(57)【要約】【課題】  路側の通信エリア内で無線通信する移動通信装置が時分割多重方式に対応していなくても、路側通信装置との無線通信を優先的に行えるようにする。【解決手段】  車載通信装置３と無線通信を行うための通信エリアＡを有する路側通信装置１と、キャリアセンス方式で無線通信を行う車載通信装置３とを備えた通信システムにおいて、路側通信装置１は、当該路側通信装置１が無線送信する第１時間帯Ｔｉと、車載通信装置３が無線送信する第２時間帯Ｔｖとを時分割で割り当てる割当手段１２ａと、自身に必要な送信時間が第１時間帯Ｔｉよりも短い場合に、その余った時間帯においても当該路側通信装置１による無線送信を継続させる送信制御手段１２ｂとを有する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動通信装置と無線通信を行うための通信エリアを有する路側通信装置と、キャリアセンス方式で無線通信を行う前記移動通信装置とを備えた通信システムであって、
前記路側通信装置は、当該路側通信装置が無線送信する第１時間帯と、前記移動通信装置が無線送信する第２時間帯とを時分割で割り当てる割当手段と、
前記路側通信装置に必要な送信時間が前記第１時間帯よりも短い場合に、その余った時間帯においても当該路側通信装置による無線送信を継続させる送信制御手段と、を有することを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記送信制御手段は、前記第１時間帯において送信すべき実情報データの前に、前記移動通信装置によるキャリアセンスの判定を使用中にするためのパディングデータを付加する請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記送信制御手段は、前記パディングデータのデータ長を、前記移動通信装置が１回に送信する最大データ長よりも大きくなるように設定する請求項２に記載の通信システム。
【請求項４】
前記送信制御手段は、前記第１時間帯において送信すべき実情報データを前記パディングデータとして採用する請求項２又は３に記載の通信システム。
【請求項５】
前記通信エリアが重複しかつ路路間通信を行う複数の前記路側通信装置を備えており、
前記第１時間帯は、複数の前記路側通信装置がそれぞれ無線送信するための複数の分割時間帯よりなり、
前記送信制御手段は、必要な送信時間が前記分割時間帯よりも短い場合に、その余った時間帯において前記路側通信装置による無線通信を継続させる請求項１〜４のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項６】
複数の前記路側通信装置は、無線で路路間通信を行う１つの親機とこれ以外の子機とを含み、
前記親機の前記割当手段は、前記分割時間帯を動的に割り当てるための割当情報を生成し、前記親機の前記送信制御手段は、生成された前記割当情報を前記分割時間帯において送信すべき実情報データに含める請求項５に記載の通信システム。
【請求項７】
前記親機の前記送信制御手段は、前記分割時間帯において送信すべき前記割当情報を前記パディングデータとして採用して当該割当情報を連送する請求項６に記載の通信システム。
【請求項８】
前記割当手段は、所定周期で繰り返し生成されるタイムスロットの範囲内で前記第１時間帯を割り当てるものであり、前記割当情報は、次周期の前記第１時間帯に対する前記分割時間帯の割り当てに関する情報である請求項６又は７に記載の通信システム。
【請求項９】
キャリアセンス方式で無線通信を行う移動通信装置と所定の通信エリアにおいて無線通信を行う路側通信装置であって、
自身が無線送信する第１時間帯と、前記移動通信装置が無線送信する第２時間帯とを時分割で割り当てる割当手段と、
自身に必要な送信時間が前記第１時間帯よりも短い場合に、その余った時間帯においても自身による無線送信を継続する送信制御手段と、を備えていることを特徴とする路側通信装置。
【請求項１０】
キャリアセンス方式で無線通信を行う移動通信装置と所定の通信エリアにおいて無線通信を行う路側通信装置による通信制御を、コンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、
前記路側通信装置が無線送信する第１時間帯と、前記移動通信装置が無線送信する第２時間帯とを時分割で割り当てるステップと、
前記路側通信装置に必要な送信時間が前記第１時間帯よりも短い場合に、その余った時間帯においても当該路側通信装置による無線通信を継続させるステップと、を含むことを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１１】
キャリアセンス方式で無線通信を行う移動通信装置と所定の通信エリアにおいて無線通信を行う路側通信装置に搭載される、通信制御のための処理プロセッサであって、
自身が無線送信する第１時間帯と、前記移動通信装置が無線送信する第２時間帯とを時分割で割り当てる割当手段と、
