(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車載無線通信装置から送信された信号であるアップリンク信号を受信する受信手段と、
前記車載無線通信装置から送信され、他の無線通信装置で受信されたアップリンク信号を含んだ中継信号を受信する中継信号受信手段と、
前記受信手段が受信したアップリンク信号と前記中継信号受信手段が受信した中継信号とに基づき、他の無線通信装置に対して送信する中継信号を生成し、当該生成した中継信号を送信する中継信号送信手段と、
を備えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記中継信号送信手段は、前記中継信号受信手段が受信した中継信号に含まれているアップリンク信号の中の中継が必要なアップリンク信号と、前記受信手段が受信したアップリンク信号とを含んだ中継信号を生成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記中継信号送信手段は、前記中継信号受信手段が受信した中継信号が、前記中継信号の送信先の他の無線通信装置が前記車載無線通信装置から受信したアップリンク信号を含んでいる場合、当該アップリンク信号の中継は必要ないと判断する、
ことを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記受信手段は、前記車載無線通信装置から受信したアップリンク信号を復調する際、前記中継信号受信手段が受信した中継信号に含まれているアップリンク信号を利用する、
ことを特徴とする請求項１、２または３に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記車載無線通信装置へ送信するダウンリンク信号を生成する送信手段、
を備え、
前記中継信号受信手段は、前記他の無線通信装置で受信されたアップリンク信号および前記他の無線通信装置が外部ネットワークから受信した前記車載無線通信装置への送信データを含んだ中継信号を受信し、
前記送信手段は、前記中継信号受信手段が受信した中継信号に含まれている送信データ、または、前記外部ネットワークから受信した、前記車載無線通信装置への送信データ、に基づいて前記ダウンリンク信号を生成する、
ことを特徴路する請求項１から４のいずれか一つに記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記中継信号送信手段は、前記受信手段が受信したアップリンク信号と前記中継信号受信手段が受信した中継信号に含まれているアップリンク信号とを周波数多重して前記他の無線通信装置に対して送信する中継信号を生成する、
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の無線通信装置。
【請求項７】
前記中継信号送信手段は、前記受信手段が受信したアップリンク信号と前記中継信号受信手段が受信した中継信号に含まれているアップリンク信号とを時分割多重して前記他の無線通信装置に対して送信する中継信号を生成する、
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の無線通信装置。
【請求項８】
前記中継信号送信手段は、前記受信手段が受信したアップリンク信号と前記中継信号受信手段が受信した中継信号に含まれているアップリンク信号とを符号分割多重して前記他の無線通信装置に対して送信する中継信号を生成する、
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の無線通信装置。
【請求項９】
前記受信手段が前記アップリンク信号を受信している場合に自装置の周囲を観測するセンサ手段、
を備えることを特徴とする請求項１から８のいずれか一つに記載の無線通信装置。
【請求項１０】
前記車載無線通信装置へ送信するダウンリンク信号を生成する送信手段と、
自装置の周囲を観測するセンサ手段と、
を備え、
前記受信手段は、前記センサ手段が車両を検出している場合に前記アップリンク信号の復調動作を実行し、
前記送信手段は、前記センサ手段が車両を検出している場合に前記車載無線通信装置へ送信するダウンリンク信号を生成する動作を実行する、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項１１】
前記中継信号送信手段は、前記受信手段が前記アップリンク信号を受信している場合、または、前記中継信号受信手段が前記中継信号を受信している場合に、中継信号を生成して他の無線通信装置へ送信する動作を実行する、
ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか一つに記載の無線通信装置。
【請求項１２】
車載無線通信装置と通信する複数の無線通信装置を備え、
前記複数の無線通信装置の各々は、
前記車載無線通信装置から送信された信号であるアップリンク信号を受信する受信手段と、
前記車載無線通信装置から送信され、他の無線通信装置で受信されたアップリンク信号を含んだ中継信号を受信する中継信号受信手段と、
前記受信手段が受信したアップリンク信号と前記中継信号受信手段が受信した中継信号とに基づき、他の無線通信装置に対して送信する中継信号を生成し、当該生成した中継信号を送信する中継信号送信手段と、
を備え、
前記複数の無線通信装置が備えている前記受信手段の各々は、受信したアップリンク信号を分担して復調する、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項１３】
前記複数の無線通信装置が備えている前記受信手段の各々は、決められた順番で、前記アップリンク信号を復調する、
ことを特徴とする請求項１２に記載の無線通信システム。
【請求項１４】
前記車載無線通信装置が複数存在する場合、
前記複数の無線通信装置が備えている前記受信手段の各々は、前記複数の車載無線通信装置から受信するデータのデータ量が均等に近づくよう、前記複数の車載無線通信装置からのアップリンク信号の復調を分担して行う、
ことを特徴とする請求項１２に記載の無線通信システム。
【請求項１５】
前記複数の無線通信装置が備えている前記受信手段の各々は、前記複数の無線通信装置の各々の消費電力に基づいて、前記アップリンク信号の復調を分担して行う、
ことを特徴とする請求項１２に記載の無線通信システム。
【請求項１６】
車載無線通信装置と通信する複数の無線通信装置を備え、
前記複数の無線通信装置の各々は、
前記車載無線通信装置へデータを送信する送信手段と、
他の無線通信装置が外部ネットワークから受信した前記車載無線通信装置への送信データを含んだ中継信号を受信する中継信号受信手段と、
前記外部ネットワークから受信した前記車載無線通信装置への送信データと、前記中継信号受信手段が受信した中継信号とに基づき、他の無線通信装置に対して送信する中継信号を生成し、当該生成した中継信号を送信する中継信号送信手段と、
を備え、
前記複数の無線通信装置が備えている前記送信手段の各々は、前記車載無線通信装置へのデータ送信を分担して行う、
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項１７】
前記複数の無線通信装置が備えている前記送信手段の各々は、決められた順番で、前記車載無線通信装置へデータを送信する、
ことを特徴とする請求項１６に記載の無線通信システム。
【請求項１８】
前記車載無線通信装置が複数存在する場合、
前記複数の無線通信装置が備えている前記送信手段の各々は、前記複数の車載無線通信装置へ送信するデータのデータ量が均等に近づくよう、前記車載無線通信装置へのデータ送信を分担して行う、
ことを特徴とする請求項１６に記載の無線通信システム。
【請求項１９】
前記複数の無線通信装置が備えている前記送信手段の各々は、前記複数の無線通信装置の各々の消費電力に基づいて、前記車載無線通信装置へのデータ送信を分担して行う、
ことを特徴とする請求項１６に記載の無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交差点などに設置され、車両に搭載された無線通信装置である車載無線通信装置と通信する無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車載通信装置との通信を想定した無線通信システムとして、特許文献１に記載された無線通信システムが存在する。
【０００３】
