(57)【要約】      （修正有）【課題】隣接レーンを走行する車両と路側無線装置との誤通信を防止する際に、電波吸収体の設置をなくす、もしくは電波吸収体の使用を少なくする路側無線装置を提供する。【解決手段】正規のレーン上に所定の通信領域を形成するとともに、正規のレーンに隣接した通行路上に、ヌル領域を形成するアンテナビームを交互に切替えるアンテナ装置２０と、車載器１１との間で時分割された通信データを送受信し、車載器から識別子の含まれた検定データが繰り返し送信される複数の検定スロットが設けられる路側無線部とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の通行路上に所定の通信領域を形成するとともに、当該車両の通行路の一方の片側に隣接した一方の隣接通行路上に一方のヌルを形成する一方のアンテナビームと、車両の通行路上に上記所定の通信領域を形成するとともに、当該車両の通行路の他方の片側に隣接した他方の隣接通行路上に他方のヌルを形成する他方のアンテナビームとをそれぞれ形成し、当該一方のアンテナビームと他方のアンテナビームを交互に切替えるアンテナ装置と、
上記アンテナ装置に接続されて、上記車両に置かれた車載器との間で複数のスロットに時分割された通信データを送受信するとともに、当該通信データのスロットには、当該車載器から識別子の含まれた検定データが繰り返し送信される複数の検定スロットが設けられる路側無線部と、
を備え、
上記アンテナ装置は、上記検定スロットの通信タイミングに同期して、上記一方のアンテナビームと他方のアンテナビームを交互に切替える、
路側無線装置。
【請求項２】
上記路側無線部は、上記検定スロットが複数連続した所定の区間内で、上記識別子の受信回数が所定回数以上である場合に、当該識別子に対応した車載器との通信を継続して行うことを特徴とした請求項１に記載の路側無線装置。
【請求項３】
上記路側無線部は、上記車両の通行路及び隣接通行路を走行する車両の車載器に対して、予め車載器毎に異なる複数の識別子と各スロットの通信タイミングを送信するとともに、上記検定スロットが複数連続した所定の区間内で、当該識別子の受信回数が所定回数に満たない場合に、当該識別子に対応した車載器との通信を継続して行わないことを特徴とした請求項１に記載の路側無線装置。
【請求項４】
上記路側無線部は、上記検定スロットが複数連続した所定の区間の終了後、上記車載器との通信によって料金収受に係る情報の授受を行うことを特徴とした請求項１から請求項３の何れか１項に記載の路側無線装置。
【請求項５】
上記アンテナ装置は、スイッチによって一方のアンテナビームと他方のアンテナビームを切替えることを特徴とした請求項１から請求項４の何れか１項に記載の路側無線装置。
【請求項６】
上記アンテナ装置は、励振ウェイトの調整によって一方のアンテナビームと他方のアンテナビームを切替えることを特徴とした請求項１から請求項４の何れか１項に記載の路側無線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、道路を走行する車両に搭載された車載器との間で通信を行う路側無線装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有料道路の付帯設備であるＥＴＣ（Electronic Toll Collection）システムにおいて、ＥＴＣ専用通行路（以下、ＥＴＣレーン）内で、ＥＴＣ車載器とＥＴＣ路側無線装置との路車間通信が行われる。このとき、路車間通信により発生する電波が路面で反射し、ＥＴＣレーンに隣接する通行路（以下、隣接レーン）に混入することがある。
【０００３】
従来、ＥＴＣレーンと隣接レーンの間に電波吸収体を設置することで、ＥＴＣ路側無線装置が、隣接レーン上のＥＴＣ車載器と誤通信することを抑制する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２１８５８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の誤通信防止用に用いられる電波吸収体は、素材、設置工事費用を含めて費用が高く、また経年劣化により定期交換する必要があるなど、設置及び保守費用が高く付くという問題があった。
【０００６】
この発明は係る課題を解決するためになされたものであり、隣接レーン（通行路）を走行する車両と路側無線装置との誤通信を防止するための電波吸収体の設置をなくす、もしくは電波吸収体の使用を少なくすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明による路側無線装置は、車両の通行路上に所定の通信領域を形成するとともに、当該車両の通行路の一方の片側に隣接した一方の隣接通行路上に一方のヌルを形成する一方のアンテナビームと、車両の通行路上に上記所定の通信領域を形成するとともに、当該車両の通行路の他方の片側に隣接した他方の隣接通行路上に他方のヌルを形成する他方のアンテナビームとをそれぞれ形成し、当該一方のアンテナビームと他方のアンテナビームを交互に切替えるアンテナ装置と、上記アンテナ装置に接続されて、上記車両に置かれた車載器との間で複数のスロットに時分割された通信データを送受信するとともに、当該通信データのスロットには、当該車載器から識別子の含まれた検定データが繰り返し送信される複数の検定スロットが設けられる路側無線部と、を備え、上記アンテナ装置は、上記検定スロットの通信タイミングに同期して、上記一方のアンテナビームと他方のアンテナビームを交互に切替えるものである。
