JPS61129927A - 路車間無線通信装置の通信制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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ョンの進展、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、交通流制
御管制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
実用化が重用な課題になっている。路車間無線通信装置
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って、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るべ
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Ｊ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、複数車線の各
車線Ａ〜Ｄ毎に一部がオーバラップする無線ゾーンＺＡ
〜ＺＤを設けて行なわれ、同図（ｂ）に示す交信手段で
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に時分割で
常時掃引送信しており、（２）成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、各車線で交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（ＡＣ
Ｋ）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（ＤＡＴＡＩ）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（ＡＣ’Ｋ）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、情報伝送速度の飛踊的な向上が実現
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
る場合のみ適用可能な方式であり、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。さらにまた、第１図に示す無線通信
方式においては、路上機および車載機が夫々独立に送・
受信機能を持つ通常の無線伝送形態であるため、台数の
多い車載機の構成を可能な限る簡素化して路車間無線通
信装置の低コスト化を図る上で障害となるという欠点も
ある。

なお、本出願人はかかる問題に対処するものの一つとし
て先に、路車間で時分割で双方向情報通信を行なう無線
形態として、路上機側のみに搬送波発振器を設け、車載
機から路上機への情報通信時には路上機から無変調搬送
波を送信し、車載機は該無変調搬送波を受信して車載機
の情報で変調・増幅して送信するようにすることにより
、極めて簡素化した車載機機構とする路車間無線通信装
置を出願している。

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、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より車
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、路上機側のみに搬送波発
振器を設け、車載機から路上機への情報通信時には、路
上機から無変調搬送波を送信し、車載機は該無変調搬送
波を受信して車載機の情報で変調あるいは変調増幅して
送信する伝送形態とし、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ブ
ロックにおいて、路上機はトリガコードに続いて無変調
搬送波を送信し、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
る誤り制御を行ない、各車の車両固有コードを認識して
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ックを設定することにより路上機と
車載機の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
車両の車両側固有コードを個別に認識するブロックにお
いて、路上機はトリガコードに続いて無変調搬送波を送
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ようにした。

〔作用〕

路車間無線通信装にの通信制御方法を上記のように構成
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ことによ
り、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できる。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か
あるいは誤り検出を加えて複数回行なうことにより、べ
き乗的に混信確率の低減が可能となる。

〔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（、）において、車４１ＡとＢに跨がっての無線
ゾーンＺＡＢ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に跨がっての無線ゾーンＺＣＤが追加される。２
車線に跨がっ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、
さらには渋滞時には同−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（Ｉ　ＤＮ）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ブロックで
あり。

Ｔ２およびＴ３はブロックＴＩで定められた順序に従っ
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ックである。ブロックＴ
ｌ、Ｔ２およびＴ３内において、車載機から路上機へ各
種コードあるいは情報信号を送信する夫々の所定の期間
には路上機から無変調搬送波（ＣＷＴ）が送信されてい
る。ブロックＴ１では、まず（１）路上機からトリガコ
ード（ＴＲＧ）に続いて無変調搬送波（ＣＷＴ）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）車載機は無
変調搬送波（ＣＷＴ）送信期間の数分の一程度の時間内
ぐ乱数的に選定された時間間隔で、該車両の車両固有コ
ード（ＩＤＮ）により無変調搬送波（ＣＷＴ）の受信波
を変調、増幅して複数回送信する。一つの無線ゾーン内
で複数台の進入車両がある場合（第１図の例ではＭｌと
Ｍ２）、各車ごとに上記（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ブロックＴ２およびＴ
３設定を行なう。ブロックＴ２では、（７）路上機は車
両指定コード（Ｄ　Ｓ　Ａ）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（Ｄ　Ｓ　Ａ）を認識して自軍が指定されてい
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ちて
、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。ブロックＴ３では、（１１）路上機は車両指定コー
ド（Ｄ　Ｓ　Ａ）を送信した後に受信モードにし、（１
２）車載機は車間指定コード（Ｄ　Ｓ　Ａ）を認識して
自軍が指定されている場合には車載機からの固有情報（
ＵＤＡＴ）、例えば車載機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）を送信した後にブロックＴ
１の状態に復帰する。

