(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
路上の複数の地点に設けられた交通設備又は該交通設備の近傍に各設置される３台以上の通信装置を含み、各通信装置が夫々、単一の無線通信の通信周波数チャンネルにて無線通信を行なう通信手段、及び、各通信周波数チャンネルを用いた場合の通信環境を測定する手段を備え、各通信装置は、通信経路毎に割り付けられるタイムスロットに基づいて前記通信手段により時分割多重通信を行なうようにしてある通信システムであって、
通信経路毎に測定される通信環境に応じて、通信経路毎に通信周波数チャンネルを選択する選択手段
を備え、
各通信装置は通信相手との間の通信経路毎に、前記選択手段が選択した通信周波数チャンネルにて無線通信を行なうようにしてあること
を特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記複数の通信装置間の通信に夫々割り付けられる複数のタイムスロットを含む１フレーム内で、各通信経路にタイムスロットの割り付けを決定する決定手段を備え、
該決定手段は、前記選択手段による選択結果に基づき、通信相手との通信経路によって異なる通信周波数チャンネルへの切り替えが必要な通信装置が存在する場合、該通信装置の一の通信経路を介した通信に割り付けられるタイムスロットと、他の通信経路を介した通信に割り付けられたタイムスロットとの間に、切り替えに要する切替時間分以上の他のタイムスロットを含めて割り付けを決定するようにしてあること
を特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記１フレーム内に、前記他のタイムスロットを含められるか否かを判断する手段と、
該手段により否と判断した場合、前記通信装置で切り替えが必要な一の通信経路を介した通信に割り付けられるタイムスロットと、他の通信経路を介した通信に割り付けられるタイムスロットとで通信周波数チャンネルをいずれも、前記選択手段が選択した異なる通信周波数チャンネルへ変更する手段と
を備えることを特徴とする請求項２に記載の通信システム。
【請求項４】
前記決定手段は、前記１フレーム内に、前記選択手段が選択した通信周波数チャンネルへの変更指示を示す情報又は前記変更指示への応答を示す情報を含む特定の情報の通信に特定のタイムスロットを割り付けるようにしてあり、
前記決定手段は、全通信経路に関する前記変更指示及び応答を前記１フレーム内に含めて割り付けを決定するようにしてあること
を特徴とする請求項２又は３に記載の通信システム。
【請求項５】
前記複数の通信装置は、１つの主装置及び複数の従装置からなり、
前記主装置は、前記決定手段が決定した割り付けに基づき、前記選択手段が選択した通信周波数チャンネルを指示する指示情報を従装置側へ送信する手段を備え、
前記従装置は、
前記主装置側からの前記指示情報を受信した場合、前記指示情報に対する応答を前記主装置側へ送信する手段と、
前記指示情報を通信相手である他の従装置側へ送信する手段と、
他の従装置から前記応答を受信した場合、前記主装置側へ送信する手段と
を備え、
前記決定手段は、前記１フレーム内に、前記主装置からの指示情報及び該指示情報への前記複数の従装置からの応答夫々に対応する全タイムスロットを含むように決定するようにしてあること
を特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の通信システム。
【請求項６】
路上の複数の地点に設けられた交通設備又は該交通設備の近傍に各設置される３台以上の通信装置を含み、各通信装置が夫々、単一の無線通信の通信周波数チャンネルにて無線通信を行なう通信手段、及び、各通信周波数チャンネルを用いた場合の通信環境を測定する手段を備え、各通信装置は、通信経路毎に割り付けられるタイムスロットに基づいて前記通信手段により時分割多重通信を行なう通信方法であって、
各通信装置は、使用中の通信周波数チャンネルによる通信環境を測定し、
測定結果に応じて通信周波数チャンネルの変更の要否を判断し、
要と判断された場合、各通信経路の通信環境に応じて通信周波数チャンネルを選択し、
通信経路毎に、選択した通信周波数チャンネルへ切り替える
ことを特徴とする通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路上の交通設備又は該交通設備の近傍に設置された通信装置間の無線通信に関し、特に、各通信装置間の経路毎に受信環境に応じて安定した無線通信を行なうことができる通信システム及び通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
交通信号制御は、複数の交差点上の信号機にて平面的に制御される。各信号機の信号制御機間、又は車両感知器との間、又は管制センターの中央装置との間で交通信号制御の情報の送受信が必要である。従来は、信号制御機、車両感知器及び管制センター間は、有線により情報を送受信する構成であった。図１３は、路上の交通設備近傍に設置される機器間で有線にて交通信号制御情報が送受信される例を示す道路の上方斜視図である。
【０００３】
図１３中の９１は、信号制御機の近傍に設置される通信装置であり、９２は車両感知器に設置される通信装置である。車両感知器によって得られた感知結果が通信装置９２から他の通信装置９１，９１へ送信される。信号制御機にて連携して信号制御を行なうため、車両感知器からは感知結果の情報が通信装置９２から通信装置９１，９１へ、更には信号制御パラメータを決定する装置又は交通管制センターへ送信される。このとき、従来では図１３中の破線に示すように、通信装置９１，９１，９２及び他の装置を通信線９０で接続し、車両感知器に設置されている通信装置９２からの情報は、通信装置９１，９１で受信又は中継される。
【０００４】
これに対し、設置工事の低価格化及びメンテナンスの容易化を目的として、交通制御用の機器間の通信を有線に代えて無線により行なうように移行されつつある（特許文献１）。ところが、無線ＬＡＮで用いられる２．４ＧＨｚ帯の周波数を使用して無線通信を行なう場合にはいくつかの課題がある。同一周波数を使用する基地局が存在する場合、また、道路沿いの建物内に電子レンジ、高周波加熱医療機器が存在する場合、これらは２．４ＧＨｚ帯の電波を放出するから、通信装置間の通信品質が低下する。
【０００５】
このように、交通制御用の機器間の無線通信では、屋外であるために干渉波（妨害波）が存在する。特に都市部では干渉波が多い傾向にある。現行の無線通信を用いたシステムでは、予め最適な通信周波数を人手によって各通信装置にて設定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２０５７６５号公報
【特許文献２】特開２００６−０６７４６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、車両感知器、信号制御機などの交通設備又はその近傍に設置される通信装置は、隣り合う場合でも数十〜数百ｍ離れているときがあるため、図１３に示すような各通信装置９１，９１，９２で最適な通信周波数を用いるように人手によって設定を変更することは煩雑である。しかも、曜日又は時間帯によって通信環境が変化する場合もありうる。通信周波数の変更のために、通信環境が変化する都度、人手にて設定変更を行なうことは非現実的である。更に、交通制御用の機器間で送受信される情報は交通信号制御のための情報であるから、リアルタイム性が要求される。妨害波によって機器間の通信に障害が起こった場合、渋滞を誘発して交通に支障が発生するなどの問題がある。
【０００８】
特許文献２では、無線通信制御に関し、妨害波が存在する場合に、影響を最も受けにくい周波数を自動的に選定し、選定した周波数へ全体として通信周波数を変更する方法が提案されている。特許文献２における無線通信制御を、交通制御用の機器間の通信に適用し、妨害波の影響を受けにくい周波数を用いることが可能である。自動化が実現できた場合、人手による設定の煩雑さを解消することができ、自動で変更できるのでリアルタイム性も満たす。
【０００９】
しかしながら、上述のように連携し合う交通制御用の機器間は隣り合う場合でも数十〜数百ｍ離れているときがあるため、場所によって異なる周波数の妨害波が存在する可能性があり、夫々の区間で時間帯、曜日によって通信環境は様々に変化し得る。
【００１０】
