(57)【要約】【課題】無線信号の干渉を好適に回避することができる無線通信機、及びこれを用いた路側通信装置を提供する。【解決手段】本発明の路側通信装置は、複数の車載通信機３と、路側通信機２とを備えている。路側通信機２は、方路Ｈ１に対応した指向性を有する第一アンテナ２０ａにより無線信号を受信する受信部４０、及び無指向性の第二アンテナ２０ｂにより無線信号を送信する送信部４１を備えた第一無線通信部２０と、方路Ｈ２〜Ｈ４に対応した指向性を有する受信アンテナ２１ａ〜２３ａにより無線信号を受信する受信部４４のみを備えた第二〜第四無線通信部２１〜２３とを備えている。【選択図】図７
2011221649.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路側に設置され、ＣＳＭＡ方式で通信を行う複数の車載通信機との間で通信を行う無線通信機であって、
第一のアンテナと、
前記第一のアンテナの指向性とは異なる指向性の第二のアンテナと、
前記第一及び第二のアンテナの内、いずれか一方を用いて無線信号を送信する送信部と、
前記第一及び第二のアンテナの内、他方を用いて前記複数の車載通信機からの無線信号を受信する受信部と、を備えていることを特徴とする無線通信機。
【請求項２】
前記第一のアンテナは指向性アンテナであり、前記第二のアンテナは無指向性アンテナである請求項１に記載の無線通信機。
【請求項３】
前記受信部は、前記第一のアンテナを用いて受信を行い、前記送信部は、前記第二のアンテナを用いて送信を行う請求項２に記載の無線通信機。
【請求項４】
前記第一のアンテナは、道路上における特定の方路方向に向く指向性を有している請求項３に記載の無線通信機。
【請求項５】
前記第一のアンテナは、信号灯器に内蔵されている請求項４に記載の無線通信機。
【請求項６】
前記送信部及び前記受信部は、前記第一及び第二のアンテナを選択的に用いる請求項２に記載の無線通信機。
【請求項７】
道路側に設置され、ＣＳＭＡ方式で通信を行う複数の車載通信機との間で通信を行う路側通信装置であって、
前記道路における特定の方路方向に対応した指向性を有する第一のアンテナにより前記複数の車載通信機からの無線信号を受信する受信部、及び無指向性の第二のアンテナにより無線信号を送信する送信部を備えた第一の無線通信機と、
前記道路における特定の方路方向に対応した指向性を有する受信アンテナにより前記複数の車載通信機からの無線信号を受信する受信部のみを備えた一又は複数の第二の無線通信機と、を備え、
前記第一のアンテナ及び前記受信アンテナが、それぞれ、前記道路上における各方路方向ごとに対応した指向性を有していることを特徴としている路側通信装置。
【請求項８】
前記第一の無線通信機を１台備えるとともに、前記道路上における交差点の全方路数から１を減算した値と同じ台数の第二の無線通信機を備えている請求項７に記載の路側通信装置。
【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）の一部を成す、無線通信機、及びこれを用いた路側通信装置に関する。
【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、道路に設置されたインフラ装置からの情報を受信し、この情報を活用することで車両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、路側通信機同士が行う路路間通信と、路側通信機と車載通信機とが行う路車（又は車路）間通信と、車載通信機同士が行う車車間通信とが含まれる。このように複数種類の通信が行われる通信システムでは、路側通信機と車載通信機とで送信タイミングを分けることにより互いの信号がぶつかることを防止している。また、車路間通信及び車車間通信では、キャリアセンス方式（ＣＳＭＡ方式）によって無線通信が行われる。すなわち、車載通信機は、他の装置に対して信号を送信しようとするとき、他の装置の無線信号が伝搬路中に存在しているか否かを検知し、当該無線信号が存在しない状態が所定時間維持された後に送信を開始するように制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２８０６８０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一の車載通信機が他の装置に対して無線信号を送信すべく他の装置の無線信号の検知を行う際、例えば、前記一の車載通信機の近傍に、無線信号を送信している他の車載通信機が存在しているにもかかわらず、前記一の車載通信機において、その無線信号を検知できない場合がある。