第４図は、上記第３図の路車間無線通信手順におけるブ
ロックＴ１部分の他の実施例を示す図である。同図にお
いて、ブロックＴ１では、（１）路上機からトリガコー
ド（ＴＲＧ）に続いて無変調搬送波（ＣＷＴ）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）車載機は無変
調搬送波（ＣＷＴ）の送信期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）により無変
調搬送波（ＣＷＴ）の搬送波を変調、増幅して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った場合あるい
は何らかの原因で誤り検出された場合には、（５）再度
（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ブロックＴ２およびＴ３
の設定を行ないブロック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
の無線ゾーンでのブロックＴ１〜Ｔ３単位としてゾーン
単位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
、両無線ゾーンの何れとも交信可能な車両があるときに
は、何れ〃１一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
ードを認識しても該車とのブロックＴ２およびＴ３での
交信を省略するように通信制御を行なうことにより交信
の効率を高めることができる。

なお、本発明においては、第３図および第４図のように
、車載機から路上機への情報通信時には路上機から常に
無変調搬送波（ＣＷＴ）が送信されており、車載機は該
無変調搬送波（ＣＷＴ）を受信して、路上機に情報を伝
送する必要があるときのみ該無変調搬送波を情報信号で
変調、増幅して送信するような無線形態とすることによ
り、車載機に搬送波発振器を設けないようにすることが
できる。周知のように路車間無線通信機器の置かれてい
る環境は、温度的条件が比較的苛酷であり、このような
環境のもとて搬送発振器の周波数安定度を所定の値に確
保するための対策コストが装置全体のコストの比較的大
きな割合をしめており、上記のように搬送波発振器を車
載機に設ける必要がないということは、車載機の簡素化
、小型化、低コスト化に極めて大きな効果を発揮する。

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、具体的に実現するめの路車間無線通信装置
の一構成例を示す図で、同図（ａ）は路上機の構成を示
し、同図（ｂ）は車載機の構成を示す。図において、１
１および２１は夫々路上機および車載機の送受信共用の
ＴＥＭ二端二端子駆動平面リプリントアンテナり、互い
に直交する直線偏波を駆動する二端子ＡとＢおよびＡ′
とＢ″を夫々有する。路上機から車載機へのリンクには
端子Ａ−Ａ’を、車載機から路上機へのリンクには端子
Ｂ−Ｂ’を使用して、路車間の間リンクで互いに直交す
る直線偏波を識別して適用している。

路上機のアンテナ駆動端子Ａには搬送波発振器１３と振
幅変調器■２とが接続され、端子Ｂには受信器１４が接
続されている。車載機の端子Ａ′には高周波ダイオード
スイッチ回路からなる回線切換器２３が接続されており
、該回線切換器２３は路上機から車載機ヘーの情報通信
時には車載機の受信器２４側に接続し、車載機から路上
機への情報通信時には振幅変調増幅器２２側に接続され
て端子Ｂ′を駆動するように構成されている。路上機か
ら車載機への情報通信時には、路上機の振幅変調器１２
は路上機の通信制御回路１６により制御されて各交信ブ
ロックＴ１〜Ｔ３に相応してトリガコード（ＴＲＧ）、
車両指定コード（Ｄ　Ｓ　Ａ）、再送要求コード（ＮＡ
Ｋ）、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。車載機では、端子Ａ′
で受信された路上機からの送信波は車載機の受信器２４
で検波され、車載機の認識回路２５で認識して路上機か
らの情報を端子Ｓ３に抽出すると共に、路上機への送信
を必要とする場合には回線切換機２３を制御してＡ′端
子を振幅変調増幅器２２側に接続する。

車載機から路上機へのツ貫粗」信時には、その期間中路
上機の振幅変調器１２は無変調のまま搬送波発振器１３
の出力を送信している。車載機は該無変調搬送波（ＣＷ
Ｔ）を受信して振幅変調増幅器２２により振幅変調・増
幅し端子Ｂ′でアンテナを駆動して送信する。車載機の
通信制御回路２６は、車載機の振幅変調増幅器２２を制
御するものであり、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
ブロックＴｌ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
信ブロックＴ２およびＴ３では、車載機認識回路２５で
の誤り検出、確認の結果に応じて再送要求コード（ＮＡ
Ｋ）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（ＵＤＡＴ）を送信す
るように通信制御がなされる。路上機においては、路上
機の受信器１４により車載機からの送信波を検波し、路
上機の認識回路１５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Ｓｌ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。