自身に必要な送信時間が前記第１時間帯よりも短い場合に、その余った時間帯においても自身による無線送信を継続させる送信制御手段と、を備えていることを特徴とする処理プロセッサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高度道路交通システム（ＩＴＳ：Intelligent Transport System）を実現するための通信システム、路側通信装置、処理プロセッサ及びコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、交通安全の促進や交通事故の防止を目的として、道路に設置されたインフラ装置からの情報を受信し、この情報を活用することで車両の安全性を向上させる高度道路交通システムが検討されている（例えば、特許文献１参照）。
かかる交通システムは、主に、インフラ側の通信装置としての複数の路側通信装置と、各車両に搭載される通信装置である車載通信装置（移動端末）とによって実現される。通信の組み合わせとしては、路側通信装置同士での路路間通信と、路側通信装置と車載通信装置とによる路車（又は車路）間通信と、車載通信装置同士での車車間通信とがある。
【０００３】
【特許文献１】特許第２８０６８０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記高度道路交通システムにおいては、車車間通信をはじめ、路車間通信や路路間通信及び路歩間通信も含め、これらの各通信の共存をするに当たって、帯域を有効利用してどのような通信制御を行うかが課題となっている。
そこで、限られた周波数帯域内で路路間、路車間及び車車間の各通信を行うべく、マルチアクセス(Multiple Access)が用いられることが検討されている。このマルチアクセス方式としては、周波数分割多重（ＦＤＭＡ）や符号分割多重（ＣＤＭＡ）もあるが、山間部などで少数の車載通信装置のみでの通信も想定される車車間通信としてのマルチアクセス方式としては、例えばＣＳＭＡ（Carrier Sense Multiple Access）に代表される自律的なランダムアクセス方式の採用が検討されている。
【０００５】
一方、路側通信装置が存在する通信エリアでは、路車間通信と車車間通信とが共存するが、インフラ側である路側通信装置の取り扱う情報の優先度が高いのが一般的であるため、車車間通信よりも路車間通信や路路間通信が優先的に行われる仕組みが必要である。
路側通信装置の情報送信を優先的に行うためには、通信に用いる周波数を一定時間ごとに時分割にすることによって路側通信装置の専用時間スロットを設ける、時分割多重（ＴＤＭＡ：Time Division Multiple Access）によるマルチアクセスが有効であると考えられる。
【０００６】
しかしながら、前記した通り、車両側においては、車車間通信に適したＣＳＭＡ方式に対応した車載通信装置を搭載している。このため、車載通信装置が路側の通信エリアにおいて時分割多重方式で路側通信装置と通信するためには、新たに時分割方式に対応した機能を有する車載通信装置が必要となり、それらを切り替える手段も必要となる。
また、時分割多重方式で静的に専用時間スロットを設ける方法であれば、車両側のタイムスロットも固定的に割り当てられることになるため、突発的な交通量の増加及び減少にフレキシブルに対応できないという問題もある。
【０００７】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑み、路側の通信エリア内で無線通信する移動通信装置が時分割多重方式に対応していなくても、路側通信装置が優先的に無線送信を行うことができる通信システム等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の通信システム（請求項１）は、移動通信装置と無線通信を行うための通信エリアを有する路側通信装置と、キャリアセンス方式で無線通信を行う前記移動通信装置とを備えた通信システムであって、前記路側通信装置は、当該路側通信装置が無線送信する第１時間帯と、前記移動通信装置が無線送信する第２時間帯とを時分割で割り当てる割当手段と、前記路側通信装置に必要な送信時間が前記第１時間帯よりも短い場合に、その余った時間帯においても当該路側通信装置による無線送信を継続させる送信制御手段と、を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明の通信システムによれば、上記割当手段が、路側通信装置が無線送信する第１時間帯と、移動通信装置が無線送信する第２時間帯とを時分割で割り当て、上記送信制御手段が、路側通信装置に必要な送信時間が第１時間帯よりも短い場合（送信データがないために送信時間がゼロの場合も含む。）に、その余った時間帯においても路側通信装置による無線送信を継続させるので、路側通信装置は、自身に割り当てられた第１時間帯のすべての時間において、無線送信を行い続けることになる。