例えば、図８に示すように、車載通信機１０１と車載通信機１０２とが互いに異なる方路から交差点Ｊに進入する場合、これら車載通信機１０１と車載通信機１０２との間に互いの伝搬路を遮る建物等のような障害物Ｂが存在すると、仮に車載通信機１０１が交差点Ｊに設置された路側通信機１０３に無線信号を送信していたとしても、当該無線信号が車載通信機１０２に到達せず、車載通信機１０２側でこの無線信号を検知することができない場合がある。このような場合、車載通信機１０２は、伝搬路中に他の無線信号は存在しないと判断して無線信号の送信を開始することがある。
すると、路側通信機１０３においては、両車載通信機１０１，１０２からの無線信号が到達することになり、両信号の間で干渉を生じ、両車載通信機１０１，１０２からの無線信号を正常に受信できなくなるおそれがあった。
このように、互いの無線信号を検知することができない関係にある複数の車載通信機の関係を、以下、隠れ端末の関係という。
【０００６】
上記のように、隠れ端末の関係となる複数の車載通信機が存在することで干渉が生じるという問題に対して、各方路ごとに対応する指向性を有する複数のアンテナ、及びこれら複数のアンテナそれぞれに対応する複数の通信機を設置する方策を採ることが考えられる。
各方路ごとに対応する指向性を有する複数のアンテナを設置した場合、隠れ端末の関係にある複数の車載通信機が同時に一の路側通信機に向けて無線信号を送信したとしても、当該路側通信機では、各アンテナそれぞれで各車載通信機の無線信号を受信できるため、干渉を生じさせることなく各無線信号を受信することができる。
【０００７】
しかし上記の場合、路側通信機が車載通信機に向けて無線信号を送信する際に、各アンテナから同時に無線信号を送信すると、たとえ各アンテナが指向性を有していたとしても自己が送信した無線信号間で干渉が生じるおそれがある。このような干渉を回避するために、各アンテナごとに送信時間をずらして無線信号を送信しなければならなくなり、無線リソースを無駄に消費することとなる。
このように、上記方策では、隠れ端末による無線信号の干渉を抑制できたとしても、その結果、自己の無線信号の送信においては、干渉を生じさせてしまうことになる。その上、路側通信機においては、各方路ごとにアンテナ及び送受信部を備える必要があることからコストが増大するという問題も生じることから、好ましい方策とはいえない。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、互いの無線信号を検知することができない関係にある複数の車載通信機が存在することに起因する無線信号の干渉を好適に回避することができる無線通信機、及びこれを用いた路側通信装置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】
【０００９】
（１）本発明は、道路側に設置され、ＣＳＭＡ方式で通信を行う複数の車載通信機との間で通信を行う無線通信機であって、第一のアンテナと、前記第一のアンテナの指向性とは異なる指向性の第二のアンテナと、前記第一及び第二のアンテナの内、いずれか一方を用いて無線信号を送信する送信部と、前記第一及び第二のアンテナの内、他方を用いて前記複数の車載通信機からの無線信号を受信する受信部と、を備えていることを特徴としている。
【００１０】
上記のように構成された無線通信機によれば、受信部が、前記複数の車載通信機の内、一の車載通信機からの無線信号を受信可能な指向性を有するアンテナを用いて受信することで、当該一の車載通信機からの無線信号のみを前記一の車載通信機との間で互いの無線信号を検知することができない関係にある他の車載通信機からの無線信号から分離して受信することができる。この結果、複数の車載通信機から同時に無線信号が送信されたとしても、少なくとも前記一の車載通信機からの無線信号については受信することができ、干渉が生じるのを回避することができる。
【００１１】
（２）（３）また、前記第一のアンテナは指向性アンテナであり、前記第二のアンテナは無指向性アンテナであることが好ましく、さらに、前記受信部が、前記第一のアンテナを用いて受信を行い、前記送信部が、前記第二のアンテナを用いて送信を行うものであることが好ましい。この場合、第一のアンテナの指向性の方向と一致する方路に存在する一の車載通信機からの無線信号を、当該第二のアンテナによって受信することで、前記一の車載通信機との間で互いの無線信号を検知することができない関係にある他の車載通信機からの無線信号と分離して受信することができ、干渉が生じるのをより好適に回避することができる。
また、自装置の無線信号の送信については、無指向性の第一のアンテナを用いるので、この第一のアンテナのみを用いて無線信号の送信を行えば、上記従来例で示した方策のように、自己の無線信号によって干渉を生じさせることがない。
