(57)【要約】【課題】確実に劣化を検出することができる路車間通信及び車車間通信のための無線通信装置を提供する。【解決手段】通信エラー検出部１０６，２０６は、路車間通信プロトコル又は車車間通信プロトコルに従って他の無線通信装置と無線通信を行うときに、当該無線通信時の送受信されるデータに基づいて、上記プロトコルの所定層において定義された通信状態を示すパラメータを検出し、上記検出したパラメータを所定のしきい値と比較することによって、所定の通信エラーの種類、並びに、発生と発生回数との少なくとも１つを含む通信エラー情報を検出し、通信時間検出部１０７，２０７は、上記プロトコルの当該層での通信時間を検出し、故障予測検知部１０９，２０９は、上記通信エラー情報及び通信時間に基づいて通信故障率を算出して、路側機１及び車載器２の劣化を検出する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
路車間通信プロトコル又は車車間通信プロトコルに従って複数の無線通信装置が互いに無線通信を行う無線通信システムのための無線通信装置において、
上記プロトコルに従って他の無線通信装置と無線通信を行うときに、当該無線通信時の送受信されるデータに基づいて、上記プロトコルの所定層において定義された通信状態を示すパラメータを検出し、上記検出したパラメータを所定のしきい値と比較することによって、所定の通信エラーの種類、並びに、発生と発生回数との少なくとも１つを含む通信エラー情報を検出する通信エラー検出手段と、
上記プロトコルの当該層での通信時間を検出する通信時間検出手段と、
上記検出した通信エラー情報と、上記検出した通信時間とを含む履歴情報を記憶する記憶手段とを備えたことを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
上記記憶手段に記憶された履歴情報に基づいて、上記無線通信装置の劣化を検出し、上記検出した劣化情報を上記記憶手段に記憶する故障予測検知手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項３】
上記故障予測検知手段はさらに、上記履歴情報及び上記劣化情報を報知することを特徴とする請求項２記載の無線通信装置。
【請求項４】
上記故障予測検知手段は、上記通信エラーの発生回数を上記通信時間で除算して通信故障率を算出し、上記算出した通信故障率を所定のしきい値と比較することにより上記無線通信装置の劣化を検出することを特徴とする請求項２又は３記載の無線通信装置。
【請求項５】
上記通信エラー検出手段は、所定の複数種類の通信エラーと発生回数とを含む通信エラー情報を検出し、
上記故障予測検知手段は、上記通信エラーの種類毎に、上記検出した各通信エラーの発生回数に当該通信エラーの種類に対応する重みを乗算した後、上記各通信エラーの種類毎の乗算値を加算し、当該加算値を上記通信時間で除算して通信故障率を算出し、上記算出した通信故障率を所定のしきい値と比較することにより上記無線通信装置の劣化を検出することを特徴とする請求項２又は３記載の無線通信装置。
【請求項６】
上記故障予測検知手段はさらに、上記無線通信装置の累積通信時間に対する上記算出した通信故障率の変化率を算出して、上記算出した通信故障率の変化率に基づいて、上記通信故障率が所定のしきい値を超える時刻を推定することを特徴とする請求項４又は５記載の無線通信装置。
【請求項７】
上記故障予測検知手段は、上記検出した劣化情報と、上記記憶手段に記憶された履歴情報との少なくとも１つを、上記プロトコルに従って上記他の無線通信装置に送信することを特徴とする請求項２から６のうちのいずれか１つの請求項記載の無線通信装置。
【請求項８】
上記記憶手段は、上記記憶した履歴情報と、上記記憶した劣化情報との少なくとも１つを、上記プロトコルに従って上記他の無線通信装置に送信することを特徴とする請求項１から６のうちのいずれか１つの請求項記載の無線通信装置。
【請求項９】
上記無線通信装置は、
上記他の無線通信装置と無線通信を行うためのアンテナと、
上記他の無線通信装置に無線信号を送信する無線送信回路と、
上記他の無線通信装置から無線信号を受信する無線受信回路と、
上記無線送信回路の送信時における上記アンテナからの反射波のレベルと、上記無線受信回路の受信時における上記無線受信回路からの反射波のレベルとの少なくとも１つを測定し、上記測定した反射波のレベルを所定のしきい値と比較することにより、上記無線通信装置におけるインピーダンスの不整合を検出し、当該検出結果を含む検出情報を上記記憶手段に記憶するインピーダンス故障検出手段とをさらに備えたことを特徴とする請求項１から８のうちのいずれか１つの請求項記載の無線通信装置。
【請求項１０】
上記無線受信回路又は上記無線送信回路における所定の異常状態を検出し、当該異常状態の発生の有無を示すフラグを含む検出情報を上記記憶手段に記憶する故障検出手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１から９のうちのいずれか１つの請求項記載の無線通信装置。
【請求項１１】
上記無線受信回路と上記無線送信回路との少なくとも一方における所定の複数の異常状態を検出し、当該各異常状態の発生の有無を示す複数のフラグの論理積を算出し、上記複数のフラグ及び上記算出した論理積を含む検出情報を上記記憶手段に記憶する故障検出手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１から９のうちのいずれか１つの請求項記載の無線通信装置。
【請求項１２】
上記無線受信回路から出力される受信信号の振幅及び位相を検出し、上記検出した受信信号の振幅及び位相をそれぞれ、所定の規格で定義されたしきい値と比較することによって、上記受信信号を送信した他の無線通信装置の規格違反を検出し、当該規格違反の検出結果を含む検出情報を上記記憶手段に記憶する信号規格検出手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１から１１のうちのいずれか１つの請求項記載の無線通信装置。
【請求項１３】
路車間通信プロトコル又は車車間通信プロトコルに従って複数の無線通信装置が互いに無線通信を行う無線通信システムのための無線通信装置において、
他の無線通信装置と無線通信を行うためのアンテナと、
上記他の無線通信装置に無線信号を送信する無線送信回路と、
上記他の無線通信装置から無線信号を受信する無線受信回路と、
上記無線送信回路の送信時における上記アンテナからの反射波のレベルと、上記無線受信回路の受信時における上記無線受信回路からの反射波のレベルとの少なくとも１つを測定し、上記測定した反射波のレベルを所定のしきい値と比較することにより、上記無線通信装置におけるインピーダンスの不整合を検出し、当該検出結果を含む検出情報を記憶手段に記憶するインピーダンス故障検出手段とを備えたことを特徴とする無線通信装置。
【請求項１４】
路車間通信プロトコル又は車車間通信プロトコルに従って複数の無線通信装置が互いに無線通信を行う無線通信システムのための無線通信装置において、
他の無線通信装置と無線通信を行うためのアンテナと、
上記他の無線通信装置から無線信号を受信する無線受信回路と、
上記無線受信回路から出力される受信信号の振幅及び位相を検出し、上記検出した受信信号の振幅及び位相をそれぞれ、所定の規格で定義されたしきい値と比較することによって、上記受信信号を送信した他の無線通信装置の規格違反を検出し、当該規格違反の検出結果を含む検出情報を記憶手段に記憶する信号規格検出手段とを備えたことを特徴とする無線通信装置。
【請求項１５】
上記記憶手段は、上記記憶した検出情報を、上記プロトコルに従って上記他の無線通信装置に送信することを特徴とする請求項９から１４のうちのいずれか１つの請求項記載の無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＤＳＲＣ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ  Ｓｈｏｒｔ  Ｒａｎｇｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）を用いる路車間通信並びに自動料金収受システム（ＥＴＣ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｔｏｌｌ  Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）（登録商標）などに利用される路車間通信のための無線通信装置、及び自動車間で車両情報などを交換する車車間通信のための無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
路車間通信を代表するＥＴＣが運用されて約１０年が経過し、ユーザが使用しているＥＴＣ車載器の劣化による通信エラーが増加し、ＥＴＣ全体での通信エラーの増加が懸念されている。また近年、ＤＳＲＣを用いた路車間通信によるサービスが提供されており、ユーザが使用しているＤＳＲＣ車載器が劣化することによって通信エラーが増加することも懸念されている。
【０００３】
例えば特許文献１は、ＥＴＣ車載器が路側機との通信中における受信電力を検出し、検出された受信電力をデータベースに格納されている異常判定データの異常判定しきい値と比較して、ＥＴＣ車載器の受信系に異常があるか否かを判定する方法を開示しており、これによって、ＥＴＣ車載器側だけでＥＴＣ車載器の異常を検出することができ、完全に通信ができなくなる前にＥＴＣ車載器を改善することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２０９００４号公報。
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】社団法人電波産業会，狭域通信（ＤＳＲＣ）システム標準規格，ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｔ７５，1．５版，平成２０年１２月。
【非特許文献２】社団法人電波産業会，狭域通信（ＤＳＲＣ）アプリケーションサブレイヤ標準規格，ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｔ８８，１．１版，平成１９年１２月。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のＥＴＣ車載器は、受信電力のみでＥＴＣ車載器の異常を判定しているので、他の原因によるＥＴＣ車載器の劣化を検出することができない。
【０００７】
本発明の目的は以上の問題を解決し、確実に劣化を検出することができる路車間通信及び車車間通信のための無線通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る無線通信装置は、路車間通信プロトコル又は車車間通信プロトコルに従って複数の無線通信装置が互いに無線通信を行う無線通信システムのための無線通信装置において、
上記プロトコルに従って他の無線通信装置と無線通信を行うときに、当該無線通信時の送受信されるデータに基づいて、上記プロトコルの所定層において定義された通信状態を示すパラメータを検出し、上記検出したパラメータを所定のしきい値と比較することによって、所定の通信エラーの種類、並びに、発生と発生回数との少なくとも１つを含む通信エラー情報を検出する通信エラー検出手段と、
上記プロトコルの当該層での通信時間を検出する通信時間検出手段と、
上記検出した通信エラー情報と、上記検出した通信時間とを含む履歴情報を記憶する記憶手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、路車間通信プロトコル又は車車間通信プロトコルの所定層において定義された通信状態を示すパラメータを検出し、上記検出したパラメータを所定のしきい値と比較することによって、所定の通信エラーの種類、並びに、発生と発生回数との少なくとも１つを含む通信エラー情報を検出し、かつ上記プロトコルの当該層での通信時間を検出して、無線通信装置の通信故障率を算出し、上記通信故障率を所定のしきい値と比較することにより上記無線通信装置の劣化を検出して報知するので、上記無線通信装置のユーザに上記無線通信装置の劣化を報知して、上記無線通信装置の更新を促進し、路車間通信システム又は車車間通信システムの通信エラーの増加を抑制することができ、路車間通信システム又は車車間通信システム全体の健全性を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る路側機１、車載器２、外部機器３、及び外部機器４を示すブロック図である。
【図２】図１の路側機１の構成を示すブロック図である。
【図３】図１の車載器２の構成を示すブロック図である。
【図４】図１の路側機１及び図１の車載器２が路車間通信プロトコルに従って初期接続を行うときのメッセージシーケンス図である。
【図５】変調方式としてＡＳＫ変調方式を使用する場合の図１のＦＣＭＣ、ＡＣＴＣ、ＭＤＣ、及びＡＣＫＣのフォーマットを示す図である。
【図６】図１の路側機１のプロトコルの階層構造、及びプロトコルの各層で定義された通信状態を示すパラメータを示すブロック図である。
【図７】図１の車載器２のプロトコルの階層構造、及びプロトコルの各層で定義された通信状態を示すパラメータを示すブロック図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る車載器２ａの構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施の形態３に係る車載器２ｂの構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の実施の形態４に係る路側機１ａの構成を示すブロック図である。
【図１１】図１０の反射波取得回路１３１の構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の実施の形態４の変形例に係るインピーダンス故障検出部１３０ａの構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の実施の形態５に係る路側機１ｂの構成を示すブロック図である。
