(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行する車両と通信を行なう路車問通信システムで、
路側処理装置から提供される同報データを送信するとともに同報データの先頭に、車載装置が次基地局を選定するための周波数情報と次基地局番号情報を付加する機能を具備し、狭域無線通信の優先周波数を使用して報知する事前基地局と、
前記事前基地局同様に路側処理装置から提供される同報データを分割送信するとともに同報データの先頭に、車載装置が事前基地局での情報との誤り検出判断を行なうための自基地局番号情報を付加する機能を具備し、事前基地局で報知された周波数で通信する情報提供を行なう次基地局と、
優先周波数で受信待ちを行ない、事前基地局情報を受信した場合、提供される次基地局番号情報を保持し、事前基地局で報知された時間の間、次基地局の周波数の受信待ちを行なう周波数選定機能を具備し、次の基地局で情報を受信した場合は、同報データの先頭の事前基地局での次基地局番号情報と受信した次基地局での自基地局番号情報とにより誤り検出を行ない、正しい場合は、同報データを有効にし、誤っていれば事前基地局で報知された周波数で受信待ちを継続し、事前基地局で報知された時間を経過するまで有効の同報データを受信されなければ、事前基地局で報知された周波数と優先周波数で受信待ちを行なわせる次基地局情報待ち機能を具備した車載装置とで構成されていることを特徴とする狭域無線通信方式による路車間通信システム。
【請求項２】
車載端末が、事前基地局から報知されている同報情報を受信した場合、通信領域であっても次基地局受信待ちのための周波数に切替を行い、事前基地局からの情報は、最小限の受信にとどめ、そのタイミング（位置）により、車両位置の基準点とすることができる機能を具備している請求項１記載の狭域無線通信方式による路車間通信システム。
【請求項３】
事前基地局及び次基地局が、路側処理装置からのデータに付加する情報の中に受信回数の情報を付加する機能を具備し、車載端末が、事前基地局及び次基地局からの情報により、事前基地局では、受信回数情報分の同報データを受信後、次基地局の周波数設定、受信待ちを行なうとともに、次基地局でも受信回数情報分の同報データを正常に受信後、処理を終了して初期の周波数待ち状態に戻る機能を具備している請求項１又は２記載の狭域無線通信方式による路車間通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、狭域無線通信方式（ＤＳＲＣ，Dedicated Short Range Communications）による路車間通信システムで、禎数周波数を利用する路側システムに対応し、事前基地局と次基地局で構成した方向検出方法を行なうシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＤＳＲＣシステムの利用例で、自動料金収受システム（ＥＴＣ）がある。これはゲートを通過する車と通信を行い料金収受を行なうもので、その無線ゾーンを通過する車の方向は、片方向に限定される。また、利用されている周波数は優先周波数の２波であり、車載装置は、常に２波の検出を繰り返し行なえば良く、短時間で無線ゾーンでの同期確立を行い、通信を確立する事ができた。
【０００３】
現在のＤＳＲＣシステムは、民間利用を含め様々なサービスを行なう事が考えられ、ＥＴＣに利用されている優先周波数を含めた複数の周波数を使用し、狭域ゾーンで構成することにより周波数再利用効率を高め、周波数資源を有効利用することが検討されるとともに、大容量のデータを伝送することが求められている。このＤＳＲＣシステムを利用したサービスとして走行支援システムが考えられている。走行支援システムでは、車の走行方向を検出して、走行方向に該当する情報を提供する必要がある。
【０００４】
道路脇に設置された基地局と走行する車両間の路車問通信システムで方向検出する方法としては、事前基地局と次基地局を組み合わせることで車側に方向に合った情報のみを提供する事が考えられる。これは道路の片方向のみの無線ゾーンを実現すればいいが、電波の特性上、無線ゾーンが片車線のみにすることができず、対向車線側に漏れてしまう。従って、車載無線装置に事前基地局から自基地局番号、次基地局番号等を通知し、次基地局でも自基地局番号と事前基地局番号を通知することで車側に方向に合った情報を取得させる通信方式が考えられるが、現在のＤＳＲＣによる複数周波数を使用した場合の走行支援システムにおける方向検出の具体的な車載機の通信方式は提供されていなかった。
【０００５】
高速道路に路側装置を配置した場合、狭域通信では、そのゾーンが30m程度の長さしかなく、車両でこのゾーンを通過する時間は、速度100km（28m／s）では、約１秒である。また、ゾーン毎の干渉を避けるため複数のキャリアを使用して隣接ゾーンの干渉を避ける方法が考えられているため、システムに使用される周波数は、複数存在し、そのゾーンに入った場合の通信は、キャリア検出から通信確立までの時間が長いと、一つのゾーンでのデータ通信量は、制限されてしまう。ＤＳＲＣシステムでは、周波数を複数利用するため、全ての周波数を順次検出すると各基地局での通信確立に要する時間が長くなってしまう。
【０００６】
また、ＤＳＲＣシステムの車載装置では、優先周波数の２波は短時間で同期確立する必要があるため他の周波数検出にかかる時間をなるべく短時間にし、ユーザ情報の通信時間を長くする事により通信可能な情報量を多くするとともに、リアルタイムな情報を提供する周波数選定方法が必要である。
