(57)【要約】【課題】  アップリンク方向でマルチレート対応の新光ビーコンによる、設置現場における高速フレームの受信失敗を抑制する。【解決手段】  本発明の一態様に係る路車間通信システムは、走行中の車両の車載機と、前記車載機と光信号による無線通信を行う光ビーコンとを備える路車間通信システムに関する。このシステムにおいて、前記車載機は、アップリンク方向でマルチレート対応の新車載機を含み、前記光ビーコンは、アップリンク方向でマルチレート対応の新光ビーコンを含み、下記に定義する通信余裕度の値のうち、高速の上りフレームである高速フレームに関する値が、低速の上りフレームである低速フレームに関する値よりも大きい。  通信余裕度：アップリンク到達光量をアップリンク受信感度で除した通信パラメータ【選択図】      図１４
2018013903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行中の車両の車載機と、前記車載機と光信号による無線通信を行う光ビーコンとを備える路車間通信システムであって、
前記車載機は、アップリンク方向でマルチレート対応の新車載機を含み、
前記光ビーコンは、アップリンク方向でマルチレート対応の新光ビーコンを含み、
下記に定義する通信余裕度の値のうち、高速の上りフレームである高速フレームに関する値が、低速の上りフレームである低速フレームに関する値よりも大きい路車間通信システム。
通信余裕度：アップリンク到達光量をアップリンク受信感度で除した通信パラメータ
【請求項２】
前記高速フレームの通信余裕度の値は、７．０以上に設定されている請求項１に記載の路車間通信システム。
【請求項３】
前記新車載機は、前記高速フレームのアップリンク発光光量が前記低速フレームのアップリンク発光光量よりも高くなるように、発光素子を発光させる発光回路を有する請求項１又は請求項２に記載の路車間通信システム。
【請求項４】
前記発光回路は、
１又は複数の前記発光素子を含む発光部材と、
前記発光部材を低い方の伝送レートで駆動するための第１スイッチング素子と、
前記第１スイッチング素子の駆動電流に抵抗を付与する第１抵抗器と、
前記発光部材を高い方の伝送レートで駆動するための第２スイッチング素子と、
前記第２スイッチング素子の駆動電流に抵抗を付与する、前記第１抵抗器よりも抵抗値が小さい前記第２抵抗器と、を有する請求項３に記載の路車間通信システム。
【請求項５】
前記新車載機は、前記高速フレームのアップリンク発光光量を前記車両の車両速度に応じて変化させる発光制御部を、更に有する請求項３又は請求項４に記載の路車間通信システム。
【請求項６】
前記新車載機は、受光素子に対するダウンリンク光の入射角度の制限機能を有する受光部材を備える請求項３〜請求項５のいずれか１項に記載の路車間通信システム。
【請求項７】
請求項１に記載の路車間通信システムに用いられる前記新光ビーコンである光ビーコン。
【請求項８】
請求項１に記載の路車間通信システムに用いられる前記新車載機である車載機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行中の車両の車載機、この車載機と光信号による無線通信を行う光ビーコン、及び、それらの通信機器を備えた路車間通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
光ビーコンと車載機が無線で光通信を行う路車間通信システムにおいて、高速アップリンク受信に対応する光ビーコン（以下、「新光ビーコン」ともいう。）と、高速アップリンク送信に対応する車載機（以下、「新車載機」ともいう。）を新たに導入することが検討されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
新光ビーコンは、低速アップリンク送信のみを行う車載機（以下、「旧車載機」という。）とも通信可能であり、新車載機は、低速アップリンク受信のみを行う光ビーコン（以下、「旧光ビーコン」ともいう。）とも通信可能である必要がある。
そこで、特許文献１では、車両の識別情報（以下、「車両ＩＤ」という。）を格納した低速フレームを高速フレームの前に送信し、高速アップリンク通信に対応する新型機器の場合でも、低速フレームによる通信を最初に行う通信手順が提案されている。
【０００４】
新車載機が低速フレームの後に高速フレームを送信する場合には、車両の走行速度によっては、低速フレームを受信可能であるが高速フレームを受信不能な領域（特許文献１の図１１の不感領域Ｆ）において、新車載機が高速フレームを送信することがある。
かかる不感領域において高速フレームが送信されると、新光ビーコンが高速フレームを受信できなくなり、高速フレームの再送を許さない通信規格の場合は、新光ビーコンが高速フレームを取得できる可能性がなくなる。
【０００５】
そこで、特許文献１では、低速フレームを受信可能なエリアの上流端（以下、「第１アップリンク上流端」という。）よりも上流側又は実質的に同じ位置となるように、高速フレームを受信可能なエリアの上流端（以下、「第２アップリンク上流端」という。）の位置を設定すること（以下、「アップリンク位置設定」という。）が提案されている。
これにより、新光ビーコンに上記の不感領域が発生しなくなり、低速フレームの後に送信される高速フレームを新光ビーコンが適切に受信できるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−１６９７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のアップリンク位置設定が成立するように新光ビーコンを工場出荷時に調整しても、設置現場において、例えば道路環境や新光ビーコンの設置環境が特殊な場合には、工場出荷時におけるアップリンク位置設定が成立しなくなり、新光ビーコンが高速フレームを適切に受信できなくなることが想定される。
本発明は、かかる従来の問題点に鑑み、アップリンク方向でマルチレート対応の新光ビーコンによる、設置現場における高速フレームの受信失敗を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）  本発明の一態様に係る路車間通信システムは、走行中の車両の車載機と、前記車載機と光信号による無線通信を行う光ビーコンとを備える路車間通信システムであって、前記車載機は、アップリンク方向でマルチレート対応の新車載機を含み、前記光ビーコンは、アップリンク方向でマルチレート対応の新光ビーコンを含み、下記に定義する通信余裕度の値のうち、高速の上りフレームである高速フレームに関する値が、低速の上りフレームである低速フレームに関する値よりも大きいことを特徴とする。
通信余裕度：アップリンク到達光量をアップリンク受信感度で除した通信パラメータ
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、アップリンク方向でマルチレート対応の新光ビーコンによる、設置現場における高速フレームの受信失敗を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】路車間通信システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】光ビーコンの設置部分を上から見た道路の平面図である。
【図３】光ビーコンの通信領域を示す側面図である。
【図４】従来の通信手順を示すシーケンス図である。
【図５】新旧の光ビーコンと車載機の混在状態を示す図である。
【図６】新光ビーコンの上位互換制御を示すフローチャートである。
【図７】アップリンク情報のフレーム構成図である。
【図８】ダウンリンク情報のフレーム構成図である。
【図９】送信中断期間を設けない場合の路車間通信を示すシーケンス図である。
【図１０】送信中断期間を設ける場合の路車間通信を示すシーケンス図である。
【図１１】アップリンク領域の上流側に位置するダウンリンク領域の部分である、ダウンリンク上流部の一例を示す説明図である。
【図１２】新光ビーコンの回路構成例を示すブロック図である。
【図１３】低速用受信系と高速用受信系の受信可能なエリアを示す側面図である。
【図１４】アップリンク方向の通信余裕度の説明図である。
【図１５】通信余裕度の数値例のパターンを示す表である。
【図１６】新車載機の光送信部に好適な発光回路の一例を示す回路図である。
【図１７】新車載機の光送信部に好適な発光回路の別例を示す回路図である。
【図１８】新車載機の光送信部に好適な発光回路の別例を示す回路図である。
【図１９】新車載機の光受信部に好適な受光部材の構成例を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜本発明の実施形態の概要＞
以下、本発明の実施形態の概要を列記して説明する。
（１）  本実施形態の路車間通信システムは、走行中の車両の車載機と、前記車載機と光信号による無線通信を行う光ビーコンとを備える路車間通信システムであって、前記車載機は、アップリンク方向でマルチレート対応の新車載機を含み、前記光ビーコンは、アップリンク方向でマルチレート対応の新光ビーコンを含み、下記に定義する通信余裕度の値のうち、高速の上りフレームである高速フレームに関する値が、低速の上りフレームである低速フレームに関する値よりも大きい。
【００１２】
通信余裕度：アップリンク到達光量をアップリンク受信感度で除した通信パラメータ
以下において、低速フレームの通信余裕度を「Ｍ１」といい、高速フレームの通信余裕度を「Ｍ２」という場合がある。
【００１３】
本実施形態の路車間通信システムによれば、高速フレームに関する通信余裕度の値が低速フレームに関する通信余裕度の値よりも大きいので、車両進行方向の任意の地点において、高速フレームが低速フレームよりも受信され易くなる。
このため、設置現場におけるアップリンク位置設定が不適切であっても、新光ビーコンによる高速フレームの受信失敗を抑制することができる。
【００１４】
（２）  本実施形態の路車間通信システムにおいて、前記高速フレームの通信余裕度の値は、例えば７．０以上に設定することが好ましい。
その理由は、高速フレームのアップリンク到達光量を規格値（＝２．０μＷ／ｃｍ２）よりも増加させてＭ２＞Ｍ１とする場合は、当該到達光量を２．１（μＷ／ｃｍ２）以上に設定すればよく、この場合の通信余裕度Ｍ２の値が７．０以上となるからである。
【００１５】
（３）  本実施形態の路車間通信システムにおいて、前記新車載機は、前記高速フレームのアップリンク発光光量が前記低速フレームのアップリンク発光光量よりも高くなるように、発光素子を発光させる発光回路を有することが好ましい。
かかる発光回路を採用すれば、高速フレームのアップリンク発光光量が低速フレームのアップリンク発光光量よりも高くなるので、高速フレームのアップリンク到達光量を規格値よりも高めることができ、Ｍ２＞Ｍ１を達成できるようになる。
【００１６】
（４）  本実施形態の路車間通信システムにおいて、前記発光回路は、例えば、１又は複数の前記発光素子を含む発光部材と、前記発光部材を低い方の伝送レートで駆動するための第１スイッチング素子と、前記第１スイッチング素子の駆動電流に抵抗を付与する第１抵抗器と、前記発光部材を高い方の伝送レートで駆動するための第２スイッチング素子と、前記第２スイッチング素子の駆動電流に抵抗を付与する、前記第１抵抗器よりも抵抗値が小さい前記第２抵抗器と、を有する。
【００１７】
上記の発光回路を採用すれば、第２抵抗器の抵抗値が第１抵抗器の抵抗値よりも小さいので（図１６参照）、高速フレームのアップリンク発光光量を低速フレームのアップリンク発光光量よりも高めることができる。
【００１８】
（５）  本実施形態の路車間通信システムにおいて、前記新車載機は、前記高速フレームのアップリンク発光光量を前記車両の車両速度に応じて変化させる発光制御部を、更に有することが好ましい。
その理由は、車両速度が遅い場合には、低速フレームの送信地点と高速フレームの送信地点との距離（図１４のΔＬ参照）が小さくなり、ビーコンヘッドまでの車両進行方向の距離の減少に応じた、高速フレームのアップリンク到達光量の増加を余り見込めなくなるからである。
【００１９】
