(57)【要約】【課題】  通信相手が高度化車載機及び従来車載機のいずれであっても、適切な通信制御を実行できる光ビーコンを提供する。【解決手段】  本発明の一態様に係る光ビーコンは、走行中の車両の車載機と光信号による無線通信を行う光ビーコンであって、高低２種類の伝送速度での光電気変換が可能な光受信部と、所定の伝送速度での電気光変換が可能な光送信部と、停止条件の成立を契機としてダウンリンク光の発光を停止させ、再開条件の成立を契機としてダウンリンク光の発光を再開させる発光制御部と、高速アップリンク送信に非対応の従来車載機の低速フレームを受信した場合に、ダウンリンク切り替え前の下りフレームの送信を所定の継続期間だけ継続してから、前記従来車載機のための車線通知情報を含む下りフレームを送信する、従来車載機用の通信制御を実行する通信制御部と、を備える。【選択図】      図８
2019133423.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行中の車両の車載機と光信号による無線通信を行う光ビーコンであって、
高低２種類の伝送速度での光電気変換が可能な光受信部と、
所定の伝送速度での電気光変換が可能な光送信部と、
停止条件の成立を契機としてダウンリンク光の発光を停止させ、再開条件の成立を契機としてダウンリンク光の発光を再開させる発光制御部と、
高速アップリンク送信に非対応の従来車載機の低速フレームを受信した場合に、ダウンリンク切り替え前の下りフレームの送信を所定の継続期間だけ継続してから、前記従来車載機のための車線通知情報を含む下りフレームを送信する、従来車載機用の通信制御を実行する通信制御部と、を備える光ビーコン。
【請求項２】
前記通信制御部は、
高速アップリンク送信が可能な高度化車載機の低速フレームを受信した場合に、ダウンリンク切り替え前の下りフレームの送信を所定の継続期間だけ継続してから、前記高度化車載機のための車線通知情報を含む下りフレームを送信する、高度化車載機用の通信制御を実行する請求項１に記載の光ビーコン。
【請求項３】
道路の車線ごとに設置された複数のビーコンヘッドを更に備え、
前記通信制御部は、前記従来車載機用の通信制御と前記高度化車載機用の通信制御を、前記複数のビーコンヘッドごとに実行する請求項１又は請求項２に記載の光ビーコン。
【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と光信号による無線通信を行う光ビーコンに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、高速アップリンク送信に対応する高度化車載機が、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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−０１６９７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、高度化車載機と従来車載機が別の車線でほぼ同時に低速の上りフレームを送信し、各車線に対応するビーコンヘッドがそれらの上りフレームを重複して受信した場合を想定した、好ましい通信制御の方式については、記載されていない。
本発明は、通信相手が高度化車載機及び従来車載機のいずれであっても、適切な通信制御を実行できる光ビーコン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】
【０００５】
本発明の一態様に係る光ビーコンは、走行中の車両の車載機と光信号による無線通信を行う光ビーコンであって、高低２種類の伝送速度での光電気変換が可能な光受信部と、所定の伝送速度での電気光変換が可能な光送信部と、停止条件の成立を契機としてダウンリンク光の発光を停止させ、再開条件の成立を契機としてダウンリンク光の発光を再開させる発光制御部と、高速アップリンク送信に非対応の従来車載機の低速フレームを受信した場合に、ダウンリンク切り替え前の下りフレームの送信を所定の継続期間だけ継続してから、前記従来車載機のための車線通知情報を含む下りフレームを送信する、従来車載機用の通信制御を実行する通信制御部と、を備える。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、通信相手が高度化車載機及び従来車載機のいずれであっても、適切な通信制御を実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】路車間通信システムの概略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と入射領域を示す道路の側面図である。
【図４】上りフレームのフレーム構成図である。
【図５】下りフレームのフレーム構成図である。
【図６】新車載機と通信する場合の光ビーコンの通信制御の一例（通信制御例１）を示すシーケンス図である。
【図７】旧車載機と通信する場合の光ビーコンの通信制御の一例（通信制御例２）を示すシーケンス図である。
【図８】旧車載機と通信する場合の光ビーコンの通信制御の一例（通信制御例３）を示すシーケンス図である。
【図９】２つの高度化車載機の低速フレームを重複して受信した場合の光ビーコンの処理を示すタイムチャートである。
【図１０】高度化車載機と従来車載機の低速フレームを重複して受信した場合の光ビーコンの処理を示すタイムチャートである。
【図１１】従来車載機と高度化車載機の低速フレームを重複して受信した場合の光ビーコンの処理を示すタイムチャートである。
【図１２】ダウンリンク切り替え前後の下りフレームの並びを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
＜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）  本実施形態の光ビーコンは、走行中の車両の車載機と光信号による無線通信を行う光ビーコンであって、高低２種類の伝送速度での光電気変換が可能な光受信部と、所定の伝送速度での電気光変換が可能な光送信部と、停止条件の成立を契機としてダウンリンク光の発光を停止させ、再開条件の成立を契機としてダウンリンク光の発光を再開させる発光制御部と、高速アップリンク送信に非対応の従来車載機の低速フレームを受信した場合に、ダウンリンク切り替え前の下りフレームの送信を所定の継続期間だけ継続してから、前記従来車載機のための車線通知情報を含む下りフレームを送信する、従来車載機用の通信制御を実行する通信制御部と、を備える。
【０００９】
（２）  また、本実施形態の光ビーコンでは、前記通信制御部は、高速アップリンク送信が可能な高度化車載機の低速フレームを受信した場合に、ダウンリンク切り替え前の下りフレームの送信を所定の継続期間だけ継続してから、前記高度化車載機のための車線通知情報を含む下りフレームを送信する、高度化車載機用の通信制御を実行する。
【００１０】
本実施形態の光ビーコンによれば、通信制御部が、上記の従来車載機用の通信制御（図８参照）と、上記の高度化車載機用の通信制御（図６参照）を実行するので、通信相手が従来車載機である場合の低速フレームの受信からダウンリンク切り替えまでの処理内容を、高度化車載機の場合と整合させることができる。
このため、通信相手が高度化車載機及び従来車載機のいずれであっても、適切な通信制御を実行できるようになる。
【００１１】
（３）  本実施形態の光ビーコンにおいて、道路の車線ごとに設置された複数のビーコンヘッドを更に備える場合は、前記通信制御部は、前記従来車載機用の通信制御と前記高度化車載機用の通信制御を、前記複数のビーコンヘッドごとに実行することが好ましい。
このようにすれば、従来車載機の低速フレームと高度化車載機の低速フレームを複数のビーコンヘッドで重複して受信した場合でも、車載機の種別に応じた適切な通信制御を実行することができる。
【００１２】
＜本発明の実施形態の詳細＞
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態の詳細を説明する。
本実施形態では、車載機２から光ビーコン４に向けて送出される上りフレーム又はこれにより伝送する情報を、「アップリンク情報」又は「アップリンク信号」という場合がある。また、光ビーコン４から車載機２に向けて送出される下りフレーム又はこれにより伝送する情報を、「ダウンリンク情報」又は「ダウンリンク信号」という場合がある。
