(57)【要約】【課題】被試験車載機を搭載した試験車両を実際に公道上で走行させることなく、多数の周辺車両が移動するような複雑かつ通信負荷の大きい模擬的な通信環境において、被試験車載機が正常に動作するか否かを判定するストレス試験を実施することができるストレス試験システム及びストレス試験方法を提供する。【解決手段】試験装置２０は、仮想路側機及び仮想車載機から周期的に送信される模擬メッセージを生成する模擬メッセージ生成部２５と、模擬メッセージを含む複数の試験信号を所定の制御周期単位で生成する変復調部２２、フレーム処理部２３、及び暗号化・復号部２４と、試験信号を被試験車載機１０に送信する試験信号送信部２１と、被試験車載機１０により抽出された模擬メッセージが、模擬メッセージ生成部２５により生成された模擬メッセージと一致しているか否かを判定する合否判定部３０と、を備える。【選択図】図１
2019041252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被試験車載機（１０）に対する試験を行う試験装置（２０）を備えるストレス試験システム（１００）であって、
前記試験装置は、
路側機を模擬した少なくとも１つの仮想路側機、及び、車載機を模擬した複数の仮想車載機から周期的に送信される模擬メッセージを生成する模擬メッセージ生成部（２５）と、
前記模擬メッセージを含む複数の試験信号を所定の制御周期単位で生成する試験信号生成部（２２〜２４）と、
前記試験信号を前記被試験車載機に送信する試験信号送信部（２１）と、を備え、
前記被試験車載機は、
前記試験信号送信部から送信された前記試験信号を受信する試験信号受信部（１１）と、
前記試験信号受信部により受信された前記試験信号から前記模擬メッセージを抽出するメッセージ抽出部（１２〜１４）と、を備え、
前記試験装置は、前記被試験車載機の前記メッセージ抽出部により抽出された模擬メッセージが、前記模擬メッセージ生成部により生成された模擬メッセージと一致しているか否かを判定する合否判定部（３０）を更に備えることを特徴とするストレス試験システム。
【請求項２】
前記試験信号生成部は、前記模擬メッセージ生成部により生成された模擬メッセージを暗号化する暗号化部（２４）を備え、
前記試験信号送信部は、前記暗号化部により暗号化された模擬メッセージを含む前記試験信号、又は、前記暗号化部により暗号化されていない模擬メッセージを含む前記試験信号を前記試験信号受信部に送信し、
前記メッセージ抽出部は、前記暗号化部により暗号化された模擬メッセージを復号する復号部（１４）を備え、前記試験信号受信部により受信された前記試験信号から、前記暗号化部により暗号化された前記模擬メッセージを抽出するとともに、前記暗号化部により暗号化されていない模擬メッセージを抽出し、
前記合否判定部は、前記暗号化部により暗号化された模擬メッセージが前記復号部で正常に復号されたか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載のストレス試験システム。
【請求項３】
前記暗号化部は、前記模擬メッセージ生成部により生成された模擬メッセージにセキュリティ情報を付加して暗号化し、
前記復号部は、前記暗号化部により暗号化された模擬メッセージを復号するとともに、前記セキュリティ情報が正当であるか否かを判断し、
前記合否判定部は、前記復号部により前記セキュリティ情報が正当でないと判断された模擬メッセージを前記被試験車載機が破棄したか否かを判定することを特徴とする請求項２に記載のストレス試験システム。
【請求項４】
前記試験装置は、模擬メッセージ生成部、前記試験信号生成部、及び前記試験信号送信部を制御する試験信号制御部（２９）を更に備え、
各前記仮想路側機から送信される前記模擬メッセージは、各前記仮想路側機を識別するための仮想路側機ＩＤの情報を含んでおり、
各前記仮想車載機から送信される前記模擬メッセージは、各前記仮想車載機を識別するための仮想車載機ＩＤの情報を含んでおり、
前記試験信号制御部は、
前記試験信号送信部により送信される前記複数の試験信号の送信電力レベルを前記制御周期単位で個々に調整する第１の機能と、
前記模擬メッセージ生成部による前記模擬メッセージの生成のタイミングを制御することにより、前記試験信号送信部により送信される前記複数の試験信号の各送信期間を前記制御周期単位でランダムに変化させる第２の機能と、
前記模擬メッセージ生成部により生成される前記模擬メッセージのうち、前記仮想車載機ＩＤの情報を含む模擬メッセージの数を前記制御周期単位で変化させる第３の機能と、
同一の前記仮想路側機ＩＤの情報、又は、同一の前記仮想車載機ＩＤの情報を含む前記模擬メッセージの前記模擬メッセージ生成部による生成を前記制御周期単位で個々にオン／オフする第４の機能と、
前記試験信号生成部による前記試験信号の生成のタイミングを制御することにより、前記各送信期間において、前記仮想車載機ＩＤの情報を含む前記試験信号が前記試験信号送信部により送信されるまでの待ち時間を前記制御周期単位で個々に変化させる第５の機能と、
前記試験信号生成部により生成される前記複数の試験信号にジッタを付加する第６の機能と、
前記試験信号生成部により生成される前記複数の試験信号のビットレートを変更する第７の機能と、のうちの少なくとも１つを実行することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のストレス試験システム。
【請求項５】
前記被試験車載機は、
前記被試験車載機を識別するための被試験車載機ＩＤの情報を含むメッセージを生成するメッセージ生成部（１５）と、
前記メッセージを含む複数の送信信号を所定の制御周期単位で生成する送信信号生成部（１２〜１４）と、
前記送信信号を前記試験装置に送信する送信信号送信部（１１）と、を更に備え、
前記試験装置は、
前記メッセージ生成部に所定の前記メッセージを生成させるメッセージ制御部（３１）と、
前記送信信号送信部から送信された前記送信信号を受信する送信信号受信部（２１）と、
