JP2000201103A

JP2000201103A - 車車間通信方式およびその車載通信装置

Info

Publication number: JP2000201103A
Application number: JP11000092A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Nakano; 哲夫中野; Toshiyuki Sakamoto; 敏幸坂本; Toshio Nagashima; 敏夫長嶋; Takayuki Iino; 隆之飯野
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-01-04
Filing date: 1999-01-04
Publication date: 2000-07-18

Abstract

(57)【要約】【課題】路上に設置される基地局と車両に搭載する移動
局間で通信を行う路車間通信の通信領域内において、路
車間通信に対して妨害を与えることなく、移動局間の通
信が可能な車車間通信方式を提供すること。【解決手段】本発明の車車間通信方式は、データパケッ
トを、路車間通信方式で用いられる無線周波数チャネル
を使用して送受信する。路車間通信領域内では、使用す
る無線周波数を、基地局の使用する周波数と異なる周波
数でデータパケットの送受信を行う。そのため、路車間
通信領域内においても路車間通信と相互に干渉すること
ない車車間通信が可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車通信システ
ムに係り、特に車両間での無線通信を行うための車車間
通信方式、およびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】安全性の向上、輸送効率の向上、および
快適性の向上を目指したサービスを実現するため、道路
と車両を一体のシステムとした高度道路交通システム
（ＩＴＳ：ＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＴｒａｎｓｐｏｒ
ｔＳｙｓｔｅｍｓ）の開発が進められている。このシ
ステムでは、路上に設置する基地局と車両に搭載する移
動局との間で行う路車間通信、移動局間で行う車車間通
信により、これらのサービスを実現しようとしている。

【０００３】この高度道路交通システムにおける通信方
式の一例としては、社団法人電波産業会にて定められ
た標準規格「有料道路自動料金収受システム標準規格Ａ
ＲＩＢＳＴＤ−Ｔ５５１．０版」（平成９年１１月２
７日策定）が知られている。

【０００４】前記標準規格は通信領域を限定したスポッ
ト通信による路車間通信方式を定めたものであり、基地
局から移動局への通信（以下、下り通信）と移動局から
基地局への通信（以下、上り通信）に異なる周波数を用
いる全二重通信（路側通信装置）とし、通信フレームを
スロットと呼ばれる固定長の区間に時分割した同期式時
分割通信方式であるアダプティブスロッテドアロハ方式
を採用している。

【０００５】また、上り通信用と下り通信用に異なる周
波数を用いると同時に、隣接した基地局同士の干渉を防
止するため、上り下り通信用の各無線周波数として、そ
れぞれ２つの異なる周波数、合わせて４つの周波数を用
いることが規定されている。図２に各周波数の割り当て
を示す。周波数ｆ１、ｆ２を下り通信に、周波数ｆ３、
ｆ４を上り通信で使用し、周波数ｆ１とｆ３をペアで、
周波数ｆ２とｆ４をペアで組み合わせて使用する。つま
り、ある基地局の通信圏内では下り通信に周波数ｆ１
（以下、下りチャネルＡ）、上り通信に周波数ｆ３（以
下、上りチャネルＡ）を用いる（以下、モードＡ）。モ
ードＡで運用する基地局に隣接する他の基地局では、下
り通信に周波数ｆ２（以下、下りチャネルＢ）、上り通
信に周波数ｆ４（以下、上りチャネルＢ）を用いる（以
下、モードＢ）。

【０００６】アダプティブスロッテドアロハ方式の通信
フレームは、通信スロットと制御スロットに大別され、
通信スロットには複数の移動局との交信が可能なよう
に、路車間でのデータ交換を行うためのメッセージデー
タスロット（ＭＤＳ：ＭｅｓｓａｇｅＤａｔａＳｌ
ｏｔ）が複数配置される。また制御スロットには、基地
局が送信する通信フレームの構成情報、通信スロットの
使用状況などを格納するフレームコントロールメッセー
ジスロット（ＦＣＭＳ：ＦｒａｍｅＣｏｎｔｒｏｌ
ＭｅｓｓａｇｅＳｌｏｔ）と、移動局が基地局に通
信スロットの割当てを要求するためのアクチベーション
スロット（ＡＣＴＳ：ＡｃｔｉｖａｔｉｏｎＳｌｏ
ｔ）からなる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術によれ
ば、その通信領域は基地局が設置された場所に固定され
るスポット通信であるため、移動局間の通信には適用で
きない。このため、車車間通信のための通信方式が必要
となるが、周波数資源の有効利用、通信装置のコストな
どを考慮すると無線回路などの共用が可能なように、変
調方式、周波数などを前記路車間通信方式と同一とする
ことが望ましい。しかし、この場合には路車間通信のた
めの通信領域が確保されてる場所で、車車間通信が路車
間通信に対して妨害となる問題がある。

