JP2008288940A - 路側通信装置及び通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】路側通信装置からの同報通信を効率的に行う。
【解決手段】通信エリア内に存在する車載通信装置２に対して、ブロードキャスト又はマルチキャストが可能な路側通信装置１であって、前記通信エリア内に存在する車載通信装置２の路側通信装置１からの信号の受信状態を、路側通信装置１が推定するための受信状態推定部３と、前記受信状態推定部３によって推定した受信状態に応じて、ブロードキャスト又はマルチキャストのための通信パラメータを決定する通信パラメータ決定部１２と、を備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、車載通信装置等との間で通信を行う路側通信装置及び当該路側通信装置を有する通信システムに関するものである。

近年、交通安全の促進や交通事故の防止などを目的として、路上等に設置されたインフラ装置（路側通信装置）から車載装置が情報を受信し、当該情報を活用することで、車両の安全性を向上させたり、利便性を向上させたりするシステム（ＩＴＳ（Intelligent Transport System））が検討されている。

そのようなシステムとして、特許文献１には、交差点に設定された無線送信装置から信号機の情報を車両に送信し、車両がその情報を活用して、ブレーキ制御を行うものが開示されている。
特許第２８０６８０１号公報

ここで、ＩＴＳ路車協調システムにおいては、インフラ情報を車両に提供する様々なサービスが考えられている。インフラ情報としては、例えば、信号情報など、エリア内を走行する複数の車両にとって共通の情報を与える場合が多い。その場合、通信する車両を特定して、個別に同じ情報をそれぞれの車両に送信するよりも、通信する車両を特定しないブロードキャスト通信を用いたり、複数の車両に対して同時に通信を行うマルチキャスト通信を用いたりした方が電波資源の効率的な活用ができる。

一方、ブロードキャスト通信やマルチキャスト通信においては、路側通信装置の通信エリア内に高速通信が可能な車載通信装置しかない場合であっても、受信状態が非常に悪い車載通信装置が通信エリア内に存在する可能性があることを考慮して、最低速の伝送速度で通信を行う必要がある。
すなわち、通信エリア内に存在する車載通信装置の受信状態は一様ではなく、路側通信装置と各車載通信装置との間の伝搬路、周囲環境の違いにより、受信Ｃ／Ｎ比（Carrier to Noise Ratio）等は、車載通信装置毎に異なる。
このため、ブロードキャストやマルチキャストの際には、最も受信状態が悪い車載通信装置でも信号を受信できるように、最低速の伝送速度で通信を行うことになり、必要なデータを送信する際に、時間がかかってしまう。

しかも、路側通信装置と車載通信装置とからなる通信システム（ＩＴＳ）では、路側通信装置と車載通信装置との間の「路車間通信」だけでなく、車載通信装置同士の「車車間通信」も行われる。また、場合によっては、路側通信装置同士の「路路間通信」も行われることがある。

ここで、マルチアクセスの方法としては、周波数分割多重（ＦＤＭＡ）、符号分割多重（ＣＤＭＡ）もあるが、多くの車載通信装置を含む通信でのマルチアクセスを考えると、時分割多重を含むマルチアクセスが有効である。時分割多重（ＴＤＭＡ）においては、路車間通信、車車間通信、及び必要であれば路路間通信それぞれにタイムスロットを割り当てて、限られた周波数帯域を２又は３種類の通信で共用することになる。

したがって、路側通信装置が車載通信装置に対して行うブロードキャスト又はマルチキャストの伝送速度が遅いと、データを送信するのに時間がかかるため、ブロードキャスト通信又はマルチキャスト通信のタイムスロットは、時分割多重での時間占有が必要以上に多くなる。この結果、車車間通信又は路路間通信のためのタイムスロット占有時間が侵食され、電波資源の有効利用の妨げとなる。

そこで、本発明は、路側通信装置からのブロードキャストやマルチキャストを効率的に行うことを目的とする。

本発明は、通信エリア内に存在する車載通信装置に対して、ブロードキャスト又はマルチキャストが可能な路側通信装置であって、前記通信エリア内に存在する車載通信装置の路側通信装置からの信号の受信状態を、路側通信装置が推定するための受信状態推定部と、前記受信状態推定部によって推定した受信状態に応じて、ブロードキャスト又はマルチキャストのための通信パラメータを決定する通信パラメータ決定部と、を備えているものである。

