＳＬ１が割り当てられる。よって、本実施形態では、路車間通信用の第１スロットＳＬ１群は、上記最低数の５個に、重要交差点に配置された路側通信機２用に１個を加えた合計６個で構成されている。
【００６１】
路車間通信用の第１スロットＳＬ１群は、図６に示すように、スロット番号ｉ＝０，１の２つの第１スロットＳＬ１が重要交差点の路側通信機に割り当てられている。
このスロット番号ｉ＝０，１の２つの第１スロットＳＬ１には、路車間通信における時間チャネルＣｈＲＶ１が割り当てられており、順次、路車間通信用の第１スロットＳＬ１（スロット番号ｉ＝２〜５）それぞれには、路車間通信における時間チャネルＣｈＲＶ２〜５が割り当てられている。
【００６２】
このように路車間通信の各時間チャネルＣｈＲＶ１〜５には、送信期間が割り当てられている。言い換えると、路車間通信においてグループ分けされた複数（５個）の第１グループそれぞれに、送信期間が割り当てられている。
【００６３】
路車間通信用の各スロットには、各路側通信機２が生成する路車間通信データが配置される。
路車間通信データには、静的情報と動的情報とが存在する。
静的情報は、道路構造などを表す道路線形情報又は交通規制の内容・期間などを示す規制情報などの、短時間では情報内容が変化しない情報をいう。
動的情報は、交通信号機の情報を示す信号情報又は路側センサ６によって検知を示すセンサ情報などの、時々刻々と情報内容が変化し得る情報をいう。つまり、動的情報は、時間の経過とともに情報内容が変動する頻度が静的情報よりも高い情報である。
【００６４】
重要交差点に設置されている路側通信機２は、静的情報と、動的情報とを、割り当てられている２つの第１スロットＳＬ１それぞれに割り当て、両情報を１つの第１スロットＳＬ１ごとに送信する。
重要交差点に設置されている路側通信機２以外の他の路側通信機２は、割り当てられている１つの第１スロットＳＬ１を用いて、静的情報と動的情報の両方を送信する。
【００６５】
一方、路路間通信用の第１スロットＳＬ１群は、３個の第１スロットＳＬ１（スロット番号ｉ＝６，７，８）を含んで構成されている。
図５に示すモデルにおいては、上述したように、路路間通信における必要な時間チャネルの数は９個である。従って、これら時間チャネルに対して１つの第１スロットＳＬ１を割り当てる場合、路路間通信用の第１スロットＳＬ１群としては、最低９個の第１スロットＳＬ１を含んでいればよい。
【００６６】
本実施形態では、一つの無線フレームに路路間通信用の第１スロットＳＬ１は、３つ存在している。よって、各時間チャネルに対して１つの第１スロットＳＬ１を割り当てることはできない。
そこで、本実施形態では、路路間通信用の第１スロットＳＬ１を各時間チャネル（複数の第２グループ）で共用するように構成されている。
本実施形態では、路路間通信用のスロットを構成する３個の第１スロットＳＬ１の内、２つの第１スロットＳＬ１（スロット番号ｉ＝７，８）を、それぞれ分割することで２つのサブスロットＳＳを設けている。これら第１スロットＳＬ１及びサブスロットＳＳを送信期間として時間チャネルに割り当てれば、１つの無線フレームにおいて、時間チャネルに対して割り当て可能な送信期間を５個確保することができる。
【００６７】
また、第１無線フレームに含まれる路路間通信用の第１スロットＳＬ１と、第２無線フレームに含まれる路路間通信用の第１スロットＳＬ１とを用いて、上記９個の路路間通信の時間チャネルそれぞれに対して送信期間を割り当てるように設定する。
そしてこの場合、路路間通信の時間チャネルの送信期間は、第１及び第２無線フレームそれぞれに分散して割り当てられる。
つまり、隣接配置されている２つの両無線フレームそれぞれに含まれる６つの路路間通信用の第１スロットＳＬ１を一単位として、その単位ごとに９個の路路間通信の時間チャネルの送信期間を割り当てる。
これにより、隣接配置されている２つの無線フレームそれぞれに亘って、路路間通信の時間チャネルの送信期間を割り当てる。
【００６８】
このように設定することで、第１及び第２無線フレームそれぞれで５個ずつの送信期間を含んでいるので、路路間通信の時間チャネルに対して割り当て可能な送信期間を、合計１０個確保することができる。
このように本実施形態では、路路間通信用の第１スロットＳＬ１を共用することによって、路路間通信の時間チャネル数分の送信期間を確保している。