【０００８】本発明の目的は、前記路車間通信方式によ
る通信領域内においても路車間通信に対して妨害を与え
ることなく、車両間の通信が可能な車車間通信方式、お
よびその車載通信装置と路側通信装置を提供することに
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明によれ
ば、本発明の車車間通信方式は、路車間通信方式で使用
する無線周波数を用いて通信を行う。また基地局の通信
領域内では、基地局が使用している無線周波数とは異な
る無線周波数を用いて通信を行う。基地局が使用する無
線周波数を用いないため、基地局の通信領域内であって
も路車間通信と相互に干渉することない車車間通信が可
能になる。

【００１０】請求項２の発明によれば、本発明の車車間
通信方式の車載通信装置は、車車間通信制御手段で、路
車間通信用の無線周波数を使用して送受信する。また、
路車間通信領域内では、路車間通信制御手段が路車間通
信の通信フレームを検知し、車車間通信制御手段は検知
されたフレーム制御情報をもとに、基地局が運用してい
る無線周波数を用いて車車間の通信を行う。基地局が使
用する無線周波数を用いないため、基地局の通信領域内
であっても路車間通信と相互に干渉することな車車間通
信が可能な車載通信装置を提供することが可能になる。

【００１１】請求項３の発明によれば、本発明の車車間
通信に加え、路車間通信方式による路車間通信も可能な
車載通信装置を提供することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の車車間通信方式の
一実施例を図１を用いて説明する。

【００１３】図１は、路車間通信のための無線チャネル
の運用をモードＡにて行っていた場合に、基地局の通信
領域内において車車間通信を同時に行う場合を示す図で
ある。同図は路車間の通信を、１フレームを３スロット
で構成した場合の例である。同図の構成の場合、前記路
車間通信方式によって、スロット１の下りチャネルＡは
フレーム制御スロット（ＦＣＭＳ）に、スロット３の上
りチャネルＡはリンク要求スロット（ＡＣＴＳ）に、ス
ロット２、スロット３の下りチャネルＡ、スロット２の
上りチャネルＡはデータ交換のための通信スロット（Ｍ
ＤＳ）に利用されている。

【００１４】この通信フレームを使って路車間通信を行
う移動局は、自局に割当てられた通信スロットの位置を
判別するために、基地局が送信する通信フレームとの同
期が必要になる。このために前記路車間通信方式では、
フレーム制御スロットのフレーム制御信号ＦＣＭＣ（Ｆ
ＦｒａｍｅＣｏｎｔｒｏｌＭｅｓｓａｇｅＣｈａ
ｎｎｅｌ）には他のスロットに配置される信号ＭＤＣ
（ＭｅｓｓａｇｅＤａｔａＣｈａｎｎｅｌ）、ＡＣ
ＫＣ（ＡｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅＣｈａｎｎｅｌ）、Ａ
ＣＴＣ（ＡｃｔｉｖａｔｉｏｎＣｈａｎｎｅｌ）とは
異なる同期信号パターンを多重し、通信フレームの時間
基準としてフレーム制御スロットの位置が識別できるよ
うにしている。また、フレーム制御信号ＦＣＭＣには、
基地局が運用する無線チャネル、フレーム周期、自局に
割当てられたスロット位置などのフレーム構成情報が多
重されているので、移動局は通信フレームの再生が可能
になる。

【００１５】車車間通信用のデータパケットは、路車間
通信で利用する無線チャネルとは異なるチャネルを用い
て送受信を行う。図１の実施例では上りチャネルＢを用
いて、移動局間のデータパケットの送受信を行う。使用
する無線周波数が異なるため、路車間通信のフレームと
の同期等を考慮する必要はない。

【００１６】次に図３を用いて、基地局の通信領域へ侵
入する時の、車車間通信で用いる無線チャネルの切り替
えを説明する。同図は２つの移動局同士が車車間通信を
行いながら、基地局の通信領域内に侵入した場合を示
し、図３ａは侵入前、図３ｂは侵入後の状態を示す。同
図において３０１は基地局、３０２は基地局の通信領
域、３０３，３０４，３０５は移動局を示す。