【００１２】
（４）（５）上記路側通信機において、前記第一のアンテナは、道路上における特定の方路方向に向く指向性を有していることが好ましく、この場合、前記第一のアンテナを、前記特定の方路方向に対して設置される信号灯器に内蔵することができる。これにより、その指向性を前記特定の方路方向に向けて設置することが容易となる。
【００１３】
（６）また、互いの無線信号を検知することができない関係にある複数の車載通信機が存在しない場合には、当該複数の車載通信機それぞれからの無線信号を分離して受信する必要がないので、前記送信部及び前記受信部は、前記第一及び第二のアンテナを選択的に用いるように構成してもよい。この場合、必要に応じて、指向性を有する第一のアンテナを送信に用いることができる。
【００１４】
（７）また、本発明は、道路側に設置され、ＣＳＭＡ方式で通信を行う複数の車載通信機との間で通信を行う路側通信装置であって、前記道路における特定の方路方向に対応した指向性を有する第一のアンテナにより前記複数の車載通信機からの無線信号を受信する受信部、及び無指向性の第二のアンテナにより無線信号を送信する送信部を備えた第一の無線通信機と、前記道路における特定の方路方向に対応した指向性を有する受信アンテナにより前記複数の車載通信機からの無線信号を受信する受信部のみを備えた一又は複数の第二の無線通信機と、を備え、前記第一のアンテナ及び前記受信アンテナが、それぞれ、前記道路上における各方路方向ごとに対応した指向性を有していることを特徴としている。
【００１５】
上記構成の路側通信装置によれば、前記複数の車載通信機からの無線信号を受信するための第一のアンテナ及び前記受信アンテナが、それぞれ、前記道路上における各方路方向ごとに対応した指向性を有しているので、各方路方向に存在する車載通信機から送信される無線信号を個別に分離して受信することができる。このため、互いの無線信号を検知することができない関係にある複数の車載通信機から同時に無線信号が送信されたとしても、干渉が生じるのを好適に回避することができる。
また、上記構成では、無線信号の送信については、第一の無線通信機のみが無指向性の第二のアンテナを用いて送信するので、１つのアンテナ及び送信部で、複数の車載通信機に向けて無線信号を送信することができる。このため、第二の無線通信機には送信機能を与える必要がなく、各方路ごとに送信機能を与えることによるコストの増大化を抑制することができる。
さらに、第二の無線通信機には送信機能がなく、無線信号の送信については、第一の無線通信機のみが無指向性の第二のアンテナを用いて送信するので、上記従来例で示した方策のように、複数の無線信号を同時に送信することによる干渉を生じさせることもない。
【００１６】
（８）また、上記路側通信装置において、前記第一の無線通信機を１台備えるとともに、前記道路上における交差点の全方路数から１を減算した値と同じ台数の第二の無線通信機を備えていることが好ましい。この場合、交差点における全方路の無線通信を行うために必要な最小限の無線通信機を備えた構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の無線通信機、及び路側通信装置によれば、互いの無線信号を検知することができない関係にある複数の車載通信機が存在することに起因する無線信号の干渉を好適に回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る路側通信機を含む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。
【図２】図１に示す高度道路交通システムの管轄エリアの一部を示す道路平面図である。
【図３】路側通信機、及び、車載通信機の内部構成を示すブロック図である。
【図４】（ａ）は、第一無線通信部（第一の無線通信機）の構成を示すブロック図であり、（ｂ）は、第二無線通信部（第二の無線通信機）の構成を示すブロック図である。
【図５】タイムスロットの一例を示す概念図である。
【図６】車載通信機が送信するデータフォーマットの一例を示す図である。
【図７】路側通信機が設置された交差点における各無線通信部の受信範囲を模式的に示した平面図である。
【図８】異なる方路から交差点Ｊに進入する複数の車載通信機間の関係を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
〔システムの全体構成〕
図１は、本発明の一実施形態に係る路側通信機を含む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２、車載通信機３（図２及び図３参照）、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。