前記送信信号受信部により受信された前記送信信号から前記メッセージを抽出するメッセージ抽出部（２２〜２４）と、を更に備え、
前記合否判定部は、前記試験装置の前記メッセージ抽出部により抽出されたメッセージが、前記メッセージ生成部により生成されたメッセージと一致しているか否かを判定することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のストレス試験システム。
【請求項６】
被試験車載機（１０）に対する試験を行う試験装置（２０）を用いるストレス試験方法であって、
路側機を模擬した少なくとも１つの仮想路側機、及び、車載機を模擬した複数の仮想車載機から周期的に送信される模擬メッセージを生成する模擬メッセージ生成ステップ（Ｓ２）と、
前記模擬メッセージを含む複数の試験信号を所定の制御周期単位で生成する試験信号生成ステップ（Ｓ３）と、
前記試験信号を前記被試験車載機に送信する試験信号送信ステップ（Ｓ４）と、
前記試験信号送信ステップで送信された前記試験信号を受信する試験信号受信ステップ（Ｓ５）と、
前記試験信号受信ステップで受信された前記試験信号から前記模擬メッセージを抽出するメッセージ抽出ステップ（Ｓ６）と、
前記メッセージ抽出ステップで抽出された模擬メッセージが、前記模擬メッセージ生成ステップで生成された模擬メッセージと一致しているか否かを判定する合否判定ステップ（Ｓ７）と、を含むことを特徴とするストレス試験方法。
【請求項７】
被試験車載機（１０）に対する試験を行う試験装置（２０）を用いるストレス試験方法であって、
前記被試験車載機を識別するための被試験車載機ＩＤの情報を含むメッセージを生成するメッセージ生成ステップ（Ｓ１１）と、
前記メッセージを含む複数の送信信号を所定の制御周期単位で生成する送信信号生成ステップ（Ｓ１２）と、
前記送信信号を前記試験装置に送信する送信信号送信ステップ（Ｓ１３）と、
前記送信信号送信ステップで送信された前記送信信号を受信する送信信号受信ステップ（Ｓ１４）と、
前記送信信号受信ステップで受信された前記送信信号から前記メッセージを抽出するメッセージ抽出ステップ（Ｓ１５）と、
前記メッセージ抽出ステップで抽出されたメッセージが、前記メッセージ生成ステップで生成されたメッセージと一致しているか否かを判定する合否判定ステップ（Ｓ１６）と、を含むことを特徴とするストレス試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載機のストレス試験システム及びストレス試験方法に関し、特に、高度道路交通システムに適用可能な車載機のストレス試験システム及びストレス試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、交通事故を抑止して、円滑で安全な道路交通を実現するために、高度道路交通システム（Intelligent Transport System：ＩＴＳ）が検討されている。ＩＴＳでは、道路に設置された路側機と各車両に搭載された車載機との間、あるいは、各車両の車載機同士で安全運転を支援するための情報が送受信される。ここで、路側機と車載機の間で行われる通信は「路車間通信」、車載機同士で行われる通信は「車車間通信」と呼ばれる。
【０００３】
路側機は、例えば、路側機の設置位置、路側機からのフレームの送信時刻、路側機に割り当てられた路車間通信期間とその期間長などの情報を、路車間通信エリアに存在する各車両に送信するようになっている。なお、ＩＴＳにおいては、路側機と車載機は、いずれも約１００ｍｓｅｃの制御周期で通信を実行する。また、路車間通信と車車間通信との干渉を低減するために、路車間通信と車車間通信とは時分割多重されている。
【０００４】
従来より、車載機の性能を調べるための試験では、ベクトル信号発生器やシグナルアナライザを用いて、機器単体の適合性確認と他の車載機との１対１での相互接続性の確認が行われている。このとき、ベクトル信号発生器やシグナルアナライザと車載機との間で送受信される試験信号は、パターン化された固定的なものであった。
【０００５】
一方、公道上の車載機が置かれる通信環境（電波環境や負荷環境）は、自車両と周辺車両の移動に伴い複雑に変化し、車載機はそのような過酷な通信環境でも安定的かつ確実に動作しなければならない。高品質な車載機を市場へ投入するには、公道上の通信環境に置かれた車載機の動作について事前に確認することが必須となるが、従来のベクトル信号発生器やシグナルアナライザによる固定的な試験信号の送受信手法では、公道上の複雑かつ通信負荷の大きい通信環境を模擬することができなかった。
【０００６】
そこで、試験対象の車載機を搭載した車両を実際に公道上で走行させながら、車載機の無線通信機能を検査するシステムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４１０５１８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示されたような従来のシステムは、路車間通信を利用して車載機の無線通信機能を検査するものであり、多数の周辺車両が移動するような複雑かつ通信負荷の大きい通信環境を模擬するものではなく、高品質な車載機を実現するための試験を実施できないという問題があった。
【０００９】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであって、被試験車載機を搭載した試験車両を実際に公道上で走行させることなく、多数の周辺車両が移動するような複雑かつ通信負荷の大きい模擬的な通信環境において、被試験車載機が正常に動作するか否かを判定するストレス試験を実施することができるストレス試験システム及びストレス試験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】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明に係るストレス試験システムは、被試験車載機に対する試験を行う試験装置を備えるストレス試験システムであって、前記試験装置は、路側機を模擬した少なくとも１つの仮想路側機、及び、車載機を模擬した複数の仮想車載機から周期的に送信される模擬メッセージを生成する模擬メッセージ生成部と、前記模擬メッセージを含む複数の試験信号を所定の制御周期単位で生成する試験信号生成部と、前記試験信号を前記被試験車載機に送信する試験信号送信部と、を備え、前記被試験車載機は、前記試験信号送信部から送信された前記試験信号を受信する試験信号受信部と、前記試験信号受信部により受信された前記試験信号から前記模擬メッセージを抽出するメッセージ抽出部と、を備え、前記試験装置は、前記被試験車載機の前記メッセージ抽出部により抽出された模擬メッセージが、前記模擬メッセージ生成部により生成された模擬メッセージと一致しているか否かを判定する合否判定部を更に備える構成である。
