(57)【要約】【課題】  路車間通信において、スループットを低減することなく、通信エリア外の車両に搭載された車載器と誤通信しない路側装置を得る。【解決手段】  路側装置１は、車載器１００が無線接続要求のため送信する所定の通信スロットに対応する電波信号の到来角度を測角し、この到来角度と予め定めた基準角度とに基づき、車載器１００が通信エリア内であると判定した場合に無線接続要求に応答して車載器１００との通信リンクを確立し、車載器１００が通信エリア外であると判定した場合は無線接続要求に応答せず車載器１００との通信リンクを確立しない。【選択図】  図１
2009212771.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車載器との間で路車間通信を行う路側装置において、
前記車載器が無線接続要求のため送信する所定の通信スロットに対応する電波信号の到来角度を測角する測角処理手段と、
測角した前記到来角度が予め定めた基準角度の範囲内であるか否かにより、前記車載器が通信エリア内であるか否かを判定するエリア判定手段と、
前記エリア判定手段において前記車載器が前記通信エリア内であると判定した場合は、前記無線接続要求に応答して前記車載器との通信リンクを確立し、前記エリア判定手段において前記車載器が前記通信エリア外であると判定した場合は、前記無線接続要求に応答せず前記車載器との通信リンクを確立しない通信制御手段と、
を備えた路側装置。
【請求項２】
車載器が無線接続要求のため送信する所定の通信スロットに対応する電波信号の電界強度を測定する電界強度測定手段を備え、
エリア判定手段は、前記電界強度が予め定めた基準電界強度よりも高く、かつ測角処理手段において測角した前記電波信号の到来角度が予め定めた基準角度の範囲内である場合に、前記車載器が通信エリア内であると判定することを特徴とする請求項１に記載の路側装置。
【請求項３】
アプリケーション毎の基準角度、または前記基準角度及び基準電界強度の両方を記憶する基準値記憶手段を備え、
エリア判定手段は、前記基準値記憶手段に記憶した運用中のアプリケーションに対応する前記基準角度、または前記基準角度及び前記基準電界強度の両方を用いて、車載器が通信エリア内であるか否かを判定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の路側装置。
【請求項４】
所定の通信スロットは誤り検出符号を有しており、
前記車載器が通信エリア外であるとエリア判定手段において判定した場合は、前記誤り検出符号をマスクした通信スロットを通信制御手段に送信する通信処理手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の路側装置。
【請求項５】
車載器に対して送信した電波信号を受信して前記電波信号の到来角度を測角し、測角処理手段で検出する位相成分及び振幅成分を校正する測角校正手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の路側装置。
【請求項６】
通信エリアへの車両の進入を検知する進入検知手段と、
エリア判定手段での判定結果に基づき、前記進入検知手段で検知した前記車両が車載器を搭載しているか否かを判断する車載器搭載判断手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の路側装置。
【請求項７】
進入検知手段は、通信エリアの画像処理により、検知した車両の車種を識別し、
車載器搭載判断手段において前記車両が車載器を搭載していると判断した場合は、前記車載器から路車間通信により得た車種情報と前記進入検知手段で識別した前記車種との整合性を判断する車種整合性判断手段を備えたことを特徴とする請求項６に記載の路側装置。
【請求項８】
車載器との間で路車間通信を行う路側装置において、
前記車載器が無線接続要求のため送信する所定の通信スロットに対応する電波信号の到来角度を測角する複数の路側無線手段と、
測角した複数の前記到来角度に基づき、前記車載器の位置座標を算出する位置座標算出手段と、
前記位置座標が予め定めた基準エリアの範囲内であるか否かにより、前記車載器が通信エリア内であるか否かを判定するエリア判定手段と、
前記エリア判定手段において前記車載器が前記通信エリア内であると判定した場合は、前記無線接続要求に応答して前記車載器との通信リンクを確立し、前記エリア判定手段において前記車載器が前記通信エリア外であると判定した場合は、前記無線接続要求に応答せず前記車載器との通信リンクを確立しない通信制御手段と、
を備えた路側装置。
【請求項９】
路側装置との間で路車間通信を行う車載器において、
前記路側装置が送信する所定の通信スロットに対応する電波信号の到来角度を測角する測角処理手段と、
測角した前記到来角度が、予め定めた基準角度の範囲内であるか否かにより、前記路側装置が通信エリア内であるか否かを判定するエリア判定手段と、
前記エリア判定手段において前記路側装置が前記通信エリア内であると判定した場合は、前記路側装置に対して無線接続要求のための通信スロットを送信し、前記エリア判定手段において前記路側装置が前記通信エリア外であると判定した場合は、前記路側装置に対して無線接続要求のための通信スロットを送信しない通信制御手段と、
を備えた車載器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路を走行する車両に搭載した車載器と路側に設置した路側装置との間で、各種の情報を授受する路車間通信システムに係わり、相手局が送信する電波の到来角度を測角することにより通信リンクの確立を行う路側装置及び車載器に関する。
【背景技術】
【０００２】
道路を走行する車両に搭載した車載器と、路側に設置した路側装置との間で、各種の情報を授受する路車間通信システムがあり、代表的な路車間通信システムとして、道路交通情報を伝えるＶＩＣＳ（登録商標：Ｖｅｈｉｃｌｅ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）、高速道路上の料金収受を行うＥＴＣ（登録商標：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｔｏｌｌ  Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍ）が既にサービスされている。
【０００３】
ＥＴＣは２００７年６月現在１７０万台以上普及しており、サービス箇所も増加し、さらに誤りのない安定した路車間通信サービスがユーザから要求されている。加えて、ＥＴＣを拡張したＤＳＲＣ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ  Ｓｈｏｒｔ  Ｒａｎｇｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）が開発され、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）接続、駐車場の料金決済、車両情報のプローブ、ＶＩＣＳ、安全運転支援等の複数の次世代道路情報提供サービスが開始されようとしており、ＥＴＣ同様、通信の安定性が要求される。