【００２０】
交通信号機１と路側通信機２は、複数の交差点Ｊｉ（図例では、ｉ＝１〜１２）のそれぞれに設置されており、電話回線等の通信回線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に含まれる各交差点Ｊｉ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。従って、中央装置４は、各交通信号機１及び各路側通信機２との間で双方向通信が可能である。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。
【００２１】
路側センサ６は、各交差点Ｊｉ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Ｓ４や画像データＳ５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及び図２では、図示を簡略化するために、各交差点Ｊｉ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Ｊｉ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。
【００２２】
〔中央装置〕
中央装置４は、ワークステーション（ＷＳ）やパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等よりなる制御部を有しており、この制御部は、路側通信機２、路側センサ６からの各種の交通情報の収集・処理（演算）・記録、信号制御及び情報提供を統括的に行う。
具体的には、中央装置４の制御部は、自身のネットワークに属する交差点Ｊｉの交通信号機１に対して、同一道路上の交通信号機１群を調整する系統制御や、この系統制御を道路網に拡張した広域制御（面制御）を行うことができる。
【００２３】
また、中央装置４は、通信回線７を介してＬＡＮ側と接続された通信インタフェースである通信部を有しており、この通信部は、信号灯器の灯色切り替えタイミングに関する信号制御指令Ｓ１や、渋滞情報等を含む交通情報Ｓ２を所定時間ごとに交通信号機１及び路側通信機２に送信している（図１参照）。
信号制御指令Ｓ１は、前記系統制御や広域制御を行う場合の信号制御パラメータの演算周期（例えば、１．０〜２．５分）ごとに送信され、交通情報Ｓ２は、例えば５分ごとに送信される。
【００２４】
また、中央装置４の通信部は、各交差点Ｊｉに対応する路側通信機２から、その通信機２が車載通信機３から受信した車両５の現在位置等を含む車両情報Ｓ３、車両通過時に生じるパルス信号よりなる車両感知器（図示せず）の感知情報Ｓ４、及び、監視カメラが撮影した道路のデジタル情報よりなる画像データＳ５等を受信しており、中央装置４の制御部は、これらの各種情報に基づいて前記系統制御や広域制御を実行する。
【００２５】
〔無線通信の方式等〕
図２は、上記高度道路交通システムの管轄エリアの一部を示す道路平面図である。
図２では、互いに交差する２つの道路の各々が上りと下りで片側１車線のものとして例示されているが、道路構造はこれに限られるものではない。
図２にも示すように、本実施形態の高度道路交通システムは、車載通信機３との間で無線通信が可能な複数の路側通信機２と、キャリアセンス方式（ＣＳＭＡ方式）で他の通信機２，３と無線通信を行う移動無線送受信機の一種である車載通信機３と備えている。
【００２６】
複数の路側通信機２は、それぞれ路側の交差点Ｊｉごとに設置されている。一方、車載通信機３は、道路を走行する各車両５にそれぞれ搭載されている。
各路側通信機２は、その周囲に広がる基準エリアＡ（路側通信機２の送信信号が十分に届く範囲）をそれぞれ有し、自身の基準エリアＡを走行する車両５の車載通信機３に対して無線信号を送信することができる。
また、各路側通信機２は、基準エリアＡが重複（一部重複でも全部重複でもよい。）する他の路側通信機２とも無線通信が可能である。
【００２７】
本実施形態の高度道路交通システムでは、路側通信機２同士（路路間通信）については無線通信が用いられ、また、路側通信機２と車載通信機３との間（「路」から「車」への路車間通信と「車」から「路」への車路間通信との双方を含む。）と車載通信機３同士（車車間通信）についても、無線通信が用いられている。
なお、前記した通り、交通管制センターに設けられた中央装置４は、各路側通信機２と有線での双方向通信が可能となっているが、これらの間も無線通信であってもよい。
【００２８】