【００１１】
この構成により、本発明に係るストレス試験システムは、多数の周辺車両が移動するような複雑かつ通信負荷の大きい模擬的な通信環境をストレスとして被試験車載機に加えることができる。これにより、本発明に係るストレス試験システムは、被試験車載機を搭載した試験車両を実際に公道上で走行させることなく、複雑かつ通信負荷の大きい通信環境で、被試験車載機が正常に動作するか否かを判定するストレス試験を効果的に実施することができる。
【００１２】
また、本発明に係るストレス試験システムにおいては、前記試験信号生成部は、前記模擬メッセージ生成部により生成された模擬メッセージを暗号化する暗号化部を備え、前記試験信号送信部は、前記暗号化部により暗号化された模擬メッセージを含む前記試験信号、又は、前記暗号化部により暗号化されていない模擬メッセージを含む前記試験信号を前記試験信号受信部に送信し、前記メッセージ抽出部は、前記暗号化部により暗号化された模擬メッセージを復号する復号部を備え、前記試験信号受信部により受信された前記試験信号から、前記暗号化部により暗号化された前記模擬メッセージを抽出するとともに、前記暗号化部により暗号化されていない模擬メッセージを抽出し、前記合否判定部は、前記暗号化部により暗号化された模擬メッセージが前記復号部で正常に復号されたか否かを判定する構成であってもよい。
【００１３】
この構成により、本発明に係るストレス試験システムは、多数の周辺車両が移動するような複雑かつ通信負荷の大きい模擬的な通信環境において、被試験車載機が正常に復号処理を実行できるか否かを判定することができる。
【００１４】
また、本発明に係るストレス試験システムにおいては、前記暗号化部は、前記模擬メッセージ生成部により生成された模擬メッセージにセキュリティ情報を付加して暗号化し、前記復号部は、前記暗号化部により暗号化された模擬メッセージを復号するとともに、前記セキュリティ情報が正当であるか否かを判断し、前記合否判定部は、前記復号部により前記セキュリティ情報が正当でないと判断された模擬メッセージを前記被試験車載機が破棄したか否かを判定する構成であってもよい。
【００１５】
この構成により、本発明に係るストレス試験システムは、路側機や車載機のなりすましによる不正なメッセージを被試験車載機が識別できるか否かを判定することができる。
【００１６】
また、本発明に係るストレス試験システムにおいては、前記試験装置は、模擬メッセージ生成部、前記試験信号生成部、及び前記試験信号送信部を制御する試験信号制御部を更に備え、各前記仮想路側機から送信される前記模擬メッセージは、各前記仮想路側機を識別するための仮想路側機ＩＤの情報を含んでおり、各前記仮想車載機から送信される前記模擬メッセージは、各前記仮想車載機を識別するための仮想車載機ＩＤの情報を含んでおり、前記試験信号制御部は、前記試験信号送信部により送信される前記複数の試験信号の送信電力レベルを前記制御周期単位で個々に調整する第１の機能と、前記模擬メッセージ生成部による前記模擬メッセージの生成のタイミングを制御することにより、前記試験信号送信部により送信される前記複数の試験信号の各送信期間を前記制御周期単位でランダムに変化させる第２の機能と、前記模擬メッセージ生成部により生成される前記模擬メッセージのうち、前記仮想車載機ＩＤの情報を含む模擬メッセージの数を前記制御周期単位で変化させる第３の機能と、同一の前記仮想路側機ＩＤの情報、又は、同一の前記仮想車載機ＩＤの情報を含む前記模擬メッセージの前記模擬メッセージ生成部による生成を前記制御周期単位で個々にオン／オフする第４の機能と、前記試験信号生成部による前記試験信号の生成のタイミングを制御することにより、前記各送信期間において、前記仮想車載機ＩＤの情報を含む前記試験信号が前記試験信号送信部により送信されるまでの待ち時間を前記制御周期単位で個々に変化させる第５の機能と、前記試験信号生成部により生成される前記複数の試験信号にジッタを付加する第６の機能と、前記試験信号生成部により生成される前記複数の試験信号のビットレートを変更する第７の機能と、のうちの少なくとも１つを実行する構成であってもよい。
【００１７】
この構成により、本発明に係るストレス試験システムは、多数の周辺車両が移動するような複雑かつ通信負荷の大きい模擬的な通信環境を任意に作り出すことができる。
【００１８】
また、本発明に係るストレス試験システムにおいては、前記被試験車載機は、前記被試験車載機を識別するための被試験車載機ＩＤの情報を含むメッセージを生成するメッセージ生成部と、前記メッセージを含む複数の送信信号を所定の制御周期単位で生成する送信信号生成部と、前記送信信号を前記試験装置に送信する送信信号送信部と、を更に備え、前記試験装置は、前記メッセージ生成部に所定の前記メッセージを生成させるメッセージ制御部と、前記送信信号送信部から送信された前記送信信号を受信する送信信号受信部と、前記送信信号受信部により受信された前記送信信号から前記メッセージを抽出するメッセージ抽出部と、を更に備え、前記合否判定部は、前記試験装置の前記メッセージ抽出部により抽出されたメッセージが、前記メッセージ生成部により生成されたメッセージと一致しているか否かを判定する構成であってもよい。
【００１９】