【００１７】まず図３ａにおいて、基地局３１０は無線
チャネルをモードＡで運用し、移動局３０３と路車間通
信を行っている。つまり、基地局３０１は無線周波数ｆ
１、およびｆ３を用いて通信を行っている。さらに、移
動局３０４と３０５は上りチャネルＡ（周波数ｆ３）を
用いて車車間通信を行いながら、基地局の通信領域３０
２の方向に移動中である。移動局３０４、３０５は基地
局の通信領域３０２の外で車車間通信を行うため、基地
局が使用する無線チャネルと同じチャネルを使用して
も、互いに妨害とはならない。

【００１８】次に車車間通信を行う移動局３０４と３０
５が、基地局の通信領域３０２に侵入した場合を図３ｂ
に示す。移動局３０４，３０５は、基地局から送信され
る通信フレームのフレーム制御スロットのフレーム制御
信号ＦＣＭＣを監視し、自局が基地局の通信領域３０２
の圏内に侵入したことを検出する。通信領域を検出する
と、取得したフレーム制御信号ＦＣＭＣから通信フレー
ムを再生し、基地局が運用する無線チャネルを検出し、
車車間通信を基地局とは異なる無線チャネルで送信す
る。つまり、本実施例では、基地局３０１が無線チャネ
ルをモードＡで運用中の為、移動局３０４，３０５は侵
入前の上りチャネルＡでの通信をやめ、上りチャネルＢ
（周波数ｆ４）に切り替える。

【００１９】移動局３０４が先に通信領域３０２に侵入
した場合には、移動局３０４は移動局３０５に対して通
信チャンネルを上りチャネルＡから上りチャネルＢに変
えるよう、車車間通信で指示する。移動局３０５は移動
局３０４からのチャネル変更の指示を受けた後、通信チ
ャネルを上りチャネルＢに変更する。前記のチャネル変
更手順は、移動局３０５が先に通信領域に侵入した場合
も同様である。

【００２０】また、フレーム制御信号ＦＣＭＣを検知し
た時刻に、車車間通信のデータパケットが送信中であっ
た場合は、送信動作を中止し、無線チャネルの変更の為
の通信を行い、基地局の路車間通信が行われていな無線
チャネルを変えて再送信するようにし、路車間通信の通
信スロットへの妨害を抑止する。

【００２１】移動局３０４，３０５が基地局の通信領域
３０２に侵入する前に使用してた無線チャネルが、あら
かじめ上りチャネルＢであった場合には、通信領域３０
２に侵入後も使用する無線チャネルを切り替える必要が
無いのは言うまでもない。

【００２２】また、上記実施例では路車間の通信法式と
して２組の無線周波数を用いる方式の場合を説明した
が、３組以上の場合であっても同様にして車車間の通信
が可能である。以上のことから、本実施例によれば、車
車間通信で交換するデータパケットは、路車間通信領域
内では、路車間通信では使用されない無線チャネルを用
いて交換することができるので、路車間通信と相互に妨
害なく通信を実行可能な車車間通信方式を実現できる。

【００２３】次に本発明の車車間通信方式の車載通信装
置の一実施例を図４を用いて説明する。同図において、
４０１，４０２，４０３，４０４はアンテナ、４０５は
下りチャネルＡの復調部、４０６は上りチャネルＡの変
調部、４０７は上りチャネルＡの復調部、４０８は下り
チャネルＢの復調部、４０９は上りチャネルＢの変調
部、４１０は上りチャネルＢの復調部、４１１は路車間
通信制御部、４１２は車車間通信制御部、４１３はデー
タ処理部である。

【００２４】データ処理部４１３はは、車車間通信を利
用するアプリケーションを実現するもので、車車間通信
を通して授受されるデータを処理するため、車車間通信
制御部４１２とのデータ送受信信を行うことにより、相
手局のアプリケーションとの通信を実行する。車車間通
信制御部４１２は、媒体アクセスのための通信制御など
が行われ、例えば、データ処理部４１３から渡されたア
プリケーションデータに、通信手順の制御情報や同期信
号などを付加して車車間通信のためのデータパケットを
作成し、無線部を経由して送信する。上りチャネルＡで
送信する場合には変調部４０６、アンテナ４０２を利用
して相手局に送信し、復調部４０７で相手局からの送達
確認のデータパケットが受信されるのを待つ。送達確認
を受信すると再送処理の判定を行い、必要に応じて再送
処理などを行う。