【０００４】
従来の路側装置においては、車載器から送信される電波の到来角度を計測する方位測定手段と車両がゲートに進入したことを検出する車両検知器とを備え、電波の到来角度と車両検知器からの信号とにより通信車両を特定し、通信の安定性を確保する技術に関わるものが開示されている（特許文献１参照）。
【０００５】
また、路側装置と車載器との無線通信において、電波反射や電波漏洩による誤通信を防止し、路車間通信の安定性を確保するため、ＥＴＣでは料金所周辺設備や道路設備に電波吸収体を設置し、通信エリア以外への電波反射や電波漏洩などによる不要電波を抑制している（非特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−８６０５６号公報
【非特許文献１】ＩＥＩＣＥ  ＴＲＡＮＳ．ＦＵＮＤＡＭＥＮＴＡＬＳ．ＶＯＬ．Ｅ８７−Ａ、ＮＯ．１１  ＮＯＶＥＮＢＥＲ  ２００４  「Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ  Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ  Ｐａｔｈｓ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  ＥＴＣ  Ｓｙｓｔｅｍ―Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ  Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ  ａｎｄ  Ｆｉｅｌｄ  Ｔｅｓｔ」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＥＴＣおよびＤＳＲＣなどの路車間通信システムでは、情報提供サービス種別の変更や増設により通信サービスエリア（以下、通信エリアと記す。）などが変化するので、情報提供サービスに応じた路車間通信システムの通信安定性を確保しなければならず、その都度車両検知器を道路上に設置することは不可能に近い。特許文献１のシステムでは、方位測定手段と車両検知器とにより路車間通信の安定性を確保しているが、方位推定処理に用いるための専用データを必要としているため、路車間通信におけるスループットが低減している。車両検知器を必要とせずにより新しい無線通信規格や提供サービスに対応し、スループットを低減させることなく通信安定性が向上する路車間通信システムが必要である。
【０００８】
ＥＴＣおよびＤＳＲＣの通信エリアは、一定以上の電界強度を有する通信エリアが設けられ、ＥＴＣにおいては単一車両との路車間通信、ＤＳＲＣにおいては複数車両との路車間通信が行われる。ＥＴＣでは数ｍ四方の通信エリアで短時間に路車間通信することが要求され、ＤＳＲＣでは最大数十ｍ四方の通信エリアで長時間の路車間通信が要求されている。
【０００９】
この路車間通信にはシステムマージンを見込んだ無線回線設計が行われているため、電波反射や電波漏洩の影響により、路側装置が通信エリア外の車両と誤通信してしまい、ＥＴＣゲートの利用料金の課金処理が正しく行われないという問題が発生することがある。
【００１０】
またＤＳＲＣでは、複数の情報提供サービスに対応し、通信エリアが広くなることもあり、車両検知器を道路上に設置することが困難な場合が多く、また複数の車線を走行する車両を検知する車両検知器も限定され、設置費用や設置スペースが問題となる。同様に、通信エリア外への電波反射や電波漏洩を防止するための電波吸収体の設置も、設置費用や設置スペースが問題となる。
【００１１】
本発明の目的は、上記課題を解決するための技術であり、スループットを低減することなく誤通信を防止し、新しい無線通信規格や提供サービスに対応した路側装置及び車載器を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る路側装置は、車載器が無線接続要求のため送信する所定の通信スロットに対応する電波信号の到来角度を測角する測角処理手段と、測角した到来角度が予め定めた基準角度の範囲内であるか否かにより、車載器が通信エリア内であるか否かを判定するエリア判定手段と、エリア判定手段において車載器が通信エリア内であると判定した場合は、無線接続要求に応答して車載器との通信リンクを確立し、エリア判定手段において車載器が通信エリア外であると判定した場合は、無線接続要求に応答せず車載器との通信リンクを確立しない通信制御手段とを備えている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、通信エリアに進入してくる車両に搭載している車載器が送信する電波の到来角度を、測角処理のための専用データを必要とせずに推定し、車両が通信エリア内にいる場合のみ通信リンクの確立を行っているので、路車間通信においてスループットを低減することなく誤通信を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
実施の形態１．
本発明の実施の形態１について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施の形態の各図において、同一の符号を用いたものは、同一又は相当の構成を示す。図１は本実施の形態１における路車間通信システムを示す構成図である。図１に示す路側装置１は、通信アンテナ部１０、変復調部２０、通信処理手段としての通信処理部３０、測角アンテナ部４０、周波数変換部５０、測角処理手段及びエリア判定手段としての測角処理部６０、通信制御手段としての通信制御部７０を備えている。さらに、路側装置１は、ネットワーク部８０を有しており、たとえばイーサネット（登録商標）などの汎用ネットワークを介して通信制御部７０とサーバ９０とは接続している。サーバ９０は、情報提供収集といったアプリケーションを有しており、車載器１００と路車間通信を行い、複数の情報提供収集サービスを行うことができる。
【００１５】
路側無線部２は、通信アンテナ部１０、変復調部２０、通信処理部３０、測角アンテナ部４０、周波数変換部５０及び測角処理部６０を備えており、車線上に設置される。また、路側無線部２に通信制御部７０を含めても良い。
【００１６】
次に、本実施の形態１における路車間通信装置１の動作について説明する。まず、通信アンテナ部１０は、車載器１００と路側装置１との路車間通信を行うための電波信号を送受信している。通信アンテナ部１０は、通信エリアを構成するための放射指向性を有しており、送受信一体型あるいは送信受信個別型がある。送受信一体型では送受信の通信エリアは同一となるが、送信受信個別型では送信と受信とでそれぞれ個別の通信エリアを形成できる。例えば、送信受信個別型において、受信アンテナは受信エリアを広くするために放射指向性を広くして利得を小さくし、送信アンテナは送信エリアを絞るために放射指向性を狭くして利得を大きくすることができる。また、送信アンテナ及び受信アンテナの放射指向性を上記の逆の構成にしても良く、送信受信個別型では、送信アンテナ及び受信アンテナのアンテナ特性（放射指向性、利得など）をそれぞれ個別に選ぶことができる。