特許文献１に記載された無線通信システムは、複数種類の路側通信装置を含んで構成され、交通量が多い箇所には機能が限定されていない通常の路側通信装置を設置し、交通量の少ない箇所には機能の限定された路側通信装置を設置した構成とすることにより、コストの低減を実現している。この無線通信システムにおいて、機能の限定された路側通信装置は、異常発生時など、他の路側通信装置に向けてデータを送信する必要があると判断した場合に、受信したデータを他の路側通信装置へ転送するなどの送信処理を行う。機能の限定された路側通信装置は、通常時には送信処理は行わずに受信処理のみを行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−９０２３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されている無線通信システムなどの従来の無線通信システムでは、交差点などに設置された路側通信装置の各々が固有の通信エリアを有するため、車載通信装置と路側通信装置が単一の通信エリアで通信できない場合にこれを救うことはできないという問題があった。ここで、通信できない場合とは、電波が十分なＳ／Ｎ（Signal  to  Noise  ratio）で届かない場合、交通量が多いために路側通信装置または車載通信装置の送信信号が衝突する場合、など、車載通信装置との間で所望の通信品質が得られない状態のことである。そのため、車載通信装置との間の通信品質を向上させることが課題である。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、車載通信装置との間の通信品質を向上させることが可能な無線通信装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、車載無線通信装置から送信された信号であるアップリンク信号を受信する受信手段と、車載無線通信装置から送信され、他の無線通信装置で受信されたアップリンク信号を含んだ中継信号を受信する中継信号受信手段と、を備える。また、受信手段が受信したアップリンク信号と中継信号受信手段が受信した中継信号とに基づき、他の無線通信装置に対して送信する中継信号を生成し、送信する中継信号送信手段を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、路車間無線通信の品質を向上させることができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１の無線通信装置を含んで構成された路車間無線通信システムの構成例を示す図
【図２】実施の形態１の路側無線通信装置を中継回線でリング状に接続した構成の路車間無線通信システムの一例を示す図
【図３】実施の形態１の路側無線通信装置の動作を示すフローチャート
【図４】アップリンク信号を周波数多重で中継する場合の中継信号の構成例を示す図
【図５】アップリンク信号を時分割多重で中継する場合の中継信号の構成例を示す図
【図６】実施の形態２の路車間無線通信システムの動作例を示す図
【図７】実施の形態２の路側無線通信装置の動作例を示すフローチャート
【図８】実施の形態３の路車間無線通信システムの動作例を示す図
【図９】実施の形態３の路側無線通信装置の動作例を示す図
【図１０】実施の形態３の路側無線通信装置の動作例を示すフローチャート
【図１１】実施の形態３の路側無線通信装置の他の動作例を示すフローチャート
【図１２】実施の形態４の路車間無線通信システムの動作例を示す図
【図１３】実施の形態４の路側無線通信装置の動作例を示す図
【図１４】実施の形態４の路側無線通信装置の動作例を示すフローチャート
【図１５】実施の形態１〜４の路側無線通信装置を実現するハードウェア構成の一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施の形態にかかる無線通信装置および無線通信システムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる無線通信装置を含んで構成された路車間無線通信システムの構成例を示す図である。
【００１２】
図１に示した路車間無線通信システムは、道路に設置された無線通信装置である路側無線通信装置３００−１および３００−２と、自動車等の車両に搭載された無線通信装置である車載無線通信装置１００とを含んで構成されている。なお、路側無線通信装置３００−１と３００−２は同じ構成であり、同じ機能を有している。図１では、路側無線通信装置を２台としているが、３台以上としても構わない。
【００１３】
路側無線通信装置３００−１および３００−２の構成について説明する。ここでは、路側無線通信装置３００−１を例に説明を行う。
【００１４】
路側無線通信装置３００−１において、アンテナ３０１は、車載無線通信装置１００が送信した無線信号であるアップリンク信号２０１を受信するとともに、後述する送信部３０３が生成した送信信号である無線信号を車載無線通信装置１００へ送信する。以下、路側無線通信装置３００−１がアンテナ３０１から車載無線通信装置１００へ送信する無線信号をダウンリンク信号と称する。
【００１５】
また、図１ではＳＷと表記しているＲＦ（Radio  Frequency）スイッチ３０２は、アンテナ３０１が受信したアップリンク信号を後述する受信部３０４および中継送信部３０８に出力するとともに、後述する送信部３０３が生成したダウンリンク信号をアンテナ３０１へ出力する。送信部３０３は、車載無線通信装置１００への送信データを含んだダウンリンク信号を生成する。受信部３０４は、ＲＦスイッチ３０２から入力されたアップリンク信号２０１を復調する。制御部３０５は、路側無線通信装置３００−１内の各部を制御する。中継用受信アンテナ３０６は、他の路側無線通信装置から送信された信号を受信する。中継受信部３０７は、中継用受信アンテナ３０６が受信した信号を受け取り、制御部３０５および後述する中継送信部３０８へ出力する。中継送信部３０８は、ＲＦスイッチ３０２から入力されたアップリンク信号２０１および中継受信部３０７から入力された信号に基づいて、他の路側無線通信装置へ送信する中継信号を生成する。中継用送信アンテナ３０９は、中継送信部３０８が生成した中継信号を送信する。センサ部３１０は、センサ手段であり、路側無線通信装置３００−１の周囲に存在する自動車などを検知する。ネットワーク部３１１は、外部ネットワークである上位の路側無線通信装置用ネットワークとのインタフェースである。アンテナ３０１、ＲＦスイッチ３０２および送信部３０３は送信手段を構成する。また、アンテナ３０１、ＲＦスイッチ３０２および受信部３０４は受信手段を構成する。また、中継用受信アンテナ３０６および中継受信部３０７は中継信号受信手段を構成する。また、中継送信部３０８および中継用送信アンテナ３０９は中継信号送信手段を構成する。
【００１６】
なお、図１において、車載無線通信装置１００から路側無線通信装置３００−１へのアップリンク信号２０１と、車載無線通信装置１００から路側無線通信装置３００−２へのアップリンク信号２０２とは同じ信号である。すなわち、車載無線通信装置１００が送信した無線信号は、アップリンク信号２０１として路側無線通信装置３００−１により受信されるとともに、アップリンク信号２０２として路側無線通信装置３００−２により受信される。
【００１７】
図１に示した路側無線通信装置３００−１および３００−２の動作を説明する。まず、車載無線通信装置１００が送信した信号を受信する動作を説明する。
【００１８】
車載無線通信装置１００が送信した信号は、アップリンク信号２０１，２０２として伝送され、路側無線通信装置３００−１，３００−２に到達する。路側無線通信装置３００−１および３００−２において、アンテナ３０１は、アップリンク信号を受信する。ＲＦスイッチ３０２は、アンテナ３０１から受信信号を受け取り、受信部３０４に入力させる。受信部３０４は、入力された受信信号の復調、復号などを行い、受信データを復元する。受信部３０４は、受信データを制御部３０５へ出力し、制御部３０５は、受信部３０４から受け取った受信データをネットワーク部３１１に送る。ネットワーク部３１１は、制御部３０５から受け取った受信データを上位の路側無線通信装置用ネットワークに送信する。
【００１９】
ここで、受信部３０４には、アンテナ３０１が受信したアップリンク信号２０１の他に、中継受信部３０７から出力される信号も入力される。例えば、路側無線通信装置３００−１の中継受信部３０７が出力する信号には、隣接する他の路側無線通信装置３００−２が受信したアップリンク信号２０２が含まれる。すなわち、路側無線通信装置３００−１の受信部３０４が中継受信部３０７から受け取る信号には、路側無線通信装置３００−２が受信したアップリンク信号２０２が含まれている。そのため、路側無線通信装置３００−１は、自身の受信信号すなわちアンテナ３０１で受信したアップリンク信号２０１に加えて、空間的に離れた路側無線通信装置３００−２の受信信号すなわちアップリンク信号２０２を用いた受信処理が可能となり、受信ダイバーシチによる受信性能改善、ＭＩＭＯ（Multi-Input  Multi-Output）を用いた空間多重伝送による通信速度向上等が実現可能となる。
【００２０】
次に、車載無線通信装置１００へ信号を送信する動作を説明する。路側無線通信装置３００−１および３００−２において、ネットワーク部３１１は、車載無線通信装置１００へ送信するデータを上位の路側無線通信装置用ネットワークから受け取り、制御部３０５へ出力する。制御部３０５は、車載無線通信装置１００へ送信するデータをネットワーク部３１１から受け取ると、送信部３０３へ出力する。送信部３０３は、制御部３０５からデータを受け取ると、データの符号化、変調などを行ってダウンリンク信号である送信信号を生成し、ＲＦスイッチ３０２へ出力する。ＲＦスイッチ３０２は、送信部３０３から出力された信号を受け取ってアンテナ３０１へ出力し、アンテナ３０１は、ＲＦスイッチ３０２から受け取った信号を車載無線通信装置１００へ送信する。上位の路側無線通信装置用ネットワークから受け取ったデータを車載無線通信装置１００へ送信する場合について説明したが、センサ部３１０が取得したデータ、路側無線通信装置３００−１，３００−２の内部で生成したデータを車載無線通信装置１００へ送信する場合もある。この場合の送信部３０３、ＲＦスイッチ３０２およびアンテナ３０１の動作は、上位の路側無線通信装置用ネットワークから受け取ったデータを送信する場合と同様である。センサ部３１０が取得したデータ、路側無線通信装置３００−１，３００−２の内部で生成したデータは、上位の路側無線通信装置用ネットワークから受け取ったデータとまとめて送信してもよい。