【０００８】
また、上記路側無線部は、上記検定スロットが複数連続した所定の区間内で、上記識別子の受信回数が所定回数以上である場合に、当該識別子に対応した車載器との通信を継続して行っても良い。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、所定の通信領域が形成される正規のレーン（通行路）を走行する車両の車載器と、正規のレーン上に設置された路側無線装置との通信時に、隣接レーンを走行する他の車両の車載器との誤通信を防止することができる。これによって、正規のレーンの周辺において、誤通信防止用の電波吸収体の使用を不要もしくは削減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１による路側装置の構成を示す図である。
【図２】実施の形態１による車載器及び路側機の構成の構成を示す図である。
【図３】実施の形態１による路側無線装置の動作を説明するための図である。
【図４】実施の形態１による路側装置と車載器との路車通信における、通信トランザクションの一例を示す図である。
【図５】実施の形態１による路側装置と車載器との路車通信における、ＡＣＴＣ検定区間のヌル領域の形成状態の一例を示す図である。
【図６】実施の形態１による、ＡＣＴＣ検定区間における車載器の通信成立回数の例を示す図である。
【図７】実施の形態１による、アンテナ装置の形成するアンテナビームのパターンを例示する図である。
【図８】実施の形態１による、アンテナ装置のアンテナ部の構成例を示す図である。
【図９】実施の形態１による、アンテナ装置のアンテナ部の他の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１は、この発明に係る実施の形態１による路側装置の構成を示す図である。図１において、実施の形態１による路側装置６０は、アンテナ装置２０と、アンテナ装置２０に信号ケーブルで接続された路側機５０から構成されている。路側機５０は、通信ネットワークケーブル１００を介して、外部装置（サーバ、遮断機、監視カメラ等）に接続される。車載器１１は、車両１０ａ、車両１０ｂ、車両１０ｃに搭載される。路側機５０は、アンテナ装置２０を介在して、車両１０ａに搭載された車載器１１との間で路車間通信を行う。路側装置６０と車載器１１は、相互に路車間通信を行うＥＴＣシステムを構成している。
【００１２】
車両１０ａは、正規の通行路であるＥＴＣレーン（車線）１ａを走行している。ＥＴＣレーン（車線）１ａは有料道路の施設内に設けられ、ＥＴＣシステムによって自動で料金収受（通行料金の課金）が行われる専用通行路を構成している。車両１０ｂはＥＴＣレーン１ａの一方の片側（図１の例では進行方向左側）に隣接した左側隣接レーン（車線）１ｂを走行している。車両１０ｃはＥＴＣレーン１ａの他方の片側（図１の例では進行方向右側）に隣接した右側隣接レーン（車線）１ｃを走行している。ＥＴＣレーン１ａ上には、アンテナ装置２０の通信領域３０ａが形成されている。また、左側隣接レーン１ｂ上ではアンテナ装置２０のヌル領域３０ｂが形成され、右側隣接レーン１ｃ上ではアンテナ装置２０のヌル領域３０ｃが形成される。すなわち、アンテナ装置２０は、ＥＴＣレーン１ａにおける車両１０ａの進行方向左側にヌル領域３０ｂを形成し、進行方向右側にヌル領域３０ｃを形成するように配置されている。ヌル領域３０ｂ、３０ｃ内の各路面上で、アンテナ装置２０から漏れ出た電波の電界強度が抑制される。図１の例では、アンテナ装置２０による電波の電界強度の抑制された領域を便宜的に楕円形状で図示しているが、実際の形状は外周が不規則に歪んだより複雑な形状となる。
【００１３】
これによって、ヌル領域３０ｂ、３０ｃ内では、車両１０ｂ、１０ｃに搭載された車載器１１と、アンテナ装置２０との間の通信が遮断され、誤通信を防止することができることができる。
なお、左側隣接レーン１ｂ、右側隣接レーン１ｃが他のアンテナ装置の設けられたＥＴＣレーンであってもよい。以降の説明では、アンテナ装置２０による正当な通信の行われる通信領域３０ａがＥＴＣレーン１ａのみとなっており、左側隣接レーン１ｂ、右側隣接レーン１ｃに形成される通信領域はアンテナ装置２０にとって非通信とすべき領域であることを前提とする。
【００１４】