【００１７】
変復調部２０は、通信アンテナ部１０及び通信処理部３０に接続しており、電波信号とベースバンド信号（送受信データ）とを変換している。変復調部２０は、電波法に基づいた送受信特性を有しており、半二重通信あるいは全二重通信に対応している。また、変復調部２０は、ＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）、ＳＳ（Ｓｐｅｃｔｏｌ  Ｓｐｒｅａｄ）など異なる２つ以上の変調方式に対応した変復調の処理を行える。
【００１８】
本実施の形態１では、変復調部２０は、ＡＳＫ及びＱＰＳＫの変調方式に対応している。通信処理部３０から入力されるそれぞれのベースバンド信号に対して、同時あるいは時系列にＡＳＫ及びＱＰＳＫの変調を行い、それぞれの変調方式に対応した電波信号を生成している。また、通信アンテナ部１０から入力される電波信号に対して、同時あるいは時系列にＡＳＫ及びＱＰＳＫの復調を行い、それぞれの変調方式に対応するベースバンド信号を再生し、通信処理部３０に出力している。通信処理部３０は、無線通信の同期制御を行っており、通信スロット内のユニークワード（以下、ＵＷと記す。）を検出することによりスロット同期信号を生成している。なお、通信スロットの種別により、実際にはユニークワードの内容は異なり、ＵＷ２、ＵＷ３等の種々のユニークワードが存在するが、以下ではＵＷと総称して説明する。
【００１９】
測角アンテナ部４０は、車載器１００から送信される電波信号を受信している。さらに、測角アンテナ部４０は、電波到来角度を推定するため、複数のアンテナ素子をアレー状に配置したアレーアンテナを構成している。ここで各アンテナ素子は同一であり、広い受信エリアが形成されるアンテナ素子を用いている。本実施の形態１では、測角アンテナ部４０は、鉛直方向と水平方向の直線上にアレー状に配置したアンテナ構成を有している。また、測角アンテナ部４０を通信アンテナ部１０と別体とし、通信アンテナ部１０に隣接して設置しているが、測角アンテナ部４０と通信アンテナ部１０とを一体としてもよい。
【００２０】
周波数変換部５０は、測角アンテナ部４０に接続し、受信した電波信号（搬送波）をＩＦ、即ち中間周波数に周波数変換し、測角処理部６０に出力している。なお、周波数変換部５０において、電波信号をＩＦ信号に変換する周波数変換器は、測角アンテナ部４０を構成している各アンテナ素子に対応して設置される。例えば、測角アンテナ部４０のアンテナ素子がＬ個の場合は、それぞれのアンテナ素子に対応したＬ個の周波数変換器が周波数変換部５０を構成し、各周波数変換器の出力信号が測角処理部６０に出力される。なお、周波数変換部５０において電波信号をＩＦ信号に周波数変換して出力するとしたが、更にＩＦ信号をベースバンド信号に変換して測角処理部６０に出力しても良く、その場合は、測角処理部６０ではベースバンド信号を検波することになる。
【００２１】
測角処理部６０は、鉛直方向と水平方向の直線上にアレー状に配置した各アンテナ素子に対応する各周波数変換器から出力されたＩＦ信号を検波し、アレー信号を得る。アレー信号とは、測角アンテナ部４０の各アンテナ素子に対応するＩＦ信号をそれぞれ検波した信号の集合体である。得られたアレー信号から、車載器１００の鉛直方向と水平方向とを測角し、鉛直方向と水平方向の電波到来角度を算出する。
【００２２】
次に、測角の原理について説明する。測角は、アレーアンテナによる高分解能アルゴリズム、例えばＭＵＳＩＣ（ＭＵｌｔｉｐｌｅ Ｓｉｇｎａｌ Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）アルゴリズム等を用いて到来角度を推定する例を示す。
【００２３】
アンテナ素子の素子数ＫでＬ波の到来波がある場合、到来角度θｌ（ｌ＝１，２，・・・，Ｌ）、波長λ、基準点から第Ｋ番目のアンテナ素子までの距離ｄｌ（ｌ＝１，２，・・・，Ｋ）とすると、このとき方向ベクトルＶｌ（ｌ＝１，２，・・・，Ｌ）は、
2009212771.tif 000003
である。よって入力ベクトルＸ（ｔ）は、
2009212771.tif 000004
で表される。
【００２４】
ここで相関行列Ｒｘｘは次式で表される。
2009212771.tif 000005
信号相関行列Ｓは到来波間の相関を表す行列である。到来波がすべて互いに無相関であれば、
2009212771.tif 000006
となり、Ｐｌは各到来波の入力電力を示す。
【００２５】
さらに相関行列Ｒｘｘの固有値・固有ベクトルをそれぞれμi、ｅi（ｉ＝１，２，・・・，Ｋ）とすると、
2009212771.tif 000007
となり、熱雑音電力σ2より大きい固有値の数より到来波数を推定する。次に熱雑音電力σ2に等しい固有値に対する固有ベクトルが張る雑音部分空間行列Ｅｎから到来方向角ＰＭＵＳＩＣ（θ）求めると、
2009212771.tif 000008
となり、電波到来角度を推定することができる。測角アンテナ部４０は、鉛直方向と水平方向にアンテナ素子を配置しているため、それぞれの方向において得られる相関行列Ｒｘｘを固有値展開することにより、到来波の鉛直方向と水平方向の到来角度を求めることができる。
【００２６】
通信制御部７０は、管理情報ベース（以下、ＭＩＢと記す。）に応じて、メディアアクセス制御を行い、通信データのパケットを生成及び回収を行う。即ち、無線通信が動作するように通信データのパケットの生成、再生回収、タイミング調整、及び通信リンクの確立を制御する無線制御パラメータの設定を行う。ここで、ＭＩＢとは、パケットの生成及び再生に必要な制御パラメータ等が納められているデータベースである。
【００２７】
通信制御部７０は、路車間通信システムの標準規格であるＡＲＩＢ−ＳＴＤ−Ｔ７５で規定されているデータリンク層（Ｌ２）、アプリケーション層（Ｌ７）、及びアプリケーションサブレイヤ（以下、ＡＳＬと記す。）等を有している。ＡＳＬには、拡張通信制御プロトコル（ＥＬＣＰ）とネットワーク制御プロトコル（ＮＣＰ）などを実装している。
【００２８】
ネットワーク部８０はイーサネット等のネットワークであり、ネットワーク部８０を介してサーバ９０と通信制御部７０とは通信を行っている。サーバ９０は、路車間通信のサービスアプリケーションを有している。このサービスアプリケーションは、ＥＴＣによる自動料金収受やＪＥＩＴＡ（社団法人電子情報技術産業協会）等で標準化しているＤＳＲＣの６つの基本アプリケーション（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）と、その組合せにより提供する情報サービスのアプリケーション群である。
【００２９】