この場合、従来のように、連携し合う装置間での通信装置周波数を全て同一の周波数とする構成では、たとえ特許文献２の方法によって自動化が実現できたとしても、周波数が異なる妨害波が存在する場合には妨害波を回避できる最適な周波数が選定できない可能性がある。
【００１１】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、交通制御用の情報を送受信する複数の通信装置間の通信において、通信装置間の経路毎に個別の受信環境に応じて安定した無線通信を行なうことができる通信システム及び通信方法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】
【００１２】
第１発明に係る通信システムは、路上の複数の地点に設けられた交通設備又は該交通設備の近傍に各設置される３台以上の通信装置を含み、各通信装置が夫々、単一の無線通信の通信周波数チャンネルにて無線通信を行なう通信手段、及び、各通信周波数チャンネルを用いた場合の通信環境を測定する手段を備え、各通信装置は、通信経路毎に割り付けられるタイムスロットに基づいて前記通信手段により時分割多重通信を行なうようにしてある通信システムであって、通信経路毎に測定される通信環境に応じて、通信経路毎に通信周波数チャンネルを選択する選択手段を備え、各通信装置は通信相手との間の通信経路毎に、前記選択手段が選択した通信周波数チャンネルにて無線通信を行なうようにしてあることを特徴とする。
【００１３】
第２発明に係る通信システムは、前記複数の通信装置間の通信に夫々割り付けられる複数のタイムスロットを含む１フレーム内で、各通信経路にタイムスロットの割り付けを決定する決定手段を備え、該決定手段は、前記選択手段による選択結果に基づき、通信相手との通信経路によって異なる通信周波数チャンネルへの切り替えが必要な通信装置が存在する場合、該通信装置の一の通信経路を介した通信に割り付けられるタイムスロットと、他の通信経路を介した通信に割り付けられたタイムスロットとの間に、切り替えに要する切替時間分以上の他のタイムスロットを含めて割り付けを決定するようにしてあることを特徴とする。
【００１４】
第３発明に係る通信システムは、前記１フレーム内に、前記他のタイムスロットを含められるか否かを判断する手段と、該手段により否と判断した場合、前記通信装置で切り替えが必要な一の通信経路を介した通信に割り付けられるタイムスロットと、他の通信経路を介した通信に割り付けられるタイムスロットとで通信周波数チャンネルをいずれも、前記選択手段が選択した異なる通信周波数チャンネルへ変更する手段とを備えることを特徴とする。
【００１５】
第４発明に係る通信システムは、前記決定手段は、前記１フレーム内に、前記選択手段が選択した通信周波数チャンネルへの変更指示を示す情報又は前記変更指示への応答を示
す情報を含む特定の情報の通信に特定のタイムスロットを割り付けるようにしてあり、前記決定手段は、全通信経路に関する前記変更指示及び応答を前記１フレーム内に含めて割り付けを決定するようにしてあることを特徴とする。
【００１６】
第５発明に係る通信システムは、前記複数の通信装置は、１つの主装置及び複数の従装置からなり、前記主装置は、前記決定手段が決定した割り付けに基づき、前記選択手段が選択した通信周波数チャンネルを指示する指示情報を従装置側へ送信する手段を備え、前記従装置は、前記主装置側からの前記指示情報を受信した場合、前記指示情報に対する応答を前記主装置側へ送信する手段と、前記指示情報を通信相手である他の従装置側へ送信する手段と、他の従装置から前記応答を受信した場合、前記主装置側へ送信する手段とを備え、前記決定手段は、前記１フレーム内に、前記主装置からの指示情報及び該指示情報への前記複数の従装置からの応答夫々に対応する全タイムスロットを含むように決定するようにしてあることを特徴とする。
【００１７】
第６発明に係る通信方法は、路上の複数の地点に設けられた交通設備又は該交通設備の近傍に各設置される３台以上の通信装置を含み、各通信装置が夫々、単一の無線通信の通信周波数チャンネルにて無線通信を行なう通信手段、及び、各通信周波数チャンネルを用いた場合の通信環境を測定する手段を備え、各通信装置は、通信経路毎に割り付けられるタイムスロットに基づいて前記通信手段により時分割多重通信を行なう通信方法であって、各通信装置は、使用中の通信周波数チャンネルによる通信環境を測定し、測定結果に応じて通信周波数チャンネルの変更の要否を判断し、要と判断された場合、各通信経路の通信環境に応じて通信周波数チャンネルを選択し、通信経路毎に、選択した通信周波数チャンネルへ切り替えることを特徴とする。
【００１８】
第１発明及び第６発明では、信号制御機、車両感知器、信号制御装置などを含む交通設備又はその近傍に固定的に設置される複数の通信装置が、時分割多重通信による交通信号制御に関する情報を無線にて通信するに際し、３台以上の通信装置間、即ち２つ以上の通信経路毎に、各々の通信経路における無線通信環境に応じた通信周波数チャンネルが選択される。つまり、各通信経路に割り付けられた異なるタイムスロットでの通信毎に、異なる通信周波数チャネルを選択し得る。
【００１９】
第２発明では、複数の通信装置間の通信に割り付けられる複数のタイムスロットが含まれる１フレーム単位で時分割多重通信が行なわれ、１フレーム内の各通信経路へのタイムスロットの割り付けが決定手段により決定される。なお、決定手段は特定の通信装置で機能する構成としてもよいし、通信装置以外の特定の決定装置にて機能する構成でもよいし、予め定められた割り付けから各通信装置にて選択されて決定される構成としてもよい。決定手段による１フレーム内の各通信経路に対応するタイムスロットの割り付けの決定に際し、無線通信環境に応じて１つの通信経路において他と異なる通信周波数チャンネルが選択された場合、前記１つの通信経路を介して通信し、且つ他の通信経路を介した通信をも行なう通信装置は、１つの周波数を用いる通信手段にて通信相手によって通信周波数チャンネルの切り替えを必要とする。第２発明では、このときに、前記通信装置の前記１つの通信経路を介した通信のタイムスロットと、他の通信経路を介した通信のタイムスロットとの間に、周波数の切り替えに要する時間分以上の他のタイムスロットが含められて決定される。
つまり、異なる通信周波数チャンネルへの切り替えが必要な通信装置には、切り替えに要する時間分以上の猶予を与えられる。これにより、１つの通信装置が１つの周波数にて通信を行なう通信手段を１つ使用した低コスト化が図られた構成で、通信経路毎の通信環境に応じて異なる通信周波数チャンネルへの切り替えを支障なく行なうことが可能である。ここで他のタイムスロットは、１つのフレーム内に、いずれの通信装置の通信にも割り付けられていない空きスロットでもよいし、空きスロットがない場合、切り替え対象の通
信経路にて通信を行なう通信装置が関係しない通信経路における他の通信装置間の通信に割り付けられているタイムスロットでもよい。また、ノイズ測定などの特定の処理を行なうべくスケジューリングされているタイムスロットでもよい。
【００２０】
第３発明では、通信を行なう複数の通信装置間の各通信に少なくとも１つずつ割り付けられた全タイムスロットを含む１フレーム単位で通信が行なわれる。つまり、１フレーム内で各通信が少なくとも１回は行なわれ、フレーム単位で通信が繰り返される。そして、１つの通信装置が複数の通信経路を介して異なる通信相手と通信を行ない、且つ異なる通信相手との通信に相互に異なる通信周波数チャンネルが選択された場合、各通信相手との通信に割り付けられるタイムスロット間に切替時間以上の猶予を必要とする。
そこで第３発明では、通信周波数チャンネルの切り替えが必要な通信装置の通信に割り付けられるタイムスロット間に切替時間分以上の猶予を含められるか否かが判断される。各通信装置は、フレーム単位で繰り返して通信を行なって交通信号制御に関する情報を送受信する。繰り返しの周期は、交通信号制御に関する情報の通信に適した長さであるので、１フレームに含まれるタイムスロットの数には前記周期に応じた制限がある。したがって、切り替えに関する通信装置が行なう通信に割り付けられたタイムスロット間に切替時間以上の猶予を設けることができない場合がある。第３発明では、タイムスロット間に切替時間以上の猶予を設けることができないと判断された場合には、当該タイムスロットにおける通信をいずれも、選択された通信周波数チャンネルへ変更する。これにより、１つの通信装置が単一の周波数チャンネルにて通信を行なう通信手段を１つ使用する低コスト化を図った構成で、通信経路毎の通信環境に応じて異なる通信周波数チャンネルへの切り替えを支障なく、且つ柔軟に行なうことが可能である。