図２は、実施の形態１による車載器１１及び路側機５０の構成を示す図である。図において、路側機５０は、アンテナ装置２０に接続された路側無線部５２と、路側無線部５２に接続された路側制御部５３から構成される。アンテナ装置２０と路側無線部５２はＥＴＣシステムにおける路側無線装置を構成する。アンテナ装置２０は、図示しないアンテナ部、無線部、制御回路部、及び多重化装置などが設けられている。アンテナ部（４０）は、後述するように複数のアンテナ素子とアンテナ給電端子が設けられている。路側無線部５２は、図示しない中央演算処理装置、記憶装置、送受信回路部、及び多重化装置などが設けられている。
【００１５】
また、車載器１１は、ＥＴＣ車載アンテナ１２と、ＥＴＣ車載アンテナ１２に接続された車載無線部１３から構成される。車載無線部１３は、図示しない無線回路部、制御回路部、中央演算処理装置、記憶装置などが設けられている。
【００１６】
路側機５０の路側無線部５２は、アンテナ装置２０を介して車載器１１との間で路車間通信を行い、情報の授受を行う。路側無線部５２は、アンテナ装置２０を介した車載器１１との通信を制御する。
例えば、路側無線部５２は、送受信回路部にてＡＳＫ変調またはＱＰＳＫ変調方式により路側機送信情報（ダウンリンクデータ）をベースバンド信号に変調処理する。その後、路側無線部５２は、多重化装置にてベースバンド信号と無線制御信号をシリアルーパラレル変換（多重化処理）して所定長さのパケットデータを生成し、通信ケーブル５００を介してアンテナ装置２０に送る。なお、無線制御信号は、路側無線部５２の中央演算処理装置によって適宜生成される。
【００１７】
アンテナ装置２０は、路側無線部５２から送られたパケットデータを多重化装置にてパラレルーシリアル変換し、ベースバンド信号と無線制御信号を復調する。アンテナ装置２０の無線部及び制御回路部は、無線制御信号に基づいて、ベースバンド信号を無線周波数５．８ＧＨｚ帯のＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号に変換する。この路側機送信情報から生成されたＲＦ信号は、アンテナ装置２０のアンテナ部から無線電波として空間に放射され、車載器１１に送信される。
【００１８】
また、アンテナ装置２０は、アンテナ部にて車載器１１から受信した無線周波数５．８ＧＨｚ帯のＲＦ信号を、無線部にて周波数変換してベースバンド信号を復調した後、多重化装置にてベースバンド信号をシリアルーパラレル変換（多重化処理）して所定長さのパケットデータを生成し、通信ケーブル５００を介して路側無線部５２に送る。
【００１９】
路側無線部５２は、アンテナ装置２０から送られたパケットデータをパラレルーシリアル変換し、ベースバンド信号と無線制御信号を復調した後、ＡＳＫ変調またはＱＰＳＫ変調方式に則って車載器送信情報（アップリンクデータ）を復元し、車載器送信情報を受け取る。
【００２０】
なお、アンテナ装置２０と路側無線部５２の間を接続する信号ケーブルは、同軸ケーブルであっても、光ファイバケーブルであっても良い。この信号ケーブルが光ファイバケーブルである場合、路側無線部５２にて生成された変調信号は一旦光信号に変換され、その後、アンテナ装置２０にて電気信号に変換され、周波数変換及び増幅された後、電波として空間に放射される。
【００２１】
車載器１１の車載無線部１３は、ＥＴＣ車載アンテナ１２を介して路側機５０と路車間通信を行い、情報の授受を行う。
例えば、車載無線部１３は、ＡＳＫ変調またはＱＰＳＫ変調方式により車載器送信情報（アップリンクデータ）を変調処理した後、無線周波数５．８ＧＨｚ帯のＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号に周波数変換する。この車載器送信情報から生成されたＲＦ信号は、ＥＴＣ車載アンテナ１２から無線電波として空間に放射され、アンテナ装置２０及び路側機５０に送信される。
【００２２】
また、車載無線部１３は、ＥＴＣ車載アンテナ１２を介してアンテナ装置２０及び路側機５０から受信した無線周波数５．８ＧＨｚ帯のＲＦ信号について、ＡＳＫ変調またはＱＰＳＫ変調方式に則って路側機送信情報（ダウンリンクデータ）を復元し、路側機送信情報を受け取る。ＥＴＣ車載アンテナ１２と車載無線部１３の間は、同軸ケーブルやマイクロ波伝送線路（マイクロストリップ線路）などで接続される。
【００２３】
ここで、路側無線部５２の有する中央演算処理装置にて生成される路側機送信情報、及び車載無線部１３の有する中央演算処理装置にて生成される車載器送信情報は、通信規格ＡＲＩＢ−ＳＴＤ−Ｔ７５に基づいて、フレームコントロールメッセージスロット（ＦＣＭＳ）、複数のメッセージデータスロット（ＭＤＳ）、ワイヤレスコールナンバースロット（ＷＣＮＳ）、アクチベーションチャネル（ＡＣＴＳ）などを含む所定の通信ＴＤＭＡフレームに従ってデータが構成される。
【００２４】
路側機送信情報は、ＦＣＭＳ、ＭＤＳ、ＷＣＮなどから構成される。ＦＣＭＳでは、路側機識別番号、スロット制御情報（各スロットの通信制御タイミング）、リンクアドレスフィールド（ＬＩＤ）、スロット数などの情報からなるフレームコントロールメッセージチャネル（ＦＣＭＣ）を多重化して、路側機５０から車載器１１にデータが送信される。