図２は本実施の形態１における通信フレームフォーマットと測角処理との関係を示す図である。図２に示す通信フレームフォーマットは、例えばＡＲＩＢ−ＳＴＤ―Ｔ７５規格（クラスＢ対応時）に準拠しており、半二重通信時のフレームフォーマットを示している。ＦＣＭＳはフレームコントロールメッセージスロットで、路側装置１と通信するための通信プロファイル、データスロット情報等のフレーム制御情報フィールドを含む通信スロットである。ＭＤＳは、データ送受信のためのメッセージデータスロットで、データ伝送用のメッセージデータチャネル（以下、ＭＤＣと記す。）と再送確認用のアックチャネル（以下、ＡＣＫＣと記す。）から構成される。
【００３０】
ＷＣＮＳはワイヤレスコールナンバースロットで、無線機の識別符号となるワイヤレスコールナンバーを呼び出す通信スロットである。ＷＣＮＳはワイヤレスコールナンバーチャネル（以下、ＷＣＮＣと記す。）の前後にガードタイムを設定した構成である。ＡＣＴＳは、車載器１００が路側装置１の通信リンクにエントリーするためのアクチベーションスロットであり、アクチベーションチャネル（以下、ＡＣＴＣと記す。）用のウィンドウを６チャネル分配置する。なお、クラスＢでは通信フレーム周期は約４ｍｓである。
【００３１】
路側装置１では、送信イネーブル信号によりＦＣＭＳを送信制御し、受信イネーブル信号により受信制御する。図２では、送信イネーブル信号がＬのとき送信を行い、受信イネーブル信号がＬのとき受信を行い、測角イネーブル信号がＬのとき測角処理を行っている。測角処理においては、送信制御時（図２の送信イネーブル信号＝Ｌ時）は、通信アンテナ部１０から送信する送信電波を自ら測角アンテナ部４０で受信し、この受信電波を用いて測角処理を行い、アレー信号の振幅や位相を校正する方法を採ることができる。これにより、測角校正手段を新たに追加設置することなく、測角処理部６０で校正を行うことができる。
【００３２】
路側装置１では車載器１００からの受信スロットを用いて測角イネーブル信号を生成し、測角処理を制御する。通信スロットの種別によって測定精度が異なる測角を行い、車載器１００からの電波到来角度を推定する。後述するように、ＡＣＴＳ受信時は、測角処理に用いるデータ長が例えば６オクテットと短く、測角に用いるサンプリングデータが少ないため、低精度の測角、すなわち粗測角を行う。ＭＤＳ受信時は、測角処理に用いるデータ長が例えば６７オクテットと長いため、測角に用いるサンプリングデータも多くなり、高精度の測角、すなわち精測角を行う。
【００３３】
なお、粗測角と精測角との測角精度の相違は、ＭＤＳ受信時は測角処理時間とスナップショット数を多くとれるため高精度の測角が行えるが、ＡＣＴＳ受信時はデータ長が短く測角処理時間とスナップショット数が少ないため低精度の測角になることを想定したものである。しかし、高速かつ少ないスナップショット数で測角処理が行えるのであれば、通信スロットの種別によって精測角・粗測角の区別をしなくても良い。
【００３４】
本実施の形態１では、ＡＣＴＳ受信時の測角は測角処理時間とスナップショット数を考慮して低精度測角することで処理を高速化し、初期接続時の受信角度制限に利用し、ＭＤＳ受信時の測角はＡＣＴＳ受信時の約１０倍のスナップショット数が得られるため高精度測角する。ＭＤＳ受信時の測角角度を追跡することにより、車載器の位置、速度を推定することができる。これらの通信スロットのタイミングで測角することにより、通信エリア進入時の車載器１００からの到来波の角度を推定でき、従来ある車両検出器を用いることなく走行車線上の車両位置を推定できるため、車両検出器を削減することができる。
【００３５】
図３は本実施の形態１における通信スロット構成と測角処理との関係を示す図である。本実施の形態１では、通信リンクを確立するための初期接続時のＡＣＴＳ、通信時のＭＤＳ、およびＷＣＮＳを用いて測角処理を行う。図３（ａ）はＡＣＴＣと測角処理との関係を、図３（ｂ）はＭＤＣと測角処理との関係を、図３（ｃ）はＷＣＮＣと測角処理との関係をそれぞれ示している。なお、ＭＤＳを用いて測角を行う場合は、図３（ｂ）に示すＭＤＣの他に、ＭＤＳの一部で再送確認用のアックチャネル（以下、ＡＣＫＣと記す。）を用いてもよい。
【００３６】
図３を用いて通信時の測角処理部６０での測角処理の手法について説明する。路車間通信に用いる通信スロットは、プリアンブル（以下、ＰＲと記す。）、ＵＷ、データ（以下、ＤＡＴＡと記す。）及び誤り検出符号（以下、ＣＲＣと記す。）より構成されている。本実施の形態１では、通信処理部３０において通信スロット(受信スロット)からＵＷ検出を行い、スロット同期信号を生成している。測角処理部６０では、このスロット同期信号をトリガにして、ＤＡＴＡの期間内で周波数変換部５０より出力されたＩＦ信号から測角を行う。通信処理部３０では、ＵＷ非検出のときは受信スロットを制限してもよく、下位のレイヤで不要な誤接続を制限できる。
【００３７】
ＡＣＴＳ受信時は、図３（ａ）に示すように、スロット同期信号をトリガにしてＤＡＴＡ部分であるＦＩＤ（識別番号フィールド），ＬＩＤ（リンクアドレスフィールド），ＬＲＩ（リンク要求情報フィールド）などをサンプリングデータとして用いて測角を行い、車載器１００からの電波の到来角度を推定している。ＦＩＤ，ＬＩＤおよびＬＲＩを合わせたデータ長は６オクテットである。
【００３８】
ＭＤＳ受信時は、図３（ｂ）に示すように、スロット同期信号をトリガにしてＤＡＴＡ部分であるＭＡＣ（ＭＡＣ制御フィールド），ＬＰＤＵなどをサンプリングデータとして用いて測角を行い、車載器１００からの電波の到来角度を推定している。ＭＡＣおよびＬＰＤＵを合わせたデータ長は６７オクテットである。
【００３９】
ＷＣＮＳ受信時は、図３（ｃ）に示すように、スロット同期信号をトリガにしてＤＡＴＡ部分であるＩＮＤＲ（識別信号）をサンプリングデータとして用いて測角を行い、車載器１００からの電波の到来角度を推定している。ＩＮＤＲのデータ長は６３ビットである。
【００４０】
なお、図３ではＤＡＴＡをサンプリングデータとして測角処理する例について説明したが、ＰＲ，ＵＷにおいて測角処理を開始し、ＵＷ検出ができた場合はＰＲ，ＵＷで行った測角処理を採用し、ＵＷ非検出の場合にはＰＲ，ＵＷで行った測角処理を不採用としても良い。
【００４１】
測角処理部６０で行う測角処理は、ＩＦ信号を検波して振幅成分、位相成分およびノイズ成分によりアレー信号処理を行い、電波の到来角度の推定を行う。推定された到来角度が、予め規定した鉛直方向と水平方向の角度範囲内であるか否かを判定する。なお、鉛直方向と水平方向の角度範囲は、後述するように通信エリア外の車両と誤通信しないように決められたものである。
【００４２】
測角処理部６０は測角処理を行い、車載器１００からの受信電波の到来角度を推定する。さらに、推定した到来角度が所定の基準角度に該当する場合は通信エリア内の車両であると判定するエリア判定を行う。あるいは、その到来方向からの受信電力も考慮して、受信電界強度が所定の基準電界強度以上であり、かつ、受信電波の到来角度が所定の基準角度の範囲内である場合に通信エリア内の車両であるとエリア判定しても良い。測角処理部６０でのエリア判定の結果は、例えばＣＲＣのタイミングで通信処理部３０に対して出力する。なお、ＷＣＮＳ受信時はＣＲＣがないため、例えばＷＣＮＣの前後に設定されるガードタイムのタイミングで出力する。