この構成により、本発明に係るストレス試験システムは、試験装置から被試験車載機に試験信号が送信されていない期間に、被試験車載機から正常に送信信号が送信されたか否かを判定することができる。
【００２０】
また、本発明に係るストレス試験方法は、被試験車載機に対する試験を行う試験装置を用いるストレス試験方法であって、路側機を模擬した少なくとも１つの仮想路側機、及び、車載機を模擬した複数の仮想車載機から周期的に送信される模擬メッセージを生成する模擬メッセージ生成ステップと、前記模擬メッセージを含む複数の試験信号を所定の制御周期単位で生成する試験信号生成ステップと、前記試験信号を前記被試験車載機に送信する試験信号送信ステップと、前記試験信号送信ステップで送信された前記試験信号を受信する試験信号受信ステップと、前記試験信号受信ステップで受信された前記試験信号から前記模擬メッセージを抽出するメッセージ抽出ステップと、前記メッセージ抽出ステップで抽出された模擬メッセージが、前記模擬メッセージ生成ステップで生成された模擬メッセージと一致しているか否かを判定する合否判定ステップと、を含む構成である。
【００２１】
この構成により、本発明に係るストレス試験方法は、多数の周辺車両が移動するような複雑かつ通信負荷の大きい模擬的な通信環境をストレスとして被試験車載機に加えることができる。これにより、本発明に係るストレス試験方法は、被試験車載機を搭載した試験車両を実際に公道上で走行させることなく、複雑かつ通信負荷の大きい通信環境で、被試験車載機が正常に動作するか否かを判定するストレス試験を効果的に実施することができる。
【００２２】
また、本発明に係るストレス試験方法は、被試験車載機に対する試験を行う試験装置を用いるストレス試験方法であって、前記被試験車載機を識別するための被試験車載機ＩＤの情報を含むメッセージを生成するメッセージ生成ステップと、前記メッセージを含む複数の送信信号を所定の制御周期単位で生成する送信信号生成ステップと、前記送信信号を前記試験装置に送信する送信信号送信ステップと、前記送信信号送信ステップで送信された前記送信信号を受信する送信信号受信ステップと、前記送信信号受信ステップで受信された前記送信信号から前記メッセージを抽出するメッセージ抽出ステップと、前記メッセージ抽出ステップで抽出されたメッセージが、前記メッセージ生成ステップで生成されたメッセージと一致しているか否かを判定する合否判定ステップと、を含む構成である。
【００２３】
この構成により、本発明に係るストレス試験方法は、試験装置から被試験車載機に試験信号が送信されていない期間に、被試験車載機から正常に送信信号が送信されたか否かを判定することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、被試験車載機を搭載した試験車両を実際に公道上で走行させることなく、多数の周辺車両が移動するような複雑かつ通信負荷の大きい模擬的な通信環境において、被試験車載機が正常に動作するか否かを判定するストレス試験を実施することができるストレス試験システム及びストレス試験方法を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態に係るストレス試験システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係るストレス試験システムが生成する試験信号を説明するための説明図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るストレス試験システムによるストレス試験方法の処理を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るストレス試験システムによるストレス試験方法の処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明に係るストレス試験システム及びストレス試験方法の実施形態について、図面を用いて説明する。
【００２７】
（第１の実施形態）
図１に示すように、本発明の第１の実施形態に係るストレス試験システム１００は、被試験車載機１０に対する試験を行う試験装置２０を備え、試験装置２０から送信される試験信号を被試験車載機１０が受信する受信試験を実施する。
【００２８】
試験装置２０は、フレーム送受信部２１と、変復調部２２と、フレーム処理部２３と、暗号化・復号部２４と、模擬メッセージ生成部２５と、表示部２６と、操作部２７と、制御部２８と、を備える。さらに、制御部２８は、試験信号制御部２９と、合否判定部３０と、を含む。
【００２９】
模擬メッセージ生成部２５は、路側機を模擬した少なくとも１つの仮想路側機、及び、車載機を模擬した複数の仮想車載機から周期的に送信される模擬メッセージを所定の制御周期単位（例えば１００ｍｓごと）で生成するようになっている。ここで、仮想路側機及び仮想車載機は、フレーム送受信部２１と、変復調部２２と、フレーム処理部２３と、暗号化・復号部２４と、模擬メッセージ生成部２５により構成される。さらに、模擬メッセージ生成部２５は、生成した模擬メッセージを暗号化・復号部２４に出力するように構成されている。
【００３０】
模擬メッセージは、実際の路車間通信や車車間通信で送受信される、各時刻における各車両の車両状態や、交通情報を示すメッセージに相当する。例えば、各仮想路側機から送信される模擬メッセージは、送信元である各仮想路側機を識別するための仮想路側機ＩＤの情報や、事故情報、渋滞情報、信号情報などの情報を含んでいる。
【００３１】
また、各仮想車載機から送信される模擬メッセージは、送信元である各仮想車載機を識別するための仮想車載機ＩＤの情報（車両ＩＤ情報）、各仮想車載機を備える仮想車両の位置情報、車速情報、車両方位角情報、前後加速度情報、シフトポジション情報、ステアリング角度情報、車両サイズ種別情報、車両用途種別情報、車幅情報、車長情報、及び時刻情報などの情報を含んでいる。
【００３２】
