(57)【要約】【課題】アップリンク方向でマルチレート対応の光ビーコンと車載機との間で行う路車間通信において、車載機から低速フレームの後に送信される高速フレームを光ビーコンが適切に受信する可能性を高めることができるようにする。【解決手段】車両に搭載されるとともに、道路に設置された光ビーコンと光信号による無線通信を行う車載機であって、所定の伝送速度での光電気変換が可能な光受信部と、高低２種類の伝送速度での電気光変換が可能な光送信部と、低速フレームの送信後に１又は複数の高速フレームを送信可能な通信制御部と、を備えており、前記通信制御部は、所定の条件を満たしたときに、所定の高速フレームを再送信する、車載機。【選択図】図１６
2017073030.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されるとともに、道路に設置された光ビーコンと光信号による無線通信を行う車載機であって、
所定の伝送速度での光電気変換が可能な光受信部と、
高低２種類の伝送速度での電気光変換が可能な光送信部と、
低速フレームの送信後に１又は複数の高速フレームを送信可能な通信制御部と、を備えており、
前記通信制御部は、所定の条件を満たしたときに、所定の高速フレームを再送信する、車載機。
【請求項２】
前記所定の条件は、前記光ビーコンから受信した下りフレームに、前記光ビーコンが未受信であった高速フレームを特定可能な受信情報が含まれていることである、請求項１に記載に車載機。
【請求項３】
前記所定の条件は、前記光ビーコンから受信した下りフレームに、高速フレームの再送信を指示する旨の再送指示情報が含まれていることである、請求項１に記載に車載機。
【請求項４】
前記所定の条件は、前記光ビーコンから受信した下りフレームに、前記光ビーコンが提供する所定の提供情報が含まれていることである、請求項１に記載に車載機。
【請求項５】
前記所定の条件は、前記車両の速度が所定の速度条件を満たすことである、請求項１に記載の車載機。
【請求項６】
前記通信制御部は、前記受信情報に基づいて前記未受信であった高速フレームを再送信する、請求項２に記載に車載機。
【請求項７】
車両に搭載されるとともに、道路に設置された光ビーコンと光信号による無線通信を行う車載機であって、
所定の伝送速度での光電気変換が可能な光受信部と、
高低２種類の伝送速度での電気光変換が可能な光送信部と、
低速フレームの送信後に１又は複数の高速フレームを送信可能な通信制御部と、を備えており、
前記通信制御部は、前記１又は複数の高速フレームのうち任意の高速フレームを再送信する、車載機。
【請求項８】
前記通信制御部は、複数の高速フレームを送信した場合、前記複数の高速フレームのうち、先頭からＫ個（Ｋは正の整数）までの一部の高速フレームを再送信する、請求項１〜請求項５及び請求項７のいずれか１項記載の車載機。
【請求項９】
前記通信制御部は、前記１又は複数の高速フレームを送信する上りフレーム群に、再送信用の前記任意の高速フレームを加える、請求項７に記載の車載機。
【請求項１０】
前記通信制御部は、複数の高速フレームを送信する場合、前記複数の高速フレームのうち先頭からＫ個（Ｋは正の整数）までの高速フレームを、再送信用として前記上りフレーム群に加える、請求項９に記載の車載機。
【請求項１１】
前記上りフレーム群に含めることができる高速フレームの最大フレーム数をＮ個とし、前記複数の高速フレームの総フレーム数をＭ個とした場合、前記通信制御部は、下記の式（１）を満たすように前記先頭からＫ個までの一部の高速フレームを再送信用として前記上りフレーム群に加える、請求項１０に記載の車載機。
Ｋ＝Ｎ−Ｍ    ・・・式（１）
ここで、Ｎは正の整数、ＭはＮよりも小さい正の整数である。
【請求項１２】
前記通信制御部は、複数の高速フレームを送信した場合、前記複数の高速フレームの全てを再送信する、請求項１〜請求項５及び請求項７のいずれか１項に記載の車載機。
【請求項１３】
前記上りフレーム群に含めることができる高速フレームの最大フレーム数をＮ個とし、前記複数の高速フレームの総フレーム数をＭ個とした場合、前記通信制御部は、前記先頭からＫ個の高速フレームを、下記の式（２）を満たす範囲で再送信用として前記上りフレーム群にＲ回加える、請求項１０に記載の車載機。
Ｋ×Ｒ≦Ｎ−Ｍ    ・・・式（２）
ここで、Ｎは正の整数、ＭはＮよりも小さい正の整数、ＫはＭ以下の正の整数、Ｒは２以上の正の整数である。
【請求項１４】
前記Ｎは、前記車両の速度に応じて設定される、請求項１１又は請求項１３に記載の車載機。
【請求項１５】
前記通信制御部は、前記高速フレームを複数回にわたって再送信するものであり、その再送信回数を前記車両の速度に応じて設定する、請求項１２〜請求項１４のいずれか１項に記載の車載機。
【請求項１６】
前記通信制御部は、前記高速フレームを再送信するときの再送信間隔を前記車両の速度に応じて設定する、請求項１〜請求項１５のいずれか１項に記載の車載機。
【請求項１７】
走行中の車両の車載機と光信号による無線通信を行う光ビーコンであって、
高低２種類の伝送速度での光電気変換が可能な光受信部と、
所定の伝送速度での電気光変換が可能な光送信部と、
前記光受信部が出力する電気信号から低速フレーム又は高速フレームを再生可能な通信制御部と、を備えており、
前記通信制御部は、自機が未受信であった高速フレームを特定可能な受信情報を、前記光送信部がダウンリンク送信する下りフレームに含める、光ビーコン。
【請求項１８】
走行中の車両の車載機と光信号による無線通信を行う光ビーコンであって、
高低２種類の伝送速度での光電気変換が可能な光受信部と、
所定の伝送速度での電気光変換が可能な光送信部と、
前記光受信部が出力する電気信号から低速フレーム又は高速フレームを再生可能な通信制御部と、を備えており、
前記通信制御部は、自機で未受信の高速フレームがある場合、高速フレームの再送信を指示する旨の再送指示情報を、前記光送信部がダウンリンク送信する下りフレームに含める、光ビーコン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光信号による無線通信を行う車載機と光ビーコンに関する。
【背景技術】
【０００２】
光ビーコンと車載機が無線で光通信を行う路車間通信システムにおいて、高速アップリンク受信に対応する光ビーコン（以下、「新光ビーコン」ともいう。）と、高速アップリンク送信に対応する車載機（以下、「新車載機」ともいう。）を新たに導入することが検討されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
具体的には、新光ビーコンは、低速アップリンク送信のみを行う車載機（以下、「旧車載機」という。）と通信可能であり、新車載機は、低速アップリンク受信のみを行う光ビーコン（以下、「旧光ビーコン」ともいう。）と通信可能である必要がある。
そこで、特許文献１では、新車載機が、車両の識別情報（以下、「車両ＩＤ」という。）を格納した低速フレームを高速フレームの前に送信し、高速アップリンク通信に対応する新型機器の場合でも、低速フレームによる通信を最初に行う通信手順が提案されている。
【０００４】
新車載機が低速フレームの後に高速フレームを送信する場合には、車両の走行速度によっては、低速フレームを受信可能であるが高速フレームを受信不能な領域（特許文献１の図１１の不感領域Ｆ）において、新車載機が高速フレームを送信することがある。
かかる不感領域において高速フレームが送信されると、新光ビーコンが高速フレームを受信できなくなる。
【０００５】
そこで、特許文献１では、低速フレームを受信可能なエリアの上流端（以下、「第１アップリンク上流端」という。）よりも上流側又は実質的に同じ位置となるように、高速フレームを受信可能なエリアの上流端（以下、「第２アップリンク上流端」という。）の位置を設定すること（以下、「アップリンク位置設定」という。）が提案されている。
これにより、新光ビーコンに上記の不感領域が発生しなくなり、低速フレームの後に送信される高速フレームを新光ビーコンが適切に受信できるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開５３００１０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の新光ビーコンにおいて、ダウンリンク領域が、第２アップリンク上流端よりも上流側に広がる部分（以下、「ダウンリンク上流部」という。）まで設定されている場合がある。
新車載機が上記のダウンリンク上流部の内部に進入すると、新車載機は下りフレームの受信を契機として、自車両の車両ＩＤを含む低速フレームの送信を開始する。
【０００８】
一方、アップリンク領域は、ビットエラーレートが所定の通信品質（例えば、１０−５以下）を満たす領域として規定されている。従って、新車載機がダウンリンク上流部において低速フレームを送信しても、通信品質を満たすことが少なく、通常、新光ビーコンは低速フレームを受信できない。
しかし、新車載機が最初に送信する低速フレームは、比較的データサイズが小さく１フレームのみの場合が多いため、確率は高くないものの、ダウンリンク上流部で送信された低速フレームを新光ビーコンが受信する可能性がある。
【０００９】
この場合、新光ビーコンは、ダウンリンク切り替えを行って新車載機の車両ＩＤを格納した下りフレームを送信するので、新車載機は、下りフレームの受信に応じて高速フレームの送信を開始する。
そして、高速フレームは、比較的データサイズが大きくフレーム数も多いため、高速フレームの送信開始時点において、新車載機の車両進行方向の位置が第２アップリンク上流端に未達の場合は、新光ビーコンがすべての高速フレームを適切に受信できない可能性がある。
【００１０】
このように、上述のアップリンク位置設定が行われていても、光ビーコン・車載機の位置条件・設置条件等によっては、新光ビーコンが高速フレームを適切に受信できなくなることがあり得る。
本発明は、このような事情に鑑み、アップリンク方向でマルチレート対応の光ビーコンと車載機との間で行う路車間通信において、車載機から低速フレームの後に送信される高速フレームを光ビーコンが適切に受信する可能性を高めることができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様に係る車載機は、車両に搭載されるとともに、道路に設置された光ビーコンと光信号による無線通信を行う車載機であって、所定の伝送速度での光電気変換が可能な光受信部と、高低２種類の伝送速度での電気光変換が可能な光送信部と、低速フレームの送信後に１又は複数の高速フレームを送信可能な通信制御部と、を備えており、前記通信制御部は、所定の条件を満たしたときに、所定の高速フレームを再送信する、車載機である。
【００１２】
本発明の一態様に係る車載機は、車両に搭載されるとともに、道路に設置された光ビーコンと光信号による無線通信を行う車載機であって、所定の伝送速度での光電気変換が可能な光受信部と、高低２種類の伝送速度での電気光変換が可能な光送信部と、低速フレームの送信後に１又は複数の高速フレームを送信可能な通信制御部と、を備えており、前記通信制御部は、前記複数の高速フレームのうち任意の高速フレームを再送信する、車載機である。
【００１３】
本発明の一態様に係る光ビーコンは、走行中の車両の車載機と光信号による無線通信を行う光ビーコンであって、高低２種類の伝送速度での光電気変換が可能な光受信部と、所定の伝送速度での電気光変換が可能な光送信部と、前記光受信部が出力する電気信号から低速フレーム又は高速フレームを再生可能な通信制御部と、を備えており、前記通信制御部は、自機が未受信であった高速フレームを特定可能な受信情報を、前記光送信部がダウンリンク送信する下りフレームに含める、光ビーコンである。
【００１４】
本発明の一態様に係る光ビーコンは、走行中の車両の車載機と光信号による無線通信を行う光ビーコンであって、高低２種類の伝送速度での光電気変換が可能な光受信部と、所定の伝送速度での電気光変換が可能な光送信部と、前記光受信部が出力する電気信号から低速フレーム又は高速フレームを再生可能な通信制御部と、を備えており、前記通信制御部は、自機で未受信の高速フレームがある場合、高速フレームの再送信を指示する旨の再送指示情報を、前記光送信部がダウンリンク送信する下りフレームに含める、光ビーコンである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、アップリンク方向でマルチレート対応の光ビーコンと車載機との間で行う路車間通信において、車載機から低速フレームの後に送信される高速フレームを光ビーコンが適切に受信する可能性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】路車間通信システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】光ビーコンの設置部分を上から見た道路の平面図である。
【図３】光ビーコンの通信領域を示す側面図である。
【図４】従来の通信手順を示すシーケンス図である。
【図５】新旧の光ビーコンと車載機の混在状態を示す図である。
【図６】新光ビーコンの上位互換制御を示すフローチャートである。
【図７】アップリンク情報のフレーム構成図である。
【図８】ダウンリンク情報のフレーム構成図である。
【図９】送信中断期間を設けない場合の路車間通信を示すシーケンス図である。
【図１０】送信中断期間を設ける場合の路車間通信を示すシーケンス図である。
【図１１】アップリンク領域の上流側に位置するダウンリンク領域の部分である、ダウンリンク上流部の一例を示す説明図である。
【図１２】第１実施形態における高速フレームのフレーム構成図である。
【図１３】第１実施形態におけるダウンリンク切り替え後の下りフレームのフレーム構成図である。
【図１４】第１実施形態のビーコン制御機が実行する処理の一例を示すフローチャートである。
【図１５】第１実施形態の車載制御機が実行する処理の一例を示すフローチャートである。
【図１６】第１実施形態の新車載機と新光ビーコンとの路車間通信を示すシーケンス図である。
【図１７】第２実施形態におけるダウンリンク切り替え後の下りフレームのフレーム構成図である。
【図１８】第２実施形態のビーコン制御機が実行する処理の一例を示すフローチャートである。
【図１９】第２実施形態の車載制御機が実行する処理の一例を示すフローチャートである。
【図２０】第３実施形態の車載制御機が実行する処理の一例を示すフローチャートである。
【図２１】第４実施形態の車載制御機が実行する処理の一例を示すフローチャートである。
【図２２】第５実施形態の新車載機と新光ビーコンとの間で実行する路車間通信を示すシーケンス図である。
【図２３】第５実施形態の変形例１に係る新車載機が最初に送信する上りフレーム群の構成を示す説明図である。
【図２４】第５実施形態の変形例２に係る新車載機が最初に送信する上りフレーム群の構成を示す説明図である。
【図２５】参考例２の新車載機と新光ビーコンとの間で実行する路車間通信を示すシーケンス図である。
【図２６】参考例２の新光ビーコンの好ましい通信領域を示す側面図である。
【図２７】従来の新車載機によるアップリンク光の発光時における電流波形を示しており、（ａ）は低速フレームの電流波形、（ｂ）は高速フレームの電流波形である。
【図２８】光学的対策例に係る新車載機のアップリンク光の発光時における実際の電流波形を示しており、（ａ）は低速フレームの電流波形、（ｂ）は高速フレームの電流波形である。
【図２９】対策例１に係る新光ビーコンの通信領域を示す側面図である。
【図３０】対策例２に係る新光ビーコンの通信領域を示す側面図である。
【図３１】対策例２に係る新光ビーコンの回路構成図である。
【図３２】対策例２の位置検出素子を用いたアップリンク位置の測定原理の説明図である。
【図３３】対策例２のメインＣＰＵによる受信制限処理の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［本発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施形態の内容を列記して説明する。
（１）本発明の実施形態に係る車載機は、車両に搭載されるとともに、道路に設置された光ビーコンと光信号による無線通信を行う車載機であって、所定の伝送速度での光電気変換が可能な光受信部と、高低２種類の伝送速度での電気光変換が可能な光送信部と、低速フレームの送信後に１又は複数の高速フレームを送信可能な通信制御部と、を備えており、前記通信制御部は、所定の条件を満たしたときに、所定の高速フレームを再送信するものである。
【００１８】
上記車載機によれば、通信制御部が、所定の条件を満たしたときに、所定の高速フレームを再送信するから、例えば、最初に送信された複数の高速フレームのうちの一部を光ビーコンが受信できなかった場合でも、その未受信の高速フレームを上記再送信によって受信できる可能性が高まる。このため、アップリンク方向でマルチレート対応の光ビーコンと車載機との間で行う路車間通信において、車載機から低速フレームの後に送信される高速フレームを光ビーコンが適切に受信する可能性を高めることができる。
【００１９】
（２）上記車載機において、前記所定の条件は、前記光ビーコンから受信した下りフレームに、前記光ビーコンが未受信であった高速フレームを特定可能な受信情報が含まれていることであるのが好ましい。
この場合、光ビーコンが未受信であった高速フレームを特定可能な受信情報が含まれている場合に、所定の高速フレームが再送信されるので、光ビーコンが未受信であった高速フレームを受信できる可能性をさらに高めることができる。
また、車載機は、光ビーコンが未受信であった高速フレームを特定できるので、その未受信であった高速フレームを再送信することで、光ビーコンで受信済みの高速フレームを再送信する時間を省くことができる。これにより、再送信時間を短縮することができるので、その分だけ自機がダウンリンク受信する下りフレームの受信時間を長くすることができる。その結果、車載機は光ビーコンからの提供情報をより多く取得することができる。
【００２０】
（３）上記車載機において、前記所定の条件は、前記光ビーコンから受信した下りフレームに、高速フレームの再送信を指示する旨の再送指示情報が含まれていることであってもよい。
この場合、光ビーコンが高速フレームの再送信を指示した場合に、所定の高速フレームが再送信されるので、光ビーコンが未受信であった高速フレームを受信できる可能性をさらに高めることができる。
【００２１】
（４）上記車載機において、前記所定の条件は、前記光ビーコンから受信した下りフレームに、前記光ビーコンが提供する所定の提供情報が含まれていることであってもよい。
この場合、光ビーコンから所定の提供情報を取得した場合に、所定の高速フレームが再送信されるので、車載機が上記提供情報を取得しつつ、光ビーコンが未受信の高速フレームを受信できる可能性を高めることができる。
また、車載機は、所定の提供情報として、光ビーコンが提供する全ての提供情報または自機が必要とする提供情報のみを取得した場合には、もはやダウンリンク通信に時間を割く必要はないので、代わりにアップリンク通信に時間を使うことができる。これにより、車載機は、限られた通信時間を有効に利用することができる。
【００２２】
（５）上記車載機において、前記所定の条件は、前記車両の速度が所定の速度条件を満たすことであってもよい。
この場合、車両の速度が所定の速度条件を満たした場合に、所定の高速フレームが再送信されるので、例えば、車両の速度が遅い場合、すなわち光ビーコンが高速フレームを受信可能なエリアにおける車両の走行時間が長くなる場合に高速フレームを再送信すれば、光ビーコンが未受信であった高速フレームを受信できる可能性をさらに高めることができる。また、車両の速度が遅い場合、車載機は、上記エリア内にいる時間が長くなるので、高速フレームを再送信するための時間的余裕も生じる。
【００２３】
（６）上記車載機において、前記通信制御部は、前記受信情報に基づいて前記未受信であった高速フレームを再送信するのが好ましい。