【００２１】
第４発明では、各通信経路における通信環境に応じて選択された通信周波数チャンネルへの変更指示を示す情報又は変更指示への応答の情報を含む特定の情報の通信は、特定のタイムスロットで行われる。ただし、第４発明では、変更指示があった場合に、１フレーム内で変更指示及びその応答が完了するようにタイムスロットの割り付けが決定されるので、一部の通信経路に関する通信への変更指示及び応答が迅速に完結する。交通信号制御に関する情報は安全性及び迅速性が要求されるところ、本発明により低コストとなる構成にて通信環境に応じて異なる通信周波数チャンネルへの切り替えを支障なく行なうことが可能である。
【００２２】
第５発明では、複数の通信装置間には主装置（主局）及び従装置（従局）の関係を有する。決定手段により決定された割り付けに基づき、選択手段により選択された通信周波数チャンネルを指示する指示情報は主局側から従局側へ、指示情報への応答は従局側から主局側へ送信される。更に、１フレーム内の主局側から従局側への指示情報の通信及び従局側から主局側への応答の通信夫々に対応する全タイムスロットは１フレーム内に含まれる。これにより、１フレーム内にて通信周波数チャンネルの変更に関する情報の通信が完結し、安全且つ迅速に、低コストとなる構成にて通信環境に応じて異なる通信周波数チャンネルへの切り替えを行なうことが可能である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明による場合、交通制御用の情報を送受信する通信装置間の通信において、通信装置間の経路毎の個別の受信環境に応じて、安定した無線通信を行なうことができる。
【００２４】
交通設備又はその近傍に設置されて交通信号制御に関する情報を送受信する通信装置間は、隣り合う場合でも数十〜百数十ｍ、数百ｍ離れているときがある。本発明による場合、一部の通信経路で妨害波と干渉する通信周波数チャンネルが用いられているときに、当該チャンネルを回避して当該通信経路でのみ、他の通信周波数チャンネルを選択することができる。全体の通信周波数チャンネルを変更せずとも各経路の通信環境に適した周波数
にて安定的な無線通信を実現させ、交通信号制御に関する情報の送受信の信頼性を向上させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施の形態１における交通信号制御システムを模式的に示す上方斜視図である。
【図２】実施の形態１における交通信号制御システムを構成する通信装置の内部構成を示すブロック図である。
【図３】通信装置による時分割多重通信のタイムスロットを模式的に示す説明図である。
【図４】実施の形態１における主局、従局１、及び従局２である通信装置夫々に予め割り付けられているタイムスロットの例を示す説明図である。
【図５】実施の形態１における各通信装置で各自行なわれる処理の一例を示すフローチャートである。
【図６】無線ＬＡＮの周波数割り当てを示す説明図である。
【図７】実施の形態１における通信装置の間の通信経路にて妨害波が存在した場合の通信周波数チャンネルの切り替わりの例を示す説明図である。
【図８】実施の形態２における各通信装置で各自行なわれる処理の一例を示すフローチャートである。
【図９】実施の形態２における通信装置の間の通信経路にて妨害波が存在した場合の通信周波数チャンネルの切り替わり及び割り付けの変更の例を示す説明図である。
【図１０】実施の形態３における各通信装置で各自行なわれる処理の一例を示すフローチャートである。
【図１１】実施の形態３における通信装置の間の通信経路にて妨害波が存在した場合の通信周波数チャンネルの切り替わり及び割り付けの変更の例を示す説明図である。
【図１２】通信装置の記憶部に記憶されるパターンテーブルの内容例を示す説明図である。
【図１３】路上の交通設備近傍に設置される機器間で有線にて交通信号制御情報が送受信される例を示す道路の上方斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。なお、以下の実施の形態では、本発明に係る通信システムを、交通信号制御に関する機器間における通信に適用した例を挙げて説明する。
【００２７】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１における交通信号制御システムを模式的に示す上方斜視図である。実施の形態１における交通信号制御システムは、路上の信号制御機の近傍に設置され、信号制御機が使用する信号制御の情報を送受信する通信装置１及び通信装置２と、光ビーコンなどの車両感知器に設置され、感知結果を含む信号制御に用いられる情報を送受信する通信装置３とを含む。近距離にある通信装置１と通信装置２とが相互に、また通信装置２と通信装置３とが相互に、無線により通信を行なう。
【００２８】
通信装置１，２，３間で送受信される情報としては、各信号制御機が動作した履歴を表す信号制御実行情報、交通管制センターから送信される信号灯色の表示に関する指示である信号制御指令情報などがある。また、車両感知器から交通管制センターへ送信される車両情報、交通管制センターから光ビーコンを介して車両に提供されるＶＩＣＳ情報などがある。また、通信装置１，２，３のいずれか、又は図示しない他の同様の通信装置により、車番読取装置が読み取った車番の情報等が送受信されてもよい。
【００２９】
なお、実施の形態１では、通信装置１が主局として、通信装置２が従局１として、通信装置３が従局２として動作し、通信装置２（従局１）は基本的に、通信装置１（主局）と通信装置３（従局２）との間の情報の送受信を中継する装置であるとして説明する。
【００３０】
通信装置１，２，３間の無線通信は、ＩＳＭバンド（Industrial Scientific Medical Band）と言われる２．４ＧＨｚ帯を使用する。ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ｇに基づく無線ＬＡＮ機器用の周波数（２．４ＧＨｚ帯：２．４０００〜２．４８３５ＨＧｚ）と同じ周波数帯を用い、１３チャンネル又は１４チャンネルに区分されたいずれかの通信周波数チャンネルにて行う。ここで、「ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｔ６６（第二世代小電力データ通信システム／ワイヤレスＬＡＮシステム標準規格）」に適合する機器も当該周波数帯域の１３チャンネル、「ＲＣＲ  ＳＴＤ−３３（小電力データ通信システム／ワイヤレスＬＡＮシステム標準規格）」に適合する機器も当該周波数帯域の１４チャンネルの周波数を用いることができる。したがって、通信装置１，２，３の近傍にこれらのワイヤレスＬＡＮ機器が存在する場合、電波の干渉を回避することが困難である。
【００３１】
実施の形態１では、通信装置１，２，３は、他の無線ＬＡＮ機器からの電波の影響を回避し、通信装置１，２，３間の経路毎に個別の受信環境に応じて安定した無線通信を実現すべく構成される。以下、経路毎に個別の受信環境に応じて安定した無線通信を実現するための通信装置１，２，３の構成について説明する。
【００３２】
図２は、実施の形態１における交通信号制御システムを構成する通信装置１，２，３の内部構成を示すブロック図である。通信装置１，２，３はいずれも基本的に内部構成は同様である。通信装置２，３については通信装置１と対応する符号を付して内部構成の詳細な説明を省略する。
【００３３】
通信装置１は、制御部１０と記憶部１１と無線通信部１２とを備える。制御部１０には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いる。制御部１０は、記憶部１１に記憶されてあるコンピュータプログラムに基づき、以下に説明する各種通信制御処理を実行するようにしてある。記憶部１１にはＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable
Read Only Memory）、フラッシュメモリ等を用い、制御部１０が実行するコンピュータプログラムの他、制御部１０が制御に用いる情報が、参照可能に記憶されている。
【００３４】