【００２５】
車載器送信情報は、ＭＤＳ、ＡＣＴＳ、ＷＣＮなどから構成される。ＡＣＴＳでは、ＡＣＴＳ用に割り当てられた１つのスロット（フレーム）内で時分割された、例えば６個のアクチベーションチャネル（ＡＣＴＣ）が配置されて、車載器１１から路側機５０にデータが送信される。この６分割された各ＡＣＴＣは、ＬＩＤと誤り検査信号などから構成される。ＷＣＮは、各車載器１１と各路側機５０をそれぞれ識別可能な固有の識別情報から構成される。ＬＩＤは、車載器１１と路側機５０の通信接続時に一時的に利用されるテンポラリーＩＤ（識別子）である。
【００２６】
また、各ＭＤＳでは、メッセージデータチャネル（ＭＤＣ）、アックチャネル（ＡＣＫＣ）が構成されて、路側機５０と車載器１１の間で双方向通信が行われる。
路側機送信情報のＭＤＣには、料金収受に係る情報（課金された料金情報、車種情報など）や車載器１１に対するサービス情報、ＢＳＴ（Beacon Service Table）などが含まれている。ＢＳＴは、車載器１１に対して路車間通信で必要な指定項目を指示するデータであり、車載器１１の通信に必要なアプリケーション識別子（ＡＩＤ）、初期データ、プロトコル層パラメータなどが含まれている。
【００２７】
車載器送信情報のＭＤＣには、車載器１１から送信される車載器情報、車載器１１に接続されているカードの情報、ＶＳＴ（Vehicle Service Table）、車載器１１が有料道路の料金所入口で通過した路側機５０の路側機識別番号、路側機５０の通過履歴情報などのデータが含まれている。ＶＳＴは、ＢＳＴに存在して車載器１１に登録されている全アプリケーションの識別子と、ＶＳＴの中に含まれているＬＩＤ、路側機５０の通信に必要なプロファイルを含むデータなどが含まれている。これによって、ＭＤＣによる通信では、通信接続されたＬＩＤを用いて通信相手を識別し、通信接続が許可された正当な通信相手と正しく通信を行うことが可能となる。
【００２８】
路側制御部５３は、路側無線部５２の取得した車載器送信情報のＭＤＣに含まれる路側機識別番号に基づいて、料金計算処理や課金処理を行う。また、路側制御部５３は、路側無線部５２の取得した車載器送信情報のＭＤＣに含まれる車載器情報に基づいて、例えば車種判別を行い、不正車両の有無を判別するとともに、不正車両である場合には、例えば図示しない表示器や遮断機、監視カメラなどの外部装置に表示情報、及びその制御信号などを送って、不正車両に警告を発する処理、不正車両の通行を防ぐ処理、不正車両を撮影する処理などを行う。
【００２９】
図３は、実施の形態１による路側無線装置の動作を説明するための図であり、（ａ）は左側隣接レーン１ｂにヌル領域３０ｂを形成した状態を示す図、（ｂ）は右側隣接レーン１ｃにヌル領域３０ｃを形成した状態を示す図である。図３において、路側無線装置を構成するアンテナ装置２０は、路側無線部５２の通信制御により、左側隣接レーン１ｂと右側隣接レーン１ｃにおいて、それぞれ時分割にヌル領域３０ｂとヌル領域３０ｃが交互に形成される。
【００３０】
左側隣接レーン１ｂにヌル領域３０ｂが形成されると、図３（ａ）に示すようにアンテナ装置２０の形成するアンテナビームにおいて、左側隣接レーン１ｂ側のサイドローブが抑圧される。すなわち、アンテナ装置２０は、ヌル領域３０ｂの形成されたアンテナビームを形成する。これによって、左側隣接レーン１ｂにヌル領域３０ｂが形成されている間、左側隣接レーン１ｂを走行中の車両１０ｂは、アンテナ装置２０との通信が遮断され、通信不可となっている。またこのとき、ＥＴＣレーン１ａを走行する車両１０ａと、右側隣接レーン１ｃを走行中の車両１０ｃは、アンテナ装置２０との無線通信が行われ、通信可となっている。
【００３１】
また、右側隣接レーン１ｃにヌル領域３０ｃが形成されると、図３（ｂ）に示すようにアンテナ装置２０の形成するアンテナビームにおいて、右側隣接レーン１ｃ側のサイドローブが抑圧される。すなわち、アンテナ装置２０は、ヌル領域３０ｃの形成されたアンテナビームを形成する。これによって、右側隣接レーン１ｃにヌル領域３０ｃが形成されている間、右側隣接レーン１ｃを走行中の車両１０ｃは、アンテナ装置２０との通信が遮断され、通信不可となっている。またこのとき、ＥＴＣレーン１ａを走行する車両１０ａと、左側隣接レーン１ｂを走行中の車両１０ｂは、アンテナ装置２０との無線通信が行われ、通信可となっている。
【００３２】
図４は、路側装置６０（アンテナ装置２０及び路側無線部５２）と車載器１１との路車間通信における通信トランザクションの一例を示す図であり、（ａ）は通信トランザクションを示し、（ｂ）はダウンリンク（路側装置６０から車載器１１へのデータ送信）と、アップリンク（車載器１１から路側装置６０へのデータ送信）のスロット配置を示し、（ｃ）は複数の車載器１１（１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ）にそれぞれ割り当てられたデータ送受信用のスロット配置例を示す図である。