この場合、通信制御部は、光ビーコンが未受信であった高速フレームを再送信するので、その未受信であった高速フレームを光ビーコンが受信できる可能性をさらに高めることができる。
また、車載機は、光ビーコンで受信済みの高速フレームを再送信する時間を省くことができる。これにより、再送信時間を短縮することができるので、その分だけ自機がダウンリンク受信する下りフレームの受信時間を長くすることができる。その結果、車載機は光ビーコンからの提供情報をより多く取得することができる。
【００２４】
（７）本発明の実施形態に係る車載機は、車両に搭載されるとともに、道路に設置された光ビーコンと光信号による無線通信を行う車載機であって、所定の伝送速度での光電気変換が可能な光受信部と、高低２種類の伝送速度での電気光変換が可能な光送信部と、低速フレームの送信後に１又は複数の高速フレームを送信可能な通信制御部と、を備えており、前記通信制御部は、前記１又は複数の高速フレームのうち任意の高速フレームを再送信するものである。
【００２５】
上記車載機によれば、通信制御部が、任意の高速フレームを再送信するから、例えば、最初に送信された複数の高速フレームのうちの一部を光ビーコンが受信できなかった場合でも、上記再送信により未受信であった高速フレームを受信できる可能性が高まる。このため、アップリンク方向でマルチレート対応の光ビーコンと車載機との間で行う路車間通信において、車載機から低速フレームの後に送信される高速フレームを光ビーコンが適切に受信する可能性を高めることができる。
【００２６】
（８）上記車載機において、前記通信制御部は、複数の高速フレームを送信した場合、前記複数の高速フレームのうち、先頭からＫ個（Ｋは正の整数）までの一部の高速フレームを再送信してもよい。
低速フレームの送信後に複数の高速フレームの送信を開始する時点において、車載機の車両進行方向の位置が高速フレームを受信可能なエリアの上流端に未達の場合、先頭から数フレーム分の高速フレームは光ビーコンで受信される可能性が低い。これに対して、上記車載機では、通信制御部が、複数の高速フレームのうち先頭からＫ個までの高速フレームを再送信するので、光ビーコンが未受信であった高速フレームを受信できる可能性をさらに高めることができる。
また、車載機は、複数の高速フレームを全て再送信する場合に比べて、再送信時間を短縮することができるので、その分だけダウンリンク受信する下りフレームの受信時間を長くすることができる。これにより、車載機は光ビーコンからの提供情報をより多く取得することができる。
【００２７】
（９）上記車載機において、前記通信制御部は、前記１又は複数の高速フレームを送信する上りフレーム群に前記任意の高速フレームを加えるのが好ましい。
この場合、再送信用の高速フレームは、１又は複数の高速フレームを送信する上りフレーム群に加えて送信されるので、光ビーコンは未受信であった高速フレームを迅速に受信することができる。
【００２８】
（１０）上記車載機において、前記通信制御部は、複数の高速フレームを送信する場合、前記複数の高速フレームのうち先頭からＫ個（Ｋは正の整数）までの高速フレームを、再送信用として前記上りフレーム群に加えるのが好ましい。
この場合、光ビーコンで未受信となる可能性が高い先頭からＫ個までの高速フレームを再送信することで、光ビーコンが未受信であった高速フレームを受信できる可能性をさらに高めることができる。
【００２９】
（１１）上記車載機において、前記上りフレーム群に含めることができる高速フレームの最大フレーム数をＮ個とし、前記複数の高速フレームの総フレーム数をＭ個とした場合、前記通信制御部は、下記の式（１）を満たすように前記先頭からＫ個までの一部の高速フレームを再送信用として前記上りフレーム群に加えるのが好ましい。
Ｋ＝Ｎ−Ｍ    ・・・式（１）
ここで、Ｎは正の整数、ＭはＮよりも小さい正の整数である。
この場合、上りフレーム群に加えられる再送信用の高速フレームの個数（Ｋ）を可及的に多くすることができるので、光ビーコンが未受信であった高速フレームを受信できる可能性をさらに高めることができる。
【００３０】
（１２）上記車載機において、前記通信制御部は、複数の高速フレームを送信した場合、前記複数の高速フレームの全てを再送信してもよい。
この場合、光ビーコンは、例えば、最初に送信された複数の高速フレームのうち、いずれの高速フレームを受信できなかった場合でも、その未受信であった高速フレームを受信できる可能性を高めることができる。
【００３１】
（１３）上記車載機において、前記上りフレーム群に含めることができる高速フレームの最大フレーム数をＮ個とし、前記複数の高速フレームの総フレーム数をＭ個とした場合、前記通信制御部は、前記先頭からＫ個の高速フレームを、下記の式（２）を満たす範囲で再送信用として前記上りフレーム群にＲ回加えるのが好ましい。
Ｋ×Ｒ≦Ｎ−Ｍ    ・・・式（２）
ここで、Ｎは正の整数、ＭはＮよりも小さい正の整数、ＫはＭ以下の正の整数、Ｒは２以上の正の整数である。
この場合、送信および再送信される高速フレームの総フレーム数（Ｎ＋Ｋ×Ｒ）が、上りフレーム群の最大フレーム数（Ｎ）を超えない範囲で、Ｋ個の高速フレームを繰り返し再送信することができる。このため、光ビーコンが未受信であった高速フレームを受信できる可能性をさらに高めることができる。
【００３２】
（１４）上記車載機において、前記Ｎは、前記車両の速度に応じて設定されるのが好ましい。
この場合、通信制御部は、上りフレーム群に含めることができる高速フレームの最大フレーム数（Ｎ）を車両の速度に応じて設定するので、例えば、車両の速度が遅くなるほど上記最大フレーム数を増加するように設定すれば、上りフレーム群に加える再送信用の高速フレームの個数を増加させることができるので、光ビーコンが未受信であった高速フレームを受信できる可能性をさらに高めることができる。
【００３３】
（１５）上記車載機において、前記通信制御部は、前記高速フレームを複数回にわたって再送信するものであり、その再送信回数を前記車両の速度に応じて設定するのが好ましい。
この場合、通信制御部は、高速フレームの再送信回数を車両の速度に応じて設定するので、例えば、車両の速度が遅くなるほど上記再送信回数を増加するように設定すれば、再送信される高速フレームの回数が増加するので、光ビーコンが未受信であった高速フレームを受信できる可能性をさらに高めることができる。
【００３４】
（１６）上記車載機において、前記通信制御部は、前記高速フレームを再送信するとき、その直前に送信する高速フレームとの間の送信間隔を前記車両の速度に応じて設定するのが好ましい。
この場合、通信制御部は、高速フレームの上記送信間隔を車両の速度に応じて設定するので、例えば、車両の速度が遅くなるほど上記送信間隔を長く設定すれば、光ビーコンは再送信された高速フレームを適切に受信できるので、光ビーコンが未受信であった高速フレームを受信できる可能性をさらに高めることができる。
また、車両の速度が遅くなるほど上記送信間隔を長く設定すれば、その分だけ高速フレームを再送信するまでの間に車両が走行する距離が長くなるため、高速フレームを受信可能なエリアの上流端に未達であった車両が、再送信時には当該エリア内に到達する可能性が高くなる。その結果、光ビーコンが未受信であった高速フレームを受信できる可能性をさらに高めることができる。
【００３５】
（１７）本発明の実施形態に係る光ビーコンは、走行中の車両の車載機と光信号による無線通信を行う光ビーコンであって、高低２種類の伝送速度での光電気変換が可能な光受信部と、所定の伝送速度での電気光変換が可能な光送信部と、前記光受信部が出力する電気信号から低速フレーム又は高速フレームを再生可能な通信制御部と、を備えており、前記通信制御部は、自機が未受信であった高速フレームを特定可能な受信情報を、前記光送信部がダウンリンク送信する下りフレームに含めるものである。
【００３６】
上記光ビーコンによれば、通信制御部が、車載機から送信された複数の高速フレームのうち、未受信であった高速フレームを特定可能な受信情報を、ダウンリンク送信する下りフレームに含めるので、その下りフレームを受信した車載機は、光ビーコンが未受信であった高速フレームを認識することができる。このため、例えば、車載機が未受信であった高速フレームを再送信するようにすれば、光ビーコンはその高速フレームを受信できる可能性が高まる。このため、アップリンク方向でマルチレート対応の光ビーコンと車載機との間で行う路車間通信において、車載機から低速フレームの後に送信される高速フレームを光ビーコンが適切に受信する可能性を高めることができる。
また、車載機は、光ビーコンが未受信であった高速フレームを再送信することで、光ビーコンで受信済みの高速フレームを再送信する時間を省くことができる。これにより、再送信時間を短縮することができるので、その分だけ自機がダウンリンク受信する下りフレームの受信時間を長くすることができる。その結果、車載機は光ビーコンからの提供情報をより多く取得することができる。
【００３７】
（１８）本発明の実施形態に係る光ビーコンは、走行中の車両の車載機と光信号による無線通信を行う光ビーコンであって、高低２種類の伝送速度での光電気変換が可能な光受信部と、所定の伝送速度での電気光変換が可能な光送信部と、前記光受信部が出力する電気信号から低速フレーム又は高速フレームを再生可能な通信制御部と、を備えており、前記通信制御部は、自機で未受信の高速フレームがある場合、高速フレームの再送信を指示する旨の再送指示情報を、前記光送信部がダウンリンク送信する下りフレームに含めるものである。
【００３８】
上記光ビーコンによれば、通信制御部が、車載機から送信された複数の高速フレームのうち、未受信であった高速フレームがある場合、高速フレームの再送を指示する旨の情報をダウンリンク送信する下りフレームに含めるので、その下りフレームを受信した車載機は、光ビーコンが受信できなかった高速フレームがあることを認識することができる。このため、例えば、車載機が予め設定された特定の高速フレームを再送信するようにすれば、光ビーコンが未受信であった高速フレームを受信できる可能性が高まる。このため、アップリンク方向でマルチレート対応の光ビーコンと車載機との間で行う路車間通信において、車載機から低速フレームの後に送信される高速フレームを光ビーコンが適切に受信する可能性を高めることができる。
【００３９】
［本発明の実施形態の詳細］
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
［システムの全体構成］
図１は、本発明の実施形態に係る路車間通信システムの全体構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態の路車間通信システムは、インフラ側の交通管制システム１と、道路Ｒを走行する車両２０（図３参照）に搭載された車載機２とを備える。
【００４０】
交通管制システム１は、交通管制室等に設けられた中央装置３と、道路Ｒの各所に多数設置された光ビーコン（光学式車両感知器）４とを備える。光ビーコン４は、近赤外線を通信媒体とした光通信によって車載機２との間で無線通信を行うことができる。
光ビーコン４は、ビーコン制御機（通信制御部）７と、このビーコン制御機７のセンサ用インタフェースに接続された複数（図１では４つ）のビーコンヘッド（投受光器ともいう。）８とを有している。
【００４１】
ビーコン制御機７は、インフラ側の通信部６に接続されており、通信部６は電話回線等の通信回線５によって中央装置３と接続されている。
通信部６は、例えば、信号灯器の灯色を制御する交通信号制御機や、インフラ側における交通情報の中継処理を行う情報中継装置等より構成することができる。
【００４２】
本実施形態の光ビーコン４は、全二重通信方式を採用している。すなわち、後述のビーコン制御機７は、光送信部１０に対するダウンリンク方向の送信制御と、光受信部１１に対するアップリンク方向の受信制御とを同時に行うことができる。
これに対して、本実施形態の車載機２は、半二重通信方式を採用している。すなわち、後述の車載制御機２１は、光送信部２３に対するアップリンク方向の送信制御と、光受信部２４に対するダウンリンク方向の受信制御とを同時には行わない。
【００４３】
なお、光送信部２３に対するアップリンク方向の送信制御と、光受信部２４に対するダウンリンク方向の受信制御は同時に行われていても良いが、実態として、どちらかのみしか機能しないように構成されているものとする。すなわち、アップリンクの送信中にはダウンリンクを受信することが困難な構成である。
【００４４】
［光ビーコンの構成］
光ビーコン４のビーコンヘッド８は、電気光変換が可能な光送信部１０と、光電気変換が可能な光受信部１１とを筐体の内部に有している。
このうち、光送信部１０は、近赤外線よりなるダウンリンク光（ダウンリンク方向の光信号）をダウンリンク領域ＤＡ（図３参照）に送出する発光素子を有し、光受信部１１は、アップリンク領域ＵＡ（図３参照）にある車載機２からの近赤外線よりなるアップリンク光（アップリンク方向の光信号）を受光する受光素子を有する。
【００４５】
光送信部１０は、ビーコン制御機７から送出される下りフレームを所定の伝送速度のシリアルな送信信号に変換する送信回路と、出力された送信信号をダウンリンク方向の光信号に変換する、発光ダイオード等よりなる発光素子と備えている。
本実施形態の光ビーコン４では、光送信部１０が送信する光信号の伝送速度は、従来の旧光ビーコンと同様に１０２４ｋｂｐｓである。
【００４６】
光受信部１１は、フォトダイオード等よりなる受光素子と、この受光素子が出力する電気信号を増幅してデジタルの受信信号を生成する受信回路とを備えている。
本実施形態の光ビーコン４では、光受信部１１は、高低２種類の伝送速度での光電気変換が可能なマルチレート対応である。低い方の伝送速度は、従来の旧光ビーコンと同様に６４ｋｂｐｓである。高い方の伝送速度は、１２８ｋｂｐｓ、１９２ｋｂｐｓ、２５６ｋｂｐｓ、３８４ｋｂｐｓ、５１２ｋｂｐｓ、１０２４ｋｂｐｓなどの速度を採用し得るが、本実施形態では２５６ｋｂｐｓであるとする。
【００４７】
図２は、本実施形態の光ビーコン４の設置部分を上から見た道路Ｒの平面図である。
図２に示すように、本実施形態の光ビーコン４は、同じ方向の複数（図例では４つ）の車線Ｒ１〜Ｒ４を有する道路Ｒに設置されている。光ビーコン４は、車線Ｒ１〜Ｒ４に対応して設けられた複数のビーコンヘッド８と、これらのビーコンヘッド８を一括制御する制御部である１台のビーコン制御機７とを備えている。
【００４８】
ビーコン制御機７は、信号処理部、ＣＰＵ及びメモリなどを有するコンピュータ装置よりなり、通信部６（図１参照）を介した中央装置３との双方向通信と、車載機２との路車間通信を行う通信制御部としての機能を有する。
また、ビーコン制御機７は、通信制御のためのコンピュータプログラムを記憶装置に格納しており、このプログラムをＣＰＵが読み出して実行することにより、当該ＣＰＵが上記通信制御部として機能する。
【００４９】
ビーコン制御機７は、道路脇に立設した支柱１３に設置されている。また、各ビーコンヘッド８は、支柱１３から道路Ｒ側に水平に架設した架設バー１４に取り付けられ、道路Ｒの各車線Ｒ１〜Ｒ４の直上に配置されている。
ビーコンヘッド８の発光素子は、車線Ｒ１〜Ｒ４の直下よりも車両進行方向の上流側に向けて近赤外線を発光しており、これにより、車載機２との間で路車間通信を行うための通信領域Ａが当該ヘッド８の上流側に設定されている。
【００５０】
［光ビーコンの通信領域］
図３は、光ビーコン４の通信領域Ａを示す側面図である。
図３に示すように、光ビーコン４の通信領域Ａは、ダウンリンク領域（図３において実線のハッチングを設けた領域）ＤＡと、アップリンク領域（図３において破線のハッチングを設けた領域）ＵＡとからなる。
【００５１】
図３において、ダウンリンク領域ＤＡは、ビーコンヘッド８の投受光位置ｄ、地上１ｍ高さの位置ａ及びｃを頂点とする△ｄａｃで示された範囲である。
ダウンリンク領域ＤＡは、車載機２の投受光器である車載ヘッド２２が、ビーコンヘッド８が送出するダウンリンク方向の光信号を所定のビットエラーレート（例えば、規格値では１０−５）以下で受信できる領域である。
【００５２】
図３において、アップリンク領域ＵＡは、ビーコンヘッド８の投受光位置ｄと、地上１ｍ高さの位置ｂ及びｃを頂点とする△ｄｂｃで示された範囲である。
アップリンク領域ＵＡは、光ビーコン４の投受光器であるビーコンヘッド８が、車載ヘッド２２が送出するアップリンク方向の光信号を所定のビットエラーレート（例えば、規格値では１０−５）以下で受信できる領域である。
【００５３】
図３に示すように、通信規格では、ダウンリンク領域ＤＡとアップリンク領域ＵＡの上流端ｃは一致するように規定されている。この場合、アップリンク領域ＵＡは、ダウンリンク領域ＤＡの車両進行方向の上流部分（図３の右側部分）と重複する。
また、ダウンリンク領域ＤＡは、アップリンク領域ＵＡよりも下流側に延びている。従って、ダウンリンク領域ＤＡの車両進行方向長さは、通信領域Ａ全体の同方向長さと一致することになる。
【００５４】
旧光ビーコン（光学式車両感知器）の通信規格では、ダウンリンク領域ＤＡ及びアップリンク領域ＵＡに適用すべき領域寸法は、次のように規定されている。
すなわち、一般道向けの旧光ビーコンの場合、ダウンリンク領域ＤＡの下流端ａが、ビーコンヘッド８の直下の１．０〜１．３ｍ上流側に位置し、ダウンリンク領域ＤＡの下流端ａからアップリンク領域ＵＡの下流端ｂまでの距離が２．１ｍと規定されている。アップリンク領域ＵＡの下流端ｂから同領域ＵＡの上流端ｃまでの距離は１．６ｍと規定されている。従って、通信領域Ａの車両進行方向の全長（ａｃ間の長さ）は３．７ｍとなる。
【００５５】
これに対して、本実施形態の光ビーコン４（新光ビーコン）では、ダウンリンク領域ＤＡの下流端ａをビーコン直下まで延ばし上流端ｃを上記規定よりも上流側に延ばすことにより、ダウンリンク領域ＤＡの車両進行方向の範囲を、高速アップリンク受信に非対応の旧光ビーコンの場合よりも広く設定している。
【００５６】
具体的な数値で例示すると、ビーコンヘッド８の真下を０ｍ（原点）として、そこから上流方向を正の方向とした場合、本実施形態のダウンリンク領域ＤＡの範囲（図３の位置ａから位置ｃまでの範囲）は、０．７０〜６．０４ｍとなっている。
このようにダウンリンク領域ＤＡを広めに設定すると、車載機２がダウンリンク方向の光信号を受信する確実性が増すとともに、通信時間が長くなるのでダウンリンク方向の通信容量を拡大することができる。
【００５７】
また、本実施形態のアップリンク領域ＵＡの範囲（図３の位置ｂから位置ｃまでの範囲）は、３．０４〜６．０４ｍとなっており、上流端ｃの位置が従来よりも１．０４ｍだけ上流側に拡張されている。
このようにアップリンク領域ＵＡを広めに設定すると、光ビーコン４がアップリンク方向の光信号を受信する確実性が増すとともに、通信時間が長くなるのでアップリンク方向の通信容量を拡大することができる。
【００５８】
［車載機の構成］
図３に示すように、本実施形態の車載機２は、車載制御機（通信制御部）２１と車載ヘッド２２とを備えており、車載ヘッド２２の内部には、光送信部２３と光受信部２４が収容されている。
このうち、光送信部２３は、近赤外線よりなるアップリンク光（アップリンク方向の光信号）を発光する発光素子を有する。光受信部２４は、ダウンリンク領域ＤＡに送出された近赤外線よりなるダウンリンク光（ダウンリンク方向の光信号）を受光する受光素子を有する。
【００５９】
光送信部２３は、車載制御機２１から出力される上りフレームを所定の伝送速度のシリアルな送信信号に変換する送信回路と、出力された送信信号をアップリンク方向の光信号に変換する、発光ダイオード等よりなる発光素子とを備えている。
本実施形態の車載機２では、光送信部２３は、高低２種類の伝送速度での電気光変換が可能なマルチレート対応である。低い方の伝送速度は、従来の旧車載機と同様に６４ｋｂｐｓである。高い方の伝送速度は、１２８ｋｂｐｓ、１９２ｋｂｐｓ、２５６ｋｂｐｓ、３８４ｋｂｐｓ、５１２ｋｂｐｓ、１０２４ｋｂｐｓなどの速度を採用し得るが、本実施形態では２５６ｋｂｐｓであるとする。
