特集

700MHz 帯無線による車車・路車・路路間通信システム

Cooperative Inter-infrastructure Communication System Using 700 MHz Band

岸本＊健吾

Kengo Kishimoto

山田雅也

神野Masaya Yamada

正之

Masayuki Jinno

日本では、ITS の一環として、交通の安全と円滑、環境の保護等を目指したシステム―新交通管理システム（UTMS）の研究開発及び実用化・整備を推進している。UTMS に含まれる交通管制アプリケーションを実現するシステム構成には、路路間、路車間の通信が必須であり、この手段である電波メディアの候補の１つとして、700MHz 帯を活用することを検討している。本稿では、ITS の高度化に向け、700MHz 帯を活用した車車・路車・路路間通信システムの実用化に向けた取り組みを、主に信号制御技術の高度化の観点から路路間通信に焦点を当てて報告する。

In Japan, as part of the Intelligent Transport System (ITS), research, development and deployment of the Universal Traffic
Management System (UTMS) have been promoted for the purposes of environmental preservation, safety support and traffic
congestion reduction. For the application of UTMS, infrastructure-to-vehicle (I2V/V2I) and inter-infrastructure (I2I)
communications are vitally important. As one of the possible solutions to these needs, we are studying the use of the 700
MHz radio band. This paper reports on our research and development for the practical application of UTMS using the 700
MHz band for I2V/V2I, I2I and vehicle-to-vehicle (V2V) communications. We have focused particularly on I2I communications
for enhanced traffic signal control.
キーワード：路路間通信、協調システム、ITS 無線、700MHz 帯、信号制御

1.

緒言

2.

700MHz 帯 ITS 無線とは

日本では、主に一般社団法人 UTMS 協会において、交通

近年、携帯電話や無線 LAN などのワイヤレスブロードバの安全と円滑、環境の保護等を目指したシステム―新交通

ンド技術の発展は著しく、通信メディアもともに進歩して管理システム（UTMS）の研究開発及び実用化・整備を推いる。日本の ITS においては、2011 年 12 月に 760MHz を進している。現在では、アプリケーションが多様化し、信高度道路交通システム用に割り当てる旨が公示され、その号制御技術もまた高度化が遂げられてきた。一方、通信メ

後、これに準ずる標準通信規格（ARIB STD T-109。図 1 おディアは、携帯電話や無線 LAN などのワイヤレスブロードバンドを中心に著しく進歩した。今後の ITS の高度化にあよび表 1 参照。）が発行された。帯域幅 10MHz を 1 チャネルとして、路車間通信と車車間通信の通信期間を時間的にたっては、これらの技術の連携が必要である。その一例と分ける方式であり、路側機は TDMA 方式※1 により路車間通して、光ビーコンを利用してドライバーに安全運転支援情信期間に送信し、車載機は CSMA/CA 方式※2 により車車間

報 を 提 供 す る こ と で 事 故 の 削 減 を 図 る DSSS（Driving

通信に送信することで、周波数の共用を実現する。

Safety Support Systems）では、その高度化のために、路車このように、今や ITS で活用できるメディアの選択肢は間通信の広範囲化かつシームレス化が可能な電波メディア増えており、それらを上手く活用したシステムを構築するの活用が検討されている。

ことで、複数のアプリケーションを効率よく実現すること

交通管制の高度化においては、路側の端末装置間での通信が可能になる。

が必須であるが、端末間の情報を伝送するためにケーブルを敷設することが近年では景観上や保守上の課題があり有線での通信が困難となっている。私たちは、電波や設備の更なる有効活用のため、交差点に設置される路車間通信用の路側無線装置（以下、路側機という）を利用して、路側の端末装置間での無線通信、つまり路路間通信を行うことを検討した。
本稿では、信号制御の高度化を図った 700MHz 帯 ITS 無線による車車間・路車間・路路間通信のシステムイメージを示し、その中で路側機の要件を紹介する。また実験計画を示し、今後の検討課題を述べる。

図1

700MHz 帯 ITS 無線の通信方式

2014 年 1 月・ S E I テクニカルレビュー・第 184 号

15

表1

700MHz 帯 ITS 無線の仕様

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車車間・路車間・路路間システム
機器の普及に向けたコストパフォーマンスの観点から、

図3

検討フローシステムを合理的に構築することが望まれている。そこ
で、私たちは 700MHz 帯 ITS 無線を複数のシステムで共用して連携させることを考えた。用途例を表 2 に、システムイメージを図 2 に示す。

表2

車車間・路車間・路路間通信の用途例

4.