【００２１】
つづいて、路側無線通信装置間の中継機能について詳細を説明する。ここでは、一例として、路側無線通信装置３００−２が、車載無線通信装置１００から受信したアップリンク信号２０２を路側無線通信装置３００−１へ中継する場合の動作を説明する。
【００２２】
路側無線通信装置３００−２において、アンテナ３０１が受信したアップリンク信号２０２は、ＲＦスイッチ３０２を介して、受信部３０４および中継送信部３０８の双方に入力される。中継送信部３０８は、アップリンク信号２０２を隣接する路側無線通信装置３００−１に中継するための中継信号を生成し、中継用送信アンテナ３０９を介して送信する。中継用送信アンテナ３０９から送信された中継信号４０１は、路側無線通信装置３００−１の中継用受信アンテナ３０６で受信される。
【００２３】
なお、路側無線通信装置３００−２の中継送信部３０８は、車載無線通信装置１００から受信したアップリンク信号２０２に加え、中継受信部３０７が受信した、他の路側無線通信装置（図１では記載を省略している）からの中継信号を他の路側無線通信装置（例えば路側無線通信装置３００−１）に中継する機能を有する。路側無線通信装置３００−２の中継送信部３０８について説明したが、路側無線通信装置３００−１の中継送信部３０８も同様である。この機能により、路側無線通信装置の中継回線をカスケード接続する、リング状に接続する、などが可能となり、２台を超える路側無線通信装置の間で、車載無線通信装置１００からの受信信号を共有できる。
【００２４】
図２は、路側無線通信装置を中継回線でリング状に接続した構成の路車間無線通信システムの一例を示す図である。図２に示した路車間無線通信システムは、路側無線通信装置３００−１〜３００−４により構成されている。図２に示した路側無線通信装置３００−１および３００−２は、図１に示した路側無線通信装置３００−１および３００−２である。路側無線通信装置３００−３および３００−４の構成は、路側無線通信装置３００−１および３００−２と同一である。これらの路側無線通信装置３００−１〜３００−４は、車載無線通信装置１００との通信が可能である。図２に示した路車間無線通信システムにおいて、車載無線通信装置１００が送信した無線信号は、アップリンク信号２０１〜２０４として、路側無線通信装置３００−１〜３００−４によりそれぞれ受信される。また、路側無線通信装置３００−１は、車載無線通信装置１００から受信したアップリンク信号２０１および路側無線通信装置３００−２から受信した中継信号４０１を、中継信号４０４として路側無線通信装置３００−４へ中継する。同様に、路側無線通信装置３００−２は、車載無線通信装置１００から受信したアップリンク信号２０２および路側無線通信装置３００−３から受信した中継信号４０２を、中継信号４０１として路側無線通信装置３００−１へ中継する。路側無線通信装置３００−３は、車載無線通信装置１００から受信したアップリンク信号２０３および路側無線通信装置３００−４から受信した中継信号４０３を、中継信号４０２として路側無線通信装置３００−２へ中継する。路側無線通信装置３００−４は、車載無線通信装置１００から受信したアップリンク信号２０４および路側無線通信装置３００−１から受信した中継信号４０４を、中継信号４０３として路側無線通信装置３００−３へ中継する。
【００２５】
なお、詳細については後述するが、中継信号４０１〜４０４には、路側無線通信装置３００−１〜３００−４がそれぞれ受信した、アップリンク信号２０１〜２０４が含まれている。また、路車間無線通信システムが４台の路側無線通信装置３００−１〜３００−４により構成されている場合の例を図２に示したが、これに限定されない。路車間無線通信システムを構成する路側無線通信装置の台数は、複数であれば何台でもよい。
【００２６】
図２に示した路車間無線通信システムを構成している路側無線通信装置３００−１〜３００−４の動作について、図３を用いて説明する。図３は、路側無線通信装置３００−１〜３００−４の動作を示すフローチャートである。路側無線通信装置３００−１〜３００−４の動作は同じであるため、ここでは、路側無線通信装置３００−１に着目して動作を説明する。
【００２７】
路側無線通信装置３００−１は、車載無線通信装置１００からアップリンク信号２０１を受信するとともに、路側無線通信装置３００−２から中継信号４０１を受信する（ステップＳ１１、Ｓ１２）。路側無線通信装置３００−１において、アンテナ３０１がアップリンク信号２０１を受信し、中継用受信アンテナ３０６が中継信号４０１を受信する。次に、路側無線通信装置３００−１は、ステップＳ１１で受信したアップリンク信号２０１と、ステップＳ１２で受信した中継信号４０１とを用いて、車載無線通信装置１００が送信した無線信号を復調する（ステップＳ１３）。路側無線通信装置３００−１において、無線信号の復調は受信部３０４が行う。中継信号４０１には、路側無線通信装置３００−２〜３００−４がそれぞれ受信したアップリンク信号２０２〜２０４が含まれている。そのため、路側無線通信装置３００−１において、受信部３０４は、アップリンク信号２０１〜２０４を用いて、車載無線通信装置１００が送信した無線信号を復調する。また、路側無線通信装置３００−１は、隣接している路側無線通信装置３００−４に対して、アップリンク信号２０１と、中継信号４０１に含まれているアップリンク信号２０２〜２０４の中のアップリンク信号２０２および２０３とを、含んだ中継信号４０４を生成し、路側無線通信装置３００−４に対して中継送信する（ステップＳ１４）。ここで、中継信号４０４を受信する路側無線通信装置３００−４は、自身が受信するアップリンク信号２０４については中継信号４０４を介して他の路側無線通信装置から取得する必要がない。そのため、路側無線通信装置３００−１は、ステップＳ１４において、路側無線通信装置３００−２から受信した中継信号４０１に含まれている、他の路側無線通信装置が受信したアップリンク信号の中からアップリンク信号２０４を削除してから、自身が受信したアップリンク信号２０１とともに、中継送信する。路側無線通信装置３００−１において、中継信号４０４の生成および送信は中継送信部３０８が行う。
【００２８】
前述のとおり、中継信号の中では各路側無線通信装置が受信するアップリンク信号２０１〜２０４が適切な形で多重された上で中継される。アップリンク信号２０１〜２０４を多重する際には、周波数多重、時分割多重、符号分割多重などを使用する。
【００２９】
図４は、アップリンク信号を周波数多重で中継する場合の中継信号の構成例を示す図である。アップリンク信号２０１〜２０４を周波数多重する場合の動作を説明する。
【００３０】
図４に示したように、周波数多重を適用した場合、中継信号４０１は、アップリンク信号２０２、２０３および２０４が周波数軸上で直交配置された構成となる。ここで、図４に示すアップリンク信号は、路側無線通信装置が受信したアナログ信号そのものでもよいし、これをＡ／Ｄ（Analog  to  Digital）変換したもの、あるいは、Ａ／Ｄ変換後の信号をさらに加工したものでもよく、路側無線通信装置の受信部で受信性能改善、通信速度向上等のための処理で用いることができる形式であればどのようなものでもよい。
【００３１】
中継信号４０１は、路側無線通信装置３００−１へ送信される中継信号であるため、路側無線通信装置３００−１が車載無線通信装置１００から直接受信する信号であるアップリンク信号２０１を含む必要はない。そのため、このアップリンク信号２０１は中継送信側の路側無線通信装置３００−２にて削除されている。すなわち、路側無線通信装置３００−２は、中継信号４０２を受信すると、これに含まれているアップリンク信号のうち、路側無線通信装置３００−１へ中継する必要がないアップリンク信号２０１を削除し、これに代えて、車載無線通信装置１００から直接受信したアップリンク信号２０２を追加したものを中継信号４０１として生成する。なお、中継信号４０２に含まれているアップリンク信号２０１は、路側無線通信装置３００−１により車載無線通信装置１００から受信され、中継信号に追加されたアップリンク信号である。同様に、中継信号４０２は、路側無線通信装置３００−２へ送信される中継信号であるため、路側無線通信装置３００−２が車載無線通信装置１００から直接受信する信号であるアップリンク信号２０２は不要であり、アップリンク信号２０２は中継送信側の路側無線通信装置３００−３にて削除されている。中継信号４０３および４０４についても同様である。
【００３２】
図５は、アップリンク信号を時分割多重で中継する場合の中継信号の構成例を示す図である。図５では、時間スロットを各アップリンク信号に割り当てる、すなわち時間軸上で直交配置する点が図４とは異なるが、アップリンク信号の削除および追加は、図４に示した周波数分割多重の場合と同様に行う。