【００６０】
光受信部２４は、フォトダイオード等よりなる受光素子と、この受光素子が出力する電気信号を増幅してデジタルの受信信号を生成する受信回路とを備えている。
本実施形態の車載機２では、光受信部２４が受信する光信号の伝送速度は、従来の旧車載機と同様に１０２４ｋｂｐｓである。
【００６１】
車載制御機２１は、信号処理部、ＣＰＵ及びメモリなどを有するコンピュータ装置よりなり、光ビーコン４との路車間通信を行う通信制御部としての機能を有する。
また、車載制御機２１は、通信制御のためのコンピュータプログラムを記憶装置に格納しており、このプログラムをＣＰＵが読み出して実行することにより、当該ＣＰＵが上記通信制御部として機能する。
【００６２】
更に、車載制御機２１は、アップリンクデータとして、自車両の走行データ（例えば、通過位置と通過時刻を時系列に並べた走行軌跡データであるプローブ情報など）を生成して、光送信部２３にアップリンク送信させる機能も有する。
本実施形態では、アップリンク速度を高速化しているので、より多くのプローブ情報（走行軌跡を記録する道路区間を長くしたり、同一道路区間における通過位置と通過時刻の記録密度を高くしたりした情報）を送信することが可能になる。
【００６３】
なお、本実施形態の車載制御機２１は、上記ＣＰＵを含む本体制御部とは別に、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit ）等を含む簡易制御部を設けた回路構成であってもよい。
この簡易制御部は、例えば、光受信部２４が何らかの下りフレームを受信した場合に、自機の車両２０の識別情報（以下、「車両ＩＤ」という。）を含む低速の上りフレームを生成する機能を有する。
【００６４】
［用語の定義等］
ここで、本明細書で用いる用語の定義を行う。
下りフレームＤＬ：光ビーコン４がダウンリンク送信する通信フレームの総称である。下りフレームＤＬには、後述の下りフレームＤＬ１及び下りフレームＤＬ２が含まれる。
上りフレームＵＬ：車載機２がアップリンク送信する通信フレームの総称である。上りフレームＵＬには、後述の上りフレームＵＬ１及び上りフレームＵＬ２が含まれる。
【００６５】
下りフレームＤＬ１：光ビーコン４が、後述するダウンリンク切り替え前に、ダウンリンク領域ＤＡに向けて繰り返し送信する下りフレームＤＬのことをいう。
上りフレームＵＬ１：下りフレームＤＬ１の受信に応じて車載機２が送信する上りフレームＵＬのうち、伝送速度が低速のものをいう。「低速フレームＵＬ１」ともいう。
【００６６】
上りフレームＵＬ２：下りフレームＤＬ１の受信に応じて車載機２が送信する上りフレームＵＬのうち、伝送速度が高速のものをいう。「高速フレームＵＬ２」ともいう。
車載機２が高速アップリンク送信に対応する新車載機２Ａ（図５参照）の場合は、上りフレームＵＬとして、低速フレームＵＬ１と高速フレームＵＬ２の双方を送信でき、車載機２が高速アップリンク送信に非対応の旧車載機２Ｂ（図５参照）の場合には、上りフレームＵＬとして低速フレームＵＬ１しか送信できない。
【００６７】
下りフレームＤＬ２：光ビーコン４が、後述するダウンリンク切り替え後に、ダウンリンク領域ＤＡに向けて繰り返し送信する下りフレームＤＬ（一連のフレーム群の場合を含む。）のことをいう。
ＩＤ格納フレーム：車載機２が、自車両の車両ＩＤの値を所定の格納領域（例えば、アップリンク情報のヘッダ部の「車両ＩＤ」（図７参照））に記して生成した、「低速」の上りフレームＵＬ１のことをいう。
【００６８】
折り返しフレーム：光ビーコン４が、ＩＤ格納フレームを受信した場合に、そのフレームに含まれる車両ＩＤと同じ値を所定の格納領域に記して生成した下りフレームＤＬ２のことをいう。
ＩＤ折り返し：光ビーコン４が、ＩＤ格納フレームを受信した場合に、折り返しフレームを生成してダウンリンク送信する処理のことをいう。
【００６９】
なお、光ビーコン４が、ＩＤ格納フレームを受信した場合に、折り返しフレームの連送を行わずにダウンリンク切り替えを行ってもよい。
車両ＩＤのループバック：車載機２がＩＤ格納フレームを生成し、生成したＩＤ格納フレームをアップリンク送信し、光ビーコン４がＩＤ折り返しを行うことにより、車両ＩＤを送信元の車載機２にループバックさせる一連の処理のことをいう。
【００７０】
ダウンリンク切り替え：光ビーコン４が繰り返して送信する下りフレームＤＬに含める実質的なデータ内容を、当該切り替えの前後で変化させることをいう。
本実施形態では、ダウンリンク切り替え後の下りフレームＤＬ２には、折り返しフレームと、車両ＩＤに対応する車両向けの提供情報を含む下りフレームＤＬ２とが含まれる。この提供情報には、例えば、渋滞情報、区間旅行時間情報及び事象規制情報などの情報を含めることができる。
【００７１】
これらの情報は、高速アップリンク送信に非対応の旧車載機に対しても提供されるものである。
もっとも、本実施形態の光ビーコン４（新光ビーコン４Ａ）では、高速アップリンク送信に対応する新車載機を搭載した車両向けの提供情報として、例えば、交差点における信号灯色の切り替えタイミングを含む信号情報や、車両２０が電気自動車の場合に有用な情報である直近の充電ステーションまでの経路を示す充電ステーション情報など、新車載機用として予め定めた専用情報を提供することもできる（図９及び図１０参照）。
【００７２】
上りフレームＵＬ及び下りフレームＤＬの車両ＩＤのデータ格納領域は、どの領域を使用してもよいが、例えば「ヘッダ部」や「車線通知情報」を使用することができる。
下りフレームＤＬの車線通知情報には、車線Ｒ１〜Ｒ４（図２）ごとに車両ＩＤを格納するフィールドがあり、各車両ＩＤに対して車線番号を付与できる。このため、異なる車線Ｒ１〜Ｒ４を走行する車両２０の車載機２は、格納フィールド内のいずれに自車両の車両ＩＤが含まれるかを読み取ることで、自車両がどの車線Ｒ１〜Ｒ４を走行中かを判定できる。
【００７３】
［上りフレームのフレーム構成］
図７は、アップリンク情報（上りフレームＵＬ）のフレーム構成図である。
図７に示すように、上りフレームＵＬは、先頭から順に、受信側と同期を取るための同期用の伝送制御部（以下、「同期部」という。）、ヘッダ部、実データ部及びＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check ）用の伝送制御部（以下、「ＣＲＣ部」という。）を有する。
【００７４】
図７に示すように、上りフレームＵＬの場合は、同期部に１バイトが割り当てられ、ヘッダ部に１０バイトが割り当てられ、実データ部に最大５９バイトが割り当てられ、ＣＲＣ部には４バイト（１バイトのアイドル部＋２バイトのＣＲＣ＋１バイトの最終同期部）が割り当てられている。
アップリンク情報のヘッダ部には、「サブシステムキー情報数」、「車両ＩＤ」、「車載機種別」、「情報種別」及び「最終フレームフラグ」などの格納領域が含まれる。
【００７５】
「サブシステムキー情報数」（以下、「情報数」と略記することがある。）には、実データ部の先頭から順に格納する「サブシステムキー情報」の数が格納される。
すなわち、情報数がゼロの場合は、実データ部に「サブシステムキー情報」が含まれず、情報数が「１」の場合は、実データ部に１つの「サブシステムキー情報」が含まれ、情報数が「ｎ」の場合は、実データ部にｎ個の「サブシステムキー情報」が含まれる。
【００７６】
上記「サブシステムキー情報」は、光ビーコン４が、公共車両優先システム（ＰＴＰＳ）、車両運行管理システム（ＭＯＣＳ）、現場急行支援システム（ＦＡＳＴ）及び安全運転支援システム（ＤＳＳＳ）などのダウンリンク情報の付加情報を選択するためのキー情報である。
車載機２は、自車両がＵＴＭＳ規格のどのシステムに対応しているかに応じて、「サブシステムキー情報数」と「サブシステムキー情報」の内容を決定する。
【００７７】
例えば、車載機２は、自車両がＵＴＭＳ規格の１つのシステムに対応する場合は、ヘッダ部の「サブシステムキー情報数」の値を「１」に設定し、当該１つのシステムの規格に従った内容の「サブシステムキー情報（１）」を、実データ部に格納する。
また、車載機２は、自車両がＵＴＭＳ規格の２つのシステムに対応する場合は、ヘッダ部の「サブシステムキー情報数」の値を「２」に設定し、当該２つのシステムの規格にそれぞれ従った内容の「サブシステムキー情報（１）」及び「サブシステムキー情報（２）」を、実データ部に格納する。
【００７８】
なお、「サブシステムキー情報」のデータ形式は、各々のシステムの規格によって相違するので詳細は割愛するが、例えば、安全運転支援システム（ＤＳＳＳ）の場合には、ブレーキ状態、ターンシグナル状態、ハザード状態、車速、進行方向、加減速度及びアクセルペダル位置などの情報が含まれる。
【００７９】
一方、光ビーコン４は、アップリンク情報に含まれる「サブシステムキー情報」の種別により、車載機２が、ＵＴＭＳ規格に含まれるどのシステムに対応するかを判断し、当該システムの規格に応じた提供情報を、ダウンリンク切り替え後の下りフレームＤＬ２に格納してダウンリンク送信する。なお、この提供情報は、サブシステムキー情報の対価として提供されるという意味で、「対価サービス情報」ということがある。
このように、「サブシステムキー情報」は、ダウンリンク切り替え後の提供情報の種類を新旧の光ビーコン４が決定するのに使用される。
【００８０】
「車両ＩＤ」は、車載機２が自身で生成した、或いは、光ビーコン４が自動生成した車両ＩＤの値を格納する領域であり、車載機２は、アップリンク送信時に記憶している車両ＩＤの値を、上りフレームＵＬ１のヘッダ部の車両ＩＤに格納する。
「車載機種別」は、車載機２の種別を格納する領域であり、「情報種別」は、アップリンク情報の種別を格納する領域である。本実施形態では、これらの格納領域の値により、アップリンク送信主体の新旧と、アップリンク情報が高速か低速かを表す。
【００８１】
具体的には、本実施形態の車載機２（新車載機２Ａ）は、低速の上りフレームＵＬ１を送信する場合は、「車載機種別」に新車載機２Ａを示す所定値（例えば、「６」）を格納し、「情報種別」に低速であることを示す所定値（例えば、「１」）を格納する。
また、新車載機２Ａは、高速の上りフレームＵＬ２を送信する場合は、「車載機種別」に新車載機２Ａを示す所定値（例えば、「６」）を格納し、「情報種別」に高速であることを示す所定値（例えば、「４」）を格納する。
【００８２】
従って、本実施形態の光ビーコン４（新光ビーコン４Ａ）は、受信した上りフレームＵＬの車載機種別の値が「６」でかつ情報種別の値が「１」の場合は、新車載機２Ａからの低速フレームＵＬ１であると判定することができ、受信した上りフレームＵＬの車載機種別の値が「６」でかつ情報種別の値が「４」の場合は、新車載機２Ａからの高速フレームＵＬ２であると判定することができる。
なお、旧車載機２Ｂの場合は、車載機種別の値を「６」以外に設定するので、新光ビーコン４Ａは、「車載機種別」の値が「６」以外の上りフレームＵＬを受信した場合は、旧車載機２Ｂからの低速フレームＵＬ１であると判定することができる。
【００８３】
新光ビーコン４Ａは、新車載機２Ａ及び旧車載機２Ｂからの低速フレームＵＬ１の受信を完了すると、ヘッダ部に含まれる車両ＩＤの値を車線通知情報に格納した折り返しフレームを生成し、このフレームの連続送信を伴うダウンリンク切り替えを行う。
一方、本実施形態では、新光ビーコン４Ａは、新車載機２Ａからの高速フレームＵＬ２の受信を完了した場合には、ダウンリンク切り替えを行わない。もっとも、高速フレームＵＬ２の受信完了に応じて、ダウンリンク切り替えを行う規格を採用してもよい。
【００８４】
このように、本実施形態では、新車載機２Ａ及び旧車載機２Ｂからの低速フレームＵＬ１の受信完了は、新光ビーコン４Ａが折り返しフレームの連続送信を伴うダウンリンク切り替えを行うための条件（契機ないしトリガー）となっている。
また、新車載機２Ａからの高速フレームＵＬ２の受信完了は、新光ビーコン４Ａが折り返しフレームの連続送信やダウンリンク切り替えを行うための条件（契機ないしトリガー）になっていない。
【００８５】
「最終フレームフラグ」は、車載機２（新旧いずれでもよい。）が複数の上りフレームＵＬよりなる上りフレーム群を送信する場合に、その上りフレーム群のどれが最終フレームであるかを示すための格納領域である。
すなわち、車載機２は、上りフレーム群を構成する複数の上りフレームＵＬのうち、最終フレームの「最終フレームフラグ」にのみ所定のフラグ値（例えば、「１」）を格納し、それ以外の上りフレームＵＬにはそのフラグ値を格納しない。
【００８６】
［下りフレームのフレーム構成］
図８は、ダウンリンク情報（下りフレームＤＬ）のフレーム構成図である。
図８に示すように、下りフレームＤＬのフレーム構成も、上りフレームＵＬのフレーム構成（図７）の場合と同様に、先頭から順に、同期部、ヘッダ部、実データ部及びＣＲＣ部とからなる。
【００８７】
下りフレームＤＬの場合は、同期部に１バイトが割り当てられ、ヘッダ部に５バイトが割り当てられ、実データ部に１２３バイトが割り当てられ、伝送制御部に４バイト（１バイトのアイドル部＋２バイトのＣＲＣ＋１バイトの最終同期部）が割り当てられている。
下りフレームＤＬの実データ部には、車両２０向けの提供情報として、図９に示す各種情報のうちのいずれか１つが格納される。
【００８８】
具体的には、光ビーコン４（新旧いずれでもよい。）は、ダウンリンク切り替え前の下りフレームＤＬ１の実データ部には、「車線通知情報」を含める。
また、光ビーコン４は、ダウンリンク切り替え後の下りフレームＤＬ２の実データ部には、その下りフレームＤＬ２が折り返しフレームである場合を除き、車載機２からアップリンクされたサブシステムキー情報に対応する提供情報を選択し、選択した提供情報を実データ部に含める。
【００８９】
なお、光ビーコン４は、提供情報が実データ部の容量（１２３バイト）に収まる場合は、１つの下りフレームＤＬで提供情報を送信するが、収まらない場合は、複数の下りフレームＤＬにて提供情報を送信することもある。
【００９０】
図８に示すように「車線通知情報」の格納領域には、「車両ＩＤ」、「車線番号」及び「ビーコン識別フラグ」などが含まれる。
光ビーコン４は、ダウンリンク切り替え前の下りフレームＤＬ１の場合は、「車線通知情報」の「車両ＩＤ」に値を格納せず、車載機２からＩＤ格納フレームを受信すると、そのヘッダ部に含まれる車両ＩＤの値を、「車線通知情報」の「車両ＩＤ」に格納して折り返しフレームを生成する。光ビーコン４は、アップリンク情報を取得したビーコンヘッド８に対応する車線番号値を「車線番号」に記す。
【００９１】
「ビーコン識別フラグ」は、自機が高速アップリンク受信に対応するか否かを示す格納領域である。
すなわち、光ビーコン４は、自機が高速アップリンク受信に対応する新光ビーコン４Ａの場合は、下りフレームＤＬの「ビーコン識別フラグ」に所定のフラグ値（例えば、「０１」）を格納し、自機が高速アップリンク受信に対応しない旧光ビーコン４Ｂの場合は、下りフレームＤＬの「ビーコン識別フラグ」にそれ以外の値（例えば、「００」）を格納する。
【００９２】
従って、高速アップリンク送信に対応する本実施形態の車載機２（新車載機２Ａ）は、下りフレームＤＬの「車線通知情報」に含まれる「ビーコン識別フラグ」の値により、通信相手の光ビーコン４が、新光ビーコン４Ａであるか旧光ビーコン４Ｂであるかを判定することができる。
【００９３】
なお、フラグフィールドをオン（ビーコン識別フラグ＝０１）にする下りフレームＤＬの種類は、ダウンリンク切り替え前後の双方の下りフレームＤＬ１，ＤＬ２であってもよいし、ダウンリンク切り替え後の下りフレームＤＬ２のみであってもよい。
本実施形態の新光ビーコン４Ａには、いずれを採用してもよいが、以下の説明では、後者の設定方法を前提とする。後者の設定方法の場合、下りフレームＤＬ１のフラグフィールドがオフ（ビーコン識別フラグ＝００）に設定され、下りフレームＤＬ２のフラグフィールドがオン（ビーコン識別フラグ＝０１）に設定される（図６参照）。
【００９４】
ダウンリンク切り替え後に光ビーコン４の光送信部１０から繰り返し送信される下りフレーム群は、１〜８０個の下りフレームＤＬ２で構成され、その繰り返し送信の送信可能時間は２５０ｍ秒である。
また、下りフレームＤＬ２は、ダウンリンク方向に送出すべきデータ量に応じた任意数のフレームで構成され、上記送信可能時間の範囲内で繰り返し送信される。また、下りフレームＤＬ２の送信周期は約１ｍ秒である。
【００９５】
従って、例えば、３つの下りフレームＤＬ２で１つの有意なデータを構成する場合は、その送信周期が約３ｍ秒になるので、そのデータは所定の送信可能時間（２５０ｍ秒）内に約８０回繰り返して送信されることになる。
もっとも、本実施形態のように、ダウンリンク領域ＤＡをビーコンヘッド８の直下付近まで拡大すれば（図３参照）、繰り返し送信する下りフレームＤＬ２の個数を最大２００個程度まで増加させることができる。
【００９６】
なお、後述の図１０の路車間通信に示すように、光ビーコン４がＩＤ格納フレームに応じてダウンリンク切り替えを行う場合には、新車載機２Ａが高速フレームＤＬ２をアップリンク送信する時間帯と下りフレームＤＬ２を受信する時間帯が重複し、新車載機２Ａが下りフレームＤＬ２の最初の部分を受信できない場合がある。
そこで、新光ビーコン４Ａによるダウンリンク切り替え後の下りフレームＤＬ２の送信可能期間は、（２５０＋α）ｍ秒（例えば、３５０ｍ秒）とすることが好ましい。
【００９７】
［従来の路車間通信］
図４は、通信領域Ａで行われる従来の通信手順を示すシーケンス図である。
ここで、図４において、白丸を付したフレームは、車両ＩＤを含まないフレーム（車両ＩＤなしの車線通知情報を有するフレーム）であることを示し、黒丸を付したフレームは、路車間のＩＤ折り返しに利用するフレーム（上りの「ＩＤ格納フレーム」又は下りの「折り返しフレーム」）であることを示す。図９、図１０においても同様である。
【００９８】
また、以下の路車間通信の説明では、動作主体が光ビーコン４と車載機２であるとして説明するが、実際の通信制御は、光ビーコン４のビーコン制御機（通信制御部）７と、車載機２の車載制御機（通信制御部）２１が実行する。この点についても、図９及び図１０の路車間通信において同様である。
【００９９】
図４に示すように、光ビーコン４（図４の場合は旧光ビーコン４Ｂ）は、車線Ｒ１〜Ｒ４ごとに設けられたビーコンヘッド８から、下りフレームＤＬ１を所定の送信周期で送信し続けている。この段階では、車線通知情報に車両ＩＤが格納されていない。
車両２０がダウンリンク領域ＤＡに入ると、車載機２（図４の場合は旧車載機２Ｂ）が車線通知情報（車両ＩＤ無し）を含む下りフレームＤＬ１或いはその他の下りフレームＤＬ１を受信し、車両２０が光ビーコン４の通信領域Ａ内に入ったことを察知する。
【０１００】
この際、車載機２は、ヘッダ部に車両ＩＤを格納した低速の上りフレームＵＬ１（図４のＩＤ格納フレームＵ０）を生成し、自機の通信をいったん受信から送信に切り替えて、生成した低速の上りフレームＵＬ１をアップリンク送信し、その後、自機の通信を送信から受信に戻す。
なお、旅行時間情報などの光ビーコン４に提供すべき情報がある場合には、ＩＤ格納フレームＵ０の実データ部にその情報が格納される。
【０１０１】
受信フレームのＣＲＣチェック等を経てＩＤ格納フレームＵ０が光ビーコン４において正規に受信されると、光ビーコン４は、遅くとも１０ｍ秒以内でダウンリンク切り替えを行ったあと、下りフレームＤＬ２の繰り返し送信を開始する。
ダウンリンク切り替えの後に繰り返し送信させる複数の下りフレームＤＬ２は、先頭部分で連送される複数の折り返しフレーム（黒丸付きの下りフレームＤＬ２）と、その後に繰り返し送信される所定の提供情報を含む下りフレームＤＬ２とからなる。
【０１０２】
この下りフレームＤＬ２の繰り返し送信は、前記した所定時間内において可能な限り繰り返される。
また、図４に示すように、折り返しフレーム（黒丸付きの下りフレームＤＬ２）は、提供情報の送信期間中においてダウンリンク情報を構成する一連の複数の下りフレームＤＬ２（例えば５個の下りフレームＤＬ２）の１つであり、従来は、一連の複数の下りフレームＤＬ２の先頭にのみ含まれて繰り返し（図４の例では５フレームごと）送信される。