【００６９】
図６では、第１無線フレームのスロット番号ｉ＝６の第１スロットＳＬ１に路路間通信における時間チャネルＣｈＲＲ１が割り当てられている。第１無線フレームのスロット番号ｉ＝７，８の第１スロットＳＬ１それぞれに含まれるサブスロットＳＳには、路路間通信における時間チャネルＣｈＲＲ２〜５が割り当てられている。
また、第２無線フレームのスロット番号ｉ＝６の第１スロットＳＬ１に路路間通信における時間チャネルＣｈＲＲ６が割り当てられている。第２無線フレームのスロット番号ｉ＝７，８の第１スロットＳＬ１それぞれに含まれるサブスロットＳＳには、路路間通信における時間チャネルＣｈＲＲ７〜９が割り当てられている。第２無線フレームのスロット番号ｉ＝８の第１スロットＳＬ１に含まれる２つのサブスロットＳＳの内の１つは、時間チャネルが割り当てられていない。
【００７０】
このように路路間通信の各時間チャネルＣｈＲＲ１〜９には、送信期間が割り当てられている。言い換えると、路路間通信においてグループ分けされた複数（９個）の第２グループそれぞれに、送信期間が割り当てられている。
【００７１】
以上のようにして、路車間通信における５個の時間チャネル（複数の第１グループ）、及び路路間通信における９個の時間チャネル（複数の第２グループ）それぞれには、送信期間が割り当てられる。
【００７２】
図７は、第１無線フレームに含まれる路路間通信用の第１スロットＳＬ１と、第２無線フレームに含まれる路路間通信用の第１スロットＳＬ１との関係を示す図である。図中（ａ）は、第１無線フレームに含まれる路路間通信用の第１スロットＳＬ１（例えば、スロット番号ｉ＝６の第１スロットＳＬ１）を示し、図中（ｂ）は、第２無線フレームに含まれる路路間通信用の第１スロットＳＬ１（例えば、スロット番号ｉ＝６の第１スロットＳＬ１）を示している。
【００７３】
１つの無線フレームの長さは、１００ｍｓであるので、第１無線フレームと第２無線フレームとは、１００ｍｓ周期で切り替わる。
よって図に示すように、両無線フレームに含まれる路路間通信用の第１スロットＳＬ１は、２００ｍｓの送信周期で現れる。第１無線フレームの第１スロットＳＬ１と第２無線フレームの第１スロットＳＬ１とは、１００ｍｓだけシフトしており、それぞれ互いに異なる送信タイミングとなっている。
【００７４】
従って、各路側通信機２は、確実に２００ｍｓごとに路路間通信の送信機会を得ることができるので、各路側通信機２が必要なときに路路間通信を確実に行うことができる。
【００７５】
各路側通信機２は、１ＰＰＳを利用して、フレーム番号を特定し、各路側通信機２に割り当てられている路路間通信用の第１スロットＳＬ１のタイミングで路路間通信データの送信を行う。
【００７６】
なお、図７では、各路側通信機２は、１ＰＰＳを利用したＧＰＳ同期によって互いに同期し、第１無線フレーム及び第２無線フレームを特定し、路路間通信用の第１スロットＳＬ１を特定する場合を示したが、各路側通信機２同士の路路間通信によって同期を行う、いわゆるエア同期によって互いに同期する場合においても、第１無線フレーム及び第２無線フレームを特定することができる。
この場合、特定のフレーム番号が付された無線フレームのタイミング等を、各路側通信機２間で共有する必要があるため、例えば、無線フレームのタイミングを認識している路側通信機２は、送信パケットのヘッダ等に、現在の無線フレームのフレーム番号を格納して他の路側通信機２に通知するように構成することができる。
図８は、「一般社団法人電波産業会、”７００ＭＨｚ帯高度道路交通システム  ＡＲＩＢ−ＳＴＤ Ｔ１０９ １．０版“」に記載される送信パケットのＩＶＣ−ＲＶＣ層の拡張領域を示す図である。図に示すように、ＩＶＣ−ＲＶＣ層の拡張領域に、上述の無線フレームのフレーム番号を格納して他の路側通信機２に、フレーム番号のタイミングを通知することができる。
また、ＧＰＳ同期やエア同期に限らず、電波時計を利用して同期を行ってもよいし、無線フレームのフレーム番号を特定可能な同期信号を中央装置４から送信してもよい。
【００７７】
このように、本システムでは、各路側通信機２に割り当てられている路路間通信用の第１スロットＳＬ１は、それぞれ互いに異なる送信タイミングの第１無線フレーム及び第２無線フレームに含まれるように設定されている。