【００１３】
〔システムの全体構成〕
図１は、本実施形態に係る路車間通信システムの概略構成を示すブロック図である。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。
【００１４】
交通管制システム１は、交通管制室など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とを備えている。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、通信制御などを行うビーコン制御機（通信制御部）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の例では４つ）のビーコンヘッド（投受光器）８とを有する。
【００１５】
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。
【００１６】
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、ビーコン制御機７は、光通信用の発光ユニット１３に対するダウンリンク方向の送信制御と、光通信用の受光ユニット１４に対するアップリンク方向の受信制御を同時に行う。
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（図３参照）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。
【００１７】
〔光ビーコンの全体構成〕
光ビーコン４のビーコンヘッド８は、光通信用の送受信ユニット１１（光送受信部）と、車両感知用のセンサユニット１２とを筐体９内に備える（図１及び図３参照）。
このように、本実施形態の光ビーコン４では、１つビーコンヘッド８の筐体９に、光通信と車両感知のための各ユニット１１，１２をそれぞれ組み込むことにより、光通信機能と車両感知機能とを併有した構造となっている。
【００１８】
光通信用の送受信ユニット１１は、車載機２との間で光信号を無線で送受信する光トランシーバである。
図１に示すように、送受信ユニット１１は、ダウンリンク光ＤＯ（図３参照）を送出する光通信用の発光ユニット１３と、アップリンク光ＵＯ（図３参照）を受光して電気信号に変換する光通信用の受光ユニット１４とを有する。
【００１９】
光通信用の発光ユニット１３（以下、「通信用発光ユニット１３」ともいう。）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（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）からなる発光素子とを有する。
通信用発光ユニット１３の発光素子は、近赤外線の光信号であるダウンリンク光ＤＯを上流側に向かって斜め下方に送出する。
【００２０】
光通信用の受光ユニット１４（以下、「通信用受光ユニット１４」ともいう。）は、フォトダイオード（ＰＤ：Photo Diode）からなる受光素子と、この受光素子が出力する電気信号を増幅してデジタル信号を生成する受信回路とを有する。
通信用受光ユニット１４の受光素子は、車載機２がビーコンヘッド８の手前で送出した近赤外線の光信号であるアップリンク光ＵＯを受光して電気信号に変換する。通信用受光ユニット１４の受信回路は、変換された電気信号から生成したデジタル信号をビーコン制御機７に送る。
【００２１】
センサユニット１２は、ビーコンヘッド８のほぼ直下を通過する車両２０の存在を非接触で感知するための光感知センサである。
図１に示すように、センサユニット１２は、入射光ＩＯ（図３参照）を送出する車両感知用の発光ユニット１５と、反射光ＲＯ（図３参照）を受光して電気信号に変換する車両感知用の受光ユニット１６とを有する。
【００２２】
車両感知用の発光ユニット１５（以下、「感知用発光ユニット１５」ともいう。）は、所定周期の光パルス信号である入射光ＩＯを下方向に送出する。
車両感知用の受光ユニット１６（以下、「感知用受光ユニット１６」ともいう。）は、上記入射光ＩＯの道路Ｒや車両２０に対する反射光ＲＯを受光し、受光した反射光ＲＯを電気信号に変換してビーコン制御機７に送る。
【００２３】
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、中央装置３との通信や所定の通信インタフェース規格に従って車載機２と路車間通信を行う通信制御部としての機能と、車両２０の感知制御部としての機能とを有する。
また、ビーコン制御機７は、通信制御や感知制御のためのコンピュータプログラムを記憶装置（図示せず）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が上記通信制御部及び感知制御部としての機能を実現する。
【００２４】
例えば、ビーコン制御機７は、車両ＩＤの識別値（以下、「ＩＤ値」ともいう。）が未格納である車線通知情報を含むダウンリンク信号（第１の下りフレーム）や、所定の提供情報を含むダウンリンク信号（第１の下りフレーム）を通信用発光ユニット１３に所定周期で常に送出させている。
ビーコン制御機７は、上記ダウンリンク信号の送出を継続しつつ、そのダウンリンク信号の受信を契機として車載機２が送信するであろう、ＩＤ値を含むアップリンク信号（上りフレーム）の受信の有無を判定している。
【００２５】
ビーコン制御機７は、通信用受光ユニット１４によりアップリンク信号の受信を検出すると、そのアップリンク信号から抽出したＩＤ値と車線番号値を格納した車線通知情報と、当該車両２０向けの提供情報とを生成し、生成した各情報を含む１又は複数のダウンリンク信号（第２の下りフレーム）を、通信用発光ユニット１３に所定時間（例えば、２５０〜３５０ｍｓ）だけ送出させる。
【００２６】
そして、ビーコン制御機７は、上記所定時間が経過すると、ダウンリンク信号に含める提供情報の内容を元に戻して、次に到来する車両２０の車載機２からのアップリンク信号の受信を待機する。
なお、ビーコン制御機７は、車両２０の位置及び時刻などの走行軌跡よりなるプローブデータなどの、アップリンク信号に含まれる情報を中央装置３に転送する。
【００２７】
ビーコン制御機７は、所定波長の入射光ＩＯを感知用発光ユニット１５に一定の強度及びパルス周期で常に送出させており、感知用受光ユニット１６が受光する反射光ＲＯの受光強度が閾値以上か否かにより、車両２０の存在を感知する。
すなわち、ビーコン制御機７は、感知用受光ユニット１６において閾値以上の反射光ＲＯの受光強度が検出された場合に、車両２０の感知信号を生成し、その感知信号を中央装置３に送信する。なお、この閾値は固定値とは限らず、例えば、反射光ＲＯの受光強度に応じた追従処理によって変動することもある。
【００２８】
〔光ビーコンの設置状態〕
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に設置されている。
光ビーコン４は、各車線Ｒ１〜Ｒ４にそれぞれ対応して設けられた複数の前記ビーコンヘッド８と、これらのビーコンヘッド８を一括制御する通信制御部である１台の前記ビーコン制御機７とを備える。
【００２９】
ビーコン制御機７は、道路Ｒの左側の歩道部分に立設した支柱１７に設置されている。各ビーコンヘッド８は、支柱１７から道路Ｒ側に水平に架設した架設バー（梁部材）１８に取り付けられ、各車線Ｒ１〜Ｒ４のほぼ中心位置の直上に配置されている。
ビーコンヘッド８の通信用発光ユニット１３は、自機の直下よりも車両進行方向の上流側に向けてダウンリンク光ＤＯを発光する。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が当該ビーコンヘッド８の上流側に設定される。
【００３０】
ビーコンヘッド８の感知用発光ユニット１５は、自機のほぼ直下に向けて入射光ＩＯを発光する。これにより、道路Ｒの所定の車線Ｒ１〜Ｒ４を通行する車両２０の感知エリアである入射領域Ｂが当該ビーコンヘッド８のほぼ直下に設定される。
【００３１】
〔光ビーコンの通信領域と入射領域〕
図３は、光ビーコン４の通信領域Ａと入射領域Ｂを示す道路Ｒの側面図である。
図３に示すように、送受信ユニット１１の通信領域Ａは、車載機２によるダウンリンク光ＤＯの受光可能範囲であるダウンリンク領域ＤＡ（実線のハッチング部分）と、ビーコンヘッド８によるアップリンク光ＵＯの受光可能範囲であるアップリンク領域ＵＡ（破線のハッチング部分）とから構成されている。