【図１４】本発明の実施の形態６に係る車載器２のプロトコルの階層構造、及びプロトコルの各層で定義された通信状態を示すパラメータを示すブロック図である。
【図１５】本発明の実施の形態７に係る車載器２ｅの構成を示すブロック図である。
【図１６】図１５のモデム２０３ｅに入力されるＡＳＫ受信信号の電圧、及び図１５のＡ／Ｄコンバータ２５１に入力されるＡＳＫ再生信号の電圧を示すグラフである。
【図１７】本発明の実施の形態８に係る車載器で受信されるＱＰＳＫ再生信号の信号点を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る路側機１、車載器２、外部機器３、及び外部機器４を示すブロック図である。路側機１はアンテナ１００を備えて構成され、車載器２はアンテナ２００を備えて構成される。路側機１は、詳細後述する路車間通信プロトコルに従って車載器２と無線通信を行い、車載器２は、路車間通信プロトコルに従って路側機１と無線通信を行う。また、図１に示すように、路側機１は、例えばイーサネット（登録商標）などのネットワークインタフェースを用いて有線接続により外部機器４に接続されてもよい。外部機器４は、例えば料金所のサーバであり、路側機１から送信されるデータを受信して、例えば液晶ディスプレイである表示装置４ａに表示する。なお、路側機１と外部機器４とは、例えばＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ、及びＩＥＥＥ８０２．１１ｇなどの無線ＬＡＮ規格を用いて無線接続により接続されてもよい。さらに、車載器２は、例えばシリアルインターフェースなどの有線接続により外部機器３に接続されてもよい。外部機器３は、例えばカーナビゲーションであり、車載器２から送信されるデータを受信して、例えば液晶ディスプレイである表示装置３ａに表示する。なお、車載器２と外部機器３とは、例えばブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）（登録商標）などの無線接続により接続されてもよい。
【００１２】
実施の形態１に係る路側機１は、路車間通信プロトコルに従って複数の路側機及び車載器が互いに無線通信を行う無線通信システムのための路側機１において、上記プロトコルに従って他の車載器と無線通信を行うときに、当該無線通信時の送受信されるデータに基づいて、上記プロトコルの所定層において定義された通信状態を示すパラメータを検出し、上記検出したパラメータを所定のしきい値と比較することによって、所定の通信エラーの種類、並びに、発生と発生回数との少なくとも１つを含む通信エラー情報を検出する通信エラー検出部１０６と、上記プロトコルの当該層での通信時間を検出する通信時間検出部１０７と、上記検出した通信エラー情報と、上記検出した通信時間とを含む履歴情報を記憶するデータベース１０８と、データベース１０８に記憶された履歴情報に基づいて、路側機１の劣化を検出し、上記検出した劣化情報をデータベース１０８に記憶しかつ報知する故障予測検知部１０９とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、実施の形態１に係る車載器２は、路車間通信プロトコルに従って複数の路側機及び車載器が互いに無線通信を行う無線通信システムのための車載器２において、上記プロトコルに従って他の路側機と無線通信を行うときに、当該無線通信時の送受信されるデータに基づいて、上記プロトコルの所定層において定義された通信状態を示すパラメータを検出し、上記検出したパラメータを所定のしきい値と比較することによって、所定の通信エラーの種類、並びに、発生と発生回数との少なくとも１つを含む通信エラー情報を検出する通信エラー検出部２０６と、上記プロトコルの当該層での通信時間を検出する通信時間検出部２０７と、上記検出した通信エラー情報と、上記検出した通信時間とを含む履歴情報を記憶するデータベース２０８と、データベース２０８に記憶された履歴情報に基づいて、車載器２の劣化を検出し、上記検出した劣化情報をデータベース２０８に記憶しかつ報知する故障予測検知部２０９とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
ここで、路車間通信プロトコルの概要について説明する。路車間通信プロトコルは、非特許文献１及び非特許文献２で規定されたＤＳＲＣであり、路側機１と車載器２との間の通信のためのプロトコルである。路側機１から車載器２への通信をダウンリンクといい、車載器２から路側機１への通信をアップリンクという。また、ＤＳＲＣでは、変調方式として、ＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）変調方式、又はπ／４シフトＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）変調方式を用いる。図４は、図１の路側機１及び図１の車載器２がＤＳＲＣに従って初期接続を行うときのメッセージシーケンス図である。
【００１５】
最初に、路側機１は、路側機１のフレーム構成等の通信制御情報等が付加されたＦＣＭＣ（フレームコントロールメッセージチャネル）を車載器２に送信する。車載器２は、ＦＣＭＣを受信して通信制御情報を解釈した後、リンク接続のための車載器２のリンクアドレスが付加されたＡＣＴＣ（アクチベーションチャネル）を路側機１に送信する。次いで、路側機１は、受信したＡＣＴＣに基づいて、サービス可能なアプリケーションリストなどの路側機１自身の情報を表すＢＳＴ（Ｂｅａｃｏｎ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｔａｂｌｅ）を含むＭＤＣ（メッセージデータチャネル）を車載器２に送信する。車載器２は、ＢＳＴの受信に応答してＡＣＫＣ（アックチャネル）を路側機１に送信し、続いてＢＳＴに記載されたアプリケーションに対応した返答を表すＶＳＴ（Ｖｅｈｉｃｌｅ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｔａｂｌｅ）を含むＭＤＣを路側機１に送信する。路側機１は、ＶＳＴの受信に応答してＡＣＫＣを車載器１に送信する。以上により、路側機１及び車載器２は、使用するアプリケーション（例えばＥＴＣなど）を確定し、路側機１と車載器２との間の初期接続が確立する。
【００１６】
初期接続が確立すると、路側機１及び車載器２は、アプリケーションの仕様に従って、ＭＤＣを用いてデータを送受信し、ＡＣＫＣを用いてアック（Ａｃｋ）又はナック（Ｎａｃｋ）を送受信して、アプリケーション通信を実行する。以下、路側機１と車載器２との間の通信において、初期接続の開始から、アプリケーション通信の終了までの期間を「通信期間」という。
【００１７】
図５は、変調方式としてＡＳＫ変調方式を使用する場合の図１のＦＣＭＣ、ＡＣＴＣ、ＭＤＣ、及びＡＣＫＣのフォーマットを示す図である。
【００１８】
ＦＣＭＣは、２オクテットのプリアンブルＰＲ１１と、フレーム同期のための４オクテットのユニークワードＵＷ１  １２と、Ｌ１層の伝送チャネル属性を示す２オクテットのＳＩＧ１３と、識別番号を示す１オクテット識別番号フィールドＦＩＤ１４と、ＦＣＭＣのチャネル制御情報を示す１オクテットのフレーム構成情報フィールドＦＳＩ１５と、時間パラメータを示す１オクテットのリリースタイマ情報フィールドＲＬＴ１６と、基地局が提供可能なアプリケーションを示す７オクテットのサービスアプリケーション情報フィールドＳＣ１７と、最大８個含まれてもよい５オクテットのスロット制御情報フィールドＳＣＩ（１）１８−１〜ＳＣＩ（８）１８−８と、誤り検査のための２オクテットの誤り検出符号ＣＲＣ１９とで構成される。スロット制御情報フィールドＳＣＩ（１）１８−１は、スロット割り当て用の１オクテットの制御情報サブフィールドＣＩ（１）１８−１Ｃ、及びリンクアドレスを示す４オクテットのリンクアドレスフィールド（１）１８−１Ｌで構成され、他のスロット制御情報フィールドＳＣＩ（２）１８−２〜ＳＣＩ（８）１８−８も同様の構成を有する。
【００１９】
ＡＣＴＣは、２オクテットのプリアンブルＰＲ２１と、フレーム同期のための２オクテットのユニークワードＵＷ２  ２２と、識別番号を示す１オクテット識別番号フィールドＦＩＤ２３と、リンクアドレスを示す４オクテットのリンクアドレスフィールドＬＩＤ２４と、移動局からの初期接続要求のための情報を表す１オクテットのリンク要求情報フィールドＬＲＩ２５と、誤り検査のための２オクテットの誤り検出符号ＣＲＣ２６とで構成される。
【００２０】
ＭＤＣは、２オクテットのプリアンブルＰＲ３１と、フレーム同期のための２オクテットのユニークワードＵＷ２  ３２と、６７オクテットのＭＡＣ副層プロトコルデータ単位ＭＰＤＵ３３と、誤り検査のための２オクテットの誤り検出符号ＣＲＣ３４とで構成される。ＭＡＣ副層プロトコルデータ単位ＭＰＤＵ３３は、２オクテットのＭＡＣ制御フィールドＭＡＣ３５、及び６５オクテットのリンクプロトコルデータ単位ＬＰＤＵ３６で構成される。
【００２１】
ＡＣＫＣは、２オクテットのプリアンブルＰＲ４１と、フレーム同期のための２オクテットのユニークワードＵＷ２  ４２と、アック又はナックを示す１オクテットの受信確認情報フィールドＡＩ４３と、誤り検査のための２オクテットの誤り検出符号ＣＲＣ４４とで構成される。
【００２２】
図６は、図１の路側機１のプロトコルの階層構造、及びプロトコルの各層で定義された通信状態を示すパラメータを示すブロック図であり、図７は、図１の車載器２のプロトコルの階層構造、及びプロトコルの各層で定義された通信状態を示すパラメータを示すブロック図である。路側機１のプロトコル及び車載器２のプロトコルはともに、Ｌ１層、Ｌ２層、Ｌ７層、ＡＳＬ層（アプリケーションサブレイヤ層）、ＡＰ層（アプリケーション層）で構成される。Ｌ１層は物理層であり、電波の質及び変復調方式を決定している。Ｌ２層はデータリンク層であり、メディアアクセス制御を行い、フレーム構成及びフレーム通信などの通信リンクを維持する。Ｌ７層はアプリケーション層であり、通信手順を定め、トランザクションを維持管理する。ＡＳＬ層はＬ７層及びＡＰ層を拡張補完するプロトコル層である。ＡＰ層にはＤＳＲＣの基本６アプリケーションと呼ばれる、車載器指示応答、車載器メモリアクセス、ＩＣカードアクセス、プッシュ型情報配信、車載器ＩＤ通信、車載器基本指示のＡＰＩが用意されており、これらのＡＰＩを組み合わせたアプリケーション及びカーナビゲーションとの通信、ネットワーク機器との通信、画像転送、音声発話などの複数のアプリケーションが実装されている。ＤＳＲＣ標準規格では、プロトコルの各層に通信状態を示すパラメータを定義しており、通信時にパラメータの値が更新される。まず、路側機１のプロトコルの各層で定義されたパラメータについて説明する。
【００２３】
路側機１のプロトコルのＬ１層では、送信信号の信号レベルを示す送信レベルＳＩＧ＿ＬＥＶＥＬ１、受信信号の信号レベルを示す受信レベルＳＩＧ＿ＬＥＶＥＬ２、及びＭＤＣフォーマットのユニークワードを示すＭＤＣユニークワードＵＷ２が定義されている。送信レベルＳＩＧ＿ＬＥＶＥＬ１は、無線信号を送信する毎に送信した信号の信号レベルを示す値に更新され、受信レベルＳＩＧ＿ＬＥＶＥＬ２は、無線信号を受信する毎に受信した信号の信号レベルを示す値に更新され、ＭＤＣユニークワードＵＷ２は、ＭＤＣを受信する毎にＭＤＣフォーマットのユニークワードの位置に対応する１６ビットのビット列の値に更新される。
【００２４】
路側機１のプロトコルのＬ２層では、ＭＤＣフォーマット中のＣＲＣを用いた検査結果が誤りとなった回数とＦＣＭＣフォーマット中のＣＲＣを用いた検査結果が誤りとなった回数との和を示すＣＲＣ検査誤り回数ＣＲＣ＿ＥＲＲ、ダウンリンク方向の再送回数を示すダウンリンク方向リトライカウンタＮＦＲ１、アップリンク方向の再送回数を示すアップリンク方向リトライカウンタＮＦＲ２、及び車載器２の送信待ちの状況を示す移動局状態ＴＲ＿ＳＴＡＴＵＳが定義されている。ＣＲＣ検査誤り回数ＣＲＣ＿ＥＲＲは、初期接続開始時に０にリセットされ、路側機１が車載器２からデータを受信し、ＣＲＣ検査の結果が誤りとなる毎にインクリメントされる。ダウンリンク方向リトライカウンタＮＦＲ１は、初期接続開始時に０にリセットされ、路側機１が車載器２にデータを再送する毎にインクリメントされる。アップリンク方向リトライカウンタＮＦＲ２は、初期接続開始時に０にリセットされ、路側機１が車載器２から正しくデータを受信できなった場合毎にインクリメントされる。移動局状態ＴＲ＿ＳＴＡＴＵＳは、車載器２において送信待ちである送信データの数が、所定のしきい値以上のときにビジーとなり、所定のしきい値未満のときにアイドルとなる。
【００２５】
路側機１のプロトコルのＬ７層では、路側機１の製造者を示す製造者番号ｍａｎ＿ｉｄが定義されている。製造者番号ｍａｎ＿ｉｄは、路側機１が製造されたときに製造者を示す値に設定される。
【００２６】
路側機１のプロトコルのＡＳＬ層では、ＡＳＬ層で使用されるデータに対するチェックサムを用いた誤り検査の結果が誤りとなった回数を示すチェックサムエラー回数ＣＳ＿ＥＲＲが定義されている。チェックサムエラー回数ＣＳ＿ＥＲＲは、初期接続開始時に０にリセットされ、路側機１が車載器２からデータを受信し、チェックサム検査の結果が誤りとなる毎にインクリメントされる。
【００２７】
次に、車載器２のプロトコルの各層で定義されたパラメータについて説明する。車載器２のプロトコルのＬ１層では、受信信号の信号レベルを示す受信レベルＳＩＧ＿ＬＥＶＥＬ１、ＦＣＭＣフォーマットのユニークワードを示すＦＣＭＣユニークワードＵＷ１、及びＭＤＣフォーマットのユニークワードを示すＭＤＣユニークワードＵＷ２が定義されている。受信レベルＳＩＧ＿ＬＥＶＥＬ２は、無線信号を受信する毎に受信した信号の信号レベルを示す値に更新される。ＦＣＭＣユニークワードＵＷ１は、ＦＣＭＣを受信する毎にＦＣＭＣフォーマットのユニークワードの位置に対応する３２ビットのビット列の値に更新される。ＭＤＣユニークワードＵＷ２は、ＭＤＣを受信する毎にＭＤＣフォーマットのユニークワードの位置に対応する１６ビットのビット列の値に更新される。
【００２８】