各路側通信機２は、自装置が無線送信するためのタイムスロット（図５の第１スロットＴ１）をＴＤＭＡ方式で割り当てており、このタイムスロット以外の時間帯（図５の第２スロットＴ２）には無線送信を行わない。従って、路側通信機２用のタイムスロット以外の時間帯は、車載通信機３のためのＣＳＭＡ方式による送信時間として開放されている。
また、路側通信機２は、自身の送信タイミングを制御するために他の路側通信機２との時刻同期機能を有している。この路側通信機２の時刻同期は、例えば、自身の時計をＧＰＳ時刻に合わせるＧＰＳ同期や、自身の時計を他の路側通信機２からの送信信号に合わせるエア同期等によって行われる。
【００２９】
〔路側通信機〕
図３は、路側通信機２、及び、車載通信機３の内部構成を示すブロック図である。
路側通信機２（路側通信装置）は、第一〜第四無線通信部（無線通信機）２０〜２３と、中央装置４と双方向通信する有線通信部２４と、これらの通信制御を行うＣＰＵ等よりなる制御部２５と、制御部２５に接続されたＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置よりなる記憶部２６とを備えている。記憶部２６は、制御部２５が実行する通信制御のためのプログラムや、各通信機２，３の通信機ＩＤ等を記憶している。
【００３０】
第一〜第四無線通信部２０〜２３は、当該路側通信機２が設置される交差点Ｊｉの各方路に対応して設置される。本実施形態では、路側通信機２は、図２に示すように、４つの方路を有する四叉路を成す交差点に設置されているので、これら方路それぞれに対応して４つの無線通信部を備えている。
これら４つの無線通信部２０〜２３の内、第一無線通信部２０（第一の無線通信機）は、指向性の異なる二つの第一アンテナ２０ａ、及び第二アンテナ２０ｂを備えており、他の無線通信部２１〜２３はそれぞれ一つの受信アンテナ２１ａ〜２３ａを備えている。
【００３１】
図４（ａ）は、第一無線通信部２０の構成を示すブロック図である。第一無線通信部２０は、両アンテナ２０ａ，２０ｂと、周囲の車載通信機３等からの無線信号を受信するための受信部４０と、制御部２５から与えられる信号を無線送信するための送信部４１と、両アンテナ２０ａ，２０ｂを送受信部４０，４１に対して切り替えるための第一切替スイッチ４２と、送信部４１及び受信部４０の内のいずれかを両アンテナ２０ａ，２０ｂ側に対して切り替える第二切替スイッチ４３とを備えている。
【００３２】
第一アンテナ２０ａは、指向性を有するアンテナであり、特定の方路方向に向くように設置され、車載通信機３等からの無線信号を受信するために用いられる。また、第二アンテナ２０ｂは、無指向性のアンテナであり、自装置の周囲に無線信号を送信するために用いられる。
両切替スイッチ４２，４３は、制御部２５による制御に基づいて切替動作を行う。具体的には、制御部２５は、無線信号の受信を行う際には、第一切替スイッチ４２を第一アンテナ２０ａ側に切り替え、第二切替スイッチ４３を受信部４０側に切り替え、受信部４０を第一アンテナ２０ａに接続する。一方、無線信号の送信を行う際には、第一切替スイッチ４２を第二アンテナ２０ｂ側へ、第二切替スイッチ４３を送信部４１側へ切り替え、送信部４１を第二アンテナ２０ｂに接続する。
このように、第一無線通信部２０は、両アンテナ２０ａ，２０ｂを切り替えることで、互いに指向性の異なるアンテナを選択的に用いることができるように構成されている。
【００３３】
受信部４０は、アンテナ側から与えられる受信信号の増幅やＡ／Ｄ変換等の他、ＯＦＤＭ復調、受信タイミングの制御等の処理を行う機能を有している。
また、送信部４１は、制御部２５から与えられる送信するためのデータのＯＦＤＭ変調、送信タイミングの制御の他、変調後の送信信号のＤ／Ａ変換や増幅等についての処理を行う機能を有している。
【００３４】
図４（ｂ）は、第二無線通信部２１（第二の無線通信機）の構成を示すブロック図である。第二無線通信部２１は、受信アンテナ２１ａと、周囲の車載通信機３等からの無線信号を受信するための受信部４４とを備えている。なお、第三及び第四無線通信部２２，２３（第二の無線通信機）も同様の構成である。
受信アンテナ２１ａは、指向性を有するアンテナであり、特定の方路方向に向くように設置され、車載通信機３等からの無線信号を受信するために用いられる。
受信部４４は、アンテナ側から与えられる受信信号の増幅やＡ／Ｄ変換等の他、ＯＦＤＭ復調、受信タイミングの制御等の処理を行う機能を有している。
【００３５】
上記第一アンテナ２０ａ、及び受信アンテナ２１ａ〜２３ａは、それぞれ、設置されている交差点の方路それぞれに対応する方路方向に向く指向性となるように設置されている。なお、これら各アンテナの設置の態様については、後に詳述する。
【００３６】