【００７８】
ここで、本実施形態の場合、各路側通信機２による路路間通信の送信のタイミングが、２００ｍｓごとになるため、路車間通信に対して割り当てられる通信リソースよりも少なくなる場合がある。
【００７９】
この点、路車間通信は、路側通信機２よりも多数存在している車載通信機３との間で通信が行われるため、一般に路路間通信よりも多くの通信リソースを要する。
本発明者は、本システムに関して、実験を行い、路車間通信及び路路間通信において、実際に必要となる単位時間当たりの送信データ量を見積もり、両者を比較した。
その結果、路路間通信において必要となる単位時間当たりの送信データ量は、路車間通信と比較して、概ね半分程度確保されていれば十分であることを確認している。
【００８０】
本実施形態では、上記比較結果に基づいて、路路間通信に必要な通信リソースが確保されるように、所定の個数（本実施形態では３個）の第１スロットＳＬ１を含んだ路路間通信用の第１スロットＳＬ１群を設けている。
従って、路路間通信に割り当てられる通信リソースが、路車間通信に割り当てられる通信リソースよりも少なく設定されているとしても許容される。
【００８１】
〔効果について〕
本実施形態では、無線フレームには、路車間通信用の第１スロットＳＬ１（路車間通信用の時間スロット）、及び路路間通信用の第１スロットＳＬ１（路路間通信用の時間スロット）が設けられている。
また、第１グループの数をＣＲＶ（＝路車間通信における時間チャネルの数）、第２グループの数をＣＲＲ（＝路路間通信における時間チャネルの数）、１つの無線フレームに含まれている路車間通信用の第１スロットＳＬ１の数をＳＲＶ、１つの無線フレームに含まれている路路間通信用の第１スロットＳＬ１の数をＳＲＲとしたとき、これら各数値は、以下の通りである。
【００８２】
ＣＲＶ  ＝  ５
ＣＲＲ  ＝  ９
ＳＲＶ  ＝  ６
ＳＲＲ  ＝  ３
【００８３】
上記各数値は、下記式（２１），（２２）を満たしている。
ＣＲＶ  ＜  ＣＲＲ  ・・・（２１）
ＳＲＶ  ＞  ＳＲＲ  ・・・（２２）
【００８４】
上記構成の通信システムによれば、各路側通信機２が、路路間通信用の第１スロットＳＬ１を複数の第２グループで共用することで上記式（２２）を満たす送信を行う通信制御装置２５を備えている。
このため、第２グループの数ＣＲＲが第１グループの数ＣＲＶよりも多い場合においても、路路間通信用の第１スロットＳＬ１を第２グループで共用することで、無線フレームに含まれている路路間通信用の第１スロットＳＬ１は、路車間通信用の第１スロットＳＬ１よりも多く設定されることがない。このため、路車間通信の干渉回避に加え、路路間通信の干渉回避を考慮したスロットの割り当てを行ったとしても、第１スロットＳＬ１が無駄に消費されてしまうのを抑制することができる。
【００８５】
さらに、上記各数値は、下記式（２３）を満たしている。
（ＳＲＶ  −  ＣＲＶ）  ＋  ＣＲＲ  ≧  ＳＲＶ  ＋  ＳＲＲ  ・・（２３）
【００８６】
上記式（２３）の左辺の（ＳＲＶ  −  ＣＲＶ）は、複数の第１グループに割り当てた第１スロットＳＬ１の数と、第１グループの数との差を示す。これは、複数の第１グループの内、２以上の時間スロットが割り当てられている第１グループが存在する場合にプラスの値となる。言い換えると、複数の第１グループの内、１つの第１グループに対し、第１スロットＳＬ１が重複して割り当てられている場合の第１スロットＳＬ１の重複している個数を示している。上記実施形態の場合、（ＳＲＶ  −  ＣＲＶ）は「１」であり、重要交差点に配置されている路側通信機２に第１スロットＳＬ１が余分に１個割り当てられていることに対応している。
【００８７】
また、第２グループの数ＣＲＲは、路車間通信及び路路間通信の両方の干渉を考慮したときに分けることができるグループの数（必要となる時間チャネルの数）と同じである。このため、上記式（２３）の左辺は、路車間通信及び路路間通信の両方の干渉を考慮して（少なくとも）路車間通信を行う場合に必要な第１スロットＳＬ１の数となる。
【００８８】