車載器２のプロトコルのＬ２層では、ＭＤＣフォーマット中のＣＲＣを用いた検査結果が誤りとなった回数とＦＣＭＣフォーマット中のＣＲＣを用いた検査結果が誤りとなった回数との和を示すＣＲＣ検査誤り回数ＣＲＣ＿ＥＲＲ、ＡＣＴＣの送信回数を示すリンク要求カウンタＮＲＱ、アップリンク方向の再送回数を示すアップリンク方向リトライカウンタＮＭＲ、及び路側機１の送信待ちの状況を示す基地局状態ＴＲ＿ＳＴＡＴＵＳが定義されている。ＣＲＣ検査誤り回数ＣＲＣ＿ＥＲＲは、初期接続開始時に０にリセットされ、車載器２が路側機１からデータを受信し、ＣＲＣ検査の結果が誤りとなる毎にインクリメントされる。リンク要求カウンタＮＲＱは、初期接続を行うときに車載器２が路側機１にＡＣＴＣを最初に送信したときに１にセットされ、車載器２が路側機１にＡＣＴＣを再送する毎にインクリメントされる。アップリンク方向リトライカウンタＮＭＲは、初期接続開始時に０にリセットされ、車載器２が路側機１にＭＰＤＵを送信し、路側機１からアックを受信できなった場合毎にインクリメントされる。移動局状態ＴＲ＿ＳＴＡＴＵＳは、路側機１において送信待ちである送信データの数が、所定のしきい値以上のときにビジーとなり、所定のしきい値未満のときにアイドルとなる。
【００２９】
車載器２のプロトコルのＬ７層では、車載器２の製造者を示す製造者番号ｍａｎ＿ｉｄが定義されている。製造者番号ｍａｎ＿ｉｄは、車載器２が製造されたときに製造者を示す値に設定される。
【００３０】
車載器２のプロトコルのＡＳＬ層では、ＡＳＬ層で使用されるデータに対するチェックサムを用いた誤り検査の結果が誤りとなった回数を示すチェックサムエラー回数ＣＳ＿ＲＲが定義されている。ＣＲＣ検査誤り回数ＣＲＣ＿ＥＲＲは、初期接続開始時に０にリセットされ、車載器２が路側機１からデータを受信し、チェックサム検査の結果が誤りとなる毎にインクリメントされる。
【００３１】
本実施の形態では、詳細後述するように、これらのパラメータの値を所定のしきい値と比較することによって路側機１及び車載器２の通信エラーを検出する。
【００３２】
図２は、図１の路側機１の構成を示すブロック図である。図２において、路側機１は、アンテナ１００と、ダイプレクサＤＰ１００と、無線受信回路１０１と、無線送信回路１０２と、モデム１０３と、インターフェース１０４と、プロトコル処理部１０５と、通信エラー検出部１０６と、通信時間検出部１０７と、データベース１０８と、故障予測検知部１０９と、表示部１１１とを備えて構成される。なお、路側機１は、ダイプレクサＤＰ１００に代えて、サーキュレータを備えて構成されてもよい。
【００３３】
無線受信回路１０１は、無線信号を車載器１からアンテナ１００及びダイプレクサＤＰ１００を介して受信する。無線送信回路１０２は、無線信号を車載器１にダイプレクサＤＰ１００及びアンテナ１００を介して送信する。モデム１０３は、無線受信回路１０１から出力される無線信号を復調してデータを抽出し、インターフェース１０４を介してプロトコル処理部１０５に出力し、かつプロトコル処理部１０５からインターフェース１０４を介して出力されるデータに従って搬送波を変調して無線信号を発生し、無線送信回路１０２に出力する。インターフェース１０４は、データバス、ＲＳ４２２、光ファイバなどを用いて、モデム１０３とプロトコル処理部１０５との間の信号変換を行うことによりインターフェース処理を行うインターフェース回路である。なお、モデム１０３とプロトコル処理部１０５との間の信号変換が必要ない場合、路側機１は、インターフェース１０４を備えずに構成されてもよい。
【００３４】
プロトコル処理部１０５は、プロセッサ１０５ｐ及びメモリ１０５ｍを備えて構成され、インターフェース１０４を介してモデム１０３からデータを受信し、路車間通信プロトコルに従ってデータを処理することにより、上述した路車間通信プロトコルの各層から得られるパラメータをメモリ１０５ｍに記憶するとともに通信エラー検出部１０６に出力し、かつ通信期間の開始時刻、通信期間の終了時刻、及び路車間通信プロトコルの各層において、処理を開始した時刻、処理を終了した時刻、並びに処理にかかった時間（以下、それぞれ、通信処理開始時刻、通信処理終了時刻、及び通信時間という。）を通信時間検出部１０７に出力する。また、プロトコル処理部１０５は、後述する故障予測検知部１０９からのデータを路車間通信プロトコルに従って処理し、処理したデータをインターフェース１０４を介してモデム１０３に出力する。
【００３５】
通信エラー検出部１０６は、プロセッサ１０６ｐ及びメモリ１０６ｍを備えて構成され、通信期間の間に上述した路側機１のプロトコルのパラメータをプロトコル処理部１０５から受信してメモリ１０６ｍに記憶し、記憶したパラメータを所定のしきい値と比較して、発生した通信エラーの種類、各通信エラーの発生回数、各通信エラーの発生の有無を示すフラグ、及び製造者番号を含む通信エラー情報をデータベース１０８に記録する。次に、通信エラー検出部１０６において検出する通信エラー、及び各通信エラーの検出方法について説明する。
【００３６】
（１）送信レベルの低下：通信エラー検出部１０６は、通信期間の間に、送信レベルＳＩＧ＿ＬＥＶＥＬ１が更新される毎に送信レベルＳＩＧ＿ＬＥＶＥＬ１を受信して、送信レベルＳＩＧ＿ＬＥＶＥＬ１が所定のしきい値未満となったときに送信レベルの低下が発生したことを検出する。次いで、通信エラー検出部１０６は、送信レベルの低下の発生回数ＥＲＲ１、及び送信レベルの低下の発生を示すフラグＥＦ１をデータベース１０８に記録する。ここで、送信レベルの低下が１回以上発生したときは、フラグＥＦ１＝０であり、送信レベルの低下が発生しなかったときは、フラグＥＦ１＝１である。
【００３７】
（２）受信レベルの低下：通信エラー検出部１０６は、通信期間の間に、受信レベルＳＩＧ＿ＬＥＶＥＬ２が更新される毎に受信レベルＳＩＧ＿ＬＥＶＥＬ２を受信して、受信レベルＳＩＧ＿ＬＥＶＥＬ２が所定のしきい値未満となったときに受信レベルの低下が発生したことを検出する。次いで、通信エラー検出部１０６は、受信レベルの低下の発生回数ＥＲＲ２、及び受信レベルの低下の発生を示すフラグＥＦ２をデータベース１０８に記録する。ここで、受信レベルの低下が１回以上発生したときは、フラグＥＦ２＝０であり、受信レベルの低下が発生しなかったときは、フラグＥＦ２＝１である。
【００３８】
（３）ユニークワードの未受信：通信エラー検出部１０６は、通信期間の間に、ＭＤＣユニークワードＵＷ２が更新される毎にＭＤＣユニークワードＵＷ２を受信して、ＭＤＣユニークワードＵＷ２が所定のビット列を示すしきい値と異なるときにユニークワードの未受信が発生したことを検出する。次いで、通信エラー検出部１０６は、ユニークワードの未受信の発生回数ＥＲＲ３、及びユニークワードの未受信の発生を示すフラグＥＦ３をデータベース１０８に記録する。ここで、ユニークワードの未受信が１回以上発生したときは、フラグＥＦ３＝０であり、ユニークワードの未受信が発生しなかったときは、フラグＥＦ３＝１である。
【００３９】
（４）ＣＲＣ検査誤り回数の超過：通信エラー検出部１０６は、通信期間終了時に、ＣＲＣ検査誤り回数ＣＲＣ＿ＥＲＲを受信して、ＣＲＣ検査誤り回数ＣＲＣ＿ＥＲＲが所定のしきい値以上であるときにＣＲＣ検査誤り回数の超過が発生したことを検出する。次いで、通信エラー検出部１０６は、ＣＲＣ検査誤り回数の超過の発生回数ＥＲＲ４、及びＣＲＣ検査誤り回数の超過の発生を示すフラグＥＦ４をデータベース１０８に記録する。ここで、ＣＲＣ検査誤り回数の超過が発生したときは、発生回数ＥＲＲ４＝１かつフラグＥＦ４＝０であり、ＣＲＣ検査誤り回数の超過が発生しなかったときは、発生回数ＥＲＲ４＝０かつフラグＥＦ４＝１である。
【００４０】
（５）ダウンリンク方向リトライカウンタ値の超過：通信エラー検出部１０６は、通信期間終了時に、ダウンリンク方向リトライカウンタＮＦＲ１を受信して、ダウンリンク方向リトライカウンタＮＦＲ１が所定のしきい値以上であるときにダウンリンク方向リトライカウンタ値の超過が発生したことを検出する。次いで、通信エラー検出部１０６は、ダウンリンク方向リトライカウンタ値の超過の発生回数ＥＲＲ５、及びダウンリンク方向リトライカウンタ値の超過の発生を示すフラグＥＦ５をデータベース１０８に記録する。ここで、ダウンリンク方向リトライカウンタ値の超過が発生したときは、発生回数ＥＲＲ５＝１かつフラグＥＦ５＝０であり、ダウンリンク方向リトライカウンタ値の超過が発生しなかったときは、発生回数ＥＲＲ５＝０かつフラグＥＦ５＝１である。
【００４１】
（６）アップリンク方向リトライカウンタ値の超過：通信エラー検出部１０６は、通信期間終了時に、アップリンク方向リトライカウンタＮＦＲ２を受信して、アップリンク方向リトライカウンタＮＦＲ２が所定のしきい値以上であるときにアップリンク方向リトライカウンタ値の超過が発生したことを検出する。次いで、通信エラー検出部１０６は、アップリンク方向リトライカウンタ値の超過の発生回数ＥＲＲ６、及びアップリンク方向リトライカウンタ値の超過の発生を示すフラグＥＦ６をデータベース１０８に記録する。ここで、アップリンク方向リトライカウンタ値の超過が発生したときは、発生回数ＥＲＲ６＝１かつフラグＥＦ６＝０であり、アップリンク方向リトライカウンタ値の超過が発生しなかったときは、発生回数ＥＲＲ６＝０かつフラグＥＦ６＝１である。
【００４２】
（７）車載器のビジー：通信エラー検出部１０６は、通信期間の間に、移動局状態ＴＲ＿ＳＴＡＴＵＳが更新される毎に移動局状態ＴＲ＿ＳＴＡＴＵＳを受信して、移動局状態ＴＲ＿ＳＴＡＴＵＳがビジーであるときに車載器のビジーが発生したことを検出する。次いで、通信エラー検出部１０６は、車載器のビジーの発生回数ＥＲＲ７、及び車載器のビジーの発生を示すフラグＥＦ７をデータベース１０８に記録する。ここで、車載器のビジーが１回以上発生したときは、フラグＥＦ７＝０であり、車載器のビジーが発生しなかったときは、フラグＥＦ７＝１である。
【００４３】
（８）チェックサム検査誤り回数の超過：通信エラー検出部１０６は、通信期間終了時に、チェックサムエラー回数ＣＳ＿ＥＲＲを受信して、チェックサムエラー回数ＣＳ＿ＥＲＲが所定のしきい値以上であるときにチェックサム検査誤り回数の超過が発生したことを検出する。次いで、通信エラー検出部１０６は、チェックサム検査誤り回数の超過の発生回数ＥＲＲ８、及びチェックサム検査誤り回数の超過の発生を示すフラグＥＦ８をデータベース１０８に記録する。ここで、チェックサム検査誤り回数の超過が発生したときは、発生回数ＥＲＲ８＝１かつフラグＥＦ８＝０であり、チェックサム検査誤り回数の超過が発生しなかったときは、発生回数ＥＲＲ８＝０かつフラグＥＦ８＝１である。
【００４４】
なお、通信エラー検出部１０６では、上述した通信エラーに限らず、他の通信エラーを検出してもよい。また、通信エラー検出部１０６がプロトコル処理部１０５から車載器２の緯度経度などの位置情報を受信した場合、通信エラー検出部１０６は、車載器２の位置情報をデータベース１０８に記録してもよい。さらに、通信エラー検出部１０６は、フラグＥＦ１〜ＥＦ８の論理積を算出して、その結果を通信エラー情報に含めてデータベース１０８に記録してもよい。論理積の結果は、上述した通信エラーのうちの少なくとも１つが発生した場合に０となり、すべての通信エラーが発生しなかった場合に１となる。なお、通信エラー検出部１０６は、１つの通信エラーのみを検出してもよく、その場合は、フラグの論理積を算出しない。
【００４５】
通信時間検出部１０７は、プロトコル処理部１０５からの通信期間の開始時刻、通信期間の終了時刻、及び路車間通信プロトコルの各層での通信処理開始時刻、通信処理終了時刻、並びに通信時間をデータベース１０８に記録する。ここで、Ｌ１層の通信時間をｔ１、Ｌ２層の通信時間をｔ２、Ｌ７層の通信時間をｔ３、ＡＳＬ層の通信時間をｔ４、ＡＰ層の通信時間をｔ５とする。また、通信時間検出部１０７によってデータベース１０８に記録される情報を時間情報といい、通信エラー検出部１０６によって検出される通信エラー情報と時間情報とを併せて履歴情報という。
【００４６】
データベース１０８はメモリなどの記憶装置で構成され、上述した通信エラー検出部１０６からの発生した通信エラーの種類、各通信エラーの発生回数、各通信エラーの発生の有無を示すフラグ、製造者番号、並びに車載器２の位置情報、及び通信時間検出部１０７からの通信期間の開始時刻、通信期間の終了時刻、路車間通信プロトコルの各層での通信処理開始時刻、通信処理終了時刻、並びに通信時間、及び後述する故障予測検知部１０９からの劣化情報を記憶する。以下、データベース１０８が記憶している情報を履歴データという。なお、データベース１０８は、これらの履歴データを複数の通信期間にわたって累積して記憶してもよく、通信期間毎にワンタイムの通信ログとして記憶してもよい。
【００４７】
故障予測検知部１０９は、データベース１０８に記憶された各通信エラーの発生回数ＥＲＲ１〜ＥＲＲ８、及び路車間通信プロトコルの各層での通信時間ｔ１〜ｔ５に基づいて、詳細後述するように、路側機１の通信故障率Ｐｒｓｕ、路側機１の故障判定結果（故障である、故障でないの２値）、路側機１の通信信頼度（路側機１の通信故障率Ｐｒｓｕの逆数）、故障発生時刻の推定、及び故障発生箇所の推定のうちの少なくとも１つを含む情報（以下、「劣化情報」という。）を算出し、データベース１０８に記録する。また、故障予測検知部１０９は、データベース１０８に記憶された履歴データを読み出して、表示部１１１に出力する、又はプロトコル処理部１０５を介して車載器２に送信する。なお、故障予測検知部１０９は算出した劣化情報をデータベース１０８に記録する前に表示部１１１に出力する、又はプロトコル処理部１０５を介して車載器２に送信してもよい。
【００４８】
履歴データを受信した車載器２は、履歴データを表示部２１１に表示する。ここで、履歴データの中には、製造者番号毎に、通信エラーの種類、各通信エラーの発生回数、各通信エラーの発生の有無を示すフラグ、並びに車載器２の位置情報、及び通信時間検出部１０７からの通信期間の開始時刻、通信期間の終了時刻、路車間通信プロトコルの各層での通信処理開始時刻、通信処理終了時刻、並びに通信時間、故障予測検知部１０９からの劣化情報を含むデータを含むので、例えば表示された履歴データに基づいて、故障が発生し又は予測される路側機１を特定してその所有者又はユーザに対して警告を与えて、当該路側機１を修理し又は新規購入で更新することを提案できる。なお、車載器２は、路側機１の通信信頼度が所定のしきい値以下のときに、車載器２の通信パラメータを変更して、路側機１とより確実に通信ができるようにしてもよい。また、路側機１が外部機器４に接続されているときは、路側機１は、履歴データを外部機器４に送信してもよく、履歴データを受信した外部機器４は、履歴データを表示装置４ａに表示する。さらに、車載器２が外部機器３に接続されているときは、車載器２は、受信した履歴データを外部機器３に送信してもよく、履歴データを受信した外部機器３は、履歴データを表示装置３ａに表示する。