（６）  本実施形態の路車間通信システムにおいて、前記新車載機は、受光素子に対するダウンリンク光の入射角度の制限機能を有する受光部材を備えることが好ましい。
上記の制限機能を有する受光部材を採用すれば、低速フレームの無駄な送信を減少させることができるので、発光部材の短命化を防止しつつ、高速フレームの発光光量を増加することができる。
【００２０】
（７）  本実施形態の光ビーコンは、上述の（１）〜（６）に記載の路車間通信システムに用いられる前記新光ビーコンである光ビーコンに関する。
従って、本実施形態の光ビーコンは、上述の（１）〜（６）に記載の路車間通信システムと同様の作用効果を奏する。
【００２１】
（８）  本実施形態の車載機は、上述の（１）〜（６）に記載の路車間通信システムに用いられる前記新車載機である車載機に関する。
従って、本実施形態の車載機は、上述の（１）〜（６）に記載の路車間通信システムと同様の作用効果を奏する。
【００２２】
＜本発明の実施形態の詳細＞
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、本発明の実施形態に係る路車間通信システムの全体構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態の路車間通信システムは、インフラ側の交通管制システム１と、道路Ｒを走行する車両２０（図３参照）に搭載された車載機２とを備える。
【００２３】
交通管制システム１は、交通管制室等に設けられた中央装置３と、道路Ｒの各所に多数設置された光ビーコン（光学式車両感知器）４とを備える。光ビーコン４は、近赤外線を通信媒体とした光通信によって車載機２との間で無線通信を行うことができる。
光ビーコン４は、ビーコン制御機７と、このビーコン制御機７のセンサ用インタフェースに接続された複数（図１では４つ）のビーコンヘッド（投受光器ともいう。）８とを有している。
【００２４】
ビーコン制御機７は、インフラ側の通信部６に接続されており、通信部６は電話回線等の通信回線５によって中央装置３と接続されている。
通信部６は、例えば、信号灯器の灯色を制御する交通信号制御機や、インフラ側における交通情報の中継処理を行う情報中継装置等より構成することができる。
【００２５】
本実施形態の光ビーコン４は、全二重通信方式を採用している。すなわち、後述のビーコン制御機７は、光送信部１０に対するダウンリンク方向の送信制御と、光受信部１１に対するアップリンク方向の受信制御とを同時に行うことができる。
これに対して、本実施形態の車載機２は、半二重通信方式を採用している。すなわち、後述の車載制御機２１は、光送信部２３に対するアップリンク方向の送信制御と、光受信部２４に対するダウンリンク方向の受信制御とを同時には行わない。
【００２６】
なお、光送信部２３に対するアップリンク方向の送信制御と、光受信部２４に対するダウンリンク方向の受信制御は同時に行われていても良いが、実態として、どちらかのみしか機能しないように構成されているものとする。すなわち、アップリンクの送信中にはダウンリンクを受信することが困難な構成である。
【００２７】
〔光ビーコンの構成〕
光ビーコン４のビーコンヘッド８は、電気光変換が可能な光送信部１０と、光電気変換が可能な光受信部１１とを筐体の内部に有している。
このうち、光送信部１０は、近赤外線よりなるダウンリンク光（ダウンリンク方向の光信号）をダウンリンク領域ＤＡ（図３参照）に送出する発光素子を有する。光受信部１１は、アップリンク領域ＵＡ（図３参照）にある車載機２からの近赤外線よりなるアップリンク光（アップリンク方向の光信号）を受光する受光素子を有する。
【００２８】
光送信部１０は、ビーコン制御機７から送出される下りフレームを所定の伝送速度のシリアルな送信信号に変換する送信回路と、出力された送信信号をダウンリンク方向の光信号に変換する、発光ダイオード等よりなる発光素子と備えている。
本実施形態の光ビーコン４では、光送信部１０が送信する光信号の伝送速度は、例えば従来の旧光ビーコンと同様に１０２４ｋｂｐｓの一種類である。
【００２９】
光受信部１１は、フォトダイオード等よりなる受光素子と、この受光素子が出力する電気信号を増幅してデジタルの受信信号を生成する受信回路とを備えている。
本実施形態の光ビーコン４では、光受信部１１は、高低２種類の伝送速度での光電気変換が可能なマルチレート対応である。低い方の伝送速度は従来の旧光ビーコンと同様に６４ｋｂｐｓである。高い方の伝送速度は、１２８ｋｂｐｓ、１９２ｋｂｐｓ、２５６ｋｂｐｓ、３８４ｋｂｐｓ、５１２ｋｂｐｓ、１０２４ｋｂｐｓなどの速度を採用し得るが、本実施形態では２５６ｋｂｐｓであるとする。
【００３０】
図２は、本実施形態の光ビーコン４の設置部分を上から見た道路Ｒの平面図である。
図２に示すように、本実施形態の光ビーコン４は、同じ方向の複数（図例では４つ）の車線Ｒ１〜Ｒ４を有する道路Ｒに設置されており、車線Ｒ１〜Ｒ４に対応して設けられた複数のビーコンヘッド８と、これらのビーコンヘッド８を一括制御する制御部である１台のビーコン制御機７とを備えている。
【００３１】
ビーコン制御機７は、信号処理部、ＣＰＵ及びメモリなどを有するコンピュータ装置よりなり、通信部６（図１参照）を介した中央装置３との双方向通信と、車載機２との路車間通信を行う通信制御部としての機能を有する。
また、ビーコン制御機７は、通信制御のためのコンピュータプログラムを記憶装置に格納しており、このプログラムをＣＰＵが読み出して実行することにより、当該ＣＰＵが上記通信制御部として機能する。
【００３２】
ビーコン制御機７は、道路脇に立設した支柱１３に設置されている。また、各ビーコンヘッド８は、支柱１３から道路Ｒ側に水平に架設した架設バー１４に取り付けられ、道路Ｒの各車線Ｒ１〜Ｒ４の直上に配置されている。
ビーコンヘッド８の発光素子は、車線Ｒ１〜Ｒ４の直下よりも車両進行方向の上流側に向けて近赤外線を発光しており、これにより、車載機２との間で路車間通信を行うための通信領域Ａが当該ヘッド８の上流側に設定されている。
【００３３】
〔光ビーコンの通信領域〕
図３は、光ビーコン４の通信領域Ａを示す側面図である。
図３に示すように、光ビーコン４の通信領域Ａは、ダウンリンク領域（図３において実線のハッチングを設けた領域）ＤＡと、アップリンク領域（図３において破線のハッチングを設けた領域）ＵＡとからなる。
【００３４】
このうち、ダウンリンク領域ＤＡは、ビーコンヘッド８が送出するダウンリンク方向の光信号を、車載機２の投受光器である車載ヘッド２２にて受信できる領域であり、ビーコンヘッド８の投受光位置ｄ、地上１ｍ高さの位置ａ及びｃを頂点とする△ｄａｃで示された範囲である。
また、アップリンク領域ＵＡは、車載ヘッド２２が送出するアップリンク方向の光信号を、ビーコンヘッド８にて受信できる領域であり、上記投受光位置ｄと、地上１ｍ高さの位置ｂ及びｃを頂点とする△ｄｂｃで示された範囲である。
【００３５】
従って、ダウンリンク領域ＤＡとアップリンク領域ＵＡの上流端ｃは互いに一致し、アップリンク領域ＵＡは、ダウンリンク領域ＤＡの車両進行方向の上流部分（図３の右側部分）に重複している。また、ダウンリンク領域ＤＡの車両進行方向長さは、通信領域Ａ全体の同方向長さと一致している。
旧光ビーコン（光学式車両感知器）の場合、ダウンリンク領域ＤＡ及びアップリンク領域ＵＡの正式な領域寸法が規約によって規定されている。
【００３６】
例えば、一般道向けの旧光ビーコンの場合、ダウンリンク領域ＤＡの下流端ａが、ビーコンヘッド８の直下の１．０〜１．３ｍ上流側に位置し、ダウンリンク領域ＤＡの下流端ａからアップリンク領域ＵＡの下流端ｂまでの距離が２．１ｍと規定されている。
また、アップリンク領域ＵＡの下流端ｂから同領域ＵＡの上流端ｃまでの距離は１．６ｍと規定されている。従って、正式な通信領域Ａの車両進行方向の全長（ａｃ間の長さ）は３．７ｍとなる。
【００３７】
これに対して、本実施形態の光ビーコン４（新光ビーコン）では、ダウンリンク領域ＤＡの下流端ａをビーコン直下付近まで延ばし上流端ｃを上記規定よりも上流側に延ばすことにより、ダウンリンク領域ＤＡの車両進行方向の範囲を、高速アップリンク受信に非対応の旧光ビーコンの場合よりも広く設定している。
【００３８】
具体的な数値で例示すると、ビーコンヘッド８の真下を０ｍ（原点）として、そこから上流方向を正の方向とした場合、本実施形態のダウンリンク領域ＤＡの範囲（図３の位置ａから位置ｃまでの範囲）は、０．７０〜６．０４ｍとなっている。
このようにダウンリンク領域ＤＡを広めに設定すると、車載機２がダウンリンク方向の光信号を受信する確実性が増すとともに、通信時間が長くなるのでダウンリンク方向の通信容量を拡大することができる。
【００３９】
また、本実施形態のアップリンク領域ＵＡの範囲（図３の位置ｂから位置ｃまでの範囲）は、３．４０〜６．０４ｍとなっており、上流端ｃの位置が従来よりも１．０４ｍだけ上流側に拡張されている。
このようにアップリンク領域ＵＡを広めに設定すると、光ビーコン４がアップリンク方向の光信号を受信する確実性が増すとともに、通信時間が長くなるのでアップリンク方向の通信容量を拡大することができる。
【００４０】
〔車載機の構成〕
図３に示すように、本実施形態の車載機２は、車載制御機２１と車載ヘッド２２とを備えており、車載ヘッド２２の内部には、光送信部２３と光受信部２４が収容されている。
このうち、光送信部２３は、近赤外線よりなるアップリンク光（アップリンク方向の光信号）を発光する発光素子を有し、光受信部２４は、ダウンリンク領域ＤＡに送出された近赤外線よりなるダウンリンク光（ダウンリンク方向の光信号）を受光する受光素子を有する。
【００４１】
光送信部２３は、車載制御機２１から出力される上りフレームを所定の伝送速度のシリアルな送信信号に変換する送信回路と、出力された送信信号をアップリンク方向の光信号に変換する、発光ダイオード等よりなる発光素子とを備えている。
本実施形態の車載機２では、光送信部２３は、高低２種類の伝送速度での電気光変換が可能なマルチレート対応であり、低い方の伝送速度は、従来の旧車載機と同様に６４ｋｂｐｓである。高い方の伝送速度は、１２８ｋｂｐｓ、１９２ｋｂｐｓ、２５６ｋｂｐｓ、３８４ｋｂｐｓ、５１２ｋｂｐｓ、１０２４ｋｂｐｓなどの速度を採用し得るが、本実施形態では２５６ｋｂｐｓであるとする。
【００４２】
光受信部２４は、フォトダイオード等よりなる受光素子と、この受光素子が出力する電気信号を増幅してデジタルの受信信号を生成する受信回路とを備えている。
本実施形態の車載機２では、光受信部２４が受信する光信号の伝送速度は、従来の旧車載機と同様に１０２４ｋｂｐｓである。
【００４３】
車載制御機２１は、信号処理部、ＣＰＵ及びメモリなどを有するコンピュータ装置よりなり、光ビーコン４との路車間通信を行う通信制御部としての機能を有する。
また、車載制御機２１は、通信制御のためのコンピュータプログラムを記憶装置に格納しており、このプログラムをＣＰＵが読み出して実行することにより、当該ＣＰＵが上記通信制御部として機能する。
【００４４】
更に、車載制御機２１は、アップリンクデータとして、自車両の走行データ（例えば、通過位置と通過時刻を時系列に並べた走行軌跡データであるプローブ情報など）を生成して、光送信部２３にアップリンク送信させる機能も有する。
この場合、アップリンク速度を高速化することで、より多くのプローブ情報（走行軌跡を記録する道路区間を長くしたり、同一道路区間における通過位置と通過時刻の記録密度を高くしたりした情報）を送信することが可能になる。
【００４５】
なお、本実施形態の車載制御機２１は、上記ＣＰＵを含む本体制御部とは別に、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit ）等を含む簡易制御部を設けた回路構成であってもよい。
この簡易制御部は、例えば、光受信部２４が何らかの下りフレームを受信した場合に、自機の車両２０の識別情報（以下、「車両ＩＤ」という。）を含む低速の上りフレームを生成する機能を有する。
【００４６】
〔用語の定義等〕
ここで、本明細書で用いる用語の定義を行う。
下りフレームＤＬ１：光ビーコン４が、後述するダウンリンク切り替え前に、ダウンリンク領域ＤＡに向けて繰り返し送信する下りフレームのことをいう。
