JPH0247136B2 - Roshakanmusentsushinsochinotsushinseigyohoho - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、路上に設けられた路上機と路上を走
行する車両との間で無線情報通信を行なう路車間
無線通信装置の通信制御方法に関する。

〔従来の技術〕

近年のモータリゼーシヨンの進展、高度情報化
社会の発展にともない、各種の交通・運輸情報シ
ステム等に共通的に適用できる無線システムとし
て、道路上の限定された極小無線ゾーン内で走行
中の個々の車両を識別して該車両の位置情報に密
接した個別情報の双方向交信を行なうような路車
間無線通信装置の実用化が重要な課題となつてい
る。路車間無線通信においては、限定された無線
ゾーン内を走行通過する短時間内での情報交信で
あつて、無線ゾーンと車線数との関係、車両の広
い走行速度範囲、道路の渋滞時の対応、路上装置
および車載機の設備コストの問題等解決すべき課
題は未だ数多く存在するというのが実状である。

従来から、路上機と車載機との間で行なう路車
間無線通信の一つの形態として、道路に埋設した
路面ループコイルと車両に設けた車載コイルとの
間で無線通信結合により通信する通信方式があ
る。

また、路車間の無線通信方式の技術が記載され
た文献の一例として、〔電子通信学会全国大会、
2351、昭和59年度、P2355、杉山峯、松尾良雄、
金子尚志〕がある。第２図は、該文献に記載され
た「ミリ波による車と路上の交信に関する方式」
を説明する図である。該路車間無線通信は、同図
ａのように、複数車線で各車線Ａ〜Ｄ毎に一部が
オーバラツプする無線ゾーンZA〜ZDを設けて行
なわれ、同図ｂに示す交信手順で路車間での無線
通信を行なう、すなわち、(1)路上装置からトリガ
コードTRGを車線Ａ〜Ｄ別に時分割で常時掃引
送信しており、(2)或る車線の無線ゾーンに進入し
た車両が該トリガコードTRGを受信して認識し
たらアクセスコードACCを送信し、(3)路上装置
は各車線で受信したアクセスコードACCを識別
して交信車線を決定し、トリガコードTRGの送
信を停止して決定された車線から了解コード
ACKを送信し、(4)車両では該了解コードACKを
受信すると情報要求コード（DATA1）を送信
し、(5)路上装置では該情報要求コード
（DATA1）を受信して誤り検出を行ない必要に
応じて再送要求NAKをし、(6)路上装置で正しい
要求コードを判別すれば了解コードACKを送信
し、(7)続いてその要求内容に適した応答情報コー
ド（DATA2）を送信し、(8)車両では該情報コー
ドの誤り検出および必要に応じて再送要求NAK
を行ない、(9)正しい情報を得たならば了解コード
ACKを送信して交信を完了する手順で通信制御
がなされている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら上記路面ループコイルと車載コイ
ルとの間で無線結合により通信する通信方式は、
路面ループコイルの構造上から、搬送波周波数は
300KHz以下であり、情報の伝送速度としては数
Kbit／sec程度が限界であり、路車間での画像情
報を含めた高度情報伝送を行なうには不適当であ
る。

これに対して第１図ａ，ｂに示す方法は、上述
のように、路車間無線通信にマイクロ波あるいは
ミリ波帯を適用するので、情報伝送速度の飛躍的
な向上が実現できること、煩雑な路面埋設工事を
必要としないこと等の優れた利点を有するが、し
かし、路上通信装置および車載機として比較的高
価な無線装置を必要とする欠点があり、各車線毎
に路上機と無線ゾーンを設ける通信形態では、近
年の道路の車線数増加傾向のもとでは路上装置の
設備コストの低減に大きな制約を与えている。ま
た、第２図ｂに示す手順の通信制御方法は夫々の
無線ゾーンZA〜ZD内に１台の走行車両のみが存
在する場合のみ可能な方式であり、１つの無線ゾ
ーン内に複数の走行車両が存在する場合は識別が
不可能になるという問題がある。

本発明は、上述の点にかんがみてなされたもの
で、複数車線に跨がる無線ゾーンのもとで、一つ
の無線ゾーン内での複数の走行車両を個別識別し
て交信できるようにして路上機の創設台数を低減
し、また、車載機の送信のための搬送波を路上機
から供給するようにした通信形態にして車載機の
簡素化、低コスト化を実現する路車間無線通信装
置の通信制御方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するため、本発明は、極小無
線ゾーン内で路上機と車載機との間で情報伝送を
時分割で行なう路車間無線通信装置において、無
線ゾーン内に進入した単数あるいは複数の車両の
車両固有コードを個別に認識するための交信ブロ
ツクにおいて、路上機はトリガコードを送信し、
各車載機は該トリガコードを受信し認識した後に
各回毎に乱数的に選定された時間間隔で車両固有
コードを複数回送信し、路上機では二回以上同じ
車両固有コードを受信したものについて多数回照
合により誤り制御を行ない、各車の車両固有コー
ドを確認して路上機から車載機へおよび車載機か
ら路上機への各車の固有情報の交信ブロツクを設
定することにより路上機と車載機と交信を行なう
ように通信制御方法を構成した。