【００４９】
表示部１１１は、ネットワーク機器の表示部、サーバの表示部、パーソナルコンピュータの表示部、カーナビゲーションの表示部、ディスプレイ、プリンタなどであり、履歴データを故障予測検知部１０９から受信して、履歴データを文字、画像などで、路側機１のユーザに表示する。また、音声合成器及びスピーカによって、故障予測検知部１０９からの履歴データに基づいて音声を合成して出力してもよい。
【００５０】
次に、故障予測検知部１０９において劣化情報を算出する方法について説明する。
（１）路側機１の通信故障率Ｐｒｓｕ：路側機１の通信故障率Ｐｒｓｕは、以下の式（１）を用いて求める。
【００５１】
【数１】
2012004759.tif 000003
【００５２】
ここで、ｎは、通信エラー検出部１０６によって検出される通信エラーの種類を表し、ｍは、路車間通信プロトコルの層の数を表す。また、ＥＲＲｎ（１≦ｎ≦８）は、上述した各通信エラーの発生回数であり、ｔｍ（１≦ｍ≦５）は、上述した路車間通信プロトコルの各層での通信時間である。また、Ｗｎ（０≦Ｗｎ≦１）（１≦ｎ≦８）は、各通信エラーに対応する重みであり、各通信エラーが路側機１の劣化に影響を与える程度に応じて決定する。路側機１の通信故障率Ｐｒｓｕは、通信期間毎に算出する。
【００５３】
なお、式（１）は、ｎが８であり、かつｍが５である場合の式であるが、これらの数が増減した場合、式（１）のｍ及びｎの値をこれらの増減に応じて変化させてもよい。また、通信エラー検出部１０６によって検出される通信エラーの種類が１つであるときは、重みを使用せず、通信エラーの発生回数を路車間通信プロトコルの各層での通信時間の総和で除算することにより、通信故障率を算出する。
【００５４】
（２）路側機１の故障判定結果：路側機１の通信故障率を路側機１の機器故障率と同等であると仮定し、上述した路側機１の通信故障率Ｐｒｓｕを所定のしきい値と比較して、路側機１の通信故障率Ｐｒｓｕが所定のしきい値以上のときは、路側機１が故障であると判定し、路側機１の通信故障率Ｐｒｓｕが所定のしきい値未満のときは、路側機１が故障でないと判定する。
【００５５】
（３）路側機１の通信信頼度：上述した路側機１の通信故障率Ｐｒｓｕの逆数である。
【００５６】
（４）故障発生時刻の推定：データベース１０８に記憶されている通信期間ごとの路側機１の通信故障率Ｐｒｓｕを参照し、路側機１が稼働してから現在までの累積通信時間に対する路側機１の通信故障率Ｐｒｓｕの変化率を算出して、算出した通信故障率の変化率に基づいて、路側機１の通信故障率Ｐｒｓｕが所定のしきい値を超える時刻を推定する。
【００５７】
（５）故障発生箇所の推定：上述した通信エラー毎に通信故障率を算出し、所定のしきい値以上の通信故障率を有する通信エラーに対応する路側機１の構成要素が故障していると推定する。
【００５８】
図３は、図１の車載器２の構成を示すブロック図である。図３において、車載器２は、アンテナ２００と、アンテナ切り替えスイッチＳＷ２００と、無線受信回路２０１と、無線送信回路２０２と、モデム２０３と、インターフェース２０４と、プロトコル処理部２０５と、通信エラー検出部２０６と、通信時間検出部２０７と、データベース２０８と、故障予測検知部２０９と、表示部２１１と、無線送受信コントローラ２１２とを備えて構成される。なお、車載器２は、アンテナ切り替えスイッチＳＷ２００に代えて、サーキュレータを備えて構成されてもよい。
【００５９】
無線受信回路２０１は、無線信号を路側機１からアンテナ２００及びアンテナ切り替えスイッチＳＷ２００を介して受信する。無線送信回路２０２は、無線信号を路側機１にアンテナ切り替えスイッチＳＷ２００及びアンテナ２００を介して送信する。モデム２０３は、無線受信回路２０１から出力される無線信号を復調してデータを抽出し、インターフェース２０４を介してプロトコル処理部２０５に出力し、かつプロトコル処理部２０５からインターフェース２０４を介して出力されるデータに従って搬送波を変調して無線信号を発生し、無線送信回路２０２に出力する。インターフェース２０４は、データバス、ＲＳ４２２、光ファイバなどを用いて、モデム２０３とプロトコル処理部２０５との間の信号変換を行うことによりインターフェース処理を行うインターフェース回路である。なお、モデム２０３とプロトコル処理部２０５との間の信号変換が必要ない場合、車載器２は、インターフェース２０４を備えずに構成されてもよい。
【００６０】
プロトコル処理部２０５は、プロセッサ２０５ｐ及びメモリ２０５ｍを備えて構成され、インターフェース２０４を介してモデム２０３からデータを受信し、路車間通信プロトコルに従ってデータを処理することにより、上述した路車間通信プロトコルの各層から得られるパラメータをメモリ２０５ｍに記憶するとともに通信エラー検出部２０６に出力し、かつ通信期間の開始時刻、通信期間の終了時刻、及び路車間通信プロトコルの各層における通信処理開始時刻、通信処理終了時刻、及び通信時間を通信時間検出部２０７に出力する。また、プロトコル処理部２０５は、後述する故障予測検知部２０９からのデータを路車間通信プロトコルに従って処理し、処理したデータをインターフェース２０４を介してモデム２０３に出力する。
【００６１】
通信エラー検出部２０６は、プロセッサ２０６ｐ及びメモリ２０６ｍを備えて構成され、通信期間の間に上述した車載器２のプロトコルのパラメータをプロトコル処理部２０５から受信してメモリ２０６ｍに記憶し、記憶したパラメータを所定のしきい値と比較して、発生した通信エラーの種類、各通信エラーの発生回数、各通信エラーの発生の有無を示すフラグ、及び製造者番号を含む通信エラー情報をデータベース２０８に記録する。次に、通信エラー検出部２０６において検出する通信エラー、及び各通信エラーの検出方法について説明する。
【００６２】
（１）受信レベルの低下：通信エラー検出部２０６は、通信期間の間に、受信レベルＳＩＧ＿ＬＥＶＥＬ１が更新される毎に受信レベルＳＩＧ＿ＬＥＶＥＬ１を受信して、受信レベルＳＩＧ＿ＬＥＶＥＬ１が所定のしきい値未満となったときに受信レベルの低下が発生したことを検出する。次いで、通信エラー検出部２０６は、受信レベルの低下の発生回数ＥＲＲ１、及び受信レベルの低下の発生を示すフラグＥＦ１をデータベース２０８に記録する。ここで、受信レベルの低下が１回以上発生したときは、フラグＥＦ１＝０であり、受信レベルの低下が発生しなかったときは、フラグＥＦ１＝１である。
【００６３】
（２）ＭＤＣユニークワードの未受信：通信エラー検出部２０６は、通信期間の間に、ＭＤＣユニークワードＵＷ２が更新される毎にＭＤＣユニークワードＵＷ２を受信して、ＭＤＣユニークワードＵＷ２が所定のビット列を示すしきい値と異なるときにＭＤＣユニークワードの未受信が発生したことを検出する。次いで、通信エラー検出部２０６は、ＭＤＣユニークワードの未受信の発生回数ＥＲＲ２、及びＭＤＣユニークワードの未受信の発生を示すフラグＥＦ２をデータベース２０８に記録する。ここで、ＭＤＣユニークワードの未受信が１回以上発生したときは、フラグＥＦ２＝０であり、ＭＤＣユニークワードの未受信が発生しなかったときは、フラグＥＦ２＝１である。
【００６４】
（３）ＦＣＭＣユニークワードの未受信：通信エラー検出部２０６は、通信期間の間に、ＦＣＭＣユニークワードＵＷ１が更新される毎にＦＣＭＣユニークワードＵＷ１を受信して、ＦＣＭＣユニークワードＵＷ１が所定のビット列を示すしきい値と異なるときにＦＣＭＣユニークワードの未受信が発生したことを検出する。次いで、通信エラー検出部２０６は、ＦＣＭＣユニークワードの未受信の発生回数ＥＲＲ３、及びＦＣＭＣユニークワードの未受信の発生を示すフラグＥＦ３をデータベース２０８に記録する。ここで、ＦＣＭＣユニークワードの未受信が１回以上発生したときは、フラグＥＦ３＝０であり、ＦＣＭＣユニークワードの未受信が発生しなかったときは、フラグＥＦ３＝１である。
【００６５】
（４）ＣＲＣ検査誤り回数の超過：通信エラー検出部２０６は、通信期間終了時に、ＣＲＣ検査誤り回数ＣＲＣ＿ＥＲＲを受信して、ＣＲＣ検査誤り回数ＣＲＣ＿ＥＲＲが所定のしきい値以上であるときにＣＲＣ検査誤り回数の超過が発生したことを検出する。次いで、通信エラー検出部２０６は、ＣＲＣ検査誤り回数の超過の発生回数ＥＲＲ４、及びＣＲＣ検査誤り回数の超過の発生を示すフラグＥＦ４をデータベース２０８に記録する。ここで、ＣＲＣ検査誤り回数の超過が発生したときは、発生回数ＥＲＲ４＝１かつフラグＥＦ４＝０であり、ＣＲＣ検査誤り回数の超過が発生しなかったときは、発生回数ＥＲＲ４＝０かつフラグＥＦ４＝１である。
【００６６】
（５）リンク要求カウンタ値の超過：通信エラー検出部２０６は、通信期間終了時に、リンク要求カウンタＮＲＱを受信して、リンク要求カウンタＮＲＱが所定のしきい値以上であるときにリンク要求カウンタ値の超過が発生したことを検出する。次いで、通信エラー検出部２０６は、リンク要求カウンタ値の超過の発生回数ＥＲＲ５、及びリンク要求カウンタ値の超過の発生を示すフラグＥＦ５をデータベース２０８に記録する。ここで、リンク要求カウンタ値の超過が発生したときは、発生回数ＥＲＲ５＝１かつフラグＥＦ５＝０であり、リンク要求カウンタ値の超過が発生しなかったときは、発生回数ＥＲＲ５＝０かつフラグＥＦ５＝１である。
【００６７】
（６）アップリンク方向リトライカウンタ値の超過：通信エラー検出部２０６は、通信期間終了時に、アップリンク方向リトライカウンタＮＭＲを受信して、アップリンク方向リトライカウンタＮＭＲが所定のしきい値以上であるときにアップリンク方向リトライカウンタ値の超過が発生したことを検出する。次いで、通信エラー検出部２０６は、アップリンク方向リトライカウンタ値の超過の発生回数ＥＲＲ６、及びアップリンク方向リトライカウンタ値の超過の発生を示すフラグＥＦ６をデータベース２０８に記録する。ここで、アップリンク方向リトライカウンタ値の超過が発生したときは、発生回数ＥＲＲ６＝１かつフラグＥＦ６＝０であり、アップリンク方向リトライカウンタ値の超過が発生しなかったときは、発生回数ＥＲＲ６＝０かつフラグＥＦ６＝１である。
【００６８】
（７）路側機のビジー：通信エラー検出部２０６は、通信期間の間に、基地局状態ＴＲ＿ＳＴＡＴＵＳが更新される毎に基地局状態ＴＲ＿ＳＴＡＴＵＳを受信して、基地局状態ＴＲ＿ＳＴＡＴＵＳがビジーであるときに路側機のビジーが発生したことを検出する。次いで、通信エラー検出部２０６は、路側機のビジーの発生回数ＥＲＲ７、及び路側機のビジーの発生を示すフラグＥＦ７をデータベース１０８に記録する。ここで、路側機のビジーが１回以上発生したときは、フラグＥＦ７＝０であり、路側機のビジーが発生しなかったときは、フラグＥＦ７＝１である。
【００６９】
（８）チェックサム検査誤り回数の超過：通信エラー検出部２０６は、通信期間終了時に、チェックサムエラー回数ＣＳ＿ＥＲＲを受信して、チェックサムエラー回数ＣＳ＿ＥＲＲが所定のしきい値以上であるときにチェックサム検査誤り回数の超過が発生したことを検出する。次いで、通信エラー検出部２０６は、チェックサム検査誤り回数の超過の発生回数ＥＲＲ８、及びチェックサム検査誤り回数の超過の発生を示すフラグＥＦ８をデータベース２０８に記録する。ここで、チェックサム検査誤り回数の超過が発生したときは、発生回数ＥＲＲ８＝１かつフラグＥＦ８＝０であり、チェックサム検査誤り回数の超過が発生しなかったときは、発生回数ＥＲＲ８＝０かつフラグＥＦ８＝１である。
【００７０】
なお、通信エラー検出部２０６では、上述した通信エラーに限らず、他の通信エラーを検出してもよい。また、通信エラー検出部２０６がプロトコル処理部２０５から路側機１の緯度経度などの位置情報を受信した場合、通信エラー検出部２０６は、路側機１の位置情報をデータベース２０８に記録してもよい。さらに、通信エラー検出部２０６は、フラグＥＦ１〜ＥＦ８の論理積を算出して、その結果を通信エラー情報に含めてデータベース２０８に記録してもよい。論理積の結果は、上述した通信エラーのうちの少なくとも１つが発生した場合に０となり、すべての通信エラーが発生しなかった場合に１となる。なお、通信エラー検出部２０６は、１つの通信エラーのみを検出してもよく、その場合は、フラグの論理積を算出しない。
【００７１】
通信時間検出部２０７は、プロトコル処理部２０５からの通信期間の開始時刻、通信期間の終了時刻、及び路車間通信プロトコルの各層での通信処理開始時刻、通信処理終了時刻、並びに通信時間をデータベース２０８に記録する。ここで、Ｌ１層の通信時間をｔ１、Ｌ２層の通信時間をｔ２、Ｌ７層の通信時間をｔ３、ＡＳＬ層の通信時間をｔ４、ＡＰ層の通信時間をｔ５とする。また、通信時間検出部２０７によってデータベース２０８に記録される情報を時間情報といい、通信エラー検出部２０６によって検出される通信エラー情報と時間情報とを併せて履歴情報という。
【００７２】
データベース２０８はメモリなどの記憶装置で構成され、上述した通信エラー検出部１０６からの発生した通信エラーの種類、各通信エラーの発生回数、各通信エラーの発生の有無を示すフラグ、製造者番号、並びに路側機１の位置情報、及び通信時間検出部２０７からの通信期間の開始時刻、通信期間の終了時刻、路車間通信プロトコルの各層での通信処理開始時刻、通信処理終了時刻、並びに通信時間、及び後述する故障予測検知部２０９からの劣化情報を含む履歴データを記憶する。なお、データベース２０８は、これらの履歴データを複数の通信期間にわたって累積して記憶してもよく、通信期間毎にワンタイムの通信ログとして記憶してもよい。
【００７３】
故障予測検知部２０９は、データベース２０８に記憶された各通信エラーの発生回数ＥＲＲ１〜ＥＲＲ８、及び路車間通信プロトコルの各層での通信時間ｔ１〜ｔ５に基づいて、詳細後述するように車載器２の通信故障率Ｐｏｂｅ、車載器２の故障判定結果（故障である、故障でないの２値）、車載器２の通信信頼度（車載器２の通信故障率Ｐｏｂｅの逆数）、故障発生時刻の推定、及び故障発生箇所の推定の少なくとも１つを含む劣化情報を算出し、データベース２０８に記録する。また、故障予測検知部２０９は、データベース２０８に記憶された履歴データを読み出して、表示部２１１に出力する、又はプロトコル処理部２０５を介して路側機１に送信する。なお、故障予測検知部２０９は算出した劣化情報をデータベース２０８に記録する前に表示部２１１に出力する、又はプロトコル処理部２０５を介して路側機１に送信してもよい。