このため、キャリアセンス方式の移動通信装置は、第１時間帯において必ずキャリアを検出するのでその第１時間帯に無線送信を行うことがなく、当該第１時間帯を路側通信装置用の送信時間として有効に確保することができる。
【００１０】
従って、キャリアセンス方式の移動通信装置が更に時分割多重方式に対応していない場合でも、路側通信装置が優先的に無線送信を行うことができる。
また、本発明の通信システムによれば、移動通信装置に割り当てられた第２時間帯においては、当該移動通信装置がキャリアセンス方式で通信を行うから、通信エリア内で移動通信装置の数量が増加又は減少しても通常通りの通信が可能となり、移動通信装置の増減に対してフレキシブルに対応することができる。
【００１１】
一方、本発明の通信システムにおいて、路側通信装置が第１時間帯に無線送信を開始する場合に、その１つ手前の第２時間帯の末端付近で移動通信装置が無線送信すると、移動通信装置が第２時間帯の末端付近で送信したデータ（末端データ）と、路側通信装置が第１時間帯の始端付近で送信したデータ（始端データ）とが競合し、路側通信装置からの実情報データが移動通信装置に適切に伝達されなくなる可能性がある。
そこで、本発明の路側通信装置において、前記送信制御手段は、前記第１時間帯において送信すべき実情報データの前に、前記移動通信装置によるキャリアセンスの判定を使用中にするためのパディングデータを付加することが好ましい（請求項２）。
【００１２】
この場合、上記始端データがパディングデータで構成されるため、この始端データと末端データとが競合して当該始端データが受信側に到達されなくても、その後に送信される実情報データが受信側に無事に届く可能性が高まり、第１時間帯における路車間通信がより確実になる。
また、この場合、前記送信制御手段が、前記パディングデータのデータ長を、前記移動通信装置が１回に送信する最大データ長よりも大きいものに設定するようにすれば（請求項３）、送信データの競合が生じてから路側通信装置が送信する実情報データが、移動通信装置の末端データで潰される恐れがなくなり、第１時間帯における路車間通信が更に確実になる。
【００１３】
本発明の通信システムにおいて、前記送信制御手段は、通信情報として無意味な疑似信号等を前記パディングデータとして採用してもよいし、前記第１時間帯において送信すべき実情報データを前記パディングデータとして採用することもできる（請求項４）。
後者の実情報データをパディングデータとして採用する場合には、当該実情報データが第１時間帯の当初から連続送信されることになるので、実情報データが末端データによって潰されなかったときに、実情報データが移動通信装置に受信され易くなるという利点がある。
【００１４】
本発明の通信システムは、ある特定の通信エリアをカバーする路側通信装置が１台だけの場合でもよいし、通信エリアが重複しかつ路路間通信を行う複数の路側通信装置を備えたシステム構成であってもよい（請求項５）。
そして、後者の場合には、前記第１時間帯を、複数の前記路側通信装置がそれぞれ無線送信するための複数の分割時間帯より構成し、前記送信制御手段は、必要な送信時間が前記分割時間帯よりも短い場合（送信データがないために送信時間がゼロの場合も含む。）に、その余った時間帯において前記路側通信装置による無線通信を継続させるようにすれば（請求項５）、いずれかの路側通信装置が第１時間帯において必ず無線送信を行うことになる。
【００１５】
このため、通信エリア内の移動通信装置は、第１時間帯において必ずキャリアを検出し、第１時間帯に無線送信を行うことがないので、当該第１時間帯を複数の路側通信装置用の送信時間として有効に確保することができる。
【００１６】
また、複数の路側通信装置を有するシステム構成の場合には、その複数の路側通信装置は、例えば、無線で路路間通信を行う１つの親機とこれ以外の子機とから構成することができる。
この場合、前記親機の前記割当手段として、前記分割時間帯を動的に割り当てるための割当情報を生成するものを採用し、前記送信制御手段が、生成された前記割当情報を前記分割時間帯において送信すべき実情報データに含めるようにすれば（請求項６）、各子機が無線送信するための分割時間帯を動的に割り当てることができる。
【００１７】
また、この場合において、前記親機の前記送信制御手段が、前記分割時間帯において送信すべき前記割当情報を前記パディングデータとして採用して当該割当情報を連送するようにすれば（請求項７）、割当情報が末端データで潰されなかった場合に、子機が割当情報を受信する可能性が増大し、子機に対する分割時間帯の動的割当をより確実に行えるようになる。
一方、割当手段が、所定周期で繰り返し生成されるタイムスロットの範囲内で第１時間帯を割り当る場合において、上記割当情報が、例えば今周期の第１時間帯についての情報であるすると、分割時間帯の割当時刻が早くなり過ぎ、子機が制御遅れによって当該分割時間帯を設定することができず、子機に対する動的な割当が不完全になる恐れがある。
【００１８】
そこで、親機の割当手段が生成する前記割当情報は、次周期の前記第１時間帯についての前記分割時間帯の割り当てに関する情報であることが好ましい（請求項８）。