【００３３】
図４（ａ）に示すように、ＦＣＭＣにおいて、路側装置６０は車載器１１に対してスロット制御情報及び複数個の異なるＬＩＤを送る。ＡＣＴＣ（検定スロット）において、車載器１１は路側装置６０に対して、接続要求と、ＦＣＭＣの受信情報の中から自己の選択したＬＩＤを送信する。以降、路側装置６０との通信リンクが確立している間、車載器１１は当該選択したＬＩＤを使用する。ＦＣＭＣ及びＡＣＴＣによる車載器１１と路側装置６０の間の通信を複数回繰り返すことによる、ＡＣＴＣ検定が行われることで、車載器１１と路側装置６０の通信接続が確立される。
【００３４】
なお、ＡＣＴＣ（検定スロット）では、図４（ｂ）に示すように、ＬＩＤ毎に異なる通信タイミングが規定された複数個（例えば６個）のチャネル（通信ウインドウ）が設定されており、各車載器１１はランダムに通信ウインドウを選択して対応するＬＩＤを含む検定データを送信する。これによって、たとえ同じ車載器１１が同時に同じ通信ウインドウを選択した場合であっても（この場合は路側装置６０が同時に受信した同一のＬＩＤを棄却する）、何度かＡＣＴＣ内での通信にトライすることで、異なる車載器１１が異なるＬＩＤを獲得することができるようになされている。
【００３５】
その後、図４（ｂ）、（ｃ）に示すスロット配置によって、車載器１１と路側装置６０の間でＭＤＳによる双方向通信が行われる。ＭＤＳによる双方向通信では、ＢＳＴ及びＶＳＴによってＡＩＤやＬＩＤなどの情報が授受された後、予め決められた通信シーケンス（Ａｃｔｉｏｎ１、２）に従って、カード情報、通過した路側機の路側機識別番号、通過履歴などの料金情報を含む、具体的な通信データが送受信される。
【００３６】
図５は、ＡＣＴＣ検定区間におけるアンテナ装置２０のヌル領域の形成状態の一例を示す図であって、（ａ）はＡＣＴＣ検定が行われるスロット区間、（ｂ）はヌル領域３０ｂの形成状態、（ｃ）はヌル領域３０ｃの形成状態を示しており、ＯＮはヌル領域が形成された状態、ＯＦＦはヌル領域が非形成の状態を示す。また、図６はＡＣＴＣ検定区間における、車両１０ａ、１０ｂ、１０ｃにそれぞれ搭載された車載器１１の通信成立回数を示す図である。
【００３７】
図５に示すように、例えばＡＣＴＣ検定区間の奇数番目のＡＣＴＣスロット（図５（ｂ））ではヌル領域３０ｂが形成され、ＡＣＴＣ検定区間の偶数番目のＡＣＴＣスロット（図５（ｃ））ではヌル領域３０ｃが形成される。すなわち、ＡＣＴＣ検定を順次行うに従い、通信領域３０ａにおける車両１０ａの進行方向の左右両側の隣接レーン（１ｂ、１ｃ）において、ヌル領域１０ｂ、１０ｃが当該進行方向の左側隣接レーン１ｂもしくは右側隣接レーン１ｃに交互に形成されることとなる。
これによって、ＡＣＴＣ検定区間の連続したＡＣＴＣスロットにおいて、所定回数以上の通信が成立した場合に、ＥＴＣレーン１ａの構成された正当な通信領域３０ａを走行する車両１０ａであることを識別することができる。
【００３８】
例えば、ＡＣＴＣの１番目のスロット（或いはフレーム）では、ＥＴＣレーン１ａ上の車両１０ａからＬＩＤ１が送信され、左側隣接レーン１ｂ上の車両１０ｂからＬＩＤ２が送信され、右側隣接レーン１ｃ上の車両１０ｃからＬＩＤ３が送信される。このとき、車両１０ａ、車両１０ｃの通信が成立して路側装置６０にてＬＩＤ１、ＬＩＤ３が受信され、以降ではＬＩＤ１、ＬＩＤ３を用いた通信接続が行われる。また、左側隣接レーン１ｂにヌル領域３０ｂが形成されているので、車両１０ｂの通信は成立せず、路側装置６０にてＬＩＤ２は受信されない。
【００３９】
次に、ＡＣＴＣの２番目のスロット（或いはフレーム）では、ＥＴＣレーン１ａ上の車両１０ａから通信ＬＩＤ１が送信され、左側隣接レーン１ｂ上の車両１０ｂからＬＩＤ２が送信され、右側隣接レーン１ｃ上の車両１０ｃから再びＬＩＤ３が送信される。このとき、車両１０ａ、車両１０ｂの通信が成立して路側装置６０にてＬＩＤ１、ＬＩＤ２が受信される。車両１０ｂは、以降の通信においてＬＩＤ２を用いた通信接続が行われる。また、右側隣接レーン１ｃにヌル領域３０ｃが形成されているので、車両１０ｃの通信は成立せず、路側装置６０にてＬＩＤ３は受信されない。この時点では、図６に示すように、車両１０ａに対応したＬＩＤ１の受信回数（通信成立回数）が２回、車両１０ｂに対応したＬＩＤ２、車両１０ｃに対応したＬＩＤ３の受信回数（通信成立回数）が各１回となる。
【００４０】
次に、ＡＣＴＣの３番目のスロット（或いはフレーム）では、１番目のスロットと同様、ヌル領域３０ｂが形成されているので、車両１０ｂの通信は成立せず、路側装置６０にてＬＩＤ２は受信されない。また、車両１０ａ、車両１０ｃの通信が成立して路側装置６０にてＬＩＤ１、ＬＩＤ３が受信される。この時点では、図６に示すように、車両１０ａに対応したＬＩＤ１の受信回数（通信成立回数）が３回、車両１０ｂに対応したＬＩＤ２の受信回数が１回、車両１０ｃに対応したＬＩＤ３の受信回数（通信成立回数）が２回となる。