路路間通信の利用アプリケーション
まず、私たちは、交通管制の高度化を図ることのできる路路間通信の利用アプリケーションを抽出した。この結果、表 3 のメニューが挙がった。

表3

図2

車車間・路車間・路路間通信システムイメージ

路路間通信の利用アプリケーション

これらのアプリケーションイメージを図 4 に示す。

私たちは、これらのアプリケーションに関する通信要件を明らかにし、各アプリケーションに対する 700MHz 帯
上図のうち、ここでは、これまで取り上げてこられなかった路路間通信の無線通信ニーズに注目した。交差点に設置される路車間通信用の路側機において路路間通信を共用させることにより、電波や設備の更なる有効活用ができ

ITS 無線の路路間通信の適用性を、公道を使ったフィールド実験にて確認することにした。
まず、実験の実施優先度をつけ、表 3 に挙げたアプリ

ケーションのうち、路路間通信を FAST に適用した実証実る。そこで、車車間通信や路車間通信に極力影響を及ぼさ験を行う計画とした。FAST は、緊急車両を優先的に走行ない通信方式を前提として、路路間通信の活用について検させるために信号を高度に制御するシステムであり、車車討した。検討フローを図 3 に示す。

16

700MHz 帯無線による車車・路車・路路間通信システム

間通信で交換される緊急車両の接近情報をインフラが受信して、行く先の信号を優先的に制御する。

5.

㻲㻭㻿㼀

路側無線装置の要件
次に路路間通信を FAST に適用した場合の主な要件として、必要となる通信の形態や品質、アプリケーション機能等を検討してまとめた。この結果を表 4、表 5 に示す。

表4無線通信要件⥭ᛴ㌴୧䜢ඃඛⓗ䛻㉮⾜䛥䛫䜛䛯䜑䛾ಙྕไᚚ➼䜢⾜䛖䝥䝻䝣䜯䜲䝹ಙྕไᚚ஺ᕪⅬ䛻ධ䛳䛶䛟䜛㌴䛾㔞䜢ண 䛧䛶䚸 䛭䛾஺ᕪⅬ䜢
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アプリケーション機能要件㎽ᅇ䝹䞊䝖䜢⠏䛝䚸 ⟶ไ䝉䞁䝍䞊䛸䛾㏻ಙ䜢⥔ᣢ䛩䜛

図4アプリケーションイメージ

私たちは 700MHz 帯無線を活用した FAST のシステム構成を検討した。これを図 5 に示す。

表 4 の要件は、アプリケーションに依存するものではな

く、路路間通信を利用するメニューに共通の要件であることを確認した。

実証実験においては、緊急車用模擬車載機からの情報を利用して、中央装置から前記の要件を踏まえた路路間通信

図5

FAST のシステム構成

図6

FAST の実証実験イメージ2014 年 1 月・ S E I テクニカルレビュー・第 184 号

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を経由して端末装置に情報送信することで、既存の FAST

今後は、実証実験により、路路間通信での通信品質を評

信号制御に 700MHz 帯無線による路路間通信が適用可能で価し、アプリケーションへの適用性を検証する予定である。

あることを検証する。
まず、緊急車用模擬車載機から車車間通信によって存在情報を路側機に送信し、その車車間通信情報から路側機に8.

また、緊急車検知情報を受信した模擬中央装置が、対象とする信号制御機に対して FAST 信号制御指令を送信し、該辞

本稿は、警察庁のご指導の下、UTMS 協会にて実施したて緊急車検知情報を生成できることを確認し、模擬中央装置にてその検知情報を受信できることを検証する。

謝

活動をまとめたものである。技術検討や実験計画等について有益なご提案・ご助言をいただいた警察庁と UTMS 協会に感謝する。

当する信号機において FAST 信号制御が行われることを確認する。
さらに、対象となる路側機から緊急車接近情報を送信し、路側機からの緊急車接近情報を模擬車載機にて受信できることを確認する。路路間通信を経由した情報の伝達時間（最小値／最大値／平均値）の計測も行う。

用 語 集ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー※1

TDMA 方式

時分割多元接続（Time Division Multiple Access）方式。1つの周波数を短時間ずつ分割して複数の通信機に割り当

6.

実験スケジュールて、各々のデータを送信する。

実験スケジュールを以下に述べる。

※2

2014 年 1 月にシステム構築し、2014 年 1 月頃より実験

搬 送 波 感 知 多 重 ア ク セ ス ／ 衝 突 回 避 （Carrier Senseを開始する。2014 年度中には路車間通信との共用実験もMultiple Access/Collision Avoidance）方式。各通信機は実施する計画である。

通信路が一定時間以上継続して空いていることを確認して

CSMA/CA 方式からデータを送信する。

参考文

献（1） UTMS 協会、「2012 年度活動報告書」（Jun. 2013）（2） 電波産業会、「ARIB STD T-109」（2012.02.14）（3） UTMS 協会 HP URL http://www.utms.or.jp/

執図7

筆者 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------岸本健 吾＊：システム事業部

山田雅 也 ：インフォコミュニケーション・社会システム研究開発センター部長補佐

神野正 之 ：システム事業部

主査

実験スケジュール

今後、実用化に向けては、車車間・路車間通信の標準通信規格を路路間通信に応用するために、路車間・路路間通信を周波数共用するためのデータ時間配分や、セキュリティ、相互接続性が課題である。

7.

結主幹

言

信号制御の高度化を図った 700MHz 帯 ITS 無線による車車間・路車間・路路間通信のシステムイメージを示し、その中で路側機の要件を述べた。また実証実験の計画やシステム構成を示し、今後の検討課題を明らかにした。

18700MHz 帯無線による車車・路車・路路間通信システム------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------＊主執筆者