この場合、子機に対する分割時間帯の割当時刻が、所定周期で繰り返し生成されるタイムスロットの１周期分だけ遅れることになるので、制御遅れに伴う時刻設定の失敗を防止でき、分割時間帯の動的な割当をより確実に実施することができる。
本発明の路側通信装置（請求項９）は、前記移動通信装置とともに前記通信システム（請求項１）の構成要素となるものであって、当該通信システム（請求項１）と同様の作用効果を奏する。
【００１９】
また、本発明のコンピュータプログラム（請求項１０）は、本発明の路側通信装置（請求項９）が行う通信制御を、コンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、当該路側通信装置（請求項９）と同様の作用効果を奏する。
更に、本発明の処理プロセッサ（請求項１１）は、本発明の路側通信装置（請求項９）に搭載される通信制御のための処理プロセッサであって、当該路側通信装置（請求項９）と同様の作用効果を奏する。
【発明の効果】
【００２０】
以上の通り、本発明によれば、路側の通信エリア内で無線通信する移動通信装置が時分割多重方式に対応していなくても、路側通信装置が優先的に無線送信を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
〔通信システムの全体構成〕
図１は、本発明の実施形態に係る通信システムが設置された道路の平面図である。
図１において、互いに交差する２つの道路の各々は、上りと下りで片側１車線のものとして例示されている。もっとも、道路構造はこれに限られるものではない。
本実施形態の通信システムは、移動通信装置の一種である車載通信装置３（図２参照）との間で無線通信を行うための通信エリアＡを有する路側通信装置１と、ＣＳＭＡ方式（キャリアセンス方式）で無線通信を行う上記車載通信装置３とを備えている。
【００２２】
上記路側通信装置１は路側の交差点付近に設置されていて、この路側通信装置１は例えば信号機２の支柱に取り付けられている。一方、上記車載通信装置３は、道路を走行する各車両５にそれぞれ搭載されている。
図１の中央の路側通信装置１は、自身の通信エリアＡ内を走行する各車両５の車載通信装置３と通信可能であるとともに、例えば図１の右方に示すような、通信エリアＡが重複（一部重複でも全部重複でもよい。）する他の路側通信装置１とも通信可能である。
【００２３】
路側通信装置１は、交通管制センターの中央装置４と接続されている。この中央装置４と路側通信装置１との間は有線又は無線で通信可能である。
本実施形態では、路側通信装置１同士（路路間通信）については、無線通信が用いられており、また、路側通信装置１と車載通信装置との間（「路」から「車」への路車間通信と「車」から「路」への車路間通信との双方を含む。）と、車載通信装置３同士（車車間通信）についても、無線通信が用いられている。
【００２４】
〔路側通信装置と車載通信装置の内部構成〕
図２は、路側通信装置１及び車載通信装置３の内部構成を示すブロック図である。
このうち、路側通信装置１は、無線通信のためのアンテナ１０に接続された通信部（送受信部）１１と、無線による通信制御を行うための処理プロセッサよりなる制御部１２と、制御部１２に接続されたＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置よりなる記憶部１３とを備えておいる。この記憶部１３は、上記制御部１２が実行する通信制御のためのコンピュータプログラムや、各通信装置１，３の通信機ＩＤ等を記憶している。
【００２５】
路側通信装置１の制御部１２は、時分割多重方式によって路車間、車路間及び路路間の無線通信を通信部１１に行わせるものである。
このため、制御部１２は、上記コンピュータプログラムが実行する機能部として、路側通信装置１自身が無線送信する第１時間帯Ｔｉ（図４参照）と、車載通信装置３が無線送信する第２時間帯Ｔｖ（図４参照）とを、時分割で割り当てる割当手段１２ａを備えている。
【００２６】
更に、路側通信装置１の制御部１２は、上記コンピュータプログラムが実行する機能部として送信制御手段１２ｂを備えており、この手段１２ｂは、路側通信装置１に必要な送信時間が第１時間帯Ｔｉよりも短い場合に、その余った時間帯においても当該路側通信装置１による無線送信を継続させる制御処理を行う。
なお、かかる制御部１２の割当手段１２ａと送信制御手段１２ｂによる処理内容の詳細については、後述する。
【００２７】
一方、車載通信装置３も、無線通信のためのアンテナ３０に接続された通信部（送受信部）３１と、無線による通信制御を行うための処理プロセッサ（ＣＰＵ：Central Processing Unit）よりなる制御部３２と、制御部３２に接続されたＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置よりなる記憶部３３とを備えており、記憶部３３は、制御部３２が実行する通信制御のためのコンピュータプログラムや、各通信装置１，３の無線機ＩＤ等を記憶している。