【０１０３】
なお、ダウンリンク情報を構成する一連の下りフレームＤＬ２は最大で８０個まで格納できるため、折り返しフレーム（黒丸付きの下りフレームＤＬ２）は、最も少ない頻度の場合には８０フレームに１つの割合で格納されることとなる。
車載機２は、光ビーコン４から複数の下りフレームＤＬ２を受信し、その複数の下りフレームＤＬ２の中で、自車両の車両ＩＤが記された車線通知情報を含むものがあるか否かを判定する。
【０１０４】
車載機２は、その判定結果が肯定的である場合に、自車両の車両ＩＤのループバックが成功したことを確認し、この時点で自機の通信を受信のままに維持する。
逆に、車載機２は、その判定結果が否定的である間は、自車両の車両ＩＤのループバックが成功していないと判断し、自機の通信を受信から送信に切り替えて、上りフレームＵＬ１を再送する。この場合、車載機２は、先に送信した上りフレームＵＬ１の送信後所定時間（例えば、３０ｍ秒）が経過した後に、再び上りフレームＵＬ１を送信する。車載機２は、この再送の動作を車両ＩＤのループバックが成功するまで繰り返す。
【０１０５】
［混在状況における問題点］
図５は、新旧の光ビーコン４Ａ，４Ｂと車載機２Ａ，２Ｂの混在状態を示す図である。
図５に示すように、新光ビーコン４Ａは、低速の伝送速度（６４ｋｂｐｓ）だけでなく高速の伝送速度（例えば２５６ｋｂｐｓ）でのアップリンク受信に対応している。本実施形態の光ビーコン４は、新光ビーコン４Ａに該当する。
同様に、新車載機２Ａは、低速の伝送速度（６４ｋｂｐｓ）だけでなく高速の伝送速度（例えば２５６ｋｂｐｓ）でのアップリンク送信に対応している。本実施形態の車載機２は新車載機２Ａに該当する。
【０１０６】
これに対して、旧光ビーコン４Ｂは、低速の伝送速度（６４ｋｂｐｓ）でのアップリンク受信のみを行う光ビーコン、すなわち、高速の伝送速度（例えば２５６ｋｂｐｓ）でのアップリンク受信に非対応の光ビーコンである。
同様に、旧車載機２Ｂは、低速の伝送速度（６４ｋｂｐｓ）でのアップリンク送信のみを行う車載機、すなわち、高速の伝送速度（例えば２５６ｋｂｐｓ）でのアップリンク送信に非対応の車載機である。
【０１０７】
上述の用語の定義で記載した通り、図５の「ＤＬ１」は、ダウンリンク切り替え前に新旧の光ビーコン４Ａ，４Ｂが送信する下りフレームを示し、図５の「ＵＬ１」は、下りフレームＤＬ１の受信を契機として、新旧の車載機２Ａ，２Ｂが送信可能な低速フレームを示し、図５の「ＵＬ２」は、新車載機２Ａのみが送信可能な高速フレームを示している。
また、図５の「ＤＬ２」は、ダウンリンク切り替え後に新旧の光ビーコン４Ａ，４Ｂが送信する下りフレームを示している。
【０１０８】
ここで、新光ビーコン４Ａと新車載機２Ａが路車間通信する場合を想定する。そして、光ビーコン４の新旧タイプを判別不能な場合は、新車載機２Ａは、上りフレームを確実に受信して貰うために低速でアップリンク送信を行うとする。
この場合、ダウンリンク方向の伝送速度は、新旧いずれの場合も「１０２４ｋｂｐｓ」であるから、新車載機２Ａは、新光ビーコン４Ａから下りフレームＤＬ１を受信しただけでは、通信相手が新光ビーコン４Ａであることを察知できない。
【０１０９】
このように、新車載機２Ａが、新光ビーコン４Ａのダウンリンク領域ＤＡを通過する間に新光ビーコン４Ａと通信していることを認識できなければ、高速のアップリンク送信が可能である筈の新車載機２Ａが、新光ビーコン４Ａに対しても低速でアップリンク送信を行ってしまい、アップリンク速度の高速化が実現できなくなる。
そこで、本実施形態では、自機が高速アップリンク受信に対応する新光ビーコン４Ａである旨のビーコン識別情報（例えば、図８の「ビーコン識別フラグ」）を、ビーコン制御機７が下りフレームＤＬ２に含めることができる。
【０１１０】
具体的には、前述の通り、光送信部１０にダウンリンク送信させる下りフレームＤＬ２の「車線通知情報」（「ヘッダ部」でもよい。）に、光ビーコン４の新旧タイプを示すフラグフィールドを予め定義しておく。
そして、ビーコン制御機７は、自機を新光ビーコン４Ａとして動作させる場合には、下りフレームＤＬ２のフラグフィールドをオンにし、自機を旧光ビーコン４Ｂとして動作させる場合には、下りフレームＤＬ２のフラグフィールドをオフにする。
【０１１１】
新車載機２Ａは、受信した下りフレームＤＬ２のフラグフィールドがオンである場合には、通信相手が新光ビーコン４Ａであると判定でき、オフの場合や当該フラグフィールドが検出できなかった場合には、通信相手が旧光ビーコン４Ｂであると判定できる。
なお、新光ビーコン４Ａは、下りフレームＤＬ１，ＤＬ２の双方について、フラグフィールドをオンに設定してもよいが、本実施形態では、下りフレームＤＬ２のみについて、フラグフィールドをオンに設定する（図６参照）。
【０１１２】
もっとも、上りフレーム群に必ず低速フレームＵＬ１が含まれておれば、新車載機２Ａは、通信相手の光ビーコン４の新旧タイプを判定しなくても、両タイプの光ビーコン４との通信が可能である。
その理由は、低速フレームＵＬ１を利用すれば新旧双方の光ビーコン４Ａ，４Ｂと従来通りの通信ができるし、上りフレーム群の他のフレームを一律に高速フレームＵＬ２としても、旧光ビーコン４Ｂがそれを受信できないだけで、特に問題はないからである。
【０１１３】
従って、本実施形態の新車載機２Ａは、通信相手の光ビーコン４の新旧判定を行わないタイプであってもよいし、その新旧判定を行うタイプであってもよい。
前者タイプの新車載機２Ａは、下りフレームＤＬ２のフラグフィールドに基づく光ビーコン４の新旧判定を行わず、低速フレームＵＬ１の後に続けて上りフレームＵＬ２を連続送信する。後者タイプの新車載機２Ａは、下りフレームＤＬ２のフラグフィールドに基づく光ビーコン４の新旧判定の結果、通信相手が新光ビーコン４Ａであると判明した場合に限り、高速フレームＵＬ２を送信する。
【０１１４】
［新光ビーコンの上位互換制御］
図６は、本実施形態の光ビーコン４である、新光ビーコン４Ａのビーコン制御機７が行う上位互換制御を示すフローチャートである。
図６に示すように、新光ビーコン４Ａのビーコン制御機７は、フラグフィールドをオフに設定した下りフレームＤＬ１を所定周期で繰り返しダウンリンク送信する（図６のステップＳＴ１）。
【０１１５】
この状態で、ビーコン制御機７は、上りフレームＵＬ１（低速フレームＵＬ１）を受信したか否かを判定し（図６のステップＳＴ２）、その受信を検出するまで、ステップＳＴ１のダウンリンク送信を継続する。
上りフレームＵＬ１の受信を検出すると、ビーコン制御機７は、受信した上りフレームＵＬ１の送信主体が、高速の伝送速度（本実施形態では、２５６ｋｂｐｓ）に対応する新車載機２Ａであるか否かを判定する（図６のステップＳＴ３）。
【０１１６】
このステップＳＴ３の判定は、例えば、光受信部１１で受信された上りフレームＵＬ１の伝送速度が、高速であったか低速であったかによって行うことができる。この場合、受信した上りフレームＵＬ１が高速であれば、送信主体が新車載機２Ａであると判定でき、低速であれば、送信主体が旧車載機２Ｂであると判定できる。
また、新車載機２Ａの車載制御機２１が、自機が高速アップリンク送信対応の新車載機２Ａである旨の車載機識別情報を、上りフレームＵＬ１に含める規格を採用してもよい。
【０１１７】
具体的には、光送信部２３がアップリンク送信する上りフレームＵＬ１のヘッダ部に、車載機２の新旧タイプを示すフラグフィールド（例えば、図７の「車載機種別」）を予め定義しておく。
そして、新車載機２Ａの車載制御機２１は、自機を新車載機２Ａとして動作させる場合は、高速で送信する上りフレームＵＬ１のフラグフィールドをオンにし、自機を旧車載機２Ｂとして動作させる場合は、上りフレームＵＬ１のフラグフィールドをオフにする。
【０１１８】
このため、かかる規格を採用すれば、ビーコン制御機７は、受信した上りフレームＵＬ１のフラグフィールドがオンである場合には、その送信主体が新車載機２Ａであると判定でき、上りフレームＵＬ１のフラグフィールドがオフの場合や当該フラグフィールドが検出できなかった場合には、その送信主体が旧車載機２Ｂであると判定できる。
【０１１９】
ステップＳＴ３の判定結果が肯定的である場合、すなわち、上りフレームＵＬ１の送信主体が新車載機２Ａの場合は、ビーコン制御機７は、ダウンリンク切り替え後に新車載機用のダウンリンク送信を行う（図６のステップＳＴ４）。
新車載機用のダウンリンク送信は、渋滞情報、区間旅行時間情報及び事象規制情報などの旧車載機向けの提供情報に加え、信号情報や充電ステーション情報などの新車載機向けの提供情報を含む下りフレームＤＬ２を、繰り返し送信することによって行われる。
【０１２０】
ステップＳＴ３の判定結果が否定的である場合、すなわち、上りフレームＵＬ１の送信主体が旧車載機２Ｂの場合は、ビーコン制御機７は、ダウンリンク切り替え後に旧車載機用のダウンリンク送信を行う（図６のステップＳＴ５）。
この旧車載機用のダウンリンク送信は、渋滞情報、区間旅行時間情報及び事象規制情報などの旧車載機向けの提供情報を含む下りフレームＤＬ２だけを、繰り返し送信することによって行われる。
【０１２１】
新車載機用のダウンリンク送信に用いる下りフレームＤＬ２では、下りフレームＤＬ２のフラグフィールドがオン（ビーコン識別フラグ＝０１）に設定される（図６のステップＳＴ４）。
また、旧車載機用のダウンリンク送信に用いる下りフレームＤＬ２では、下りフレームＤＬ２のフラグフィールドがオフ（ビーコン識別フラグ＝００）に設定される（図６のステップＳＴ５）。
【０１２２】
なお、前述の通り、ダウンリンク切り替え後に行われるステップＳＴ４，ＳＴ５の下りフレームＤＬ２のダウンリンク送信は、ダウンリンク切り替え時点から所定時間（例えば、２５０ｍ秒）が経過するまで行われる。
【０１２３】
［送信中断期間を設けない場合の路車間通信］
図９は、新車載機２Ａが「送信中断期間」を設けずに上りフレームＵＬ１，ＵＬ２を送信するため、新車載機２ＡがＩＤ確認を失敗する場合の路車間通信を示すシーケンス図である。
【０１２４】
図９において、Ｕ０〜Ｕ３は、下りフレームＤＬ１を検出した新車載機２Ａがアップリンク送信する、複数の上りフレーム（上りフレーム群）ＵＬ１，ＵＬ２を示している。
図９では、上りフレーム群のフレーム数が４フレームになっているが、そのフレーム数は４つに限定されるものではない。例えば、上りフレーム群は、高速フレームＵＬ２が３つ以上送信される場合もあるし、比較的長いデータ長である高速フレームＵＬ２が１つだけ送信される場合もあり得る。
【０１２５】
ハッチングを付していない上りフレームＵ０は、伝送速度が低速（本実施形態では６４ｋｂｐｓ）の「低速フレームＵＬ１」であることを示し、ハッチングを付した上りフレームＵ１〜Ｕ３は、伝送速度が高速（本実施形態では２５６ｋｂｐｓ）の「高速フレームＵＬ２」であることを示している。
なお、低速フレームＵ０と高速フレームＵ１〜Ｕ３の図示上の区別については、図１０の路車間通信においても同様である。
【０１２６】
プローブ情報などの大容量のデータをアップリンク送信する場合には、低速フレームＵ０にデータを格納しきれないことが多い。そこで、図９の例では、新車載機２Ａが合計３つの高速フレームＵ１〜Ｕ３を低速フレームＵ０の後に続けて送信している。
具体的には、新車載機２Ａは、ダウンリンク領域ＤＡにおいて下りフレームＤＬ１を受信すると、低速フレームＵ０を即座に低速でアップリンク送信し、それに続けて高速フレームＵ１〜Ｕ３をアップリンク送信する。
【０１２７】
図９の例では、新車載機２Ａが通信相手の新旧を判定しない場合を想定している。従って、低速フレームＵ０と高速フレームＵ２〜Ｕ４の連続送信は、新車載機２Ａの通信相手が新光ビーコン４Ａか旧光ビーコン４Ｂかに拘わらず実行される。
新車載機２Ａの通信相手の光ビーコン４は、上りフレーム群に含まれる低速フレームＵ０の受信完了を契機として、そのヘッダ部から車両ＩＤ値を抽出し、その値を車線通知情報に格納した折り返しフレームの連送とダウンリンク切り替えを行う。
【０１２８】
すなわち、光ビーコン４が新光ビーコン４Ａの場合は、低速フレームＵ０の「車載機種別」の値が「６」でかつ「情報種別」の値が「１」であることを検出すると、折り返しフレームの連送とダウンリンク切り替えを行う。
また、光ビーコン４が旧光ビーコン４Ｂの場合は、上記のような種別判定を行うことができないので、低速フレームＵ０の受信が完了すると、従来通り、即座に折り返しフレームの連送とダウンリンク切り替えを行う。
【０１２９】
このように、旧光ビーコン４Ｂは、大容量のアップリンク送信はされないという想定の下で、ＩＤ格納フレームである低速フレームＵ０を受信すると、即座に折り返しフレームを連送してダウンリンク切り替えを出来るだけ素早く行う運用になっており、新光ビーコン４Ａも、旧車載機２Ｂとの互換性を維持するため、低速フレームＵ０の受信完了を契機としてダウンリンク切り替えを即座に行うようになっている。
従って、図９に示すように、高速フレームＵ１〜Ｕ３の送信期間（図９の例ではＵ３）によっては、その送信中に折り返しフレームが新車載機２Ａに到達することがある。
【０１３０】
この場合、新車載機２Ａが半二重通信方式を採用している場合には、光受信部２４に折り返しフレームが届いているにも拘わらず、新光ビーコン４Ａが車両ＩＤを認識済みであることを新車載機２Ａが察知できない。
また、この場合、図９に破線で示すように、新車載機２Ａは、ＩＤ格納フレームである低速フレームＵ０を含む大容量の上りフレーム群Ｕ０〜Ｕ３を再送信する。
【０１３１】
この現象は、ダウンリンク情報に含めるべき車線通知情報以外の提供情報のデータ量が多いほど発生しやすくなる。
その理由は、提供情報のデータ量が多くなるほど、新光ビーコン４Ａが繰り返し送信する下りフレームＤＬ２に折り返しフレームを含める頻度が少なくなるため、新車載機２Ａがループバックを認識できない確率が高くなるためである。
【０１３２】
従って、ダウンリンク切り替え後に定期的（図９の例では５フレームごと）にダウンリンク送信される折り返しフレームについても、上りフレーム群Ｕ０〜Ｕ３の送信期間と重なるタイミングになって、新車載機２Ａが受信できる可能性が低くなることがある。
この場合、上りフレーム群Ｕ０〜Ｕ３を再送信した後でも、新車載機２Ａが折り返しフレームに気付かず、上りフレーム群Ｕ０〜Ｕ３のアップリンク送信（再送）が無駄に継続されることになる。
【０１３３】
そして、新車載機２Ａがアップリンク送信するフレーム数が多いほど、折り返しフレームに気付かないままアップリンク領域ＵＡにおいて上りフレーム群Ｕ０〜Ｕ３の送信が継続される可能性が増すことになる。
従って、より多くのデータを新光ビーコン４Ａにアップリンクしようとする新車載機２Ａほど、限られた期間（例えば２５０ｍ秒）にしか送信されない下りフレームＤＬ２の受信機会を大幅に喪失したり、極端な場合は、下りフレームＤＬ２を受信できずに通信領域Ａを通過したりするという、不合理な結果になるおそれがある。
【０１３４】
［送信中断期間を設ける場合の路車間通信］
図１０は、新車載機２Ａが「送信中断期間」を設けて上りフレームＵＬ１，ＵＬ２を送信するため、新車載機２Ａが、ＩＤ確認を成功する場合の路車間通信を示すシーケンス図である。
図１０の例では、新車載機２Ａが低速フレームＵ０の後に高速フレームＵ１〜Ｕ３を連送する場合に、最初の低速フレームＵ０と高速フレームＵ１の間に「送信中断期間」を設けることにより、折り返しフレームの不達に伴う上述の問題点を解決している。
【０１３５】
この「送信中断期間」は、新車載機２Ａが、自機が行う車両ＩＤのループバックの成功を確認するとともに、高速フレームＵ１の送信の準備をするために必要な所定の時間長に設定される。
例えば、新光ビーコン４ＡがＩＤ格納フレームＵ０の受信から下りフレームＤＬ２の送信開始までに５〜１０ｍ秒程度要すると仮定し、さらに、新車載機２Ａが自車の車両ＩＤのループバックを確認し、高速フレームＵ１の送信を開始するのに必要な遅延時間を１０ｍ秒と仮定すれば、送信中断期間は概ね１５〜２０ｍ秒の範囲で設定すればよい。
【０１３６】
かかる送信中断期間を設けることにすれば、ダウンリンク切り替え後に連送される折り返しフレームが当該期間中に新車載機２Ａの光受信部２４に到達し、新車載機２Ａは、受信した折り返しフレームに含まれる車両ＩＤが自機のものと一致するか否かを判定することにより、車両ＩＤのループバックの成功を確認できる。
上記の確認の後、新車載機２Ａは、高速フレームＵ１〜Ｕ３を連送し、その連送が終了したあと、自機の通信を受信に切り替える。
【０１３７】
このように、低速フレームＵ０と高速フレームＵ１の間に送信中断期間を設ける新車載機２Ａによれば、送信中断期間に新光ビーコン４Ａから受信した折り返しフレームにより、新光ビーコン４Ａが車両ＩＤを認識済みであることを確実に察知することができる。
このため、複数の上りフレームＵ０〜Ｕ１の送信を新車載機２Ａが無駄に継続することによる、下りフレームＤＬ２の受信機会の喪失を未然に防止することができる。
【０１３８】
送信中断期間を設定する方法としては、車載制御機２１が消灯状態を示す信号をその期間中に光送信部２３に出力し続ける方法や、その期間の始期に光送信部２３の発光素子への電源供給を停止して消灯させ、その期間の終期に発光素子への電源供給を再開して再発光させる方法がある。
また、光信号が光ビーコン４に到達できない程度に、発光素子のパワーを低下させる方法を採用してもよい。このようにすれば、発光素子の再発光時のパワーの復帰を迅速に行え、上りフレームＵ１の先頭側の同期部の乱れを抑制できるという利点がある。
【０１３９】
一方、何らかの原因（車両２０のフロントガラスの曇り等）で、ＩＤ格納フレームである低速フレームＵ０が新光ビーコン４Ａに届かなかった場合には、光ビーコン４が折り返しフレームを返して来ないので、新車載機２Ａはループバックの成功を確認できない。
そこで、新車載機２Ａは、送信中断期間にループバックの成功を確認できなかった場合には、図１０に破線で示すように、ＩＤ格納フレームである低速フレームＵ０のみを光送信部２３に再送信させ、再送信した低速フレームＵ０の後を送信中断期間とする。
【０１４０】
従って、再送信した低速フレームＵ０を新光ビーコン４Ａが正規に受信できた場合は、上述と同様に、送信中断期間に新光ビーコン４Ａから受信した折り返しフレームにより、車両ＩＤのループバックの成功を確認することができる。
【０１４１】
図１０の例において、最初の上りフレームである低速フレームＵ０のデータサイズは、できるだけ小さいことが好ましい。例えば、多くとも高速フレームＵ１〜Ｕ３のいずれか１つよりも小さいことが好ましい。
より好ましくは、例えば、低速フレームＵ０に格納するデータを、車両ＩＤ情報、ビーコン間の旅行時間や新車載機２Ａが対応するサービス種別等の必要最小限とすることにより、低速フレームＵ０のデータサイズを、１回の通信で送信する複数の上りフレームＵ０〜Ｕ３の中で最小（例えば、実データ部で５バイト程度）に設定することが好ましい。
【０１４２】
その理由は、再送信の可能性がある低速フレームＵ０のフレーム長が長ければ、その分だけ、低速フレームＵ０を再送信した場合の、アップリンク送信が可能な残り時間が少なくなり、アップリンク送信する予定の複数の高速フレームＵ１〜Ｕ３のうちの、例えば最後の高速フレームＵ３が新光ビーコン４Ａに正常に到達しなくなる可能性があるからである。
【０１４３】
なお、図１０の例において、新車載機２Ａが、下りフレームＤＬ１や送信中断期間中に受信した下りフレームＤＬ２に含まれるビーコン識別フラグに基づいて、通信相手が高速アップリンク受信に対応する新光ビーコン４Ａか非対応の旧光ビーコン４Ｂかを判定し、その判定結果に応じて、送信中断期間の後に高速フレームＵ１〜Ｕ３を送信するか否かを決定するようにしてもよい。
【０１４４】
上記の通り、新光ビーコン４Ａの通信相手としては、低速フレームＵ０と高速フレームＵ１〜Ｕ３の間に送信中断期間を設けてアップリンク送信する新車載機２Ａ（図１０）であることが好ましいが、送信中断期間を設けずに上りフレームＵ０〜Ｕ３を連続送信する新車載機２Ａ（図９）であってもよい。