【００３２】
２００１年８月３日策定のＵＴＭＳ（Universal Traffic Management Systems）協会の「光学式車両感知器  近赤外線式インタフェース規格  版２」（以下、「旧インタフェース規格」という。）では、各領域ＤＡ，ＵＡの上下流端位置の規格値は次の通りである。
ダウンリンク領域ＤＡの下流端位置ａ０：＋１．３ｍ
アップリンク領域ＵＡの下流端位置ｂ０：ａ０＋２．１ｍ（＝３．４ｍ）
双方領域ＤＡ，ＵＡの上流端位置ｃ０  ：ｂ０＋１．６ｍ（＝５．０ｍ）
【００３３】
２０１６年１月２８日策定のＵＴＭＳ協会の「高度化光ビーコン  近赤外線式インタフェース規格  版４」（以下、「新インタフェース規格」という。）では、各領域ＤＡ，ＵＡの上流端位置の規格値（一般道路の場合）は次の通りである。
ダウンリンク領域ＤＡの下流端位置ａ０：＋０．７０ｍ
アップリンク領域ＵＡの下流端位置ｂ０：ａ０＋２．７０ｍ（＝３．４０ｍ）
双方領域ＤＡ，ＵＡの上流端位置ｃ０  ：ｂ０＋２．６４ｍ（＝６．０４ｍ）
各位置ａ０〜ｃ０の規格値は、道路面からの高さＨが１．０ｍの基準面における投受光器８の直下位置（原点Ｏ）から上流方向を正の数とした場合の値である。
【００３４】
旧インタフェース規格では、車載機２が送信するアップリンク光ＵＯの伝送速度は６４ｋｂｉｔ／ｓのみであり、車載機２が受信するダウンリンク光ＤＯの伝送速度は１０２４ｋｂｉｔ／ｓのみである。
これに対して、新インタフェース規格では、ダウンリンク光ＤＯの伝送速度は従来通りであるが、アップリンク光ＵＯの伝送速度が高低２種類のマルチレート（低速が６４ｋｂｉｔ／ｓでかつ高速が２５６ｋｂｉｔ／ｓ）に変更されている。
【００３５】
従って、新インタフェース規格に従う光ビーコン４は、従来通りの低速アップリンク受信と新たな高速アップリンク受信とが可能なマルチレート対応の光ビーコン（「新光ビーコン」又は「高度化光ビーコン」と呼ばれる。）である。
また、新インタフェース規格に従う車載機２は、従来通りの低速アップリンク送信と新たな高速アップリンク送信とが可能なマルチレート対応の車載機（「新車載機」又は「高度化車載機」と呼ばれる。）である。
【００３６】
本実施形態では、光ビーコン４が高速アップリンク通信に対応する新光ビーコン（高度化光ビーコン）であるものとする。
本実施形態では、高速アップリンク送信に対応する車載機（新車載機又は高度化車載機）の図面参照符号を「２Ａ」とする。低速アップリンク送信のみに対応する車載機を「旧車載機」又は「従来車載機」といい、当該車載機の図面参照符号を「２Ｂ」とする。両車載機２Ａ，２Ｂを総称する場合の図面参照符号を「２」とする。
【００３７】
センサユニット１２の入射領域Ｂは、感知用発光ユニット１５が道路Ｒに向けて入射する入射光ＩＯの照射範囲である。
入射領域Ｂの道路幅方向の中心は、ビーコンヘッド８に対応する車線Ｒ１〜Ｒ４の道路幅方向の中心とほぼ等しい位置にある。なお、入射光ＩＯの発光方向Ｖ１は、通常、鉛直方向に対して所定角度α（例えば、４．５°）だけ上流側（プラス側）に指向させるが、鉛直方向に対して所定角度だけ下流側（マイナス側）に指向させてもよい。
【００３８】
〔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（通信制御部）２１と車載ヘッド（光送受信部）２２とを備える。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。
光送信部２３は、近赤外線よりなるアップリンク光ＵＯ（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、近赤外線よりなるダウンリンク光ＵＯ（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。
【００３９】
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有する。
光受信部２４は、ダウンリンク方向の光信号を光電変換して電気信号を出力するフォトダイオード等よりなる受光素子と、出力された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有する。
【００４０】
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（図示ぜず）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。
【００４１】
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、新インタフェース規格のようにアップリンク速度を高速化すれば、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。
【００４２】
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、自車両の車両ＩＤを含む上りフレーム（従来の伝送速度６４ｋｂｉｔ／ｓの上りフレーム）を１つだけ、光送信部２３にアップリンク送信させる機能を有する。
【００４３】
〔上りフレームのフレーム構成〕
図４は、上りフレームのフレーム構成図である。
図４に示すように、上りフレームの格納領域には、先頭から順に、フレームの区切りを認識す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。）が含まれる。
【００４４】
上りフレームでは、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。
上りフレームのヘッダ部には、「サブシステムキー情報数」、「車両ＩＤ」、「車載機種別」、「情報種別」、「最終フレームフラグ」及び「同一情報種別内フレーム番号」などの格納領域が含まれる。
【００４５】
「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。
【００４６】
上記の「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。
【００４７】
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。
【００４８】
「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。
【００４９】
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、下りフレームに格納してダウンリンク送信する。この提供情報は、規格上は「特別情報」と呼ばれる。
このように、光ビーコン４は、「サブシステムキー情報」の種別に基づいて、アップリンク受信後のダウンリンク情報に含める「特別情報」の種類を決定する。
【００５０】
「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が自動生成して車載機２に通知した車両ＩＤの識別値（数値でも記号でもよい。）を格納する領域である。車載機２は、アップリンク送信時に記憶する車両ＩＤの値を、上りフレームのヘッダ部の車両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る。「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る。新インタフェース規格では、これらの領域の値により、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。
【００５１】
具体的には、新車載機２Ａは、低速の上りフレームを送信する場合は、「車載機種別」に新車載機を示す所定値（例えば、「６」）を格納し、「情報種別」に所定値（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を送信する場合は、「車載機種別」に新車載機を示す所定値（例えば、「６」）を格納し、「情報種別」に所定値（例えば、「４」）を格納する。
【００５２】
従って、光ビーコン４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であると判定できる。
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。このため、光ビーコン４は、「車載機種別」の値が「６」以外の低速の上りフレームを受信した場合は、通信相手が高速アップリンク送信に非対応の旧車載機２Ｂであると判定できる。