上りフレームＵＬ１：下りフレームＤＬ１の受信に応じて車載機２が送信する上りフレームのうち、伝送速度が低速のものをいう。「低速フレームＵＬ１」ともいう。
【００４７】
上りフレームＵＬ２：下りフレームＤＬ２の受信に応じて車載機２が送信する上りフレームのうち、伝送速度が高速のものをいう。「高速フレームＵＬ２」ともいう。
車載機２が高速アップリンク送信に対応する新車載機２Ａ（図５参照）の場合は、上りフレームとして、低速フレームＵＬ１と高速フレームＵＬ２の双方を送信でき、車載機２が高速アップリンク送信に非対応の旧車載機２Ｂ（図５参照）の場合には、上りフレームとして低速フレームＵＬ１しか送信できない。
【００４８】
下りフレームＤＬ２：光ビーコン４が、後述するダウンリンク切り替え後に、ダウンリンク領域ＤＡに向けて繰り返し送信する下りフレーム（一連のフレーム群の場合を含む。）のことをいう。
ＩＤ格納フレーム：車載機２が、自車両の車両ＩＤの値を所定の格納領域（例えば、アップリンク情報のヘッダ部の「車両ＩＤ」（図７参照））に記して生成した、「低速」の上りフレームＵＬ１のことをいう。
【００４９】
折り返しフレーム：光ビーコン４が、ＩＤ格納フレームを受信した場合に、そのフレームに含まれる車両ＩＤと同じ値を所定の格納領域に記して生成した下りフレームＤＬ２のことをいう。
ＩＤ折り返し：光ビーコン４が、ＩＤ格納フレームを受信した場合に、折り返しフレームを生成してダウンリンク送信する処理のことをいう。
【００５０】
なお、光ビーコン４が、ＩＤ格納フレームを受信した場合に、折り返しフレームの連送を行わずにダウンリンク切り替えを行ってもよい。
車両ＩＤのループバック：車載機２がＩＤ格納フレームを生成し、生成したＩＤ格納フレームをアップリンク送信し、光ビーコン４がＩＤ折り返しを行うことにより、車両ＩＤを送信元の車載機２にループバックさせる一連の処理のことをいう。
【００５１】
ダウンリンク切り替え：光ビーコン４が繰り返して送信する下りフレームＤＬ１，ＤＬ２に含める実質的なデータ内容を、当該切り替えの前後で変化させることをいう。
本実施形態では、ダウンリンク切り替え後の下りフレームＤＬ２には、折り返しフレームと、車両ＩＤに対応する車両向けの提供情報を含む下りフレームＤＬ２とが含まれる。この提供情報には、例えば、渋滞情報、区間旅行時間情報及び事象規制情報などの情報を含めることができる。
【００５２】
これらの情報は、高速アップリンク送信に非対応の旧車載機に対しても提供されるものである。
もっとも、本実施形態の光ビーコン４（新光ビーコン）では、高速アップリンク送信に対応する新車載機を搭載した車両向けの提供情報として、例えば、交差点における信号灯色の切り替えタイミングを含む信号情報や、車両２０が電気自動車の場合に有用な情報である直近の充電ステーションまでの経路を示す充電ステーション情報など、新車載機用として予め定めた専用情報を提供することもできる（図９及び図１０参照）。
【００５３】
上りフレームＵＬ１及び下りフレームＤＬ１，ＤＬ２における車両ＩＤのデータ格納領域は、どの領域を使用してもよいが、例えば「ヘッダ部」や「車線通知情報」を使用することができる。
下りフレームＤＬ１，ＤＬ２の車線通知情報には、車線Ｒ１〜Ｒ４（図２）ごとに車両ＩＤを格納するフィールドがあり、各車両ＩＤに対して車線番号を付与できる。このため、異なる車線Ｒ１〜Ｒ４を走行する車両２０の車載機２は、格納フィールド内のいずれに自車両の車両ＩＤが含まれるかを読み取ることで、自車両がどの車線Ｒ１〜Ｒ４を走行中かを判定できる。
【００５４】
〔上りフレームのフレーム構成〕
図７は、アップリンク情報（上りフレーム）のフレーム構成図である。
図７に示すように、上りフレームＵＬ１は、先頭から順に、受信側と同期を取るための同期用の伝送制御部（以下、「同期部」という。）、ヘッダ部、実データ部及びＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check ）用の伝送制御部（以下、「ＣＲＣ部」という。）を有する。
【００５５】
図７に示すように、上りフレームＵＬ１の場合は、同期部に１バイトが割り当てられ、ヘッダ部に１０バイトが割り当てられ、実データ部に最大５９バイトが割り当てられ、ＣＲＣ部には４バイト（１バイトのアイドル部＋２バイトのＣＲＣ＋１バイトの最終同期部）が割り当てられている。
アップリンク情報のヘッダ部には、「サブシステムキー情報数」、「車両ＩＤ」、「車載機種別」及び「情報種別」などの格納領域が含まれる。
【００５６】
「サブシステムキー情報数」（以下、「情報数」と略記することがある。）には、実データ部の先頭から順に格納する「サブシステムキー情報」の数が格納される。
すなわち、情報数がゼロの場合は、実データ部に「サブシステムキー情報」が含まれず、情報数が「１」の場合は、実データ部に１つの「サブシステムキー情報」が含まれ、情報数が「ｎ」の場合は、実データ部にｎ個の「サブシステムキー情報」が含まれる。
【００５７】
上記「サブシステムキー情報」は、光ビーコン４が、公共車両優先システム（ＰＴＰＳ）、車両運行管理システム（ＭＯＣＳ）、現場急行支援システム（ＦＡＳＴ）及び安全運転支援システム（ＤＳＳＳ）などのダウンリンク情報の付加情報を選択するためのキー情報である。
車載機２は、自車両がＵＴＭＳ規格のどのシステムに対応しているかに応じて、「サブシステムキー情報数」と「サブシステムキー情報」の内容を決定する。
【００５８】
例えば、車載機２は、自車両がＵＴＭＳ規格の１つのシステムに対応する場合は、ヘッダ部の「サブシステムキー情報数」の値を「１」に設定し、当該１つのシステムの規格に従った内容の「サブシステムキー情報（１）」を、実データ部に格納する。
また、車載機２は、自車両がＵＴＭＳ規格の２つのシステムに対応する場合は、ヘッダ部の「サブシステムキー情報数」の値を「２」に設定し、当該２つのシステムの規格にそれぞれ従った内容の「サブシステムキー情報（１）」及び「サブシステムキー情報（２）」を、実データ部に格納する。
【００５９】
なお、「サブシステムキー情報」のデータ形式は、各々のシステムの規格によって相違するので詳細は割愛するが、例えば、安全運転支援システム（ＤＳＳＳ）の場合には、ブレーキ状態、ターンシグナル状態、ハザード状態、車速、進行方向、加減速度及びアクセルペダル位置などの情報が含まれる。
【００６０】
一方、光ビーコン４は、アップリンク情報に含まれる「サブシステムキー情報」の種別により、車載機２が、ＵＴＭＳ規格に含まれるどのシステムに対応するかを判断し、当該システムの規格に応じた提供情報を、ダウンリンク切り替え後の下りフレームＤＬ２に格納してダウンリンク送信する。なお、この提供情報は、サブシステムキー情報の対価として提供されるという意味で、「対価サービス情報」ということがある。
このように、「サブシステムキー情報」は、ダウンリンク切り替え後の提供情報の種類を新旧の光ビーコン４が決定するのに使用される。
【００６１】
「車両ＩＤ」は、車載機２が自身で生成した、或いは、光ビーコン４が自動生成した車両ＩＤの値を格納する領域であり、車載機２は、アップリンク送信時に記憶している車両ＩＤの値を、上りフレームＵＬ１のヘッダ部の車両ＩＤに格納する。
「車載機種別」は、車載機２の種別を格納する領域であり、「情報種別」は、アップリンク情報の種別を格納する領域であり、本実施形態では、これらの格納領域の値により、アップリンク送信主体の新旧と、アップリンク情報が高速か低速かを表す。
【００６２】
具体的には、本実施形態の車載機２（新車載機２Ａ）は、低速の上りフレームＵＬ１を送信する場合は、「車載機種別」に新車載機２Ａを示す所定値（例えば、「６」）を格納し、「情報種別」に低速であることを示す所定値（例えば、「１」）を格納する。
また、新車載機２Ａは、高速の上りフレームＵＬ２を送信する場合は、「車載機種別」に新車載機２Ａを示す所定値（例えば、「６」）を格納し、「情報種別」に高速であることを示す所定値（例えば、「４」）を格納する。
【００６３】
従って、本実施形態の光ビーコン４（新光ビーコン４Ａ）は、受信した上りフレームの車載機種別の値が「６」でかつ情報種別の値が「１」の場合は、新車載機２Ａからの低速フレームＵＬ１であると判定でき、受信した上りフレームの車載機種別の値が「６」でかつ情報種別の値が「４」の場合は、新車載機２Ａからの高速フレームＵＬ２であると判定することができる。
なお、旧車載機２Ｂの場合は、車載機種別の値を「６」以外に設定するので、新光ビーコン４Ａは、「車載機種別」の値が「６」以外の上りフレームを受信した場合は、旧車載機２Ｂからの低速フレームＵＬ１であると判定することができる。
【００６４】
新光ビーコン４Ａは、新車載機２Ａ及び旧車載機２Ｂからの低速フレームＵＬ１の受信を完了すると、ヘッダ部に含まれる車両ＩＤの値を車線通知情報に格納した折り返しフレームを生成し、このフレームの連続送信を伴うダウンリンク切り替えを行う。
一方、本実施形態では、新光ビーコン４Ａは、新車載機２Ａからの高速フレームＵＬ２の受信を完了した場合には、ダウンリンク切り替えを行わない。もっとも、高速フレームＵＬ２の受信完了に応じて、ダウンリンク切り替えを行う規格を採用してもよい。
【００６５】
このように、本実施形態では、新車載機２Ａ及び旧車載機２Ｂからの低速フレームＵＬ１の受信完了は、新光ビーコン４Ａが折り返しフレームの連続送信を伴うダウンリンク切り替えを行うための条件（契機ないしトリガー）となっている。
また、新車載機２Ａからの高速フレームＵＬ２の受信完了は、新光ビーコン４Ａが折り返しフレームの連続送信やダウンリンク切り替えを行うための条件（契機ないしトリガー）になっていない。
【００６６】
「最終フレームフラグ」は、車載機２（新旧いずれでもよい。）が複数の上りフレームＵＬよりなる上りフレーム群を送信する場合に、その上りフレーム群のどれが最終フレームであるかを示すための格納領域である。
すなわち、車載機２は、上りフレーム群を構成する複数の上りフレームＵＬのうち、最終フレームの「最終フレームフラグ」にのみ所定のフラグ値（例えば、「１」）を格納し、それ以外の上りフレームＵＬにはそのフラグ値を格納しない。
【００６７】
〔下りフレームのフレーム構成〕
図８は、ダウンリンク情報（下りフレーム）のフレーム構成図である。
図８に示すように、下りフレームＤＬ１，ＤＬ２のフレーム構成も、上りフレームＵＬ１のフレーム構成（図７）の場合と同様に、先頭から順に、同期部、ヘッダ部、実データ部及びＣＲＣ部とからなる。
【００６８】
下りフレームＤＬ１，ＤＬ２の場合は、同期部に１バイトが割り当てられ、ヘッダ部に５バイトが割り当てられ、実データ部に１２３バイトが割り当てられ、ＣＲＣ部に４バイト（１バイトのアイドル部＋２バイトのＣＲＣ＋１バイトの最終同期部）が割り当てられている。
下りフレームＤＬ１，ＤＬ２の実データ部には、車両２０向けの提供情報として、図９に示す各種情報のうちのいずれか１つが格納される。
【００６９】
具体的には、光ビーコン４（新旧いずれでもよい。）は、ダウンリンク切り替え前の下りフレームＤＬ１の実データ部には、「車線通知情報」を含める。
また、光ビーコン４は、ダウンリンク切り替え後の下りフレームＤＬ２の実データ部には、その下りフレームＤＬ２が折り返しフレームである場合を除き、車載機２からアップリンクされたサブシステムキー情報に対応する提供情報を選択し、選択した提供情報を実データ部に含める。
【００７０】
なお、光ビーコン４は、提供情報が実データ部の容量（１２３バイト）に収まる場合は、１つの下りフレームで提供情報を送信するが、収まらない場合は、複数の下りフレームにて提供情報を送信することもある。
【００７１】
図８に示すように「車線通知情報」の格納領域には、「車両ＩＤ」、「車線番号」及び「ビーコン識別フラグ」などが含まれる。
光ビーコン４は、ダウンリンク切り替え前の下りフレームＤＬ１の場合は、「車線通知情報」の「車両ＩＤ」に値を格納せず、車載機２からＩＤ格納フレームを受信すると、そのヘッダ部に含まれる車両ＩＤの値を、「車線通知情報」の「車両ＩＤ」に格納して折り返しフレームを生成する。光ビーコン４は、アップリンク情報を取得したビーコンヘッド８に対応する車線番号値を「車線番号」に記す。