無線通信部１２は、時分割多重通信の電波を送受信するアンテナ、送受信回路、変復調回路、及び変調・拡散・符号化処理回路の他に、周波数選局回路を内部に備える（いずれも図示せず）。無線通信部１２は、無線ＬＡＮ用の周波数帯域で１ＣＨ〜１４ＣＨの内のいずれかチャンネルを選局して他の通信装置との通信を実現する。
【００３５】
制御部１０は、無線通信部１２を用いて無線通信環境測定、具体的にはノイズ測定を実行する機能を有する。具体的に制御部１０は、無線通信部１２により選局されている通信周波数チャネルにおける受信レベル、他の周波数へ受信周波数を切り替えた場合の受信レベル、又はノイズレベルなどを測定し、各周波数の無線信号の帯域を調査し、無線通信部１２による通信と同一の規格の信号を受信するか否かなどにより、妨害電波の有無及びその強さを測定する。なお、無線通信環境測定は、指示に基づいて無線通信環境測定を実行可能な回路を用いる構成としてもよい。
【００３６】
通信装置１，２，３は、上述のようにＣＰＵがコンピュータプログラムを実行してソフトウェア的に各機能を実現する構成のほか、ＦＰＧＡ，ＡＳＩＣ、ＤＰＵなどによりハードウェア的に交通信号制御に用いられる情報の無線による通信を実現する構成としてもよい。
【００３７】
通信装置１，２，３は基本的に、予め設定されてある通信周波数チャンネル（図２では１ＣＨ：２，４１２ＭＨｚ）を用い、信号制御機又は車両感知器等の交通設備から取得した信号制御に用いられる情報を送受信する。そして通信装置１，２，３は、時分割多重通信により、予め夫々の局間に割り付けられたタイムスロット時のみ送受信を行うようにしてある。タイムスロットの割り付けは各通信装置に予め設定してある。
【００３８】
図３は、通信装置１，２，３による時分割多重通信のタイムスロットを模式的に示す説明図である。通信装置１，２，３は、例えば４ミリ秒のタイムスロット単位で情報を送受信する。且つタイムスロットは複数で１フレームをなす。本実施の形態１において、各フレームの先頭には「保守スロット」を含み、各通信装置１，２，３は「保守スロット」で通信に使用する通信周波数チャンネルを指示する情報、指示に対する応答など通信のための保守情報を送受信する。なお、最も先頭の「保守スロット」はフレームの同期のために同期信号が含められている。当該最も先頭の同期用の「保守スロット」では、主局である通信装置１の制御部１０が送信を開始し、従局１又は従局２である通信装置２，３は、当該最も先頭の同期用の「保守スロット」の同期信号により、フレームの先頭を認識する。
【００３９】
また、図３に示すように、「保守スロット」の後には、主局から従局１、従局２へ、又は従局１、従局２から主局へ夫々の通信にタイムスロットが割り付けられ、各通信装置は自身に割り付けられたタイムスロットで通信を行なう。タイムスロットの割り付けは予め各通信装置１，２，３に設定されてある。具体的には、予め記憶部１１等に記憶されてあり、制御部１０が参照して自身の通信タイミングを判定可能である。
【００４０】
図４は、実施の形態１における主局、従局１、及び従局２である通信装置１，２，３夫々に予め割り付けられているタイムスロットの例を示す説明図である。各矩形はタイムスロットを表し、ハッチングにより保守情報が送受信される「保守スロット」を表す。図４では、各スロットの下方に、使用される通信周波数チャンネル、及び、主局、従局１又は従局２のいずれが送信者、受信者になるのかを示している。なお、図４における「Ｓ」は対応する装置による送信、「Ｒ」は対応する装置による受信を意味する。
【００４１】
実施の形態１では、通信装置１，２，３は図２に示したように、主局の通信装置１と、主局の近距離にある従局１の通信装置２との間、及び従局１の通信装置２と他の従局２の通信装置３との間という２つの通信経路を介した通信が行なわれる。例えば、図４に示すフレームｋの１番目のタイムスロットは「保守スロット」として割り付けられており、当該タイムスロットにおいては主局である通信装置１が送信（Ｓ）し、従局である通信装置２，３が受信（Ｒ）する。
【００４２】
そして通信装置１，２，３は初期的に、予め設定された通信周波数チャンネルにて通信を行なう。実施の形態１では、初期的に設定されている通信周波数チャンネルは「１ＣＨ」である。
【００４３】
図４に示したように、１つのフレーム（フレームｋ）は、主局から従局１への「保守スロット」及び情報用のタイムスロット夫々の上り下りの送受信、従局１から従局２への「保守スロット」及び情報用のタイムスロットの上り下りの送受信、並びにノイズ測定期間に割り付けられるタイムスロットからなる。「保守スロット」及び情報用のタイムスロットはいずれも、主局と従局１との間、及び従局１と従局２との間の２つの通信経路における上り下り全ての通信に割り付けられる。したがって、フレームは８つのタイムスロットを少なくとも含むようにしてある。
【００４４】
また、図４に示すように、タイムスロットの割り付けは予め定められている。図４の例では、最初の４つの「保守スロット」で、通信周波数チャンネルを指示する指示情報など
を含む保守情報が主局から従局１を介して従局２へ、前記指示への応答が従局２から従局１を介して主局へ送受信される。「保守スロット」にて、主局である通信装置１からの指示情報などを含む保守情報を受信した従局１の通信装置２は、受信した指示情報が指示する通信周波数チャンネルにて通信を行なうべきと認識することが可能である。２つの通信経路における上り下りの計４つ「保守スロット」により、当該フレームでは通信周波数チャンネルを指示するなどの特定の通信制御に関する保守情報の送受信が完了する。このように、１フレーム内にて通信周波数チャンネルの変更に関する情報などの保守情報とそれに対する応答の通信を完結させることができる。
【００４５】
図４に示すように実施の形態１では、「保守スロット」における保守情報の送受信の完了後、タイムスロット「５」及び「６」において、まず主局である通信装置１から従局１である通信装置２へ、通信装置２の中継により従局２である通信装置３へ、各通信装置１，２の近傍の信号制御機における制御状態を示す状態情報、更には信号制御指令情報、制御パラメータなどが送受信される。
【００４６】
その後、タイムスロット「７」〜「１０」では、通信装置１，２，３は夫々、無線受信環境測定（ノイズ測定）を行なうようにしてある。ノイズ測定後、タイムスロット「１１」及び「１２」において、従局２である通信装置３から従局１である通信装置２へ、通信装置２の中継により主局である通信装置１へ、通信装置２，３の近傍の信号制御機又は車両感知器における制御状態を示す状態情報、車両感知の結果、ノイズ測定結果（通信エラー率）などが送受信される。
【００４７】
基本的に、図４に示したように割り付けられたタイムスロットに基づき、各通信装置１，２，３は無線通信を行なう。しかしながら、ノイズ測定結果によりいずれかの通信経路にて無線通信にエラーが発生している場合には、以下に説明する処理により当該通信経路における無線通信のチャンネルを変更する。
【００４８】
図５は、実施の形態１における各通信装置１，２，３で各自行なわれる処理の一例を示すフローチャートである。通信装置１，２，３は、以下に示す処理手順をフレーム単位で繰り返す。
【００４９】
通信装置１，２，３は各自、制御部１０，２０，３０により、無線通信部１２，２２，３２を用いて、フレームの先頭の「保守スロット」での保守情報の送受信を開始する（ステップＳ１）。具体的には、主局の通信装置１からのフレームの最初の「保守スロット」の同期信号に基づき、送受信が開始される。
【００５０】
通信装置１，２，３は各自、制御部１０，２０，３０により、「保守スロット」の内の自身に割り付けられているタイムスロットが到来する前に、通信周波数チャンネルの切り替えの要否を判断する（ステップＳ２）。ステップＳ２の通信周波数チャンネルの切り替えの要否は、後述のステップＳ７〜Ｓ９の処理の結果に基づき判断される。
【００５１】
通信装置１，２，３は、ステップＳ２において切り替え不要と判断した場合（Ｓ２：ＮＯ）、「保守スロット」での保守情報の送受信、中継を継続して次のステップＳ６へ処理を進める。
【００５２】
通信装置１，２，３は、ステップＳ２において切り替え要と判断した場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、自身に割り付けられている「保守スロット」にて通信周波数チャンネルの切り替え要求を送信する（ステップＳ３）。例えば、通信装置２は、前のフレーム（周期）にて通信装置３との間の通信でエラーが多数発生したと判断した場合、通信装置３との間との通信経路における通信周波数チャンネルの切り替えの要求を、通信相手である通信装置３へ