【００５３】
「最終フレームフラグ」は、車載機２が送信する１又は複数の上りフレームのうち、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。
例えば、車載機２は、複数の上りフレームを連続送信する場合は、そのうちの最後の上りフレームの「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にはそのフラグ値を格納しない。また、車載機２は、上りフレームを１つだけ送信する場合には、当該上りフレームに最終フレームフラグを立てる。
【００５４】
「同一情報種別内フレーム番号」は、同じ情報種別の情報を１つの上りフレームで送信する、或いは、複数の上りフレームに分割して連続送信する場合の、当該上りフレームの順序番号である。
車載機２が連続送信することができる上りフレームの数は、最大で１６フレームと規定されている。従って、車載機２は、例えば１６個の上りフレームを連続送信する場合は、先頭の上りフレームから順に１〜１６までの番号値を「同一情報種別内フレーム番号」に格納する。なお、１フレーム送信の場合にも当該フレーム番号に番号値が付される。
【００５５】
〔下りフレームのフレーム構成〕
図５は、下りフレームのフレーム構成図である。
図５に示すように、下りフレームの格納領域にも、上りフレームのフレーム構成（図４）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部が含まれる。
【００５６】
下りフレームでは、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。
下りフレームのヘッダ部には、「情報種別」、「最終フレームフラグ」及び「同一情報種別内フレーム番号」などの格納領域が含まれる。
【００５７】
「情報種別」は、光ビーコン４が車両２０に提供するダウンリンク情報の種別を格納する領域である。「情報種別」には、提供情報の種別に応じて予め設定されたＩＤ値である１〜６３までの数値が格納される。
【００５８】
「最終フレームフラグ」は、光ビーコン４が送信する同一情報種別である１又は数の下りフレームのうち、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。
例えば、光ビーコン４は、１回のダウンリンク周期に連続送信する同一情報種別である複数の下りフレームのうち、最後の下りフレームの「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、それ以外の同一情報種別の下りフレームにはそのフラグ値を格納しない。また、光ビーコン４は、下りフレームを１つだけ送信する場合には、当該下りフレームに最終フレームフラグを立てる。
【００５９】
「同一情報種別内フレーム番号」は、同じ種別の情報を１つの下りフレームで送信する、或いは、複数の下りフレームに分割して連続送信する場合の、当該下りフレームの順序番号である。
光ビーコン４が１つの提供情報を連続送信する場合の下りフレーム数は最大で８０フレーム（車線通知情報を格納する先頭フレームを含む。）と規定されている。従って、光ビーコン４は、例えば８０個の下りフレームを連続送信する場合は、先頭の下りフレームから順に１〜８０までの番号値を「同一情報種別内フレーム番号」に格納する。なお、１フレーム送信の場合にも当該フレーム番号に番号値が付される。
【００６０】
下りフレームの実データ部に含める車載機２への提供情報は、光ビーコン４が車載機２から低速の上りフレームを受信する前と後とで情報の種別が変化し得る。
すなわち、光ビーコン４は、低速の上りフレームの受信前後において車載機２に対する提供情報の内容を切り替えることができる。
【００６１】
具体的には、光ビーコン４は、ダウンリンク情報に含めるデータ内容の切り替え前（ダウンリンク切り替え前）に送信する下りフレーム（以下、「第１の下りフレーム」という。）には、２０１６年１月２８日に策定されたＵＴＭＳ協会の「高度化光ビーコン  近赤外線式ＡＭＩＳ用通信アプリケーション規格  版３」（以下、「通信アプリケーション規格（版３）」という。）において、アップリンク情報の提供を条件としないと規定された情報（「現在位置情報」など）を実データ部に含めることができる。
【００６２】
また、光ビーコン４は、ダウンリンク情報に含めるデータ内容の切り替え後（ダウンリンク切り替え後）に送信する下りフレーム（以下、「第２の下りフレーム」という。）には、通信アプリケーション規格（版３）において、アップリンク情報の提供を条件としないと規定された情報だけでなく、通信アプリケーション規格（版３）においてアップリンク情報の提供を条件とすると規定された情報（「路線信号情報」など）についても、実データ部に含めることができる。
【００６３】
光ビーコン４は、車載機２への単一情報種別の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つの下りフレームにより提供情報を車載機２に提供する。
光ビーコン４は、車載機２への単一情報種別の提供情報が実データ部の容量（１２３バイト）に収まらない場合は、複数の下りフレーム（下りフレーム群）に分けて送信することより、提供情報を車載機２に提供する。従って、１つの下りフレームに異なる情報種別のダウンリンク情報が混在することはない。
【００６４】
図５に示すように、第１の下りフレームに含める提供情報の例としては、例えば、「車線通知情報」（車両ＩＤの識別値が未格納のもの。）及び「現在位置情報」などがある。「車線通知情報」は、車両２０が走行する車線番号を通知する情報であり、「現在位置情報」は、ビーコンヘッド８の設置地点の位置情報（緯度及び経度）である。
「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、アップリンク受信前の第１の下りフレームに含める車線通知情報には、「車両ＩＤ」に識別値（ＩＤ値）を格納していない。
【００６５】
光ビーコン４は、車両ＩＤの識別値（ＩＤ値）を含む低速の上りフレームを車載機２から受信すると、取得したＩＤ値を車線通知情報の「車両ＩＤ」に格納した第２の下りフレーム（以下、この下りフレームを「折り返しフレーム」ともいう。）を生成し、生成した折り返しフレームを送信する。
従って、車載機２は、受信した折り返しフレームの車線通知情報に自車両のＩＤ値が含まれているか否かにより、光ビーコン４との通信確立を判定することができる。
【００６６】
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、折り返しフレームに含まれる車線通知情報の「車線番号」に記す。
従って、車載機２は、受信した折り返しフレームの車線通知情報に含まれる車線番号値から、自車両がどの車線を走行中かを判定することができる。
【００６７】
「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機器であるか否かを示す格納領域である。
高速アップリンク受信に対応する本実施形態の光ビーコン４は、下りフレームの「ビーコン識別フラグ」に所定のフラグ値（例えば、「０１」）を格納し、高速アップリンク受信に対応していない旧光ビーコンは、下りフレームの「ビーコン識別フラグ」にそれ以外の値（例えば、「００」）を格納する。
【００６８】
従って、車載機２は、下りフレームの「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が、高速アップリンク受信に対応する新光ビーコン４であるか、非対応の旧光ビーコンであるかを判定することができる。
車線通知情報のフラグフィールドをオン（ビーコン識別フラグ＝０１）にする下りフレームの種類は、第１及び第２の下りフレームの双方であってもよいし、第２の下りフレームのみであってもよいが、図５に示す通り、本実施形態では後者の場合を想定する。
【００６９】
すなわち、本実施形態の光ビーコン４は、第１の下りフレームのフラグフィールドをオフ（ビーコン識別フラグ＝００）に設定し、第２の下りフレームのフラグフィールドをオン（ビーコン識別フラグ＝０１）に設定する。
もっとも、光ビーコン４は、通信相手が旧車載機２Ｂである場合は、第２の下りフレームについても、フラグフィールドをオフ（ビーコン識別フラグ＝００）に設定する。