その理由は、高速フレームＵＬ２のフレーム数や送信時間を少なめに設定すれば、特に送信中断期間を設けなくても、低速フレームＵＬ１に対応してダウンリンクされた折り返しフレームを、新車載機２Ａが適切に受信し得るからである。
【０１４５】
［高速フレームの全部又は一部を受信できない例］
図１１は、アップリンク領域ＵＡの上流側に位置するダウンリンク領域ＤＡの部分である、ダウンリンク上流部ＤＡ０の一例を示す説明図である。
図１１において、一点鎖線の境界線ＤＢ０は、新旧の車載機２が新光ビーコン４Ａからダウンリンク切り替え前の下りフレームＤＬ１を受信可能なダウンリンク領域ＤＡの上流境界を示す。
【０１４６】
破線の境界線ＵＢ１は、新光ビーコン４Ａが新旧の車載機２から低速フレームＵＬ１を受信可能なアップリンク領域ＵＡの上流境界を示す。実線の境界線ＵＢ２は、新光ビーコン４Ａが新車載機２Ａから高速フレームＵＬ２を受信可能なアップリンク領域ＵＡの上流境界を示す。
なお、上記の「受信可能」とは、最低受信感度に相当する光量の上りフレームＵＬ又は下りフレームＤＬを、所定のビットエラーレート（例えば、規格値では１０−５）以下で受信できることを意味する。
【０１４７】
図１１において、Ｐ０は、上流境界ＤＢ０と車載機２の所定の設置高さＨ（例えば、Ｈ＝１．０ｍ）との交差位置（以下、「ダウンリンク上流端」という。）である。
図１１において、Ｐ１は、上流境界ＵＢ１と設置高さＨとの交差位置（＝第１アップリンク上流端）であり、Ｐ２は、上流境界ＵＢ２と設置高さＨとの交差位置（＝第２アップリンク上流端）である。
【０１４８】
本実施形態の新光ビーコン４Ａでは、第２アップリンク上流端Ｐ２が第１アップリンク上流端Ｐ１よりも上流側（一致でもよい。）となる位置設定が行われている。
その理由は、第１アップリンク上流端Ｐ１が第２アップリンク上流端Ｐ２よりも上流側にあると、上流端Ｐ１，Ｐ２間の範囲が、新光ビーコン４Ａが低速フレームＵＬ１を受信できるが高速フレームＵＬ２を受信できない「不感領域」（特許文献１の図１１参照）となり、新光ビーコン４Ａが高速フレームＵＬ２を適切に受信できなくなるからである。
【０１４９】
図１１に示すように、光ビーコン４のダウンリンク上流端Ｐ０は、車載機２がアップリンク領域ＵＡにさしかかった時に確実にアップリンク送信できるようにしておくため、アップリンク上流端（図１１の例では、第２アップリンク上流端Ｐ２）よりも上流側に設定される場合がある。
この場合、アップリンク領域ＵＡの上流境界ＵＢ２の上流側に位置するダウンリンク領域ＤＡの部分である、ダウンリンク上流部ＤＡ０が形成される。従って、新車載機２Ａがダウンリンク上流部ＤＡ０の内部に進入すると、新車載機２Ａは、下りフレームＤＬ１を受信して低速フレームＵＬ１の送信を開始する。
【０１５０】
一方、アップリンク領域ＵＡは、ビットエラーレートが１０−５以下の通信品質を満たす領域である。従って、新車載機２Ａがダウンリンク上流部ＤＡ０において低速フレームＵＬ１を送信しても、通常、新光ビーコン４Ａは低速フレームＵＬ１を受信できない。
しかし、新車載機２Ａが最初に送信する低速フレームＵＬ１は、比較的データサイズが小さく１フレームのみの場合が多い。このため、確率は高くないが、ダウンリンク上流部ＤＡ０で送信された低速フレームＵＬ１を新光ビーコン４Ａが受信する可能性がある。
【０１５１】
この場合、新光ビーコン４Ａは、ダウンリンク切り替えを行って新車載機２Ａの車両ＩＤを格納した下りフレームＤＬ２を送信するので、新車載機２Ａは、下りフレームＤＬ２の受信に応じて高速フレームＵＬ２の送信を開始する。
そして、高速フレームＵＬ２は、比較的データサイズが大きくフレーム数も多いため、高速フレームＵＬ２の送信開始時点において、新車載機２Ａの車両進行方向の位置が第２アップリンク上流端Ｐ２に未達の場合には、新光ビーコン４Ａがすべての高速フレームＵＬ２を適切に受信できない可能性がある。
【０１５２】
例えば、新車載機２Ａが第２アップリンク上流端Ｐ２の上流側近傍で高速フレームＵＬ２の送信を開始した場合には、複数の高速フレームＵＬ２よりなる上りフレーム群のうち、後半部分の複数の高速フレームＵＬ２については受信できるかも知れないが、最初の数フレーム分の高速フレームＵＬ２を新光ビーコン４Ａが受信できない可能性が高くなる。
このように、新車載機２Ａがダウンリンク上流部ＤＡ０において低速フレームＵＬ１を送信すると、第２アップリンク上流端Ｐ２を第１アップリンク上流端Ｐ１よりも上流側又は一致させる位置設定が行われていても、新光ビーコン４Ａが一部の高速フレームＵＬ２を受信できなくなるおそれがある。
【０１５３】
そこで、本実施形態では、新車載機２Ａが高速フレームＵＬ２を再送信する処理（以下、「再送信処理」という。）を実行する。これにより、新車載機２Ａがダウンリンク上流部ＤＡ０において高速フレームＵＬ２の送信を開始することで新光ビーコン４Ａが高速フレームＵＬ２を受信できなかった場合でも、上記再送信処理によって新光ビーコン４Ａが高速フレームＵＬ２を適切に受信する可能性を高める。
以下、かかる再送信処理には幾つかの具体例が存在する。以下、その具体例ごとに新車載機２Ａ及び新光ビーコン４Ａの実施形態を説明する。
【０１５４】
［第１実施形態］
第１実施形態の新光ビーコン４Ａは、自機が未受信であった高速フレームＵＬ２を特定可能な受信情報を、ダウンリンク送信する下りフレームに含める処理を実行する。
そして、新車載機２Ａは、所定の条件を満たしたときに、所定の高速フレームＵＬ２を再送信する処理（再送信処理）を実行する。第１実施形態の新車載機２Ａは、ダウンリンク受信した下りフレームに受信情報が含まれる場合、その受信情報に基づいて新光ビーコン４Ａが未受信であった高速フレームＵＬ２を再送信する処理を実行する。
【０１５５】
図１２は、第１実施形態における高速フレームＵＬ２（アップリンク情報）のフレーム構成図である。
図１２に示すように、第１実施形態の高速フレームＵＬ２には、ヘッダ部に「フレーム番号」の格納領域が含まれる。なお、第１実施形態の高速フレームＵＬ２のその他の構成は、図７に示す上りフレームＵＬと同一であるため、その説明を省略する。
【０１５６】
「フレーム番号」には、複数の高速フレームＵＬ２を含む上りフレーム群を送信する場合に、その上りフレーム群に含まれる高速フレームＵＬ２のフレーム番号を格納する領域である。
すなわち、新車載機２Ａは、上りフレーム群を構成する複数の高速フレームＵＬ２のフレーム番号を「フレーム番号」に格納する。例えば、第１実施形態の新車載機２Ａは、上りフレーム群を構成する複数の高速フレームＵＬ２のうち、最初にアップリンク送信する高速フレームＵＬ２の「フレーム番号」には「１」を格納し、２番目以降にアップリンク送信する高速フレームＵＬ２の「フレーム番号」には「２」以降の連番数字を格納する。
【０１５７】
図１３は、第１実施形態におけるダウンリンク切り替え後の下りフレームＤＬ２（ダウンリンク情報）のフレーム構成図である。
図１３に示すように、第１実施形態の下りフレームＤＬ２には、折り返しフレームである場合を除き、「車線通知情報」の格納領域に複数の「受信状態識別フラグ」の格納領域が含まれる。なお、第１実施形態の下りフレームＤＬ２のその他の構成は、図８に示す下りフレームＤＬと同一であるため、その説明を省略する。
【０１５８】
第１実施形態における複数の「受信状態識別フラグ」の格納領域には、新車載機２Ａが送信する上りフレーム群に含めることができる高速フレームＵＬ２の最大フレーム数に対応する容量が割り当てられている。例えば、上記最大フレーム数を１６個とした場合、複数の「受信状態識別フラグ」の格納領域には、２バイト（１６ビット）が割り当てられている。
そして、各ビットには、上りフレーム群に含まれる複数の高速フレームＵＬ２それぞれが割り当てられている。図例では、「受信状態識別フラグ（１）」には、上りフレーム群のフレーム番号「１」の高速フレームＵＬ２が割り当てられ、「受信状態識別フラグ（ｎ）」には、上りフレーム群のフレーム番号「ｎ」の高速フレームＵＬ２が割り当てられる。以下、「受信状態識別フラグ（ｎ）」の「ｎ」をフラグＩＤという。
【０１５９】
各「受信状態識別フラグ」は、割り当てられた高速フレームＵＬ２を新光ビーコン４Ａが受信できたか否かを示すための格納領域である。
具体的には、新光ビーコン４Ａは、下りフレームＤＬ２の全ての「受信状態識別フラグ」に、所定の初期値（例えば「０」）を予め格納しておく。そして、新光ビーコン４Ａは、上りフレーム群を構成する複数の高速フレームＵＬ２のうち、受信できた高速フレームＵＬ２に対応する「受信状態識別フラグ」にのみ所定のフラグ値（例えば「１」）を格納する。従って、新光ビーコン４Ａは、フラグ値を格納した「受信状態識別フラグ」、つまり自機が受信できた高速フレームＵＬ２を特定可能な情報を上記受信情報として下りフレームＤＬ２に含める。
【０１６０】
上記受信情報を含む下りフレームＤＬ２をダウンリンク受信した新車載機２Ａは、「受信状態識別フラグ」の値によって、自機がアップリンク送信した複数の高速フレームＵＬ２それぞれについて、通信相手の新光ビーコン４Ａが受信できたか否かを認識することができる。
つまり、新車載機２Ａは、「受信状態識別フラグ」にフラグ値が格納されている場合には、対応する高速フレームＵＬ２を通信相手の新光ビーコン４Ａが受信できたことを認識することができ、「受信状態識別フラグ」の値が初期値の場合には、対応する高速フレームＵＬ２を通信相手の新光ビーコン４Ａが受信できなかったことを認識することができる。
【０１６１】
［新光ビーコンが実行する処理内容］
図１４は、第１実施形態の新光ビーコン４Ａのビーコン制御機７が実行する処理の一例を示すフローチャートである。
図１４に示すように、ビーコン制御機７は、光受信部１１から上りデータを取得したか否かを常に判定しており（ステップＳＴ１１）、上りデータを取得した場合は、更に、その上りデータが高速フレームＵＬ２であるか否かを判定する（ステップＳＴ１２）。
【０１６２】
ステップＳＴ１２の判定は、例えば、上りデータのヘッダ部に含まれる「情報種別」（図１２参照）の値に基づいて行うことができる。具体的には、ビーコン制御機７は、「情報種別」に高速であることを示す所定値（ここでは「４」）が格納されていれば高速フレームＵＬ２であると判定し、「情報種別」に低速であることを示す所定値（ここでは「１」）が格納されていれば高速フレームＵＬ２でないと判定する。
ステップＳＴ１２の判定結果が否定的である場合、ビーコン制御機７は、処理をステップＳＴ１１の前に戻す。
【０１６３】
ステップＳＴ１２の判定結果が肯定的である場合、ビーコン制御機７は、取得した上りデータ（高速フレームＵＬ２）のヘッダ部に含まれる「フレーム番号」（図１２参照）の値を取得する（ステップＳＴ１３）。
そして、ビーコン制御機７は、取得した「フレーム番号」の値に対応する、下りフレームＤＬ２の対応する「受信状態識別フラグ」にフラグ値（ここでは「１」）を格納する（ステップＳＴ１４）。例えば、取得した「フレーム番号」の値が「３」の場合、この値と同一のフラグＩＤを有する「受信状態識別フラグ（３）」に「１」を格納する。
【０１６４】
次に、ビーコン制御機７は、光送信部１０に下りフレームＤＬ２をダウンリンク送信させる（ステップＳＴ１５）。その後、ビーコン制御機７は、下りフレームＤＬ２の送信可能期間（ここでは３５０ｍ秒）が経過したか否かを判定する（ステップＳＴ１６）。
ステップＳＴ１６の判定結果が否定的である場合、ビーコン制御機７は、処理をステップＳＴ１１の前に戻す。これにより、ビーコン制御機７は、上りフレーム群を構成する複数の高速フレームＵＬ２のうち受信した高速フレームＵＬ２について、ステップＳＴ１１〜ＳＴ１５の処理を繰り返し行う。
【０１６５】
ステップＳＴ１６の判定結果が肯定的である場合、ビーコン制御機７は、下りフレームＤＬ２の全ての「受信状態識別フラグ」の値を初期値（ここでは「０」）に戻し（ステップＳＴ１７）、処理を終了する。
なお、ステップＳＴ１６およびステップＳＴ１７では、「受信状態識別フラグ」を初期値に戻すための条件として、下りフレームＤＬ２の送信可能期間が経過していることを条件としているが、下りフレームＤＬ２の送信可能期間が経過する前に、下記の条件１又は２を満たすことを条件としても良い。
条件１：新車載機２Ａからの低速フレームＵＬ１を受信したこと
条件２：新車載機２Ａ及び旧車載機２Ｂのうちのいずれか一方からの低速フレームＵＬ１を受信したこと
また、「受信状態識別フラグ」を初期値に戻すための条件として、上記のように送信可能期間を用いずに、下記の基準点１〜４のうちのいずれかの基準点から独立した時間（例えば１００ｍ秒など）が経過したことを条件としてもよい。
基準点１：高速フレームＵＬ２を受信した時点
基準点２：低速フレームＵＬ１と同じ車両ＩＤの高速フレームＵＬ２を初回に受信した時点
基準点３：新車載機２Ａからの低速フレームＵＬ１を受信した時点
基準点４：いずれかの「受信状態識別フラグ」にフラグ値「１」をセットした時点
なお、上記の条件１，２及び基準点３において、車載機が新旧のいずれであるかは、低速フレームＵＬ１に含まれる「車載機種別」の値に基づいて判断すればよい。
【０１６６】
［新車載機が実行する処理内容］
図１５は、第１実施形態の新車載機２Ａの車載制御機２１が実行する処理の一例を示すフローチャートである。
図１５に示すように、車載制御機２１は、光受信部２４から下りデータを取得したか否かを常に判定しており（ステップＳＳ１１）、下りデータを取得した場合は、更に、その下りデータがダウンリンク切り替え後の下りフレームＤＬ２であるか否かを判定する（ステップＳＳ１２）。
【０１６７】
ステップＳＳ１２の判定は、例えば、下りデータの実データ部に格納されている情報に基づいて行うことができる。具体的には、車載制御機２１は、下りデータの実データ部に提供情報が含まれている場合は、ダウンリンク切り替え後の下りフレームＤＬ２であると判定し、提供情報が含まれていない場合は、ダウンリンク切り替え後の下りフレームＤＬ２でないと判定する。
なお、ステップＳＳ１２の判定は、下りデータの実データ部に含まれる「車線通知情報」の「車両ＩＤ」に基づいて行ってもよい。この場合、車載制御機２１は、下りデータの上記「車両ＩＤ」に、自車両の車両ＩＤがセットされている場合は、ダウンリンク切り替え後の下りフレームＤＬ２であると判定し、自車両の車両ＩＤがセットされていない場合は、ダウンリンク切り替え後の下りフレームＤＬ２でないと判定すればよい。
ステップＳＳ１２の判定結果が否定的である場合、車載制御機２１は、処理をステップＳＳ１１の前に戻す。
【０１６８】
ステップＳＳ１２の判定結果が肯定的である場合、車載制御機２１は、新光ビーコン４Ａが受信できなかった高速フレームＵＬ２が有るか否かを判定する（ステップＳＳ１３）。
ステップＳＳ１３の判定は、取得した下りデータ（下りフレームＤＬ２）の「車線通知情報」に含まれる全ての「受信状態識別フラグ」（図１３参照）のうち、初期値が格納されている「受信状態識別フラグ」が存在するか否かによって行うことができる。
【０１６９】
具体的には、車載制御機２１は、初期値が格納されている「受信状態識別フラグ」が存在する場合には、通信相手の新光ビーコン４Ａが受信できなかった高速フレームＵＬ２が有ると判定する。また、車載制御機２１は、初期値が格納されている「受信状態識別フラグ」が存在しない場合には、通信相手の新光ビーコン４Ａが受信できなかった高速フレームＵＬ２は無いと判定する。
但し、車載制御機２１は、初期値が格納されている「受信状態識別フラグ」が存在する場合であっても、その「受信状態識別フラグ」に対応する高速フレームＵＬ２を自機がアップリンク送信していない場合には、新光ビーコン４Ａが受信できなかった高速フレームＵＬ２が有るとの判定は行わない。例えば、新車載機２Ａが、最大フレーム数が１６個の上りフレーム群に１０個の高速フレームＵＬ２を含めて送信した場合、その後に受信した下りフレームＵＬ２において、残りの６フレームに相当する「受信状態識別フラグ」は初期値のままである。このような場合、車載制御機２１は、上記６フレームに相当する「受信状態識別フラグ」に初期値が格納されていても、新光ビーコン４Ａが受信できなかった高速フレームＵＬ２が有るとの判定は行わない。
【０１７０】
ステップＳＳ１３の判定結果が否定的である場合、車載制御機２１は、処理を終了する。
ステップＳＳ１３の判定結果が肯定的である場合、車載制御機２１は、初期値が格納されている「受信状態識別フラグ」に基づいて、新光ビーコン４Ａが未受信であった高速フレームＵＬ２を再送信する（ステップＳＳ１４）。
【０１７１】
本実施形態の車載制御機２１は、初期値が格納されている「受信状態識別フラグ」のフラグＩＤを、新光ビーコン４Ａが未受信であった高速フレームＵＬ２のフレーム番号として取得する。例えば、「受信状態識別フラグ（１）」に初期値が格納されている場合、そのフラグＩＤである「１」を、新光ビーコン４Ａが未受信であった高速フレームＵＬ２のフレーム番号として取得する。
【０１７２】
そして、車載制御機２１は、上記フレーム番号を取得すると、取得したフレーム番号の高速フレームＵＬ２（上りフレーム）を再送信する。その際、上記フレーム番号が複数存在する場合には、車載制御機２１は、これら複数のフレーム番号に対応する全ての高速フレームＵＬ２を連送する。その際、車載制御機２１は、以下に示す連送パターン１〜３のうちのいずれかを用いて連送することができる。
連送パターン１：フレーム番号が小さい順番に連送
連送パターン２：フレーム番号が大きい順番に連送
連送パターン３：ランダムなフレーム番号で連送
【０１７３】
［新車載機と新光ビーコンとの路車間通信の例］
図１６は、第１実施形態の新車載機２Ａと新光ビーコン４Ａとの間で実行する路車間通信を示すシーケンス図である。
ここでは、新車載機２Ａが送信中断期間を設ける通信規格を採用する場合を例示している。また、実線のハッチングで示すＵ１〜Ｕ１０は、下りフレームＤＬ１を検出した新車載機２Ａが最初にアップリンク送信する、複数の上りフレーム（上りフレーム群）ＵＬ２を示しており、また、破線のハッチングで示すＵ１及びＵ２は、新車載機２Ａが再送信する、複数の上りフレーム（上りフレーム群）ＵＬ２を示している。なお、説明の便宜上、「Ｕ」の後に続く「１」〜「１０」の数字は、上りフレームＵＬ２のフレーム番号を示すものとする。
【０１７４】
図１６の例では、送信中断期間の後に新車載機２Ａが送信した上りフレーム群のうち、先頭及び２番目の高速フレームＵ１，Ｕ２を、新光ビーコン４Ａが受信できなかった場合を示している。このため、新光ビーコン４Ａは、高速フレームＵ３を受信するまで、下りフレームＤＬ２の「受信状態識別フラグ（１）」〜「受信状態識別フラグ（１０）」の値をすべて初期値（ここでは「０」）としたまま、ダウリンク送信する。
【０１７５】
新光ビーコン４Ａは、３番目の高速フレームＵ３を受信すると、その高速フレームＵ３のフレーム番号「３」を取得し（図１４のステップＳＴ１３）、高速フレームＵ３の受信時点より後にダウリンク送信する下りフレームＤＬ２の「受信状態識別フラグ（３）」にフラグ値「１」を格納する（図１４のステップＳＴ１４）。これにより、高速フレームＵ３の受信後にダウリンク送信される下りフレームＤＬ２の「受信状態識別フラグ（３）」には、送信可能期間が経過するまで常にフラグ値「１」が格納される（図１４のステップＳＴ１６，ＳＴ１７参照）。
【０１７６】
同様に、新光ビーコン４Ａは、高速フレームＵ４〜Ｕ１０を順次受信するたびに、受信した高速フレームＵｎのフレーム番号「ｎ」を取得し、高速フレームＵｎの受信時点より後にダウリンク送信する下りフレームＤＬ２の「受信状態識別フラグ（ｎ）」にフラグ値「１」を格納する。これにより、高速フレームＵｎの受信後にダウリンク送信される下りフレームＤＬ２の「受信状態識別フラグ（ｎ）」には、送信可能期間が経過するまで常にフラグ値「１」が格納される。
なお、新光ビーコン４Ａは、必ずしも高速フレームＵＬ２を受信するたびに「受信状態識別フラグ」を更新する必要はない。例えば、「受信状態識別フラグ」の更新方法としては、以下に示す更新パターン１〜３のいずれかを用いることができる。