なお、「車両ＩＤ情報」とは、仮想車両ごとにテンポラリーに設定されるＩＤ情報である。また、「位置情報」とは、仮想車両が存在する位置の経度、緯度、及び高度の情報である。また、「車速情報」とは、仮想車両の速度情報である。また、「車両方位角情報」とは、仮想車両の進行方位角情報であり、北を０度とした時計回りの角度値である。また、「前後加速度情報」とは、仮想車両の前後方向の加速度情報である。
【００３３】
また、「ステアリング角度情報」とは、仮想車両のステアリングの操舵角度情報である。また、「車幅情報」とは、仮想車両の全幅情報である。また、「車長情報」とは、仮想車両の全長情報である。また、「車両サイズ種別情報」とは、仮想車両のサイズ種別情報である。また、「車両用途種別情報」とは、仮想車両の用途種別情報である。
【００３４】
また、「時刻情報」とは、仮想路側機又は仮想車載機からフレームが送信された時点の時刻情報である。また、「信号情報」とは、交差点などに設置されている信号機の灯色情報である。
【００３５】
暗号化・復号部２４は、模擬メッセージ生成部２５により生成された模擬メッセージにセキュリティ情報を付加して暗号化する暗号化部として機能する。ここで、セキュリティ情報とは、例えば、公開鍵暗号方式を用いて生成された電子署名や、共通鍵暗号方式を用いて生成されたメッセージ認証コードである。
【００３６】
フレーム処理部２３は、暗号化・復号部２４により暗号化された模擬メッセージ、又は、暗号化・復号部２４により暗号化されていない模擬メッセージに各種のヘッダやフッタを付加して、試験信号のフレームを生成するようになっている。
【００３７】
変復調部２２は、フレーム処理部２３により生成された試験信号のフレームに対して変調を実行した後に、変調された試験信号のフレームをフレーム送受信部２１に出力するようになっている。
【００３８】
変復調部２２、フレーム処理部２３、及び暗号化・復号部２４は、模擬メッセージを含む複数の試験信号を所定の制御周期単位で生成する試験信号生成部を構成する。
【００３９】
フレーム送受信部２１は、被試験車載機１０との間でフレームを周期的に送受信するようになっており、後述する被試験車載機１０のフレーム送受信部１１に試験信号を送信する試験信号送信部として機能する。例えば、試験装置２０は、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance）方式の通信を模擬して、フレーム送受信部２１から仮想車載機ＩＤの情報を含む試験信号を被試験車載機１０に送信するようになっている。
【００４０】
なお、上記のフレームの周波数帯としては、例えばＵＨＦ帯（特に７００ＭＨｚ帯）を利用することができる。また、フレーム送受信部２１と後述する被試験車載機１０のフレーム送受信部１１とは同軸ケーブルで接続されていてもよく、あるいは、無線通信で接続されていてもよい。
【００４１】
なお、フレーム送受信部２１は、暗号化・復号部２４により暗号化された模擬メッセージを含む試験信号、又は、暗号化・復号部２４により暗号化されていない模擬メッセージを含む試験信号を後述する被試験車載機１０のフレーム送受信部１１に送信するようになっている。
【００４２】
試験信号制御部２９は、模擬メッセージ生成部２５と、フレーム処理部２３と、フレーム送受信部２１とを制御するものである。
【００４３】
試験信号制御部２９は、送信電力レベル調整部２９ａと、送信期間変化部２９ｂと、仮想車載機数変化部２９ｃと、オン／オフ部２９ｄと、待ち時間変化部２９ｅと、ジッタ付加部２９ｆと、ビットレート変更部２９ｇとを含んでおり、制御周期単位で下記の第１〜第７の機能のうちの少なくとも１つを実行するようになっている。
【００４４】
第１の機能は、送信電力レベル調整部２９ａにより実行されるものであり、フレーム送受信部２１により送信される複数の試験信号の送信電力レベルを制御周期単位で個々に調整する機能である。この送信電力レベルは、実際の路車間通信又は車車間通信における被試験車載機１０と路側機又は周辺車載機との遠近関係に応じたものとなっている。
【００４５】
この第１の機能により、被試験車載機１０のフレーム送受信部１１における受信電力レベルが低下した際の被試験車載機１０の動作試験を行うことができる。例えば、フレーム送受信部１１が備えるＡＧＣに対して、間欠メッセージの受信や急激なレベル低下時の耐力を確認することができる。
【００４６】
第２の機能は、送信期間変化部２９ｂにより実行されるものであり、模擬メッセージ生成部２５による模擬メッセージの生成のタイミングを制御することにより、フレーム送受信部２１により送信される複数の試験信号の各送信期間を制御周期単位でランダムに変化させる機能である。この第２の機能により、実際の車車間通信又は路車間通信での多元接続状態を模擬して被試験車載機１０の動作試験を行うことができる。
【００４７】
第３の機能は、仮想車載機数変化部２９ｃにより実行されるものであり、模擬メッセージ生成部２５により生成される模擬メッセージのうち、仮想車載機ＩＤを含む模擬メッセージの数を制御周期単位で変化させる機能である。
【００４８】
この第３の機能により、仮想車載機の数を変化させながら、渋滞、混雑、及び順調などの状況を模擬して被試験車載機１０の動作試験を行うことができる。例えば、渋滞時の急激な通信負荷の増加に対する被試験車載機１０の耐力を確認することが可能である。
【００４９】
第４の機能は、オン／オフ部２９ｄにより実行されるものであり、同一の仮想路側機ＩＤの情報、又は、同一の仮想車載機ＩＤの情報を含む模擬メッセージの模擬メッセージ生成部２５による生成を制御周期単位で個々にオン／オフする機能である。この第４の機能により、ビルや歩道橋などの遮蔽物の影響による一時的な通信断を模擬して被試験車載機１０の動作試験を行うことができる。
【００５０】
第５の機能は、待ち時間変化部２９ｅにより実行されるものであり、フレーム処理部２３による試験信号の生成のタイミングを制御することにより、複数の試験信号の各送信期間において、仮想車載機ＩＤの情報を含む試験信号がフレーム送受信部２１により送信されるまでの待ち時間を制御周期単位で個々に変化させる機能である。この待ち時間は、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式のバックオフ時間に相当する。この第５の機能により、実際の車車間通信での多元接続状態を模擬して被試験車載機１０の動作試験を行うことができる。