【０００７】
この課題と同時に、従来の方向検出を行ない、その車両に対し違う方向の情報を提供しないような誤検出を行なう機能を持った車載端末の通信方式が必要である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
そこでこの発明は、前記のような従来の問題点を解決することができる狭域無線通信方式による路車間通信システムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、走行する車両と通信を行なう路車問通信システムで、路側処理装置から提供される同報データを送信するとともに同報データの先頭に、車載装置が次基地局を選定するための周波数情報と次基地局番号情報を付加する機能を具備し、狭域無線通信の優先周波数を使用して報知する事前基地局と、前記事前基地局同様に路側処理装置から提供される同報データを分割送信するとともに同報データの先頭に、車載装置が事前基地局での情報との誤り検出判断を行なうための自基地局番号情報を付加する機能を具備し、事前基地局で報知された周波数で通信する情報提供を行なう次基地局と、優先周波数で受信待ちを行ない、事前基地局情報を受信した場合、提供される次基地局番号情報を保持し、事前基地局で報知された時間の間、次基地局の周波数の受信待ちを行なう周波数選定機能を具備し、次の基地局で情報を受信した場合は、同報データの先頭の事前基地局での次基地局番号情報と受信した次基地局での自基地局番号情報とにより誤り検出を行ない、正しい場合は、同報データを有効にし、誤っていれば事前基地局で報知された周波数で受信待ちを継続し、事前基地局で報知された時間を経過するまで有効の同報データを受信されなければ、事前基地局で報知された周波数と優先周波数で受信待ちを行なわせる次基地局情報待ち機能を具備した車載装置とで構成されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１において、車載端末が、事前基地局から報知されている同報情報を受信した場合、通信領域であっても次基地局受信待ちのための周波数に切替を行い、事前基地局からの情報は、最小限の受信にとどめ、そのタイミング（位置）により、車両位置の基準点とすることができる機能を具備していることを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１又は２において、事前基地局及び次基地局が、路側処理装置からのデータに付加する情報の中に受信回数の情報を付加する機能を具備し、車載端末が、事前基地局及び次基地局からの情報により、事前基地局では、受信回数情報分の同報データを受信後、次基地局の周波数設定、受信待ちを行なうとともに、次基地局でも受信回数情報分の同報データを正常に受信後、処理を終了して初期の周波数待ち状態に戻る機能を具備していることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。
【００１３】
［第１の実施の形態］
図１は車載端末の処理フローチャート、図２は無線通信フレームの構成図、図３は路車問通信の横成例、図４は車載端末装置の構成例である。図３に示すように事前基地局１では路側処理装置２からの同報データに次基地局３選択用の基地局情報を付加し優先周波数のfl又はf2の周波数で送信することとする。送信されている無線フレーム及び基地局で付加された情報の詳細は図２の同報スロットのデータ詳細例に示す。
【００１４】
車載端末４は事前基地局１の周波数が優先周波数に固定されているため２波のスキャンを行なう。事前基地局１の通信領域に入ると電波のレベル検出、同期確立の検出を行ない。データの受信を行なう。受信データには、図２の如く、先頭にある基地局情報ヘッダを参照する。基地局情報は、先頭に付加する事によって正誤判定処理を早く行なう。
【００１５】
事前基地局１であれば次基地局判定のための情報を取得、記憶部に保持するとともに路側処理装置２からの同報データを上位処理装置に転送する。事前基地局１での受信断を検出したら事前基地局１の通信領域を通過したものと判断し、保持していた次基地局３の周波数情報（fx）と待ち時間情報（t1）をもとに周波数選定処理行ない、指定された周波数（fx）の１波のスキャンをt1時間行なう。t1は事前基地局１から次基地局３との位置と通常交通状態の車の速度から決定された時間とする。t1時間内に次基地局３の通信領域に入った揚合は１波スキャンで通信確立される。次基地局３では事前基地局１と同様に、誤検出判定用の基地局用情報ヘッダを付加した同報データが送出されている。このデータの事前基地局番号と保持していた事前基地局番号とを比較し正しい場合は、路側処理装置２からのデータを上位装置へ転送する。同一周波数を使用した反対車線の次基地局３の場合、この誤検出によって判断でき走行方向に合った情報を車側が取得する事ができる。通信領域を通過し受信断になった場合は、初期状態に戻り、事前基地局待ちの２波スキャンに復帰する。
【００１６】
次基地局３にt1時間内に入らない場合は、速度が遅いもしくは脇道にそれた等が考えられる。この場合、事前基地局１で保持し周波数fxと優先周波数flとf2の３波で周波数スキャンの周波数選定処理を行なう。この後、f3の通信領域に入った場合は、前述の動作となる。また、優先周波数のfl又はf2の周波数で受信した場合は、新たな事前基地局１や他のサービスが考えられるので最初の処理に戻る。以上の動作により複数の周波数を使用する場合において、各基地局の通信確立時間を短くするとともに基地局の誤検出が可能となる。