【００７２】
「ビーコン識別フラグ」は、自機が高速アップリンク受信に対応するか否かを示す格納領域である。
すなわち、光ビーコン４は、自機が高速アップリンク受信に対応する新光ビーコン４Ａの場合は、下りフレームＤＬ１，ＤＬ２の「ビーコン識別フラグ」に所定のフラグ値（例えば、「１」）を格納し、自機が高速アップリンク受信に対応しない旧光ビーコン４Ｂの場合は、下りフレームＤＬ１，ＤＬ２の「ビーコン識別フラグ」にそれ以外の値（例えば、「０」）を格納する。
【００７３】
従って、高速アップリンク送信に対応する本実施形態の車載機２（新車載機２Ａ）は、下りフレームＤＬ１，ＤＬ２の「車線通知情報」に含まれる「ビーコン識別フラグ」の値により、通信相手の光ビーコン４が、新光ビーコン４Ａであるか旧光ビーコン４Ｂであるかを判定することができる。
【００７４】
なお、新光ビーコン４Ａは、下りフレームＤＬ１のビーコン識別フラグの値を「０」に設定し、車載機２から受信した車載機種別に応じて、下りフレームＤＬ２のビーコン識別フラグの値を「０」又は「１」に設定することにしてもよい。
この場合、新光ビーコン４Ａは、車載機２から受信した車載機種別の値が「６以外」（旧車載機）の場合は、下りフレームＤＬ２のビーコン識別フラグの値を「０」に設定し、車載機２から受信した車載機種別の値が「６」（新車載機）の場合は、下りフレームＤＬ２のビーコン識別フラグの値を「１」に設定する。
【００７５】
ダウンリンク切り替え後に光ビーコン４の光送信部１０から繰り返し送信される下りフレーム群は、１〜８０個の下りフレームＤＬ２で構成され、その繰り返し送信の送信可能時間は２５０ｍ秒である。
また、下りフレームＤＬ２は、ダウンリンク方向に送出すべきデータ量に応じた任意数のフレームで構成され、上記送信可能時間の範囲内で繰り返し送信される。また、下りフレームＤＬ２の送信周期は約１ｍ秒である。
【００７６】
従って、例えば、３つの下りフレームＤＬ２で１つの有意なデータを構成する場合は、その送信周期が約３ｍ秒になるので、そのデータは所定の送信可能時間（２５０ｍ秒）内に約８０回繰り返して送信されることになる。
もっとも、本実施形態のように、ダウンリンク領域ＤＡをビーコンヘッド８の直下付近まで拡大すれば（図３参照）、繰り返し送信する下りフレームＤＬ２の個数を最大２００個程度まで増加させることができる。
【００７７】
なお、後述の図１０の路車間通信に示すように、光ビーコン４がＩＤ格納フレームに応じてダウンリンク切り替えを行う場合には、後続フレームのアップリンク送信の時間とダウンリンク切り替え後のダウンリンク送信の時間が重複し得るので、ダウンリンク切り替え後の下りフレームＤＬ２の送信可能期間は、（２５０＋α）ｍ秒（例えば、３５０ｍ秒）とすることが好ましい。
【００７８】
〔従来の路車間通信〕
図４は、通信領域Ａで行われる従来の通信手順を示すシーケンス図である。
ここで、図４において、白丸を付したフレームは、車両ＩＤを含まないフレーム（車両ＩＤなしの車線通知情報を有するフレーム）であることを示し、黒丸を付したフレームは、路車間のＩＤ折り返しに利用するフレーム（上りの「ＩＤ格納フレーム」又は下りの「折り返しフレーム」）であることを示す。図９及び図１０においても同様である。
【００７９】
また、以下の路車間通信の説明では、動作主体が光ビーコン４と車載機２であるとして説明するが、実際の通信制御は、光ビーコン４のビーコン制御機７と、車載機２の車載制御機２１が実行する。この点についても、図９及び図１０の路車間通信において同様である。
【００８０】
図４に示すように、光ビーコン４（図４の場合は旧光ビーコン４Ｂ）は、車線Ｒ１〜Ｒ４ごとに設けられたビーコンヘッド８から、下りフレームＤＬ１を所定の送信周期で送信し続けている。この段階では、車線通知情報に車両ＩＤが格納されていない。
車両２０がダウンリンク領域ＤＡに入ると、車載機２（図４の場合は旧車載機２Ｂ）が車線通知情報（車両ＩＤ無し）を含む下りフレームＤＬ１或いはその他の下りフレームＤＬ１を受信し、車両２０が光ビーコン４の通信領域Ａ内に入ったことを察知する。
【００８１】
この際、車載機２は、ヘッダ部に車両ＩＤを格納した低速の上りフレームＵＬ１（図４のＩＤ格納フレームＵ０）を生成し、自機の通信をいったん受信から送信に切り替えて、生成した低速の上りフレームＵＬ１をアップリンク送信し、その後、自機の通信を送信から受信に戻す。
なお、旅行時間情報などの光ビーコン４に提供すべき情報がある場合には、ＩＤ格納フレームＵ０の実データ部にその情報が格納される。
【００８２】
受信フレームのＣＲＣチェック等を経てＩＤ格納フレームＵ０が光ビーコン４において正規に受信されると、光ビーコン４は、遅くとも１０ｍ秒以内でダウンリンク切り替えを行ったあと、下りフレームＤＬ２の繰り返し送信を開始する。
ダウンリンク切り替えの後に繰り返し送信させる複数の下りフレームＤＬ２は、先頭部分で連送される複数の折り返しフレーム（黒丸付きの下りフレームＤＬ２）と、その後に繰り返し送信される所定の提供情報を含む下りフレームＤＬ２とからなる。
【００８３】
この下りフレームＤＬ２の繰り返し送信は、前記した所定時間内において可能な限り繰り返される。
また、図４に示すように、折り返しフレーム（黒丸付きの下りフレームＤＬ２）は、提供情報の送信期間中においてダウンリンク情報を構成する一連の複数の下りフレームＤＬ２（例えば５個の下りフレームＤＬ２）の１つであり、従来は、一連の複数の下りフレームＤＬ２の先頭にのみ含まれて繰り返し（図４の例では５フレームごと）送信される。
【００８４】
なお、ダウンリンク情報を構成する一連の下りフレームＤＬ２は最大で８０個まで格納できるため、折り返しフレーム（黒丸付きの下りフレームＤＬ２）は、最も少ない頻度の場合には８０フレームに１つの割合で格納されることとなる。
車載機２は、光ビーコン４から複数の下りフレームＤＬ２を受信し、その複数の下りフレームＤＬ２の中で、自車両の車両ＩＤが記された車線通知情報を含むものがあるか否かを判定する。
【００８５】
車載機２は、その判定結果が肯定的である場合に、自車両の車両ＩＤのループバックが成功したことを確認し、この時点で自機の通信を受信のままに維持する。
逆に、車載機２は、その判定結果が否定的である間は、自車両の車両ＩＤのループバックが成功していないと判断し、自機の通信を受信から送信に切り替えて、上りフレームＵＬ１を再送する。この場合、車載機２は、例えば、先に送信した上りフレームＵＬ１の送信後所定時間（例えば、３０ｍ秒）後に、再び上りフレームＵＬ１を送信する。車載機２は、この再送の動作を車両ＩＤのループバックが成功するまで繰り返す。
【００８６】
〔混在状況における問題点〕
図５は、新旧の光ビーコン４Ａ，４Ｂと車載機２Ａ，２Ｂの混在状態を示す図である。
図５に示すように、新光ビーコン４Ａは、低速の伝送速度（６４ｋｂｐｓ）だけでなく高速の伝送速度（例えば２５６ｋｂｐｓ）でのアップリンク受信に対応している。本実施形態の光ビーコン４は、新光ビーコン４Ａに該当する。
同様に、新車載機２Ａは、低速の伝送速度（６４ｋｂｐｓ）だけでなく高速の伝送速度（例えば２５６ｋｂｐｓ）でのアップリンク送信に対応している。本実施形態の車載機２は新車載機２Ａに該当する。
【００８７】
これに対して、旧光ビーコン４Ｂは、低速の伝送速度（６４ｋｂｐｓ）でのアップリンク受信のみを行う光ビーコン、すなわち、高速の伝送速度（例えば２５６ｋｂｐｓ）でのアップリンク受信に非対応の光ビーコンである。
同様に、旧車載機２Ｂは、低速の伝送速度（６４ｋｂｐｓ）でのアップリンク送信のみを行う車載機、すなわち、高速の伝送速度（例えば２５６ｋｂｐｓ）でのアップリンク送信に非対応の車載機である。
【００８８】
上述の用語の定義で記載した通り、図５の「ＤＬ１」は、ダウンリンク切り替え前に新旧の光ビーコン４Ａ，４Ｂが送信する下りフレームを示し、図５の「ＵＬ１」は、下りフレームＤＬ１の受信を契機として、新旧の車載機２Ａ，２Ｂが送信可能な低速フレームを示し、図５の「ＵＬ２」は、新車載機２Ａのみが送信可能な高速フレームを示している。
また、図５の「ＤＬ２」は、ダウンリンク切り替え後に新旧の光ビーコン４Ａ，４Ｂが送信する下りフレームを示している。
【００８９】
ここで、新光ビーコン４Ａと新車載機２Ａが路車間通信する場合を想定する。そして、光ビーコン４の新旧タイプを判別不能な場合は、新車載機２Ａは、上りフレームを確実に受信して貰うために低速でアップリンク送信を行うとする。
この場合、ダウンリンク方向の伝送速度は、新旧いずれの場合も「１０２４ｋｂｐｓ」であるから、新車載機２Ａは、新光ビーコン４Ａから下りフレームＤＬ１を受信しただけでは、通信相手が新光ビーコン４Ａであることを察知できない。
【００９０】
このように、新車載機２Ａが、新光ビーコン４Ａのダウンリンク領域ＤＡを通過する間に新光ビーコン４Ａと通信していることを認識できなければ、高速のアップリンク送信が可能である筈の新車載機２Ａが、新光ビーコン４Ａに対しても低速でアップリンク送信を行ってしまい、アップリンク速度の高速化が実現できなくなる。
そこで、本実施形態では、自機が高速アップリンク受信に対応する新光ビーコン４Ａである旨のビーコン識別情報（例えば、図８の「ビーコン識別フラグ」）を、ビーコン制御機７が下りフレームＤＬ２に含めることができる。
【００９１】
具体的には、前述の通り、光送信部１０にダウンリンク送信させる下りフレームＤＬ２の「車線通知情報」（「ヘッダ部」でもよい。）に、光ビーコン４の新旧タイプを示すフラグフィールドを予め定義しておく。
そして、ビーコン制御機７は、自機を新光ビーコン４Ａとして動作させる場合には、繰り返し送信するすべての下りフレームＤＬ２又は所定周期ごとの下りフレームＤＬ２のフラグフィールドをオンにし、自機を旧光ビーコン４Ｂとして動作させる場合には、その下りフレームＤＬ２のフラグフィールドをオフにする。
【００９２】
このため、新車載機２Ａは、受信した下りフレームＤＬ２のフラグフィールドがオンである場合には、通信相手が新光ビーコン４Ａであると判定でき、オフの場合や当該フラグフィールドが検出できなかった場合には、通信相手が旧光ビーコン４Ｂであると判定できる。
【００９３】
もっとも、上りフレーム群に必ず低速フレームＵＬ１が含まれておれば、新車載機２Ａは、通信相手の光ビーコン４の新旧タイプを判定しなくても、両タイプの光ビーコン４との通信が可能である。
その理由は、低速フレームＵＬ１を利用すれば新旧双方の光ビーコン４Ａ，４Ｂと従来通りの通信ができるし、上りフレーム群の他のフレームを一律に高速フレームＵＬ２としても、旧光ビーコン４Ｂがそれを受信できないだけで、特に問題はないからである。
【００９４】
本実施形態では、新車載機２Ａは、光ビーコン４の新旧判定を行わないタイプであると仮定するが、新車載機２Ａは、下りフレームＤＬ２のフラグフィールドに基づいて光ビーコン４の新旧判定を行った結果、通信相手が新光ビーコン４Ａであると判明した場合に限り、高速フレームＵＬ２を送信するものであってもよい。
【００９５】
〔新光ビーコンの上位互換制御〕
図６は、本実施形態の光ビーコン４である、新光ビーコン４Ａのビーコン制御機７が行う上位互換制御を示すフローチャートである。
図６に示すように、新光ビーコン４Ａのビーコン制御機７は、フラグフィールドをオフに設定した下りフレームＤＬ１を所定周期で繰り返しダウンリンク送信する（図６のステップＳＴ１）。
【００９６】
この状態で、ビーコン制御機７は、上りフレームＵＬ１を受信したか否かを判定し（図６のステップＳＴ２）、その受信を検出するまで、ステップＳＴ１のダウンリンク送信を継続する。
上りフレームＵＬ１の受信を検出すると、ビーコン制御機７は、受信した上りフレームＵＬ１の送信主体が、高速の伝送速度（本実施形態では、２５６ｋｂｐｓ）に対応する新車載機２Ａであるか否かを判定する（図６のステップＳＴ３）。
【００９７】
このステップＳＴ３の判定は、例えば、光受信部１１で受信された上りフレームＵＬ１の伝送速度が、高速であったか低速であったかによって行うことができる。この場合、受信した上りフレームＵＬ１が高速であれば、送信主体が新車載機２Ａであると判定でき、低速であれば、送信主体が旧車載機２Ｂであると判定できる。