更新パターン１：一定周期ごとに、その間に受信した高速フレームＵＬ２に対応した「受信状態識別フラグ」を更新
更新パターン２：「最終フレームフラグ」にフラグ値が格納されている高速フレームＵＬ２を受信したときに、それまでの一連の高速フレームＵＬ２群に対して「受信状態識別フラグ」を更新
更新パターン３：最後に高速フレームＵＬ２を受信した時点から一定時間（例えば３ｍ秒）経過した時点において、その間に受信した高速フレームＵＬ２に対応した「受信状態識別フラグ」を更新
【０１７７】
本実施形態では、新車載機２Ａが、最終フレームである高速フレームＵ１０を送信した後に、自機の通信を送信から受信に切り替えると、新車載機２Ａがダウンリンク受信する下りフレームＤＬ２の各「受信状態識別フラグ」には以下に示す値が格納されている。
「受信状態識別フラグ（１）」及び「受信状態識別フラグ（２）」：初期値「０」
「受信状態識別フラグ（３）」〜「受信状態識別フラグ（１０）」：フラグ値「１」
【０１７８】
新車載機２Ａは、受信した下りフレームＤＬ２に、初期値が格納された「受信状態識別フラグ（１）」及び「受信状態識別フラグ（２）」が存在すると判定し（図１５のステップＳＳ１３の「Ｙｅｓ」の場合）、これらのフラグＩＤから新光ビーコン４Ａが高速フレームＵ１，Ｕ２を受信できなかったことを認識する。そこで、新車載機２Ａは、自機の通信を受信から送信に切り替えた後、図１６の破線のハッチングで示すように、新光ビーコン４Ａが未受信であった高速フレームＵ１，Ｕ２を再送信する（図１５のステップＳＳ１４）。
【０１７９】
なお、本実施形態の新光ビーコン４Ａは、自機が未受信であった高速フレームＵＬ２を特定可能な受信情報として、自機が受信できた高速フレームＵＬ２を特定可能な情報を用いているが、自機が受信できなかった高速フレームＵＬ２を特定可能な情報を用いてもよい。
この場合、例えば、新光ビーコン４Ａは、上述の全ての「受信状態識別フラグ」を自機の記憶領域に記憶しておき、高速フレームＵＬ２のヘッダ部に含まれる「最終フレームフラグ」（図１２参照）の値に基づいて、最終フレームである高速フレームＵ１０をアップリンク受信したことを認識すると、その時点で初期値が格納されている「受信状態識別フラグ」に対応する高速フレームＵＬ２のフレーム番号を、上記受信情報として下りフレームＤＬ２に含めればよい。
また、本実施形態の新車載機２Ａは、新光ビーコン４Ａが未受信であった高速フレームＵＬ２を再送信しているが、任意（例えば先頭から数個）の高速フレームＵＬ２を再送信してもよい。
【０１８０】
以上、本実施形態の新車載機２Ａ及び新光ビーコン４Ａによれば、新光ビーコン４Ａは、新車載機２Ａから送信された複数の高速フレームＵＬ２のうち、未受信であった高速フレームＵＬ２を特定可能な受信情報を、ダウンリンク送信する下りフレームＤＬ２に含める。このため、その下りフレームＤＬ２を受信した新車載機２Ａは、通信相手の新光ビーコン４Ａが未受信であった高速フレームＵＬ２を認識することができる。
【０１８１】
そして、新車載機２Ａは、下りフレームＤＬ２に受信情報が含まれている場合、その受信情報に基づいて未受信であった高速フレームＵＬ２を再送信するので、新光ビーコン４Ａはその高速フレームＵＬ２を受信できる可能性が高まる。従って、アップリンク方向でマルチレート対応の新光ビーコン４Ａと新車載機２Ａとの間で行う路車間通信において、新車載機２Ａから低速フレームＵＬ１の後に送信される高速フレームＵＬ２を新光ビーコン４Ａが適切に受信する可能性を高めることができる。
また、新車載機２Ａは、新光ビーコン４Ａが未受信であった高速フレームＵＬ２のみを送信するので、新光ビーコン４Ａが受信済みの高速フレームＵＬ２を再送信する時間を省くことができる。これにより、再送信時間を短縮することができるので、その分だけ自機がダウンリンク受信する下りフレームＵＬ２の受信時間を長くすることができる。その結果、新車載機２Ａは新光ビーコン４Ａからの提供情報をより多く取得することができる。
【０１８２】
［第２実施形態］
上述の第１実施形態の新光ビーコン４Ａは、高速フレームＵＬ２を受信できなかった場合、その未受信であった高速フレームＵＬ２を特定可能な受信情報をダウンリンク送信しているが、第２実施形態の新光ビーコン４Ａは、上記受信情報に替えて、再送信を指示する旨の再送指示情報をダウンリンク送信する。以下、その具体例について説明する。
【０１８３】
図１７は、第２実施形態に係るダウンリンク切り替え後の下りフレームＤＬ２（ダウンリンク情報）のフレーム構成図である。
図１７に示すように、第２実施形態の下りフレームＤＬ２には、折り返しフレームである場合を除き、「車線通知情報」の格納領域に「再送指示フラグ」の格納領域が含まれる。なお、下りフレームＤＬ２のその他の構成は、図８に示す下りフレームＤＬと同一であるため、その説明を省略する。
【０１８４】
「再送指示フラグ」の格納領域は、新光ビーコン４Ａが高速フレームＵＬ２の再送信を指示しているか否かを示すための格納領域である。具体的には、新光ビーコン４Ａは、新車載機２Ａがアップリンク送信した複数の高速フレームＵＬ２のいずれかを受信できなかった場合には「再送指示フラグ」に所定のフラグ値（例えば「１」）を格納し、これら複数の高速フレームＵＬ２を全て受信できた場合には、「再送指示フラグ」にそれ以外の値（例えば「０」）を格納する。
【０１８５】
これにより、新車載機２Ａは、下りフレームＤＬ２の「車線通知情報」に含まれる「再送指示フラグ」の値により、通信相手の新光ビーコン４Ａが高速フレームＵＬ２の再送信を指示しているか否かを判定することができる。従って、「再送指示フラグ」は、通信相手の新光ビーコン４Ａが未受信であった高速フレームＵＬ２の再送信を新車載機２Ａに指示する旨の再送指示情報として用いられる。
【０１８６】
図１８は、第２実施形態の新光ビーコン４Ａのビーコン制御機７が実行する処理の一例を示すフローチャートである。なお、図１８の例では、新光ビーコン４Ａが受信できた高速フレームＵＬ２のフレーム数を変数Ｆとして用いる。
図１８に示すように、ビーコン制御機７は、まず変数Ｆの値を０として初期化する（ステップＳＴ２０）。その後、ビーコン制御機７は、光受信部１１から上りデータを取得したか否かを常に判定し（ステップＳＴ２１）、上りデータを取得した場合は、更に、その上りデータが高速フレームＵＬ２であるか否かを判定する（ステップＳＴ２２）。このステップＳＴ２２の判定は、図１４のステップＳＴ１２の判定と同様であるため、説明を省略する。
【０１８７】
ステップＳＴ２２の判定結果が否定的である場合、ビーコン制御機７は、処理をステップＳＴ２１の前に戻す。
ステップＳＴ２２の判定結果が肯定的である場合、ビーコン制御機７は、変数Ｆに１を加算する（ステップＳＴ２３）。
【０１８８】
次に、ビーコン制御機７は、取得した上りデータ（高速フレームＵＬ２）が、上りフレーム群の最終フレームであるか否かを判定する（ステップＳＴ２４）。
ステップＳＴ２４の判定は、例えば、上りデータのヘッダ部に含まれる「最終フレームフラグ」（図１２参照）の値に基づいて行うことができる。具体的には、ビーコン制御機７は、「最終フレームフラグ」にフラグ値（ここでは「１」）が格納されていれば最終フレームであると判定し、「最終フレームフラグ」にフラグ値が格納されていなければ最終フレームでないと判定する。
【０１８９】
ステップＳＴ２４の判定結果が否定的である場合、ビーコン制御機７は、処理をステップＳＴ２１の前に戻す。これにより、ビーコン制御機７は、上りフレーム群を構成する複数の高速フレームＵＬ２のうち受信した高速フレームＵＬ２について、ステップＳＴ２１〜ＳＴ２３の処理を繰り返し行う。したがって、変数Ｆの値は、上りフレーム群を構成する複数の高速フレームＵＬ２のうち受信した高速フレームＵＬ２の個数を示す。
【０１９０】
ステップＳＴ２４の判定結果が肯定的である場合、ビーコン制御機７は、高速フレームＵＬ２のヘッダ部に含まれる「フレーム番号」（図１２参照）の値を取得し（ステップＳＴ２５）、そのフレーム番号の値が変数Ｆの値よりも大きいか否か、すなわち受信できなかった高速フレームＵＬ２があるか否かを判定する（ステップＳＴ２６）。
ステップＳＴ２６の判定結果が肯定的である場合、ビーコン制御機７は、下りフレームＤＬ２の「再送指示フラグ」（図１７参照）にフラグ値（ここでは「１」）を格納する（ステップＳＴ２７）。
【０１９１】
ステップＳＴ２６の判定結果が否定的である場合、ビーコン制御機７は、下りフレームＤＬ２の「再送指示フラグ」にフラグ値以外の値（ここでは「０」）を格納し（ステップＳＴ２８）、光送信部１０に下りフレームＤＬ２をダウンリンク送信させる（ステップＳＴ２９）。
なお、変数Ｆの値を初期値「０」に戻す条件としては、ステップＳＴ２０以外に、上述の第１実施形態における「受信状態識別フラグ」を初期値に戻すための条件（条件１又は２、若しくは基準点１〜４のいずれかを用いた条件を含む）としてもよい。
【０１９２】
図１９は、第２実施形態の新車載機２Ａの車載制御機２１が実行する処理の一例を示すフローチャートである。図１９に示すように、車載制御機２１は、複数の高速フレームＵＬ２を全てアップリンク送信した後、自機の通信を送信から受信に切り替え、光受信部２４から下りデータを取得したか否かを常に判定する（ステップＳＳ２１）。
そして、車載制御機２１は、下りデータを取得した場合は、更に、その下りデータがダウンリンク切り替え後の下りフレームＤＬ２であるか否かを判定する（ステップＳＳ２２）。このステップＳＳ２２の判定は、図１５のステップＳＳ１２の判定と同様であるため、説明を省略する。
【０１９３】
ステップＳＳ２２の判定結果が否定的である場合、車載制御機２１は、処理をステップＳＳ２１の前に戻す。
ステップＳＳ２２の判定結果が肯定的である場合、車載制御機２１は、新光ビーコン４Ａから高速フレームＵＬ２の再送信を指示しているか否かを判定する（ステップＳＳ２３）。
【０１９４】
ステップＳＳ２３の判定は、取得した下りデータ（下りフレームＤＬ２）の「車線通知情報」に含まれる「再送指示フラグ」（図１７参照）の値がフラグ値であるか否かによって行うことができる。
具体的には、車載制御機２１は、「再送指示フラグ」の値がフラグ値である場合には、通信相手の新光ビーコン４Ａが高速フレームＵＬ２の再送信を指示していると判定する。また、車載制御機２１は、「再送指示フラグ」の値がフラグ値以外の値である場合には、通信相手の新光ビーコン４Ａが高速フレームＵＬ２の再送信を指示していないと判定する。
【０１９５】
ステップＳＳ２３の判定結果が否定的である場合、車載制御機２１は、処理を終了する。
ステップＳＳ２３の判定結果が肯定的である場合、車載制御機２１は、予め設定された特定の高速フレームＵＬ２（上りフレーム）を再送信する。本実施形態では、上りフレーム群の先頭から３個までの高速フレームＵ１〜Ｕ３が再送信される（ステップＳＳ２４）。
【０１９６】
その理由は、複数の高速フレームＵＬ２の送信を開始する時点において、新車載機２Ａの車両進行方向の位置が、高速フレームＵＬ２を受信可能なエリアの上流端に未達の場合（図１１のダウンリンク上流部ＤＡ０内である場合）、先頭から数フレーム分の高速フレームＵＬ２は新光ビーコン４Ａで受信される可能性が低いからである。
【０１９７】
また、通常、上りフレーム群を構成する複数の高速フレームＵＬ２には、それぞれ異なる位置の走行軌跡データが格納されているが、高速フレームＵＬ２の送信順序が早くなるほど（フレーム番号が小さくなるほど）、新光ビーコン４Ａに近い位置の走行軌跡データが格納されるようになっている。このため、上りフレーム群の先頭から数フレーム分の高速フレームＵＬ２が受信される可能性が低くなると、最も取得したい情報である、新光ビーコン４Ａに近い位置の走行軌跡データを取得する可能性が低くなるからという理由もある。
【０１９８】
もっとも、再送信する高速フレームＵＬ２は、先頭から３個に限定されるものではなく、状況に応じて、先頭から任意の個数の高速フレームＵＬ２を再送信してもよいし、先頭以外の任意の個数の高速フレームＵＬ２を再送信してもよい。
【０１９９】
なお、本実施形態の新光ビーコン４Ａは、変数Ｆを用いて、高速フレームＵＬ２の再送信を指示しているか否かを判定しているが（図１８のステップＳＴ２６）、第１実施形態の「受信状態識別フラグ」を用いてもよい。
この場合、例えば、新光ビーコン４Ａは、全ての「受信状態識別フラグ」を自機の記憶領域に記憶しておき、上述のように最終フレームである高速フレームＵ１０を受信したことを認識すると、その時点で初期値が格納されている「受信状態識別フラグ」が存在しているか否かによって、高速フレームＵＬ２の再送信を指示するか否かを判定すればよい。また、新光ビーコン４Ａは、全ての「受信状態識別フラグ」のＯＲ演算を行い、その演算結果に基づいて、高速フレームＵＬ２の再送信を指示するか否かを判定してもよい。
【０２００】
以上、第２実施形態の新車載機２Ａ及び新光ビーコン４Ａによれば、新光ビーコン４Ａは、新車載機２Ａから送信された複数の高速フレームＵＬ２のうち、未受信であった高速フレームＵＬ２がある場合、高速フレームＵＬ２の再送を指示する再送指示情報をダウンリンク送信する下りフレームＤＬ２に含める。このため、その下りフレームＤＬ２を受信した新車載機２Ａは、通信相手の新光ビーコン４Ａが受信できなかった高速フレームＵＬ２があることを認識することができる。
【０２０１】
そして、新車載機２Ａは、下りフレームＤＬ２に再送指示情報が含まれている場合、予め設定された特定の高速フレームＵＬ２を再送信するので、新光ビーコン４Ａは、その高速フレームＵＬ２を受信できる可能性が高まる。従って、アップリンク方向でマルチレート対応の新光ビーコン４Ａと新車載機２Ａとの間で行う路車間通信において、新車載機２Ａから低速フレームＵＬ１の後に送信される高速フレームＵＬ２を新光ビーコン４Ａが適切に受信する可能性を高めることができる。
【０２０２】
また、新車載機２Ａは、複数の高速フレームＵＬ２のうち、新光ビーコン４Ａが未受信であった可能性が高い、先頭から数フレーム分の高速フレームＵＬ２を再送信するので、新光ビーコン４Ａが未受信であった高速フレームＵＬ２を受信できる可能性をさらに高めることができる。
また、新車載機２Ａは、複数の高速フレームＵＬ２を全て再送信する場合に比べて、再送信時間を短縮することができるので、その分だけダウンリンク受信する下りフレームの受信時間を長くすることができる。これにより、新車載機２Ａは新光ビーコン４Ａからの提供情報をより多く取得することができる。
【０２０３】
［第３実施形態］
上述の第２実施形態の新車載機２Ａは、下りフレームＤＬ２に再送指示情報が含まれている場合に再送信処理を行うが、第３実施形態の新車載機２Ａは、下りフレームＤＬ２に所定の提供情報が含まれている場合に再送信処理を行う。以下、その具体例について説明する。
【０２０４】
図２０は、第３実施形態に係る新車載機２Ａの車載制御機２１が実行する処理の一例を示すフローチャートである。なお、ステップＳＳ３１，ＳＳ３２は、図１９のステップＳＳ２１，ＳＳ２２と同様であるため、その説明を省略する。
図２０に示すように、ステップＳＳ３２の判定結果が肯定的である場合、車載制御機２１は、新光ビーコン４Ａが提供する所定の提供情報を取得したか否かを判定する（ステップＳＳ３３）。
【０２０５】
ステップＳＳ３３の判定は、取得した下りデータ（下りフレームＤＬ２）の実データ部に含まれる提供情報に、所定の提供情報（例えば、図１６に示す信号情報）が含まれているか否かによって行うことができる。
ステップＳＳ３３の判定結果が否定的である場合、車載制御機２１は、処理を終了する。
ステップＳＳ３３の判定結果が肯定的である場合、車載制御機２１は、予め設定された特定の高速フレームＵＬ２（Ｕ１〜Ｕ３）を再送信し（ステップＳＳ３４）、処理を終了する。
【０２０６】
以上、第３実施形態の新車載機２Ａによれば、新光ビーコン４Ａが提供する所定の提供情報を取得した場合に、所定の高速フレームＵＬ２が再送信されるので、新車載機２Ａが所望の提供情報を取得しつつ、新光ビーコン４Ａが未受信であった高速フレームＵＬ２を受信できる可能性を高めることができる。
また、新車載機２Ａは、所定の提供情報として、新光ビーコン４Ａが提供する全ての提供情報または自機が必要とする提供情報のみを取得した場合には、もはやダウンリンク通信に時間を割く必要はないので、代わりにアップリンク通信に時間を使うことができる。これにより、新車載機２Ａは、限られた通信時間を有効に利用することができる。
【０２０７】
［第４実施形態］
上述の第２及び第３実施形態の新車載機２Ａは、下りフレームＤＬ２に所定の情報が含まれている場合に再送信処理を行うが、第４実施形態の新車載機２Ａは、下りフレームＤＬに含まれる情報とは無関係に、自機が搭載された車両２０の速度が所定の速度条件を満たす場合に再送信処理を行う。以下、その具体例について説明する。
【０２０８】
図２１は、第４実施形態に係る新車載機２Ａの車載制御機２１が実行する処理の一例を示すフローチャートである。
図２１に示すように、車載制御機２１は、複数の高速フレームＵＬ２を全てアップリンク送信した後に、自機が搭載された車両２０の速度が所定値以下であるか否かを判定する（ステップＳＳ４１）。
【０２０９】
ステップＳＳ４１の判定は、例えば、車速センサにより計測された速度データを車両２０から取得し、その速度データと、車載制御機２１に予め記憶されている所定値とを比較することによって行うことができる。
なお、本変形例では、車両２０の速度が所定値以下であるか否かを判定しているが、この条件に限定されるものではなく、状況に応じて任意の速度条件を設定すればよい。
【０２１０】
ステップＳＳ４１の判定結果が否定的である場合、車載制御機２１は、処理を終了する。
ステップＳＳ４１の判定結果が肯定的である場合、車載制御機２１は、予め設定された特定の高速フレームＵＬ２（Ｕ１〜Ｕ３）を再送信し（ステップＳＳ４２）、処理を終了する。
なお、再送信する高速フレームＵＬ２は、後述する第５実施形態のように、最初に送信する上りフレーム群に加えて送信してもよい（図２２参照）。この場合、ステップＳＳ４１の判定は、上りフレーム群を送信する前に行えば良い。
【０２１１】
以上、第４実施形態の新車載機２Ａによれば、自機が搭載された車両２０の速度が所定値以下の遅い速度で走行している場合、すなわち新光ビーコン４Ａが高速フレームＵＬ２を受信可能なエリアにおける車両２０の走行時間が長くなる場合に、所定の高速フレームＵＬ２を再送信するので、新光ビーコン４Ａが未受信であった高速フレームＵＬ２を受信できる可能性をさらに高めることができる。また、車両２０の速度が遅ければ、新車載機２Ａは、上記エリア内にいる時間が長くなるので、高速フレームＵＬ２を再送信するための時間的余裕も生じる。
【０２１２】
［第２〜第４実施形態の変形例］
上述の第２〜第４実施形態の新車載機２Ａは、一部の高速フレームＵＬ２を再送信しているが、全ての高速フレームＵＬ２を再送信してもよい。
この場合、例えば、新車載機２Ａは、自機が最初に送信する全ての高速フレームＵ１〜Ｕ１０を、再送信用の高速フレームＵＬ２として予め設定すればよい。
【０２１３】
これにより、第２実施形態（図１９）のステップＳＳ２３、第３実施形態（図２０）のステップＳＳ３３、及び第４実施形態（図２１）のステップＳＳ４１のそれぞれにおいて判定結果が肯定的である場合、上記予め設定した全ての高速フレームＵ１〜Ｕ１０が再送信される。
【０２１４】
このように、予め設定された全ての高速フレームＵ１〜Ｕ１０を再送信すれば、新光ビーコン４Ａは、最初に送信された複数の高速フレームＵ１〜Ｕ１０のうち、いずれの高速フレームを受信できなかった場合でも、その未受信であった高速フレームを受信できる可能性を高めることができる。
なお、本変形例の新車載機２Ａは、再送信用の高速フレームＵＬ２を複数回にわたって再送信してもよい。この場合、後述する第５実施形態の変形例４のように、再送信回数を新車載機２Ａが搭載された車両２０の速度に応じて変更してもよい。
【０２１５】
［第５実施形態］