【００７０】
低速アップリンク受信後に光ビーコン４の送受信ユニット１１が繰り返し送信する下りフレーム群は、１〜８０個の下りフレームで構成され、旧インタフェース規格の場合には、その繰り返し送信の送信可能時間は２５０ｍｓである。
また、下りフレームは、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、上記の送信可能時間の範囲内で繰り返し送信され、下りフレームの送信周期は約１ｍｓである。
【００７１】
従って、例えば、３つの下りフレームで１つの有意なデータ（提供情報）を構成する場合は、その送信周期が約３ｍｓになるので、そのデータは所定の送信可能時間（２５０ｍｓ）内に約８０回繰り返して送信されることになる。
もっとも、新インタフェース規格の光ビーコンでは、ダウンリンク領域ＤＡがビーコンヘッド８の直下付近まで拡大しているので、１〜８０個の下りフレームで構成される下りフレーム群を繰り返し送信する回数を増加させることができる。
【００７２】
図５に示すように、第２の下りフレームに含める提供情報の例としては、例えば、「車線通知情報」（ただし、車両ＩＤの識別値を格納したもの。）、「路線信号情報」及び「旅行速度リンク情報」などがある。
「車線通知情報」は、前述の通りである。「路線信号情報」とは、光ビーコン４の設置地点の下流側に位置する交差点の路線信号情報のことである。「旅行速度リンク情報」とは、光ビーコン４ごとに予め設定された提供リンクの旅行速度情報のことである。
【００７３】
〔新車載機と通信する場合の通信制御（通信制御例１）〕
図６は、新車載機２Ａと通信する場合の光ビーコン４の通信制御の一例（以下、「通信制御例１」という。）を示すシーケンス図である。
以下の説明では、動作主体が光ビーコン４及び新車載機２Ａとなっているが、実際の通信制御は、光ビーコン４のビーコン制御機（通信制御部）７と、新車載機２Ａの車載制御機（通信制御部）２１が実行する。
【００７４】
図６において、下りフレームＤＬ１は、ダウンリンク切り替え前に光ビーコン４が繰り返し送信する下りフレーム（第１の下りフレーム）である。
下りフレームＤＬ２は、ダウンリンク切り替え後に光ビーコン４が繰り返し送信する下りフレーム（第２の下りフレーム）である。
下りフレームＤＬｒは、車両ＩＤの識別値（ＩＤ値）を含む低速の上りフレームＵＬ１を新車載機２Ａから受信した場合に、取得したＩＤ値を車線通知情報の車両ＩＤに格納した下りフレーム（折り返しフレーム）である。
【００７５】
上りフレームＵＬ１は、下りフレームＤＬ１の受信に応じて新車載機２Ａが送信する低速の上りフレームである。この上りフレームＵＬ１を「低速フレームＵＬ１」ともいう。
上りフレームＵＬ２は、下りフレームＤＬｒの受信に応じて新車載機２Ａが送信する高速の上りフレームである。この上りフレームＵＬ２を「高速フレームＵＬ２」ともいう。
白丸を付したフレームは、車両ＩＤにＩＤ値が未格納であるフレームを示し、黒丸を付したフレームは、車両ＩＤにＩＤ値が格納されたフレームであることを示す。
【００７６】
図６において、Ｕ０〜Ｕ３は、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６では、上りフレーム群のフレーム数が４フレームの場合を例示するが、フレーム数は４つに限定されない。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（規格上は最大１６フレーム）、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る。
【００７７】
ハッチングなしの上りフレームＵ０は、伝送速度が低速（６４ｋｂｉｔｐ／ｓ）の低速フレームＵＬ１であることを示し、ハッチングありの上りフレームＵ１〜Ｕ３は、伝送速度が高速（２５６ｋｂｐｓ）の高速フレームＵＬ２であることを示す。
【００７８】
図６に示すように、光ビーコン４は、車線Ｒ１〜Ｒ４（図２参照）に対応するすべてのビーコンヘッド８から、車両ＩＤにＩＤ値が未格納である車線通知情報を含む下りフレームＤＬ１を、道路Ｒに向けて所定の送信周期で送信し続けている。
道路Ｒのいずれかの車線Ｒ１〜Ｒ４を走行する車両２０がダウンリンク領域ＤＡに入ると、新車載機２Ａが車線通知情報（ＩＤ値なし）を含む下りフレームＤＬ１又はその他の下りフレームＤＬ１を受信する。これにより、新車載機２Ａは、自車両が光ビーコン４の通信領域Ａに入ったことを察知する。
【００７９】
この際、新車載機２Ａは、車両ＩＤに自車両のＩＤ値を格納した低速フレームＵＬ１（以下、「ＩＤ格納フレームＵ０」ともいう。）を生成して車載機種別の値を「６」とし、自機の通信をいったん受信から送信に切り替えて、生成した低速フレームＵＬ１をアップリンク送信する。その後、新車載機２Ａは、自機の通信を送信から受信に戻す。
新車載機２Ａは、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、低速フレームＵＬ１（ＩＤ格納フレームＵ０）の実データ部にその情報を格納する。
【００８０】
光ビーコン４は、受信フレームのＣＲＣチェック等を経て上記の低速フレームＵＬ１を正規に受信すると、所定の「継続期間Ｔｄ」（例えば５〜７ｍｓ、或いは、５フレーム分の送信時間）だけ下りフレームＤＬ１の送信を継続する。
光ビーコン４は、継続期間Ｔｄが経過した時点で、取得したＩＤ値を車両ＩＤに含みかつビーコン識別フラグの値を「０１」とした車線通知情報を含む下りフレーム（折り返しフレーム）ＤＬｒを１回送信する。
【００８１】
その後、光ビーコン４は、所定のダウンリンク周期ごとに複数の下りフレームＤＬ２を繰り返して送信する。
１回のダウンリンク周期に含まれる複数の下りフレームＤＬ２は、先頭の１つの折り返しフレームＤＬｒと、その後に連続送信される車線通知情報以外のダウンリンク情報を含む１又は複数の下りフレームＤＬ２とからなる。下りフレームＤＬ２の繰り返し送信は、所定時間（例えば、３５０ｍｓ）内において可能な限り繰り返される。
【００８２】
１回のダウンリンク周期に含まれる複数の下りフレームＤＬ２は、最大８０フレームで構成される。このため、ダウンリンク周期の先頭フレームＤＬｒにより送信される車線通知情報は、最も少ない頻度の場合には８０フレームに１つの割合となる。
新車載機２Ａは、低速フレームＵ０の後に高速フレームＵ１〜Ｕ３を送信する場合は、低速フレームＵ０と高速フレームＵ１の間に「送信中断期間」（新インタフェース規格では、最大２０ｍｓと規定されている。）を設けることにより受信態勢となっている。従って、新車載機２Ａは、送信中断期間に折り返しフレームＤＬｒを受信する。
【００８３】
新車載機２Ａは、光ビーコン４から受信した折り返しフレームＤＬｒの車両ＩＤに、自車両のＩＤ値が格納された車線通知情報を含むか否かを判定する。
上記の判定結果が肯定的である場合には、新車載機２Ａは、自車両のＩＤ値のループバックが成功したと判断し、上記の送信中断期間が経過するまで自機の通信状態を受信のまま維持する。
【００８４】
上記の判定結果が否定的である間は、新車載機２Ａは、自車両のＩＤ値のループバックが成功していないと判断し、自機の通信状態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（図６の破線で示す上りフレームＵ０参照）。
この場合、新車載機２Ａは、先に送信した上りフレームＵＬ１の送信後所定時間（例えば、３０ｍｓ）が経過した後に、再び上りフレームＵＬ１を送信する。新車載機２Ａは、この再送の動作を自車両のＩＤ値のループバックが成功するまで所定回数繰り返す。
【００８５】
新車載機２Ａは、送信中断期間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か非対応であるかを判定し、その判定結果に応じて高速フレームＵ１〜Ｕ３を送信するか否かを決定する。
すなわち、新車載機２Ａは、上記の判定結果が肯定的である場合は、送信中断期間の後に高速フレームＵＬ２（Ｕ１〜Ｕ３）を送信し、上記の判定結果が否定的である場合は、高速フレームＵＬ２を送信しない。
【００８６】
〔ダウンリンク光の発光制御処理〕
車線Ｒ１〜Ｒ４（図２参照）ごとに設置された複数のビーコンヘッド８を有する光ビーコン４では、例えば、ある車線Ｒ１のビーコンヘッド８からのダウンリンク光ＤＯの反射光が、他の車線Ｒ２のビーコンヘッド８に到達することがある。