また、新車載機２Ａの車載制御機２１が、自機が高速アップリンク送信対応の新車載機２Ａである旨の車載機識別情報を、上りフレームＵＬ１に含める規格を採用してもよい。
【００９８】
具体的には、光送信部２３がアップリンク送信する上りフレームＵＬ１のヘッダ部に、車載機２の新旧タイプを示すフラグフィールド（例えば、図６の「車載機種別」）を予め定義しておく。
そして、新車載機２Ａの車載制御機２１は、自機を新車載機２Ａとして動作させる場合は、高速で送信する上りフレームＵＬ１のフラグフィールドをオンにし、自機を旧車載機２Ｂとして動作させる場合は、上りフレームＵＬ１のフラグフィールドをオフにする。
【００９９】
このため、かかる規格を採用すれば、ビーコン制御機７は、受信した上りフレームＵＬ１のフラグフィールドがオンである場合には、その送信主体が新車載機２Ａであると判定でき、上りフレームＵＬ１のフラグフィールドがオフの場合や当該フラグフィールドが検出できなかった場合には、その送信主体が旧車載機２Ｂであると判定できる。
【０１００】
ステップＳＴ３の判定結果が肯定的である場合、すなわち、上りフレームＵＬ１の送信主体が新車載機２Ａの場合は、ビーコン制御機７は、ダウンリンク切り替え後に新車載機用のダウンリンク送信を行う（図６のステップＳＴ４）。
新車載機用のダウンリンク送信は、渋滞情報、区間旅行時間情報及び事象規制情報などの旧車載機向けの提供情報に加え、信号情報や充電ステーション情報などの新車載機向けの提供情報を含む下りフレームＤＬ２を、繰り返し送信することによって行われる。
【０１０１】
ステップＳＴ３の判定結果が否定的である場合、すなわち、上りフレームＵＬ１の送信主体が旧車載機２Ｂの場合は、ビーコン制御機７は、ダウンリンク切り替え後に旧車載機用のダウンリンク送信を行う（図６のステップＳＴ５）。
この旧車載機用のダウンリンク送信は、渋滞情報、区間旅行時間情報及び事象規制情報などの旧車載機向けの提供情報を含む下りフレームＤＬ２だけを、繰り返し送信することによって行われる。
【０１０２】
新車載機用のダウンリンク送信に用いる下りフレームＤＬ２では、下りフレームＤＬ２のフラグフィールドがオン（ビーコン識別フラグ＝０１）に設定される（図６のステップＳＴ４）。
また、旧車載機用のダウンリンク送信に用いる下りフレームＤＬ２では、下りフレームＤＬ２のフラグフィールドがオフ（ビーコン識別フラグ＝００）に設定される（図６のステップＳＴ５）。
【０１０３】
なお、前述の通り、ダウンリンク切り替え後に行われるステップＳＴ４，ＳＴ５の下りフレームＤＬ２のダウンリンク送信は、ダウンリンク切り替え時点から所定時間（例えば、２５０ｍ秒）が経過するまで行われる。
【０１０４】
〔送信中断期間を設けない場合の路車間通信〕
図９は、新車載機２Ａが「送信中断期間」を設けずに上りフレームＵＬ１，ＵＬ２を送信するため、新車載機２ＡがＩＤ確認を失敗する場合の路車間通信を示すシーケンス図である。
【０１０５】
図９において、Ｕ０〜Ｕ３は、下りフレームＤＬ１を検出した新車載機２Ａがアップリンク送信する、複数の上りフレーム（上りフレーム群）ＵＬ１，ＵＬ２を示している。
図９では、上りフレーム群のフレーム数が４フレームになっているが、そのフレーム数は４つに限定されるものではない。例えば、上りフレーム群は、高速フレームＵＬ２が３つ以上送信される場合もあるし、比較的長いデータ長である高速フレームＵＬ２が１つだけ送信される場合もあり得る。
【０１０６】
また、ハッチングを付していない上りフレームＵ０は、伝送速度が低速（本実施形態では６４ｋｂｐｓ）の「低速フレームＵＬ１」であることを示し、ハッチングを付した上りフレームＵ１〜Ｕ３は、伝送速度が高速（本実施形態では２５６ｋｂｐｓ）の「高速フレームＵＬ２」であることを示している。
なお、低速フレームＵ０と高速フレームＵ１〜Ｕ３の図示上の区別については、図１０の路車間通信においても同様である。
【０１０７】
プローブ情報などの大容量のデータをアップリンク送信する場合には、低速フレームＵ０にデータを格納しきれないことが多い。そこで、図９の例では、新車載機２Ａが合計３つの高速フレームＵ１〜Ｕ３を低速フレームＵ０の後に続けて送信している。
具体的には、新車載機２Ａは、ダウンリンク領域ＤＡにおいて下りフレームＤＬ１を受信すると、低速フレームＵ０を即座に低速でアップリンク送信し、それに続けて高速フレームＵ１〜Ｕ３をアップリンク送信する。
【０１０８】
なお、本実施形態では、新車載機２Ａが通信相手の新旧を判定しない場合を想定しているので、低速フレームＵ０と高速フレームＵ１〜Ｕ３の連続送信は、新車載機２Ａの通信相手が新光ビーコン４Ａか旧光ビーコン４Ｂかに拘わらず実行される。
新車載機２Ａの通信相手の光ビーコン４は、上りフレーム群に含まれる低速フレームＵ０の受信完了を契機として、そのヘッダ部から車両ＩＤ値を抽出し、その値を車線通知情報に格納した折り返しフレームの連送とダウンリンク切り替えを行う。
【０１０９】
すなわち、光ビーコン４が新光ビーコン４Ａの場合は、低速フレームＵ０の「車載機種別」の値が「６」でかつ「情報種別」の値が「１」であることを検出すると、折り返しフレームの連送とダウンリンク切り替えを行う。
また、光ビーコン４が旧光ビーコン４Ｂの場合は、上記のような種別判定を行うことができないので、低速フレームＵ０の受信が完了すると、従来通り、即座に折り返しフレームの連送とダウンリンクを行う。
【０１１０】
このように、旧光ビーコン４Ｂは、大容量のアップリンク送信はされないという想定の下で、ＩＤ格納フレームである低速フレームＵ０を受信すると、即座に折り返しフレームを連送してダウンリンク切り替えを出来るだけ素早く行う運用になっており、新光ビーコン４Ａも、旧車載機２Ｂとの互換性を維持するため、低速フレームＵ０の受信完了を契機としてダウンリンク切り替えを即座に行うようになっている。
従って、図９に示すように、高速フレームＵ１〜Ｕ３の送信期間（図９の例ではＵ３）によっては、その送信中に折り返しフレームが新車載機２Ａに到達することがある。
【０１１１】
この場合、新車載機２Ａが半二重通信方式を採用している場合には、光受信部２４に折り返しフレームが届いているにも拘わらず、新光ビーコン４Ａが車両ＩＤを認識済みであることを新車載機２Ａが察知できない。
また、この場合、図９に破線で示すように、新車載機２Ａは、ＩＤ格納フレームである低速フレームＵ０を含む大容量の上りフレーム群Ｕ０〜Ｕ３を再送信する。
【０１１２】
この現象は、ダウンリンク情報に含めるべき車線通知情報以外の提供情報のデータ量が多いほど発生しやすくなる。
その理由は、提供情報のデータ量が多くなるほど、新光ビーコン４Ａが繰り返し送信する下りフレームＤＬ２に折り返しフレームを含める頻度が少なくなるため、新車載機２Ａがループバックを認識できない確率が高くなるためである。
【０１１３】
従って、ダウンリンク切り替え後に定期的（図９の例では５フレームごと）にダウンリンク送信される折り返しフレームについても、上りフレーム群Ｕ０〜Ｕ３の送信期間と重なるタイミングになって、新車載機２Ａが受信できる可能性が低くなることがある。
この場合、上りフレーム群Ｕ０〜Ｕ３を再送信した後でも、新車載機２Ａが折り返しフレームに気付かず、上りフレーム群Ｕ０〜Ｕ３のアップリンク送信（再送）が無駄に継続されることになる。
【０１１４】
そして、新車載機２Ａがアップリンク送信するフレーム数が多いほど、折り返しフレームに気付かないままアップリンク領域ＵＡにおいて上りフレーム群Ｕ０〜Ｕ３の送信が継続される可能性が増すことになる。
従って、より多くのデータを新光ビーコン４Ａにアップリンクしようとする新車載機２Ａほど、限られた期間（例えば２５０ｍ秒）にしか送信されない下りフレームＤＬ２の受信機会を大幅に喪失したり、極端な場合は、下りフレームＤＬ２を受信できずに通信領域Ａを通過したりするという、不合理な結果になるおそれがある。
【０１１５】
〔送信中断期間を設ける場合の路車間通信〕
図１０は、新車載機２Ａが「送信中断期間」を設けて上りフレームＵＬ１，ＵＬ２を送信するため、新車載機２Ａが、ＩＤ確認を成功する場合の路車間通信を示すシーケンス図である。
図１０の例では、新車載機２Ａが低速フレームＵ０の後に高速フレームＵ１〜Ｕ３を連送する場合に、最初の低速フレームＵ０と高速フレームＵ１の間に「送信中断期間」を設けることにより、折り返しフレームの不達に伴う上述の問題点を解決している。
【０１１６】
この「送信中断期間」は、新車載機２Ａが、自機が行う車両ＩＤのループバックの成功を確認するとともに、高速フレームＵ１の送信の準備をするために必要な所定の時間長に設定される。
例えば、新光ビーコン４ＡがＩＤ格納フレームＵ０の受信から下りフレームＤＬ２の送信開始までに５〜１０ｍ秒程度要すると仮定し、さらに、新車載機２Ａが自車の車両ＩＤのループバックを確認し、高速フレームＵ１の送信を開始するのに必要な遅延時間を１０ｍ秒と仮定すれば、送信中断期間は概ね１５〜２０ｍ秒の範囲で設定すればよい。
【０１１７】
かかる送信中断期間を設けることにすれば、ダウンリンク切り替え後に連送される折り返しフレームが当該期間中に新車載機２Ａの光受信部２４に到達し、新車載機２Ａは、受信した折り返しフレームに含まれる車両ＩＤが自機のものと一致するか否かを判定することにより、車両ＩＤのループバックの成功を確認できる。
上記の確認の後、新車載機２Ａは、高速フレームＵ１〜Ｕ３を連送し、その連送が終了したあと、自機の通信を受信に切り替える。
【０１１８】
このように、低速フレームＵ０と高速フレームＵ１の間に送信中断期間を設ける新車載機２Ａによれば、送信中断期間に新光ビーコン４Ａから受信した折り返しフレームにより、新光ビーコン４Ａが車両ＩＤを認識済みであることを確実に察知することができる。
このため、複数の上りフレームＵ０〜Ｕ１の送信を新車載機２Ａが無駄に継続することによる、下りフレームＤＬ２の受信機会の喪失を未然に防止することができる。
【０１１９】
送信中断期間を設定する方法としては、車載制御機２１が消灯状態を示す信号をその期間中に光送信部２３に出力し続ける方法や、その期間の始期に光送信部２３の発光素子への電源供給を停止して消灯させ、その期間の終期に発光素子への電源供給を再開して再発光させる方法がある。
また、光信号が光ビーコン４に到達できない程度に、発光素子のパワーを低下させる方法を採用してもよい。このようにすれば、発光素子の再発光時のパワーの復帰を迅速に行え、上りフレームＵ１の先頭側の同期部の乱れを抑制できるという利点がある。
【０１２０】
一方、何らかの原因（車両２０のフロントガラスの曇り等）で、ＩＤ格納フレームである低速フレームＵ０が新光ビーコン４Ａに届かなかった場合には、光ビーコン４が折り返しフレームを返して来ないので、新車載機２Ａはループバックの成功を確認できない。
そこで、新車載機２Ａは、送信中断期間にループバックの成功を確認できなかった場合には、図１０に破線で示すように、ＩＤ格納フレームである低速フレームＵ０のみを光送信部２３に再送信させ、再送信した低速フレームＵ０の後を送信中断期間とする。
【０１２１】
従って、再送信した低速フレームＵ０を新光ビーコン４Ａが正規に受信できた場合は、上述と同様に、送信中断期間に新光ビーコン４Ａから受信した折り返しフレームにより、車両ＩＤのループバックの成功を確認することができる。
【０１２２】
図１０の例において、最初の上りフレームである低速フレームＵ０のデータサイズは、できるだけ小さいことが好ましい。例えば、多くとも高速フレームＵ１〜Ｕ３のいずれか１つよりも小さいことが好ましい。
より好ましくは、例えば、低速フレームＵ０に格納するデータを、車両ＩＤ情報、ビーコン間の旅行時間や新車載機２Ａが対応するサービス種別等の必要最小限とすることにより、低速フレームＵ０のデータサイズを、１回の通信で送信する複数の上りフレームＵ０〜Ｕ３の中で最小（例えば、実データ部で５バイト程度）に設定することが好ましい。
【０１２３】
その理由は、再送信の可能性がある低速フレームＵ０のフレーム長が長ければ、その分だけ、低速フレームＵ０を再送信した場合の、アップリンク送信が可能な残り時間が少なくなり、アップリンク送信する予定の複数の高速フレームＵ１〜Ｕ３のうちの、例えば最後の高速フレームＵ３が新光ビーコン４Ａに正常に到達しなくなる可能性があるからである。