【００７４】
履歴データを受信した路側機１は、履歴データを表示部１１１に表示する。ここで、履歴データの中には、製造者番号毎に、通信エラーの種類、各通信エラーの発生回数、各通信エラーの発生の有無を示すフラグ、並びに路側機１の位置情報、及び通信時間検出部２０７からの通信期間の開始時刻、通信期間の終了時刻、路車間通信プロトコルの各層での通信処理開始時刻、通信処理終了時刻、並びに通信時間、故障予測検知部２０９からの劣化情報を含むデータを含むので、例えば表示された履歴データに基づいて、故障が発生し又は予測される車載器２を特定してその所有者又はユーザに対して警告を与えて、当該車載器２を修理し又は新規購入で更新することを提案できる。なお、路側機１は、車載器２の通信信頼度が所定のしきい値以下のときに、路側機１の通信パラメータを変更して、車載器２とより確実に通信ができるようにしてもよい。また、車載器２が外部機器３に接続されているときは、車載器２は、履歴データを外部機器３に送信してもよく、履歴データを受信した外部機器３は、履歴データを表示装置３ａに表示する。さらに、路側機１が外部機器４に接続されているときは、路側機１は、受信した履歴データを外部機器４に送信してもよく、履歴データを受信した外部機器４は、履歴データを表示装置４ａに表示する。
【００７５】
表示部２１１は、ネットワーク機器の表示部、サーバの表示部、パーソナルコンピュータの表示部、カーナビゲーションの表示部、ディスプレイ、プリンタなどであり、履歴データを故障予測検知部２０９から受信して、履歴データを文字、画像などで、車載器２のユーザに表示する。なお、音声合成器及びスピーカによって、故障予測検知部２０９からの履歴データに基づいて音声を合成して出力してもよい。
【００７６】
無線送受信コントローラ２１２は、アンテナ切り替えスイッチＳＷ２００に制御信号を送信して、車載器２が無線信号を受信するときは、アンテナ切り替えスイッチＳＷ２００を接点ａ側に切り替え、かつ車載器２が無線信号を送信するときは、アンテナ切り替えスイッチＳＷ２００を接点ｂ側に切り替える。また、無線送受信コントローラ２１２は、無線受信回路２０１及び無線送信回路２０２との間で制御信号を送受信して、無線受信回路２０１及び無線送信回路２０２における局部発信信号の周波数などを制御する。さらに、無線送受信コントローラ２１２は、プロトコル処理部２０５との間で制御信号を送受信して、プロトコル処理部２０５の状態に基づいて、アンテナ切り替えスイッチＳＷ２００、無線受信回路２０１、無線送信回路２０２、及びプロトコル処理部２０５に制御信号を送信する。
【００７７】
次に、故障予測検知部２０９において劣化情報を算出する方法について説明する。
（１）車載器２の通信故障率Ｐｏｂｅ：車載器２の通信故障率Ｐｏｂｅは、以下の式（２）を用いて求める。
【００７８】
【数２】
2012004759.tif 000004
【００７９】
ここで、ｎは、通信エラー検出部２０６によって検出される通信エラーの種類を表し、ｍは、路車間通信プロトコルの層の数を表す。また、ＥＲＲｎ（１≦ｎ≦８）は、上述した各通信エラーの発生回数であり、ｔｍ（１≦ｍ≦５）は、上述した路車間通信プロトコルの各層での通信時間である。また、Ｗｎ（０≦Ｗｎ≦１）（１≦ｎ≦８）は、各通信エラーに対応する重みであり、各通信エラーが車載器２の劣化に影響を与える程度に応じて決定する。車載器２の通信故障率Ｐｏｂｅは、通信期間毎に算出する。
【００８０】
なお、式（２）は、ｎが８であり、かつｍが５である場合の式であるが、これらの数が増減した場合、式（２）のｍ及びｎの値をこれらの増減に応じて変化させてもよい。また、通信エラー検出部２０６によって検出される通信エラーの種類が１つであるときは、重みを使用せず、通信エラーの発生回数を路車間通信プロトコルの各層での通信時間の総和で除算することにより、通信故障率を算出する。
【００８１】
（２）車載器２の故障判定結果：車載器２の通信故障率を車載器２の機器故障率と同等であると仮定し、上述した車載器２の通信故障率Ｐｏｂｅを所定のしきい値と比較して、車載器２の通信故障率Ｐｏｂｅが所定のしきい値以上のときは、車載器２が故障であると判定し、車載器２の通信故障率Ｐｏｂｅが所定のしきい値未満のときは、車載器２が故障でないと判定する。
【００８２】
（３）車載器２の通信信頼度：上述した車載器２の通信故障率Ｐｏｂｅの逆数である。
【００８３】
（４）故障発生時刻の推定：データベース２０８に記憶されている通信期間ごとの車載器２の通信故障率Ｐｏｂｅを参照し、車載器２が稼働してから現在までの累積通信時間に対する車載器２の通信故障率Ｐｏｂｅの変化率を算出して、算出した通信故障率の変化率に基づいて、車載器２の通信故障率Ｐｏｂｅが所定のしきい値を超える時刻を推定する。
【００８４】
（５）故障発生箇所の推定：上述した通信エラー毎に通信故障率を算出し、所定のしきい値以上の通信故障率を有する通信エラーに対応する車載器２の構成要素が故障していると推定する。
【００８５】
以上説明したように、実施の形態１によれば、路側機１は、路車間通信プロトコルの各層から得られる通信状態を示すパラメータに基づいて、発生した通信エラー及び各通信エラーの発生回数を検出し、各通信エラーの発生回数及び路車間通信プロトコルの各層での通信時間から路側機１の通信故障率Ｐｒｓｕを算出して、路側機１の通信故障率Ｐｒｓｕが所定のしきい値以上の場合に路側機１の劣化を検出し、表示部１１１を用いて路側機１の劣化を報知し、路車間通信によって車載器２に路側機１の劣化を報知し、外部機器４が接続されているときは、路側機１の劣化を外部機器４に報知する。また、車載器２も路側機１と同様に動作して、車載器２の劣化を検出し、表示部２１１を用いて車載器２の劣化を報知し、路車間通信によって路側機１に車載器２の劣化を報知し、外部機器３が接続されているときは、車載器２の劣化を外部機器３に報知する。従って、路車間通信プロトコルの各層における通信エラーを網羅することができ、通信故障率を算出するときに、各通信エラーの発生回数に対して所定の重みを乗算した後加算し、その値を路車間通信プロトコルの各層の通信時間の総和で除算するので、通信故障率を正確に算出することができる。また、累積通信時間に対する通信故障率の変化率を算出して、算出した通信故障率の変化率に基づいて、通信故障率が所定のしきい値を超える時刻を推定するので、路側機１及び車載器２の劣化を予め検出して報知することができる。さらに、路側機１のユーザに対して、路側機１から、又は車載器２を介して路側機１の劣化を報知し、路側機１を新規に購入して更新すること、又は路側機１を修理することなどを促すことができる。また、車載器２のユーザに対しても同様に車載器２の更新、修理などを促すことができる。さらに、路側機１及び車載器２の更新、修理などを促すことにより、路車間通信システムにおける通信エラーの増加を抑制することができ、路車間通信システム全体の健全性を維持することができる。
【００８６】
実施の形態２．
図８は、本発明の実施の形態２に係る車載器２ａの構成を示すブロック図である。実施の形態２では、車載器２ａと通信する路側機１及び外部機器３は、実施の形態１と同様であって、その説明を省略する。また、実施の形態２に係る車載器２ａは、実施の形態１に係る車載器２と比較して、表示部２１１を備えず、故障予測検知部２０９に代えて故障予測検知部２０９ａを備える点が異なり、その他の構成要素は、実施の形態１と同様であって、その説明を省略する。
【００８７】
故障予測検知部２０９ａは、故障予測検知部２０９と同様に劣化情報を算出して、データベース２０８に記録する。また、故障予測検知部２０９ａは、データベース２０８に記憶された履歴データを、プロトコル処理部２０５を介して路側機１に送信する。なお、故障予測検知部２０９ａは算出した劣化情報をデータベース２０８に記録する前にプロトコル処理部２０５を介して路側機１に送信してもよい。履歴データを受信した路側機１は、履歴データを表示部１１１に表示する。なお、路側機１は、車載器２ａの通信信頼度が所定のしきい値以下のときに、路側機１の通信パラメータを変更して、車載器２ａとより確実に通信ができるようにしてもよい。また、車載器２ａが外部機器３に接続されているときは、車載器２ａは、履歴データを外部機器３に送信してもよく、履歴データを受信した外部機器３は、履歴データを表示装置３ａに表示する。さらに、路側機１が外部機器４に接続されているときは、路側機１は、受信した履歴データを外部機器４に送信してもよく、履歴データを受信した外部機器４は、履歴データを表示装置４ａに表示する。
【００８８】
以上説明したように、実施の形態２によれば、路側機１は、実施の形態１と同様に動作し、車載器２ａは、路車間通信プロトコルの各層から得られる通信状態を示すパラメータに基づいて、発生した通信エラー及び各通信エラーの発生回数を検出し、各通信エラーの発生回数及び路車間通信プロトコルの各層での通信時間から車載器２ａの通信故障率Ｐｏｂｅを算出して、車載器２ａの通信故障率Ｐｏｂｅが所定のしきい値以上の場合に車載器２ａの劣化を検出し、路車間通信によって路側機１に車載器２ａの劣化を報知し、外部機器３が接続されているときは、車載器２の劣化を外部機器３に報知する。従って、路車間通信プロトコルの各層における通信エラーを網羅することができ、通信故障率を算出するときに、各通信エラーの発生回数に対して所定の重みを乗算した後加算し、その値を路車間通信プロトコルの各層の通信時間の総和で除算するので、通信故障率を正確に算出することができる。また、累積通信時間に対する通信故障率の変化率を算出して、算出した通信故障率の変化率に基づいて、通信故障率が所定のしきい値を超える時刻を推定するので、路側機１及び車載器２ａの劣化を予め検出して報知することができる。さらに、路側機１のユーザに対して、路側機１及び車載器２ａの劣化を報知し、路側機１及び車載器２ａの更新を促すことができる。また、車載器２ａのユーザに対しては、路側機１を介して車載器２ａの劣化を報知し、車載器２ａの更新を促すことができる。さらに、路側機１及び車載器２ａの更新を促すことにより、路車間通信システムにおける通信エラーの増加を抑制することができ、路車間通信システム全体の健全性を維持することができる。また、車載器２ａは表示部を備えないので、車載器２ａを小型化することができる。
【００８９】
なお、実施の形態２では、車載器２ａを表示部を備えずに構成したが、本発明はこれに限らず、路側機１を表示部１１１を備えずに、車載器２ａと同様に構成してもよい。
【００９０】
実施の形態３．
図９は、本発明の実施の形態３に係る車載器２ｂの構成を示すブロック図である。実施の形態３では、車載器２ｂと通信する路側機１及び外部機器３は、実施の形態１と同様であって、その説明を省略する。また、実施の形態３に係る車載器２ｂは、実施の形態１に係る車載器２と比較して、故障予測検知部２０９、及び表示部２１１を備えず、データベース２０８に代えてデータベース２０８ｂを備える点が異なり、その他の構成要素は、実施の形態１と同様であって、その説明を省略する。
【００９１】
データベース２０８ｂは、メモリ及びプロセッサ２０８ｂｐを備えて構成され、通信エラー検出部２０６からの発生した通信エラーの種類、各通信エラーの発生回数、各通信エラーの発生の有無を示すフラグ、製造者番号、並びに路側機１の位置情報、及び通信時間検出部２０７からの通信期間の開始時刻、通信期間の終了時刻、路車間通信プロトコルの各層での通信処理開始時刻、通信処理終了時刻、並びに通信時間を含む履歴データを記憶する。次いで、データベース２０８ｂは、プロトコル処理部２０５を介して履歴データを路側機１に送信する。また、車載器２ｂが外部機器３に接続されているときは、車載器２ｂは、履歴データを外部機器３に送信してもよく、履歴データを受信した外部機器３は、履歴データを表示装置３ａに表示する。
【００９２】
履歴データを受信した路側機１は、履歴データを表示部１１１に表示する。また、路側機１は、履歴データから車載器２ｂの劣化情報を算出して、表示部１１１に表示してもよく、車載器２ｂに送信してもよい。さらに、路側機１は、車載器２ｂの通信信頼度が所定のしきい値以下のときに、路側機１の通信パラメータを変更して、車載器２ｂとより確実に通信ができるようにしてもよい。さらに、路側機１が外部機器４に接続されているときは、路側機１は、受信した履歴データを外部機器４に送信してもよく、履歴データを受信した外部機器４は、履歴データを表示装置４ａに表示する。
【００９３】
以上説明したように、実施の形態３によれば、路側機１は、実施の形態１と同様に動作し、さらに車載器２ｂの履歴データから車載器２ｂの劣化情報を算出する。車載器２ｂは、路車間通信プロトコルの各層から得られる通信状態を示すパラメータに基づいて、発生した通信エラー及び各通信エラーの発生回数を検出して、路車間通信によって路側機１に履歴データを報知し、外部機器３が接続されているときは、履歴データを外部機器３に報知する。従って、路車間通信プロトコルの各層における通信エラーを網羅することができ、通信故障率を算出するときに、各通信エラーの発生回数に対して所定の重みを乗算した後加算し、その値を路車間通信プロトコルの各層の通信時間の総和で除算するので、通信故障率を正確に算出することができる。また、累積通信時間に対する通信故障率の変化率を算出して、算出した通信故障率の変化率に基づいて、通信故障率が所定のしきい値を超える時刻を推定するので、路側機１及び車載器２ｂの劣化を予め検出して報知することができる。さらに、路側機１のユーザに対して、路側機１及び車載器２ｂの劣化を報知し、路側機１及び車載器２ｂの更新を促すことができる。また、車載器２ｂのユーザに対しては、路側機１を介して車載器２ｂの劣化を報知し、車載器２ｂの更新を促すことができる。さらに、路側機１及び車載器２ｂの更新を促すことにより、路車間通信システムにおける通信エラーの増加を抑制することができ、路車間通信システム全体の健全性を維持することができる。また、車載器２ｂは、故障予測検知部、及び表示部を備えないので、車載器２ｂを小型化することができる。
【００９４】