【００４３】
測角処理部６０において、受信電波が通信エリア内の車両から送信されたものでないとエリア判定された場合には、当該判定結果を受信した通信処理部３０は、該当する受信スロットのＣＲＣを通信エラーとなるようにマスクする。通信制御部７０ではＣＲＣエラーとなるため当該受信スロットを破棄し、車載器１００と通信制御部７０とのデータリンク層（Ｌ２）における通信リンクは確立されない。路車間通信装置１と車載器１００との路車間通信は、受信電波の到来角度が基準角度に該当する位置に車載器１００が進入するまで通信リンクが確立せず、路側装置１において、車載器１００の通信エリア内への進入検知を行うことができる。
【００４４】
図４は本実施の形態１における測角処理部６０での処理に用いる基準角度を示す説明図である。図４ではＥＴＣにおける通信エリア（４ｍ×３ｍ）を例にして基準角度を説明しており、図４（ａ）は水平方向、図４（ｂ）は垂直方向の説明図である。路側装置１が３車線の通信エリアをカバーする場合、通信エリア内に車載器１００を搭載した車両が進入すると、当該車載器１００から送信される電波は、水平方向はおよそ±７０°以内、鉛直方向はおよそ±２５°以内の方向から測角アンテナ部４０に到来すると想定される。特に、路車間通信装置１がカバーする通信エリアが１車線のみに限定される場合は、水平方向±１３°以内から電波は到来すると想定される。ここで、水平方向は車線方向を０°基準としており、鉛直方向はアンテナ直下から車線方向に４５°オフセットして０°基準としている。路側装置１が３車線の通信エリアをカバーする場合は、基準角度を水平方向±７０°以内、鉛直方向±２５°以内に設定し、１車線のみの通信エリアをカバーする場合は、基準角度を水平方向±１３°以内、鉛直方向±２５°以内に設定する。
【００４５】
図４ではＥＴＣにおける通信エリアを例に基準角度の説明を行ったが、基準角度はこれに限られたものではなく、通信エリアの規定によって基準角度を種々に設定できる。例えば、ＤＳＲＣに用いる場合は、ＤＳＲＣの通信エリアに応じて車載器１００からの電波到来角度が変わるため、ＤＳＲＣの通信エリアに応じた基準角度を設定する。
【００４６】
図５は本実施の形態１における路側装置１と車載器１００との路車間通信を示すシーケンス図である。実施の形態１では、初期接続手順は、ＡＲＩＢ−ＳＴＤ−Ｔ７５の標準接続手順を用いているが簡易接続手順を用いてもよい。車載器１００と路側装置１との通信リンクの確立は、測角処理部６０でのエリア判定の判定結果に基づき行われる。受信電界強度も含めたエリア判定を行う場合は、電波の到来角度の判定に合わせて、受信電界強度が所定の基準電界強度（例えば、−６０．５ｄＢｍ）以上であるかどうかについても判定条件に含めた処理を行う。なお、受信電波の電界強度は、例えば電界強度測定手段である周波数変換部５０で測定するものとする。
【００４７】
なお、エリア判定の仕様（即ち、基準角度及び基準電界強度）は、基準値記憶手段に記憶し、アプリケーション毎に設定を変更することができる。基準値記憶手段として、例えば、アプリケーション毎のエリア判定の仕様を測角処理部６０のメモリ内にデータテーブル等で保持し、測角処理部６０は、アプリケーションに応じたエリア判定の仕様を用いてエリア判定を行う。また、基準値記憶手段を通信制御部７０あるいはサーバ９０に設け、通信制御部７０あるいはサーバ９０から、エリア判定の仕様を書き換えてもよい。
【００４８】
図５において、路側装置１は一定周期で車載器１００に対してＦＣＭＣを送信している。無線通信可能な領域内に車載器１００が進入していない場合は、車載器１００から無線接続要求であるＡＣＴＣは送信されない。車載器１００が、無線通信可能な領域内に進入すると、路側装置１が送信したＦＣＭＣに対して車載器１００は応答して、ＡＣＴＣを送信する。路側装置１では、車載器１００からの受信電波の測角処理を行い、エリア判定を行う。エリア判定において、通信エリア内に車載器１００が存在しない（エリア判定＝ＮＧ）と判定された場合は、路側装置１は、車載器１００からの無線接続要求に対して応答せず、通信リンクの確立は行わない。エリア判定において、通信エリア内に車載器１００が存在する（エリア判定＝ＯＫ）と判定されると、路側装置１は車載器１００が通信エリアに進入したと判断して、車載器１００からの無線接続要求に対して応答し、通信リンクを確立する（即ち初期接続が完了する）。標準接続手順を用いる場合は、更にサービスするアプリケーションを設定する信号であるＢＳＴを車載器１００に対して送信する。ＢＳＴを受信した車載器１００はアプリケーションの設定を行い、応答信号であるＶＳＴを路側装置１に対して送信する。路側装置１は通信エリア外の車両とは通信リンクを確立しないため、通信エリア外の車両に対してＭＤＳを割り当てることがない。
【００４９】
また、基準角度の範囲内を維持している車載器１００と通信リンクを確立した後は、ＭＤＳにより測角処理を実施し、車載器１００の移動角度を追跡してもよく、追跡角度の変化から車載器１００を搭載した車両の走行異常を検出することができる。さらに車両の移動角度が追跡できることから、車載器１００の移動方向を識別することができる。例えば、相互通行に対応した場合、上り車線方向であるか下り車線方向であるかを同時に識別できる路車間通信システムとすることが可能である。
【００５０】
図６は本実施の形態１における路側装置１の処理を示すフローチャート図である。路側装置１は、通信処理部３０においてフレーム同期がとれるとフレーム処理を開始し、測角処理部６０に対してフレーム同期信号を送信する。測角処理部６０はフレーム同期信号を受信した場合、測角処理を開始し、車載器１００からの電波到来角度を推定する。次に、測角処理部６０は推定した電波到来角度に基づきエリア判定を行い、判定結果を通信処理部３０に送信する。
【００５１】
通信処理部３０では、フレーム処理した受信スロットに対応するエリア判定の判定結果がＮＧの場合は、当該受信スロットが上位レイヤでエラーとなるようにエラー処理（例えば、ＣＲＣマスク処理等）を行う。また、判定結果がＯＫの場合は通信制御部７０において車載器１００との通信リンクを確立するため初期接続を開始する。なお、エリア判定の結果がＮＧの場合に、通信処理部３０においてエラー処理を行わず、測角処理部６０から受信したエリア判定の結果を、通信処理部３０を介して通信制御部７０に送信し、通信制御部７０において判定結果がＮＧに該当する受信スロットを破棄する等のエラー処理を行っても良い。
【００５２】
本発明の実施の形態１によれば、通信エリアに進入してくる車両に搭載している車載器１００が送信する電波の到来角度を路側装置１で推定し、車載器１００が通信エリア内に進入した場合にのみ路側装置１が通信リンクの確立を行っているので、通信エリア外の車載器１００との誤通信を防止できる。また、路側装置１は通信エリア外の車載器１００とは通信リンクを確立しないため、通信エリア外の車載器１００により通信スロットが占有されることを防止できる。