制御部２５は、第一〜第四無線通信部２０〜２３が行う無線通信を総括的に制御する機能を有している。具体的には、車載通信機３ａとの間でデータの送受信を行うための符号変換や、各無線通信部２０〜２３によって授受される送受信データの集約、蓄積、転送、編集等の処理を行い、他装置との間のデータの中継処理を行う。
【００３７】
また、制御部２５は、有線通信部２４が受信した中央装置４からの交通情報Ｓ２等を、記憶部２６に一時的に記憶させ、第一無線通信部２０から自己の基準エリアＡにブロードキャスト送信する。また、制御部２５は、各無線通信部２０〜２３それぞれの受信部が受信した車両情報Ｓ３を、記憶部２６に一時的に記憶させ、有線通信部２４を介して中央装置４に転送する。
【００３８】
また、制御部２５は、記憶部２６に記憶されたタイムスロットに関する割当情報Ｓ６を、無線通信部２１を介して自己の基準エリアＡにブロードキャスト送信する。この割当情報Ｓ６は、路側通信機２の送信時間を車載通信機３に通知するためのものである。基準エリアＡを走行する車両５の車載通信機３は、路側通信機２が送信を行わない時間帯に、キャリアセンス方式による無線送信を行う。
【００３９】
〔タイムスロットの割当情報〕
図５は、上記割当情報Ｓ６に含まれるタイムスロットの一例を示す概念図である。
図５に示すように、タイムスロットは、第１スロットＴ１と第２スロットＴ２とを含み、これらの合計期間が一定の周期Ｃで繰り返すようになっている。
第１スロットＴ１は、路側通信機２用のタイムスロットであり、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。第１スロットＴ１にはスロット番号ｉが付されており、このスロット番号ｉは周期的にインクリメント又はデクリメントされる。
【００４０】
また、第２スロットＴ２は、車載通信機３用のタイムスロットである。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Ｔ２では無線送信を行わない。
図５に示すタイムスロットにおいて、各スロット番号ｉ＝１〜３の第１スロットＴ１に記したドット●は、当該第１スロットＴ１に複数の路側通信機２の送信時間が割り当てられていることを示している。
【００４１】
すなわち、図５に示す例では、スロット番号（１）の第１スロットＴ１には、交差点Ｊ１とＪ５（図１参照）にある２つの路側通信機２の送信時間が割り当てられ、スロット番号（２）の第１スロットＴ１には、交差点Ｊ２，Ｊ６及びＪ８にある３つの路側通信機２の送信時間が割り当てられ、スロット番号（３）の第１スロットＴ１には、交差点Ｊ３にある１つの路側通信機２の送信時間が割り当てられている。
【００４２】
このように、各路側通信機２の送信時間は、第１スロットＴ１に対して１対１対応で割り当てられるのではなく、互いに電波干渉が生じない交差点Ｊｉ（ｉ＝１〜１２）に設置された路側通信機２同士について、同じスロット番号ｉに重複して割り当て可能となっている。
かかるスロット割当は、中央装置４が総括的に行うこともできるし、他装置から取得した設置位置やスロット情報を利用して各路側通信機２が自律的に行うこともできる。また、複数の路側通信機２の中から１つの親機を予め選定しておき、この親機が、自身が管理する他の路側通信機２である子機同士で電波干渉が生じない送信タイミングとなるように、スロット割当を行うようにすることもできる。
【００４３】
〔車載通信機〕
図３に戻って、車載通信機３は、無線通信のためのアンテナ３０に接続された通信部（送受信部）３１と、この通信部３１に対する通信制御を行うＣＰＵ等よりなる制御部３２と、この制御部３２に接続されたＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置よりなる記憶部３３とを備えている。記憶部３３は、制御部３２が実行する通信制御のためのプログラムや、各通信機２，３の通信機ＩＤ等を記憶している。
【００４４】
車載通信機３の制御部３２は、車車間通信のためのキャリアセンス方式による無線通信を通信部３１に行わせる機能を有しており、路側通信機２との間の時分割多重方式での通信制御機能は有していない。
従って、車載通信機３の通信部３１は、所定の搬送波周波数の受信レベルを常時感知しており、その値がある閾値以上である場合は無線送信を行わず、当該閾値未満になった場合にのみ無線送信を行うようになっている。
【００４５】
なお、車載通信機３の制御部３２は、車両５（車載通信機３）の現時点の位置、方向、速度、車種等を含む車両情報Ｓ３を、通信部３１を介して外部にブロードキャストで無線送信する。