また、前記無線ゾーン内に進入した単数あるい
は複数の車両の車両固有コードを個別に認識する
ための交信ブロツクにおいて、路上機はトリガコ
ードを送信し、各車載機は該トリガコードを受信
し認識した後に乱数的に選定された時間遅れで車
両固有コードを１回送信し、路上機は各車の該車
両固有コードを受信して誤り検出を行ない、何れ
かの車両について誤りが検出された場合には再度
同じ手順を繰り返すことにより各車の正確な車両
固有コードを認識できるようにする。

〔作用〕

上記のように路車間無線通信装置を構成するこ
とにより、各車両から車両固有コードの送信を各
車独立に乱数的に設定された遅れ時間で行なうの
で、全く同時刻に同一走行速度で進入した車両に
対しても送信の重複による混信の確率を低減させ
ることが可能となる。また、さらにこのような乱
数的な時間差処理を複数回繰り返すことにより、
べき乗的に混信確率を低減し、各車両の車両固有
コードの正確なかつ効率的な認識が可能となる。

〔実施例〕

第１図は、本発明に係る路車間無線通信装置の
無線ゾーンと車線数との関係を示す図であり、同
図ａは２車線−１無線ゾーン、同図ｂは４車線−
２無線ゾーンの場合を示す。

第１図ａにおいて、車線ＡとＢに跨がつた無線
ゾーンＺ（AB）は、例えば車載機アンテナの高
さを基準にした路上機アンテナの実効高さを6m、
指向方向の路面垂線に対する偏角を30度、指向特
性の半値角を45度とすると、幅約6m、走行方向
に約7mである。４車線の場合には、同図ｂのよ
うに、車線ＣとＤに跨がつた無線ゾーンＺ（CD）
が追加される。２車線に跨がつて無線ゾーンを設
定した場合、該両車線をほぼ平行して走行する車
両Ｍ１とＭ２が存在する場合、さらに渋滞時には
同一車線上を非常に密な車間距離で走行する車両
Ｍ３が存在する場合があり得る。

第３図は、１つの無線ゾーン内に複数の走行車
両が存在する場合の路車間無線通信装置の交信手
順の一実施例を示す図である。同図において、
T1は無線ゾーン内に進入した複数の車両の車種
コード、車載機（加入者）コード、目的地コー
ド、交信内容（サービス）指定コード等からなる
車両固有コードIDNを識別して個々の車両に対
する路車間情報交信内容の割り当てを行なう交信
ブロツクであり、T2およびT3はブロツクT1で定
められた順序に従つて各車両毎に個別の情報を路
上機から車載機へおよび車載機から路上機へ伝送
するブロツクである。交信ブロツクT1では、ま
ず(1)路上機からトリガコードTRGが送信され、
(2)無線ゾーンに進入した車両が該トリガコード
TRGを受信して認識したら、(3)車載機は交信ブ
ロツクT1の期間の数分の一程度の時間内で乱数
的に選定された時間間隔で、該車の車両固有コー
ドIDNを複数回送信する。一つの無線ゾーン内
に複数台の進入車両がある場合（第１図の例では
Ｍ１とＭ２）、各車ごとに前記(2)、(3)の動作が行
なわれるが、各車で夫々独立に乱数的な処理がな
されるために各車の車両固有コードIDNの送信
が重なる確率は極端に低減される。路上機では、
(4)各車両から乱数的な間隔で複数回づつ送信され
て来る車両固有コードをすべて受信し、(5)２回以
上同じ車両固有コードを受信したものについて多
数回照合による誤り制御を行ない進入各車の車両
固有コードIDNを認識し、(6)各車の交信内容指
定コードにもとづいて次の車交信ブロツクT2お
よびT3設定を行なう。交信ブロツクT2では、(7)
路上機は車両指定コードDSAと該指定車への路
上機からの固有情報DDATを送信し、(8)車両は
車両指定コードDSAを認識して自車が指定され
ている場合には車載機を受信モードにして路上機
からの情報を受信する。車載機への情報として
は、例えば経路誘導等の情報コードあるいは道路
地図等の画像情報であつて、経路誘導情報のよう
に特に正確な情報伝送を必要とする場合には、(9)
車載機は受信情報の誤り検出を行ない必要に応じ
て再送要求NAKを行ない、(10)正しい情報と判断
すれば了解コードACKを送信する。交信ブロツ
クT3では、(11)路上機は車両指定コードDSAを送
信した後に受信モードにし、(12)車載機は車両指定
コードDSAを認識して自車が指定されている場
合には車載機からの固有情報UDAT例えば車載
FAXからの画像情報を送信し、（13）路上機は該
車載機からの情報を受信して認識し、了解コード
ACKを送信した後に交信ブロツクT1の状態に復
帰する。