よって、上記式（２３）の左辺は、路車間通信と路路間通信の両方の干渉を考慮した場合、言い換えると、複数の第１グループ、及び複数の第２グループで時間チャネルの数（両グループの数）が大きい方の時間チャネルの割り当て方で路車間通信を行う場合に必要となる第１スロットＳＬ１の数を示している。それに対して、上記式（２３）の右辺は路車間通信のみの干渉を考慮した場合に、路車間通信を行うために必要となる第１スロットＳＬ１の数（ＳＲＶ）と路路間通信を行うために必要となる第１スロットＳＬ１の数（ＳＲＲ）の合計値を示している。
【００８９】
つまり上記式（２３）は、路車間通信のみの干渉を考慮した場合に必要となる路車間通信用の第１スロットＳＬ１の数（ＳＲＶ）と路路間通信用の第１スロットＳＬ１の数（ＳＲＲ）の合計値が、路車間通信と路路間通信の両方の干渉を考慮して少なくとも路車間通信を行う場合に必要な第１スロットＳＬ１の数（式（２３）の左辺）以下となることを示している。
上記式（２３）を満たすように、路車間通信の干渉のみを考慮した環境下で前期路路間通信用の第１スロットＳＬ１を共用することで、路車間通信と路路間通信の両方の干渉を考慮した環境下で路車間通信と路路間通信の両方を行う場合に比べて、第１スロットＳＬ１の総数を同じ、あるいは、それ未満に削減することができる。
この結果、路車間通信と路路間通信の両方の干渉を考慮して第１スロットＳＬ１を割り当てた場合よりも、第１スロットＳＬ１が無駄に消費されてしまうのを抑制することができる。
【００９０】
また、本システムでは、上述のように、隣接配置されている所定数の無線フレームそれぞれに含まれる前記路路間通信用の時間スロットに対して、前記複数の第２グループの送信期間を割り当てるものであり、前記複数の第２グループの送信期間は、それぞれ前記所定数の無線フレームそれぞれに分散して割り当てられる。
この場合、隣接配置されている２つの無線フレームそれぞれに亘って、路路間通信の時間チャネルの送信期間を割り当てることができる。また、互いに異なる送信タイミングの無線フレームに含まれている路路間通信用の第１スロットＳＬ１同士は、無線フレーム内での位置が同じであるとしても、無線フレームとしての送信タイミングが異なるので各第２グループに割り当てることができる。このため、より多数の第２グループに送信期間を割り当てることができる。
【００９１】
さらに、本システムでは、路路間通信用のスロットを構成する３個の第１スロットＳＬ１の内、２つの第１スロットＳＬ１に、当該第１スロットＳＬ１を分割して構成されたサブスロットＳＳが含まれている。
すなわち、路路間通信における通信量が比較的少なければ、路路間通信用の第１スロットＳＬ１を分割して用いることができる。
【００９２】
このように、本実施形態では、路路間通信用の第１スロットＳＬ１を時分割することで、複数のサブスロットＳＳを設けることができ、路路間通信の時間チャネル（複数の第２グループ）に割り当てるための送信期間をより多く確保することができる。
【００９３】
〔他の実施形態について〕
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態では、重要交差点に配置された路側通信機２を含んだ配置モデル（図５）に基づいて説明したが、例えば、同じモデルで重要交差点がない場合であっても、上述の各数値（ＣＲＶ，ＣＲＲ，ＳＲＶ，ＳＲＲ）は、上記各式（２１），（２２），（２３）を満たす。
【００９４】
図９は、重要交差点が無い場合の無線フレームの一例を示す図である。重要交差点がない場合、各路側通信機２に対して、路車間通信用の時間チャネルとして、それぞれ第１スロットＳＬ１が１個ずつ割り当てられるので、路車間通信用の第１スロットＳＬ１群は、第１スロットＳＬ１を５個含んで構成されている。
【００９５】
よって、この場合の前記各数値は、以下の通りである。
【００９６】
ＣＲＶ  ＝  ５
ＣＲＲ  ＝  ９
ＳＲＶ  ＝  ５
ＳＲＲ  ＝  ３
【００９７】
上記各数値は、上記各式（２１），（２２），（２３）を満たしている。
従って、重要交差点が無い場合であっても、上記実施形態と同様に、第１スロットＳＬ１が無駄に消費されてしまうのを抑制する効果を得ることができる。
【００９８】
また、図９に示す無線フレームでは、３つの路路間通信用の第１スロットＳＬ１が、それぞれ、３つのサブスロットＳＳを含んでいる場合を示している。
この場合、路路間通信の時間チャネル（複数の第２グループ）に割り当て可能な送信期間として、各サブスロットＳＳを用いることができる。