上記本発明によれば、車載通信装置における推定受信状況に応じて、ブロードキャスト又はマルチキャストの通信パラメータを決定できるため、受信状態が比較的良い車載通信装置のみが通信エリア内にあるときは、伝送速度を高速化するように通信パラメータを決定して、ブロードキャスト又はマルチキャスト（以下、ブロードキャストとマルチキャストを総称する場合、「同報通信」という）による通信の時間占有を短くすることができる。したがって、通信パラメータを最低速に固定した場合に比べて、効率的に同報通信を行える。

前記受信状態推定部は、車載通信装置又は車載通信装置が搭載された車両をモニタリングするモニタリング部を備え、前記モニタリング部がモニタリングした結果に基づいて、路側通信装置からの信号の受信状態が最も悪い車載通信装置の受信状態を推定するのが好ましい。この場合、車載通信装置又は車両のモニタリング結果に基づいて、車載通信装置の受信状態を推定することができる。
なお、車載通信装置又は車両のモニタリングには、様々な態様でのモニタリングが含まれる。例えば、路側通信装置１が、直接、車載通信装置から送信された信号を受信してモニタリングする他、又は他の装置を介して車載通信装置から送信された信号を受信した結果に基づいてモニタリングしてもよい。なお、モニタリングする信号は、路側通信装置との通信信号及び車載通信装置との通信信号に限られない。
また、車両をモニタリングする場合、カメラ等で車両を直接検出したり、車両の搭載された他の車載器を用いて車両を検出ことが可能である。

前記モニタリング部は、通信エリア内に存在する車載通信装置が送信した信号をモニタリングするのが好ましい。この場合、車載通信装置が送信した信号をモニタリングすればよいので、容易に通信パラメータを決定することができる。なお、車載通信装置が送信する信号は、路側通信装置に送信するためのものであってもよいし、他の車載通信装置に送信するためのものであってもよい。

前記モニタリング部は、路側通信装置が受信した信号の受信レベル及び／又はドップラーシフト量を検出するのが好ましい。路側通信装置が受信した車車間通信等の信号の受信レベル及び／又はドップラーシフト量は、車両が移動していても、電波伝搬の可逆性により、短時間においては、路側通信装置からの車載通信装置の受信状態を推定するための情報として用いることができる。

前記モニタリング部は、車載通信装置における受信状態を推定するための情報を、車車間通信において送信される情報から抽出するのが好ましい。車車間通信において送信される情報に、路側通信装置が取得するための情報を含めることで、路側通信装置は多様な情報を取得できる。

受信状態を推定するための前記情報は、車載通信装置が路側通信機からの信号を受信したときの受信品質を示す情報を含むのが好ましい。この場合、受信品質に応じて、通信パラメータを決定できる。

前記受信品質は、受信信号の受信レベル、Ｃ／Ｎ比（Carrier to Noise Ratio）、Ｄ／Ｕ(Desire to Undesire Ratio) 比、誤り検出結果、及びドップラーシフト量のうち少なくとも１つであるのが好ましい。

受信状態を推定するための前記情報は、車載通信装置が路側通信装置からの信号を受信し、路側通信装置によって通信が集中制御されるインフラストラクチャーモードであるか否かを示す情報及び／又は車載通信装置が自律制御による通信を行うアドホックモードであるか否かを示す情報を含むのが好ましい。
この場合、インフラストラクチャーモードである車載通信装置が増加するか、アドホックモードである車載通信装置が減少するように、通信パラメータを決定することができる。

ここで、インフラストラクチャーモードとは、路側通信装置が決めるタイミングに応じて、割り当てられた無線タイムスロットを使って、車載通信装置がデータを送信するモードをいう。なお、インフラストラクチャーモードにおいて車載通信装置が行う通信としては、路側通信装置との間で行う路車間通信のほか、車載通信装置同士が行う車車間通信があり、両通信のタイミングが路側通信装置によって制御される。

また、アドホックモードとは、路側通信装置とは無関係に、車載通信装置が自律的にデータを送信するモードをいい、アドホックモードでは、主に、車載通信装置同士の車車間通信が行われる。
車載通信装置は、路側通信装置の通信エリア外にあるときは、アドホックモードで自律的通信（車車間通信）を行い、路側通信装置の通信エリア内に入ると、インフラストラクチャーモードに切り替わって、インフラストラクチャーモードによって通信（路車間通信、車車間通信）を行う