保守情報を送信する「保守スロット」にて送信する。
【００５３】
なお、実施の形態１では、通信周波数チャンネルの切り替え要求は、要求と該要求に対する応答を１フレーム内で完結できるように、主局側から従局側へのみ送信可能である。しかしながら、従局側から主局側へ切り替え要求を送信することも可能である。通信装置３でのみ、通信装置２との間での通信エラーを検知した場合に、主局側の通信装置２へ切り替え要求を送信することも可能である。ただしこの場合、次のフレームの「保守スロット」にて、通信装置２からの応答を受信し、当該次のフレームにて切り替えを実行する。
【００５４】
通信装置１，２，３は、通信周波数チャンネルの切り替え要求を送信した場合、要求に対応する通信相手の通信装置１，２，３からの応答をその後の「保守スロット」にて受信したか否かを判断する（ステップＳ４）。
【００５５】
通信装置１，２，３は、応答を受信しなかったと判断した場合（Ｓ４：ＮＯ）、切り替え不要と判断した場合と同様に、次のステップＳ６へ処理を進める。
【００５６】
通信装置１，２，３は、通信相手から応答を受信したと判断した場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、通信相手との間の通信周波数チャンネルの切り替えを行なう（ステップＳ５）。切り替えの実行は、「保守スロット」の後の情報の送受信用のタイムスロットにて、対応する通信相手の通信装置との間の通信時に行なう。詳細は例を挙げて後述する。なお、通信周波数チャンネルの切り替えは、５チャンネル以上離して行なう。具体的には、通信装置１，２，３は初期的に、「１ＣＨ」で無線通信を行なっているから、切り替え要と判断した場合には「６ＣＨ」を選択する。
【００５７】
図６は、無線ＬＡＮの周波数割り当てを示す説明図である。図６の横軸は、通信周波数であり、角丸矩形によって各通信周波数チャンネルに割り当てられている周波数の範囲を示している。図６に示すように各チャンネルは５ＭＨｚ毎に区分されており、１つのチャンネルでは中心周波数の前後１１ＭＨｚ分の合計２２ＭＨｚを使用する。したがって、「１ＣＨ」と「２ＣＨ」などの隣り合う通信周波数チャンネルでは干渉しあう。相互に電波の干渉を回避するためには周波数が重ならないようにすることが必要である。切り替える場合には、５チャンネル以上離れた通信周波数チャンネルへ切り替える。
【００５８】
図５に戻って処理手順の説明を続ける。通信装置１，２，３は、必要に応じて通信チャンネルの切り替えを実行し、情報用のタイムスロットでの制御状態などの情報の送受信を開始する（ステップＳ６）。
【００５９】
通信装置１，２，３は、情報の送受信の間のノイズ測定用のタイムスロットにて各自ノイズ測定を行なう（ステップＳ７）。通信装置１，２，３はノイズ測定により、妨害波をも測定し、測定結果により妨害波の有無を判断する（ステップＳ８）。具体的には、上述の制御部１０のように、無線通信環境測定の機能により各通信周波数チャンネルにおける受信レベル、同一の規格の信号を受信するか否かなどの測定結果に基づき、使用中の通信周波数チャンネル（１ＣＨ）に対して干渉する妨害波の存在の有無を判断する。
【００６０】
通信装置１，２，３は、妨害波無と判断した場合（Ｓ８：ＮＯ）、そのまま他の情報用のタイムスロットにて情報の送受信を継続し、処理を終了する。なお、この場合、処理は次のフレームにおける処理に移り、ステップＳ１へ戻る。
【００６１】
通信装置１，２，３は、妨害波有と判断した場合（Ｓ８：ＹＥＳ）、使用中の通信周波数チャンネルからの切り替えが必要であることを記憶し（ステップＳ９）、他の情報用のタイムスロットにて情報の送受信を継続した後に、処理を終了する。この場合も、処理は
次のフレームにおける処理に移り、ステップＳ１へ戻る。
【００６２】
図５のフローチャートに示した処理手順により、妨害波の有無に応じて通信周波数チャンネルの切り替えがされる場合の具体例を説明する。図７は、実施の形態１における通信装置２，３の間の通信経路にて妨害波が存在した場合の通信周波数チャンネルの切り替わりの例を示す説明図である。図７では、上段に示す任意のｋ番目のフレームのノイズ測定用のスロットにて妨害波が観測された場合に、下段に示す次のｋ＋１番目のフレームにて通信周波数チャンネルが切り替わる例が示されている。なお、図７は、図４と同様に、矩形で示される各タイムスロットにおける受信者及び送信者と、使用される通信周波数チャンネルとを示す。
【００６３】
上段のｋ番目のフレーム（フレームｋ）では、タイムスロット「６」及び「１１」での従局１の通信装置２と従局２の通信装置３との間の通信は、他も含めて全て「１ＣＨ」を使用して行なわれている。しかしながら、タイムスロット「７」〜「１０」の間におけるノイズ測定により、通信装置２にて妨害波有りと判断され（Ｓ８：ＹＥＳ）、通信周波数チャンネルの切り替え要が記憶される。このとき、タイムスロット「１１」における従局２の通信装置３から従局１の通信装置２への通信では、通信エラーが多数発生している。
【００６４】
下段のｋ＋１番目のフレーム（フレームｋ＋１）では、「保守スロット」にて主局である通信装置１から通信装置２へ保守情報が送信された後、通信装置２は、通信装置３との間の通信経路の通信周波数チャンネルの切り替えが必要であると判断する（Ｓ２：ＹＥＳ）。通信装置２は、次のタイムスロット「２」にて通信装置１からの保守情報と共に切り替え要求を、従局２の通信装置３へ送信する（Ｓ３）。従局２の通信装置３は、通信装置２からの切り替え要求に対し、自身に割り付けられているタイムスロット「３」にて応答を送信する。このタイムスロット「３」にて通信装置２は、切り替え要求に対する応答を受信したと判断する（Ｓ４：ＹＥＳ）。したがって通信装置２，３は、次に通信装置２，３間で通信を行なうタイムスロット「６」及び「１１」における通信周波数チャンネルを「６ＣＨ」へ切り替えて通信を実行する。
【００６５】
このように、実施の形態１における信号制御システムの通信装置１，２，３間の通信では、通信経路毎に、通信周波数チャンネルを元の「１ＣＨ」から「６ＣＨ」へ自動的に切り替えて実行する。つまり、通信経路毎に使用する通信周波数チャンネルが異なる状況も許される。通信装置２と通信装置３との間における通信経路でのみ「１ＣＨ」の通信周波数チャンネルと干渉する妨害波が存在する場合、各通信経路における通信周波数チャンネルを全て変更せずとも、各通信経路における通信環境に応じた通信が可能である。
【００６６】
これにより、数十〜数百ｍ離れている場合がある交通設備又はその近傍に固定されている無線通信を行なう通信装置間にて、妨害波が存在した場合に自動的に通信周波数チャンネルの切り替えが行なわれる。妨害波により機器間の通信に障害が起こった場合でも、従来のように最適な通信周波数を用いるように人手によって設定し直すことが不要となる。また、通信経路毎に通信環境に応じて異なる通信周波数チャンネルの選択が可能である。信経路毎に個別に安定した無線通信を行なうことができ、交通信号制御に関する情報の送受信の信頼性を向上させることが可能である。
【００６７】
（実施の形態２）
実施の形態１では、通信周波数チャンネルを切り替える構成とした。これに対し、実施の形態２では、各通信装置１，２，３が無線通信部を１つ備える構成であることから、チャンネル切り替えに要する時間を考慮し、タイムスロットのスケジューリングをも変更する。
【００６８】
実施の形態２における信号制御システムの構成は、実施の形態１と同様である。したがって、同一の符号を付してハードウェア構成について詳細な説明を省略する。以下、各通信装置１，２，３にて行なわれる処理の内、実施の形態１と異なる点について、フローチャート及び具体例を参照して説明する。
【００６９】
図８は、実施の形態２における各通信装置１，２，３で各自行なわれる処理の一例を示すフローチャートである。なお、図８のフローチャートに示す処理手順の内、実施の形態１の図５のフローチャートに示した処理手順と共通する手順については同一のステップ番号を付して詳細な説明を省略する。
【００７０】
通信装置１，２，３は、以下に示す処理手順をフレーム単位で繰り返す。
【００７１】