【００５１】
第６の機能は、ジッタ付加部２９ｆにより実行されるものであり、フレーム処理部２３により生成される複数の試験信号にジッタを付加する機能である。この第６の機能により、実際の車車間通信又は路車間通信で送受信されるメッセージを含む信号の位相の揺らぎを模擬して、被試験車載機１０の動作試験を行うことができる。
【００５２】
第７の機能は、ビットレート変更部２９ｇにより実行されるものであり、フレーム処理部２３により生成される複数の試験信号のビットレートを変更する機能である。この第７の機能により、実際の車車間通信又は路車間通信で送受信されるメッセージを含む信号の通信速度の変化を模擬して、被試験車載機１０の動作試験を行うことができる。
【００５３】
図２は、試験信号制御部２９により試験信号が変化する様子を説明する図であり、縦軸は試験信号の送信電力レベル、横軸は時間を表している。図中の白四角は、仮想路側機から模擬メッセージが送信されている送信期間を示している。また、図中の黒四角は、仮想車載機からの模擬メッセージの送信が可能な送信期間を示している。ここで、ｒ１，ｒ２を仮想路側機ＩＤとし、ｖ１〜ｖ１５を仮想車載機ＩＤとする。
【００５４】
図２（ａ）は、上記の第１の機能により、ある制御周期における各試験信号の送信電力レベルが個々に調整されている状態を示している。
【００５５】
図２（ｂ）は、上記の第２の機能により、仮想車載機ＩＤがｖ１とｖ３の仮想車載機の送信期間が図２（ａ）の状態から変化するとともに、仮想路側機ＩＤがｒ１とｒ２の仮想路側機の送信期間が図２（ａ）の状態から変化した状態を示している。さらに、図２（ｂ）は、上記の第４の機能により、仮想車載機ＩＤがｖ２の仮想車載機の試験信号が図２（ａ）の状態からオフにされた状態を示している。
【００５６】
図２（ｃ）は、上記の第４の機能により、仮想車載機ＩＤがｖ２の仮想車載機の試験信号が図２（ｂ）の状態から再びオンにされた状態を示している。さらに、図２（ｃ）は、上記の第３の機能により、仮想車載機ＩＤがｖ１５の仮想車載機から新たに試験信号が送信され、図２（ｂ）の状態から試験信号の数が変化した状態を示している。
【００５７】
このように、試験信号制御部２９は、第１〜第７の機能を任意の組み合わせで実行することにより、複雑かつ通信負荷の大きい模擬的な通信環境を容易に作り出すことができる。なお、図２に示した例は説明を分かりやすくするために単純化した例であり、本実施形態の試験信号及びその変化はこれに限定されない。
【００５８】
被試験車載機１０は、フレーム送受信部１１と、変復調部１２と、フレーム処理部１３と、暗号化・復号部１４と、メッセージ処理部１５と、を備える。
【００５９】
フレーム送受信部１１は、試験装置２０との間でフレームを周期的に送受信するようになっており、試験装置２０のフレーム送受信部２１から送信された試験信号を受信する試験信号受信部として機能する。
【００６０】
変復調部１２は、フレーム送受信部１１により受信された試験信号に対して復調を実行するようになっている。
【００６１】
フレーム処理部１３は、変復調部１２により復調された試験信号から、模擬メッセージを抽出するようになっている。
【００６２】
暗号化・復号部１４は、試験装置２０の暗号化・復号部２４により暗号化された模擬メッセージを復号するとともに、模擬メッセージに付加されたセキュリティ情報が正当であるか否かを判断する復号部として機能する。
【００６３】
変復調部１２、フレーム処理部１３、及び暗号化・復号部１４は、フレーム送受信部１１により受信された試験信号から模擬メッセージを抽出するメッセージ抽出部として機能する。すなわち、変復調部１２、フレーム処理部１３、及び暗号化・復号部１４は、フレーム送受信部１１により受信された試験信号から、暗号化・復号部２４により暗号化された模擬メッセージを抽出するとともに、試験装置２０の暗号化・復号部２４により暗号化されていない模擬メッセージを抽出するようになっている。
【００６４】
メッセージ処理部１５は、暗号化・復号部１４によりセキュリティ情報の正当性が検証されなかった模擬メッセージを破棄するようになっている。
【００６５】
試験装置２０の合否判定部３０は、被試験車載機１０の変復調部１２、フレーム処理部１３、及び暗号化・復号部１４により抽出された模擬メッセージが、模擬メッセージ生成部２５により生成された模擬メッセージと一致しているか否かを判定するようになっている。
【００６６】
また、合否判定部３０は、暗号化・復号部２４により暗号化された模擬メッセージが、被試験車載機１０の暗号化・復号部１４で正常に復号されたか否かを判定するようになっている。
【００６７】
さらに、合否判定部３０は、被試験車載機１０の暗号化・復号部１４によりセキュリティ情報が正当でないと判断された模擬メッセージを、被試験車載機１０のメッセージ処理部１５が破棄したか否かを判定するようになっている。
【００６８】
表示部２６は、例えばＬＣＤやＣＲＴなどの表示機器で構成され、合否判定部３０による判定結果などを表示するようになっている。
【００６９】
操作部２７は、ユーザによる操作入力を行うためのものであり、例えば表示部２６の表示画面の表面に設けられたタッチパネルで構成される。あるいは、操作部２７は、キーボード又はマウスのような入力デバイスを含んで構成されてもよい。例えば、操作部２７により、第１〜第７の機能のうちの少なくとも１つを選択して実行させ、フレーム送受信部２１から送信される試験信号を制御することができる。
【００７０】
試験装置２０の制御部２８は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤなどを含むマイクロコンピュータ又はパーソナルコンピュータ等で構成され、試験装置２０を構成する上記各部の動作を制御する。
【００７１】