【０１２４】
なお、図１０の例において、新車載機２Ａが、下りフレームＤＬ１や送信中断期間中に受信した下りフレームＤＬ２に含まれるビーコン識別フラグに基づいて、通信相手が高速アップリンク受信に対応する新光ビーコン４Ａか非対応の旧光ビーコン４Ｂかを判定し、その判定結果に応じて、送信中断期間の後に高速フレームＵ１〜Ｕ３を送信するか否かを決定するようにしてもよい。
【０１２５】
上記の通り、新光ビーコン４Ａの通信相手としては、低速フレームＵ０と高速フレームＵ１〜Ｕ３の間に送信中断期間を設けてアップリンク送信する新車載機２Ａ（図１０）であることが好ましいが、送信中断期間を設けずに上りフレームＵ０〜Ｕ３を連続送信する新車載機２Ａ（図９）であってもよい。
その理由は、高速フレームＵＬ２のフレーム数や送信時間を少なめに設定すれば、特に送信中断期間を設けなくても、低速フレームＵＬ１に対応してダウンリンクされた折り返しフレームを、新車載機２Ａが適切に受信し得るからである。
【０１２６】
〔高速フレームの不感領域による問題点〕
図１１は、高速フレームＵＬ２の不感領域の一例を示す説明図である。
図１１において、実線のエリアＲＡ１は、光受信部１１が低速フレームＵＬ１を実際に受信可能なエリアを示し、仮想線のエリアＲＡ２は、光受信部１１が高速フレームＵＬ２を実際に受信可能なエリアを示している。
【０１２７】
また、図１１において、Ｐ１は、低速フレームＵＬ１を受信可能なエリアＲＡ１の所定高さＨ（例えば、Ｈ＝１．０ｍ）における最上流端（＝第１アップリンク上流端：以下、「第１上流端」ともいう。）であり、Ｐ２は、高速フレームＵＬ２を受信可能なエリアＲＡ２の所定高さＨにおける最上流端（＝第２アップリンク上流端：以下、「第２上流端」ともいう。）である。
なお、この場合の「受信可能」とは、上りフレームＵＬ１，ＵＬ２を、所定のビットエラーレート（例えば、規格値では１０−５）以下で受信できることを意味する。
【０１２８】
ここで、図１１に示すように、エリアＲＡ１の車両進行方向の範囲は、エリアＲＡ２の同方向の範囲よりも広くなる。
かかる範囲の広狭差を、第１上流端Ｐ１と第２上流端Ｐ２の位置関係で換言すると、上りフレームＵＬ１，ＵＬ２の受光に同じレンズを用いる通常の光受信部１１では、第１上流端Ｐ１が第２上流端Ｐ２よりも上流側に位置するということになる。その理由は、次の通りである。
【０１２９】
すなわち、新光ビーコン４Ａに搭載する光受信部１１のフィルタ３４（図１２参照）では、上りの電気信号を外乱（ダウンリンク光や太陽光の反射光を受光素子が感知して生じた電気信号）と分離するために、上り帯域の電気信号（本実施形態では６４ｋｂｐｓと２５６ｋｂｐｓ）は通過させるが、下り帯域の電気信号（本実施形態では１０２４ｋｂｐｓ）を含む約５００ｋＨｚ以上の帯域成分を遮断する周波数特性を有するものを用いる必要がある。
【０１３０】
従って、遮断周波数に近い高速フレームＵＬ２の方が低速フレームＵＬ１よりもフィルタ３４に対する透過性がやや落ち、その結果、新光ビーコン４Ａの受信性能としては、低速フレームＵＬ１の方が高速フレームＵＬ２よりも若干悪くなる。
かかる伝送速度の差による受信性能の差が、そのまま低速フレームＵＬ１と高速フレームＵＬ２の受信可能な範囲の広狭となって表れ、低速フレームＵＬ１を実際に受信可能な「物理的」な最上流端である第１上流端Ｐ１が、高速フレームＵＬ２を実際に受信可能な「物理的」な最上流端である第２上流端Ｐ２よりも上流側になる。
【０１３１】
このため、図１１における第１上流端Ｐ１から第２上流端Ｐ２までの領域は、低速フレームＵＬ１を受信可能であるが高速フレームＵＬ２を受信不能な領域（以下、「不感領域」という。）Ｆとなる。
ところで、例えば図１０の路車間通信のように、新車載機２Ａが最初に低速フレームＵＬ１を送信し、その後に受信する折り返しフレームで自身車両ＩＤを確認してから、高速フレームＵＬ２を送信する通信規約を採用すると、車両２０の走行速度によっては、不感領域Ｆにおいて新車載機２Ａが高速フレームＵＬ２を送信することもあり得る。
【０１３２】
特に、車両２０が例えば１０ｋｍ／ｈ以下の低速で通信領域Ａを通過するような場合には、新車載機２Ａが、低速フレームＵＬ１のアップリンク送信→ダウンリンク切り替え後の折り返しフレームのダウンリンク受信→高速フレームＵＬ２のアップリンク送信までの一連の送受信を、すべて不感領域Ｆで行う場合がある。
【０１３３】
このように、新車載機２Ａが不感領域Ｆにおいて高速フレームＵＬ２を送信すると、その高速フレームＵＬ２を新光ビーコン４Ａが受信できない。
また、新車載機２Ａがダウンリンク受信する時間を確保するために、高速フレームＵＬ２に再送チャンスを与えない通信規約を採用する場合には、新車載機２Ａが不感領域Ｆで送信した高速フレームＵＬ２を新光ビーコン４Ａが取り逃がすと、その高速フレームＵＬ２を取得できる可能性がなくなってしまう。
【０１３４】
そこで、本実施形態では、第２上流端Ｐ２が第１上流端Ｐ１（或いは、図１１に示す見かけの第１上流端Ｐ１’でもよい。）よりも上流側又は実質的に同じ位置にする位置設定を行うことにより、不感領域Ｆの発生を防止し、新光ビーコン４Ａが高速フレームＵＬ２を確実に受信できるようにしている。
【０１３５】
〔新光ビーコンの回路構成〕
図１２は、新光ビーコン４Ａの回路構成例を示すブロック図である。
図１２に示すように、本実施形態の新光ビーコン４Ａでは、光受信部１１は、低速フレームＵＬ１を受信するための低速用受信系２６Ａと、高速フレームＵＬ２を受信するための高速用受信系２６Ｂとを備えており、光受信部１１の受信系２６Ａ，２６Ｂが低速用と高速用の２系統になっている。
【０１３６】
また、ビーコン制御機７は、通信ＩＣ２８と、メインＣＰＵ（通信制御部）３０とを含む。なお、通信ＩＣ２８及びメインＣＰＵ３０は、上記支柱１３に取り付けられた筐体７ａ（図２も参照）に収納されている。
図１２では図示していないが、ビーコン制御機７は、ＩＣ２８が出力する「上りデータ」を一時的に記憶するメモリも備えている。
【０１３７】
両受信系２６Ａ，２６Ｂのうち、低速用受信系２６Ａは、図１２の左側から順に、レンズ３１Ａ、通信用の変換素子３２Ａ、増幅器３３Ａ、フィルタ３４Ａ及びコンパレータ３５Ａを有する。
通信用の変換素子３２Ａは、受光したアップリンク方向の光信号を電気信号に変換する受光素子（例えば、フォトダイオード（Photo Diode）：以下、「ＰＤ」ともいう。）よりなる。
【０１３８】
増幅器３３Ａは、低速帯域（本実施形態では、６４ｋｂｐｓ）で動作する低速用増幅回路よりなる。増幅器３３Ａは、ＰＤ３２Ａにて変換された電気信号を低速帯域で動作して増幅し、増幅後の電気信号を後段のフィルタ３４Ａに出力する。
フィルタ３４Ａは、低速帯域の成分を抽出できるフィルタ回路よりなる。フィルタ３４Ａは、増幅された電気信号から低速成分を抽出し、抽出した低速信号を後段のコンパレータ３５Ａに出力する。
【０１３９】
コンパレータ３５Ａは、低速信号と閾値との比較が可能な低速用コンパレータよりなる。コンパレータ３５Ａは、入力された低速信号を閾値と比較し、この比較によって抽出したデジタルの受信信号（ビットデータ）を後段の通信ＩＣ２８に出力する。
なお、可変抵抗３６Ａは、増幅器３３Ａの増倍率を外部から調整するための可変抵抗器である。
【０１４０】
高速用受信系２６Ｂは、図１２の左側から順に、レンズ３１Ｂ、通信用の変換素子３２Ｂ、増幅器３３Ｂ、フィルタ３４Ｂ及びコンパレータ３５Ｂを有する。
通信用の変換素子３２Ｂは、上記変換素子３２Ａと同様の受光素子（例えば、ＰＤ）よりなる。
【０１４１】
増幅器３３Ｂは、高速帯域（本実施形態では、２５６ｋｂｐｓ）で動作する高速用増幅回路よりなる。増幅器３３Ｂは、ＰＤ３２Ｂにて変換された電気信号を高速帯域で動作して増幅し、増幅後の電気信号を後段のフィルタ３４Ｂに出力する。
フィルタ３４Ｂは、高速帯域の成分を抽出できるフィルタ回路よりなる。フィルタ３４Ｂは、増幅された電気信号から高速成分を抽出し、抽出した高速信号を後段のコンパレータ３５Ｂに出力する。
【０１４２】
コンパレータ３５Ｂは、高速信号と閾値との比較が可能な高速用コンパレータよりなる。コンパレータ３５Ｂは、入力された高速信号を閾値と比較し、この比較によって抽出したデジタルの受信信号（ビットデータ）を後段の通信ＩＣ２８に出力する。
なお、可変抵抗３６Ｂは、増幅器３３Ｂの増倍率を外部から調整するための可変抵抗器である。
【０１４３】
通信ＩＣ２８は、先頭５バイトのアイドルパターンを用いて受信信号の伝送速度を判定し、判定した伝送速度にてビットデータをサンプリングし、上りフレームＵＬ１，ＵＬ２に含まれる上りデータを再生する。通信ＩＣ２８は、再生した上りデータを後段のメインＣＰＵ３０に送る。
【０１４４】
〔両受信系の受信エリア〕
図１３は、両受信系２６Ａ，２６Ｂが上りフレームＵＬ１，ＵＬ２をそれぞれ受信可能なエリアＲＡ１，ＲＡ２を示す側面図である。
図１３に示すように、低速用のレンズ３１Ａは、ＰＤ３２Ａの受光面に対向した状態でビーコンヘッド８に取り付けられ、同様に、高速用のレンズ３１Ｂは、ＰＤ３２Ｂの受光面に対向した状態でビーコンヘッド８に取り付けられている。
【０１４５】
各レンズ３１Ａ，３１Ｂは、それらの光軸方向がいずれも斜め下方に向くように、各レンズ３１Ａ，３１Ｂがビーコンヘッド８に取り付けられており、それらの光軸方向を互いに非平行にセットしたり、焦点距離が異なるレンズ３１Ａ，３１Ｂを採用したりすることにより、エリアＲＡ１の上流側斜辺の傾斜角度がエリアＲＡ２の上流側斜辺の傾斜角度よりも大きくなっている。
【０１４６】
このため、高速用受信系２６ＢのエリアＲＡ２の最上流端Ｐ２が、低速用受信系２６ＡのエリアのＲＡ１の最上流端Ｐ１よりも上流側となるように、各受信系２６Ａ，２６Ｂのレンズ３１Ａ，３１Ｂに対する光学的なアップリンク位置設定（以下、「光学的設定」という。）が行われている。
なお、エリアＲＡ２の最上流端Ｐ２は、必ずしもエリアＲＡ１の最上流端Ｐ１の上流側でなくてもよく、その最上流端Ｐ１と実質的に同じ位置となるように、光学的設定を行うことにしてもよい。もっとも、エリアＲＡ１，ＲＡ２の下流端を一致させる必要はない。
【０１４７】
このように、本実施形態の新光ビーコン４Ａによれば、低速用受信系２６Ａと高速用受信系２６Ｂに対して上記の光学的設定を行うことにより、「物理的」な最上流端である第２上流端Ｐ２が「物理的」な最上流端である第１上流端Ｐ１よりも上流側（或いは、実質的に同じ位置でもよい。）に設定されている。
このため、低速フレームＵＬ１は受信できるが高速フレームＵＬ２を受信できない不感領域Ｆが生じない。
【０１４８】
従って、不感領域Ｆにおいて低速フレームＵＬ１が送信されることによって、後続の高速フレームＵＬ２が受信できなくなるのを未然に防止でき、低速フレームＵＬ１の後に送信される高速フレームＵＬ２を適切に受信できる、アップリンク方向でマルチレート対応の新光ビーコン４Ａが得られることになる。
【０１４９】
また、本実施形態の新光ビーコン４Ａによれば、両受信系２６Ａ，２６Ｂのレンズ３１Ａ，３１Ｂの受光方向を定める光学的設定により、各々のエリアＲＡ１，ＲＡ２の上流端Ｐ１，Ｐ２のアップリンク位置設定を行うので、受信制限処理による位置設定や回路設計によるアップリンク位置設定に比べて、当該位置設定をより確実に行うことができる。
なお、「受信制限処理」とは、不感領域Ｆにて送信された低速フレームＵＬ１によるダウンリンク切り替えを禁止することにより、実際の第１上流端Ｐ１をこれより下流側の見かけの第１上流端Ｐ１’（図１１参照）にずらすことをいう。
【０１５０】
ところで、新光ビーコン４Ａの低速用及び高速用受信系２６Ａ，２６Ｂに対して、上記の光学的設定を工場出荷時に行っても、新光ビーコン４Ａの設置現場における道路環境や設置環境が特殊な場合には、第２上流端Ｐ２が第１上流端Ｐ１よりも下流側に位置した状態になることもあり得る。
すなわち、設置現場によっては、第２上流端Ｐ２が第１上流端Ｐ１よりも上流側（又は実質的に同じ位置）となる適切な位置関係を満たさなくなることが想定される。
【０１５１】
そこで、本実施形態では、高速フレームＵＬ２の通信余裕度Ｍ２を低速フレームＵＬ１の通信余裕度Ｍ１よりも大きく設定することにより、実際の設置現場における不感領域Ｆの発生をより確実に防止する。以下、この点について詳述する。