【００２５】また、相手局から送信されてきたデータパ
ケットは、アンテナ４０２を通じて復調部４０７に渡さ
れ、ベースバンド信号に変換された後、車車間通信制御
部４１２に入力される。相手局からのデータパケットを
受信した車車間通信制御部４１２は、例えば通信手順の
制御情報などからデータを検査して送達確認のデータパ
ケットを作成し、変調部４０６、アンテナ４０２を利用
して相手局に返信する。データパケットの受信に成功し
た場合は、多重されているアプリケーションデータを抽
出してデータ処理部４１３に渡す。上りチャネルＢを用
いて通信を行う場合には、変調部４０９、復調部４１
０、アンテナ４０４を用いて上記と同様の手順を行う。

【００２６】路車間通信制御部４１１は、アンテナ４０
１から入力する信号を復調部４０５で復調したベースバ
ンド信号を入力とし、少なくとも、移動局が路車間通信
領域に進入したことを検知するために、基地局からフレ
ーム制御スロットで送信されるフレーム制御信号ＦＣＭ
Ｃの検出を行う。路車間通信制御部４１１でフレーム制
御信号ＦＣＭＣを検出すると、車車間通信制御部４１２
へ基地局の通信領域内に進入したことを通知するととも
に、基地局の送出するＦＣＭＣに含まれる制御情報を伝
送する。また、一定期間フレーム制御信号ＦＣＭＣを検
知できないなどの条件で移動局が路車間通信領域の外に
位置したことを判定し、通信領域外と判定した場合には
フレーム制御信号ＦＣＭＣの制御情報が無効になったこ
とを通知する。

【００２７】これに対応して車車間通信制御部４１２で
は、路車間通信制御部４１１からの基地局への進入通知
を検出すると、通知された情報から基地局の運用無線チ
ャネルを判別し、無線チャネルが車車間通信で使用して
いるチャネルと一致した場合は、通信中の相手移動局に
対して使用する無線チャネルの変更を通知した後、車車
間通信の無線チャネルをを基地局の運用チャネルとは異
なるチャネルに切り替える。

【００２８】また、路車間通信制御部４１１から通知を
受けた時点で、車車間通信のデータパケットが送信中に
あリ、さらに車車間通信と基地局の無線チャネルが同一
のチャネルを使用していた場合には、車車間通信制御４
１２は送信動作を中止し、通信中の相手移動局に対して
使用する無線チャネルの変更を通知した後、送信チャネ
ルを切り替え再送信するようにし、路車間通信の通信ス
ロットへの妨害を抑止する。

【００２９】以上のことから、本実施例によれば、路車
間通信制御部４１１と車車間通信制御部４１２により路
車間通信領域内では、基地局が運用する無線チャネルと
は異なる無線チャネルを用いて移動局間の通信を行うた
め、路車間通信領域内において相互に妨害を与えること
なく、車車間通信を実行可能な車載通信装置を実現する
ことができる。

【００３０】さらに、本実施例では下りチャネルの復調
部４０５，４０８、および上りチャネル変調部４０６，
４０９を有するので、路車間通信制御部４１１は、基地
局との路車間通信も可能である。

【００３１】なお本実施例では、車車間通信は路車間通
信方式の上チャネルを通信周波数としているが、下りチ
ャネルを使う方式であっても、上り下りの両方のチャネ
ルを使用する方式であってもかまわない。また、車車間
通信制御部４１２に示した車車間でのデータパケットの
交換手順は、本実施例の方法に限定される必要はない。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、路車間通信領域内にお
いて相互に妨害を与えることのない車車間通信方式を提
供できる。

【００３３】また、本発明によれば、路車間通信領域内
において相互に妨害を与えることのなく、車車間通信を
実行できる車載通信装置を実現できる。また、基地局か
らの信号受信手段を拡張することにより、路車間通信の
機能を兼ね備えた車載通信装置も実現可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の車車間通信方式一実施例を示す図。