よって、図９に示すように、各サブスロットＳＳには、９個の路路間通信の時間チャネルＣｈＲＲ１〜９がそれぞれ割り当てられている。
【００９９】
このように、路路間通信用の第１スロットＳＬ１は、路路間通信の時間チャネルの数や、通信量に応じて、適宜複数の送信期間（サブスロットＳＳ）として分割することができる。
【０１００】
また、上記実施形態では、上記各式（２１），（２２），（２３）の全てを満たすように設定された場合を示したが、上記各数値は、式（２３）を満たしていなくても、式（２１）及び式（２２）の両方を満たしていればよく、また、式（２２）を満たしていなくても、式（２１）及び式（２３）の両方を満たしていればよい。
【０１０１】
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１０２】
２  路側通信機
３  車載通信機
５  車両
２０  アンテナ
２１  無線通信部
２３  制御部
ＳＬ１  第１スロット（時間スロット）
【図１】
2020005293.tif 000003
【図２】
2020005293.tif 000004
【図３】
2020005293.tif 000005
【図４】
2020005293.tif 000006
【図５】
2020005293.tif 000007
【図６】
2020005293.tif 000008
【図７】
2020005293.tif 000009
【図８】
2020005293.tif 000010
【図９】
2020005293.tif 000011
【図１０】
2020005293.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】令和1年10月4日(2019.10.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の路側通信機それぞれが、周期的な無線フレームに配列された複数の第１スロット及び第２スロットのうち各路側通信機に割り当てられた前記第１スロットを用いて無線送信を行い、車載通信機が、前記第２スロットを用いてキャリアセンス方式で無線送信を行う通信システムであって、
前記複数の第１スロットは、
路側通信機と車載通信機との間で行われる路車間通信で用いられる複数の路車間通信用時間スロットと、
前記路車間通信用時間スロットとは別の時間スロットであって、路側通信機同士の間で行われる路路間通信で用いられる複数の路路間通信用時間スロットと、を含み、
各路側通信機が、前記路車間通信用時間スロットには、前記路車間通信で干渉しない第１のグループ分けに従って割り当てられ、前記路路間通信用時間スロットには、前記第１のグループ分けとは異なり、かつ、前記路路間通信で干渉しない第２のグループ分けに従って割り当てられ、
前記周期的な無線フレームにおける第１フレームの前記路路間通信用時間スロットに割り当てられた前記路側通信機と前記第１フレームの次の第２フレームの当該路路間通信用時間スロットに割り当てられた前記路側通信機とが異なる
通信システム。
【請求項２】
複数の路側通信機それぞれが、周期的な無線フレームに配列された複数の第１スロット及び第２スロットのうち各路側通信機に割り当てられた前記第１スロットを用いて無線送信を行い、車載通信機が、前記第２スロットを用いてキャリアセンス方式で無線送信を行う通信システムに対して実行される、送信期間の割当方法であって、
前記複数の第１スロットは、
路側通信機と車載通信機との間で行われる路車間通信で用いられる複数の路車間通信用時間スロットと、
前記路車間通信用時間スロットとは別の時間スロットであって、路側通信機同士の間で行われる路路間通信で用いられる複数の路路間通信用時間スロットと、を含み、
前記割当方法は、
各路側通信機を、前記路車間通信用時間スロットには、前記路車間通信で干渉しない第１のグループ分けに従って割り当てるステップと、
各路側通信機を、前記路路間通信用時間スロットには、前記第１のグループ分けとは異なり、かつ、前記路路間通信で干渉しない第２のグループ分けに従って割り当てるステップと、を含み、