また、車載通信機３の制御部３２は、他の車両５から直接受信した車両情報Ｓ３や、路側通信機２から受信した他の車両５の車両情報Ｓ３に含まれる、位置、速度及び方向に基づいて、右直衝突や出合い頭衝突等を回避するための安全運転支援制御を行うことができる。
【００４６】
図６は、車載通信機３が送信するデータフォーマットの一例を示す図である。
図６に示すように、車載通信機３の送信信号には、プリアンブル、ヘッダ、データ、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）が含まれている。
このうち、データには、車両５の位置、方向（進行方向）、速度が含まれるが、路側通信機２からの送信信号を受信した場合の受信レベルを含めることもできる。車両５の位置や方向の情報は、通常は、ＧＰＳ等の車両５側のセンサ類が自律的に測定した情報であるが、光ビーコン等のインフラ側から取得可能な場合もある。また、速度は、車両５の速度センサ３６に基づいた情報である。
【００４７】
〔各無線通信部の交差点における設置態様について〕
次に、路側通信機が有する各無線通信部の交差点における設置態様について説明する。
図７は、路側通信機２が設置された交差点における各無線通信部の受信範囲を模式的に示した平面図である。
図に示すように、交差点Ｊに設置された交通信号機１は、互いに交差する道路の各方路Ｈ１〜Ｈ４ごとに４つの信号灯器１ａを備えている。これら各信号灯器１ａは、支柱によって道路上に設置されている。
【００４８】
第一無線通信部２０は、交差点Ｊの各方路に対応して設置された交通信号機１の内、例えば、方路Ｈ１に対応する信号灯器１ａに設置されている。具体的に、第一無線通信部２０は、この信号灯器１ａを支持する支柱に取り付けられている。第一無線通信部２０が無線信号の受信に用いる第一アンテナ２０ａは、交通信号機１の信号灯器１ａに内蔵されている。第一アンテナ２０ａは、上述のように指向性を有するアンテナであり、その指向性が方路Ｈ１の方向に向くように設置されている。従って、第一アンテナ２０ａによる無線信号の受信範囲は、図７に示すように、方路Ｈ１に沿って延びるように設定されている。
これによって、第一無線通信部２０は、各方路それぞれに位置する車載通信機３から同時に無線信号が送信されたとしても、方路Ｈ１から交差点Ｊに進入しようとする車載通信機３から送信される無線信号のみを他の無線信号から分離して受信することができる。この結果、第一無線通信部２０は、少なくとも方路Ｈ１を走行する車載通信機３からの無線信号については、干渉による影響を受けることなく受信することができる。
【００４９】
なお、交差点Ｊにおいて、互いの無線信号を検知することができない関係にある複数の車載通信機３が存在しない場合には、複数の車載通信機３それぞれからの無線信号を分離して受信する必要がない。従って、この場合には、第一無線通信部２０は、無線信号の受信の際に、必要に応じて、無指向性の第二アンテナ２０ｂと受信部４０（図４）とを接続するように制御部２５（図４）が切り替えることで、第二アンテナ２０ｂを用いて受信することもできる。また、逆に、指向性を有する第一アンテナ２０ａを用いて無線信号の送信を行うこともできる。
【００５０】
第一無線通信部２０が無線信号の送信に用いる第二アンテナ２０ｂは、第一無線通信部２０とともに方路Ｈ１に対応する信号灯器１ａの支柱に取り付けられている。第二アンテナ２０ｂは、上述のように無指向性のアンテナであり、車載通信機３に対して無線信号を送信するための基準エリアＡを設定している。
【００５１】
第二無線通信部２１は、方路Ｈ２に対応する信号灯器１ａの支柱に設置されている。第二無線通信部２１が無線信号の受信に用いる受信アンテナ２１ａは、第一アンテナ２０ａと同様、信号灯器１ａに内蔵されている。受信アンテナ２１ａは、その指向性が方路Ｈ２の方向に向くように設置されており、受信アンテナ２１ａによる無線信号の受信範囲は、方路Ｈ２に沿って延びるように設定されている。
これによって、第二無線通信部２１は、各方路に位置する車載通信機３から同時に無線信号が送信されたとしても、方路Ｈ２から交差点Ｊに進入しようとする車載通信機３から送信される無線信号のみを他の無線信号から分離して受信することができる。この結果、第二無線通信部２１は、少なくとも方路Ｈ２を走行する車載通信機３からの無線信号については、干渉による影響を受けることなく受信することができる。
【００５２】
第三無線通信部２２、及び第四無線通信部２３も、第二無線通信部２１と同様に、それぞれ、方路Ｈ３、及び方路Ｈ４に対応する信号灯器１ａに設置されており、これらが有する受信アンテナ２２ａ，２３ａは、その指向性が方路Ｈ３，Ｈ４の方向に向くように設置され、その受信範囲がそれぞれに対応する方路Ｈ３，Ｈ４に沿って延びるように設定されている。