この場合、車線Ｒ２のビーコンヘッド８が、車線Ｒ２を通行する車両２０が送信したアップリンク光ＵＯを反射光の影響によって受信できなくなり、車線Ｒ２における上りフレームＵＬ１，ＵＬ２の受信に失敗する可能性がある。
【００８７】
また、走行車線である車線Ｒ４のビーコンヘッド８が送出したダウンリンク光ＤＯが、街路樹などに反射して同じ車線Ｒ４のビーコンヘッド８に到達することにより、当該車線Ｒ４における上りフレームＵＬ１，ＵＬ２の受信率を悪化させる可能性もある。
特に、高速フレームＵＬ２は、低速フレームＵＬ１に比べて伝送速度がダウンリンク光ＤＯに近いため、低速フレームＵＬ１よりもダウンリンク光ＤＯの反射光の影響をうけ易く、上記の問題点がよりいっそう顕著になると考えられる。
【００８８】
そこで、本実施形態の光ビーコン４では、新車載機２Ａから高速フレームＵＬ２を受信する期間に応じて、ビーコンヘッド８によるダウンリンク光ＤＯの発光を一時的に停止する「発光制御処理」（図６参照）を実行する。図６中の仮想線で示す下りフレームＤＬ２は、ダウンリンク光ＤＯの発光が停止された下りフレームを示す。
これにより、新車載機２Ａがアップリンク送信する高速フレームＵＬ２を光ビーコン４が受信し易くなり、ダウンリンク光ＤＯの反射光によって高速アップリンク通信が阻害されるのを抑制することができる。
【００８９】
本実施形態において、ダウンリンク光ＤＯの「発光停止」は、例えば、ビーコン制御機７から通信用発光ユニット１３へのダウンリンク信号（電気信号）の送信を停止して、通信用発光ユニット１３の発光素子による発光を停止させることにより実行できる。
発光停止の実行方法は、ダウンリンク信号の送信停止だけでなく、発光素子への電圧印加の停止、ダウンリンク光ＤＯを物理的に遮光することなど、ビーコンヘッド８の外部にダウンリンク光ＵＯを出さなくできるものであれば手段を問わない。
【００９０】
もっとも、発光ユニット１３による発光を完全になくす場合だけでなく、複数の発光素子のうちの一部を消灯する場合や、調光機能を有する通信用発光ユニット１３の発光素子の発光量を所定値以下に低減させる場合も、「発光停止」の概念に含まれるものとする。
【００９１】
ダウンリンク光ＤＯの発光制御処理は、例えば、１つの車線Ｒ１（図２参照）で停止及び再開条件が成立すると、車線Ｒ１についてのみダウンリンクＤＯの発光停止及び発光再開を実行する「第１処理」と、すべての車線Ｒ１〜Ｒ４のダウンリンクＤＯの発光停止及び発光再開を実行する「第２処理」との、２種類の処理が主に考えられる。
【００９２】
更に、車線Ｒ１を含む一部の車線（例えば車線Ｒ１とその隣接車線）について、ダウンリンクＤＯの発光停止及び発光再開を実行してもよいし、車線Ｒ１を除く一部または全部の車線Ｒ２〜Ｒ４についてダウンリンクＤＯの発光停止及び発光再開を実行するようにしてもよい。本実施形態では、光ビーコン４が「第１処理」を実行する場合を想定する。
【００９３】
本実施形態のビーコン制御機（通信制御部）７は、所定の「停止条件」の成立を契機として、通信用発光ユニット１３によるダウンリンク光ＤＯの発光を停止させ、所定の「再開条件」の成立を契機として、通信用発光ユニット１３によるダウンリンク光ＤＯの発光を再開させる、「発光制御部」としての機能を有する。
【００９４】
図６に示すように、本実施形態の停止条件は、ダウンリンク周期の先頭の車線通知情報も含めて、当該車線通知情報を含む１つの下りフレーム（折り返しフレーム）ＤＬｒを送信したことである。
すなわち、光ビーコン４は、折り返しフレームＤＬｒを１回送信すると、発光停止を実行する。もっとも、停止条件の成立時点から発光が実際に停止されるまでには、ビーコン制御機７での情報処理などに伴う若干の処理遅延が存在し得る。
【００９５】
停止条件を上記のように規定する理由は、折り返しフレームＤＬｒの受信後に、高速フレームＵＬ２を素早く送信する新車載機２Ａが存在し得ることを考慮すると、ダウンリンク光ＤＯの発光停止を早めに実行することが好ましいからである。
すなわち、車線通知情報（ＩＤ値あり）を含む下りフレームＤＬｒを受信すると、送信中断期間の経過を待たずに、即座に高速フレームＵＬ２を送信する新車載機２Ａが通信相手である場合もあり得る。
【００９６】
この場合、光ビーコン４が、車線通知情報（ＩＤ値あり）を複数回送信した後に発光を停止すると、新車載機２Ａが送信する高速フレームＵＬ２と、２回目以降の車線通知情報を含むダウンリンク光ＤＯの街路樹などでの反射光とを同時に受光し、光ビーコン４が高速フレームＵＬ２を適切に受光できない場合がある。
【００９７】
この点、車線通知情報（ＩＤ値あり）を含む下りフレームＤＬｒを１フレーム送信した時点でダウンリンク光ＤＯの発光を停止し、発光を停止するタイミングをできるだけ早めるようにすれば、高速フレームＵＬ２の先頭部分の受信に失敗する可能性を低減することができる。
【００９８】
所定の再開条件は、次の再開条件１〜４のうちの少なくとも１つを採用すればよい。
再開条件１：発光停止中において、高速フレームＵＬ２の初回受信から所定の遅延期間Ｄ１が経過したこと。
再開条件２：発光停止中において、低速フレームＵＬ１を受信した当該車線において更に低速フレームＵＬ１を受信したこと。
【００９９】
再開条件３：ダウンリンク光ＤＯの実際の発光停止から所定の遅延期間Ｄ２（例えば５０ｍｓ）が経過したこと。
再開条件４：最終の高速フレームＵＬ２を受信したこと。具体的には、最終フレームフラグのフィールドに最終であることを表す所定のフラグ値（例えば、「１」）が格納された高速フレームＵＬ２の受信を完了したこと。
【０１００】
再開条件１において、初回受信の高速フレームＵＬ２に含まれる「同一情報種別内フレーム番号」を利用すれば、複数の高速フレームＵＬ２よりなる上りフレーム群の最終フレームの受信完了以後の終期を有する、遅延期間Ｄ１を算出することができる。例えば、光ビーコン４は、下式により遅延期間Ｄ１を算出すればよい。
遅延期間Ｄ１＝（１６−フレーム番号値）×１フレーム送信時間
【０１０１】
再開条件２において、低速フレームＵＬ１を受信したことを採用する理由は、発光停止中に別の車両２０が通信領域Ａに進入し、当該車両２０の車載機（新旧いずれでもよい。）が低速フレームＵＬ１を送信してきた場合や、同じ車両２０が低速フレームＵＬ１を再送してきた場合には、これらの車両２０との通信を確立するために、ダウンリンク光ＤＯの発光を再開する必要があるからである。
【０１０２】
再開条件３において、ダウンリンク光ＤＯの発光停止を採用する理由は、実際の発光停止時点を再開条件の基準とすれば、停止条件の成立時点で発光再開を実行する時点が定まるので、例えば、高速フレームＵＬ２の初回受信があったことが前提となる再開条件１の場合に比べて、ビーコン制御機７による発光再開の処理が簡便になるからである。
【０１０３】
再開条件４において、最終を表すフラグ値を含む高速フレームＵＬ２の受信を条件とする理由は、当該高速フレームＵＬ２以降に更に高速フレームＵＬ２が継続して送信されることはないので、最終を表すフラグ値を検出したら速やかに下りフレームＤＬ２の発光を再開することにより、新車載機２Ａによるダウンリンク受信期間を増やすことが好ましいからである。
【０１０４】
〔旧車載機と通信する場合の通信制御（通信制御例２）〕
図７は、旧車載機２Ｂと通信する場合の光ビーコン４の通信制御の一例（以下、「通信制御例２」という。）を示すシーケンス図である。
以下の説明では、動作主体が光ビーコン４及び旧車載機２Ｂとなっているが、実際の通信制御は、光ビーコン４のビーコン制御機（通信制御部）７と、旧車載機２Ｂの車載制御機（通信制御部）２１が実行する。
【０１０５】
図７に示すように、光ビーコン４は、車線Ｒ１〜Ｒ４（図２参照）に対応するすべてのビーコンヘッド８から、車両ＩＤにＩＤ値が未格納である車線通知情報を含む下りフレームＤＬ１を、道路Ｒに向けて所定の送信周期で送信し続けている。
道路Ｒのいずれかの車線Ｒ１〜Ｒ４を走行する車両２０がダウンリンク領域ＤＡに入ると、旧車載機２Ｂが車線通知情報（ＩＤ値なし）を含む下りフレームＤＬ１又はその他の下りフレームＤＬ１を受信する。これにより、旧車載機２Ｂは、自車両が光ビーコン４の通信領域Ａに入ったことを察知する。
【０１０６】
この際、旧車載機２Ｂは、車両ＩＤに自車両のＩＤ値を格納した低速フレームＵＬ１（ＩＤ格納フレームＵ０）を生成して車載機種別の値を「６以外」とし、自機の通信をいったん受信から送信に切り替えて、生成した低速フレームＵＬ１をアップリンク送信する。その後、旧車載機２Ｂは、自機の通信を送信から受信に戻す。