【００１７】
［第２の実施の形態］
図５は車載端末の処理フローチャート、図６は路車間通信の構成例である。
第１の実施の形態の車載端末において、事前基地局１から報知されている同報情報を受信した場合、通信領域であっても次基地局受信待ちのための周波数に切替を行なう。これは事前基地局１からの受信を最小限にとどめ、そのタイミング（位置）により、車両位置の基準点とすることができる機能を具備するものである。
【００１８】
動作を説明する。車載端末４は事前基地局１の周波数が優先周波数に固定されているため２波のスキャンを行なう。事前基地局１の通信領域に入ると電波のレベル検出、同期確立の検出を行ない、データの受信を行なう。受信データには、図２の如く、先頭にある基地局情報ヘッダを参照する。基地局情報は、先頭に付加する事によって正誤判定処理を早く行なう。
【００１９】
事前基地局１であれば次基地局判定のための情報を取得、記憶部に保持するとともに路側処理装置２からの同報データを上位処理装置に転送し、保持した次基地局３の周波数情報（fx）と待ち時間情報（t1）をもとに周波数選定処理行ない、指定された周波数（fx）の１波のスキャンに移行する。この動作により、上位処理装置は、事前基地局１での同報データのタイミングで基準点（位置）を固定する事が可能となる。
【００２０】
［第３の実施の形態］
図７は車載端末の処理フローチャート、図８は無線通信フレームの構成図である。第１の実施の形態の事前基地局１、及び情報提供のための次基地局３において、路側処理装置２からのデータに付加する情報の中に受信回数の情報を付加する機能を具備する基地局１，３と、その情報により、事前基地局１では、受信回数情報分の同報データを受信後、次基地局の周波数設定、受信待ちを行なうとともに、次基地局３でも受信回数情報分の同報データを正常に受信後、処理を終了して初期の周波数待ち状態に戻る機能を具備した車載端末４で構成する。このことにより、路側で同報データの送信処理が必要な受信回数を指定でき、また車載端末４側では、正常に受信が終わったかの確認が可能となる。
【００２１】
動作を説明する。車載端末４は事前基地局１の周波数が優先周波数に固定されているため２波のスキャンを行なう。事前基地局１の通信領域に入ると電波のレベル検出、同期確立の検出を行ない。データの受信を行なう。受信データには、図８の如く、先頭にある基地局情報ヘッダを参照する。事前基地局１であれば、次基地局判定のための情報を取得、また、同報データ受信回数（n）を記憶部に保持する。
【００２２】
路側処理装置２からの同報データを上位処理装置に転送するとともに回数をカウントする。事前基地局１での受信断又は、受信回数ｎ回同報データを受信したら、事前基地局１の通信領保持していた次基地局３の周波数情報（fx）と待ち時間情報（t1）をもとに周波数選定処理を行なう。以降、第１の実施の形態と同様処理をおこなう。
【００２３】
次基地局３では、事前基地局１と同様に、誤検出判定用の基地局用情報ヘッダを付加した同報データが送出されている。ここでも同報データ受信回数（n）を保持する。誤検出処理を行い正しい場合は、路側処理装置２からのデータを上位装置へ転送するが、この時転送回数をカウントする。同報データ受信回数ｎ回同報データを受信又は、通信領域を通過し受信断になった場合は、初期状態に戻り、事前基地局待ちの２波スキャンに復帰する。この同報データ受信回数を路側で指定可能にすることで、第２の実施の形態に容易に変更できる。また、サービスによって、受信回数を固定でき、受信側での正常受信完了かの判断が可能となる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明は、前記のようであって、狭域無線通信であり、複数周波数を利用する路車間通信のシステムで、高速で走行する車両と通信を行なうサービスにおいて、走行方向を検出するとともに通信確立を短時間で行ない通信領域での情報転送量を多くでき、また、ＤＳＲＣで実現されているＥＴＣサービス等の他のサービスも同時に受けられる周波数選定方式を車載端末のソフトウェア処理で容易に行なう事ができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の、第１の実施の形態を示す車載端末の処理フローチャートである。
【図２】同上の無線通信フレームの構成図で、（Ａ）は無線区間を、（Ｂ）は同報スロットのデータ詳細例を示す。
【図３】同上の路車間通信の構成例である。
【図４】同上の車載端末装置の構成例である。
【図５】第２の実施の形態を示す車載端末の処理フローチャートである。
【図６】同上の路車問通信の構成例である。
【図７】第３の実施の形態を示す車載端末の処理フローチャートである。
【図８】同上の無繰通信フレームの構成図で、（Ａ）は無線区間を、（Ｂ）は同報スロットのデータ詳細例を示す。
【符号の説明】
１  事前基地局
２  路側処理装置
３  次基地局
４  車載端末
【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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