このため、第三無線通信部２２、及び第四無線通信部２３は、それぞれ、少なくとも方路Ｈ３、Ｈ４を走行する車載通信機３からの無線信号については、干渉の影響を受けることなく受信することができる。
【００５３】
図７において、４つの方路Ｈ１〜Ｈ４により構成された交差点Ｊに配置された路側通信機２は、無指向性の第二アンテナ２０ｂと、方路Ｈ１の方向に対応した指向性を有する第一アンテナ２０ａとを備えた無線通信部（第一の無線通信機としての第一無線通信部２０）を１台含むとともに、他の方路方向それぞれに対応した指向性を有する受信アンテナを備えた無線通信部（第二の無線通信機としての第二〜第四無線通信部２１〜２３）を交差点Ｊの全方路数（本実施形態では４）から１を減算した値と同じ台数（３台）で含んでいる。このため、全方路の無線通信を行うために必要な最小限の無線通信機を備えた構成とされる。
【００５４】
上記のように構成されたシステムによれば、車載通信機３からの無線信号を受信するための第一アンテナ２０ａ及び受信アンテナ２１ａ〜２３ａが、それぞれ、交差点における各方路方向ごとに対応した指向性を有しているので、各方路方向に存在する車載通信機３から送信される無線信号を個別に分離して受信することができる。このため、互いの無線信号を検知することができない関係にある複数の車載通信機３から同時に無線信号が送信されたとしても、干渉が生じるのを好適に回避することができる。
【００５５】
つまり、図７において、方路Ｈ１を走行する車両５ａに搭載された車載通信機３ａと、方路Ｈ４を走行する車両５ｂに搭載された車載通信機３ｂとが、周囲の伝送路環境によって互いの送信信号を検知できない隠れ端末の関係にあることから、車載通信機３ａ，３ｂが共に無線信号を送信した場合、車載通信機３ａからの無線信号は、第一無線通信部２０の第一アンテナ２０ａによっては受信されるが、指向性が他の方路方向に向く他のアンテナによっては受信されない。また、車載通信機３ｂからの無線信号は、第四無線通信部２３の受信アンテナ２３ａによっては受信されるが、指向性が他の方路方向に向く他のアンテナによっては受信されない。
このように、各方路方向に存在する車載通信機３から送信される無線信号を個別に分離して受信することができるため、隠れ端末の関係にある複数の車載通信機３が存在しているとしても干渉が生じるのを好適に回避することができる。
【００５６】
また、上記構成では、無線信号の送信については、第一無線通信部２０のみが無指向性の第二アンテナ２０ｂを用いて送信するので、１つのアンテナ及び送信部で、複数の車載通信機３に向けて無線信号を送信することができる。このため、他の無線通信部２１〜２３には送信機能を与える必要がなく、各方路ごとに送信機能を与えることによるコストの増大化を抑制することができる。
【００５７】
さらに、第一無線通信部２０以外の無線通信部２１〜２３には送信機能がなく、無線信号の送信については、第一無線通信部２０のみが無指向性の第二アンテナ２０ｂを用いて送信するので、上記従来例で示した方策のように、複数の無線信号を同時に送信することによる干渉を生じさせることもない。
【００５８】
なお、本発明は、上記各実施形態に限定されることはない。上記実施形態では、４つの方路を有する四叉路を成す交差点に本発明を適用した場合を例示したが、三叉路等、他の態様の交差点にも適用することができる。さらに、直線路に交通信号機が設置された地点に対しても適用することができる。
また、上記実施形態では、第一〜第四無線通信部２０〜２３が、交差点に設置された路側通信機２に含まれる機能部として制御部２５によって総括的に制御される態様を例示したが、例えば、各無線通信部２０〜２３それぞれに対応して接続され、これらの通信制御を行うための制御部（上記実施形態の制御部２５に相当する構成）を複数備えた構成としてもよいし、各第一〜第四無線通信部２０〜２３それぞれが、路側通信機２の有する有線通信部２４、制御部２５、及び記憶部２６に相当する機能部を備えた構成とすることもできる。
【００５９】
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】
【００６０】
１ａ  信号灯器
２    路側通信機（路側通信装置）
３    車載通信機
２０    第一無線通信部（第一の無線通信機）
２０ａ  第一アンテナ
２０ｂ  第二アンテナ
２１〜２３  第二〜第四無線通信部（第二の無線通信機）
２１ａ〜２３ａ  受信アンテナ
４０  受信部
４１  送信部
４４  受信部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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