旧車載機２Ｂは、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、低速フレームＵＬ１（ＩＤ格納フレームＵ０）の実データ部にその情報を格納する。
【０１０７】
光ビーコン４は、受信フレームのＣＲＣチェック等を経て上記の低速フレームＵＬ１を正規に受信すると、取得したＩＤ値を車両ＩＤに含み、ビーコン識別フラグの値を「００」とした車線通知情報を含む下りフレーム（折り返しフレーム）ＤＬｒを連続送信する。
光ビーコン４は、上記の折り返しフレームＤＬｒの連続送信を、所定の「連送期間Ｔｃ」（例えば、８±２ｍｓ）に渡って継続する。
【０１０８】
その後、光ビーコン４は、所定のダウンリンク周期ごとに複数の下りフレームＤＬ２を繰り返して送信する。
１回のダウンリンク周期に繰り返し送信される下りフレームＤＬ２は、先頭の１つの折り返しフレームＤＬｒと、その後に連続送信される車線通知情報以外のダウンリンク情報を含む１又は複数の下りフレームＤＬ２とからなる。この繰り返し送信は、所定時間（例えば、３５０ｍｓ）内において可能な限り繰り返される。
【０１０９】
旧車載機２Ｂは、光ビーコン４から受信した折り返しフレームＤＬｒの車両ＩＤに、自車両のＩＤ値が格納された車線通知情報を含むか否かを判定する。
上記の判定結果が肯定的である場合には、旧車載機２Ｂは、自車両のＩＤ値のループバックが成功したと判断し、自機の通信状態を受信のまま維持する。
【０１１０】
上記の判定結果が否定的である間は、旧車載機２Ｂは、自車両のＩＤ値のループバックが成功していないと判断し、自機の通信状態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（図７の破線で示す上りフレームＵ０参照）。
この場合、旧車載機２Ｂは、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）が経過した後に、再び上りフレームＵＬ１を送信する。旧車載機２Ｂは、この再送の動作を自車両のＩＤ値のループバックが成功するまで所定回数繰り返す。
【０１１１】
なお、旧車載機２Ｂは、高速フレームＵＬ２を送信しないので、下りフレームＤＬ２に含まれるビーコン識別フラグに基づく光ビーコン４の新旧判定の機能を有しない。
【０１１２】
〔通信制御例１と通信制御例２を併用する場合の問題点〕
図６の通信制御例１と図７の通信制御例２において、車両ＩＤに自車両のＩＤ値を格納した低速フレームＵＬ１（ＩＤ格納フレームＵ０）の受信からダウンリンク切り替えまでに、光ビーコン４が実行する処理を纏めると、次のようになる。
【０１１３】
図６の通信制御例１：
処理１ａ）新車載機２ＡのＩＤ格納フレームＵ０（車載機種別＝６）の受信
処理１ｂ）下りフレームＤＬ１の送信継続（継続期間Ｔｄ）
処理１ｃ）折り返しフレームＤＬｒ（ビーコン識別フラグ＝０１）の１回送信
処理１ｄ）ダウンリンク切り替え及び下りフレームＤＬ２の発光停止
【０１１４】
図７の通信制御例２：
処理２ａ）旧車載機２ＢのＩＤ格納フレームＵ０（車載機種別＝６以外）の受信
処理２ｂ）折り返しフレームＤＬｒ（ビーコン識別フラグ＝００）の連続送信（連送期間Ｔｃ）
処理２ｃ）ダウンリンク切り替え及び下りフレームＤＬ２の発光維持
【０１１５】
上記の通り、通信制御例１では、処理１ａの後に処理１ｂ及び１ｃを経てダウンリンク切り替え（処理１ｄ）が行われ、通信制御例２では、処理２ａの後に処理２ｂを経てダウンリンク切り替え（処理２ｃ）が行われる。
このため、通信制御例１と通信制御例２を併用すると、ＩＤ格納フレームＵ０の受信からダウンリンク切り替えに至るまでの処理を、通信相手が新車載機２Ａか旧車載機２Ｂかによって使い分ける必要がある。
【０１１６】
従って、複数のビーコンヘッド８が重複（同時又は連続）して上りフレームＵＬ１（ＩＤ格納フレームＵ０）を受信した場合には、車線Ｒ１〜Ｒ４ごとのダウンリンク切り替え及び発光制御処理が煩雑化するという問題がある。
例えば、車線Ｒ１において通信制御例１を実行中に、通信制御例１の継続期間Ｔｄにおいて、車線Ｒ２のビーコンヘッド８が旧車載機２Ｂからの上りフレームＵＬ１を受信した場合を想定する。
【０１１７】
この場合、光ビーコン４は、車線Ｒ１については、継続期間Ｔｄの経過を待って処理１ｃ及び１ｄを実行し、車線Ｒ２については、即座に処理２ｂを実行する必要があり、車線Ｒ１，Ｒ２ごとの処理内容が非常に複雑化する。
そこで、本実施形態では、通信相手が旧車載機２Ｂである場合の処理内容を、新車載機２Ａの場合と整合させることにより、ＩＤ格納フレームＵ０の受信からダウンリンク切り替えまでの処理内容を簡略化する。
【０１１８】
具体的には、通信相手が旧車載機２Ｂの場合には、光ビーコン４が図８の通信制御例３を実行することにより、ＩＤ格納フレームＵ０の受信後の処理内容を整合する。以下、図８を参照しつつ、通信制御例３の内容を説明する。
なお、図８の通信制御例３において、ＩＤ格納フレームＵ０の受信からダウンリンク切り替えまでに光ビーコン４が実行する処理を纏めると、次のようになる。
【０１１９】
図８の通信制御例３：
処理３ａ）旧車載機２ＢのＩＤ格納フレームＵ０（車載機種別＝６以外）の受信
処理３ｂ）下りフレームＤＬ１の送信継続（継続期間Ｔｄ）
処理３ｃ）折り返しフレームＤＬｒ（ビーコン識別フラグ＝００）の１回送信
処理３ｄ）ダウンリンク切り替え及び下りフレームＤＬ２の発光維持
【０１２０】
〔旧車載機と通信する場合の通信制御（通信制御例３）〕
図８は、旧車載機２Ｂと通信する場合の光ビーコン４の通信制御の一例（以下、「通信制御例３」という。）を示すシーケンス図である。
以下の説明では、動作主体が光ビーコン４及び旧車載機２Ｂとなっているが、実際の通信制御は、光ビーコン４のビーコン制御機（通信制御部）７と、旧車載機２Ｂの車載制御機（通信制御部）２１が実行する。
【０１２１】
図８に示すように、光ビーコン４は、車線Ｒ１〜Ｒ４（図２参照）に対応するすべてのビーコンヘッド８から、車両ＩＤにＩＤ値が未格納である車線通知情報を含む下りフレームＤＬ１を、道路Ｒに向けて所定の送信周期で送信し続けている。
道路Ｒのいずれかの車線Ｒ１〜Ｒ４を走行する車両２０がダウンリンク領域ＤＡに入ると、旧車載機２Ｂが車線通知情報（ＩＤ値なし）を含む下りフレームＤＬ１又はその他の下りフレームＤＬ１を受信する。これにより、旧車載機２Ｂは、自車両が光ビーコン４の通信領域Ａに入ったことを察知する。
【０１２２】
この際、旧車載機２Ｂは、車両ＩＤに自車両のＩＤ値を格納した低速フレームＵＬ１（ＩＤ格納フレームＵ０）を生成して車載機種別の値を「６以外」とし、自機の通信をいったん受信から送信に切り替えて、生成した低速フレームＵＬ１をアップリンク送信する。その後、旧車載機２Ｂは、自機の通信を送信から受信に戻す。
旧車載機２Ｂは、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、低速フレームＵＬ１（ＩＤ格納フレームＵ０）の実データ部にその情報を格納する。
【０１２３】
光ビーコン４は、受信フレームのＣＲＣチェック等を経て上記の低速フレームＵＬ１を正規に受信すると、所定の「継続期間Ｔｄ」（例えば５〜７ｍｓ、或いは、５フレーム分の送信時間）だけ下りフレームＤＬ１の送信を継続する。
光ビーコン４は、継続期間Ｔｄが経過した時点で、取得したＩＤ値を車両ＩＤに含みかつビーコン識別フラグの値を「００」とした車線通知情報を含む下りフレーム（折り返しフレーム）ＤＬｒを１回送信する。
【０１２４】
その後、光ビーコン４は、所定のダウンリンク周期ごとに複数の下りフレームＤＬ２を繰り返して送信する。
１回のダウンリンク周期に繰り返し送信される下りフレームＤＬ２は、先頭の１つの折り返しフレームＤＬｒと、その後に連続送信される車線通知情報以外のダウンリンク情報を含む１又は複数の下りフレームＤＬ２とからなる。この繰り返し送信は、所定時間（例えば、３５０ｍｓ）内において可能な限り繰り返される。
【０１２５】
旧車載機２Ｂは、光ビーコン４から受信した折り返しフレームＤＬｒの車両ＩＤに、自車両のＩＤ値が格納された車線通知情報を含むか否かを判定する。
上記の判定結果が肯定的である場合には、旧車載機２Ｂは、自車両のＩＤ値のループバックが成功したと判断し、自機の通信状態を受信のまま維持する。
【０１２６】