通信装置１，２，３は制御部１０，２０，３０により、無線通信部１２，２２，３２を用いて、「保守スロット」での保守情報の送受信を開始した後（Ｓ１）、通信周波数チャンネルの切り替えの要否のみならず、フレーム内でのタイムスロットの割り付けの変更の要否をも判断する（ステップＳ２１）。タイムスロットの割り付けの要否は、後述のステップＳ７、Ｓ８、ステップＳ２５の処理の結果に基づき判断する。
【００７２】
通信装置１，２，３は、ステップＳ２１において切り替え及び割り付け変更を不要と判断した場合（Ｓ２１：ＮＯ）、「保守スロット」での保守情報の送受信、中継を継続して次のステップＳ６へ処理を進める。
【００７３】
通信装置１，２，３は、ステップＳ２１において切り替え又は割り付け変更を要と判断した場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、自身に割り付けられている「保守スロット」にて、通信周波数チャンネルの切り替え要求と共に、タイムスロットの割り付けの変更要求を送信する（ステップＳ２２）。具体的には、通信周波数チャンネルの切り替え要求は、応答を１フレーム内で完結させるために主局側から従局側へ送信される。割り付けの変更要求は、従局側から主局側へ送信される。
【００７４】
ここで主局である通信装置１は、制御部１０により、送信される割り付け変更要求に基づき、フレーム内のタイムスロットの割り付けを決定し直す（ステップＳ２３）。具体的には、通信周波数チャンネルの切り替え対象の通信経路にて通信を行なう通信装置１，２，３のいずれかで、異なる通信相手によって異なる通信周波数チャンネルを使用する場合、夫々の通信に割り付けられるタイムスロット間に空きスロット、又はノイズ測定用のタイムスロットなどの他のタイムスロットを含めるように割り付けを決定する。なお、主局である通信装置１の制御部１０のみで決定する構成のみならず、異なる割り付けのパターンを記憶部１１，２１，３１にて記憶しておき、いずれのパターンへの変更かを夫々で、同一の基準に基づき決定するようにしてもよい。
【００７５】
通信装置１，２，３は、通信周波数チャンネルの切り替え要求及び割り付け変更要求のいずれについても、応答を受信したか否かを判断する（Ｓ４）。割り付け変更要求については、主局である通信装置１からの応答（指示）が対応するので、次のフレームにて受信する。通信装置１，２，３は応答を受信しなかったと判断した場合（Ｓ４：ＮＯ）、切り替え及び割り付け変更不要と判断した場合と同様に、次のステップＳ６へ処理を進める。
【００７６】
通信装置１，２，３は、要求を送信した通信相手から応答を受信したと判断した場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、通信相手との間の通信周波数チャンネルの切り替えを行ない、通信装置１はステップＳ２３の決定に基づき、タイムスロットの割り付け変更を行なう（ステップＳ２４）。通信周波数チャンネルの切り替えの実行は、「保守スロット」の後の情報の送受信用のタイムスロットにおいて、対応する通信相手の通信装置との間の通信時に行なう
。タイムスロットの割り付け変更は、主局である通信装置１が、「保守スロット」にて送信する保守情報に変更の指示を含めて無線通信部１２を用いて送信し、各通信装置２，３が指示を受信して変更を認識する。後続の情報用のタイムスロットでの送受信（Ｓ６）は、割り付け変更後のタイムスロットに基づき行われる。
【００７７】
通信装置１，２，３は、情報用のタイムスロットでの制御状態などの情報の送受信を開始し（Ｓ６）、ノイズ測定用のタイムスロットにて各自ノイズ測定を行なう（Ｓ７）。通信装置１，２，３はノイズ測定の結果により妨害波の有無を判断する（Ｓ８）。
【００７８】
通信装置１，２，３は、妨害波無と判断した場合（Ｓ８：ＮＯ）、そのまま他の情報用のタイムスロットにて情報の送受信を継続し、処理を終了する。この場合、処理は次のフレームにおける処理に移り、ステップＳ１へ戻る。
【００７９】
通信装置１，２，３は、妨害波有と判断した場合（Ｓ８：ＹＥＳ）、使用中の通信周波数チャンネルからの切り替えが必要であることを記憶し、且つ、切り替えを行なうときには切り替えに要する時間分以上の猶予が必要であるために、１フレーム内におけるタイムスロットの割り付けの変更が必要であることを記憶し（ステップＳ２５）、他の情報用のタイムスロットにて情報の送受信を継続した後に、処理を終了する。この場合も、処理は次のフレームにおける処理に移り、ステップＳ１へ戻る。
【００８０】
図８のフローチャートに示した処理手順により、妨害波の有無に応じて通信周波数チャンネルの切り替え及びタイムスロットの割り付けの変更がされる場合の具体例を説明する。図９は、実施の形態２における通信装置２，３の間の通信経路にて妨害波が存在した場合の通信周波数チャンネルの切り替わり及び割り付けの変更の例を示す説明図である。なお、図９は、図４と同様に、矩形で示される各タイムスロットにおける受信者及び送信者と、使用される通信周波数チャンネルとを示す。
【００８１】
図９では、上段に示す任意のｋ番目のフレームのノイズ測定用のスロットにて妨害波が観測された場合に、中段に示す次のｋ＋１番目のフレームで「保守スロット」にて送受信される保守情報に基づき、下段に示す更に次のｋ＋２番目のフレームにて、通信周波数チャンネルが切り替わり、且つタイムスロットの割り付けが変更される例が示されている。
【００８２】
上段のｋ番目のフレーム（フレームｋ）では、タイムスロット「６」及び「１１」での従局１の通信装置２と従局２の通信装置３との間の通信は、他も含めて全て「１ＣＨ」を使用して行なわれている。しかしながら、タイムスロット「７」〜「１０」の間におけるノイズ測定により、通信装置２にて妨害波有りと判断され（Ｓ８：ＹＥＳ）、通信周波数チャンネルの切り替え要が記憶され、且つ、切り替えに要する時間を考慮したタイムスロットの割り付けの変更が必要であることが記憶される。このとき、タイムスロット「１１」における通信装置３から通信装置２への通信では、通信エラーが多数発生している。
【００８３】
中段のｋ＋１番目のフレーム（フレームｋ＋１）では、「保守スロット」にて主局である通信装置１から通信装置２へ保守情報が送信された後、通信装置２は、通信装置３との間の通信経路の通信周波数チャンネルの切り替え及びタイムスロットの割り付け変更が必要であると判断する（Ｓ２１：ＹＥＳ）。そして従局１の通信装置２は、次のタイムスロット「２」にて通信装置１からの保守情報と共に切り替え要求を、従局２の通信装置３へ送信する（Ｓ２２）。従局２の通信装置３は、通信装置２からの切り替え要求に対し、自身に割り付けられているタイムスロット「３」にて応答を送信する。このタイムスロット「３」にて通信装置２は、切り替え要求に対する応答を受信したと判断する（Ｓ４：ＹＥＳ）。
【００８４】
中段のｋ＋１番目のフレーム（フレームｋ＋１）では更に、通信装置２はタイムスロットの割り付け変更が必要であると判断する（Ｓ２１：ＹＥＳ）。したがって、タイムスロットの割り付けを決定する主局である通信装置１へタイムスロット割り付け変更要求が、タイムスロット「４」にて送信される（Ｓ２２）。主局の通信装置１はこれを受信し、タイムスロットの割り付けを決定し直す。主局である通信装置１は、通信周波数チャンネルの切り替え対象の通信経路を介して通信を行なう通信装置２が、夫々異なる通信相手と異なる通信周波数チャンネルを用いて通信することを認識する。また、通信装置１は、通信装置２が夫々異なる通信相手と異なる通信周波数チャンネルを用いて行なう通信に夫々割り付けられているタイムスロット「５」と「６」、及び「１１」と「１２」がフレーム内で隣り合っていることを認識する。そこで、通信装置１は、通信装置２の夫々異なる通信相手との通信に割り付けられているタイムスロットの間に、ノイズ測定用のタイムスロットを含めるように割り付けを決定し直す（Ｓ２３）。
【００８５】
下段のｋ＋２番目のフレーム（フレームｋ＋２）では、主局である通信装置１は、決定した割り付けを示す情報を、割り付け変更要求への応答として「保守スロット」「１」「２」にて通信装置２，３へ送信する。従局１の通信装置２及び従局２の通信装置３は、これを夫々応答、又は割り付け変更指示として受信し、後続のタイムスロットから通信周波数チャンネルの切り替え及びタイムスロットの割り付けを変更する（Ｓ２４）。
【００８６】