第４図は、上記第３図に示す交信手順の交信ブ
ロツクT1部分の他の例を示す図である。同図の
交信ブロツクT1では、(1)路上機からトリガコー
ドTRGが送信され、(2)無線ゾーンに進入した車
両が該トリガコードTRGを受信して認識したが、
(3)車載機は、車両固有コードIDNの伝送時間の
例えば10〜20倍の時間内で乱数的に選定された時
間遅れで該車の車両固有コードIDNを１回送信
する。一つの無線ゾーン内に複数台の進入車があ
る場合、路上機では各車に独立に乱数的に設定さ
れた遅れ時間の車両固有コードIDNが受信され、
(4)路上機において各車両固有コードIDNについ
て誤り検出を行ない、複数台の車両からの通信が
重なつた場合あるいは何らかの原因で誤り検出さ
れた場合には、(5)再度前記(1)〜(4)までの手順を繰
り返し、各車の正確な車両固有コードIDNが認
識された時点で、(6)各車の交信内容指定コードに
もとづいて次の交信ブロツクT2およびT3の設定
を行ないブロツクT1を完了する。

以上は２車線１無線ゾーンの場合の実施例であ
るが、本発明の基本原理は第２図ｂのように４車
線２無線ゾーンの場合にも容易に拡張でき、この
場合には夫々の無線ゾーンＺ（AB），Ｚ（CD）で
の交信ブロツクT1〜T3を単位としてゾーン端子
の時分割で交互に行なうことができる。なお、こ
の場合、例えば車線ＢとＣの中間を走行する車両
のように、両無線ゾーンＺ（AB），Ｚ（CD）の何
れとも交信可能な車両があるときには、何れか一
方の無線ゾーンでの交信が完了していれば、他方
の無線ゾーンの路上機がたとえ該車の車両固有コ
ードIDNを認識しても該車との交信ブロツクT2
およびT3での交信を省略するように通信制御を
行ない交信の効率を高めることができる。

第５図は、第３図および第４図に示す路車間無
線通信の交信手順を、具体的に実現する路車間無
線通信装置の一例を示す図である。同図ａは路上
機のシステム構成を示し、同図ｂは車載機のシス
テム構成を示す。路上機および車載機は夫々サー
キユレータ１２および２２により夫々のアンテナ
１１および２１を送受信共用で駆動するように構
成されている。路上機のサーキユレータ１１の送
信ポートには搬送波発振器１３と振幅変調器１４
とが接続されており、該振幅変調器１４は、路上
機の通信制御回路１６により制御されて交信ブロ
ツクT1〜T3に相応してトリガコードTRG、車両
指定コードDSA、了解コードACK等の交信制御
コードあるいは入力端子S2の車載機への固有情
報コードDDATにより搬送波を振幅変調する。
車載機からの送信波は、サーキユレータ１２の受
信ポートに接続されている路上機の受信器１５に
より検波され、路上機の認識回路１７により誤り
検出あるいは照合を行ない認識された車載機から
の情報を端子S1に抽出すると共に、車載機への
送信を必要とする場合には路上機の通信制御回路
１６を制御する。車載機では、サーキユレータ２
２の受信ポートに接続されている車載機の受信器
２５により路上機からの送信波を検波し、車載機
の認識回路２７で認識し、路上機からの情報を端
子S3に抽出する。サーキユレータの送信ポート
には搬送波発振器２３と振幅変調器２４とが接続
されており、該振幅変調器２４は車載機の通信制
御回路２６により制御される。車載機の通信制御
回路２６は、乱数的な遅延時間を設定する機能を
有しており、第３図および第４図で詳述したよう
な交信ブロツクT1の期間内における本発明の特
徴的な乱数的間隔での車両固有コードIDNの送
信を行なう。交信ブロツクT2およびT3では車載
機の認識回路２７での誤り検出の認識の結果に応
じて再送要求コードNAKか了解コードACKを、
あるいは入力端子S4からの路上機への固有情報
コードDDATを送信するように通信制御がなさ
れる。

以上、第３図および第４図の交信手順で詳述し
たように、本発明の通信制御方法の基本的な特徴
は、複数車線に跨がる無線ゾーン内に複数の走行
車両が存在する場合にも的確に各車両の車両固有
コードを認識して路車間での双方向交信を設定す
る交信ブロツクT1の動作にあり、その基本的な
動作原理は、各車両からの車両固有コードの送信
を各車独立に乱数的に設定された遅れ時間で行な
うことにより、全く同じ時刻に同一走行速度で進
入した車両に対しても送信の重複による混信の確
率を低減し、さらにこのような乱数的な時間差処
理を複数回繰り返すかあるいは誤り検知を加えて
複数回行なうことにより、べき乗的に混信確率を
低減し、各車両の車両固有コードの正確なかつ効
率的な認識に貢献する。