なお、実施の形態３では、車載器２ｂを故障予測検知部、及び表示部を備えずに構成したが、本発明はこれに限らず、路側機１を故障予測検知部１０９、表示部１１１を備えずに、車載器２ｂと同様に構成してもよい。
【００９５】
実施の形態４．
図１０は、本発明の実施の形態４に係る路側機１ａの構成を示すブロック図である。実施の形態４では、路側機１ａと通信する車載器２及び外部機器４は、実施の形態１と同様であって、その説明を省略する。また、図１０において、路側機１ａは、実施の形態１の路側機１と比較して、インピーダンス故障検出部１３０と、デジタルオシロスコープ１３３と、反射信号処理部１３４とをさらに備え、データベース１０８に代えてデータベース１０８ａを備えて構成される。その他の構成要素は実施の形態１と同様であって、その説明を省略する。
【００９６】
アンテナ１００、無線受信回路１０１、無線送信回路１０２を有する路車間通信プロトコルのＬ１層では、アンテナ１００のアンテナ素子、給電ケーブル、給電コネクタ、無線受信回路１０１、及び無線送信回路１０２の長期にわたる温度劣化、接触抵抗増大、部品劣化などにより、入出力のインピーダンス整合が劣化する。実施の形態４に係る路側機１ａでは、これらの劣化を検出する。
【００９７】
インピーダンス故障検出部１３０は、反射波取得回路１３１と、スイッチＳＷ１と、反射電力検出部１３２とを備えて構成される。反射波取得回路１３１は、アンテナ１００と無線受信回路１０１との間、及びアンテナ１００と無線送信回路１０２との間のインピーダンスの不整合による反射波を取得して、スイッチＳＷ１を介して、反射電力検出部１３２、又はデジタルオシロスコープ１３３に出力する。スイッチＳＷ１は、反射波取得回路１３１からの反射波を反射電力検出部１３２で解析する場合は接点ａ側に切り替えられ、反射波取得回路１３１からの反射波をデジタルオシロスコープ１３３及び反射信号処理部１３４で解析する場合は接点ｂ側に切り替えられる。反射電力検出部１３２は、プロセッサ１３２ｐとメモリ１３２ｍとを備えて構成され、反射波取得回路１３１からの反射波の電圧値を測定して、所定のしきい値と比較し、電圧値が所定のしきい値以上の場合は路側機１ａが劣化していると判定する。次いで、反射電力検出部１３２は、電圧値及び判定結果を含む検出情報をデータベース１０８ａに記録する。
【００９８】
デジタルオシロスコープ１３３は、反射波取得回路１３１からの反射波を測定してデジタルデータに変換し、反射信号処理部１３４に出力する。反射信号処理部１３４は、プロセッサ１３４ｐとメモリ１３４ｍとを備えて構成され、デジタルオシロスコープ１３３からのデジタルデータを用いて反射波の波形を解析して、インピーダンスの不整合を検出し、解析結果及び検出結果を含む検出情報をデータベース１０８ａに記録する。
【００９９】
データベース１０８ａは、メモリ及びプロセッサ１０８ａｐを備えて構成され、通信エラー検出部１０６からの発生した通信エラーの種類、各通信エラーの発生回数、各通信エラーの発生の有無を示すフラグ、製造者番号、並びに車載器２の位置情報、及び通信時間検出部１０７からの通信期間の開始時刻、通信期間の終了時刻、路車間通信プロトコルの各層での通信処理開始時刻、通信処理終了時刻、並びに通信時間、及び故障予測検知部１０９からの劣化情報、及び反射電力検出部１３２からの電圧値並びに判定結果、及び反射信号処理部１３４からの解析結果並びに検出結果を含む履歴データを記憶する。なお、路側機１ａが外部機器４に接続されているときは、路側機１ａは、履歴データを外部機器４に送信してもよく、履歴データを受信した外部機器４は、履歴データを表示装置４ａに表示する。
【０１００】
なお、データベース１０８ａは、路側機１ａの外部装置にあってもよく、上記電圧値が取得された時刻と、通信期間の開始時刻及び通信期間の終了時刻とに基づいて、発生した通信エラーと電圧値とを関連付けて記憶してもよい。また、データベース１０８ａをコンピュータなどの外部機器（図示せず。）と接続して、外部機器に履歴データを送信して、外部機器が履歴データに基づいて、路側機１ａの劣化を検出してもよい。
【０１０１】
図１１は、図１０の反射波取得回路１３１の構成を示すブロック図である。図１１は、路側機１ａが半二重通信を行う場合の反射波取得回路１３１の構成を示している。反射波取得回路１３１は、高周波通過タイプの切換スイッチであるスイッチＳＷ２，ＳＷ３と、サーキュレータＳＣ１とを備えて構成される。サーキュレータＳＣ１は、方向性結合器であってもよい。図１１は、反射電力検出部１３２を用いて反射波Ｓｔｒを解析する場合を示しており、スイッチＳＷ１は接点ａ側に切り替えられている。
【０１０２】
路側機１ａが無線信号を送信するときは、スイッチＳＷ２及びＳＷ３はともに、接点ａ側に切り替えられる。これにより、無線送信回路１０２は、スイッチＳＷ２及びサーキュレータＳＣ１を介してアンテナ１００に送信波（進行波）Ｓｔを出力する。アンテナ１００と無線送信回路１０２との間のインピーダンスの不整合が存在する場合、反射波Ｓｔｒが、サーキュレータＳＣ１、スイッチＳＷ３、及びスイッチＳＷ１を介して反射電力検出部１３２に入力される。反射電力検出部１３２は、入力された反射波Ｓｔｒの電圧値が所定のしきい値以上であれば、路側機１ａの無線送信回路１０２が劣化していると判定する。
【０１０３】
一方、路側機１ａが無線信号を受信するときは、スイッチＳＷ２及びＳＷ３はともに、接点ｂ側に切り替えられる。これにより、無線受信回路１０１は、サーキュレータＳＣ１及びスイッチＳＷ３を介してアンテナ１００から受信波（進行波）を受信する。アンテナ１００と無線受信回路１０１との間のインピーダンスの不整合が存在する場合、反射波が、スイッチＳＷ３、サーキュレータＳＣ１、スイッチＳＷ２、及びスイッチＳＷ１を介して反射電力検出部１３２に入力される。反射電力検出部１３２は、入力された反射波の電圧値が所定のしきい値以上であれば、路側機１ａの無線受信回路１０１が劣化していると判定する。
【０１０４】
以上説明したように、実施の形態４によれば、実施の形態１と同様の作用効果を有する。また、路側機１ａが半二重通信を行う場合に、インピーダンス故障検出部１３０が無線信号を送信するとき及び受信するときの反射波の電圧値をそれぞれ測定して、所定のしきい値と比較して、路側機１ａのインピーダンス不整合を判定するので、路側機１ａの経年劣化によるアンテナ１００、無線受信回路１０１、及び無線送信回路１０２のインピーダンス不整合を検出し、路側機１ａの劣化を検出することができる。さらに、路側機１ａ及び車載器２のユーザに対して、路側機１ａの劣化を報知し、路側機１ａの更新を促すことができる。またさらに、路側機１ａの更新を促すことにより、路車間通信システムにおける通信エラーの増加を抑制することができ、路車間通信システム全体の健全性を維持することができる。
【０１０５】
なお、実施の形態４では、反射電力検出部１３２は、反射波の電圧値及び判定結果をデータベース１０８ａに記録するが、本発明はこれに限らず、反射電力検出部１３２は反射波の波形をＡＤコンバータなどでサンプリングして、データベース１０８ａに記録してもよい。
【０１０６】
さらに、実施の形態４では、実施の形態１に係る路側機１にインピーダンス故障検出部１３０、デジタルオシロスコープ１３３，及び反射信号処理部１３４を追加して路側機１ａを構成したが、本発明はこれに限らず、実施の形態２に係る車載器２ａと同様に構成した路側機に、インピーダンス故障検出部１３０、デジタルオシロスコープ１３３，及び反射信号処理部１３４を追加して路側機を構成してもよい。この場合、故障予測検知部１０９は、データベース１０８からインピーダンスの不整合に関する検出情報を取得して、プロトコル処理部１０５を介して車載器２に送信する。また、当該路側機が外部機器４に接続されているときは、当該路側機は、上記検出情報を外部機器４に送信してもよい。さらに、実施の形態３に係る車載器２ｂと同様に構成した路側機に、インピーダンス故障検出部１３０、デジタルオシロスコープ１３３，及び反射信号処理部１３４を追加して路側機を構成してもよい。この場合、データベース１０８は、プロトコル処理部１０５を介してインピーダンスの不整合に関する検出情報を車載器２に送信する。また、当該路側機が外部機器４に接続されているときは、当該路側機は、上記検出情報を外部機器４に送信してもよい。
【０１０７】
また、実施の形態１、実施の形態２、及び実施の形態３に係る車載器２，２ａ，２ｂにインピーダンス故障検出部１３０、デジタルオシロスコープ１３３、及び反射信号処理部１３４を追加して、路側機１ａと同様に構成してもよい。
【０１０８】
実施の形態４の変形例．
図１２は、本発明の実施の形態４の変形例に係るインピーダンス故障検出部１３０ａの構成を示すブロック図である。インピーダンス故障検出部１３０ａ以外の構成要素は、実施の形態４と同様であって、その説明を省略する。図１２は、路側機１ａが全二重通信を行う場合のインピーダンス故障検出部１３０ａの構成を示している。
【０１０９】
インピーダンス故障検出部１３０ａは、反射波取得回路１３１ａと反射電力検出部１３５，１３６とを備えて構成される。反射波取得回路１３１ａは、サーキュレータＳＣ２，ＳＣ３，ＳＣ４を備えて構成される。サーキュレータＳＣ２，ＳＣ３，ＳＣ４は、方向性結合器であってもよい。無線送信回路１０２は、サーキュレータＳＣ２及びサーキュレータＳＣ３を介してアンテナ１００に送信波（進行波）Ｓｔを出力する。一方、無線受信回路１０１は、サーキュレータＳＣ３及びサーキュレータＳＣ４を介してアンテナ１００から受信波（進行波）Ｓｒを受信する。このとき、サーキュレータＳＣ２とケーブルＬ３との間のインピーダンス不整合、ケーブルＬ３とサーキュレータＳＣ３との間のインピーダンス不整合、サーキュレータＳＣ３とケーブルＬ５との間のインピーダンス不整合、及びケーブルＬ５とサーキュレータＳＣ４との間のインピーダンス不整合による送信波Ｓｔに対する反射波Ｓｔｒが反射電力検出部１３５に入力される。また、サーキュレータＳＣ４とケーブルＬ７との間のインピーダンス不整合、及びケーブルＬ７と無線受信回路１０１との間のインピーダンス不整合による受信波Ｓｒに対する反射波Ｓｒｒが反射電力検出部１３６に入力される。
【０１１０】
反射電力検出部１３５及び反射電力検出部１３６は、実施の形態４の反射電力検出部１３２と同様の構成であり、反射波取得回路１３１ａからの反射波の電圧値を測定して、所定のしきい値と比較し、電圧値が所定のしきい値以上の場合は路側機１ａが劣化していると判定する。次いで、反射電力検出部１３５及び反射電力検出部１３６は、電圧値及び判定結果を含む検出情報をデータベース１０８ａに記録する。
【０１１１】
以上説明したように、実施の形態４の変形例によれば、実施の形態１と同様の作用効果を有する。また、路側機１ａが全二重通信を行う場合に、インピーダンス故障検出部１３０ａが無線信号を送受信するときの反射波の電圧値を測定して、所定のしきい値と比較して、路側機１ａのインピーダンス不整合を判定するので、路側機１ａの経年劣化によるアンテナ１００、無線受信回路１０１、及び無線送信回路１０２のインピーダンス不整合を検出し、路側機１ａの劣化を検出することができる。さらに、路側機１ａ及び車載器２のユーザに対して、路側機１ａの劣化を報知し、路側機１ａの更新を促すことができる。またさらに、路側機１ａの更新を促すことにより、路車間通信システムにおける通信エラーの増加を抑制することができ、路車間通信システム全体の健全性を維持することができる。
【０１１２】
実施の形態５．
図１３は、本発明の実施の形態５に係る路側機１ｂの構成を示すブロック図である。実施の形態５では、路側機１ｂと通信する車載器２及び外部機器４は、実施の形態１と同様であって、その説明を省略する。また、図１３において、路側機１ｂは、実施の形態１の路側機１と比較して、故障検出部１４１をさらに備え、無線受信回路１０１に代えて無線受信回路１０１ｂを備え、無線送信回路１０２に代えて無線送信回路１０２ｂを備え、インターフェース１０４に代えてインターフェース１０４ｂを備え、データベース１０８に代えてデータベース１０８ｂを備えて構成される。また、図１３では、路側機１ｂの各回路に直流電圧を供給するＡＣ／ＤＣコンバータ１４２を図示している。その他の構成要素は実施の形態１と同様であって、その説明を省略する。
【０１１３】
無線受信回路１０１ｂは、低雑音増幅器１１３と、ＰＬＬシンセサイザ（局部発振器）１１４，１１８と、ミキサ１１５，１１９と、バンドパスフィルタ１１６と、中間周波増幅器１１７と、ローパスフィルタ１２０とを備えて構成される。低雑音増幅器１１３は、アンテナ１００からダイプレクサＤＰ１００を介して入力される無線信号を低雑音増幅して、ミキサ１１５に出力する。ミキサ１１５は、ＰＬＬシンセサイザ１１４が発生する所定の第１局部発振周波数を有する第１局部発振信号を用いて低雑音増幅器１１３からの無線信号をＩＦ信号に変換し、バンドパスフィルタを介して中間周波増幅器１１７に出力する。中間周波増幅器１１７は、入力されるＩＦ信号を増幅して、ミキサ１１９に出力する。ミキサ１１９は、ＰＬＬシンセサイザ１１８が発生する所定の第２局部発振周波数を有する第２局部発振信号を用いて中間周波増幅器１１７からのＩＦ信号をベースバンド信号に変換し、ローパスフィルタを介してモデム１０３に出力する。
【０１１４】
無線送信回路１０２ｂは、ＰＬＬシンセサイザ１２２と、ミキサ１２３と、電力増幅器１２４と、方向性結合器１２５とを備えて構成される。ミキサ１２３は、ＰＬＬシンセサイザ１２２が発生する所定の局部発振周波数を有する局部発振信号を用いてモデム１０３からのベースバンド信号を無線信号に変換し、電力増幅器１２４に出力する。電力増幅器１２４は、入力される無線信号を増幅して、方向性結合器１２５及びダイプレクサＤＰ１００を介してアンテナ１００に出力する。方向性結合器１２５は、電力増幅器１２４から入力される無線信号の一部を故障検出部１４１に出力する。
【０１１５】
インターフェース１０４ｂは、データバス、ＲＳ４２２、光ファイバなどを用いて、モデム１０３とプロトコル処理部１０５との間の信号変換を行うことによりインターフェース処理を行うインターフェース回路であり、インターフェース１０４ｂを流れるデータ信号の信号強度を故障検出部１４１に出力する。例えば、インターフェース１０４ｂが光ファイバであるとき、光ファイバ中の光の強度をモニタして、故障検出部１４１に出力する。
【０１１６】