【００３３】
なお、図１および図２に示した中継信号４０１〜４０４を伝送するための中継回線は、路車間通信に用いられる無線通信方式と同じものを用いてもよいし、別の方式や異なる周波数帯域を割り当ててもよい。また、帯域を確保したい場合は光空間通信または有線通信を利用した中継回線としてもよい。これらが混在していてもよい。中継方式は路側無線通信システムを構築する道路環境や設置費用等に応じて適切に選択すればよい。
【００３４】
また、図１および図２に示した路側無線通信装置３００−１〜３００−４は、ＲＦスイッチ３０２を介して送信部３０３と受信部３０４がアンテナ３０１を共有する、送信と受信が時分割多重（ＴＤＤ：Time  Division  Duplex）される場合の構成としているが、これは、無線通信方式が周波数分割多重（ＦＤＤ：Frequency  Division  Duplex）の場合は、デュプレクサによりアンテナ３０１を共有する構成となる。また、路側無線通信装置３００−１〜３００−４が送信部３０３を有さない場合、すなわち受信専用の装置の場合は、ＲＦスイッチ３０２、デュプレクサなどのアンテナ共有手段は不要となる。
【００３５】
また、図１および図２では、中継回線が片方向リンクのごとく図示し、動作説明を行ったが、双方向リンクにしてもよい。双方向リンクの場合の動作も上述した動作と同様である。すなわち、路側無線通信装置３００−１〜３００−４は、他の路側無線通信装置から中継信号を受信すると、これに含まれているアップリンク信号のうち、中継が不要なものを削除するとともに、自身が車載無線通信装置１００から受信したアップリンク信号を中継信号に追加し、中継送信する。
【００３６】
また、図１および図２では、車載無線通信装置１００が１台のみの構成となっているが、複数の車載無線通信装置１００が存在する場合であっても、本実施の形態を適用可能である。この場合、複数の車載無線通信装置１００の送信信号を周波数多重してもよいし、時分割多重してもよい。また、符号分割多重など一般的なユーザ多重方式であればどのような方式を使用して多重化してもよい。
【００３７】
このように、本実施の形態の路側無線通信装置は、車載無線通信装置からアップリンク信号を受信すると、受信したアップリンク信号と、他の路側無線通信装置から中継送信されてきたアップリンク信号とを用いて、アップリンク信号を復調することとした。また、受信したアップリンク信号を、他の路側無線通信装置から中継送信されてきたアップリンク信号とともに、中継送信元とは異なる他の路側無線通信装置へ中継送信することとした。これにより、複数の路側無線通信装置が連携して受信処理を行う路車間無線通信システムを実現することができ、路車間無線通信の品質を向上させることができる。
【００３８】
なお、本実施の形態では、路側無線通信装置３００−１〜３００−４のすべてが車載無線通信装置１００からのアップリンク信号を受信し、中継する場合について説明した。具体的には、車載無線通信装置１００からのアップリンク信号と他の路側無線通信装置からの中継信号とを受信し、受信したこれらの信号に基づいて中継信号を生成して送信する動作について説明した。しかし、路側無線通信装置３００−１〜３００−４の一部のみがアップリンク信号を受信可能な位置関係となるケースも考えられる。この場合、路側無線通信装置３００−１〜３００−４は、アップリンク信号を受信することなく、中継信号のみを受信することになる。そのため、路側無線通信装置３００−１〜３００−４において、中継送信部３０８は、車載無線通信装置１００からのアップリンク信号を受信することなく他の路側無線通信装置からの中継信号を受信した場合、受信した中継信号から、中継が不要なアップリンク信号を削除し、他の路側無線通信装置へ中継送信する。例えば、中継送信部３０８は、中継受信部３０７から中継信号の入力があった場合、ＲＦスイッチ３０２からのアップリンク信号の入力を規定時間待ち、規定時間内にアップリンク信号の入力が無ければ、中継受信部３０７から入力された中継信号のみに基づいて中継信号を生成して送信する。この動作とは反対に、アップリンク信号のみを受信し、中継信号は受信しないケースも考えられる。そのため、路側無線通信装置３００−１〜３００−４において、中継送信部３０８は、車載無線通信装置１００からのアップリンク信号のみを受信した場合、受信したアップリンク信号のみを含んだ中継信号を生成し、他の路側無線通信装置へ中継送信する。例えば、中継送信部３０８は、ＲＦスイッチ３０２からアップリンク信号の入力があった場合、中継受信部３０７からの中継信号の入力を規定時間待ち、規定時間内に中継信号の入力が無ければ、ＲＦスイッチ３０２から入力されたアップリンク信号のみに基づいて中継信号を生成して送信する。
【００３９】
また、本実施の形態では、車載無線通信装置１００が送信するアップリンク信号を複数の路側無線通信装置で受信し、個々の受信信号（アップリンク信号）を中継回線で接続される路側無線通信装置で共有することで、路側無線通信装置単体のアンテナ数を超える受信アンテナを用いた受信ダイバーシチ等の空間信号処理による性能向上を実現する場合の構成を示している。しかし、図１および図２に示した構成は、アップリンク信号の受信性能向上に限定されず、ダウンリンク信号の受信性能を向上させることもできる。すなわち、複数の路側無線通信装置から同一のダウンリンク信号を送信することで、車載無線通信装置１００におけるダウンリンク受信性能を向上させることができる。この場合、複数の路側無線通信装置が、中継回線を利用して車載無線通信装置への送信データを共有する。各路側無線通信装置において、車載無線通信装置１００への送信データは、制御部３０５から中継送信部３０８に送られ、中継送信部３０８が、制御部３０５から受け取った送信データを他の路側無線通信装置へ中継送信する。また、中継回線容量に余裕があれば、アップリンクの連携受信と、ダウンリンクの連携送信に必要な情報とを同時に中継回線で中継してもよい。ここでいう「同時に」とは、アップリンク信号と車載無線通信装置１００への送信データとを同じ中継信号に含ませて送信することを意味する。また、路側無線通信装置において、送信部３０３は、路側無線通信装置用ネットワークから受け取った送信データまたは中継受信部３０７経由で他の路側無線通信装置から受け取った送信データを送信部３０３へ出力する。
【００４０】
実施の形態２．
実施の形態１の路車間無線通信システムでは、複数の路側無線通信装置がアップリンク信号を個別に復調することとしたが、本実施の形態の路車間無線通信システムでは、復調処理を複数の路側無線通信装置で分散して実行する。なお、路車間無線通信システムの構成、路側無線通信装置の構成は実施の形態１と同様である。
【００４１】
図６は、実施の形態２の路車間無線通信システムの動作例を示す図である。図６は、路車間無線通信システムが図２に示した構成の場合における動作例を示している。図６に示した各符号は、図１，図２に示した同じ値の符号にそれぞれ対応している。
【００４２】
図６に示したように、車載無線通信装置１００からの送信信号＃１，＃２，＃３，…は、路側無線通信装置３００−１〜３００−４によりアップリンク信号２０１〜２０４として受信される。
【００４３】
路側無線通信装置３００−１〜３００−４は、実施の形態１と同様に、車載無線通信装置１００からアップリンク信号を受信すると、受信したアップリンク信号と、他の路側無線通信装置から中継されてきたアップリンク信号のうち、中継する必要があるアップリンク信号とを含んだ中継信号を生成し、他の路側無線通信装置へ中継送信する。これにより、路側無線通信装置３００−１〜３００−４は、アップリンク信号２０１〜２０４を取得して、同じアップリンク信号を共有する。そのため、車載無線通信装置１００が送信する信号は、全ての路側無線通信装置３００−１〜３００−４で復調処理を行うことができる。例えば、図６に示したように、送信信号＃１の復調処理は路側無線通信装置３００−１が行い、次の時刻の送信信号＃２の復調処理は路側無線通信装置３００−２が行う。以下、路側無線通信装置３００−３、３００−４、３００−１、…の順番、すなわち決められた順番で、復調処理を分担する路側無線通信装置を変更する。これにより、復調処理の負荷を複数の路側無線通信装置に分散することができる。
【００４４】
なお、車載無線通信装置１００からのアップリンク信号を路側無線通信装置３００−１〜３００−４が中継する経路は、図２に示したものと同じとしてもよいし、異なっていてもよい。例えば、図２に示した経路とは逆の経路、すなわち、路側無線通信装置３００−１、３００−２、３００−３、３００−４の順番で中継を行ってもよい。
【００４５】
路側無線通信装置３００−１〜３００−４の各々における復調結果は、例えば、路側無線通信装置３００−１〜３００−４の中のいずれかが集約し、上位の路側無線通信装置用ネットワークへ送信する。この場合、路側無線通信装置３００−１〜３００−４は、中継回線を使用して、すなわち、中継送信部３０８および中継受信部３０７を使用して、復調結果を１台の路側無線通信装置に集約する。復調結果の集約は、上位の路側無線通信装置用ネットワーク側で行うようにしてもよい。この場合、復調処理を行った路側無線通信装置は、復調結果を、他の路側無線通信装置へ中継することなく、上位の路側無線通信装置用ネットワークへ送信する。路側無線通信装置３００−１〜３００−４が複数の車載無線通信装置１００と同時に通信している場合、個々の車載無線通信装置１００毎に、復調結果を集約する路側無線通信装置を変えてもよいし、上位の路側無線通信装置用ネットワーク側で集約してもよい。