本発明の具体的な適用例として、車両固有コー
ドを128bit、路車間での伝送速度を512Kbit／sec
とすると、車両固有コードの一台あたりの実伝送
時間は０、25msecであり、乱数的な遅れ時間の
範囲を０〜3msecとすると、１回の乱数処理あた
り約１／10の重複確率の低減がなされることにな
る。いま、ブロツクT1の時間を10msecとする
と、第３図の場合同一無線ゾーン内の各車両につ
いて最少３回平均６回の車両固有コードの照合が
なされることになり、第４図の交信手順の場合に
は誤り検出を含めて３回の反復認識動作が可能で
ある。なお10msecのブロツクT1の時間は、100
Km／時で走行する車両がわずか約28cm走行に相当
する。路車間での双方向交信ブロツクT2および
T3での交信内容としては、経路誘導等の走行情
報コード、メツセージコード等のコード情報と簡
易車載FAX等の画像情報がある。コード情報は
全体で256bit以下で充分であり、その伝送時間も
1msec以内である。画像情報としては、例えば４
本／mmの解像度のA6版画像をMHおよびMR方式
で帯域圧縮して伝送する場合の情報量は45Kbit
であり、該情報の伝送時間は約88msecでこれは
時速100Kmの走行車両が２、5m走行する時間に相
当し、前述の極小無線ゾーン内でも充分に交信可
能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明に係る路車間無線
通信装置の通信制御方法によれば、複数車線に跨
がつた無線ゾーンでの路上間通信において、一つ
の無線ゾーン内に複数の車両が存在する場合にも
夫々の車両の車両固有コードを重複なしに効率的
に認識できる。また、複数車線に跨がつて無線ゾ
ーンを設定するので、車線数が増加する傾向の著
しい近時の道路事情において路上機設置数を低減
でき路上設備の低コスト化等に優れた効果が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂはそれぞれ本発明に係る路車間無
線通信装置の無線ゾーンと車線数との関係を示す
図、第２図ａは、従来の路車間無線通信装置の無
線ゾーンと車線数との関係を示す図、同図ｂ従来
の路車間無線通信の交信手順を示す図、第３図は
本発明に係る路車間無線通信の交信手順を示す
図、第４図は第３図に示す交信手順のブロツク
T1の他の例を示す図、第５図ａ，ｂはそれぞれ
本発明に係る路車間無線通信装置の路上機および
車載機を示す図である。 図中、Ａ〜Ｄは車線、Ｚ（AB），Ｚ（CD）……
無線ゾーン、Ｍ１〜Ｍ３……車両、TRG……ト
リガコード、IDN……車両固有コード、DSA…
…車両指定コード、DDAT……路上機からの固
有情報コード、NAK……再送要求コード、ACK
……了解コード、UDAT……車載機からの固有
情報コード、１１……アンテナ、１２……サーキ
ユレータ、１３……搬送波発振器、１４……振幅
変調器、１５……受信器、１６……通信制御回
路、１７……認識回路、２１……アンテナ、２２
……サーキユレータ、２３……搬送波発振器、２
４……振幅変調器、２５……受信器、２６……通
信制御回路、２７……認識回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 極小無線ゾーン内で路上機と車載機との間で
   情報伝送を時分割で行なう路車間無線通信装置に
   おいて、前記無線ゾーン内に進入した単数あるい
   は複数の車両の車両固有コードを個別に認識する
   ための交信ブロツクで、前記路上機はトリガコー
   ドを送信し、前記各車載機は該トリガコードを受
   信し認識した後に各回毎に乱数的に選定された時
   間間隔で車両固有コードを複数回送信し、前記路
   上機では２回以上同じ車両固有コードを受信した
   ものについては多数回照合により誤り制御を行な
   い、前記各車両の車両固有コードを確認して路上
   機から車載機へおよび車載機から路上機への各車
   の固有情報の交信ブロツクを設定することを特徴
   とする路車間無線通信装置の通信制御方法。 ２ 前記無線ゾーン内に進入した単数あるいは複
   数の車両固有コードを個別に認識するためのブロ
   ツクで、前記路上機はトリガコードを送信し、前
   記各車載機は該トリガコードを受信し認識した後
   に乱数的に選定された時間遅れで車両固有コード
   を１回送信し、前記路上機は各車の該車両固有コ
   ードを受信して誤り検出を行ない、何れかの車両
   について誤りが検出された場合には再度同じ手順
   を繰り返すことにより各車の正確な車両固有コー
   ドを認識することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の路車間無線通信装置の通信制御方法。