故障検出部１４１は、プロセッサ１４１ｐとメモリ１４１ｍを備えて構成され、詳細後述するように、送信電力異常状態、受信ＩＣ内部電圧異常状態、受信ＬＮＡ動作異常状態、送受信ＰＬＬシンセサイザ異常状態、入力電源電圧異常状態、インターフェース異常状態、及び受信異常状態を検出して、異常状態の発生の有無を示すフラグを含む検出情報をデータベース１０８ｂに記録する。
【０１１７】
データベース１０８ｂは、メモリ及びプロセッサ１０８ｂｐを備えて構成され、通信エラー検出部１０６からの発生した通信エラーの種類、各通信エラーの発生回数、各通信エラーの発生の有無を示すフラグ、製造者番号、並びに車載器２の位置情報、及び通信時間検出部１０７からの通信期間の開始時刻、通信期間の終了時刻、路車間通信プロトコルの各層での通信処理開始時刻、通信処理終了時刻、並びに通信時間、及び故障予測検知部１０９からの劣化情報、及び故障検出部１４１からの異常状態の有無を示すフラグを含む履歴データを記憶する。なお、路側機１ｂが外部機器４に接続されているときは、路側機１ｂは、履歴データを外部機器４に送信してもよく、履歴データを受信した外部機器４は、履歴データを表示装置４ａに表示する。
【０１１８】
ＡＣ／ＤＣコンバータ１４２は、路側機１ｂの各回路へ電圧を供給するが、無線受信回路１０１ｂ及び無線送信回路１０２ｂに供給される電圧Ｖ１と、故障検出部１４１に供給される電圧Ｖ２とは値が異なり、Ｖ１＞Ｖ２である。
【０１１９】
次に、故障検出部１４１において検出する異常状態、及び各異常状態の検出方法について説明する。
（１）送信電力異常状態：故障検出部１４１は、方向性結合器１２５からの無線信号の電圧を測定し、測定した電圧値が所定のしきい値未満であるときに、送信電力異常状態が発生したと判定し、測定した電圧値が所定のしきい値以上であるときに、送信電力異常状態が発生しなかったと判定する。次いで、故障検出部１４１は、異常状態の有無を示すフラグＥ１をデータベース１０８ｂに記録する。ここで、送信電力異常状態が発生したときは、フラグＥ１＝０であり、送信電力異常状態が発生しなかったときは、フラグＥ１＝１である。
【０１２０】
（２）受信ＩＣ内部電圧異常状態：故障検出部１４１は、ミキサ１１９によってローパスフィルタを介して出力されるベースバンド信号の直流電圧を測定し、測定した直流電圧値が所定のしきい値未満であるときに、受信ＩＣ内部電圧異常状態が発生したと判定し、測定した直流電圧値が所定のしきい値以上であるときに、受信ＩＣ内部電圧異常状態が発生しなかったと判定する。次いで、故障検出部１４１は、異常状態の有無を示すフラグＥ２をデータベース１０８ｂに記録する。ここで、受信ＩＣ内部電圧異常状態が発生したときは、フラグＥ２＝０であり、受信ＩＣ内部電圧異常状態が発生しなかったときは、フラグＥ２＝１である。
【０１２１】
（３）受信ＬＮＡ動作異常状態：故障検出部１４１は、低雑音増幅器１１３の動作電流を測定し、測定した電流値が所定のしきい値未満であるときに、受信ＬＮＡ動作異常状態が発生したと判定し、測定した電流値が所定のしきい値以上であるときに、受信ＬＮＡ動作異常状態が発生しなかったと判定する。次いで、故障検出部１４１は、異常状態の有無を示すフラグＥ３をデータベース１０８ｂに記録する。ここで、受信ＬＮＡ動作異常状態が発生したときは、フラグＥ３＝０であり、受信ＬＮＡ動作異常状態が発生しなかったときは、フラグＥ３＝１である。
【０１２２】
（４）送信ＰＬＬシンセサイザ異常状態：故障検出部１４１は、ＰＬＬシンセサイザ１２２が発生する信号の周波数を測定し、測定した周波数が所定の範囲外であるときに、送信ＰＬＬシンセサイザ異常状態が発生したと判定し、測定した周波数が所定の範囲内であるときに、送信ＰＬＬシンセサイザ異常状態が発生しなかったと判定する。次いで、故障検出部１４１は、異常状態の有無を示すフラグＥ４をデータベース１０８ｂに記録する。ここで、送信ＰＬＬシンセサイザ異常状態が発生したときは、フラグＥ４＝０であり、送信ＰＬＬシンセサイザ異常状態が発生しなかったときは、フラグＥ４＝１である。
【０１２３】
（５）受信ＰＬＬシンセサイザ異常状態：故障検出部１４１は、ＰＬＬシンセサイザ１１４，１１８が発生する信号の周波数を測定し、測定した周波数のいずれか一方が所定の範囲外であるときに、受信ＰＬＬシンセサイザ異常状態が発生したと判定し、測定した周波数の両方が所定の範囲内であるときに、受信ＰＬＬシンセサイザ異常状態が発生しなかったと判定する。次いで、故障検出部１４１は、異常状態の有無を示すフラグＥ５をデータベース１０８ｂに記録する。ここで、受信ＰＬＬシンセサイザ異常状態が発生したときは、フラグＥ５＝０であり、受信ＰＬＬシンセサイザ異常状態が発生しなかったときは、フラグＥ５＝１である。
【０１２４】
（６）入力電源電圧異常状態：故障検出部１４１は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１４２が出力する電圧を測定し、測定した電圧値が所定のしきい値未満であるときに、入力電源電圧異常状態が発生したと判定し、測定した電圧値が所定のしきい値以上であるときに、入力電源電圧異常状態が発生しなかったと判定する。次いで、故障検出部１４１は、異常状態の有無を示すフラグＥ６をデータベース１０８ｂに記録する。ここで、入力電源電圧異常状態が発生したときは、フラグＥ６＝０であり、入力電源電圧異常状態が発生しなかったときは、フラグＥ６＝１である。
【０１２５】
（７）インターフェース異常状態：故障検出部１４１は、インターフェース１０４ｂが出力する信号強度を測定し、測定した信号強度が所定のしきい値未満であるときに、インターフェース異常状態が発生したと判定し、測定した信号強度が所定のしきい値以上であるときに、インターフェース異常状態が発生しなかったと判定する。次いで、故障検出部１４１は、異常状態の有無を示すフラグＥ７をデータベース１０８ｂに記録する。ここで、インターフェース異常状態が発生したときは、フラグＥ７＝０であり、インターフェース異常状態が発生しなかったときは、フラグＥ７＝１である。
【０１２６】
（８）受信異常状態：故障検出部１４１は、中間周波増幅器１１７からＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）を測定し、測定したＲＳＳＩが所定のしきい値未満であるときに、受信異常状態が発生したと判定し、測定したＲＳＳＩが所定のしきい値以上であるときに、受信異常状態が発生しなかったと判定する。次いで、故障検出部１４１は、異常状態の有無を示すフラグＥ８をデータベース１０８ｂに記録する。ここで、受信異常状態が発生したときは、フラグＥ８＝０であり、受信異常状態が発生しなかったときは、フラグＥ８＝１である。
【０１２７】
故障検出部１４１は、異常状態の有無を示すフラグＥ１〜Ｅ８の論理積を算出して、その結果を検出情報に含めてデータベース１０８ｂに記録してもよい。論理積の結果は、上述した異常状態のうちの少なくとも１つが発生した場合に０となり、すべての異常状態が発生しなかった場合に１となる。なお、故障検出部１４１は、１つの異常状態のみを検出してもよく、その場合は、フラグの論理積を算出しない。
【０１２８】
以上説明したように、実施の形態５によれば、実施の形態１と同様の作用効果を有する。また、実施の形態５によれば、無線受信回路１０１ｂ及び無線送信回路１０２ｂにおける異常状態の判定に基づいて、路側機１ｂの劣化を検出することができる。さらに、路側機１ｂ及び車載器２のユーザに対して、路側機１ｂの劣化を報知し、路側機１ｂの更新を促すことができる。またさらに、路側機１ｂの更新を促すことにより、路車間通信システムにおける通信エラーの増加を抑制することができ、路車間通信システム全体の健全性を維持することができる。
【０１２９】
なお、実施の形態５では、実施の形態１に係る路側機１に故障検出部１４１を追加して路側機１ｂを構成したが、本発明はこれに限らず、実施の形態２に係る車載器２ａと同様に構成した路側機に故障検出部１４１を追加して路側機を構成してもよい。この場合、故障予測検知部１０９は、データベース１０８から無線受信回路及び無線送信回路における異常状態の判定に関する検出情報を取得して、プロトコル処理部１０５を介して車載器２に送信する。また、当該路側機が外部機器４に接続されているときは、当該路側機は、上記検出情報を外部機器４に送信してもよい。さらに、実施の形態３に係る車載器２ｂと同様に構成した路側機に故障検出部１４１を追加して路側機を構成してもよい。この場合、データベース１０８は、プロトコル処理部１０５を介して無線受信回路及び無線送信回路における異常状態の判定に関する検出情報を車載器２に送信する。また、当該路側機が外部機器４に接続されているときは、当該路側機は、上記検出情報を外部機器４に送信してもよい。
【０１３０】
また、実施の形態１、実施の形態２、及び実施の形態３に係る車載器２，２ａ，２ｂに故障検出部１４１を追加して、路側機１ｂと同様に構成してもよい。
【０１３１】
実施の形態６．
図１４は、本発明の実施の形態６に係る車載器２のプロトコルの階層構造、及びプロトコルの各層で定義されたパラメータを示すブロック図である。車車間通信プロトコルは、車載器２と他の車載器との間の通信のためのプロトコルである。車車間通信プロトコルの最下位層は、無線ＬＡＮ等で用いられているＩＥＥＥ８０２．１１ａ、又はＩＥＥＥ８０２．１１ａをベースに車車間通信に適合化して規格されているＩＥＥＥ８０２．１１ｐである。また、車車間通信プロトコルの中間層はＩＥＥＥ１６０９であり、リソースマネージャ、セキュリティ、ＩＰネットワーク及び非ＩＰネットワークなどのネットワークサービス、及びマルチチャネルアクセスを提供し、上位層との拡張インターフェースを提供している。さらに、車車間通信プロトコルの最上位層は、ＡＰ層であり、カーナビゲーションなどとの接続機能を提供し、安全情報提供などの情報サービスを提供する。次に、車車間通信プロトコルの各層において、エラー検出のために使用するパラメータについて説明する。
【０１３２】
車車間通信プロトコルの最下位層では、送信信号の信号レベルを示す送信レベルＳＩＧ＿ＬＥＶＥＬ１、受信信号の信号レベルを示す受信レベルＳＩＧ＿ＬＥＶＥＬ２が定義されている。送信レベルＳＩＧ＿ＬＥＶＥＬ１は、無線信号を送信する毎に送信した信号の信号レベルを示す値に更新され、受信レベルＳＩＧ＿ＬＥＶＥＬ２は、無線信号を受信する毎に受信した信号の信号レベルを示す値に更新される。
【０１３３】
車車間通信プロトコルの中間層では、パケットに対するＣＲＣを用いた検査結果が誤りとなった回数を示すＣＲＣ検査誤り回数ＣＲＣ＿ＥＲＲが定義されている。ＣＲＣ検査誤り回数ＣＲＣ＿ＥＲＲは、車車間通信開始時に０にリセットされ、車載器２が他の車載器からデータを受信し、ＣＲＣ検査の結果が誤りとなる毎にインクリメントされる。
【０１３４】
実施の形態１、実施の形態２、並びに実施の形態３に係る車載器２，２ａ，２ｂ、実施の形態４に係る路側機１ａと同様に構成した車載器、及び実施の形態５に係る路側機１ｂと同様に構成した車載器のプロトコル処理部２０５に、上述した車車間通信プロトコルを実装することによって、上記車載器が車車間通信プロトコルに従って動作し、上述した路車間通信プロトコルに従って動作する場合と同様に、車車間通信プロトコルの各層における通信エラーに基づいて上記車載器の劣化を検出する。
【０１３５】
以上説明したように、実施の形態６によれば、車車間通信プロトコルに従って動作する車載器２，２ａ，２ｂ、路側機１ａと同様に構成した車載器、及び路側機１ｂと同様に構成した車載器について、実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３、実施の形態４、及び実施の形態５と同様の作用効果を有し、上記車載器のユーザに対して、上記車載器の劣化を報知し、上記車載器の更新を促すことができる。さらに、上記車載器の更新を促すことにより、車車間通信システムにおける通信エラーの増加を抑制することができ、車車間通信システム全体の健全性を維持することができる。
【０１３６】
実施の形態７．
路車間通信プロトコルであるＤＳＲＣにおいて、変調方式としてＡＳＫ変調方式を使用する場合、非特許文献１では、送信信号についてアイ開口率（振幅）≧８０％、アイ開口率（時間）≧８０％、及び変調指数≧０．７５と規定している。しかし、無線通信装置の経年劣化などによってアイ開口率（振幅）、アイ開口率（時間）、又は変調指数が低下し、規格違反となる可能性がある。実施の形態７に係る車載器２ｅは、これらの規格違反を検出する。
【０１３７】
図１５は、本発明の実施の形態７に係る車載器２ｅの構成を示すブロック図である。実施の形態７では、車載器２ｅと通信する路側機１及び外部機器３は、実施の形態３と同様であって、その説明を省略する。また、図１５において、車載器２ｅは、実施の形態３の車載器２ｂと比較して、Ａ／Ｄコンバータ２５１と、信号規格検出部２５２とをさらに備え、モデム２０３に代えてモデム２０３ｅを備え、データベース２０８ｂに代えてデータベース２０８ｅを備えて構成される。その他の構成要素は実施の形態３と同様であって、その説明を省略する。
【０１３８】
モデム２０３ｅは、上述したモデム２０３の動作に加えて、無線受信回路２０１からの受信信号をＡＳＫ再生信号に復調して、Ａ／Ｄコンバータ２５１に出力する。Ａ／Ｄコンバータ２５１は、ＡＳＫ再生信号をデジタル化して信号規格検出部２５２に出力する。
【０１３９】
信号規格検出部２５２は、プロセッサ２５２ｐとメモリ２５２ｍとを備えて構成され、詳細後述するように、ＡＳＫ再生信号のアイ開口率（振幅）、アイ開口率（時間）、及び変調指数を算出して所定のしきい値と比較し、路側機１の規格違反を判定して、算出したアイ開口率（振幅）、アイ開口率（時間）、変調指数、及び判定結果を含む検出情報をデータベース２０８ｅに記録する。
【０１４０】
データベース２０８ｅは、プロセッサ２０８ｅｐを備えて構成され、通信エラー検出部２０６からの発生した通信エラーの種類、各通信エラーの発生回数、各通信エラーの発生の有無を示すフラグ、製造者番号、並びに路側機１の位置情報、及び通信時間検出部２０７からの通信期間の開始時刻、通信期間の終了時刻、路車間通信プロトコルの各層での通信処理開始時刻、通信処理終了時刻、並びに通信時間、及び信号規格検出部２５２からのアイ開口率（振幅）、アイ開口率（時間）、変調指数、並びに判定結果を含む履歴データを記憶する。次いで、データベース２０８ｅは、プロトコル処理部２０５を介して履歴データを路側機１に送信する。また、車載器２ｅが外部機器３に接続されているときは、車載器２ｅは、履歴データを外部機器３に送信してもよく、履歴データを受信した外部機器３は、履歴データを表示装置３ａに表示する。