【００４１】
更に、ＡＣＴＣ検定による通信が繰り返し行われることで、図６に示すように車両１０ａ、車両１０ｂ、車両１０ｃの通信成立回数が変化する。例えば、ＡＣＴＣの４番目のスロット（或いはフレーム）では、車両１０ａの通信成立回数が４回、車両１０ｂ、車両１０ｃの通信成立回数が２回となり、通信成立の頻度が２倍となる。この段階で、車両１０ｂ、車両１０ｃとの通信を誤通信によるものと判断し、ＬＩＤ２、ＬＩＤ３を用いた通信接続を棄却することで、５番目のスロット（或いはフレーム）以降では、ＬＩＤ１を用いた通信接続のみが成立することとなる。
【００４２】
このように、ＡＣＴＣ検定による通信を連続して所定回数以上（例えば５回以上）行うことにより、通信の成立回数が所定回数以上（例えば４回以上）となるＬＩＤの割り当てられた車載器１１との通信のみを正当な通信相手とする。また、ＡＣＴＣ検定による通信を連続して所定回数以上（例えば５回以上）行った際に、通信の成立回数が所定回数に満たない（例えば４回未満）となるＬＩＤの割り当てられた車載器１１との通信は、通信接続に利用されるＬＩＤが棄却されて通信接続が切断される。
かくして、ＥＴＣレーン１ａの正当な通信領域３０ａを通過する車両１０ａの車載器１１との通信を成立させた上で、左側隣接レーン１ｂ、右側隣接レーン１ｃを走行する車両１０ｂ、１０ｃの車載器１１との誤通信を防止することが可能となる。
【００４３】
次に、アンテナ装置２０がヌル領域３０ｂ、３０ｃを形成する手順について説明する。  通常の通信用アンテナでは、メインビームとサイドローブが形成され、サイドローブによる誤通信が生じることとなる。このサイドローブのレベルを下げるには、通常電波吸収体が用いられるが、上述したように電波吸収体の使用は素材、設置工事費用を含めて費用が高く付く。
【００４４】
また、アレーアンテナの振幅、位相を変えることで、サイドローブのレベル自体を下げることが可能であるが、給電回路を構成する部品個々の電気特性のばらつき誤差や線路長の誤差、インピーダンスのばらつき等により、サイドローブのレベルを正確に調整することは難しい。特に、ＥＴＣ用のアンテナ装置のように比較的ビーム幅が広く、例えば２０度以上の広いビーム幅を有したアンテナでは、−３０ｄＢ以下の理想のサイドローブを得ることは難しい。
【００４５】
一方、サイドローブを低減する別の方法として、サイドローブの振幅に等しいビームを形成するとともに当該ビームを逆位相で合成することで、本来のサイドローブ形成領域にヌルを形成することができる。このとき、左右両側のサイドローブを低減するには、アンテナ装置において、最低２つのビームを合成する必要がある。これに対し、片側のサイドローブのみにヌルを形成した場合は１つのビーム合成で済むため、両側のサイドローブにヌルを形成する場合に比して、ビーム合成の難易度が低い。
【００４６】
この実施の形態１によるアンテナ装置２０では、両側のサイドローブ形成領域において、片側ずつ交互にヌル点を発生させることで、サイドローブのレベルを低減している。
すなわち、図３に示すように、（ａ）サイドローブの発生する左側隣接レーン１ｂに対応する領域にヌル点（ヌル領域３０ｂ）を形成し、次に（ｂ）サイドローブの発生する右側隣接レーン１ｃに対応する領域にヌル点（ヌル領域３０ｃ）を形成する。この（ａ）、（ｂ）に示すように、アンテナ装置２０は、スロット毎に形成されるヌル点の方向を、サイドローブ発生領域の片側ずつに交互に形成するように切替える。これにより、左右の隣接レーン１ｂ、１ｃ上を走行する車両１０ｂ、１０ｃの車載器１１とアンテナ装置２０の間では連続して通信を行うことができないため、ＡＣＴＣ検定により通信が継続的に接続されない状態となり、隣接レーン上の車載器１１とアンテナ装置２０の誤通信を除去することができる。
【００４７】
図７は、アンテナ装置２０の形成するアンテナビームのパターンを例示する図であり、（ａ）はヌル形成前のアンテナビームパターン（原ビーム）、（ｂ）はサイドローブ領域にヌルを形成する逆位相のビームパターン（合成波）、（ｃ）はヌル形成前のアンテナビームパターン（原ビーム）と逆位相のビームパターン（合成波）とを、合成した後のビームパターン（合成後）を示す図である。図において、元のアンテナビーム（原ビーム）に１つの合成波のみをビーム合成することで、左側の１つ目のサイドローブを低減し、ヌル領域を形成していることがわかる。また、右側の１つ目のサイドローブについても、当該サイドローブ領域にヌルを形成する逆位相の別のビームパターン（合成波）を原ビームと合成することで、同様にしてヌル領域を形成することができる。
このようにアンテナ装置２０のサイドローブを低減するヌル領域を形成することで、左側隣接レーン１ｂ及び右側隣接レーン１ｃ上に、アンテナ装置２０から意図せずに漏れ出る電波（不要電波）を抑制することができる。
【００４８】