【００５３】
さらに、本発明の実施の形態１によれば、測角処理のために専用データを必要としないため、路車間通信のスループットを低減することなく誤通信を防止できる。
【００５４】
実施の形態２．
実施の形態１では測角処理部６０において、エリア判定を行っていたが、通信処理部３０と測角処理部６０とを連携する連携処理部１１０を設け、連携処理部１１０においてエリア判定を行ってもよい。この場合、エリア判定手段は測角処理部６０ではなく、連携処理部１１０に設けることになる。図７は本実施の形態２における路車間通信システムの構成を示すブロック図である。実施の形態２における路側装置１は、実施の形態１の路側装置１に対して、通信処理部３０と測角処理部６０とを連携する連携処理部１１０が追加された構成である。
【００５５】
図８は本実施の形態２における連携処理部１１０を介して通信処理部３０と測角処理部６０との間で行われる処理を示すシーケンス図である。通信処理部３０からのスロット同期信号をトリガとして、測角処理部６０において測角処理を開始する。測角処理部６０はアレー信号から車載器１００が送信した電波の到来角度を算出する測角処理を行う。測角処理終了後、測角処理部６０は算出した到来角度を連携処理部１１０に送信する。連携処理部１１０では、到来角度が所定の基準角度の範囲内であるか否かを判定（即ち、エリア判定）し、エリア判定の結果を通信処理部３０に送信する。通信処理部３０では、エリア判定がＮＧの場合はＣＲＣをマスクする。このため、通信制御部７０では通信エラーとなり、車載器１００との通信リンクを確立しない。
【００５６】
また、連携処理部１１０でのエリア判定がＯＫの場合は、通信処理部３０ではＣＲＣのマスクは行わないため、通信制御部７０は車載器１００との通信リンクを確立するため初期接続を開始する。通常、車載器１００は通信エリアの遠方から接近し、通信エリアに進入、離脱していく動作となる。車載器１００が通信エリアの遠方に位置するときは、エリア判定がＮＧとなるため路車間通信の初期接続は開始されず、車載器１００が通信エリアに進入し、エリア判定がＯＫとなったところで路車間通信の通信リンクを確立するため初期接続が開始される。車載器１００からの受信電波の到来角度が所定の基準角度の範囲内となった場合に、通信リンクを確立して路車間通信が開始されるため、不要な方向からの受信電波による誤通信を防止することができる。
【００５７】
本発明の実施の形態２によれば、通信エリアに進入してくる車両に搭載している車載器１００が送信する電波の到来角度を路側装置１で推定し、車載器１００が通信エリア内に進入した場合にのみ路側装置１が通信リンクの確立を行っているので、通信エリア外の車載器１００との誤通信を防止できる。また、路側装置１は通信エリア外の車載器１００とは通信リンクを確立しないため、通信エリア外の車載器１００により通信スロットが占有されることを防止できる。
【００５８】
さらに、本発明の実施の形態２によれば、測角処理のために専用データを必要としないため、路車間通信のスループットを低減することなく誤通信を防止できる。
【００５９】
実施の形態３．
実施の形態１では、測角処理部６０でのエリア判定結果に基づき、通信リンクの確立を行っていたが、更に画像センサ等での車両検知を付加して処理を行っても良い。実施の形態３では、実施の形態１における路側装置１において、更に画像処理を行う機能を付加している。
【００６０】
国土交通省の近年の統計データによると、ＥＴＣ利用・普及率は６５．９％（５３７万／日）、即ちＥＴＣ未搭載車が３４．９％（２７９万／日）存在している。また、二輪車へのＥＴＣ対応により、複数車両による共連れ・すり抜けの可能性が発生している。
【００６１】
図９は本実施の形態３における路車間通信システムを示す構成図であり、図１０は本実施の形態３における路側装置１の処理を示すフローチャートである。図９に示すように、路側装置１は、画像センサ等により構成される画像取得部２００を備えており、画像取得部２００で取得した通信エリア内の画像データを画像処理部２０１において画像処理し、通信エリア内への車両の進入を検知する。通信エリア内への車両の進入を検知する進入検知手段として画像処理部２０１を設けている。路側装置１は画像処理部２０１において進入検知した車両が、車載器１００の搭載車であるか否かを、測角処理部６０のエリア判定結果に基づき識別している。なお、画像取得部２００および画像処理部２０１を含む路側無線部２は車線上に設置される。
【００６２】
図１０に示すように、画像処理部２０１において通信エリア内への車両の進入を検知したにも関わらず、測角処理部６０において通信エリア内に車載器１００が存在しない（エリア判定＝ＮＧ）と判定された場合は、画像処理部２０１において進入検知した車両は車載器１００未搭載車であると通信処理部３０において識別する。車載器１００未搭載車の場合は、ゲートを閉じるなどの手動処理を行ってもよい。
【００６３】
また、画像処理部２０１において進入車両を検知し、且つ、測角処理部６０において通信エリア内に車載器１００が存在する（エリア判定＝ＯＫ）と判定された場合は、画像処理部２０１において進入検知した車両は車載器１００搭載車であると通信処理部３０において識別する。通信エリア内への進入車両が車載器１００搭載車であると識別された場合は、路車間通信の通信リンクを確立し、ゲートの自動処理を行う。ここでは、通信エリア内へ進入した車両が車載器を搭載しているか否かを判断する車載器搭載判断手段を通信処理部３０に設けたが、これに限られたものではなく、例えば通信制御部７０に設けてもよい。
【００６４】
本機能を具備した路側無線部２を予告アンテナとしてＥＴＣ料金所の前方に設置することにより、事前に車両が車載器１００を搭載しているか否かを識別でき、車載器１００非搭載車に対して情報表示板等で案内することが可能である。
【００６５】
ＥＴＣ通信に対しては、通信エリアは数ｍ四方と非常に小さいため、通信エリアを通過する車両を画像で判別するには高速画像処理が必要である。通常、３０ｆｐｓである画像カメラを用いる場合、画像処理時間も合わせて数十ｍｓ以上必要となり、通信エリア内で要するＥＴＣ通信処理時間内では画像処理を終了することができない。
【００６６】
図１１は本実施の形態３における各種エリアの説明図である。図１１はＥＴＣの場合を例としている。通信エリア前方に、画像処理専用の領域として車両の在線検知エリアと車両識別エリアとを設ける。処理画素数を制限するとともに画像処理の高速化を図り、画像処理専用の領域を設けることで画像処理と通信処理とを分離連携して行い、車両の識別を可能とする。
【００６７】
図１１において、在線検知エリアは車両の進入を検知するためのエリアであり、例えば、車両先端のエッジ検出や車両前方の窓枠の検出等により車両の有無や車両の台数を検出する。車両の在線検知については、車両進入前の画像と車両進入後の画像との差分処理を用いることにより高速化が期待できる。車両識別エリアは、在線検知エリアで検出された車両の車種等を特定する区間であるが、在線検知エリアの処理時間を得るために画像処理対象外のエリアとしても良い。また、在線検知エリアと車両識別エリアは同一であっても良く、同一エリア内での画像処理を用いて在線検知と車種識別の異なる処理を行っても良い。