なお、試験信号制御部２９及び合否判定部３０は、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などのディジタル回路で構成することや、制御部２８による所定のプログラムの実行によりソフトウェア的に構成することが可能である。あるいは、試験信号制御部２９及び合否判定部３０は、ディジタル回路によるハードウェア処理と所定のプログラムによるソフトウェア処理とを適宜組み合わせて構成することも可能である。
【００７２】
以下、本実施形態のストレス試験システム１００により実行される試験方法について、図３のフローチャートを参照しながらその処理の一例を説明する。
【００７３】
まず、ユーザによる操作部２７の操作により、制御周期ごとに第１〜第７の機能のうちの少なくとも１つが選択される（ステップＳ１）。
【００７４】
次に、ステップＳ１で選択された機能に応じて、模擬メッセージ生成部２５は、路側機を模擬した少なくとも１つの仮想路側機、及び、車載機を模擬した複数の仮想車載機から周期的に送信される模擬メッセージを生成する（模擬メッセージ生成ステップＳ２）。
【００７５】
次に、ステップＳ１で選択された機能に応じて、変復調部２２、フレーム処理部２３、及び暗号化・復号部２４は、模擬メッセージ生成ステップＳ２で生成された模擬メッセージを含む複数の試験信号を制御周期単位で生成する（試験信号生成ステップＳ３）。
【００７６】
次に、フレーム送受信部２１は、試験信号生成ステップＳ３で生成された試験信号を被試験車載機１０に送信する（試験信号送信ステップＳ４）。
【００７７】
次に、被試験車載機１０のフレーム送受信部２１は、試験信号送信ステップＳ４で送信された試験信号を受信する（試験信号受信ステップＳ５）。
【００７８】
次に、被試験車載機１０の変復調部１２、フレーム処理部１３、及び暗号化・復号部１４は、試験信号受信ステップＳ５で受信された試験信号から模擬メッセージを抽出する（メッセージ抽出ステップＳ６）。
【００７９】
次に、合否判定部３０は、メッセージ抽出ステップＳ６で抽出された模擬メッセージが、模擬メッセージ生成ステップＳ２で生成された模擬メッセージと一致しているか否かを判定する（合否判定ステップＳ７）。すなわち、合否判定ステップＳ７では、被試験車載機１０において模擬メッセージの受信が正常に行われたか否かが判定される。
【００８０】
次に、表示部２６は、合否判定部３０による判定結果を表示する（ステップＳ８）。
【００８１】
次に、制御部２８は、全ての制御周期に関する処理が終了したか否かを判定する（ステップＳ９）。否定判定の場合には模擬メッセージ生成ステップＳ２に戻り、肯定判定の場合には処理を終了する。なお、ステップＳ２〜Ｓ８の処理は周期的に（例えば１００ｍｓごとに）実行されるようになっている。
【００８２】
以上説明したように、本実施形態に係るストレス試験システム１００は、少なくとも１つの仮想路側機及び複数の仮想車載機から周期的に送信される模擬メッセージを生成する模擬メッセージ生成部２５により、多数の周辺車両が移動するような複雑かつ通信負荷の大きい模擬的な通信環境をストレスとして被試験車載機１０に加えることができる。これにより、本実施形態に係るストレス試験システム１００は、被試験車載機１０を搭載した試験車両を実際に公道上で走行させることなく、複雑かつ通信負荷の大きい通信環境で、被試験車載機１０が正常に動作するか否かを判定するストレス試験を効果的に実施することができる。
【００８３】
例えば、本実施形態に係るストレス試験システム１００によれば、百数十台もの車両が被試験車載機１０を搭載した試験車両の周辺を走行しているような通信環境を容易に作り出すことができる。このような通信環境を実際に実現しようとすれば、百数十台もの車両と運転者と路側機を用意した上、運転者による車両移動の統制が必要となるため、実現は不可能といえる。つまり、本実施形態に係るストレス試験システム１００には、大規模かつ複雑な試験を低コストで簡単に実施できるというメリットがある。
【００８４】
また、本実施形態に係るストレス試験システム１００は、合否判定部３０により、多数の周辺車両が移動するような複雑かつ通信負荷の大きい模擬的な通信環境において、被試験車載機１０が正常に復号処理を実行できるか否かを判定することができる。
【００８５】
また、本実施形態に係るストレス試験システム１００は、合否判定部３０により、路側機や車載機のなりすましによる不正なメッセージを被試験車載機１０が識別できるか否かを判定することができる。
【００８６】
また、本実施形態に係るストレス試験システム１００は、試験信号制御部２９により、多数の周辺車両が移動するような複雑かつ通信負荷の大きい模擬的な通信環境を任意に作り出すことができる。
【００８７】
（第２の実施形態）
続いて、本発明の第２の実施形態に係るストレス試験システム１００について図１を参照しながら説明する。なお、第１の実施形態と同様の構成については同一の符号を付して適宜説明を省略する。また、第１の実施形態と同様の動作についても適宜説明を省略する。
【００８８】
図１に示す本実施形態のストレス試験システム１００は、第１の実施形態の受信試験と並行して、被試験車載機１０からＣＳＭＡ／ＣＡ方式に基づいて送信される送信信号を試験装置２０が受信する送信試験を実施する。
【００８９】
本実施形態においては、被試験車載機１０を構成する各部は、第１の実施形態で説明した動作を行うとともに、以下に説明する動作を並行して行う。
【００９０】
本実施形態においては、被試験車載機１０のメッセージ処理部１５は、後述する試験装置２０のメッセージ制御部３１の制御により、被試験車載機１０を識別するための被試験車載機ＩＤの情報を含むメッセージを生成するメッセージ生成部として機能する。
【００９１】
暗号化・復号部１４は、メッセージ処理部１５により生成されたメッセージにセキュリティ情報を付加して暗号化するようになっている。
【００９２】
フレーム処理部１３は、暗号化・復号部１４により暗号化されたメッセージに各種のヘッダやフッタを付加して、送信信号のフレームを生成するようになっている。
【００９３】
変復調部１２は、フレーム処理部１３により生成された送信信号のフレームに対して変調を実行した後に、変調された送信信号のフレームをフレーム送受信部１１に出力するようになっている。