アンテナ装置２０が図７に示すようなアンテナパターンを得るには、そのアンテナ部において、原ビームと合成波が所望のヌル領域を形成する合成ビームを得るように、アンテナ素子とアンテナ給電端子とを接続する給電線路、電力分配回路などを適切に設計すれば良い。図８は、アンテナ装置２０を構成するアンテナ部４０の一構成例を示す図である。
【００４９】
図８において、アンテナ部４０は、アンテナ素子４１と、（ヌル形成用）アンテナ素子４２と、（ヌル形成用）アンテナ素子４３と、電力分配器及び合成器４５ｂを有した給電線路４５と、スイッチ４４ａ、４４ｂと、アンテナ給電端子４６が設けられている。アンテナ素子４１とアンテナ給電端子４６は、給電線路４５によって接続される。アンテナ素子４１は、アンテナ給電端子４６を介して送受信回路部からの送信電力が給電される。また、アンテナ素子４１の受信した受信電力は、アンテナ給電端子４６に給電され、送受信回路部に伝送される。
【００５０】
アンテナ素子４２とアンテナ給電端子４６とは、給電線路４５及びスイッチ４４ａを介して接続される。同様に、アンテナ素子４３とアンテナ給電端子４６とは、給電線路４５及びスイッチ４４ｂを介して接続される。アンテナ素子４２は、スイッチ４４ａが閉じている間、アンテナ給電端子４６から分配された送受信回路部からの送信電力が給電される。また、アンテナ素子４２の受信した受信電力は、スイッチ４４ａが閉じている間、アンテナ給電端子４６に給電され、送受信回路部に伝送される。同様に、アンテナ素子４３は、スイッチ４４ｂが閉じている間、アンテナ給電端子４６から分配された送受信回路部からの送信電力が給電される。また、アンテナ素子４２の受信した受信電力は、スイッチ４４ｂが閉じている間、アンテナ給電端子４６に給電され、送受信回路部に伝送される。
スイッチ４４ａ、４４ｂの開閉制御は、アンテナ装置２０の図示しない制御回路部によって行われ、このスイッチ開閉の切替タイミングは、路側無線部５２の中央演算処理装置が制御するＡＣＴＣ検定時のスロット（フレーム）の開始タイミング（スロットの通信開始タイミング）または終了タイミング（スロットの通信終了タイミング）に同期するように調整される。また、ＦＣＭＳのスロット制御情報に基づいて、車載無線部１３がＡＣＴＣのスロットの通信タイミングを調整するので、スイッチ４４ａ、４４ｂの切替タイミングは、車載無線部１３におけるＡＣＴＣのスロットの開始及び終了タイミングとも同期する。
【００５１】
この際、アンテナ素子４２とアンテナ素子４３の電力分配比がそれぞれ同じになるように、アンテナ部の給電線路４５と電力分配器及び合成器４５ｂが構成されている。また、アンテナ素子４１とアンテナ素子４２もしくはアンテナ素子４３との電力分配比は、所望の比率になるようにアンテナ部の給電線路４５と電力分配器及び合成器４５ｂが構成されている。この実施の形態１の図８では、アンテナ素子４１の形成する左側のサイドローブが抑制されるように、アンテナ素子４２はアンテナ素子４１に対して逆位相のビームを形成する。同様に、アンテナ素子４１の形成する右側のサイドローブが抑制されるように、アンテナ素子４３はアンテナ素子４１に対して逆位相のビームを形成する。このため、アンテナ素子４１とアンテナ給電端子４６の間の線路長及びアンテナ素子４２とアンテナ給電端子４６の間の線路長は、アンテナ素子４１に対してアンテナ素子４２が逆位相になるように調整されている。同様に、アンテナ素子４１とアンテナ給電端子４６の間の線路長（電気長）及びアンテナ素子４３とアンテナ給電端子４６の間の線路長（電気長）は、アンテナ素子４１に対してアンテナ素子４３が逆位相になるように調整されている。
【００５２】
このように構成されたアンテナ部４０では、スイッチ４４ａを閉じ（ＯＮにする）、スイッチ４４ｂを開く（ＯＦＦにする）ことによって、アンテナ素子４１とアンテナ素子４２の合成波（一方のアンテナビーム）を構成することができる。同様に、スイッチ４４ｂを閉じ（ＯＮにする）、スイッチ４４ａを開く（ＯＦＦにする）ことによって、アンテナ素子４１とアンテナ素子４３の合成波（他方のアンテナビーム）を構成することができる。このように、スイッチ４４ａをＯＮ、スイッチ４４ｂをＯＦＦとした状態と、スイッチ４４ａをＯＦＦ、スイッチ４４ｂをＯＮとした状態とを、交互に切替えることによって、アンテナ部４０は右側もしくは左側のサイドローブが交互に抑制されたアンテナビームを形成することができる。すなわち、ヌル領域３０ａを形成する一方のアンテナビームと、ヌル領域３０ｂを形成する他方のアンテナビームとを、交互に切替えることができる。
【００５３】
なお、図８の説明ではスイッチ４４ａ、４４ｂを用いて、アンテナ素子４２とアンテナ素子４３を交互に切替えてアンテナ素子４１とビーム合成する、アンテナ装置２０のアンテナ部４０の例を示したが、ディジタル的にマルチビームを形成し、各ビームを合成処理するように構成しても良い。
【００５４】
例えば、図９は、フェーズドアレイアンテナを用いたアンテナ装置２０のアンテナ部の他の構成例を示す図である。図９において、アンテナ装置２０のアンテナ部７０は、複数のアンテナ素子６１と、重み付け器６２と、給電線路６３と、分配及び合成器６４と、アンテナ給電端子６５を備えており、フェーズドアレイアンテナを構成する。