上述の第１〜第４実施形態（変形例も含む）の新車載機２Ａは、所定の条件を満たしたときに再送信処理を行うが、第５実施形態の新車載機２Ａは、無条件で任意の高速フレームＵＬ２を再送信する再送信処理を行う。以下、その具体例について説明する。
【０２１６】
図２２は、第５実施形態の新車載機２Ａと新光ビーコン４Ａとの間で実行する路車間通信を示すシーケンス図である。
本実施形態の新車載機２Ａは、低速フレームＵＬ１の後に高速フレームＵＬ２を連送するときに、最初に送信する複数の高速フレームＵＬ２の上りフレーム群に、これら複数の高速フレームＵＬ２のうちの一部の高速フレームＵＬ２を再送信用として加える。
【０２１７】
図２２の例では、最初に送信する複数の高速フレームＵ１〜Ｕ１０の上りフレーム群（最大フレーム数は１６個）に、これらの高速フレームＵ１〜Ｕ１０のうち先頭から３個までの一部の高速フレームＵ１〜Ｕ３を加える場合を示している。
【０２１８】
もっとも、最初に送信する高速フレームＵＬ２の個数や、再送信用の高速フレームＵＬ２の個数は、これらの総和が上りフレーム群の最大フレーム数以内であれば、それぞれ任意の個数に設定することができる。このため、再送信用の高速フレームＵＬ２は、最初に送信する複数の高速フレームＵＬ２の一部だけでなく全部を加えてもよいし、先頭以外の任意の個数の高速フレームＵＬ２を加えてもよい。
【０２１９】
新車載機２Ａは、上記上りフレーム群をアップリンク送信するとき、１０個の高速フレームＵ１〜Ｕ１０を最初に送信した後、連続して３個の高速フレームＵ１〜Ｕ３を再送信する。図２２の例では、新光ビーコン４Ａは、アップリンク送信された最初の複数の高速フレームＵ１〜Ｕ１０のうち、先頭及び２番目の高速フレームＵ１，Ｕ２を受信できていないが、その後に続けて高速フレームＵ１，Ｕ２が再送信されるので、これら未受信であった高速フレームＵ１，Ｕ２を受信できる可能性を高めることができる。
【０２２０】
なお、本実施形態の新車載機２Ａは、再送信用の高速フレームＵＬ２を、最初に送信する上りフレーム群に加えて送信しているが、第１実施形態の場合（図１６参照）と同様に、最初に送信する上りフレーム群とは別に、再送信用の高速フレームＵＬ２を送信するようにしてもよい。
【０２２１】
以上、第５実施形態の新車載機２Ａによれば、新車載機２Ａは、複数の高速フレームＵＬ２を送信した後に、任意の高速フレームＵＬ２を再送信するので、最初に送信された複数の高速フレームＵＬ２のうちの一部を新光ビーコン４Ａが受信できなかった場合でも、上記再送信により未受信であった高速フレームＵＬ２を受信できる可能性が高まる。従って、アップリンク方向でマルチレート対応の新光ビーコン４Ａと新車載機２Ａとの間で行う路車間通信において、新車載機２Ａから低速フレームＵＬ１の後に送信される高速フレームＵＬ２を新光ビーコン４Ａが適切に受信する可能性を高めることができる。また、新光ビーコン４Ａ側の通信プロトコルを変更する必要がないので、再送信処理を簡素化することができる。
【０２２２】
また、再送信用の高速フレームＵＬ２は、最初に送信する複数の高速フレームＵＬ２の上りフレーム群に加えて送信されるので、新光ビーコン４Ａは、未受信であった高速フレームＵＬ２を迅速に受信することができる。
また、新車載機２Ａは、最初に送信する複数の高速フレームＵＬ２のうち、新光ビーコン４Ａで未受信となる可能性が高い、先頭から数フレーム分の高速フレームＵＬ２を再送信するので、新光ビーコン４Ａが未受信であった高速フレームＵＬ２を受信できる可能性をさらに高めることができる。
【０２２３】
［第５実施形態の変形例１］
上述の第５実施形態の新車載機２Ａは、最初に送信する高速フレームＵＬ２の個数と、再送信用の高速フレームＵＬ２の個数との総和は１３個であり、上りフレーム群の最大フレーム数（１６個）よりも少ない個数の高速フレームＵＬ２を送信している。これに対して、変形例１の新車載機２Ａは、上記総和が常に上りフレーム群の最大フレーム数となるように設定している。以下、その具体例について説明する。
【０２２４】
図２３は、第５実施形態の変形例１に係る新車載機２Ａが最初に送信する上りフレーム群の構成を示す説明図である。
変形例１の新車載機２Ａは、上りフレーム群に含めることができる高速フレームの最大フレーム数をＮ個とし、最初に送信する複数の高速フレームＵＬ２の総フレーム数をＭ個とした場合、これらＭ個の高速フレームＵＬ２のうち先頭からＫ個までの一部の高速フレームＵＬ２を、再送信用として上記上りフレーム群に加える。
【０２２５】
その際、新車載機２Ａは、下記の式（１）を満たすように、再送信用の高速フレームＵＬ２の個数（Ｋ）を設定する。
Ｋ＝Ｎ−Ｍ    ・・・式（１）
ここで、Ｋは正の整数、Ｎは正の整数、ＭはＮよりも小さい正の整数である。
【０２２６】
図２３の例では、上記最大フレーム数が１６個の上りフレーム群に、最初に送信する高速フレームＵＬ２として、上記総フレーム数が１０個の高速フレームＵ１〜Ｕ１０を含める。
このため、新車載機２Ａは、前記Ｋを６個（＝１６−１０）に設定し、最初に送信する１０個の高速フレームＵ１〜Ｕ１０のうち、先頭から６個の高速フレームＵ１〜Ｕ６を上記上りフレーム群に加える。
【０２２７】
新車載機２Ａは、上記上りフレーム群をアップリンク送信するとき、１０個の高速フレームＵ１〜Ｕ１０を最初に送信した後、連続して６個の高速フレームＵ１〜Ｕ３を再送信する。
なお、上記総フレーム数（Ｍ）は、本変形例の場合に限定されるものではなく、任意の値に設定することができる。従って、本変形例では、再送信する高速フレームＵＬ２の個数（Ｋ）は、上記総フレーム数によって、任意の個数に設定することができる。例えば、総フレーム数を１１個とした場合、再送信する高速フレームＵＬ２の個数は５個（＝１６−１１）となる。
【０２２８】
以上、変形例１の新車載機２Ａによれば、上りフレーム群に加えられる再送信用の高速フレームＵＬ２の個数（Ｋ）を可及的に多くすることができるので、新光ビーコン４Ａが未受信であった高速フレームＵＬ２を受信できる可能性をさらに高めることができる。
【０２２９】
［第５実施形態の変形例２］
上記第５実施形態の変形例１の新車載機２Ａは、上りフレーム群に加える再送信用の高速フレームＵＬ２は１回だけであるのに対し、変形例２の新車載機２Ａは、上りフレーム群の最大フレーム数を超えない範囲で再送信用の高速フレームＵＬ２を複数回加える。以下、その具体例について説明する。
【０２３０】
図２４は、第５実施形態の変形例２に係る新車載機２Ａが最初に送信する上りフレーム群の構成を示す説明図である。
変形例２の新車載機２Ａは、上りフレーム群に含めることができる高速フレームの最大フレーム数をＮ個とし、最初に送信する複数の高速フレームＵＬ２の総フレーム数をＭ個とした場合、これらＭ個の高速フレームＵＬ２のうち先頭からＫ個までの一部の高速フレームを、再送信用として上記上りフレーム群にＲ回加える。
【０２３１】
その際、新車載機２Ａは、下記の式（２）を満たすように、再送信用の高速フレームＵＬ２の個数（Ｋ）とそのＫ個の高速フレームＵＬ２を加える回数（Ｒ）を設定する。
Ｋ×Ｒ≦Ｎ−Ｍ    ・・・式（２）
ここで、Ｎは正の整数、ＭはＮよりも小さい正の整数、ＫはＭ以下の正の整数、Ｒは２以上の正の整数である。
【０２３２】
図２４の例では、上記最大フレーム数が１６個の上りフレーム群に、最初に送信する高速フレームＵＬ２として、上記総フレーム数が１０個の高速フレームＵ１〜Ｕ１０を含める場合を示している。
このため、新車載機２Ａは、例えば、高速フレームＵ１〜Ｕ１０のうち先頭から３個の高速フレームＵ１〜Ｕ３を再送信用として上記上りフレーム群に加える場合、これら３個の高速フレームＵ１〜Ｕ３を上記上りフレーム群に２回加える。
【０２３３】
新車載機２Ａは、上記上りフレーム群をアップリンク送信するとき、１０個の高速フレームＵ１〜Ｕ１０を最初に送信した後、連続して、１回目に加えた３個の高速フレームＵ１〜Ｕ３、及び２回目に加えた３個の高速フレームＵ１〜Ｕ３の順に再送信する。
【０２３４】
なお、上記総フレーム数（Ｍ）及び再送信用の高速フレームＵＬ２の個数（Ｋ）は、本変形例の場合に限定されるものではなく、任意の値に設定することができる。例えば、総フレーム数を８個とし、再送信用の高速フレームＵＬ２の個数を２個とした場合、これら２個の高速フレームＵＬ２を上りフレーム群に４回加えることができる。もっとも、上りフレーム群に加える回数（Ｒ）は、上記式（２）を満たしていればよいので、２回又は３回だけであってもよい。
【０２３５】
以上、変形例２の新車載機２Ａによれば、送信および再送信される高速フレームＵＬ２の総フレーム数（Ｍ＋Ｋ×Ｒ）が、上りフレーム群の最大フレーム数（Ｎ）を超えない範囲で、Ｋ個の高速フレームＵＬ２を繰り返し再送信することができる。このため、新光ビーコン４Ａが未受信であった高速フレームＵＬ２を受信できる可能性をさらに高めることができる。
【０２３６】
［第５実施形態の変形例３］
上述の第５実施形態（変形例１及び２も含む）では、上りフレーム群の最大フレーム数（Ｎ）を固定値（１６個）としているが、新車載機２Ａが搭載された車両２０の速度に応じて最大フレーム数を変更してもよい。
この場合、例えば、新車載機２Ａは、送信中断期間（図２２参照）が経過した時点で、車両２０から車速センサにより計測された速度データを取得し、その速度データに基づいて上りフレーム群の最大フレーム数（Ｎ）を設定すればよい。
【０２３７】
その際、新車載機２Ａは、速度データが小さい（遅い）ほど、上りフレーム群の最大フレーム数（Ｎ）を増加するように設定するのが好ましい。
その理由は、車両２０の速度が遅いほど、新光ビーコン４Ａが高速フレームＵＬ２を受信可能なエリアにおける車両２０の走行時間が長くなるので、その分、新光ビーコン４Ａがより多くの高速フレームＵＬ２を受信できるようになるからである。
【０２３８】
例えば、図２３の変形例１を本変形例に適用する場合、最大フレーム数Ｎを１６個から１８個に増加すれば、再送信用の高速フレームＵＬ２を６個から８個に増やすことができる。また、図２４の変形例２を本変形例に適用する場合、最大フレーム数Ｎを１６個から１９個に増加すれば、再送信用の高速フレームＵＬ２（Ｕ１〜Ｕ３）を上りフレーム群に３回加えることができる。
このように、車両２０の速度が遅い場合に、上りフレーム群の最大フレーム数を増加すれば、上りフレーム群に加える再送信用の高速フレームＵＬ２の個数を増加させることができるので、新光ビーコン４Ａが未受信であった高速フレームＵＬ２を受信できる可能性をさらに高めることができる。
【０２３９】
［第５実施形態の変形例４］
上述の第５実施形態の変形例２では、再送信用の高速フレームＵＬ２を上りフレーム群に複数回加えることで、その高速フレームＵＬ２を複数回にわたって再送信しているが、変形例４では、その再送信回数（上りフレーム群に再送信用の高速フレームＵＬ２を加える回数）を、新車載機２Ａが搭載された車両２０の速度に応じて変更することができる。このため、本変形例では、上りフレーム群の最大フレーム数Ｎを任意の値に設定できるようになっている。
また、新車載機２Ａは、例えば、送信中断期間（図２２参照）が経過した時点で、車両２０から車速センサにより計測された速度データを取得し、その速度データに基づいて、上りフレーム群に再送信用の高速フレームＵＬ２を加える回数（Ｒ）を設定する。
【０２４０】
その際、新車載機２Ａは、速度データが小さい（遅い）ほど、再送信用の高速フレームＵＬ２を上りフレーム群に加える回数（Ｒ）を増加するように設定するのが好ましい。
その理由は、車両２０の速度が遅いほど、新光ビーコン４Ａが高速フレームＵＬ２を受信可能なエリアにおける車両２０の走行時間が長くなるので、その分、新光ビーコン４Ａがより多くの高速フレームＵＬ２を受信できるようになるからである。
【０２４１】
このように、車両２０の速度が遅い場合に、上りフレーム群に再送信用の高速フレームＵＬ２を加える回数を増加するように設定すれば、再送信される高速フレームＵＬ２の回数が増加するので、新光ビーコン４Ａが未受信であった高速フレームＵＬ２を受信できる可能性をさらに高めることができる。
【０２４２】
［第１〜第５実施形態の変形例］
上述の第１〜第５実施形態（変形例１〜４も含む）において、高速フレームＵＬ２を再送信する場合には、直前に送信した送信用（又は再送信用）の高速フレームＵＬ２との間の送信間隔（以下、「再送信間隔」という。）を、新車載機２Ａが搭載された車両２０の速度に応じて変更してもよい。
この場合、例えば、新車載機２Ａは、送信中断期間（図２２参照）が経過した時点で、車両２０から車速センサにより計測された速度データを取得し、その速度データに基づいて、高速フレームＵＬ２の再送信間隔を設定すればよい。
【０２４３】
その際、新車載機２Ａは、速度データが小さい（遅い）ほど、上記再送信間隔を長くするように設定するのが好ましい。
その理由は、車両２０の速度が遅いほど、新光ビーコン４Ａが高速フレームＵＬ２を受信可能なエリアにおける車両２０の走行時間が長くなるので、その分だけ再送信間隔を長くすれば、新光ビーコン４Ａが高速フレームＵＬ２を適切に受信し得るからである。
【０２４４】
このように、車両２０の速度が遅い場合に、高速フレームＵＬ２の再送信間隔を長くすれば、新光ビーコン４Ａは再送信された高速フレームＵＬ２を適切に受信できるので、新光ビーコン４Ａが未受信であった高速フレームＵＬ２を受信できる可能性をさらに高めることができる。
また、車両２０の速度が遅くなるほど再送信間隔を長くすれば、その分だけ高速フレームＵＬ２を再送信するまでの間に車両２０が走行する距離が長くなるため、高速フレームＵＬ２を受信可能なエリアの上流端（第２アップリンク上流端Ｐ２）に未達であった車両２０が、再送信時には当該エリア内に到達する可能性が高くなる。その結果、新光ビーコン４Ａが未受信であった高速フレームＵＬ２を受信できる可能性をさらに高めることができる。
【０２４５】
［参考例１］
上述の第１〜第５実施形態の他の変形例として、再送信用の高速フレームＵＬ２の送信間隔を車両２０の速度に応じて変更しているが、最初に複数の高速フレームＵＬ２を送信する際に、低速フレームＵ０と先頭の高速フレームＵ１との送信間隔を変更してもよい。
この場合、図２２の例では、新車載機２Ａは、車両２０から取得した速度データに基づいて、低速フレームＵ０と先頭の高速フレームＵ１との送信間隔となる送信中断期間を、任意の時間長に設定すればよい。
【０２４６】
その際、新車載機２Ａは、速度データが小さい（遅い）ほど、上記時間長を長くするように設定するのが好ましい。
その理由は、車両２０の速度が遅いほど、車両２０が第２アップリンク上流端Ｐ２（図１１参照）に到達する時間が遅くなるからである。
【０２４７】
このように、車両２０の速度が遅い場合に、低速フレームＵ０と先頭の高速フレームＵ１との送信間隔を長くすれば、先頭の高速フレームＵ１をアップリンク送信する送信時点を第２アップリンク上流端Ｐ２により近づけることができる。このため、新光ビーコン４Ａが最初に送信される高速フレームＵＬ２を受信できる可能性を高めることができる。
【０２４８】
［参考例２］
上述の参考例１では、低速フレームＵ０と先頭の高速フレームＵ１との送信間隔（送信中断期間）を、車両２０の速度に応じて変更しているが、新車載機２Ａが所定の提供情報を含む下りフレームＤＬ２を受信するまでの間、送信中断期間を継続してもよい。すなわち、新車載機２Ａは、所定の提供情報を含む下りフレームＤＬ２を受信するまで、高速フレームＵＬ２の送信を中断してもよい。以下、その具体例について説明する。
【０２４９】
図２５は、参考例２の新車載機２Ａと新光ビーコン４Ａとの間で実行する路車間通信を示すシーケンス図である。
図２５の例では、新車載機２Ａは、低速フレームＵ０の後に高速フレームＵ１〜Ｕ１０を連送する場合に、低速フレームＵ０と先頭の高速フレームＵ１との間に送信中断期間を設けている。
新車載機２Ａは、ダウンリンク切り替え後に連送される下りフレームＤＬ２を受信すると、その下りフレームＤＬ２の実データ部に、所定の提供情報（例えば信号情報）が含まれているか否かを判定し、所定の提供情報が含まれていなければ、送信中断期間を継続する。
【０２５０】
新車載機２Ａは、所定の提供情報が含まれた下りフレームＤＬ２を受信すると、送信中断期間を終了し、自機の通信を受信から送信に切り替える。そして、新車載機２Ａは、高速フレームＵ１〜Ｕ１０の連送を開始する。
その際、新車載機２Ａは、取得した提供情報が所望の提供情報である場合には、新光ビーコン４Ａが提供する残りの下りフレームＤＬ２は不要となるので、高速フレームＵ１〜Ｕ１０の送信後も、高速フレームＵＬ２のアップリンク領域ＵＡの下流端を車両２０が通過するまで、自機の通信を送信のまま維持することが可能となる。
【０２５１】
図２６は、本参考例の新車載機２Ａが、上記のように送信中断期間の終了後、自機の通信を送信のまま維持する場合における、新光ビーコン４Ａの好ましい通信領域を示す側面図である。
以下、図２６に示す新光ビーコン４Ａの通信領域のうち、図１１に示す光ビーコン４の通信領域から変更されている点について説明する。
【０２５２】
図２６に示すように、新光ビーコン４Ａが低速フレームＵＬ１を受信可能なアップリンク領域ＵＡの上流境界ＵＢ１は、新車載機２Ａが下りフレームＤＬ１を受信可能なダウンリンク領域ＤＡの上流境界ＤＢ０と一致している。
これにより、第１アップリンク上流端Ｐ１は、第２アップリンク上流端Ｐ２よりも上流側のダウンリンク上流端Ｐ０と一致するように設定されている。
【０２５３】
このように設定することで、図２５に示すように、新車載機２Ａは、下りフレームＤＬ１を受信した時点で低速フレームＵＬ１（格納フレームＵ０）を迅速にアップリンク送信することができる。そして、この低速フレームＵＬ１を受信した新光ビーコン４Ａは、ダウリンク切り替え後に下りフレームＤＬ２の連送を開始するので、新車載機２Ａは所定の提供情報を迅速に受信することができる。
【０２５４】
図２６に戻り、新光ビーコン４Ａが高速フレームＵＬ２を受信可能なアップリンク領域ＵＡの下流境界を示す境界線ＵＣ２は、新車載機２Ａが下りフレームＤＬ１を受信可能なダウンリンク領域ＤＡの下流境界を示す境界線ＤＣ０と一致している。
これにより、下流境界ＵＣ２と新車載機２Ａの設置高さＨとの交差位置である第２アップリンク下流端Ｑ２は、下流境界ＵＤ０と設置高さＨとの交差位置であるダウリンク下流端Ｑ０と一致するように設定されている。
【０２５５】
このように設定することで、車両２０が新光ビーコン４Ａの直下に近づいても、新光ビーコン４Ａは新車載機２Ａからアップリンク送信される高速フレームＵＬ２を受信することができる。このため、新車載機２Ａが、所定の提供情報を含む下りフレームＤＬ２を受信した後、高速フレームＵＬ２を送信し続ける場合に、新光ビーコン４Ａが受信できる高速フレームＵＬ２の個数を増加させることができる。
【０２５６】
以上のように、参考例２の新車載機２Ａ及び新光ビーコン４Ａによれば、新車載機２Ａは、所定の提供情報を取得した後に高速フレームＵＬ２を送信するので、新車載機２Ａが所定の提供情報を取得するまで高速フレームＵＬ２の送信タイミングを遅らせることができる。これにより、車両２０が第２アップリンク上流端Ｐ２（図１１参照）に到達してから高速フレームＵＬ２が送信される可能性が高まるので、新光ビーコン４Ａは、高速フレームＵＬ２を受信できる可能性を高めることができる。また、新車載機２Ａは、所定の提供情報を取得した後は高速フレームＵＬ２を送信し続けるので、新光ビーコン４Ａは、新車載機２Ａからより多くの情報を取得することができる。
【０２５７】
［新車載機による光学的対策例］
上述の第１〜第５実施形態では、図１１に示すように、第２アップリンク上流端Ｐ２の位置を、第１アップリンク上流端Ｐ１の位置よりも上流側（又は実質的に同じ位置）とするために、新光ビーコン４Ａを設定しているが、これに替えて新車載機２Ａを設定してもよい。以下、その具体例について説明する。
【０２５８】
新車載機２Ａにおいて、第２アップリンク上流端Ｐ２の位置を、第１アップリンク上流端Ｐ１の位置よりも上流側（又は実質的に同じ位置）とするためには、低速フレームＵＬ１のアップリンク光の発光量（以下、「第１発光量」という。）と、高速フレームＵＬ２のアップリンク光の発光量（以下、「第２発光量」という。）とが、第１発光量≦第２発光量の関係式を満たしていればよい。