図９に示すように、主局の通信装置１から従局１の通信装置２への「１ＣＨ」を用いた送信に割り付けられていたタイムスロット「５」の後に、ノイズ測定用のタイムスロットが含まれるようになる。ノイズ測定用のタイムスロットの間、通信装置２は無線通信部２２にてノイズ測定を実行するとともに、通信周波数チャンネルを「６ＣＨ」へ切り替える。従局１の通信装置２は、タイムスロット「８」で「６ＣＨ」の通信周波数チャンネルを用いて従局２の通信装置３へ情報を送信する。従局２の通信装置３は、通信装置２とのみ通信を行なうから無線通信部３２における通信周波数チャンネルを「６ＣＨ」へ切り替えている。そして、従局２の通信装置３は、タイムスロット「９」にて「６ＣＨ」を用いて通信装置２へ情報を送信し、通信装置２は「６ＣＨ」にて情報を受信する。タイムスロット「１０」及び「１１」では、通信装置２はノイズ測定を行なうとともに再度無線通信部２２における通信周波数チャンネルを「６ＣＨ」から「１ＣＨ」へ切り替える。そして次のタイムスロット「１２」にて、従局１の通信装置２は主局の通信装置１へ「１ＣＨ」の通信周波数チャンネルを用いて情報を送信する。
【００８７】
このようにして、実施の形態２では、１つの通信装置２が無線通信部２２を１つ使用した低コスト化が図られた構成で、通信経路毎の通信環境に応じて異なる通信周波数チャンネル「１ＣＨ」から「６ＣＨ」への切り替えを行なうに際し、切り替えに要する切替時間の猶予が設けられるから、切り替えを支障なく行なうことが可能である。
【００８８】
実施の形態２では、通信装置２が１つの無線通信部２２による通信装置１との通信及び通信装置３との通信における切り替えのために、ノイズ測定用のタイムスロットを間に含めるように割り付け直す構成とした。本発明はこれに限らず、フレーム内に空きスロットが存在する場合は当該空きスロット、又は通信周波数チャンネルの切り替えに関係がない他の通信装置間の通信に割り付けられるタイムスロットを含める構成としてもよい。
【００８９】
（実施の形態３）
実施の形態２では、１つの通信装置２が異なる通信経路での通信に応じて異なる通信周波数チャンネルへ切り替えるに際し、各通信に割り付けられたタイムスロット間に切り替えに要する切替時間分だけの他のタイムスロットを含めるべく割り付けの変更が行なわれる構成とした。これに対し、実施の形態３では、１フレームに空きスロットなどの余裕がなく、タイムスロットの割り付けの変更ができない可能性があることを考慮し、変更がで
きるか否かの判断処理を追加し、変更ができない場合には全通信経路の通信周波数チャンネルを全て切り替える構成とする。
【００９０】
実施の形態３における信号制御システムの構成は、実施の形態１と同様である。したがって、同一の符号を付してハードウェア構成について詳細な説明を省略する。以下、各通信装置１，２，３にて行なわれる処理の内、実施の形態１及び２と異なる点について、フローチャート及び具体例を参照して説明する。
【００９１】
図１０は、実施の形態３における各通信装置１，２，３で各自行なわれる処理の一例を示すフローチャートである。なお、図１０のフローチャートに示す処理手順の内、実施の形態１の図５のフローチャートに示した処理手順と共通する手順、及び実施の形態２の図８のフローチャートに示した処理手順と共通する手順については同一のステップ番号を付して詳細な説明を省略する。
【００９２】
通信装置１，２，３は、以下に示す処理手順をフレーム単位で繰り返す。
【００９３】
通信装置１，２，３の制御部１０，２０，３０は、「保守スロット」での保守情報の送受信を開始した後（Ｓ１）、通信周波数チャンネルの切り替えの要否、及び、タイムスロットの割り付けの変更の要否を判断する（Ｓ２１）。タイムスロットの割り付けの要否は、後述のステップＳ７、Ｓ８、ステップＳ２５の処理の結果に基づき判断する。
【００９４】
通信装置１，２，３は、ステップＳ２１において切り替え及び割り付け変更を不要と判断した場合（Ｓ２１：ＮＯ）、「保守スロット」での保守情報の送受信、中継を継続して次のステップＳ６へ処理を進める。
【００９５】
通信装置１，２，３は、ステップＳ２１において切り替え又は割り付け変更を要と判断した場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、自身に割り付けられている「保守スロット」にて、通信周波数チャンネルの切り替え要求及びタイムスロットの割り付けの変更要求を送信する（Ｓ２２）。
【００９６】
ここで主局である通信装置１は、送信される割り付け変更要求を受信した場合、フレーム内のタイムスロットの割り付けの変更に際し、１フレーム内のチャンネル切り替え対象の通信経路を介した通信に割り付けられるタイムスロットと、他の通信経路を介した通信に割り付けられたタイムスロットとの間に、切替時間分以上の分だけ他のタイムスロットを含められるか否かを判断する（ステップＳ３１）。
【００９７】
主局である通信装置１は、ステップＳ３１において他のタイムスロットを含められると判断した場合（Ｓ３１：ＹＥＳ）、送信された割り付け変更要求に基づき、フレーム内のタイムスロットの割り付けを決定し直す（Ｓ２３）。そして通信装置１，２，３は、通信周波数チャンネルの切り替え要求及び割り付け変更要求のいずれについても、応答を受信したか否かを判断する（Ｓ４）。割り付け変更要求については、主局である通信装置１からの応答（指示）が対応するので、次のフレームにて受信する。通信装置１，２，３は応答を受信しなかったと判断した場合（Ｓ４：ＮＯ）、切り替え及び割り付け変更不要と判断した場合と同様に、次のステップＳ６へ処理を進める。
【００９８】
通信装置１，２，３は、要求を送信した通信相手から応答を受信したと判断した場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、通信相手との間の通信周波数チャンネルの切り替えを行ない、通信装置１はステップＳ２３の決定に基づき、タイムスロットの割り付け変更を行ない（ステップＳ２４）、次のステップＳ６へ処理を進める。
【００９９】
通信装置１は、ステップＳ３１において、他のタイムスロットを含められないと判断した場合（Ｓ３１：ＮＯ）、妨害波を回避して安定的に通信を行なうためには通信周波数チャンネルを変更すべきであるから、通信装置１は、全通信経路における通信周波数チャンネルを切り替える指示を送信する（ステップＳ３２）。なお、当該指示は次のフレームにおける「保守スロット」において送信される。通信装置１，２は、当該次のフレームの「保守スロット」にて通信相手の通信装置２，３から応答を受信したか否かを判断する（ステップＳ３３）。各通信装置１，２は、応答を受信しなかったと判断した場合（Ｓ３３：ＮＯ）、切り替え及び割り付け変更不要と判断した場合（Ｓ２１：ＮＯ）と同様に、次のステップＳ６へ処理を進める。各通信装置１，２，３は、応答を受信したと判断した場合（Ｓ３３：ＹＥＳ）、通信周波数チャンネルの切り替えを行ない（Ｓ３４）、次のステップＳ６へ処理を進める。
【０１００】
通信装置１，２，３は、情報用のタイムスロットでの制御状態などの情報の送受信を開始し（Ｓ６）、ノイズ測定用のタイムスロットにて各自ノイズ測定を行なう（Ｓ７）。通信装置１，２，３はノイズ測定の結果により妨害波の有無を判断する（Ｓ８）。
【０１０１】
通信装置１，２，３は、妨害波無と判断した場合（Ｓ８：ＮＯ）、そのまま他の情報用のタイムスロットにて情報の送受信を継続し、処理を終了する。この場合、処理は次のフレームにおける処理に移り、ステップＳ１へ戻る。
【０１０２】
通信装置１，２，３は、妨害波有と判断した場合（Ｓ８：ＹＥＳ）、使用中の通信周波数チャンネルからの切り替えが必要であることを記憶し、且つ、切り替えを行なうときには切り替えに要する時間分以上の猶予が必要であるために、１フレーム内におけるタイムスロットの割り付けの変更が必要であることを記憶し（Ｓ２５）、他の情報用のタイムスロットにて情報の送受信を継続した後に、処理を終了する。この場合も、処理は次のフレームにおける処理に移り、ステップＳ１へ戻る。
【０１０３】
図１０のフローチャートに示した処理手順により、妨害波の有無に応じて通信周波数チャンネルの切り替え及びタイムスロットの割り付けの変更がされる場合の具体例を説明する。図１１は、実施の形態３における通信装置２，３の間の通信経路にて妨害波が存在した場合の通信周波数チャンネルの切り替わり及び割り付けの変更の例を示す説明図である。
【０１０４】
図１０では、上段に示す任意のｋ番目のフレームのノイズ測定用のスロットにて妨害波が観測された場合に、中段に示す次のｋ＋１番目のフレームで「保守スロット」にて送受信される保守情報に基づき、下段に示す更に次のｋ＋２番目のフレームにて、全通信周波数チャンネルが切り替わる例が示されている。