【００２８】
この車載通信装置３の制御部３２は、車車間通信のためにキャリアセンス方式による無線通信を通信部３１に行わせるものであり、路側通信装置１に対応した時分割多重方式での通信制御機能は有していない。
従って、車載通信装置３の通信部３１は、搬送波周波数の受信電力レベルを常時感知しており、これがある閾値以上である場合は無線送信を行わず、その閾値未満になった場合にのみ無線送信を行うようになっている。
【００２９】
図３は、車載通信装置３が送信するデータフォーマットの一例を示す図である。
図３に示すように、車載通信装置３の送信データには、ヘッダ、受信品質、車両５の位置、方向（進行方向）、速度、モード、データ及びフッタが含まれている。
ヘッダには、プリアンブルや車両ＩＤ等が含まれる。受信品質は、車載通信装置３から見たＣ／Ｎ(Carrier to Noise Ratio)、ＲＳＳＩ(Receive Signal Strength Indication)等である。
【００３０】
車両の位置や方向は、ＧＰＳや車両５側のセンサ等から得られた情報であり、通常は車両５側で取得された情報に基づくものであるが、光ビーコン等のインフラ側から取得可能な場合もある。速度は、車両５の速度センサに基づいた情報である。
モードは、車載通信装置３からの送信が、路側通信装置１の制御下でタイムスロットを割り当てられて非競合型アクセスの状態となっているか、又は、自律的に送信を行う競合型アクセスとなっているかを示す情報である。本実施形態では、車載通信装置３がキャリアセンス方式の無線通信のみを行うため、このモードは競合型アクセスとなる。
【００３１】
〔第１実施形態：路側通信装置が１つの場合〕
次に、図４〜図７を参照しつつ、通信エリアＡをカバーする路側通信装置１が１つだけである場合の、当該路側通信装置１の制御部１２による通信制御を説明する。
【００３２】
〔路側通信装置の制御部による通信制御〕
図４は、上記制御部１２の割当手段１２ａが割り当てるタイムスロットの一例を示す図である。
図４に示すように、制御部１２の割当手段１２ａは、所定周期Ｔ（例えば、１００ｍｓ）で繰り返し生成されるタイムスロットの範囲内において、路側通信装置１の送信専用スロットである第１時間帯Ｔｉと、車載通信装置３の送信専用スロットである第２時間帯Ｔｖとを交互に時分割で割り当てるものである。
【００３３】
なお、図４の例では、第１時間帯Ｔｉが２０ｍｓに設定され、第２時間帯Ｔｖが８０ｍｓに設定されているが、この時間帯Ｔｉ，Ｔｖ間の比率は可変である。例えば、後述する第２実施形態のように、路側通信装置１が複数の場合には、第１時間帯Ｔｉの長さがより大きく設定される（例えば、Ｔｉ＝４０ｍｓ）。
そして、制御部１２の送信制御手段１２ｂは、図４に示す第１時間帯Ｔｉにおいて、路側通信装置１の送信データの多寡に関係なく（送信データがない場合も含む。）、第１時間帯Ｔｉの全時間で路側通信装置１が無線送信を継続するように通信部１１を制御する。
【００３４】
より具体的には、割当手段１２ａは、通信部１１の通信速度と、この通信部１１から送信するデータ長（データ量）とから、路側通信装置１から送信データを送信するのに必要な送信時間を把握している。そして、送信制御手段１２ｂは、その必要な送信時間が第１時間帯Ｔｉよりも短い場合には、その余った時間帯においても通信部１１から何らかの送信データを送信させ、当該路側通信装置１による無線送信を継続させる。従って、路側通信装置１からの送信データがないために送信時間がゼロになる場合には、第１時間帯Ｔｉの全時間において何らかの送信データの無線送信が継続される。
このため、路側送信専用のタイムスロットである第１時間帯Ｔｉでは、路側通信装置１からの送信が常に継続する言わば喋りっぱなしの状態となり、車両５の車載通信装置３がこの時間帯Ｔｉにキャリアセンスしても、常にキャリアを検出することになる。
【００３５】
他方、第２時間帯Ｔｖは、車両５の車載通信装置３がキャリアセンス方式で無線通信するための、車両側送信専用のタイムスロットである。従って、路側通信装置１の制御部１２は、第２時間帯Ｔｖにおいては、通信部１１からのデータ送信は行わず、通信部１１を受信態勢に設定するようになっている。
【００３６】
このように、本実施形態の通信システムによれば、路側通信装置１の制御部（処理プロセッサ）１２が、路側通信装置１に必要な送信時間が自身送信用のタイムスロットである第１時間帯Ｔｉよりも短い場合に、その余った時間帯においても路側通信装置１による無線送信を継続させるので、路側通信装置１は、自身に割り当てられた当該第１時間帯Ｔｉのすべての時間においてデータ送信を行い続け、キャリアセンス方式の車載通信装置３はこの第１時間帯Ｔｉに必ずキャリアを検出する。
【００３７】
このため、車載通信装置３が第１時間帯Ｔｉに無線送信を行うことがなく、第１時間帯Ｔｉが路側通信装置１用の送信時間として有効に確保されることになるので、キャリアセンス方式の車載通信装置３が時分割多重方式に対応していなくても、路側通信装置１が優先的に無線送信を行うことができる。