受信状態を推定するための前記情報は、車載通信装置が行った送信パワー制御量を示す情報を含むのが好ましい。車載通信装置は、路側通信装置又は他の車載通信装置に対して行う通信の際に、送信パワー制御を行って、送信パワーを通常よりも小さく又は大きくする場合がある。例えば、車載通信装置が送信パワーを通常より小さくする制御を行っている場合には、車両が路側通信装置の近くにあっても、路側通信装置での受信レベル等が低下する。したがって、車載通信装置が行った送信パワー制御量を、路側通信装置が把握することで、より精度良く車載通信装置の受信状態を推定することができる。

前記モニタリング部は、車載通信装置又は車載通信装置が搭載された車両の位置をモニタリングするのが好ましい。この場合、路側通信装置から最も遠い車載通信装置の位置に応じて、通信パラメータを決定できる。すなわち、最も遠い車載通信装置の位置が路側通信装置に近いほど、伝送速度が速くなるように通信パラメータを決定することができる。

前記モニタリング部は、車載通信装置が搭載された車両の走行速度及び走行方向をモニタリングするのが好ましい。この場合、走行速度情報及び走行方向情報に基づいて、ドップラーシフト量を求めて、通信パラメータを決定できる。

前記受信状態推定部は、前記通信エリア内に存在する車載通信装置のうち、受信状態の推定の対象外とする車載通信装置を選択する選択部を備えるとともに、前記通信エリア内に存在する車載通信装置のうち、前記選択部によって選択された車載通信装置を除いた車載通信装置を対象として、路側通信装置からの信号の受信状態が最も悪い車載通信装置の受信状態を推定するのが好ましい。この場合、同報通信が不要な車載通信装置を、受信状態の推定対象外として、通信パラメータを決定することができ、効率的な同報通信が行える。

前記選択部は、路側通信装置から離れる方向へ移動している車載通信装置を、選択するのが好ましい。この場合、路側通信装置から離れる方向へ移動している車載通信装置の受信状態が悪くても、受信状態の推定対象外となる。
つまり、路側通信装置から離れる方向へ移動している車載通信装置は、路側通信装置の通信エリア外に出ようとしているから、路側通信装置からデータを取得する必要性が比較的低く、路側通信装置からのデータを受信できなくとも問題は少ない。そのような車載通信装置を、受信状態の推定対象外として、通信パラメータを決定することで、不必要に伝送速度を低下させることを防止できる。

他の観点からみた本発明は、車両に搭載された車載通信装置と、通信エリア内に存在する車載通信装置に対してブロードキャスト又はマルチキャストが可能な路側通信装置と、を備えた通信システムであって、前記路側通信装置が、前記通信エリア内に存在する車載通信装置のうち、路側通信装置からの信号の受信状態が最も悪い車載通信装置の受信状態を推定する受信状態推定部と、推定した受信状態に応じて、ブロードキャスト又はマルチキャストのための通信パラメータを決定する通信パラメータ決定部と、を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、車載通信装置における推定受信状況に応じて、ブロードキャスト又はマルチキャストの通信パラメータを決定できるため、通信パラメータを最低速に固定した場合に比べて、効率的に同報通信を行える。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、通信システムを示している。この通信システムは、路側通信装置１と、当該路側通信装置１の通信エリア内外に存在する車両２ａ〜２ｇに搭載された車載通信装置との間で通信を行うためのものである。車載通信装置は、路側通信装置１又は他の車両の車載通信装置と通信することができる。なお、以下では、符号２ａ〜２ｇは、車載通信装置を示すものとして用いる。また、個々の車載通信装置２ａ〜２ｇを区別しない場合、「車載通信装置２」と総称する。

路側通信装置１は、路側通信装置１と通信エリア内の車載通信装置２ｂ〜２ｆとの間の「路車間通信」と、通信エリア内の車載通信装置２ｂ〜２ｆ同士の「車車間通信」を集中制御する（インフラストラクチャーモード、以下「インフラモード」という）。この通信システムでは、時分割多重方式により通信を行う。

通信エリア内にある車両の車載通信装置２ｂ〜２ｆは、車載通信装置用のタイムスロットを利用して、車車間通信を行うことができる。路側通信装置１は、路側通信装置用のタイムスロットを利用して、通信エリア内の全車載通信装置２ｂ〜２ｆへ向けて同報通信を行うブロードキャストや特定の複数の車載通信装置に対して同報通信を行うマルチキャストを行うことができるほか、その他必要な通信を行うことができる。