【００４６】
なお、路側無線通信装置３００−１〜３００−４が複数の車載無線通信装置１００と同時に通信する場合、複数の車載無線通信装置１００の送信信号は周波数多重してもよいし、時分割多重してもよい。また、符号分割多重など一般的なユーザ多重方式であればどのような方式を使用して多重化してもよい。
【００４７】
また、図６では、復調処理を複数の路側無線通信装置間で均等に分散させた場合の例を示しているが、必ずしも均等に分散させる必要はない。例えば、複数の車載無線通信装置１００と同時に通信している場合であれば、路側無線通信装置毎のデータ通信量すなわち路側無線通信装置の各々が車載無線通信装置１００から受信するデータ量が均等に近付くように処理負荷を分散してもよい。この場合、各路側無線通信装置は、車載無線通信装置１００からの受信データ量の情報を含んだ中継信号を生成して送信することにより、車載無線通信装置１００からの受信データ量の情報を共有し、分散処理量を決定する。分散処理量の決定は、予め決めておいた１台の路側無線通信装置が行い、決定結果は中継信号を使用して他の路側無線通信装置に通知すればよい。上位の路側無線通信装置用ネットワーク側の装置が各路側無線通信装置から車載無線通信装置１００からの受信データ量の情報を収集し、分散処理量を決定するようにしてもよい。また、路側無線通信装置がバッテリ駆動している等、電力の制約がある場合には、消費電力の制約に応じて個々の路側無線通信装置の分散処理量を調整してもよい。例えば、各々の路側無線通信装置に個別に設定している消費電力値に近づくように分散処理量を調整する、各々の路側無線通信装置のバッテリ残量に基づいて分散処理量を調整する、などとしてもよい。バッテリ残量に基づいて調整する場合、各路側無線通信装置は、バッテリ残量の情報を含んだ中継信号を生成して送信することにより、バッテリ残量の情報を共有し、分散処理量を決定する。分散処理量の決定は、予め決めておいた１台の路側無線通信装置が行い、決定結果は中継信号を使用して他の路側無線通信装置に通知すればよい。上位の路側無線通信装置用ネットワーク側の装置が各路側無線通信装置からバッテリ残量の情報を収集し、分散処理量を決定するようにしてもよい。分散処理量の決定においては、バッテリ残量が少ない路側無線通信装置の分散処理量が少なくなり、バッテリ残量が多い路側無線通信装置の分散処理量が多くなるように、各路側無線通信装置の分散処理量を決定する。
【００４８】
図７は、実施の形態２の路側無線通信装置の動作例を示すフローチャートである。路側無線通信装置３００−１〜３００−４の動作は同じであるため、ここでは、路側無線通信装置３００−１の動作について説明する。なお、図７に示したステップＳ２１、Ｓ２２、Ｓ２４およびＳ２５は、図３に示したステップＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１３およびＳ１４と同じ処理である。
【００４９】
路側無線通信装置３００−１は、車載無線通信装置１００からアップリンク信号２０１を受信するとともに、路側無線通信装置３００−２から中継信号４０１を受信する（ステップＳ２１、Ｓ２２）。次に、路側無線通信装置３００−１は、受信したアップリンク信号２０１の復調が必要か否かを確認する（ステップＳ２３）。アップリンク信号２０１の復調が必要か否かの確認は制御部３０５が行う。図６に示した例の場合、路側無線通信装置３００−１の制御部３０５は、車載無線通信装置１００からのアップリンク信号２０１が送信信号＃１，＃５，＃９，…に該当していれば復調が必要と判断する。復調が必要な場合（ステップＳ２３：Ｙｅｓ）、路側無線通信装置３００−１はステップＳ２１で受信したアップリンク信号２０１と、ステップＳ２２で受信した中継信号４０１とを用いて、車載無線通信装置１００から送信された無線信号を復調する（ステップＳ２４）。ステップＳ２４の復調処理が終了した場合、および、アップリンク信号２０１の復調が必要ない場合（ステップＳ２３：Ｎｏ）、路側無線通信装置３００−１は、隣接している路側無線通信装置３００−４に対して、アップリンク信号２０１と、中継信号４０１に含まれているアップリンク信号２０２〜２０４の中のアップリンク信号２０２および２０３とを、含んだ中継信号４０４を生成し、路側無線通信装置３００−４に対して中継送信する（ステップＳ２５）。
【００５０】
なお、本実施の形態では、複数の路側無線通信装置間で復調処理を分散させ、各測無線通信装置が復調処理を分担して行う方法について説明したが、本実施の形態は変調処理を分散させる場合にも適用可能である。この場合、実施の形態１に示した送信処理と同じように個々の路側無線通信装置で車載無線通信装置への送信データを共有しておき、送信処理を各路側無線通信装置が分担して行うといった動作となる。送信データの共有は、中継回線を利用して実現する。すなわち、各路側無線通信装置は、車載無線通信装置への送信データを路側無線通信装置用ネットワークから受信すると、受信したデータを含んだ中継信号を生成して中継回線へ送信する。ある車載無線通信装置向けの送信処理では、複数の路側無線通信装置から同じダウンリンク信号を送信する送信ダイバーシチなどの空間信号処理を行うようにしてもよいし、いずれか１台が送信処理を行うようにしてもよい。また、送信処理を行う路側無線通信装置の選択は、例えば、個々の信号処理量、スループットなどに基づいて行う。また、送信信号を増幅する増幅器の送信電力が均等に近付くように考慮して選択してもよい。また、バッテリ駆動等による電力制約がある場合は、その制約に従い個々の路側無線通信装置の分散処理量を調整してもよい。
【００５１】
このように、本実施の形態の路車間無線通信システムにおいては、複数の路側無線通信装置の間で復調処理、変調処理を分散させることとした。個々の路側無線通信装置の処理負荷、消費電力量等を適切に調整することで、システム全体の通信容量の拡大が可能となる。
【００５２】
実施の形態３．
図８は、実施の形態３の路車間無線通信システムの動作例を示す図である。図８は、路車間無線通信システムが図２に示した構成の場合における動作例を示している。図８には、図２に示した路側無線通信装置３００−１〜３００−４が交差点の四隅にそれぞれ設置された例を記載している。車載無線通信装置１００からのアップリンク信号を路側無線通信装置３００−１〜３００−４が中継する経路は、図２に示したものと同じとしてもよいし、異なっていてもよい。例えば、図２に示した経路とは逆の経路、すなわち、路側無線通信装置３００−１、３００−２、３００−３、３００−４の順番で中継を行ってもよい。
【００５３】
図８では、路側無線通信装置３００−１の路車間通信エリア３１２およびセンサ検出エリア３１３を示している。路側無線通信装置３００−１の路車間通信エリアとは、路側無線通信装置３００−１が車載無線通信装置１００との通信が可能なエリアである。路側無線通信装置３００−１のセンサ検出エリアとは、路側無線通信装置３００−１が備えているセンサ部３１０が自動車、歩行者などを検知可能なエリアである。なお、路側無線通信装置３００−１と同様に、路側無線通信装置３００−２〜３００−４も路車間通信エリアおよびセンサ検出エリアを有しているが図８では記載を省略している。また、図８では車載無線通信装置１００を複数図示しているが、これは交差点に進入中の車載無線通信装置を異なる時刻毎に重ねて図示したものであり、車載無線通信装置１００は１台である。
【００５４】
本実施の形態の路側無線通信装置３００−１〜３００−４は、センサ部３１０の制御動作に特徴がある。路側無線通信装置３００−１〜３００−４において、センサ部３１０は、周囲に自動車等の検出対象物が存在していない場合はＯＦＦになっているものとする。また、センサ部３１０の初期状態はＯＦＦとする。
【００５５】
図９は、路側無線通信装置３００−１〜３００−４の動作例を示す図であり、センサ部３１０の制御動作の一例を示している。なお、図８に示した路側無線通信装置３００−１〜３００−４が車載無線通信装置１００からの送信信号であるアップリンク信号を他の路側無線通信装置へ中継する動作、アップリンク信号を復調する動作、車載無線通信装置１００へデータを送信する動作、車載無線通信装置１００への送信データを他の路側無線通信装置へ中継する動作、などについては実施の形態１，２と同様とする。
【００５６】
つづいて、本実施の形態の路側無線通信装置３００−１〜３００−４におけるセンサ部３１０の制御動作を説明する。なお、本実施の形態の路側無線通信装置３００−１〜３００−４の動作は同じであるため、ここでは路側無線通信装置３００−１の動作について説明する。
【００５７】
図８に示した動作例において、交差点に進入する車載無線通信装置１００は、時刻t1においては交差点に設置された路側無線通信装置３００−１の路車間通信エリア３１２の外にいる。そのため、路側無線通信装置３００−１は、車載無線通信装置１００からのアップリンク信号を受信することができず、無線通信により車載無線通信装置１００の存在を検知することができない。次に、時刻t2において車載無線通信装置１００は路車間通信エリア３１２の圏内となるため、路側無線通信装置３００−１は車載無線通信装置１００からのアップリンク信号を受信可能となり、無線通信により車載無線通信装置１００の存在を検知できる。