【００６８】
図１２は本実施の形態３における路側装置１の処理を示すフローチャート図である。在線検知エリアにおいて画像処理により車両の進入を検知した場合、車両識別エリアにおいて更に車種を識別する。画像処理部２０１において在線検知エリア内への車両の進入を検知したにも関わらず、測角処理部６０において通信エリア内に車載器１００が存在しない（エリア判定＝ＮＧ）と判定された場合は、画像処理部２０１において進入検知した車両は車載器１００未搭載車であると識別する。車載器１００未搭載車の場合は、ゲートを閉じ、道路事業者による手動処理を行う。
【００６９】
また、画像処理部２０１において在線検知エリア内への進入車両を検知し、且つ、測角処理部６０において通信エリア内に車載器１００が存在する（エリア判定＝ＯＫ）と判定された場合は、画像処理部２０１において進入検知した車両は車載器１００搭載車であると識別する。在線検知エリア内への進入車両が車載器１００搭載車であると識別された場合は、通信エリアにおいて路車間通信の通信リンクを確立し、ゲートの自動処理を行う。
【００７０】
なお、路車間通信の通信リンク確立後、車載器１００搭載車からは車種情報を路車間通信により得ることができる。路車間通信において得た車種情報と車両識別エリアにおいて画像処理により識別した車種とが異なる場合は、路車間通信処理の中断や自動処理によりゲートを閉じることができ、不正通行を防止することができる。路車間通信において得た車種情報と画像処理により識別した車種との整合性を判断する車種整合性判断手段は、例えば、通信制御部７０に設けるものとする。
【００７１】
上記処理により、画像処理による高速な在線検知が可能であり、車両識別において複数車両の識別や車載器１００の搭載・非搭載の識別を合わせて行うこともできる。この車両識別の結果を用いることにより、複数車両による共連れ、すり抜けについても防止可能である。
【００７２】
本実施の形態３によれば、路側装置１において画像処理を行うことにより、車載器１００の搭載・非搭載を識別することができ、車載器１００の搭載・非搭載に合ったゲート処理を行える。
【００７３】
また、本実施の形態３によれば、路側装置１において画像処理を行うことにより車両数や車種を識別できるので、複数車両による共連れ、すり抜け、及び不正通行を防止できる。
【００７４】
実施の形態４．
実施の形態４では、複数車線に対して路車間通信を行う路車間通信システムにおいて、路側無線手段である路側無線部２を各車線に配置して路車間通信を行うものとする。以下では、隣接する２車線の路車間通信システムについて説明する。
【００７５】
図１３は本実施の形態４における電波到来角度の推定方法の説明図である。車線１には路側無線部２ａ、車線２には路側無線部２ｂが配置されている。また、車線１の通信エリアには車載器１００ａを搭載した車両が進入しており、車線２の通信エリアには車載器１００ｂを搭載した車両が進入している。
【００７６】
車載器１００ａにおいて自車線の電波伝搬パスｐ１と隣接車線への電波伝搬パスｐ４が存在し、車載器１００ｂにおいて自車線の電波伝搬パスｐ３と隣接車線への電波伝搬パスｐ２が存在している。路側無線部２ａでは電波伝搬パスｐ１と電波伝搬パスｐ２を測角し、到来角度θ１、θ２を得る。路側無線部２ｂでは電波伝搬パスｐ３と電波伝搬パスｐ４を測角し、電波到来角度θ３、θ４を得る。
【００７７】
図１４は本発明の実施の形態４における路側無線部２の構成を示すブロック図であり、図１５は本発明の実施の形態４における路車間通信システムの構成を示すブロック図である。路側無線部２は、通信アンテナ部１０、変復調部２０、通信処理部３０、測角アンテナ部４０、周波数変換部５０及び測角処理部６０により構成される。本実施の形態４における路側装置１は、車線数に対応する数の路側無線部２を有しており、通信制御部７０は複数の路側無線部２と接続しており、さらにネットワーク部８０を介してサーバ部９０と接続している。なお、路側無線部２は通信制御部７０と分離して設置することが可能であるが、通信制御部７０を路側無線部２に内蔵する構成としてもよい。通信制御部７０が路側無線部２に含まれる場合、後述する通信制御部７０に設ける位置座標算出手段は、サーバ９０に設ける。
【００７８】
位置座標算出手段は、複数の路側無線部２において測角した到来角度に基づき、車載器１１０の位置座標を算出する手段であり、通信処理部７０に設ける。車載器１００ａについては、路側無線部２ａで推定した到来角度θ１と路側無線部２ｂで推定した到来角度θ４とに基づいて、通信制御部７０において車載器１００ａの位置座標を演算し、車載器１００ａを搭載する車両が在線する車線を判定する。θ１のみで車線１に在線することを判定する場合よりも、θ１とθ４とを用いて判定する方が車載器１００ａの在線検知の精度を向上することができる。車載器１００ｂについても、同様に、到来角度θ２、θ３から位置座標を求め、車線２に在線することを判定する方が、θ３のみで判定する場合よりも車載器１００ｂの在線検知の精度を向上することができる。
【００７９】
ここで、路側無線部２ａと路側無線部２ｂとの離隔距離をｄとすると、車載器１００ａからの到来角度θ１及びθ４から、電波伝搬パスｐ１の距離ｓ１及び電波伝搬パスｐ４の距離ｓ４は次のように表される。
2009212771.tif 000009
路側無線部２ａと路側無線部２ｂとの距離ｄ、距離ｓ１及びｓ４を用いて車載器１００ａの位置座標を求めることができる。車載器１００ｂについても同様に、距離ｄ、距離ｓ２及びｓ３を用いて位置座標を求めることができる。したがって、車線１、２における通信エリアの位置座標をあらかじめ基準エリアとして規定しておけば、路側無線部２ａ及び路側無線部２ｂにおいて測角した電波到来角度と距離ｄとを用いて算出した位置座標から、各車線の通信エリアの内外判定を行うことができる。
【００８０】
本実施の形態４では、車線数が２の場合について説明したが、路側無線部２の設置数を増やせば、３車線以上にも対応できる。３車線以上の複数車線に路側無線部２を設置する場合、隣り合う車線の路側無線部２同士の組み合わせにより、車載器１００の位置を特定する方式をとることがよい。
【００８１】
図１６は本実施の形態４における路側装置１の処理を示すフローチャートである。車線１に配置した路側無線部２ａ、車線２に配置した路側無線部２ｂのそれぞれにおいて測角処理を行い、推定した電波到来角度を通信制御部７０に転送する。通信制御部７０では、２つの路側無線部２ａ、２ｂ間の距離ｄと測角した電波到来角度とから車載器１００の位置座標を演算する。この位置座標とあらかじめ規定した各車線の通信エリアの位置座標とを比較して車載器１００が在線する通信エリアを判別する。通信エリア内であると判別した場合は、路車間通信の通信リンクを確立して無線通信を継続し、ゲート処理を行う。
【００８２】