なお、車載通信装置２は、路側通信装置１の通信エリア外にいる場合には、自律分散制御のアドホックモードによる車車間通信が可能である。

図２に示すように、通信装置本体１ａ及びアンテナ１ｂを備えている。通信装置本体１ａは、信号の送受信等を行う通信部１０と、通信制御等のための処理を行う処理部１１とを備えている。

通信部１０は、後述の通信パラメータ決定部１２によって決定された通信パラメータに応じた通信が可能である。通信パラメータとしては、変調方式を含むのが好ましく、その他の通信パラメータとして、例えば、符号化率、１サブキャリアあたりのビット数（Ｎ_ＢＰＳＣ）、１シンボルあたりビット数（Ｎ_ＣＢＰＳ）等があり、これらの通信パラメータを調整することで、伝送速度等を調整することができる。
更に、冗長度の違いにより訂正能力の異なる複数の誤り訂正符号を付加できるように構成されているときは、これも通信パラメータに含めてもよい。

通信部１０において利用可能な変調方式としては、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭなどがある。これらの変調方式のうち、ＢＰＳＫが最も低速であり、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭの順で高速になる。

処理部１１は、前記通信部１０で利用される通信パラメータを決定するための通信パラメータ決定部１２を備えている。この通信パラメータ決定部１２は、伝送速度（ＲＡＴＥ［Ｂｐｓ］）伝送速度が決まると当該伝送速度を達成するために必要な通信パラメータ（変調方式、符号化率、１サブキャリアあたりのビット数、１シンボルあたりビット数（Ｎ_ＣＢＰＳ）のセットを自動的に決定するように構成されている。例えば、伝送速度と通信パラメータの関係をＩＥＥＥ８０２．１１ａ（無線ＬＡＮ）に準拠して定めた場合、伝送速度を１８［Ｍｂｐｓ］に決定すると、変調方式：ＱＰＳＫ、符号化率：３／４、サブキャリアあたりのビット数：２、１シンボルあたりのビット数：９６、データ用サブキャリア数：４８となる。
ただし、通信パラメータ決定部１２は、複数の通信パラメータを個別に調整できるように構成されていてもよい。

通信パラメータ決定部１２は、路側通信装置１の通信相手（車載通信装置２又は他の路側通信装置１）との一対一の通信による通信相手との伝送速度ネゴシエーション処理によって、当該一の通信相手に応じた伝送速度を決定することができる。
さらに、通信パラメータ決定部１２は、通信エリア内に存在する１又は複数の車載通信装置２ｂ〜２ｆへの同報通信における伝送速度（通信パラメータ）を決定する機能をも有している。すなわち、本実施形態の路側通信装置１は、同報通信における伝送速度（通信パラメータ）が、最低速で固定的に設定されているのではなく、状況に応じて、同報通信（ブロードキャスト又はマルチキャスト）における伝送速度（通信パラメータ）を、前記通信パラメータ決定部１２によって調整できるように構成されているのである。

前記通信パラメータ決定部１２が同報通信における伝送速度を決定するため、前記処理部１１は、通信エリア内に存在する車載通信装置２ｂ〜２ｆの受信状態を推定する受信状態推定部１３を備えている。この受信状態推定部１３は、通信エリア内で行われている車車間通信の信号の路側通信装置１における受信状態を、モニタリング部１３ａによってモニタリングし、解析することで、路側通信装置１から送信した信号を車載通信装置が受信したときの受信状態を推定する。

図３は、路側通信装置１による同報通信（車載通信装置２への通信）のための通信パラメータ（伝送速度）の決定処理を示している。
前記モニタリング部１３ａは、図４に示すように、通信エリア内の車載通信装置２ｂ〜２ｆ同士が行っている車車間通信の信号のモニタリングを常時行う（ステップＳ１）。モニタリング部１３ａによってモニタリングされた受信レベルは、記憶部１４（図２参照）に、逐次、保存される（ステップＳ２）。

図５に示すように、複数の車載通信装置２ｂ〜２ｆによる複数の車車間通信は、それぞれ、時分割方式に基づき、タイムスロット（フレーム）毎に分けて行われる。なお、図５において「車車」は「車車間通信」を示し、「路車」は「路車間通信（同報通信）」を示している。