【００５８】
図９に示したように、路側無線通信装置３００−１は、車載無線通信装置１００からのアップリンク信号の受信を開始して車載無線通信装置１００を検知すると、センサをＯＮにする。すなわち、路側無線通信装置３００−１において、制御部３０５は、アップリンク信号を受信部３０４が復調して得られた受信データを受け取ると、センサ部３１０を制御してセンシング動作を開始させ、周囲を観測させる。センサ部３１０は、レーダ、カメラ、ライダ等で構成され、路側無線通信装置３００−１の周囲の車両や歩行者などを検出する。本実施の形態では、センサ部３１０による検出結果の利用方法の詳細については限定しないが、例えば、路側無線通信装置３００−１は、検出結果を路車間通信で周辺の車両に搭載された無線通信装置、歩行者が携帯している無線通信装置などに報知することにより、車載無線通信装置１００が搭載された車両の接近を周辺車両の運転者、歩行者などに知らせることが考えられる。路側無線通信装置３００−１は、検出結果を路側無線通信装置用ネットワークに送信するようにしてもよい。路側無線通信装置３００−１は、周辺の車両に搭載された無線通信装置、歩行者が携帯している無線通信装置への検出結果の報知、路側無線通信装置用ネットワークへの検出結果の送信は随時実施してもよいし、内部で統計値として保存しておいて定期的に報知するなどしてもよい。
【００５９】
また、図８では明示していないが車載無線通信装置１００が例えば交差点で左折し、路側無線通信装置３００−１から遠ざかる場合、路側無線通信装置３００−１は、車載無線通信装置１００が路車間通信エリア３１２の圏外となった時点でセンサをＯＦＦにする。すなわち、路側無線通信装置３００−１において、制御部３０５は、受信部３０４から受信データが入力されなくなると、センサ部３１０を制御してセンシング動作を終了させる。制御部３０５は、受信部３０４から受信データが入力されなくなった後、受信データが入力されない状態が規定時間継続した場合にセンサ部３１０のセンシング動作を終了させるようにしてもよい。
【００６０】
なお、路側無線通信装置３００−１の動作について説明したが、路側無線通信装置３００−２〜３００−４の動作も同様に、車載無線通信装置１００を検知するとセンサをＯＮにする。路側無線通信装置３００−１〜３００−４は、センサの制御動作を独立に行ってもよいし、連携して行うようにしてもよい。連携して動作する場合、例えば、路側無線通信装置３００−１〜３００−４は、センサがＯＦＦの状態で車載無線通信装置１００からアップリンク信号を直接受信した場合にセンサをＯＮにする制御に加えて、センサがＯＦＦの状態で他の路側無線通信装置からアップリンク信号が中継されてきた場合にセンサをＯＮにする制御を行う。すなわち、路側無線通信装置３００−１〜３００−４は、自身および連携している他の路側無線通信装置のうち、少なくとも１台が車載無線通信装置１００からのアップリンク信号を受信した場合、センサをＯＮにする。また、路側無線通信装置３００−１〜３００−４は、例えば、自身を含む全ての路側無線通信装置がアップリンク信号を受信しなくなった場合にセンサをＯＦＦにする。
【００６１】
本実施の形態の路側無線通信装置３００−１〜３００−４の動作フローは、例えば図１０に示したものとなる。
【００６２】
図１０に示したように、路側無線通信装置３００−１〜３００−４は、アップリンク信号を受信したか否かを継続して監視しており（ステップＳ３１、ステップＳ３１：Ｎｏ）、アップリンク信号を受信した場合（ステップＳ３１：Ｙｅｓ）、センサをＯＮにする（ステップＳ３２）。路側無線通信装置３００−１〜３００−４において、アップリンク信号を受信したか否かの監視およびセンサをＯＮにする制御は制御部３０５が行う。制御部３０５は、アップリンク信号の復調結果である受信データを受信部３０４から受け取ると、アップリンク信号を受信したと判断し、センサ部３１０を制御してセンシング動作を開始させる。
【００６３】
路側無線通信装置３００−１〜３００−４は、センサをＯＮにした後、センサによる検出結果を、例えば、周辺の車両に搭載された無線通信装置、歩行者が携帯している無線通信装置へ報知する（ステップＳ３３）。路側無線通信装置３００−１〜３００−４において、センサによる検出結果の報知は、制御部３０５および送信部３０３が行う。制御部３０５は、センサ部３１０から検出結果を受け取ると、検出結果を示すデータを生成して送信部３０３へ出力し、送信部３０３は制御部３０５から受け取ったデータをＲＦスイッチ３０２およびアンテナ３０１を介して送信する。
【００６４】
次に、路側無線通信装置３００−１〜３００−４は、アップリンク信号を受信していないか否かを確認し（ステップＳ３４）、アップリンク信号を受信していない場合（ステップＳ３４：Ｙｅｓ）、センサをＯＦＦとする（ステップＳ３５）。路側無線通信装置３００−１〜３００−４において、アップリンク信号を受信していないか否かの判断およびセンサをＯＦＦにする制御は制御部３０５が行う。制御部３０５は、アップリンク信号の復調結果である受信データが受信部３０４から入力されなくなると、アップリンク信号を受信していないと判断し、センサ部３１０を制御してセンシング動作を終了させる。
【００６５】
路側無線通信装置３００−１〜３００−４は、センサをＯＦＦとした後、ステップＳ３１に戻る。アップリンク信号の受信が継続している場合（ステップＳ３４：Ｎｏ）、路側無線通信装置３００−１〜３００−４は、ステップＳ３３に戻る。なお、路側無線通信装置３００−１〜３００−４が連携してセンサの制御を行う場合、路側無線通信装置３００−１〜３００−４は、上記のステップＳ３１では、アップリンク信号または中継信号（アップリンク信号を含んだ中継信号）を受信したか否かを確認する。また、路側無線通信装置３００−１〜３００−４は、上記のステップＳ３４では、アップリンク信号および中継信号（アップリンク信号を含んだ中継信号）を受信しなくなったか否かを確認する。
【００６６】
なお、図８では、車載無線通信装置１００が１台のみの場合を図示したが、当然のことながら複数台の車載無線通信装置１００が存在してもよい。その場合、路側無線通信装置３００−１〜３００−４は、車載無線通信装置１００が路車間通信エリア３１２内に１台でも存在していればセンサをＯＮにし、１台も存在しない状態となった場合にセンサをＯＦＦにするなどとすればよい。また、路側無線通信装置３００−１〜３００−４は、路車間通信エリア３１２内に存在する車載無線通信装置１００の台数がしきい値を超えた場合にセンサをＯＮ、路車間通信エリア３１２内に存在する車載無線通信装置１００の台数がしきい値以下となった場合にセンサをＯＦＦとする、などの制御を行うようにしてもよい。
【００６７】
図８では、路車間通信エリア３１２とセンサ検出エリア３１３を模式的に真円で記載しているが、当然ながらアンテナ特性、センサ特性や周囲の建築物の状態等によって様々な形状をとる。そのような場合であっても本実施の形態にかかる路側無線通信装置および路車間無線通信システムは適応可能である。さらに、図８では路車間通信エリア３１２の方がセンサ検出エリア３１３より広域となる場合を例示しているが、これらのエリアの関係をこのように制約するものではない。
【００６８】
また、図８および図９では、車載無線通信装置１００からのアップリンク信号を受信した場合にセンサの動作を開始させる制御の例を示したが、これとは逆の制御、具体的には、路側無線通信装置３００−１〜３００−４は、センサを常時動作あるいは間欠動作させるなどして周辺を観測しておき、交差点への車両等の進入を検出した場合に、路側無線通信装置３００−１〜３００−４の送信部３０３および受信部３０４をＯＮにするといった制御、を行うようにしてもよい。この制御は、例えば、路側無線通信装置３００−１〜３００−４がセンサによる周囲の検出結果をブロードキャストするように動作する場合において、無検出すなわちセンサが何も検出していない状況で信号が送出されるのを抑制するといった用途に活用できる。
【００６９】
センサによる検出結果に応じて通信動作の開始および停止を制御する場合の路側無線通信装置３００−１〜３００−４の動作フローは、例えば図１１に示したものとなる。
【００７０】
図１１に示したように、路側無線通信装置３００−１〜３００−４は、車両を検出したか否かを継続して監視しており（ステップＳ４１、ステップＳ４１：Ｎｏ）、車両を検出した場合（ステップＳ４１：Ｙｅｓ）、送信部３０３および受信部３０４をＯＮさせて路車間通信動作を開始する（ステップＳ４２）。すなわち、路側無線通信装置３００−１〜３００−４において、送信部３０３は、車載無線通信装置１００への送信データに対して符号化処理、変調処理などを行ってダウンリンクシンク信号を生成する動作を開始し、受信部３０４は、アップリンク信号に対して復調処理、復号処理などを行って受信データを復元する動作を開始する。路側無線通信装置３００−１〜３００−４において、車両を検出したか否かの監視、送信部３０３および受信部３０４をＯＮさせる制御は制御部３０５が行う。制御部３０５は、センサ部３１０におけるセンシング結果に基づいて車両検出の有無を判断し、車両を検出すると、送信部３０３および受信部３０４を制御して路車間通信動作を開始させる。なお、ステップＳ４１での検出対象を車両に限定するものではない。例えば、ステップＳ４１において、車両検出の有無に加え、人、自転車などの検出の有無を監視するようにしてもよい。