【０２５９】
図２７は、従来の新車載機によるアップリンク光の発光時における電流波形を示しており、（ａ）は低速フレームＵＬ１の電流波形、（ｂ）は高速フレームＵＬ２の電流波形である。
図２７（ａ）及び（ｂ）に示すように、従来の新車載機の発光素子は、低速フレームＵＬ１及び高速フレームＵＬ２の各電流が破線で示す波形となるように設計されている。具体的には、上記発光素子は、低速フレームＵＬ１の第１発光量（図２７（ａ）の破線のハッチング部分の面積の総和）と、高速フレームＵＬ２の第２発光量（図２７（ｂ）の破線のハッチング部分の面積の総和）とが同一となるように設計されている。これにより、上記発光素子の設計段階では、第１発光量及び第２発光量は上記関係式を満たしている。
【０２６０】
しかし、実際には、図２７（ａ）及び（ｂ）の実線で示す波形のように、低速及び高速フレームＵＬ１，ＵＬ２の各電流波形に鈍りが生じる。この鈍りは、発光素子の発光が高速になるほど大きくなるため、高速フレームＵＬ２の電流波形の鈍りの方が、低速フレームＵＬ１の電流波形の鈍りよりも大きくなる。
このため、実際の電流の波形では、第２発光量（図２７（ｂ）の実線のハッチング部分の面積の総和）が第１発光量（図２７（ａ）の実線のハッチング部分の面積の総和）よりも小さくなり、第１及び第２発光量が上記関係式を満たさなくなる。本願発明者は、この点に着目し、以下に示す光学的対策例を完成させた。
【０２６１】
図２８は、光学的対策例に係る新車載機２Ａの光送信部２３（図３参照）の発光素子（例えばＬＥＤ）によるアップリンク光の発光時における実際の電流波形を示しており、（ａ）は低速フレームＵＬ１の電流波形、（ｂ）は高速フレームＵＬ２の電流波形である。
図２８（ａ）及び（ｂ）では、光送信部２３の発光素子は、低速及び高速フレームＵＬ１，ＵＬ２の各電流波形に鈍りが生じた状態で、高速フレームＵＬ２の電流値が従来の電流値よりも高くなるように設計されている。
【０２６２】
その際、高速フレームＵＬ２の電流値は、高速フレームＵＬ２の第２発光量（図２８（ｂ）のハッチング部分の面積の総和）が、低速フレームＵＬ１の第１発光量（図２８（ａ）のハッチング部分の面積の総和）以上となるように調整される。
これにより、第１及び第２発光量が上記関係式を満たすので、第２アップリンク上流端Ｐ２を、第１アップリンク上流端Ｐ１よりも上流側（又は実質的に同じ位置）に位置させることができる。
【０２６３】
但し、上記のように、光送信部２３の発光素子を、高速フレームＵＬ２の電流値が高くするように設計すると、発光パワーが大きくなるため、発光素子の寿命が短くなるというデメリットがある。
そこで、上記の光学的対策例の変形例として、高速フレームＵＬ２の電流波形に鈍り自体が生じないように発光素子を設計することで、第１及び第２発光量が上記関係式を満たすようにしてもよい。
【０２６４】
［新光ビーコンによる対策例］
低速フレームＵＬ１の後に送信される高速フレームＵＬ２を新光ビーコン４Ａが適切に受信できる可能性を高めるために新光ビーコン４Ａを設定する他の対策例として、幾つかの具体例が存在する。以下、これらの具体例について説明する。
【０２６５】
［対策例１］
図２９は、対策例１に係る新光ビーコン４Ａの通信領域を示す側面図である。
図２９に示すように、対策例１では、新車載機２Ａが下りフレームＤＬ１を受信可能なダウンリンク領域ＤＡの上流境界ＤＢ０は、新光ビーコン４Ａが低速フレームＵＬ１を受信可能なアップリンク領域ＵＡの上流境界ＵＢ１よりも上流側であって、かつ新光ビーコン４Ａが高速フレームＵＬ２を受信可能なアップリンク領域ＵＡの上流境界ＵＢ２よりも下流側に位置している。これにより、ダウンリンク上流端Ｐ０は、第１アップリンク上流端Ｐ１よりも上流側であって、かつ第２アップリンク上流端Ｐ２よりも下流側に位置設定されている。
【０２６６】
以上のように設定することで、新車載機２Ａは、第２アップリンク上流端Ｐ２よりも上流側において、下りフレームＤＬ１を受信することがないので、低速フレームＵＬ１をアップリンク送信することもない。
これにより、新光ビーコン４Ａは折り返しフレームを返してこないので、新車載機２Ａは、第２アップリンク上流端Ｐ２よりも上流側において、高速フレームＵＬ２をアップリンク送信するのを防止することができる。その結果、新光ビーコン４Ａは、低速フレームＵＬ１の後に送信される高速フレームＵＬ２を適切に受信する可能性を高めることができる。
【０２６７】
［対策例２］
図３０は、対策例２に係る新光ビーコン４Ａの通信領域を示す側面図である。
図３０に示すように、対策例２では、第１アップリンク上流端Ｐ１が第２アップリンク上流端Ｐ２よりも上流側に位置設定される場合において、第２アップリンク上流端Ｐ２よりも上流側の遠い位置で送信された低速フレームＵＬ１によるダウンリンク切り替えを禁止する「受信制限処理」を実行する。これにより、「物理的」な最上流端である第１上流端Ｐ１の代わりに、それより下流側の第２アップリンク上流端Ｐ２に近い位置に「論理的」な最上流端である見かけの第１アップリンク上流端Ｐ１’を採用し、上述の位置設定を行っている。
【０２６８】
図３１は、対策例２に係る新光ビーコン４Ａの回路構成図である。
図３１に示すように、対策例２の新光ビーコン４Ａでは、光受信部１１は、通信用の受光系（受光回路）である第１受光系２６と、測定用の受光系（受光回路）である第２受光系２７とを含む。
また、ビーコン制御機７は、通信ＩＣ（通信処理部）２８と、位置ＩＣ（位置処理部）２９と、メインＣＰＵ（判定処理部）３０とを含む。
【０２６９】
図３１では図示していないが、ビーコン制御機７は、各ＩＣ２８，２９が出力する「位置データ」や「上りデータ」を一時的に記憶するメモリも備えている。
第１受光系２６は、図３１の左側から順に、通信用の変換素子３２、増幅器３３、フィルタ３４及びコンパレータ３５を有する。通信用の変換素子３２は、受光したアップリンク方向の光信号を電気信号に変換する受光素子（例えば、フォトダイオード（Photo Diode ）：以下、「ＰＤ」ともいう。）よりなる。
【０２７０】
増幅器３３は、高速帯域（本実施形態では、２５６ｋｂｐｓ）で動作する高速用増幅回路よりなる。増幅器３３は、ＰＤ３２にて変換された電気信号を高速帯域で動作して増幅し、増幅後の電気信号を後段のフィルタ３４に出力する。
フィルタ３４は、少なくとも高速帯域（本実施形態では、２５６ｋｂｐｓ）の成分を抽出できるローパスフィルタよりなる。フィルタ３４は、低速成分から高速成分までをカバーするバンドパスフィルタであってもよい。
【０２７１】
フィルタ３４は、増幅された電気信号から低速成分又は高速成分を抽出し、抽出した低速信号又は高速信号を後段のコンパレータ３５に出力する。
コンパレータ３５は、高速信号と閾値との比較が可能な高速用コンパレータよりなる。コンパレータ３５は、入力された低速信号又は高速信号を閾値と比較し、この比較によって抽出したデジタルの受信信号（ビットデータ）を後段の通信ＩＣ２８に出力する。
【０２７２】
通信ＩＣ２８は、先頭５バイトのアイドルパターンを用いて受信信号の伝送速度を判定し、判定した伝送速度にてビットデータをサンプリングし、上りフレームＵＬ１，ＵＬ２に含まれる上りデータを再生する。通信ＩＣ２８は、再生した上りデータを後段のメインＣＰＵ３０に送る。
【０２７３】
第２受光系２７は、図３１の左側から順に、測定用の変換素子３６、増幅器３７及びピークホールド回路３８を有する。
通信用の変換素子３６は、上りフレームＵＬ１，ＵＬ２の受光面内の入力位置に応じた電気信号を信号する位置検出素子（Position Sensitive Detector：以下、「ＰＳＤ」ともいう。）よりなる。なお、ＰＳＤ３６を用いたアップリンク位置の測定原理（図３２）ついては後述する。
【０２７４】
本実施形態のＰＳＤ３６は、２次元ＰＳＤよりなり、受光面に入射されたスポット光の２次元座標の演算に必要となる４つの電流値を出力可能である。
ＰＳＤ３６の４つの出力端子から出力される電流値は、その後段の増幅器３７にてそれぞれ増幅される。増幅器３７が増幅した電気信号は、その後段のピークホールド回路３８にそれぞれ入力される。ピークホールド回路３８は、増幅信号の最大振幅を所定時間だけ保持して測定データを生成し、生成した測定データを後段の位置ＩＣ２９に送る。
【０２７５】
位置ＩＣ２９は、各ピークホールド回路３８から入力された測定データ（ＰＳＤ３６の各出力端子の電流値）を用いてアップリンク位置を測定する。位置ＩＣ２９は、その測定結果である位置データをメインＣＰＵ３０に送る。
位置ＩＣ２９が出力する位置データは、ＰＳＤ３６の受光面上の座標（ｘ，ｙ）又は道路側の座標（Ｘ，Ｙ）（図３２参照）のいずれに基づくものであってもよい。
【０２７６】
本実施形態では、位置データは座標（ｘ，ｙ）に基づいている。この場合、メインＣＰＵ３０にて、座標（ｘ，ｙ）を座標（Ｘ，Ｙ）に変換する演算を行う必要がある。
メインＣＰＵ３０は、位置ＩＣ２９からの「位置データ」で表された低速フレームＵＬ１のアップリンク位置が、閾値（定点位置）の下流側であったか否かにより、低速フレームＵＬ１をダウンリンク切り替えの対象とするか否かを判定する「受信限定処理」を行う。なお、この受信制限処理の詳細（図３３のフローチャート）については後述する。
【０２７７】
図３２は、位置検出素子（ＰＳＤ）３６を用いたアップリンク位置の測定原理の説明図である。
図３２に示すように、道路側の座標（Ｘ，Ｙ）は、道路Ｒの路面から車載機２の所定の設置高さＨ（例えば、Ｈ＝１．０ｍ）の平面内の２次元座標であり、Ｘ方向は道路Ｒの延長方向（車両進行方向）に沿い、Ｙ方向は道路Ｒの幅方向に沿っている。
【０２７８】
２次元のＰＳＤ３６は、その受光面のｘ方向が道路側のＸ方向に対応し、その受光面のｙ方向が道路側のＹ方向に対応するように、ビーコンヘッド８の内部に配置されている。
２次元のＰＳＤ３６では、出力端子ｘ１，ｘ２，ｙ１，ｙ２の電流値を、それぞれＩｘ１，Ｉｘ２，Ｉｙ１，Ｉｙ２とすると、受光面に入射されたスポット光の入射位置の座標（ｘ，ｙ）を、次の関係式によって算出することができる。
2x/Lx＝{(Ix2+Iy1)-(Ix1+Iy2)}/(Ix1+Ix2+Iy1+Iy2)
2y/Ly＝{(Ix2+Iy2)-(Ix1+Iy1)}/(Ix1+Ix2+Iy1+Iy2)
【０２７９】
なお、上記関係式において、Ｌｘは受光面のｘ方向の長さであり、Ｌｙは受光面のｙ方向の長さである。
そこで、位置ＩＣ２９は、光受信部２４のピークホールド回路３８から得られた測定データＩｘ１，Ｉｘ２，Ｉｙ１，Ｉｙ２の値が所定の閾値を超えると、それらの値に上記関係式に代入して、スポット光の入射位置の座標（ｘ，ｙ）の値を算出する。本実施形態では、この座標値が位置データである。
【０２８０】
一方、図３２に示すように、アップリンク領域ＵＡ内の任意の位置（Ｘ，Ｙ）でビーコンヘッド８に向けて送出された光信号は、レンズで集光されて、ＰＳＤ３６の受光面内のいずれかの１つの位置（ｘ，ｙ）にスポット光となって入射される。
従って、アップリンク領域ＵＡで送信される上りの光信号（アップリンク光）の入射位置（ｘ，ｙ）は、道路側の送信位置（Ｘ，Ｙ）と１対１で対応しており、入射位置（ｘ，ｙ）の値が判明すれば、幾何学的な線形関係に基づく座標変換により、光信号の送信位置（Ｘ，Ｙ）（アップリンク位置の道路側の座標値）を求めることができる。
【０２８１】
そこで、メインＣＰＵ３０は、位置ＩＣから位置データを取得すると、その位置データの座標（ｘ，ｙ）の値を上記座標変換によって道路側の座標（Ｘ，Ｙ）の値に変換し、アップリンク位置を求める。
なお、位置ＩＣ２９にて道路側の座標（Ｘ，Ｙ）を求める場合には、上記の座標変換についても位置ＩＣ２９が行う。この場合、位置ＩＣ２９が出力する位置データは、道路側の座標（Ｘ，Ｙ）に基づく値となる。
【０２８２】
図３３は、メインＣＰＵ３０による受信制限処理の一例を示すフローチャートである。
図３３に示すように、メインＣＰＵ３０は、通信ＩＣ２８から上りデータを取得したか否かを常に判定しており（ステップＳＴ５１）、上りデータを取得した場合は、更に、位置ＩＣ２９から位置データを取得したか否かを判定する（ステップＳＴ５２）。
【０２８３】
ステップＳＴ５２の判定結果が否定的である場合は、メインＣＰＵ３０は、処理をステップＳＴ５１の前に戻す。
ステップＳＴ５２の判定結果が肯定的である場合は、メインＣＰＵ３０は、取得した上りデータが高速フレームＵＬ２か否かを判定する（ステップＳＴ５３）。なお、この判定は、上りフレームの車載機種別の値が新車載機２Ａを示す所定値（例えば、「６」）で、かつ情報種別の値が高速であることを示す所定値（例えば、「４」）であるか否かによって行われる。
【０２８４】
ステップＳＴ５３の判定結果が否定的である場合、つまり、上りフレームがダウンリンク切り替えの契機となる低速フレームＵＬ１である場合は、メインＣＰＵ３０は、その時点でメモリが記憶している最新の位置データの座標値（Ｘ，Ｙ）を採用した上で（ステップＳＴ５４）、その座標値（Ｘ，Ｙ）で示される低速フレームＵＬ１のアップリンク位置が「定点位置」よりも下流側か否かを判定する（ステップＳＴ５６）。
【０２８５】
上記「定点位置」は、閾値として予め設定された位置であり、第２アップリンク上流端Ｐ２（図３０参照）よりも上流側において、第１アップリンク上流端Ｐ１よりも第２アップリンク上流端Ｐ２に近い位置となるように設定されている。本対策例では、例えば第２アップリンク上流端Ｐ２を規約上のアップリンク領域ＵＡの上流端（ビーコン直下から６．０４ｍの位置）とした場合、定点位置は、ビーコン直下から７．００ｍの位置に設定されている。
【０２８６】
ステップＳＴ５６の判定結果が否定的である場合、つまり、低速フレームＵＬ１のアップリンク位置が、定点位置よりも上流側か或いは同じ位置である場合には、処理がステップＳＴ５１の前に戻される。
従って、この場合の低速フレームＵＬ１は、メインＣＰＵ３０での情報処理において受信されなかったことになる。
【０２８７】
ステップＳＴ５６の判定結果が肯定的である場合、つまり、低速フレームＵＬ１のアップリンク位置が定点位置よりも下流側である場合には、メインＣＰＵ３０は、下りフレームＤＬ２を生成する（ステップＳＴ５７）。
この場合、ダウンリンク切り替えの契機となる低速フレームＵＬ１の受信に対応するため、メインＣＰＵ３０は、ダウンリンク切り替えと折り返しフレームの連続送信を行った上で、今回取得した低速フレームＵＬ１に記されたサブシステムキー情報に対応する提供情報を下りフレームＤＬ２に含める。
【０２８８】
ステップＳＴ５３の判定結果が肯定的である場合、つまり、上りフレームがダウンリンク切り替えの契機とならない高速フレームＵＬ２である場合には、メインＣＰＵ３０は、その時点でメモリが記憶している位置データの座標値（Ｘ，Ｙ）を破棄した上で（ステップＳＴ５５）、下りフレームＤＬ２を生成する（ステップＳＴ５７）。
この場合、ダウンリンク切り替えの契機とならない高速フレームＵＬ２の受信に対応するため、メインＣＰＵ３０は、ダウンリンク切り替えを行わずに、前回取得したサブシステムキー情報に対応する提供情報を下りフレームＤＬ２に含める。
【０２８９】
以上の通り、対策例２の新光ビーコン４Ａによれば、メインＣＰＵ３０が、低速フレームＵＬ１のアップリンク位置が定点位置（第１アップリンク上流端Ｐ１よりも第２アップリンク上流端Ｐ１に近い位置を表す閾値）よりも下流側である場合に限り、当該低速フレームＵＬ１に基づくダウンリンク切り替えを行う受信限定処理（図３３）を実行する。
【０２９０】
すなわち、新車載機２Ａが第２アップリンク上流端Ｐ２よりも上流側の遠い位置（第１アップリンク上流端Ｐ１に近い位置）で低速フレームＵＬ１を送信してもダウンリンク切り替えが行われず、新車載機２Ａが第２アップリンク上流端Ｐ２に近い位置で低速フレームＵＬ１を送信した場合に限り、ダウンリンク切り替えが行われる。
かかる受信限定処理の実行により、低速フレームＵＬ１を受信可能なエリアの最上流端が、「物理的」な最上流端である第１アップリンク上流端Ｐ１ではなく、第２アップリンク上流端Ｐ２により近い位置に「論理的」な最上流端である第１アップリンク上流端Ｐ１’に設定されることになる（図３０参照）。
【０２９１】
このため、第２アップリンク上流端Ｐ２よりも上流側の遠い位置で低速フレームＵＬ１が送信されても、メインＣＰＵ３０がその低速フレームＵＬ１を無視し、「論理的」な最上流端である第１アップリンク上流端Ｐ１’よりも下流側で送信された低速フレームＵＬ１であった場合に限り、ダウンリンク切り替えが行われる。
【０２９２】
従って、低速フレームＵＬ１の後に送信される高速フレームＵＬ２が第２アップリンク上流端Ｐ２よりも上流側で送信される場合であっても、第２アップリンク上流端Ｐ２に近い位置で送信されるので、新光ビーコン４Ａは、低速フレームＵＬ１の後に送信される高速フレームＵＬ２を適切に受信する可能性を高めることができる。
【０２９３】
なお、本対策例では、位置測定用のＰＳＤ３６として２次元ＰＳＤを採用しているが、受光面のｘ方向が車両進行方向に沿うように配置された、１次元ＰＳＤを採用することにしてもよい。
また、位置測定用の変換素子としてＰＳＤ３６を採用しているが、これの代わりに分割ＰＤ（特許文献１の図１５，図１６参照）を採用してもよい。
【０２９４】
また、本対策例では、メインＣＰＵ３０の情報処理にて見かけの第１アップリンク上流端Ｐ１’を設定しているが、光受信部１１に設けた低速用と高速用の２系統の受信系に対する光学的設定（特許文献１の図１９，図２０参照）を行うことにより、「物理的」な最上流端である第２アップリンク上流端Ｐ２が、「物理的」な最上流端である第１アップリンク上流端Ｐ１よりも上流側の近い位置となるように、それらの上流端Ｐ１，Ｐ２の位置設定を行うようにしてもよい。
【０２９５】
［その他の変形例］
今回開示した実施形態（変形例を含む。）はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の権利範囲は、上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された構成と均等の範囲内でのすべての変更が含まれる。
例えば、本明細書において、「車載機」とは、車両２０に搭載されたあと常にその状態に固定されるものを含むことは勿論、ドライバが利用したい時だけ車両２０に持ち込まれ、一時的に車両２０に搭載されるものも含まれる。
【符号の説明】
【０２９６】
１    交通管制システム
２    車載機
２Ａ  新車載機
２Ｂ  旧車載機
３    中央装置
４    光ビーコン
４Ａ  新光ビーコン
４Ｂ  旧光ビーコン
５    通信回線
６    通信部
７    ビーコン制御機（通信制御部）
８    ビーコンヘッド
１０    光送信部
１１    光受信部
１３    支柱
１４    架設バー
２０    車両
２１    車載制御機（通信制御部）
２２    車載ヘッド
２３    光送信部
２４    光受信部
２６    第１受光系
２７    第２受光系
２８    通信ＩＣ
２９    位置ＩＣ
３０    メインＣＰＵ
３２    変換素子
３３    増幅器
３４    フィルタ
３５    コンパレータ
３６    変換素子
３７    増幅器
３８    ピークホールド回路
Ｒ    道路
Ｒ１〜Ｒ４  車線
Ａ    通信領域
ＵＡ    アップリンク領域
ＤＡ    ダウンリンク領域
ＵＬ１  低速フレーム（上りフレーム）
ＵＬ２  高速フレーム（上りフレーム）
Ｕ０    低速フレーム（上りフレーム）
Ｕ１〜Ｕ３  高速フレーム（上りフレーム）
ＤＬ１  下りフレーム（ダウンリンク切り替え前）
ＤＬ２  下りフレーム（ダウンリンク切り替え後）
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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