モニタリング部１３ａは、各タイムスロットのうち、「車車間通信」のタイムスロットを監視する。そして、モニタリング部１３ａは、タイムスロットごとに車車間通信の信号の受信レベル（受信Ｃ／Ｎ）とドップラーシフト量を求め、保存する。これにより、路側通信装置１は、各タイムスロットを利用する車載通信装置２（車車間通信のための信号を送信した車載通信装置２）が送信した信号を、路側通信装置１が受信したときの受信状況の推定値として把握することができる。

なお、モニタリング（ステップＳ１）及びモニタリング結果の保存（ステップＳ２）は、モニタリング期間となる所定時間（又は所定のタイムスロット数）の間、繰り返される（ステップＳ３）。したがって、モニタリング１サイクル中において、複数の車車間通信の監視を行うことができる。

図５の「受信レベル」は、車車間通信の各タイムスロットにおいてモニタリング部１３ａが取得した信号それぞれの受信レベルを示している。図５に示す１回のモニタリング期間の中で、最も小さい受信レベルは、−７７［ｄＢ］である。したがって、通信エリア内の複数の車載通信装置２のうち、受信レベルが−７７［ｄＢ］であったタイムスロットを利用した車載通信装置２と路側通信装置１との間の伝送路が最も小さい、といえる。

ここで、路側通信装置１が受信した車車間通信信号の受信レベルは、電波の反射物の状況にもよるが、一般に、路側通信装置１と各車載通信装置２との間の距離に依存して変化する。例えば、図１に示すように、路側通信装置１の通信エリアを、路側通信装置１（のアンテナ１ｂ）からの距離が小さい順に、エリアＡ、エリアＢ、エリアＣ、エリアＤに分けた場合、路側通信装置１に最も近いエリアＡ内に存在する車載通信装置２ｄが利用するタイムスロットの車車間通信の信号の受信レベルが、最も大きい。
逆に、路側通信装置１から最も遠いエリアＤ内に存在する車載通信装置２ｆが利用するタイムスロットの車車間通信の信号の受信レベルが、最も小さくなる。

また、エリアＤ内に通信を行っている車載通信装置２ｆが存在しない場合、エリアＣ内に存在するする車載通信装置２ｃが利用するタイムスロットの車車間通信の信号の受信レベルが、最も小さくなる。
なお、路側通信装置１が受信した車車間通信の信号の受信レベルは、距離だけでなく、地形及び建物等の電波障害要因によって低下することもある。

路側通信装置１が受信した車車間通信信号の受信レベルは、電波伝搬の可逆性により、同じ状況で路側通信装置１が同報通信を行ったときの車載通信装置２における受信レベルの推定値とすることができる。
すなわち、モニタリング部１３ａが、路側通信装置１が受信した車車間通信信号の受信レベル（受信状態）の大小と、路側通信装置からの信号を車載通信装置２が受信したときの受信レベル（受信状態）の大小は、両者の伝搬環境が同じ状況であれば、相関が高い。

なお、車車間通信タイミングと路車間通信（同報通信）タイミングとは異なるものであるとともに、車載通信装置１や周囲を走行する車両は移動しているため、路側通信装置１が、ある車両からの車車間通信信号を受信した伝搬環境と、その後、路側通信装置１が同報通信を行ったときの車載通信装置２が受信する伝搬環境とが厳密に同じであるとは限らないが、その時間差が小さいときには、違いは僅かであるので、ここでは特に問題としない。

さて、モニタリング部１３ａによって、逐次、モニタリングされた受信レベル（受信状態のモニタリング結果）は、前述のように、記憶部１４に保存されている。受信状態推定部１３の判定部１３ｂは、記憶部１４に保存されているモニタリング期間の（図５参照）中の各受信レベルのうち、最も低い受信レベルを判定する（ステップＳ４）。

処理部１１は、判定部１３ｂによって、複数の受信レベルのうち、最も低い受信レベルである「−７７［ｄＢ］」を、最も悪い受信状態として判定すると、通信パラメータ決定部１２によって、モニタリング後に行われる同報通信のための通信パラメータ（伝送速度）の決定を行う（ステップＳ５）。

処理部１１は、最も悪い受信状態から通信パラメータを決定するためのテーブル部１５を有しており、通信パラメータ決定部１２は、このテーブル部１５が持つ決定テーブル（図６参照）を利用して、最も悪い受信状態から、同報通信のための伝送速度（ＲＡＴＥ）を求める。