前記周期的な無線フレームにおける第１フレームの前記路路間通信用時間スロットに割り当てられた前記路側通信機と前記第１フレームの次の第２フレームの当該路路間通信用時間スロットに割り当てられた前記路側通信機とが異なる
送信期間の割当方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、路路間通信の干渉回避を考慮した時間スロットの割り当てを行ったとしても、時間スロットが無駄に消費されてしまうのを抑制することを目的とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明は、複数の路側通信機それぞれが、周期的な無線フレームに配列された複数の第１スロット及び第２スロットのうち各路側通信機に割り当てられた前記第１スロットを用いて無線送信を行い、車載通信機が、前記第２スロットを用いてキャリアセンス方式で無線送信を行う通信システムである。
前記複数の第１スロットは、路側通信機と車載通信機との間で行われる路車間通信で用いられる複数の路車間通信用時間スロットと、前記路車間通信用時間スロットとは別の時間スロットであって、路側通信機同士の間で行われる路路間通信で用いられる複数の路路間通信用時間スロットと、を含む。
各路側通信機は、前記路車間通信用時間スロットには、前記路車間通信で干渉しない第１のグループ分けに従って割り当てられ、前記路路間通信用時間スロットには、前記第１のグループ分けとは異なり、かつ、前記路路間通信で干渉しない第２のグループ分けに従って割り当てられる。
また、前記周期的な無線フレームにおける第１フレームの前記路路間通信用時間スロットに割り当てられた前記路側通信機と前記第１フレームの次の第２フレームの当該路路間通信用時間スロットに割り当てられた前記路側通信機とが異なる。
他の本発明は、上述の通信システムに対して実行される、送信期間の割当方法である。
前記割当方法は、各路側通信機を、前記路車間通信用時間スロットには、前記路車間通信で干渉しない第１のグループ分けに従って割り当てるステップと、各路側通信機を、前記路路間通信用時間スロットには、前記第１のグループ分けとは異なり、かつ、前記路路間通信で干渉しない第２のグループ分けに従って割り当てるステップと、を含む。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
［１］他の本発明は、複数の路側通信機が、無線フレームに配列された複数の時間スロットを用いて送信を行う通信システムであって、前記無線フレームには、前記路側通信機と車載通信機との間で行われる路車間通信で用いられる時間スロット、及び前記複数の路側通信機同士の間で行われる路路間通信で用いられる時間スロットが設けられ、前記複数の路側通信機は、前記路車間通信において複数の第１グループ群に分けられ、同一グループ内の路側通信機で同時に使用するための送信期間が複数の第１グループそれぞれに異なるように割り当てられるとともに、前記路路間通信において複数の第２グループ群に分けられ、同一グループ内の路側通信機で同時に使用するための送信期間が複数の第２グループそれぞれに異なるように割り当てられており、
前記第１グループの数をＣＲＶ、
前記第２グループの数をＣＲＲ、
１つの前記無線フレームに含まれる前記路車間通信用の時間スロットの数をＳＲＶ、
１つの前記無線フレームに含まれる前記路路間通信用の時間スロットの数をＳＲＲ、
としたときに、前記ＣＲＶ、及び前記ＣＲＲが下記式（１）を満たしており、
前記複数の路側通信機は、前記路路間通信用の時間スロットを前記複数の第２グループで共用することで下記式（２）を満たす送信を行う制御部を備えていることを特徴としている。
ＣＲＶ  ＜  ＣＲＲ  ・・・（１）
ＳＲＶ  ＞  ＳＲＲ ・・・（２）
上記構成の通信システムによれば、第２グループの数ＣＲＲが、第１グループの数ＣＲＶよりも多い場合においても、路路間通信用の時間スロットを第２グループで共用することで、無線フレームに含まれている路路間通信用の時間スロットの数ＳＲＲが、路車間通信用の時間スロットの数ＳＲＶよりも多く設定されることがない。
このため、路車間通信の干渉回避に加え、路路間通信の干渉回避を考慮した時間スロットの割り当てを行うことで、第２グループの数ＣＲＲが、第１グループの数ＣＲＶよりも多くなったとしても、時間スロットが無駄に消費されてしまうのを抑制することができる。