また、本実施形態の通信システムでは、車載通信装置３に割り当てられた第２時間帯Ｔｖにおいては、車載通信装置３がキャリアセンス方式で通信を行うから、通信エリアＡ内で車載通信装置３の数量が増加又は減少しても、通信エリアＡの外部と同様の通常通りの通信が可能となり、車載通信装置３の増減に対してフレキシブルな対応が可能となる。
【００３８】
〔パディングデータの挿入〕
一方、本実施形態の通信システムにおいて、路側通信装置１が第１時間帯Ｔｉに無線送信を開始する場合に、その１つ手前の第２時間帯Ｔｖの終了間際で車載信装置３が無線送信を開始すると、その終了間際の末端データＥＤ（図４参照）が第１時間帯Ｔｉにまたがって送信されてしまい、路側通信装置１が第１時間帯Ｔｉに始端付近で送信した始端データＳＤ（図４参照）と競合し、これにより、路側通信装置１が本来送信すべき実情報データが車載通信装置３に適切に伝達されなくなる可能性がある。
【００３９】
そこで、本実施形態の路側通信装置１では、制御部１２の送信制御手段１２ｂは、第１時間帯Ｔｉにおいて送信すべき実情報データＬＤの前に、車載通信装置３によるキャリアセンスの判定を使用中にするためのパディングデータＰＤを付加するようになっている。
図５は、上記パディングデータＰＤを付加する場合のタイムスロットの一例を示す図である。
【００４０】
図５に示すパディングデータＰＤは、ヘッダ、疑似信号及びフッタから構成されており、その疑似信号は、例えば、「０」、「１」、ＰＮ符号又はフラグパターン等を連続的に並べて生成したものである。
また、制御部１２の送信制御手段１２ｂは、上記パディングデータＰＤを、車載通信装置３が１回に送信する最大データ長ＭＬよりも大きいデータ長に設定するようになっている。
【００４１】
上記の通り、本実施形態の路側通信装置１によれば、制御部１２の送信制御手段１２ｂが実情報データＬＤの前にパディングデータＰＤを付加するので、第１時間帯Ｔｉの始端データＳＤが当該パディングデータＰＤで構成されることになる。
このため、第２時間帯Ｔｖの末端データＥＤが第１時間帯Ｔｉにまたがって送信されることで第１時間帯Ｔｉの始端データＳＤと競合し、これによって当該始端データＳＤが受信側に到達されなくても、その後に送信される実情報データが受信側に無事に届くようになり、第１時間帯Ｔｉにおける路車間通信を確実に行うことができる。
【００４２】
特に本実施形態では、パディングデータＰＤのデータ長が、車載通信装置３が１回に送信する最大データ長（以下、単に「最大データ長」ということがある。）ＭＬよりも大きくなっているので、路側通信装置１がパディングデータＰＤを送信した後に送信する実情報データＬＤが、第１時間帯Ｔｉにまたがって送信された車載通信装置３の末端データＥＤによって潰される可能性が完全になくなり、第１時間帯Ｔｉにおける路車間通信を確実に行うことができる。
【００４３】
〔パディングデータの変形例〕
図６（ａ）〜（ｅ）は、パディングデータＰＤの変形例を示している。
このうち、図６（ａ）のパディングデータＰＤは、ヘッダ、データ及びフッタから構成され、その後の実情報データＬＤと同じデータ構造になっている。
すなわち、第１時間帯Ｔｉにおいて送信すべき実情報データＬＤがパディングデータＰＤとして採用されており、この場合には、実情報データＬＤが第１時間帯Ｔｉの当初から連続送信されるので、最初の実情報データＬＤ（図４の始端データＳＤ）が末端データＥＤによって潰されなかった場合には、実情報データＬＤが車載通信装置３に受信され易くなる。
【００４４】
一方、図６（ｂ）のパディングデータＰＤは、ヘッダとフッタとから構成されている。この図６（ｂ）に示すように、ヘッダとフッタの合計長さが最大データ長ＭＬよりも長い場合には、その間に疑似信号やデータがなくても、ヘッダとフッタのみからパディングデータＰＤを構成することができる。
これに対して、図６（ｃ）〜図６（ｅ）は、ヘッダ、データ及びフッタの合計長さが最大データ長ＭＬよりも短い場合のデータ構成例である。このうち、図６（ｃ）では、ヘッダ、データ及びフッタのうち、データとフッタの間に疑似信号を挿入することにより、最大データ長ＭＬよりも長いパディングデータＰＤを構成している。
【００４５】
また、図６（ｄ）では、ヘッダ、データ及びフッタの後尾にヘッダ、疑似信号及びフッタを追加することにより、最大データ長ＭＬよりも長いパディングデータＰＤを構成している。更に、図６（ｅ）では、ヘッダ、データ及びフッタに後尾にヘッダ及びフッタを追加することにより、最大データ長ＭＬよりも長いパディングデータＰＤを構成している。
このように、パディングデータＰＤのデータ構造は種々の組み合わせが考えられるが、どのような構造のパディングデータＰＤであっても、実情報データＬＤの前に挿入することにより、車載通信装置３が送信した末端データＥＤとの競合によって路車間通信が阻害されるのを防止する効果がある。
【００４６】
〔第２実施形態：路側通信装置が複数の場合〕
次に、図７〜図１１を参照しつつ、通信エリアＡをカバーする路側通信装置１が複数ある場合の、当該路側通信装置１の制御部１２による通信制御を説明する。