【００９４】
変復調部１２、フレーム処理部１３、及び暗号化・復号部１４は、メッセージ処理部１５により生成されたメッセージを含む複数の送信信号を所定の制御周期単位で生成する送信信号生成部を構成する。
【００９５】
フレーム送受信部１１は、送信信号を試験装置２０のフレーム送受信部２１に送信する送信信号送信部として機能する。
【００９６】
本実施形態においては、試験装置２０を構成する各部は、第１の実施形態で説明した動作を行うとともに、以下に説明する動作を並行して行う。
【００９７】
本実施形態においては、試験装置２０のフレーム送受信部２１は、被試験車載機１０のフレーム送受信部１１から送信された送信信号を受信する送信信号受信部として機能する。
【００９８】
変復調部２２は、フレーム送受信部２１により受信された送信信号に対して復調を実行するようになっている。フレーム処理部２３は、変復調部２２により変調された送信信号から模擬メッセージを抽出するようになっている。暗号化・復号部２４は、被試験車載機１０の暗号化・復号部１４により暗号化されたメッセージを復号するようになっている。
【００９９】
変復調部２２、フレーム処理部２３、及び暗号化・復号部２４は、フレーム送受信部２１により受信された送信信号からメッセージを抽出するメッセージ抽出部として機能する。
【０１００】
制御部２８は、第１の実施形態で説明した構成に加えて、メッセージ制御部３１を含む。メッセージ制御部３１は、被試験車載機１０の位置情報などの情報を被試験車載機１０のメッセージ処理部１５に出力し、被試験車載機１０のメッセージ処理部１５に所定のメッセージを生成させるようになっている。
【０１０１】
メッセージ制御部３１から被試験車載機１０のメッセージ処理部１５に出力される情報は、例えば、送信元である被試験車載機１０を識別するための被試験車載機ＩＤの情報、被試験車載機１０を備える仮想車両の位置情報、車速情報、車両方位角情報、前後加速度情報、シフトポジション情報、ステアリング角度情報、車両サイズ種別情報、車両用途種別情報、車幅情報、車長情報、及び時刻情報などである。
【０１０２】
なお、メッセージ制御部３１は、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などのディジタル回路で構成することや、制御部２８による所定のプログラムの実行によりソフトウェア的に構成することが可能である。あるいは、メッセージ制御部３１は、ディジタル回路によるハードウェア処理と所定のプログラムによるソフトウェア処理とを適宜組み合わせて構成することも可能である。
【０１０３】
合否判定部３０は、変復調部２２、フレーム処理部２３、及び暗号化・復号部２４により抽出されたメッセージが、被試験車載機１０のメッセージ処理部１５により生成されたメッセージと一致しているか否かを判定するようになっている。これにより、試験装置２０から被試験車載機１０に試験信号が送信されている通信負荷の大きい状況において、被試験車載機１０が送信信号を試験装置２０に正常に送信できるか否かを判定することができる。
【０１０４】
以下、本実施形態のストレス試験システム１００による試験方法について、図４のフローチャートを参照しながらその処理の一例を説明する。図４のフローチャートの処理は、第１の実施形態の図３のフローチャートの処理が実行されている状態で、並行して実行される。
【０１０５】
まず、メッセージ制御部３１から出力された情報に応じて、被試験車載機１０のメッセージ処理部１５は、被試験車載機１０を識別するための被試験車載機ＩＤの情報を含むメッセージを生成する（メッセージ生成ステップＳ１１）。
【０１０６】
次に、変復調部１２、フレーム処理部１３、及び暗号化・復号部１４は、メッセージ生成ステップＳ１１で生成されたメッセージを含む複数の送信信号を制御周期単位で生成する（送信信号生成ステップＳ１２）。
【０１０７】
次に、フレーム送受信部１１は、送信信号生成ステップＳ１２で生成された送信信号を試験装置２０に送信する（送信信号送信ステップＳ１３）。
【０１０８】
次に、試験装置２０のフレーム送受信部２１は、送信信号送信ステップＳ１３で送信された送信信号を受信する（送信信号受信ステップＳ１４）。
【０１０９】
次に、変復調部２２、フレーム処理部２３、及び暗号化・復号部２４は、送信信号受信ステップＳ１４で受信された送信信号からメッセージを抽出する（メッセージ抽出ステップＳ１５）。
【０１１０】
次に、合否判定部３０は、メッセージ抽出ステップＳ１５で抽出されたメッセージが、メッセージ生成ステップＳ１１で生成されたメッセージと一致しているか否かを判定する（合否判定ステップＳ１６）。すなわち、合否判定ステップＳ１６では、被試験車載機１０がメッセージを正常に送信できたか否かが判定される。
【０１１１】
次に、表示部２６は、合否判定部３０による判定結果を表示する（ステップＳ１７）。
【０１１２】
以上説明したように、本実施形態に係るストレス試験システム１００は、合否判定部３０により、試験装置２０から被試験車載機１０に試験信号が送信されていない期間に、被試験車載機１０から正常に送信信号が送信されたか否かを判定することができる。
【符号の説明】
【０１１３】
１０  被試験車載機
１１，２１  フレーム送受信部
１２，２２  変復調部
１３，２３  フレーム処理部
１４，２４  暗号化・復号部
１５  メッセージ処理部
２０  試験装置
２５  模擬メッセージ生成部
２９  試験信号制御部
２９ａ  送信電力レベル調整部
２９ｂ  送信期間変化部
２９ｃ  仮想車載機数変化部
２９ｄ  オン／オフ部
２９ｅ  待ち時間変化部
２９ｆ  ジッタ付加部
２９ｇ  ビットレート変更部
３０  合否判定部
３１  メッセージ制御部
１００  ストレス試験システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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