本実施の形態４によれば、車載器１００の位置座標を三角計測により特定することができ、より高精度に車両を検出することができる。このため、ＥＴＣでは料金所に設置している光式車両検出センサを不要にできる。
【００８３】
実施の形態５．
実施の形態５では、実施の形態１における路側装置１の構成を車載器１００に搭載する。図１７は本実施の形態５における路車間通信システムの構成を示すブロック図である。実施の形態１における路側装置１と同様の構成を車載器１００に適用可能である。但し、車載器１００では測角アンテナ部４０を個別に設置することは、取付場所やコスト面から困難であり、通信アンテナ１１と共用する。また、周波数変換部５０を変復調部２１と共用して、測角処理部６１での測角処理はベースバンド信号を用いて行う。
【００８４】
複数のアンテナ素子を有する通信アンテナ部１１を車両に設置し、路側装置１から送信される電波を受信して、変復調部２１で復調する。測角処理手段及びエリア判定手段である測角処理部６１では、復調されたベースバンド信号を検波してアレー信号を得て、測角処理により電波到来角度を推定する。なお、車載器１００では、サーバ９０の代わりにナビゲーション９１等を搭載しており、ネットワーク部８１を介して通信制御手段である通信制御部７１と接続している。また、車載器１００は路側装置１からの送信信号に同期した通信処理を行う。
【００８５】
図１８はＦＣＭＣのデータフォーマットを示す図である。路側装置１からは、図１８に示すデータフォーマットのＦＣＭＣが送信されている。車載器１００はＦＣＭＣ内のデータを判別して、路側装置１と通信するか判別している。
【００８６】
次に、車載器１００における測角処理について説明する。図１９は本実施の形態５における通信スロット構成と測角処理との関係を示す図である。車載器１００は、通信処理部３１においてＵＷを検出するとスロット同期信号を測角処理部６１に対して送信する。測角処理部６１ではスロット同期信号をトリガにして、測角処理を開始し、路側装置１からの電波の到来角度を推定する。
【００８７】
図１９では、ＦＣＭＣのＳＣＩ以外のＤＡＴＡ部分、即ち、ＳＩＧ（伝送チャネル制御フィールド），ＦＩＤ（識別番号フィールド），ＦＳＩ（フレーム構成情報フィールド），ＲＬＴ（リリースタイマ情報フィールド）及びＳＣ（サービスアプリケーション情報フィールド）などから測角を行い、路側装置１からの電波の到来角度を推定している。しかし、これに限られたものではなく、ＦＣＭＣのＤＡＴＡであればどこで測角処理を行ってもよい。また、ＰＲ，ＵＷにおいて測角処理を開始し、ＵＷ検出ができた場合はＰＲ，ＵＷで行った測角処理を採用し、ＵＷ非検出の場合にはＰＲ，ＵＷで行った測角処理を不採用としても良い。
【００８８】
測角処理部６１は、測角した電波到来角度とあらかじめ定めた基準角度とに基づき、路側装置１のエリア判定を行う。あらかじめ定めた基準角度の範囲外から路側装置１の電波が届いた場合は、通信制御部７１はＦＣＭＣを正常に受信しても、路側装置１に対して無線接続要求のためのＡＣＴＣを送信しない。
【００８９】
車載器１００にはリンク要求カウンタＮＲＱというＡＣＴＣの送信回数を計数するカウンタがあり、最大送信回数が規定されている。車載器１００は、あらかじめ定めた範囲内の路側装置１に対してのみＡＣＴＣを送信するので、誤通信によりリンク要求カウンタＮＲＱが最大送信回数を超えるという問題を防止できる。
【００９０】
本実施の形態５においては、車載器１００において路側装置１が設置されている方位を推定できるため、あらかじめ定めた基準角度の範囲外からの無線通信を遮断することができる。このため、隣接車線等に設置されている路側装置１との誤通信を防止できる。
【００９１】
また、本実施の形態５においては、車載器１００から誤通信によるＡＣＴＣの送信を防止でき、リンク要求カウンタＮＲＱの最大送信回数超過を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】実施の形態１における路車間通信システムを示す構成図である。
【図２】実施の形態１における通信フレームフォーマットと測角処理との関係を示す図である。
【図３】実施の形態１における通信スロット構成と測角処理との関係を示す図である。
【図４】実施の形態１における測角処理部６０での処理に用いる基準角度を示す説明図である。
【図５】実施の形態１における路側装置１と車載器１００との路車間通信を示すシーケンス図である。
【図６】実施の形態１における路側装置１の処理を示すフローチャート図である。
【図７】実施の形態２における路車間通信システムの構成を示すブロック図である。
【図８】実施の形態２における通信処理部３０と測角処理部６０との間で行われる処理を示すシーケンス図である。
【図９】実施の形態３における路車間通信システムを示す構成図である。
【図１０】実施の形態３における路側装置１の処理を示すフローチャートである。
【図１１】実施の形態３における各種エリアの説明図である。
【図１２】実施の形態３における路側装置１の処理を示すフローチャート図である。
【図１３】実施の形態４における電波到来角度の推定方法の説明図である。
【図１４】実施の形態４における路側無線部２の構成を示すブロック図である。
【図１５】実施の形態４における路車間通信システムの構成を示すブロック図である
【図１６】実施の形態４における路側装置１の処理を示すフローチャートである。
【図１７】実施の形態５における路車間通信システムの構成を示すブロック図である。
【図１８】ＦＣＭＣのデータフォーマットを示す図である。
【図１９】実施の形態５における通信スロット構成と測角処理との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００９３】
１  路側装置
２  路側無線部
３０  通信処理部
５０  周波数変換部
６０、６１  測角処理部
７０、７１  通信制御部
９０、９１  サーバ
１００  車載器
２０１  画像処理部
【図１】
2009212771.tif 000010
【図２】
2009212771.tif 000011
【図３】
2009212771.tif 000012
【図４】
2009212771.tif 000013
【図５】
2009212771.tif 000014
【図６】
2009212771.tif 000015
【図７】
2009212771.tif 000016
【図８】
2009212771.tif 000017
【図９】
2009212771.tif 000018
【図１０】
2009212771.tif 000019
【図１１】
2009212771.tif 000020
【図１２】
2009212771.tif 000021
【図１３】
2009212771.tif 000022
【図１４】
2009212771.tif 000023
【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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