【０１５２】
〔通信余裕度の差別化〕
図１４は、アップリンク方向の通信余裕度Ｍの説明図である。
図１４において、道路位置Ｘｒは、ビーコンヘッド８を設置する道路Ｒの道程方向の位置である。道路位置Ｘｒは、ビーコンヘッドの真下を０ｍ（原点）とし、そこから上流方向を正の方向としている。アップリンク領域ＵＡの下流端はＸｒ＝３．４０ｍの位置であり、同領域ＵＡの上流端はＸｒ＝６．０４ｍの位置である。
【０１５３】
「アップリンク到達光量」とは、新光ビーコン４Ａの受光面に到達すべきアップリンク光量（μＷ／ｃｍ２）の最小値のことである。近赤外線式インタフェース規格におけるアップリンク到達光量の規格値は、尖頭値で２．０である。
従って、新車載機２Ａは、新光ビーコン４Ａの受光面におけるアップリンク光量が２．０（μＷ／ｃｍ２）以上となるアップリンク発光光量の光信号を、アップリンク領域ＵＡにおいて送出せねばならない。
【０１５４】
「アップリンク受信感度」とは、新光ビーコン４Ａが所定のビットエラーレート（例えば、規格値では１０−５）以下で受信する必要がないアップリンク到達光量（μＷ／ｃｍ２）の最大値のことである。近赤外線式インタフェース規格におけるアップリンク受信感度の規格値は、尖頭値で０．３である。
従って、新光ビーコン４Ａは、受光面での光量が０．３（μＷ／ｃｍ２）以上のアップリンク光について、所定のビットエラーレートで受信可能である必要がある。
【０１５５】
通信余裕度Ｍとは、アップリンク到達光量をアップリンク受信感度で除した通信パラメータのことである。現状の近赤外線式インタフェース規格では、低速フレームＵＬ１及び高速フレームＵＬ２について、通信余裕度Ｍの値に差が設けられていない。
従って、現状の近赤外線式インタフェース規格に従うならば、通信余裕度Ｍの値は、低速フレームＵＬ１及び高速フレームＵＬ２のいずれの場合も、Ｍ＝２．０／０．３＝６．６７となる。
【０１５６】
図１４に示すように、新車載機２Ａが、アップリンク領域ＵＡの上流端（Ｘｒ＝６．０４ｍ）付近において低速フレームＵＬ１を送信し、その直後に高速フレームＵＬ２を送信する場合を想定する。
図示の通り、本実施形態の新光ビーコン４Ａでは、ビーコンヘッド８は、工場出荷時において、第２上流端Ｐ２（Ｘｒ＝６．０４ｍ＋α）が第１上流端Ｐ１（Ｘｒ＝６．０４ｍ）より上流側に位置する光学的設定が行われている。
【０１５７】
しかし、ビーコンヘッド８の設置角度のずれなどにより、実際の設置現場ではα＜０となり、第２上流端Ｐ２が第１上流端Ｐ１よりも若干下流側に位置している可能性がある。
この場合、前述の通り、第１上流端Ｐ１の下流側に不感領域Ｆが発生し、不感領域Ｆにおいて送出された高速フレームＵＬ２を新光ビーコン４Ａが受信できない可能性がある。
そこで、本実施形態では、低速フレームＵＬ１と高速フレームＵＬ２とで通信余裕度Ｍの値に差を設けることにより、高速フレームＵＬ２の受信可能性を向上させる。
【０１５８】
具体的には、低速フレームＵＬ１の通信余裕度Ｍを「Ｍ１」とし、高速フレームＵＬ２の通信余裕度Ｍを「Ｍ２」とすると、Ｍ２＞Ｍ１を満たすように、新光ビーコン４Ａのアップリンク受信感度と新車載機２Ａのアップリンク到達光量を設定する。
このようにすれば、車両進行方向の任意の地点Ｘｒにおいて、高速フレームＵＬ２が低速フレームＵＬ１よりも受信され易くなり、設置現場における光学的設定が不適切であっても、新光ビーコン４Ａによる高速フレームＵＬ２の受信失敗を抑制できる。
【０１５９】
〔通信余裕度の数値例〕
図１５は、通信余裕度Ｍ１，Ｍ２の数値例のパターンを示す表である。
図１５において、パターン１は、低速及び高速フレームＵＬ１，ＵＬ２の双方とも、アップリンク到達光量の規格値（＝２．０μＷ／ｃｍ２）とアップリンク受信感度の規格値（＝０．３μＷ／ｃｍ２）を採用する場合の通信余裕度Ｍ１，Ｍ２の値を示す。パターン１では、通信余裕度Ｍ１，Ｍ２の値はいずれも６．６７となる。
【０１６０】
パターン２は、低速フレームＵＬ１に関して、アップリンク到達光量の規格値（＝２．０μＷ／ｃｍ２）とアップリンク受信感度の規格値（＝０．３μＷ／ｃｍ２）を採用し、高速フレームＵＬ２に関して、アップリンク到達光量の規格値（＝２．０μＷ／ｃｍ２）よりも大きい値（＝２．１２μＷ／ｃｍ２）とアップリンク受信感度の規格値（＝０．３μＷ／ｃｍ２）を採用する場合の通信余裕度Ｍ１，Ｍ２の値を示す。パターン２では、通信余裕度Ｍ１の値は６．６７となり、通信余裕度Ｍ２の値は７．０７となる。
【０１６１】
このように、高速フレームＵＬ２のアップリンク到達光量を低速フレームＵＬ１のアップリンク到達光量（＝２．０）よりも大きい値（＝２．１２）に設定すると、新光ビーコン４Ａは、任意の地点Ｘｒにおいて低速フレームＵＬ１よりも高速フレームＵＬ２を受信し易くなり、設置現場において第２上流端Ｐ２を上流側に移動させたことと等価となる。
このため、設置現場における光学的設定が不適切であっても、不感領域Ｆの発生を抑制することができ、新光ビーコン４Ａが高速フレームＵＬ２を受信し易くなる。
【０１６２】
パターン２において、高速フレームＵＬ２のアップリンク到達光量を２．１２（μＷ／ｃｍ２）に設定する理由は、次の通りである。
図１４に示すように、低速フレームＵＬ１が地点Ｐ１（Ｘｒ＝６．０４ｍ）で送信され、高速フレームＵＬ２が地点Ｐ１から距離ΔＬだけ下流側の地点（Ｘｒ＝６．０４ｍ−ΔＬ）で送信されたとする。
【０１６３】
ここで、低速フレームＵＬ１の送信開始から高速フレームＵＬ２の送信開始までの時間として、近赤外線式インタフェース規格の最大値（＝２４ｍｓ）を採用し、車両２０の走行速度を４０ｋｍ／ｈであるとすると、ΔＬ＝０．２７ｍとなる。
この場合、高速フレームＵＬ２の送信地点は、Ｘｒ＝６．０４ｍ−０．２７ｍ＝５．７７ｍとなる。
【０１６４】
そして、新車載機２Ａが低速及び高速フレームＵＬ１，ＵＬ２のアップリンク発光光量を変更しないと仮定すると、Ｘｒ＝６．０４ｍにおける低速フレームＵＬ１のアップリンク到達光量（＝２．０μＷ／ｃｍ２）に相当する、Ｘｒ＝５．７７ｍにおける高速フレームＵＬ２のアップリンク到達光量は２．１２（μＷ／ｃｍ２）となる。
このように、パターン２における２，１２（μＷ／ｃｍ２）の到達光量は、高速フレームＵＬ２の発光光量を増加させなくても、車両２０がビーコンヘッド８に近づくことによって達成される最低限のアップリンク到達光量を意味する。
【０１６５】
もっとも、高速フレームＵＬ２の発光光量を低速フレームＵＬ１よりも増加させることにしてもよく、この場合には、パターン２の高速フレームＵＬ２の到達光量は２．１２（μＷ／ｃｍ２）以上となる。
なお、パターン２の高速フレームＵＬ２の到達光量は、車両速度を４０ｋｍ／ｈと仮定した場合の概算であるから、２．１２より若干小さい設定値（例えば、２．１μＷ／ｃｍ２）としてもよい。この場合、通信余裕度Ｍ２の値は７．０となる。
【０１６６】
以上から明らかな通り、高速フレームＵＬ２のアップリンク到達光量を規格値よりも増加させてＭ２＞Ｍ１とする場合は、当該到達光量を２．１（μＷ／ｃｍ２）以上に設定すればよく、この場合の通信余裕度Ｍ２の値は７．０以上となる。
【０１６７】
パターン３は、高速フレームＵＬ２に関して、アップリンク到達光量の規格値（＝２．０μＷ／ｃｍ２）とアップリンク受信感度（＝０．３μＷ／ｃｍ２）を採用し、低速フレームＵＬ１に関して、アップリンク到達光量の規格値（＝２．０μＷ／ｃｍ２）とアップリンク受信感度の規格値（＝０．３μＷ／ｃｍ２）よりも大きい値（＝０．５μＷ／ｃｍ２）を採用する場合の通信余裕度Ｍ１，Ｍ２の値を示す。パターン３では、通信余裕度Ｍ１の値は４．０となり、通信余裕度Ｍ２の値は６．６７となる。
【０１６８】
このように、低速フレームＵＬ１のアップリンク受信感度を高速フレームＵＬ２のアップリンク受信感度（＝０．３）よりも大きい値（＝０．５）に設定すると、新光ビーコン４Ａは、任意の地点Ｘｒにおいて高速フレームＵＬ２よりも低速フレームＵＬ１を受信し難くなり、設置現場において第１上流端Ｐ１を下流側に移動させたことと等価となる。
このため、設置現場における光学的設定が不適切であっても、不感領域Ｆの発生を抑制することができ、新光ビーコン４Ａが高速フレームＵＬ２を受信し易くなる。
【０１６９】
低速フレームＵＬ１のアップリンク受信感度の調整は、低速用受信系２６Ａに含まれる可変抵抗３６Ａ（図１２参照）の抵抗値を、設置現場で遠隔で変更することにより達成することができる。
例えば、可変抵抗３６Ａの抵抗値を減少させると、増幅器３３Ａの増倍率が減少し、低速フレームＵＬ１のアップリンク受信感度が大きくなる。すなわち、新光ビーコン４Ａが低速フレームＵＬ１を受信し難くなる。
【０１７０】
上記の遠隔調整を実現する調整部材は、ビーコン制御機７側に設けられたダイヤル式のつまみ部であってもよいし、ビーコン制御機７に接続されたノートパソコンなどの端末装置であってもよい（特願２０１５−１９８３３４号の図１４及び図１５参照）。
【０１７１】
高速フレームＵＬ２のアップリンク到達光量を低速フレームＵＬ１よりも増加させて「Ｍ２＞Ｍ１」を達成するため、高速フレームＵＬ２のアップリンク発光光量を低速フレームＵＬ１よりも増加させる場合には、上りフレームの伝送速度に応じて発光光量を調整可能な発光回路を、新車載機２Ａに搭載する必要がある。以下において、かかる発光回路の構成例を、図１６〜図１８を参照しつつ説明する。
【０１７２】
〔新車載機の発光回路の一例〕
図１６は、新車載機２Ａの光送信部２３に好適な発光回路の一例を示す回路図である。
図１６に例示する光送信部２３の発光回路４１は、直列に接続された複数の発光素子（例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode））よりなる発光部材４２と、発光部材４２のカソード側に並列に配置されたＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）などよりなる２種類のスイッチング素子４３Ａ，４３Ｂと、を備える。発光部材４２を構成する発光素子は１つでもよい。
【０１７３】
発光部材４２のアノード側は直流電源（例えば、１２Ｖ）４５に接続されており、直流電源４５からの電力供給により発光部材４２の各発光素子が発光する。
２種類のスイッチング素子４３Ａ，４３Ｂのうちの１つは、低速フレームＵＬ１用のスイッチング素子４３Ａである。このスイッチング素子４３Ａは、発光部材４２を低速の伝送レートで駆動する。もう１つは、高速フレームＵＬ２用のスイッチング素子４３Ｂである。このスイッチング素子４３Ｂは、発光部材４２を高速の伝送レートで駆動する。
【０１７４】
スイッチング素子４３Ａのソースはアースされ、スイッチング素子４３Ａのドレインは第１抵抗器４４Ａを介して発光部材４２のカソード側に接続され、スイッチング素子４３Ａのゲートには車載制御機２１が生成する低速フレームＵＬ１の電気信号が入力される。
スイッチング素子４３Ｂのソースはアースされ、スイッチング素子４３Ｂのドレインは第２抵抗器４４Ｂを介して発光部材４２のカソード側に接続され、スイッチング素子４３Ａのゲートには車載制御機２１が生成する高速フレームＵＬ２の電気信号が入力される。
【０１７５】
第１抵抗器４４Ａの抵抗値Ｒ１と第２抵抗器４４Ｂの抵抗値Ｒ２は、Ｒ１＞Ｒ２となるように設定されている。このため、スイッチング素子４３Ｂの駆動電流による発光部材４２の発光光量（高速フレームＵＬ２の発光光量）は、スイッチング素子４３Ａの駆動電流による発光部材４２の発光光量（低速フレームＵＬ１の発光光量）よりも大きい。
従って、図１６の発光回路４１によれば、高速フレームＵＬ２のアップリンク発光光量が常に低速フレームＵＬ１のアップリンク発光光量よりも大きくなるように、発光部材４２を発光させることができる。
【０１７６】
図１６の発光回路４１では、第２抵抗器４４Ｂは可変抵抗よりなる。第２抵抗器４４Ｂの抵抗値Ｒ２は、車載制御機２１から通知される車両速度に応じた制御信号により、動的に調整することができる。
具体的には、車載制御機２１は、自車両の車両速度が遅いほど抵抗値Ｒ２を低くすることにより、発光部材４２による高速フレームＵＬ２の発光光量を増加させる、発光制御部としての機能を有する。