本実施形態の通信システムでは、通信エリアＡが重複しかつ路路間通信を行う複数の路側通信装置１Ａ，１Ｂを備えており、各路側通信装置１Ａ，１Ｂは、路路間通信に関して互いに同期が取れているものとする。
【００４７】
また、図７に示すように、本実施形態の通信システムでは、複数の路側通信装置１Ａ，１Ｂは、路路間通信を無線で行う１つの親機１Ａと、同じく路路間通信を無線で行う１つ又は複数の子機１Ｂとからなり、通信エリアＡが共通する複数の路側通信装置１のうち、どれが親機１Ａとなるかは予めインフラ側で設定されているものとする。
【００４８】
〔分割時間帯の動的割当〕
図８は、上記親機１Ａの割当手段１２ａが第１時間帯Ｔｉ内に割り当てるタイムスロットの一例を示す図である。
本実施形態では、路側通信装置１が複数台あるので、ある１つの路側通信装置１の送信が済んだ後に他の路側通信装置１が順番に送信を行う必要がある。
【００４９】
そこで、図８に示すように、親機１Ａの割当手段１２ａは、第１時間帯Ｔｉを複数の分割時間帯Ｔｄに分割し、かかる複数の分割時間帯Ｔｄのうちの最初の１つを自身の送信用スロットとし、それ以降の各分割時間帯Ｔｄを子機１Ｂの送信用スロットとして、動的に割り当てる。
また、親機１Ａの割当手段１２ａは、分割時間帯Ｔｄを各子機１Ｂに割り当てるためのヘッダ情報である割当情報を生成する。この割当情報には、第１時間帯Ｔｉのスロット時間（開始及び終了時刻）と、分割時間帯Ｔｄｊのスロット番号ｊ（ｊ＝１〜ｎ）と、分割時間帯Ｔｄｊのスロット時間（開始及び終了時刻）と、親機１Ａ及び子機１Ｂの通信機ＩＤｊとが含まれている。なお、「スロット時間（開始及び終了時刻）」の代わりに、「スロット時間間隔」を採用してもよい。
【００５０】
分割時間帯Ｔｄｊのスロット番号ｊは、各分割時間帯Ｔｄｊと通信機ＩＤｊとの対応付けを行うものであり、例えば、スロット番号ｊ＝０の場合は親機を示し、スロット番号＝ｊ＝１〜ｎの場合は子機を示している。また、第１時間帯Ｔｉと各分割時間帯Ｔｄｊのスロット時間は、いずれも今周期のものではなく、次周期のものになっている。
そして、親機１Ａの送信制御手段１２ｂは、割当手段１２ａが生成した上記割当情報を、自身に割り当てられた分割時間帯Ｔｄ０において、各子機１Ｂに対してブロードキャストで送信する。
【００５１】
上記割当情報を受信した各子機１Ｂの制御部１２は、当該割当情報に含まれる自身の通信機ＩＤｊとスロット番号ｊ（ｊ＝１〜ｎ）とから、自身に対応する分割時間帯Ｔｄｊのスロット時間を割り出し、この分割時間帯Ｔｄｊのスロット時間を自身による送信が許容されたタイムスロットとして設定する。
これにより、各子機１Ｂに対して、それぞれが無線送信を行うべき分割時間帯Ｔｄｊが動的に割り当てられることになる。
【００５２】
〔親機及び子機の通信制御〕
図８に示すタイムスロットにおいて、例えば、２番目以降の子機１Ｂ（ｊ＝２〜ｎ）のように、送信すべき実情報データＬＤがある場合には、その子機１Ｂは自身の分割時間帯Ｔｄｊにおいて当該実情報データＬＤを送信する。
ところが、自身に割り当てられた分割時間帯Ｔｄｊに送信すべきデータがなかったり、データ送信に必要な時間が分割時間帯Ｔｄｊよりも少なかったりする場合がある。このような場合に、親機１Ａや子機１Ｂが何もデータを送出しないと、他の無線通信装置にとっては空き時間となる。そうなると、ＣＳＭＡ方式で動作する車載通信装置３が空き時間だと判定し、データ送信を開始してしまう。
【００５３】
そこで、親機１Ａ及び各子機１Ｂの送信制御手段１２ｂは、自身の分割時間帯Ｔｄｊに送信すべきデータがない場合や、送信しても分割時間帯Ｔｄｊに余り時間が生じる場合には、例えば図８における１番目の子機１Ｂ（ｊ＝１）のように、疑似信号を含む前記パディングデータＰＤを送信して、自身の分割時間帯Ｔｄｊでの送信を継続するようになっている。
これにより、車載通信装置３は、第１時間帯Ｔｉを構成するすべての分割時間帯Ｔｄｊにおいて、親機１Ａやいずれかの子機１Ｂが送信中であると認識し、データ送出を試みることができない。
【００５４】
このように、本実施形態の通信システムにおいても、各路側通信装置１（親機１Ａ及び子機１Ｂ）が自身に割り当てられた分割時間帯Ｔｄｊにおいて必ず無線送信を継続するようになっているので、通信エリアＡ内の車載通信装置３は第１時間帯Ｔｉにおいて必ずキャリアを検出し、第１時間帯Ｔｉに無線送信を行うことがない。
従って、当該第１時間帯Ｔｉを複数の路側通信装置１（親機１Ａと子機１Ｂ）用の送信時間として有効に確保することができる。
【００５５】
また、本実施形態の通信システムによれば、親機１Ａの割当手段１２ａが生成する割当情報が、次周期の第１時間帯Ｔｉと分割時間帯Ｔｄｊのスロット時間を含んでいるので、子機１Ｂに対する分割時間帯Ｔｄｊの割当時刻が１周期分遅れるようになっている。
このため、制御遅れに伴う子機１Ｂの時刻設定の失敗を防止することができ、分割時間帯Ｔｄｊの動的な割当をより確実に実施することができる。