【００７１】
次に、路側無線通信装置３００−１〜３００−４は、車載無線通信装置１００からのアップリンク信号を受信したか否かを確認する（ステップＳ４３）。路側無線通信装置３００−１〜３００−４において、アップリンク信号を受信したか否かの判断は制御部３０５が行う。制御部３０５は、アップリンク信号の復調結果である受信データを受信部３０４から受け取ると、アップリンク信号を受信したと判断する。路側無線通信装置３００−１〜３００−４は、アップリンク信号を受信した場合（ステップＳ４３：Ｙｅｓ）、受信したアップリンク信号を他の路側無線通信装置へ中継し（ステップＳ４４）、車両未検出状態すなわち車両を検出していない状態か否かを確認する（ステップＳ４５）。路側無線通信装置３００−１〜３００−４において、アップリンク信号の中継は、中継送信部３０８が行い、車両未検出状態か否かの判断は制御部３０５が行う。なお、中継動作は実施の形態１で説明した動作と同様である。制御部３０５は、センサ部３１０におけるセンシング結果に基づいて車両未検出状態か否かを判断する。
【００７２】
また、路側無線通信装置３００−１〜３００−４は、車載無線通信装置１００からのアップリンク信号を受信していない場合（ステップＳ４３：Ｎｏ）、車両未検出状態か否かを確認する（ステップＳ４５）。
【００７３】
路側無線通信装置３００−１〜３００−４は、車両未検出状態の場合（ステップＳ４５：Ｙｅｓ）、送信部３０３および受信部３０４をＯＦＦさせて路車間通信動作を終了し（ステップＳ４６）、ステップＳ４１に戻る。路側無線通信装置３００−１〜３００−４において、送信部３０３および受信部３０４をＯＦＦさせる制御は制御部３０５が行う。制御部３０５は、車両未検出状態と判断すると、送信部３０３および受信部３０４を制御して動作を終了させる。路側無線通信装置３００−１〜３００−４は、車両未検出状態ではない場合（ステップＳ４５：Ｎｏ）、ステップＳ４３に戻る。
【００７４】
なお、図８および図９では、センサの制御についての説明を記載しているが、ＯＮ／ＯＦＦ制御の対象はセンサに限らず、回転灯、サイレンなど、周囲の車両や歩行者等に対して視覚的、聴覚的に危険を通知するための装置の制御にも用いることができる。例えば、路側無線通信装置３００−１〜３００−４または車載無線通信装置１００との通信が可能な無線通信装置を持たない歩行者、自転車などに対しては、交差点の死角において路側無線通信装置３００−１〜３００−４が検出した車両の存在を無線通信を使用することなく知らせる効果的な手段となる。路側無線通信装置３００−１〜３００−４は、回転灯、サイレンなどを内部に備えるようにしてもよいし、回転灯、サイレンなどの装置を接続して制御するためのインタフェースなどを備えるようにしてもよい。通信ネットワークに接続する機能を回転灯、サイレンなどの装置に持たせ、路側無線通信装置３００−１〜３００−４は、路側無線通信装置用ネットワークを介して回転灯、サイレンなどの装置を制御するようにしてもよい。
【００７５】
また、図８および図９に示した例において、路側無線通信装置３００−１〜３００−４は、車載無線通信装置１００からのアップリンク信号を一つでも受信できたらセンサをＯＮさせるようにしているが、センサの制御を行う条件をこれに限定するものではない。例えば、路側無線通信装置３００−１〜３００−４は、設定した回数や時間長にわたって連続でアップリンク信号を受信した場合にセンサをＯＮにしてもよい。また、路側無線通信装置３００−１〜３００−４は、通信の過程で伝搬遅延時間や受信電力等から伝搬距離を推定できる場合には、伝搬距離の推定値がある設定した範囲内の場合にセンサをＯＮにしてもよい。センサをＯＦＦにする場合も同様の規範を用いてよい。また、同様の規範を上述した回転灯、サイレン等の制御に適用してもよい。
【００７６】
このように、本実施の形態の路側無線通信装置は、車載無線通信装置を検知している状態、すなわち、アップリンク信号を受信している状態において、センサをＯＮさせることとした。これにより、必要なときのみセンサをＯＮにできるので、装置の低消費電力化を実現できる。また、本実施の形態の路側無線通信装置は、センサが車両を検知している状態において、路車間通信動作を行うこととした。これにより、必要なときのみ路車間通信動作を行うので、周囲に与える無線干渉の低減および装置の低消費電力化を実現できる。
【００７７】
実施の形態４．
図１２は、実施の形態４の路車間無線通信システムの動作例を示す図である。図１２は、路車間無線通信システムが図２に示した構成の場合における動作例を示している。図１２には、図２に示した路側無線通信装置３００−１〜３００−４が交差点の四隅にそれぞれ設置された例を記載している。車載無線通信装置１００からのアップリンク信号を路側無線通信装置３００−１〜３００−４が中継する経路は、図２に示したものと同じとしてもよいし、異なっていてもよい。例えば、図２に示した経路とは逆の経路、すなわち、路側無線通信装置３００−１、３００−２、３００−３、３００−４の順番で中継を行ってもよい。
【００７８】
図１２では、路側無線通信装置３００−１の路車間通信エリア３１２を示している。なお、路側無線通信装置３００−１と同様に、路側無線通信装置３００−２〜３００−４も路車間通信エリアを有しているが図１２では記載を省略している。また、図１２では車載無線通信装置１００を複数図示しているが、これは交差点に進入中の車載無線通信装置を異なる時刻毎に重ねて図示したものであり、車載無線通信装置１００は１台である。
【００７９】
本実施の形態の路側無線通信装置３００−１〜３００−４は、中継送信部３０８の制御動作に特徴がある。路側無線通信装置３００−１〜３００−４において、中継送信部３０８は、周囲に自動車等の検出対象物が存在していない場合はＯＦＦになっているものとする。また、中継送信部３０８の初期状態はＯＦＦとする。
【００８０】
図１３は、路側無線通信装置３００−１〜３００−４の動作例を示す図であり、中継送信部３０８の制御動作の一例を示している。なお、中継送信部３０８の制御以外の動作、具体的には図１２に示した路側無線通信装置３００−１〜３００−４が車載無線通信装置１００からの送信信号であるアップリンク信号を他の路側無線通信装置へ中継する動作、アップリンク信号を復調する動作、車載無線通信装置１００へデータを送信する動作、車載無線通信装置１００への送信データを他の路側無線通信装置へ中継する動作、などについては実施の形態１，２と同様とする。
【００８１】
つづいて、本実施の形態の路側無線通信装置３００−１〜３００−４の動作を説明する。なお、本実施の形態の路側無線通信装置３００−１〜３００−４の動作は同じであるため、ここでは路側無線通信装置３００−１の動作について説明する。
【００８２】
図１２に示した動作例において、交差点に進入する車載無線通信装置１００は、時刻t1においては交差点に設置された路側無線通信装置３００−１の路車間通信エリア３１２の外にいる。そのため、路側無線通信装置３００−１は、車載無線通信装置１００からのアップリンク信号を受信することができず、無線通信により車載無線通信装置１００の存在を検知することができない。次に、時刻t2において車載無線通信装置１００は路車間通信エリア３１２の圏内となるため、路側無線通信装置３００−１は車載無線通信装置１００からのアップリンク信号を受信可能となり、無線通信により車載無線通信装置１００の存在を検知できる。
【００８３】
図１３に示したように、路側無線通信装置３００−１は、車載無線通信装置１００からのアップリンク信号の受信を開始して車載無線通信装置１００を検知すると、中継通信をＯＮにする。すなわち、路側無線通信装置３００−１において、制御部３０５は、アップリンク信号を受信部３０４が復調して得られた受信データを受け取ると、中継送信部３０８を制御して中継動作を開始させる。この結果、路側無線通信装置３００−１は中継信号４０４を路側無線通信装置３００−４へ送信する。路側無線通信装置３００−４は、中継信号４０４を受信すると、中継通信をＯＮにして中継信号４０３を路側無線通信装置３００−３へ送信する。以下、同様にして、路側無線通信装置３００−３は、中継信号４０３を受信すると、中継送信部３０８をＯＮにするとともに中継信号４０２を送信し、路側無線通信装置３００−２は、中継信号４０２を受信すると、中継送信部３０８をＯＮにするとともに中継信号４０１を送信する。このように、各路側無線通信装置の中継送信部３０８が順次ＯＮとなっていく。
【００８４】
また、図１２では明示していないが車載無線通信装置１００が例えば交差点で左折し、路側無線通信装置３００−１から遠ざかる場合、路側無線通信装置３００−１は、車載無線通信装置１００が路車間通信エリア３１２の圏外となった時点で中継送信をＯＦＦにする。すなわち、路側無線通信装置３００−１において、制御部３０５は、受信部３０４から受信データが入力されなくなると、中継送信部３０８を制御して中継動作を終了させる。制御部３０５は、受信部３０４から受信データが入力されなくなった後、受信データが入力されない状態が規定時間継続した場合に中継送信部３０８による中継動作を終了させるようにしてもよい。路側無線通信装置３００−１と連携して動作している路側無線通信装置３００−２〜３００−４は、例えば、アップリンク信号が中継されてこなくなった場合に、中継動作を終了させる。