【０１７７】
その理由は、車両速度が遅い場合（例えば、１０ｋｍ／ｈ以下の場合）には、低速フレームＵＬ１の送信地点と高速フレームＵＬ２の送信地点との距離ΔＬ（図１４参照）が小さくなり、ビーコンヘッド８までの車両進行方向の距離の減少に応じた、高速フレームＵＬ２のアップリンク到達光量の増加を余り見込めなくなるからである。
【０１７８】
〔新車載機の発光回路の別例〕
図１７は、新車載機２Ａの光送信部２３に好適な発光回路の別例を示す回路図である。
図１７に例示する光送信部２３の発光回路５１は、直列に接続された複数の発光素子（例えば、ＬＥＤ）よりなる発光部材５２と、発光部材５２のアノード側に並列に配置されたＭＯＳＦＥＴなどよりなる２種類のスイッチング素子５３Ａ，５３Ｂと、を備える。発光部材５２を構成する発光素子は１つでもよい。
【０１７９】
発光部材４２のカソード側は抵抗器５４を介してアースされており、いずれかのスイッチング素子５３Ａ，５３Ｂからの電力供給により発光部材５２の各発光素子が発光する。
２種類のスイッチング素子５３Ａ，５３Ｂのうちの１つは、低速フレームＵＬ１用のスイッチング素子５３Ａである。このスイッチング素子５３Ａは、発光部材５２を低速の伝送レートで駆動する。もう一つは、高速フレームＵＬ２用のスイッチング素子５３Ｂである。このスイッチング素子５３Ｂは、発光部材５２を高速の伝送レートで駆動する。
【０１８０】
スイッチング素子５３Ａのソースは発光部材５２のアノード側に接続され、スイッチング素子５３Ａのドレインは第１電源５５Ａに接続され、スイッチング素子５３Ａのゲートには車載制御機２１が生成する低速フレームＵＬ１の電気信号が入力される。
スイッチング素子５３Ｂのソースは発光部材５２のアノード側に接続され、スイッチング素子５３Ｂのドレインは第２電源５５Ｂに接続され、スイッチング素子５３Ｂのゲートには車載制御機２１が生成する高速フレームＵＬ２の電気信号が入力される。
【０１８１】
第１電源５５Ａの電圧値Ｖ１と第２電源Ｖ２の電圧値Ｖ２は、Ｖ１＜Ｖ２（例えば、Ｖ１＝１２ＶでかつＶ２＝１３Ｖ）となるように設定されている。
このため、スイッチング素子５３Ｂの駆動電流による発光部材５２の発光光量（高速フレームＵＬ２の発光光量）は、スイッチング素子４３Ａの駆動電流による発光部材５２の発光光量（低速フレームＵＬ１の発光光量）よりも大きい。従って、図１７の発光回路５１によれば、高速フレームＵＬ２のアップリンク発光光量が常に低速フレームＵＬ１のアップリンク発光光量よりも大きくなるように、発光部材５２を発光させることができる。
【０１８２】
〔新車載機の発光回路の別例〕
図１８は、新車載機２Ａの光送信部２３に好適な発光回路の別例を示す回路図である。
図１８に例示する光送信部２３の発光回路７１は、直列に接続された複数の発光素子（例えば、ＬＥＤ）よりなる発光部材７２と、発光部材７２のアノード側に並列に配置されたＭＯＳＦＥＴなどよりなる２種類のスイッチング素子７３Ａ，７３Ｂと、を備える。発光部材７２を構成する発光素子は１つでもよい。
【０１８３】
発光部材７２のカソード側はアースされており、いずれかのスイッチング素子７３Ａ，７３Ｂからの電力供給により発光部材７２の各発光素子が発光する。
２種類のスイッチング素子７３Ａ，７３Ｂのうちの１つは、低速フレームＵＬ１用のスイッチング素子７３Ａである。このスイッチング素子７３Ａは、発光部材７２を低速の伝送レートで駆動する。もう１つは、高速フレームＵＬ２用のスイッチング素子７３Ｂである。このスイッチング素子７３Ｂは、発光部材７２を高速の伝送レートで駆動する。
【０１８４】
スイッチング素子７３Ａのソースは発光部材７２のアノード側に接続され、スイッチング素子７３Ａのドレインは第１抵抗器７４Ａを介して直流電源７５に接続され、スイッチング素子７３Ａのゲートには車載制御機２１が生成する低速フレームＵＬ１の電気信号が入力される。
【０１８５】
スイッチング素子７３Ｂのソースは発光部材７２のアノード側に接続され、スイッチング素子７３Ｂのドレインは第２抵抗器７４Ｂを介して直流電源７５に接続され、スイッチング素子７３Ｂのゲートには車載制御機２１が生成する高速フレームＵＬ２の電気信号が入力される。
【０１８６】
第１抵抗器７４Ａの抵抗値Ｒ１と第２抵抗器７４Ｂの抵抗値Ｒ２は、Ｒ１＞Ｒ２となるように設定されている。このため、スイッチング素子７３Ｂの駆動電流による発光部材７２の発光光量（高速フレームＵＬ２の発光光量）は、スイッチング素子７３Ａの駆動電流による発光部材７２の発光光量（低速フレームＵＬ１の発光光量）よりも大きい。
従って、図１８の発光回路７１によれば、高速フレームＵＬ２のアップリンク発光光量が常に低速フレームＵＬ１のアップリンク発光光量よりも大きくなるように、発光部材７２を発光させることができる。
【０１８７】
図１８の発光回路７１においても、第２抵抗器７４Ｂとして可変抵抗を採用することが好ましい。第２抵抗器７４Ｂの抵抗値Ｒ２は、車載制御機２１から通知される車両速度に応じた制御信号により、動的に調整することができる。
具体的には、車載制御機２１は、自車両の車両速度が遅いほど抵抗値Ｒ２を低くすることにより、発光部材７２による高速フレームＵＬ２の発光光量を増加させる、発光制御部としての機能を有する。
【０１８８】
〔新車載機の光受信部の構成例〕
図１９は、新車載機２Ａの光受信部２４に好適な受光部材６１の構成例を示す側面図である。
図１９に例示する受光部材６１は、回路基板に実装された受光素子（例えば、ＰＤ）６２と、この受光素子６２を上から取り囲むように回路基板の表面に取り付けられた遮蔽ケース６３と、を備える。
【０１８９】
遮蔽ケース６３は、近赤外線を透過するケース部分６３Ａと、車両進行方向の前側に配置された近赤外線を透過しない板状の遮蔽部材６３Ｂとを有する。遮蔽部材６３Ｂは、車両進行方向前側から受光素子６２に入射するダウンリンク光の入射角度θｄを制限する高さを有している。
遮蔽部材６３Ｂによって制限するダウンリンク光の入射角度θｄは、近赤外線インタフェース規格に規定されたアップリンク領域ＵＡの上流側の斜辺角度θｕとほぼ同じになるように設定されている。
【０１９０】
このため、例えば図１９に仮想線で示すように、ダウンリンク領域ＤＡの実際の上流端ｄが規格上の上流端ｃよりも上流側に広がっている場合でも、受光部材６１の受光素子６２は、規格上の上流端ｃ付近に進行するまで、ダウンリンク光を受光できない。
高速フレームＵＬ２の発光光量を増加させる前述の発光回路４１，５１（図１６及び図１７）を搭載する新車載機２Ａは、図１９に例示する、ダウンリンク光の入射角度θｄを制限する受光部材６１を採用することが好ましい。その理由は、次の通りである。
【０１９１】
すなわち、高速フレームＵＬ２の発光光量を増加させる発光回路４１，５１，７１（図１６〜図１８）を採用すると、その発光光量を増加させない場合に比べて、発光部材４２，５２，７２の寿命が短くなる。
しかし、ダウンリンク光の入射角度θｄを制限する図１９の遮蔽ケース６３を採用すれば、受光素子６２が規格上の下流端ｃに到達するまで下りフレームＤＬ１を受信しなくなり、新光ビーコン４Ａが受信できない遠方から低速フレームＵＬ１が無駄に送信されるのを防止することができる。
【０１９２】
このため、発光回路４１，５１，７１（図１６〜図１８）を採用して高速フレームＵＬ２の発光光量を増加させても、低速フレームＵＬ１の送信回数が減少することにより、発光部材４２，５２，７２の短命化を防止することができる。
従って、図１９の遮蔽部材６３Ｂなどにより、ダウンリンク光の入射角度θｄの制限機能を有する受光部材６１を採用すれば、発光部材４２，５２，７２の短命化を防止しつつ、高速フレームＵＬ２の発光光量を増加することができる。
【０１９３】
なお、図１９では、車載機２の受光素子６２の設置高さＨが規格値（例えば、１．０ｍ）である場合を例示している。従って、受光素子６２の設置高さＨが１ｍでない場合は、設置高さの変動分だけ規格上の上流端ｃに対応する斜辺角度θｄも変化する。
このため、受光素子６２の設置高さＨに応じて変化する斜辺角度θｕの変化量を考慮して、遮蔽部材６３Ｂによって制限するダウンリンク光の入射角度θｄを決定することが望ましい。
【０１９４】
〔その他の変形例〕
今回開示した実施形態（変形例を含む。）はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の権利範囲は、上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された構成と均等の範囲内でのすべての変更が含まれる。
【０１９５】
例えば、上述の実施形態では、新車載機２Ａが複数の高速フレームＵ１〜Ｕ３を連続して送信することになっているが、フレーム間に所定時間長のインターバルを設けてバースト送信することにしてもよい。
また、本明細書において、「車載機」とは、車両２０に搭載されたあと常にその状態に固定されるものを含むことは勿論、ドライバが利用したい時だけ車両２０に持ち込まれ、一時的に車両２０に搭載されるものも含まれる。
【符号の説明】
【０１９６】
１    交通管制システム
２    車載機
２Ａ  新車載機
２Ｂ  旧車載機
３    中央装置
４    光ビーコン
４Ａ  新光ビーコン
４Ｂ  旧光ビーコン
５    通信回線
６    通信部
７    ビーコン制御機
７ａ  筐体  
８    ビーコンヘッド
９    信号線
１０    光送信部
１１    光受信部
１３    支柱
１４    架設バー
２０    車両
２１    車載制御機（発光制御部）
２２    車載ヘッド
２３    光送信部
２４    光受信部
２６Ａ  低速用受信系
２６Ｂ  高速用受信系
２８    通信ＩＣ
３０    メインＣＰＵ（通信制御部）
３１Ａ，３１Ｂ    レンズ
３２Ａ，３２Ｂ    変換素子（受光素子）
３３Ａ，３３Ｂ    増幅器
３４Ａ，３４Ｂ    フィルタ
３５Ａ，３５Ｂ    コンパレータ
３６Ａ，３６Ｂ    可変抵抗
４１    発光回路
４２    発光部材
４３Ａ，４３Ｂ    スイッチング素子
４４Ａ  第１抵抗器
４４Ｂ  第２抵抗器
４５    直流電源
５１    発光回路
５２    発光部材
５３Ａ，５３Ｂ    スイッチング素子
５４    抵抗器
５５Ａ  第１電源
５５Ｂ  第２電源
６１    受光部材
６２    受光素子
６３    遮蔽ケース
６３Ａ  ケース部分
６３Ｂ  遮蔽部材
７１    発光回路
７２    発光部材
７３Ａ，７３Ｂ    スイッチング素子
７４Ａ  第１抵抗器
７４Ｂ  第２抵抗器
７５    直流電源
Ｒ    道路
Ｒ１〜Ｒ４  車線
Ａ    通信領域
ＵＡ    アップリンク領域
ＤＡ    ダウンリンク領域
ＵＬ１  低速フレーム（上りフレーム）
ＵＬ２  高速フレーム（上りフレーム）
Ｕ０    低速フレーム（上りフレーム）
Ｕ１〜Ｕ３    高速フレーム（上りフレーム）
ＤＬ１  下りフレーム（ダウンリンク切り替え前）
ＤＬ２  下りフレーム（ダウンリンク切り替え後）
Ｐ１  第１上流端
Ｐ２  第２上流端
Ｆ    不感領域
【図１】
2018013903.tif 000003
【図２】
2018013903.tif 000004
【図３】
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【図４】
2018013903.tif 000006
【図５】
2018013903.tif 000007
【図６】
2018013903.tif 000008
【図７】
2018013903.tif 000009
【図８】
2018013903.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2018013903.tif 000017
【図１６】
2018013903.tif 000018
【図１７】
2018013903.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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