もっとも、必ずしも１周期分先の割当情報を格納する必要はなく、今周期の割当情報であってもよい。
【００５６】
〔親機によるパディングデータの利用〕
ところで、この第２実施形態において、第２時間帯Ｔｖの末端データＥＤが第１時間帯Ｔｉにまたがって送信されることで、第１時間帯Ｔｉの始端データＳＤと第２時間帯Ｔｖの末端データＥＤ（図４参照）とが競合すると、親機１Ａが生成した割当情報が末端データＥＤによって潰され、子機１Ｂにその割当情報を送信できなくなる恐れがある。
そこで、図９に示すように、割当情報の前に、疑似信号で構成されたパディングデータＰＤを付加するようにしてもよい。
【００５７】
また、図１０に示すように、上記パディングデータＰＤは割当情報で構成することもでき、この場合、親機１Ａの送信制御手段１２ｂは、自身の分割時間帯Ｔｄｊにおいて割当情報を連送することになる。なお、図９及び図１０に示すパディングデータＰＤは、いずれも、車載通信装置３が１回に送信する最大データ長ＭＬよりも長い。
かかるパディングデータＰＤを割当情報の前に挿入すれば、第２時間帯Ｔｖの終了間際に第１時間帯Ｔｉにまたがって送信された末端データＥＤ（図４参照）によりパディングデータＰＤが潰されても、割当情報がその末端データＥＤと競合するのが防止でき、子機１Ａに対する分割時間帯Ｔｄの動的割当を確実に行えるようになる。また、上記の通り割当情報を連送すれば、その割当情報と末端データとの競合が生じなかった場合に、子機１Ｂが割当情報を受信する可能性が増大し、子機１Ｂに対する分割時間帯Ｔｄｊの動的割当より確実に行うことができる。
【００５８】
〔その他の変形例〕
今回開示した各実施形態は本発明の例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は、上記実施形態ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲とその構成と均等な意味及び範囲内での全ての変更が含まれる。
【００５９】
例えば、上記各実施形態において、第１時間帯Ｔｉを路車間通信のためのタイムスロットとし、第２時間帯Ｔｖを車車間通信のためのタイムスロットとしてもよい。
また、上記各実施形態において、通信システムの構成要素となる車載通信装置３の代わりに、或いは、この車載通信装置３に加えて、歩行者が携帯する通信装置（携帯通信端末）を用いることもできる。この場合、キャリアセンス方式の携帯通信端末に対しては、路歩間通信を行うに際して上記各実施形態と同様の通信制御を行うことができる。
【００６０】
更に、上記第２実施形態では、親機１Ａが子機１Ｂに対して分割時間帯Ｔｄｊを動的に割り当てる場合を例示したが、分割時間帯Ｔｄｊは、各路側通信装置１に対して中央装置４が動的に割り当てることもできるし、各路側通信装置１に対して固定的（静的）に割り当てることにしてもよい。
なお、上記各実施形態において、路側通信装置１の制御部１２が実行するＴＤＭＡにおいては、各局からの送信が重なるのを防止するためのガードタイムが設定されるが、このガードタイムは、車載通信装置（移動通信装置）３でのキャリアセンス判定においてキャリアなしと判定されない程度の長さに設定されている。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】第１実施形態の通信システムが設置された道路の平面図である。
【図２】路側通信装置と車載通信装置の内部構成を示すブロック図である。
【図３】車載通信装置が送信するデータフォーマットの一例を示す図である。
【図４】割当手段が割り当てるタイムスロットの一例を示す図である。
【図５】パディングデータを付加する場合のタイムスロットの一例を示す図である。
【図６】パディングデータの変形例を示す図である。
【図７】第２実施形態の路側通信装置と車載通信装置の内部構成を示すブロック図である。
【図８】親機の割当手段が割り当てるタイムスロットの一例を示す図である。
【図９】親機の割当手段が割り当てるタイムスロットの変形例を示す図である。
【図１０】親機の割当手段が割り当てるタイムスロットの変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１      路側通信装置
１Ａ    親機
１Ｂ    子機
２      信号機
３      車載通信装置（移動通信装置）
４      中央装置
５      車両
１１      通信部
１２      制御部（処理プロセッサ）
１２ａ    割当手段
１２ｂ    送信制御手段
３１      通信部
３２      制御部（処理プロセッサ）
Ａ      通信エリア
Ｔｉ    第１時間帯
Ｔｖ    第２時間帯
Ｔｄｊ  分割時間帯
ＰＤ    パディングデータ
ＬＤ    実情報データ
【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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