【００８５】
なお、路側無線通信装置３００−１が、中継通信をＯＦＦとしている状態で車載無線通信装置１００からアップリンク信号を受信して中継通信をＯＮにする場合について説明したが、路側無線通信装置３００−２〜３００−４も同様に、中継通信をＯＦＦとしている状態で車載無線通信装置１００からアップリンク信号を受信すると中継通信をＯＮにする。すなわち、路側無線通信装置３００−１〜３００−４は、中継通信がＯＦＦの場合、アップリンク信号を受信するか中継信号を受信すると中継通信をＯＮにする。また、路側無線通信装置３００−１〜３００−４は、中継通信をＯＮにした後、アップリンク信号および中継信号のいずれも受信しない状態になると、中継通信をＯＦＦにする。
【００８６】
本実施の形態の路側無線通信装置３００−１〜３００−４の動作フローは、例えば図１４に示したものとなる。
【００８７】
図１４に示したように、路側無線通信装置３００−１〜３００−４は、アップリンク信号または中継信号を受信したか否かを継続して監視しており（ステップＳ５１、ステップＳ５１：Ｎｏ）、アップリンク信号または中継信号を受信した場合（ステップＳ５１：Ｙｅｓ）、中継通信をＯＮにする（ステップＳ５２）。路側無線通信装置３００−１〜３００−４において、アップリンク信号または中継信号を受信したか否かの監視、およびセンサをＯＮにする制御は制御部３０５が行う。制御部３０５は、アップリンク信号の復調結果である受信データを受信部３０４から受け取ると、アップリンク信号を受信したと判断する。また、制御部３０５は、中継信号を受信したか否かを中継受信部３０７からの通知により判断する。中継受信部３０７は、中継信号を受信した場合、その旨を制御部３０５へ通知する。制御部３０５は、アップリンク信号または中継信号を受信したと判断すると、中継送信部３０８を制御して中継送信動作を開始させる。
【００８８】
次に、路側無線通信装置３００−１〜３００−４は、受信した信号、すなわちアップリンク信号または中継信号を他の路側無線通信装置へ中継する（ステップＳ５３）。ここで、路側無線通信装置３００−１〜３００−４は、アップリンク信号および中継信号を受信した場合、実施の形態１で説明した手順で中継信号を生成して送信する。すなわち、路側無線通信装置３００−１〜３００−４は、受信した中継信号に含まれているアップリンク信号のうち、中継する必要があるアップリンク信号と、車載無線通信装置１００から直接受信したアップリンク信号とを含んだ中継信号を生成して送信する。路側無線通信装置３００−１〜３００−４は、アップリンク信号のみを受信した場合、車載無線通信装置１００から直接受信したアップリンク信号のみを含んだ中継信号を生成して送信する。路側無線通信装置３００−１〜３００−４は、中継信号のみを受信した場合、受信した中継信号に含まれているアップリンク信号のうち、中継する必要があるアップリンク信号のみを含んだ中継信号を生成して送信する。路側無線通信装置３００−１〜３００−４において、中継信号の生成および送信は、中継送信部３０８が行う。
【００８９】
次に、路側無線通信装置３００−１〜３００−４は、アップリンク信号および中継信号のいずれも受信していない状態か否かを確認する（ステップＳ５４）。路側無線通信装置３００−１〜３００−４は、アップリンク信号および中継信号のいずれも受信していない状態の場合（ステップＳ５４：Ｙｅｓ）、中継通信をＯＦＦさせ（ステップＳ５５）、ステップＳ５１に戻る。路側無線通信装置３００−１〜３００−４は、アップリンク信号および中継信号の少なくとも一方を受信している場合（ステップＳ５４：Ｎｏ）、ステップＳ５３に戻る。路側無線通信装置３００−１〜３００−４において、アップリンク信号および中継信号のいずれも受信していない状態か否かの判断、および中継送信部３０８をＯＦＦさせる制御は制御部３０５が行う。制御部３０５は、アップリンク信号および中継信号のいずれも受信していない状態と判断すると、中継送信部３０８を制御して中継通信動作を終了させる。
【００９０】
なお、路側無線通信装置３００−１〜３００−４は、中継回線でアップリンク信号以外のデータ、例えば、センサ部３１０による検出結果を伝送する場合、中継通信をＯＦＦにするかわりに、中継信号の送信時間間隔を大きくする、送信電力を下げるなどといった処理により、アップリンク信号を中継しない場合の中継回線の動作率を下げる。
【００９１】
なお、図１２では、車載無線通信装置１００が１台のみの場合を図示したが、当然のことながら複数台の車載無線通信装置１００が存在してもよい。その場合、路側無線通信装置３００−１〜３００−４は、車載無線通信装置１００が路車間通信エリア３１２内に１台でも存在していれば中継通信をＯＮにし、１台も存在しない状態となった場合に中継通信をＯＦＦにするなどとすればよい。また、路側無線通信装置３００−１〜３００−４は、路車間通信エリア３１２内に存在する車載無線通信装置１００の台数がしきい値を超えた場合に中継通信をＯＮ、路車間通信エリア３１２内に存在する車載無線通信装置１００の台数がしきい値以下となった場合に中継通信をＯＦＦとする、などの制御を行うようにしてもよい。
【００９２】
図１２では、路車間通信エリア３１２を模式的に真円で記載しているが、当然ながらアンテナ特性、センサ特性や周囲の建築物の状態等によって様々な形状をとる。そのような場合であっても本実施の形態にかかる路側無線通信装置および路車間無線通信システムは適応可能である。
【００９３】
このように、本実施の形態の路側無線通信装置は、アップリンク信号および中継信号の少なくとも一方を受信している状態において、中継通信をＯＮさせることとした。これにより、必要なときのみ中継通信をＯＮにできるので、装置の低消費電力化を実現できる。
【００９４】
図１５は、実施の形態１〜４で説明した路側無線通信装置３００−１〜３００−４の各部を実現するハードウェア構成の一例を示す図である。路側無線通信装置３００−１〜３００−４の各部は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、システムＬＳＩ（Large  Scale  Integration）などのプロセッサ１１と、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）などで構成されるメモリ１２と、送信機１３と、受信機１４と、センサ１５と、ネットワークインタフェース１６とにより実現することが可能である。プロセッサ１１、メモリ１２、送信機１３、受信機１４、センサ１５、ネットワークインタフェース１６はバス１０に接続され、バス１０を介してデータ、制御情報などの受け渡しを相互に行うことが可能である。
【００９５】
制御部３０５は、メモリ１２に格納されている、制御部３０５として動作するためのプログラムをプロセッサ１１が実行することにより実現される。なお、複数のプロセッサおよび複数のメモリが連携し、制御部３０５を実現するようにしてもよい。送信部３０３および中継送信部３０８は、送信機１３により実現される。送信部３０３および中継送信部３０８を異なる送信機で実現するようにしてもよい。受信部３０４および中継受信部３０７は、受信機１４により実現される。受信部３０４および中継受信部３０７を異なる受信機で実現するようにしてもよい。センサ部３１０はセンサ１５により実現される。また、ネットワーク部３１１は、ネットワークインタフェース１６により実現される。
【００９６】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００９７】
１００  車載無線通信装置、２０１，２０２，２０３，２０４  アップリンク信号、３００−１，３００−２，３００−３，３００−４  路側無線通信装置、３０１  アンテナ、３０２  ＲＦスイッチ、３０３  送信部、３０４  受信部、３０５  制御部、３０６  中継用受信アンテナ、３０７  中継受信部、３０８  中継送信部、３０９  中継用送信アンテナ、３１０  センサ部、３１１  ネットワーク部、４０１，４０２，４０３，４０４  中継信号、１０  バス、１１  プロセッサ、１２  メモリ、１３  送信機、１４  受信機、１５  センサ、１６  ネットワークインタフェース。
【図１】
0006305366.tif 000002
【図２】
0006305366.tif 000003
【図３】
0006305366.tif 000004
【図４】
0006305366.tif 000005
【図５】
0006305366.tif 000006
【図６】
0006305366.tif 000007
【図７】
0006305366.tif 000008
【図８】
0006305366.tif 000009
【図９】
0006305366.tif 000010
【図１０】
0006305366.tif 000011
【図１１】
0006305366.tif 000012
【図１２】
0006305366.tif 000013
【図１３】
0006305366.tif 000014
【図１４】
0006305366.tif 000015
【図１５】
0006305366.tif 000016