【００５５】
重み付け器６２は、図示しない移相器及び電力分配器（図の例では３電力分配器）から構成される。ここで、重み付け器６２によって位相及び振幅を調整することで、アンテナ素子６１の励振ウェイトを調整する。この励振ウェイトを適宜設定することによって、ヌル点の方向を切替えるように制御する。例えば、重み付け器６２を調整して励振ウェイトＡを設定することで、ヌル領域３０ａを形成する一方のアンテナビームを形成する。また、重み付け器６２を調整して励振ウェイトＢに設定することで、ヌル領域３０ｂを形成する他方のアンテナビームを形成する。かくして、重み付け器６２を調整し、励振ウェイトＡと励振ウェイトＢを切替えることで、一方のアンテナビームと他方のアンテナビームとを、交互に切替えることができる。
なお、重み付け器６２の調整は、アンテナ装置２０の図示しない制御回路部によって行われ、励振ウェイトＡと励振ウェイトＢの切替タイミングは、路側無線部５２の中央演算処理装置が制御するＡＣＴＣ検定時のスロット（フレーム）の開始タイミング（スロットの通信開始タイミング）または終了タイミング（スロットの通信終了タイミング）に同期するように調整される。
励振ウェイトの具体的な設定方法については、例えば特開平１−１２９５０８号に開示されているので、ここでは詳細な説明を割愛する。
【００５６】
以上説明した通り、実施の形態１による路側装置６０（路側無線装置）は、車両の正規の通行路（ＥＴＣレーン１ａ）上に所定の通信領域３０ａを形成するとともに、当該車両の正規の通行路の一方の片側に隣接した一方の隣接通行路（左側隣接レーン１ｂ）上に一方のヌル（ヌル領域３０ｂ）を形成する一方のアンテナビームと、車両の通行路上に上記所定の通信領域を形成するとともに、当該車両の通行路の他方の片側に隣接した他方の隣接通行路（右側隣接レーン１ｃ）上に他方のヌル（ヌル領域３０ｃ）を形成する他方のアンテナビームとをそれぞれ形成し、当該一方のアンテナビームと他方のアンテナビームを交互に切替えるアンテナ装置２０と、上記アンテナ装置２０に接続されて、上記車両１０ａに置かれた車載器１１との間で複数のスロットに時分割された通信データを送受信するとともに、当該通信データのスロットには、当該車載器から識別子（ＬＩＤ）の含まれた検定データが繰り返し送信される複数の検定スロット（ＡＣＴＣ）が設けられた路側無線部５２とを備え、上記アンテナ装置２０は、上記検定スロット（ＡＣＴＣ）の通信タイミングに同期して、上記一方のアンテナビームと他方のアンテナビームを交互に切替えることを特徴とする。
【００５７】
また、上記路側無線部５２は、上記検定スロット（ＡＣＴＣ）が複数連続した所定の区間内で、上記識別子の受信回数が所定回数以上であるとき、上記車載器１１との通信を継続して行うようになされている。また、上記路側無線部５２は、上記車両１０ａの通行路（ＥＴＣレーン１ａ）及び隣接通行路（右側または左側隣接レーン１ｂ、１ｃ）を走行する車両の車載器１１に対して、予め車載器毎に異なる複数の識別子（ＬＩＤ）と各スロットの通信制御タイミングを送信するとともに、上記検定スロット（ＡＣＴＣ）が複数連続した所定の区間内で、当該識別子（ＬＩＤ）の受信回数が所定回数に満たない場合に、当該識別子（ＬＩＤ）に対応した車載器１１との通信を継続して行わないようになされている。また、上記路側無線部５２は、上記検定スロット（ＡＣＴＣ）が複数連続した所定の区間の終了後、上記車載器１１との通信によって料金収受に係る情報の授受を行う。
【００５８】
さらに、上記アンテナ装置２０は、スイッチ４４ａ、４４ｂによって一方のアンテナビームと他方のアンテナビームを切替えるようになされている。また、上記アンテナ装置２０は、重み付け器６２によって励振ウェイトを調整することで、一方のアンテナビームと他方のアンテナビームを切替えるようになされている。
【００５９】
このように構成されることで、ＥＴＣレーンを走行する車両１０ａの車載器１１と、ＥＴＣレーン上に設置された路側装置６０（路側無線装置）との通信時に、隣接レーン（右側または左側隣接レーン１ｂ、１ｃ）を走行する他の車両の車載器１１との誤通信を防止することができる。これによって、ＥＴＣレーン１ａ上の周辺において、誤通信防止用の電波吸収体の使用を不要もしくは削減することが可能となる。
【符号の説明】
【００６０】
１１  車載器、１２  ＥＴＣ車載アンテナ、１３  車載無線部、２０  アンテナ装置、４１  アンテナ素子、４２，４３  （ヌル形成用）アンテナ素子、４４ａ，４４ｂ  スイッチ、５２  路側無線部、６０  路側装置、６１  アンテナ素子、６２  重み付け器。
【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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