なお、第５図の実施例における装置構成においては、路
車間の両リングで互いに直交する偏波面の直線偏波を適
用しており、特に車載機から路上機への情報通信時に路
上機から車載機への搬送波の電波と車載機から路上機へ
の情報信号で変調された電波とを完全に分離して、路面
あるいは車体からの不要反射波を介しての相互干渉によ
る通信品質の劣下を防止している。

以上、第３図および第４図に示す実施例で詳述したよう
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ブロック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
確でかつ効率的な認識に効果を発揮する。

上記実施例の具体的な適用例として、車面固有コードを
１２８ｂｉｔ、路車間での伝送速度を５１２　Ｋ　ｂｉ
ｔ、／　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０．２５ｍ５ｅｃであり、乱数的な遅れ
時間の範囲をＯ〜３　ｍ５ｅｅとすると、１回の乱数処
理あたり約Ｉ／１０の重複確率の低減がなされることに
なる。いま、ブロックＴ１の時間を１０ｍ５ｅｃとする
と、第３回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図の実施例の場合には各回での誤り検出を
含めて３回の反復認識操作が可能である。なお１０ｍ５
ｅｃのブロックＴ１の時間は、１１００Ｋ／時で走行す
る車両がわずか約２８ｃｍ走行する時間に相当する。路
車間での双方向交信ブロックＴ２およびＴ３内での交信
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ｌｌｌｌｓｅｃ以内である。画像
情報としては、例えば４本／ｎｖの解像度のへ６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８８ｍ５ｅｃでこれは時
速１１００Ｋ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、本発明によれば、複数車線に跨が
った無線ゾーンでの路上機と車載機との間の情報通信に
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
に認識できると共に。

車載機の送信のための搬送波を路上機の搬送波発振器か
ら供給するようにしたので車載機の簡素化。

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図は本発明に係る路車間無線通信装置の無の場合を
示す図、第２図（ａ）は従来の路車間無線通信の無線ゾ
ーンと車線との関係を示す図、同図（ｂ）は路車間無線
通信の制御手順を示す図、第３図は本発明に係る路車間
無線通信の制御制御手順を示す図、第４図は第３図の交
信ブロックＴｌの他の例を示す図、第５＠（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、ＺＡＢ、ＺＣＤ・・・無線ゾーン
、Ｍ１〜Ｍ３・・・車両、ＴＲＧ・・トリガコード、Ａ
ＣＣ・・・アクセスード、ＡＣＫ・・・了解コード、０
ＤＡＴ・・・路上機からの固有情報、ＵＤＡＴ・・・車
載機からの固有情報、ＮＡＫ・・・再送要求コード、Ｃ
ＷＴ・・・無変調搬送波、ＩＤＮ・・・車両固有コード
。 ＤＳＡ・・・車両指定コード、１１・・・平面形プリン
トアンテナ、１２・・・振幅変調器、１３・・・搬送波
発振器、１４・・・受信器、１５・・・認識回路、１６
・・・通信制御回路、２１・・・平面形プリントアンテ
ナ、２２・・・振幅変調増幅器、２３・・回路切換器、
２４・・・受信器、２５・・・認識回路、２６・・・通
信制御回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （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、
   前記路上機側のみに搬送波発振器を設け、前記車載機か
   ら路上機への情報通信時には、前記路上機から無変調搬
   送波を受信し、前記車載機は該無変調搬送波を受信して
   車載機の情報で変調あるいは変調増幅して送信する伝送
   形態とし、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交信ブロッ
   クにおいては、前記路上機はトリガコードに続いて無変
   調搬送波を送信し、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数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
   を認識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ッ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. （２）、前記無線ゾーン内に進入した単数あるいは複数
   の車両の車両固有コードを個別に認識するブロックにお
   いて、前記路上機はトリガコードに続いて無変調搬送波
   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
   を一回送信し、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。