【０１０５】
上段のｋ番目のフレーム（フレームｋ）では、タイムスロット「６」及び「１１」での従局１の通信装置２と従局２の通信装置３との間の通信は、他も含めて全て「１ＣＨ」を使用して行なわれている。しかしながら、タイムスロット「７」〜「１０」の間におけるノイズ測定により、通信装置２にて妨害波有りと判断され（Ｓ８：ＹＥＳ）、通信周波数チャンネルの切り替え要が記憶され、且つ、切り替えに要する時間を考慮したタイムスロットの割り付けの変更が必要であることが記憶される。このとき、タイムスロット「１１」における通信装置３から通信装置２への通信では、通信エラーが多数発生している。
【０１０６】
中段のｋ＋１番目のフレーム（フレームｋ＋１）では、「保守スロット」にて主局である通信装置１から通信装置２へ保守情報が送信された後、通信装置２は、通信装置３との間の通信経路の通信周波数チャンネルの切り替え及びタイムスロットの割り付け変更が必要であると判断する（Ｓ２１：ＹＥＳ）。そして従局１の通信装置２は、次のタイムスロ
ット「２」にて通信装置１からの保守情報と共に切り替え要求を、従局２の通信装置３へ送信する（Ｓ２２）。従局２の通信装置３は、通信装置２からの切り替え要求に対し、自身に割り付けられているタイムスロット「３」にて応答を送信する。このタイムスロット「３」にて通信装置２は、切り替え要求に対する応答を受信したと判断する（Ｓ４：ＹＥＳ）。
【０１０７】
中段のｋ＋１番目のフレーム（フレームｋ＋１）では更に、通信装置２はタイムスロットの割り付け変更が必要であると判断する（Ｓ２１：ＹＥＳ）。したがって、タイムスロットの割り付けを決定する主局である通信装置１へタイムスロット割り付け変更要求が、タイムスロット「４」にて送信される（Ｓ２２）。これにより主局である通信装置１は、タイムスロットの割り付けを決定し直すことを求められる。しかしながら通信装置１は、チャンネル切り替え対象の通信経路を介した通信に割り付けられるタイムスロットと、他の通信経路を介した通信に割り付けられたタイムスロットとの間に、切替時間分以上の分だけ他のタイムスロットを含められるか否かを判断する（Ｓ３１）。ここで、主局の通信装置１は、従局１である通信装置２の通信装置１との通信と、チャンネル切り替え対象である従局２である通信装置３との通信との夫々に割り付けられている連続するタイムスロット（「５」と「６」及び「１１」と「１２」）の間に、他のタイムスロットを含められないと判断する（Ｓ３１：ＮＯ）。この場合、従局１の通信装置２は単一の通信周波数チャンネルを用いる無線通信部２２にて、連続するタイムスロットで異なる通信周波数チャンネルへ切り替えることが困難である。通信装置１は、フレーム内で通信装置２が関係するタイムスロットと、当該タイムスロットと連続するタイムスロットにおける通信の通信周波数チャンネルをいずれも、選択されたチャンネル「６ＣＨ」へ切り替える。
【０１０８】
下段のｋ＋２番目のフレーム（フレームｋ＋２）では、主局である通信装置１は、先頭の「保守スロット」（タイムスロット「１」）にて、タイムスロット「５」、「６」、「１１」及び「１２」での通信周波数チャンネルの「６ＣＨ」への切り替えを指示する保守情報を送信する。これに対し、従局１の通信装置２及び従局２の通信装置３は「保守スロット」（タイムスロット「３」及び「４」）にて応答を送信する。これにより、その後のタイムスロット「５」〜「１２」では、通信装置１，２，３間の通信は、「６ＣＨ」の通信周波数チャンネルが用いられて行なわれる。
【０１０９】
このようにして、実施の形態３では、１つの通信装置２が無線通信部２２を１つ使用した低コスト化が図られた構成で、通信経路毎の通信環境に応じて異なる通信周波数チャンネルへの切り替えを行なうに際し、切り替えに要する切替時間の猶予を設けられるか否かを判断し、猶予を設けられない場合にはいずれも切り替える構成とする。これにより、通信経路毎の通信環境に応じて異なる通信周波数チャンネルへの切り替えを支障なく柔軟に行なうことが可能である。
【０１１０】
実施の形態１乃至３の構成により、離れた場所に固定される交通信号制御に関する無線通信装置間で、通信環境が悪化した場合であっても、使用されている通信周波数を全体的に変更せずとも、各経路の通信環境に適した通信周波数を夫々選択して安定的な無線通信を実現させ、交通信号制御に関する情報の送受信の信頼性を向上させることも可能である。
【０１１１】
なお、実施の形態２又は３では、通信装置１，２，３の夫々の通信に対するタイムスロットの割り付けは予め設定されており、割り付けの変更が必要である場合、また、変更が必要であって且つ変更が可能な場合に、主局である通信装置１の制御部１０が割り付けを決定し直す構成とした。このとき、通信環境が悪化した通信経路がいずれであるかによって、決定される割り付けが予めパターンテーブル化されている場合、通信装置１は切り替えに関係する通信のタイムスロットの間に他のタイムスロットを含められるかなどの判断
が容易となるか、省略することも可能である。
【０１１２】
図１２は、通信装置１の記憶部１１に記憶されるパターンテーブルの内容例を示す説明図である。図１２に示す例では、実施の形態１乃至３にて初期的に予め設定されているパターンＡが例示されている。また図１２では、タイムスロットの割り付けの変更の候補であるパターンＢが例示されている。その他、通信装置１と通信装置２との間で妨害波が存在する場合のタイムスロットの割り付けの変更の候補であるパターンＣが記憶されてもよい。
【０１１３】
各パターンでは、いずれもタイムスロット毎に、タイムスロットの種類及び送信者（Ｓ）、受信者（Ｒ）がいずれの局（通信装置）なのかが示されている。「保守スロット」とノイズ測定用のタイムスロット以外については、タイムスロットの種類は省略してある。
【０１１４】
パターンＡは、先頭の４つが「保守スロット」であって、タイムスロット「５」及び「６」にて通信装置１，２，３間で主局側から従局側へ情報が送信された後、タイムスロット「７」〜「１０」にてノイズ測定が行なわれ、タイムスロット「１１」及び「１２」にて従局側から主局側へ情報が送信されるように割り付けられている。
【０１１５】
パターンＢは、従局１の通信装置２と、従局２の通信装置３との間で妨害波が存在する場合の、割り付けの変更後の候補である。実施の形態２の図９に示した変更後の割り付けに対応する。パターンＢも先頭の４つが「保守スロット」である点はパターンＡと共通する。パターンＢでは、パターンＡにおけるタイムスロット「６」がタイムスロット「８」と、タイムスロット「１１」がタイムスロット「９」と入れ替わっている点が異なる。
【０１１６】
図１２のように、変更後の割り付けの候補がテーブル化されていることにより、変更の指示に関して複雑な処理が不要である。各通信装置１，２，３がパターンテーブルを夫々記憶しておけば、いずれのパターンへの変更なのかを示す指示情報を主局である通信装置１が「保守スロット」にて送信することにより、他の通信装置２，３が変更後の割り付けを容易に認識できる。
【０１１７】
なお、開示された実施の形態は、全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。本発明の範囲は上述の説明ではなくて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全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１１８】
１，２，３  通信装置
１１  記憶部
１２  無線通信部
【図１】
0005532786.tif 000002
【図２】
0005532786.tif 000003
【図３】
0005532786.tif 000004
【図４】
0005532786.tif 000005
【図５】
0005532786.tif 000006
【図６】
0005532786.tif 000007
【図７】
0005532786.tif 000008
【図８】
0005532786.tif 000009
【図９】
0005532786.tif 000010
【図１０】
0005532786.tif 000011
【図１１】
0005532786.tif 000012
【図１２】
0005532786.tif 000013
【図１３】
0005532786.tif 000014