【図２】路車間通信方式で用いる無線周波数を示す周波
数特性図。

【図３】（ａ）及び（ｂ）は基地局の通信領域へ侵入時
の無線チャネルの切り替えの説明の為の説明図。

【図４】本発明の車車間通信方式の車載通信装置の一実
施例の構成図。

【符号の説明】

４０１，４０２，４０３，４０４…アンテナ、４０５…
下りチャネルＡ復調部、４０６…上りチャネルＡ変調
部、４０７…上りチャネルＡ復調部、４０８…下りチャ
ネルＢ復調部、４０９…上りチャネルＢ変調部、４１０
…上りチャネルＢ復調部、４１１…路車間通信制御部、
４１２…車車間通信制御部、４１３…データ処理部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者長嶋敏夫神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所マルチメディアシステム開発本部内 (72)発明者飯野隆之茨城県日立市大みか町五丁目２番１号株式会社日立製作所大みか工場内Ｆターム(参考） 5H180 AA01 BB04 BB06 CC12 EE10 FF13 5K067 AA03 BB21 CC05 CC06 CC08 EE02 EE10 EE25 JJ12 JJ13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】路車間通信に必要な制御情報を含むフレー
ム制御スロットを配置し、これに後続して少なくともデ
ータ交換用の通信スロットを配置する形式の通信フレー
ムを用い、フレーム制御スロットにおける制御情報の送
信と、通信スロットにおける路上に設置する基地局から
車両に搭載する移動局へのデータ送信を下り通信用に割
当てられた無線周波数を用いて行い、通信スロットにお
ける移動局から基地局へのデータ送信を上り通信用に割
当てられた無線周波数を用いて行い、前記下り通信用の
無線周波数と、前記上り通信用の無線周波数の組み合わ
せを複数組持ち、前記複数組みの無線周波数のうちの一
組を用いて基地局と移動局間の通信を行う路車間通信方
式と、前記路車間通信方式で用いられる複数の無線周波
数のうち、いずれかの無線周波数を用いて、移動局間同
士での通信を行うための車車間通信方式において、基地
局の路車間通信領域内において基地局が運用している周
波数を検知し、車車間通信に利用する周波数を、基地局
が運用する周波数とは異なる無線周波数を用いて、通信
を行うことを特徴とする車車間通信方式。
【請求項２】路車間通信に必要な制御情報を含むフレー
ム制御スロットを配置し、これに後続して少なくともデ
ータ交換用の通信スロットを配置する形式の通信フレー
ムを用い、フレーム制御スロットにおける制御情報の送
信と、通信スロットにおける路上に設置する基地局から
車両に搭載する移動局へのデータ送信を下り通信用に割
当てられた無線周波数を用いて行い、通信スロットにお
ける移動局から基地局へのデータ送信を上り通信用に割
当てられた無線周波数を用いて行い、前記下り通信用の
無線周波数と、前記上り通信用の無線周波数の組み合わ
せを複数組持ち、前記複数組みの無線周波数のうちの一
組を用いて基地局と移動局間の通信を行う路車間通信方
式と、前記路車間通信方式で用いられる複数の無線周波
数のうち、いずれかの無線周波数を用いて、移動局間同
士での通信を行うための車車間通信方式において、下り
通信用の周波数で基地局から送信される路車間通信用の
通信フレームを復調し、路車間制御手段に出力する、複
数の下りチャネル復調手段と、少なくとも路車間通信用
の通信フレーム制御信号（ＦＣＭＣ）を検知し、フレー
ムの制御情報情報を車車間通信制御手段に通知する路車
間通信制御手段と、移動局同士のデータパケットの送受
信制御と、路車間通信制御手段から出力されるフレーム
制御信号情報をもとに、データパケットを送受信する無
線周波数を選択し切り替える車車間通信制御手段と、車
車間通信制御手段から出力されるデータパケットを路車
間通信方式で割当てられた無線周波数で送信する、複数
の上りチャネル変調手段と、前記路車間通信方式で割当
てられた無線周波数の信号からデータパケットを復調し
車車間通信制御手段へ出力する、複数の上りチャネル復
調手段とを備え、前記車車間通信制御手段は、路車間通
信制御手段が路車間通信のための通信フレームを検知し
てフレーム制御情報を有効にしている期間中は、基地局
が運用している周波数とは異なる無線周波数を用いて、
車車間の通信を行うことを特徴とする移動局の車載通信
装置。
【請求項３】請求項２記載の車載通信装置において、前
記路車間通信制御手段が路車間通信に必要な通信制御手
順を具備し、基地局との路車間通信を行うようにしたこ
とを特徴とする車載通信装置。