【０１４１】
図１６は、図１５のモデム２０３ｅに入力されるＡＳＫ受信信号の電圧、及び図１５のＡ／Ｄコンバータ２５１に入力されるＡＳＫ再生信号の電圧を示すグラフである。図１６（ａ）は、モデム２０３ｅに入力されるＡＳＫ受信信号の電圧を示すグラフであり、図１６（ｂ）及び図１６（ｃ）は、Ａ／Ｄコンバータ２５１に入力されるＡＳＫ再生信号の電圧を示すグラフである。期間ｔ１及びｔ３において、ＡＳＫ受信信号はオンであり、期間ｔ２及びｔ４において、ＡＳＫ受信信号はオフである。Ａ／Ｄコンバータ２５１は、ＡＳＫ再生信号の電圧値とＡ／Ｄコンバータ基準電圧Ｖｒとの差をデジタル化して信号規格検出部２５２に出力する。
【０１４２】
まず、アイ開口率（振幅）の算出方法について説明する。信号規格検出部２５２は、所定の時間の間、ＡＳＫ受信信号がオンである期間におけるＡＳＫ再生信号の電圧を測定し、電圧の最大値Ｖａｍａｘ、及び電圧の最小値Ｖｂｍａｘを求める（図１６（ｂ））。次いで、信号規格検出部２５２は、式（３）に基づいてアイ開口率（振幅）Ｅｙｅ（Ｖ）を算出する。
【０１４３】
【数３】
2012004759.tif 000005
【０１４４】
信号規格検出部２５２は、アイ開口率（振幅）Ｅｙｅ（Ｖ）が８０％未満である場合、路側機１のアイ開口率（振幅）の規格違反が発生したと判定し、アイ開口率（振幅）Ｅｙｅ（Ｖ）が８０％以上である場合、路側機１のアイ開口率（振幅）の規格違反が発生しなかったと判定する。次いで、信号規格検出部２５２は、アイ開口率（振幅）Ｅｙｅ（Ｖ）の値及び判定結果を含む検出情報をデータベース２０８ｅに記録する。
【０１４５】
次に、アイ開口率（時間）の算出方法について説明する。信号規格検出部２５２は、所定の時間の間、ＡＳＫ再生信号の電圧が所定のしきい値基準電圧Ｖｔｈを超える期間の長さを測定し、期間の長さの最大値Ｔａｍａｘ、及び期間の長さの最小値Ｔａｍｉｎを求める（図１６（ｂ））。次いで、信号規格検出部２５２は、式（４）に基づいてアイ開口率（時間）Ｅｙｅ（Ｔ）を算出する。
【０１４６】
【数４】
2012004759.tif 000006
【０１４７】
信号規格検出部２５２は、アイ開口率（時間）Ｅｙｅ（Ｔ）が８０％未満である場合、路側機１のアイ開口率（時間）の規格違反が発生したと判定し、アイ開口率（時間）Ｅｙｅ（Ｔ）が８０％以上である場合、路側機１のアイ開口率（時間）の規格違反が発生しなかったと判定する。次いで、信号規格検出部２５２は、アイ開口率（時間）Ｅｙｅ（Ｔ）の値及び判定結果を含む検出情報をデータベース２０８ｅに記録する。
【０１４８】
なお、アイ開口率（時間）は、ＡＳＫ再生信号の電圧が所定のしきい値基準電圧Ｖｔｈを下回る期間に基づいて算出してもよい。
【０１４９】
次に、変調指数の算出方法について説明する。信号規格検出部２５２は、ＡＳＫ再生信号の電圧の最大値Ｖｍａｘ、及び最小値Ｖｍｉｎ求める（図１６（ｃ））。次いで、信号規格検出部２５２は、式（５）に基づいて変調指数ＡＳＫ（Ｆ）を算出する。
【０１５０】
【数５】
2012004759.tif 000007
【０１５１】
信号規格検出部２５２は、変調指数ＡＳＫ（Ｆ）が０．７５未満である場合、路側機１の変調指数の規格違反が発生したと判定し、変調指数ＡＳＫ（Ｆ）が０．７５以上である場合、路側機１の変調指数の規格違反が発生しなかったと判定する。次いで、信号規格検出部２５２は、変調指数ＡＳＫ（Ｆ）の値及び判定結果を含む検出情報をデータベース２０８ｅに記録する。
【０１５２】
以上説明したように、実施の形態７によれば、実施の形態３と同様の作用効果を有する。また、実施の形態７によれば、信号規格検出部２５２が受信信号のアイ開口率（振幅）の値、アイ開口率（時間）の値、及び変調指数の値を非特許文献１で定義されたしきい値と比較することによって、路側機１の規格違反を判定して、路側機１の規格違反又は経年劣化を検出することができる。さらに、路側機１のユーザに対して、路側機１の劣化を報知し、路側機１の更新を促すことができる。さらに、路側機１の更新を促すことにより、路車間通信システムにおける通信エラーの増加を抑制することができ、路車間通信システム全体の健全性を維持することができる。
【０１５３】
なお、実施の形態７では、実施の形態３に係る車載器２ｂにＡ／Ｄコンバータ２５１、及び信号規格検出部２５２を追加して車載器２ｅを構成したが、本発明はこれに限らず、
実施の形態１に係る車載器２にＡ／Ｄコンバータ２５１、及び信号規格検出部２５２を追加して車載器を構成してもよい。この場合、故障予測検知部２０９は、データベース２０８から路側機１の規格違反に関する検出情報を表示部２１１に表示するとともに、プロトコル処理部２０５を介して路側機１に送信する。また、当該車載器が外部機器３に接続されているときは、当該車載器は、上記検出情報を外部機器３に送信してもよい。さらに、実施の形態２に係る車載器２ａにＡ／Ｄコンバータ２５１、及び信号規格検出部２５２を追加して車載器を構成してもよい。この場合、故障予測検知部２０９は、データベース２０８から路側機１の規格違反に関する検出情報を取得して、プロトコル処理部２０５を介して路側機１に送信する。また、当該車載器が外部機器３に接続されているときは、当該車載器は、上記検出情報を外部機器３に送信してもよい。
【０１５４】
また、路側機１にＡ／Ｄコンバータ２５１、及び信号規格検出部２５２を追加して、車載器２ｅと同様に構成してもよく、実施の形態２に係る車載器２ａと同様に構成した路側機、及び実施の形態３に係る車載器２ｂと同様に構成した路側機にＡ／Ｄコンバータ２５１、及び信号規格検出部２５２を追加して路側機を構成してもよく、このとき路側機は、車載器の規格違反を判定する。
【０１５５】
実施の形態８．
実施の形態８に係る車載器は、実施の形態７に係る車載器２ｅと同様の構成であり、変調方式としてＱＰＳＫ変調方式を使用する点が異なる。路車間通信プロトコルであるＤＳＲＣにおいて、変調方式としてＱＰＳＫ変調方式を使用する場合、非特許文献１では、車載器については変調精度≦１２．５％、路側機については変調精度≦１０．０％と規定されている。しかし、無線通信装置の経年劣化などによって変調精度が低下し、規格違反となる可能性がある。実施の形態８に係る車載器は、この規格違反を検出する。
【０１５６】
図１７は、本発明の実施の形態８に係る車載器で受信されるＱＰＳＫ再生信号の信号点を示すグラフである。ここでは、第１象限について説明するが、他の象限に関しても同様に説明することができる。図１７において、変調精度は、理想の信号に対する信号点を表す理想信号点ベクトルＶｓｉと、実際に受信した信号に対する信号点を表す受信信号点ベクトルＶｓｒとの間の誤差を表す誤差ベクトルＶｄを受信した信号のそれぞれに対して算出し、誤差ベクトルＶｄの２乗和を受信した信号の数で除算したものの平方根である。路側機の変調精度によって、受信信号の位相及び振幅が変動し、車載器のＱＰＳＫ受信再生変動範囲を超える場合がある。この位相及び振幅の変動によって、変調精度が１０．０％を超えると路側機１の変調精度の規格違反となる。
【０１５７】
そこで、受信信号の位相をＰｈ０、振幅をＡ０としたときに、変調精度が１０．０％以下となるように、位相最大値Ｐｈｍａｘ、位相最小値Ｐｈｍｉｎ、振幅最大値Ａｍａｘ、及び振幅最小値Ａｍｉｎを決定する。すなわち、Ｐｈｍｉｎ≦Ｐｈ０≦ＰｈｍａｘかつＡｍｉｎ≦Ａ０≦Ａｍａｘであれば、変調精度が１０．０％以下となる。実施の形態８に係る車載器の信号規格検出部は、受信信号をｎ回サンプリングし、判定式（６）及び判定式（７）の両方が満たされるか否かを判定することによって、路側機１の変調精度の規格違反を判定する。
【０１５８】
【数６】
2012004759.tif 000008
【０１５９】
【数７】
2012004759.tif 000009
【０１６０】
ここで、Ｐｈｉは、ｉ番目にサンプリングされた受信信号の位相を表し、Ａｉは、ｉ番目にサンプリングされた受信信号の振幅を表す。なお、判定式（６）及び判定式（７）は、以下の判定式（８）及び判定式（９）のようにしてもよい。
【０１６１】
【数８】
2012004759.tif 000010
【０１６２】
【数９】
2012004759.tif 000011
【０１６３】
すなわち、受信信号の位相の平均値が位相最大値Ｐｈｍａｘ又は位相最小値Ｐｈｍｉｎと等しいときには、判定式（８）は満たされず、受信信号の振幅の平均値が振幅最大値Ａｍａｘ又は振幅最小値Ａｍｉｎと等しいときには、判定式（９）は満たされない。
【０１６４】
第２象限、第３象限、及び第４象限においても、上述した判定式（６）及び判定式（７）と同様に判定式を決定する。実施の形態８に係る車載器の信号規格検出部は、各象限に対する判定式のうちの少なくとも１つが満たされない場合、路側機１の変調精度の規格違反が発生したと判定し、各象限に対する判定のための式のすべてが満たされた場合、路側機１の変調精度の規格違反が発生しなかったと判定する。その後、実施の形態８に係る車載器の信号規格検出部は、受信信号の位相の平均値、受信信号の振幅の平均値、及び判定結果を含む検出結果をデータベースに記録する。
【０１６５】
以上説明したように、実施の形態８によれば、実施の形態３と同様の作用効果を有する。また、実施の形態８によれば、信号規格検出部が受信信号の位相及び振幅をそれぞれ、非特許文献１で定義されたしきい値に基づいて定義した位相最大値Ｐｈｍａｘ、位相最小値Ｐｈｍｉｎ、振幅最大値Ａｍａｘ、及び振幅最小値Ａｍｉｎと比較することによって、路側機１の規格違反を判定して、路側機１の規格違反又は経年劣化を検出することができる。さらに、路側機１のユーザに対して、路側機１の劣化を報知し、路側機１の更新を促すことができる。さらに、路側機１の更新を促すことにより、路車間通信システムにおける通信エラーの増加を抑制することができ、路車間通信システム全体の健全性を維持することができる。
【０１６６】
なお、実施の形態８では、路車間通信プロトコルの変調方式としてＱＰＳＫを使用しているが、本発明はこれに限らず、路車間通信プロトコルの２次変調方式がＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）であっても、路車間通信プロトコルの１次変調方式がＱＰＳＫであれば同様の判定式を用いて路側機１の規格違反を判定することができる。
【０１６７】
また、路車間通信プロトコルの１次変調方式がＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）又はＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）であっても、受信信号の信号点が現れる象限が変化するのみであるので、前述の判定式をそれぞれの象限に適用すれば、同様に路側機１の規格違反を判定することができる。
【０１６８】
また、実施の形態７と同様に、実施の形態１に係る車載器２、又は実施の形態２に係る車載器２ａにＡ／Ｄコンバータ、及び信号規格検出部を追加して車載器を構成してもよい。また、路側機１にＡ／Ｄコンバータ、及び信号規格検出部を追加して、実施の形態８に係る車載器と同様に構成してもよく、実施の形態２に係る車載器２ａと同様に構成した路側機、及び実施の形態３に係る車載器２ｂと同様に構成した路側機にＡ／Ｄコンバータ、及び信号規格検出部を追加して路側機を構成してもよく、このとき路側機は、車載器の規格違反を判定する。路側機が変調精度に基づいて車載器の規格違反を判定するときは、変調精度のしきい値として、１２．５％を使用する。
【産業上の利用可能性】
【０１６９】
以上詳述したように、本発明に係る無線通信装置によれば、路車間通信プロトコル又は車車間通信プロトコルの所定層において定義された通信状態を示すパラメータを検出し、上記検出したパラメータを所定のしきい値と比較することによって、所定の通信エラーの種類、並びに、発生と発生回数との少なくとも１つを含む通信エラー情報を検出し、かつ上記プロトコルの当該層での通信時間を検出して、無線通信装置の通信故障率を算出し、上記通信故障率を所定のしきい値と比較することにより上記無線通信装置の劣化を検出して報知するので、上記無線通信装置のユーザに上記無線通信装置の劣化を報知して、無線通信装置の更新を促進し、路車間通信システム又は車車間通信システムの通信エラーの増加を抑制することができ、路車間通信システム又は車車間通信システム全体の健全性を維持することができる。
【符号の説明】
【０１７０】
１，１ａ，１ｂ  路側機、２，２ａ，２ｂ，２ｅ  車載器、３，４  外部機器、３ａ，４ａ  表示装置、１００，２００  アンテナ、１０１，１０１ｂ，２０１  無線受信回路、１０２，１０２ｂ，２０２  無線送信回路、１０３，２０３，２０３ｅ  モデム、１０４，１０４ｂ，２０４  インターフェース、１０５，２０５  プロトコル処理部、１０６，２０６  通信エラー検出部、１０７，２０７  通信時間検出部、１０８，１０８ａ，１０８ｂ，２０８，２０８ｂ，２０８ｅ  データベース、１０９，２０９，２０９ａ  故障予測検知部、１１１，２１１  表示部、１１３  低雑音増幅器、１１４，１１８，１２２  ＰＬＬシンセサイザ（局部発振器）、１１５，１１９，１２３  ミキサ、１１６  バンドパスフィルタ、１１７  中間周波増幅器、１２０  ローパスフィルタ、１２４  電力増幅器、１２５  方向性結合器、１３０，１３０ａ  インピーダンス故障検出部、１３１  反射波取得回路、１３２，１３５，１３６  反射電力検出部、１３３  デジタルオシロスコープ、１３４  反射信号処理部、１４１  故障検出部、１４２  ＡＣ／ＤＣコンバータ、２１２  無線送受信コントローラ、２５１  Ａ／Ｄコンバータ、２５２  信号規格検出部、ＤＰ１００  ダイプレクサ、Ｌ１〜Ｌ７  ケーブル、ＳＣ１〜４  サーキュレータ、ＳＷ１〜３  スイッチ、ＳＷ２００  アンテナ切り替えスイッチ。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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