上記の判定結果が否定的である間は、旧車載機２Ｂは、自車両のＩＤ値のループバックが成功していないと判断し、自機の通信状態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（図８の破線で示す上りフレームＵ０参照）。
この場合、旧車載機２Ｂは、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）が経過した後に、再び上りフレームＵＬ１を送信する。旧車載機２Ｂは、この再送の動作を自車両のＩＤ値のループバックが成功するまで所定回数繰り返す。
【０１２７】
なお、旧車載機２Ｂは、高速フレームＵＬ２を送信しないので、下りフレームＤＬ２に含まれるビーコン識別フラグに基づく光ビーコン４の新旧判定の機能を有しない。
【０１２８】
〔重複受信の場合の処理例〕
図９は、２つの高度化車載機２Ａの低速フレームＵＬ１を重複して受信した場合の光ビーコン４の処理を示すタイムチャートである。図９中の「車通」は、車線通知情報のことを意味する。この点は、後述の図１０及び図１１の場合も同様である。
図９において、「１車線目単独」は、車線Ｒ１において１つの高度化車載機２Ａと通信する場合のタイムチャートである。「２車線目単独」は、車線Ｒ２において１つの高度化車載機２Ａと通信する場合のタイムチャートである。
【０１２９】
図９の「連続受信」は、車線Ｒ１の高度化車載機２Ａの低速フレームＵＬ１を受信した後の継続期間Ｔｄ中に、車線Ｒ２の高度化車載機２Ａの低速フレームＵＬ１を更に受信した場合のタイムチャートである。
この場合、光ビーコン４は、１車線目単独の処理（図６の通信制御例１）と２車線目単独の処理（図６の通信制御例１）を、車線Ｒ１，Ｒ２に対応するビーコンヘッド８ごとに実行する。
【０１３０】
具体的には、光ビーコン４は、車線Ｒ１については、車線Ｒ１の高度化車載機２ＡのＩＤ値を格納した車線通知情報を１回送信した後に、発光を停止する。
光ビーコン４は、車線Ｒ２については、車線Ｒ２の高度化車載機２ＡのＩＤ値を格納した車線通知情報を１回送信した後に、発光を停止する。
【０１３１】
図１０は、高度化車載機２Ａと従来車載機２Ｂの低速フレームＵＬ１を重複して受信した場合の光ビーコン４の処理を示すタイムチャートである。
図１０において、「１車線目単独」は、車線Ｒ１において１つの高度化車載機２Ａと通信する場合のタイムチャートである。「２車線目単独」は、車線Ｒ２において１つの従来車載機２Ｂと通信する場合のタイムチャートである。
【０１３２】
図１０の「連続受信」は、車線Ｒ１の高度化車載機２Ａの低速フレームＵＬ１を受信した後の継続期間Ｔｄ中に、車線Ｒ２の従来車載機２Ｂの低速フレームＵＬ１を更に受信した場合のタイムチャートである。
この場合、光ビーコン４は、１車線目単独の処理（図６の通信制御例１）と２車線目単独の処理（図８の通信制御例３）を、車線Ｒ１，Ｒ２に対応するビーコンヘッド８ごとに実行する。
【０１３３】
具体的には、光ビーコン４は、車線Ｒ１については、車線Ｒ１の高度化車載機２ＡのＩＤ値を格納した車線通知情報を１回送信した後に、発光を停止する。
光ビーコン４は、車線Ｒ２については、車線Ｒ２の従来車載機２ＢのＩＤ値を格納した車線通知情報を１回送信した後も発光を継続し、ダウンリンク切り替え後の情報をダウンリンク送信する。
【０１３４】
図１１は、従来車載機２Ｂと高度化車載機２Ａの低速フレームＵＬ１を重複して受信した場合の光ビーコン４の処理を示すタイムチャートである。
図１１において、「１車線目単独」は、車線Ｒ１において１つの従来車載機２Ｂと通信する場合のタイムチャートである。「２車線目単独」は、車線Ｒ２において１つの高度化車載機２Ａと通信する場合のタイムチャートである。
【０１３５】
図１１の「連続受信」は、車線Ｒ１の従来車載機２Ｂの低速フレームＵＬ１を受信した後の継続期間Ｔｄ中に、車線Ｒ２の高度化車載機２Ａの低速フレームＵＬ１を更に受信した場合のタイムチャートである。
この場合、光ビーコン４は、１車線目単独の処理（図８の通信制御例３）と２車線目単独の処理（図６の通信制御例１）を、車線Ｒ１，Ｒ２に対応するビーコンヘッド８ごとに実行する。
【０１３６】
具体的には、光ビーコン４は、車線Ｒ１については、車線Ｒ１の従来車載機２ＢのＩＤ値を格納した車線通知情報を１回送信した後も発光を継続し、ダウンリンク切り替え後の情報をダウンリンク送信する。
光ビーコン４は、車線Ｒ２については、車線Ｒ１の高度化車載機２ＡのＩＤ値を格納した車線通知情報を１回送信した後に、発光を停止する。
なおダウンリンク切り替えは従来から図１２により次に説明する通り行っている。
【０１３７】
〔ダウンリンク切り替え前後の下りフレーム〕
図１２は、ダウンリンク切り替え前後の下りフレームの並びを示す説明図である。
図１２に示すように、下りフレームＤＬ１，ＤＬｒ，ＤＬ２の前端部及び後端部には、フレームの境界を示すフラグシーケンスが配置される。フラグシーケンスは、「０１１１１１１０」（＝１６進数で０ｘ７Ｅ）の８ビットコードよりなる。
【０１３８】
図１２に示すように、光ビーコン４は、ダウンリンク切り替え前の継続期間Ｔｄに複数の下りフレームＤＬ１を送信したあと、下りフレーム（折り返しフレーム）ＤＬｒ０を１回送信し、ダウンリンク切り替えを行う。
ダウンリンク切り替え後のダウンリンク周期では、先頭に下りフレーム（折り返しフレーム）ＤＬｒ１が配置され、２番目以後に車線通知情報以外のダウンリンク情報を含む下りフレームＤＬ２が配置される。
【０１３９】
図１２の下段シーケンスに示すように、ダウンリンク切り替えの決定時点ｔｓで即座に下りフレームＤＬｒ１をダウンリンク送信するとすれば、下りフレームＤＬｒ０の送信が途中で打ち切られる可能性がある。
この場合、下りフレームＤＬｒ０の末尾のフラグシーケンスが送信されなくなるので、車載機２は、下りフレームＤＬｒ０の前端のフラグシーケンスから下りフレームＤＬｒ１の前端のフラグシーケンスまでを１フレームであると誤認する。
【０１４０】
かかる誤認が生じると、車載機２は、下りフレームＤＬｒ１についても、先頭のフラグシーケンスが存在しないため正常な折り返しフレームであると認識できなくなる。
従って、車載機２が上りフレームＵＬ１の再送を繰り返し、光ビーコン４との通信が確立する時期が遅れることになる。
【０１４１】
そこで、図１２の上段シーケンスに示すように、ダウンリンク切り替えの決定時点ｔｓで送信中の下りフレームＤＬｒ０については、末尾のフラグシーケンスまで送信し終えてから途切れることなく連続して次の下りフレームＤＬｒ１の送信を開始することが好ましい。
このようにすれば、車載機２が、各下りフレームＤＬｒ０，ＤＬｒ１を折り返しフレームであると適切に認識可能となるので、車載機２が上りフレームＵＬ１の再送を繰り返すのを防止できるようになる。
【０１４２】
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、制限的ではない。本発明の権利範囲は、上述の実施形態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その範囲内でのすべての変更が含まれる。
【符号の説明】
【０１４３】
１  交通管制システム
２  車載機
２Ａ  新車載機（高度化車載機）
２Ｂ  旧車載機（従来車載機）
３  中央装置
４  光ビーコン
５  通信回線
６  通信部
７  ビーコン制御機（通信制御部、発光制御部）
８  ビーコンヘッド
９  筐体
１１  送受信ユニット
１２  センサユニット
１３  通信用の発光ユニット（光送信部）
１４  通信用の受光ユニット（光受信部）
１５  感知用の発光ユニット
１６  感知用の受光ユニット
１７  支柱
１８  架設バー
２０  車両
２１  車載制御機
２２  車載ヘッド
２３  光送信部
２４  光受信部
Ｒ  道路
Ｒ１〜Ｒ４  車線
【図１】
2019133423.tif 000003
【図２】
2019133423.tif 000004
【図３】
2019133423.tif 000005
【図４】
2019133423.tif 000006
【図５】
2019133423.tif 000007
【図６】
2019133423.tif 000008
【図７】
2019133423.tif 000009
【図８】
2019133423.tif 000010
【図９】
2019133423.tif 000011
【図１０】
2019133423.tif 000012
【図１１】
2019133423.tif 000013
【図１２】
2019133423.tif 000014