例えば、最も低い受信レベルが「−７７［ｄＢ］」である場合、通信パラメータ決定部は、テーブル部１５の決定テーブルを参照して、伝送速度を９［Ｍｂｐｓ］に決定する。なお、伝送速度が９［Ｍｂｐｓ］に決まることで、当該伝送速度を得るための通信パラメータが、例えば、変調方式：ＢＰＳＫ、符号化率：３／４、サブキャリアあたりのビット数：１、１シンボルあたりビット数：４８に決定される。

そして、通信部１０は、同報通信のタイムスロットにおいて、決定された通信パラメータ（伝送速度）で同報通信を行う。
路側通信装置１が、同報通信を行う場合、図７に示すように、同報通信の送信フレームのヘッダ部には、通信パラメータ決定部１２によって決定した伝送速度の情報を含めて送信する。なお、本通信システムでは、伝送速度が決まれば、通信パラメータが一意に決まるようにしているため、路側通信装置１からは、伝送速度情報を送れば足りるが、複数の通信パラメータを個々に調整する場合には、各通信パラメータを設定するための通信パラメータ情報を送信すればよい。

車載通信装置２は、路側通信装置１からの同報通信のフレームを受信すると、そのヘッダ部の伝送速度情報に基づいて、データ本体部の受信のための通信パラメータを設定する。これにより、通信エリア内の車載通信装置２は、同報通信のデータを受信することができる。しかも、伝送速度（通信パラメータ）は、最も受信状態の悪い車載通信装置２に対応しているため、通信エリア内のすべての車載通信装置２が、同報通信のデータを受信することができる。
なお、同報通信のフレームのヘッダ部は、最低速の伝送速度で送信される。

路側通信装置１から遠いエリアＤやエリアＣに車載通信装置２が存在しない場合、路側通信装置１が把握する「最も低い受信レベル」は、エリアＤやエリアＣに車載通信装置２が存在する場合に比べて、大きくなる。この結果、通信パラメータ決定部１２にて決定される伝送速度が、より大きくなる。したがって、同報通信において送信すべきデータ量を送信するのに要する時間が短くなり、同報通信のためのタイムスロット占有時間が短くなる。

このように、本実施形態では、車載通信装置２の受信状態の推定によって、路側通信装置１による同報通信の際の通信パラメータ（伝送速度）を調整するため、同報通信のための時間占有が無駄に長くなることを防止でき、同報通信を効率的に行える。

また、路側通信装置１のモニタリング部２は、車載通信装置２の受信状態の推定として、受信レベルを検出するだけでなく、受信信号周波数のドッブラーシフト量を検出してもよい（図８（ａ）参照）。周波数のドップラーシフトは、車両の移動によって生じるものであり、複数の車載通信装置２の位置がほぼ同じでも、低速移動中のものと高速移動中のものでは、低速移動のものほうが受信状態が良く（ドップラーシフトが少ない）、高速移動のもののほうが受信状態が悪い（ドップラーシフトが多い）。

そこで、通信パラメータ決定部１２は、受信レベルとともに又は受信レベルに代えて、ドップラーシフト量に基づいて、通信パラメータ（伝送速度）を決定するようにしてもよい。受信レベルとドップラーシフト量によって通信パラメータを決定する場合、通信パラメータ決定部１２は、図６の決定テーブルに代えて、図８（ｂ）に示すように、各受信レベルについて、ドップラーシフト量の大小に応じた伝送速度が設定されているものを参照すればよい。なお、ドップラーシフト量の大小は、例えば、しきい値を超えるか否かによって判定できる。

また、モニタリング部１３ａによる車車間通信のモニタリングは、車車間通信の信号の信号レベルやドップラーシフト量等の受信状態に影響する物理的性質を検出する信号検出機能だけでなく、車車間通信のフレームに含まれる情報（データ）を抽出する情報抽出機能を有していても良い。

例えば、車車間通信のフレームのデータフォーマットとして、図９に示す構造を採用することで、路側通信装置１は、同報通信の通信パラメータ（伝送速度）を調整するための情報を取得できる。
図９のデータフォーマットは、車載通信装置２が、車車間通信のために、他の車載通信装置２に対して送信するためのものであり、そのフレーム中に、車載通信装置２が路側通信装置１からの信号を受信したときの受信状態に関する情報（受信状態を推定するための情報）が含まれている。路側通信装置１のモニタリング部１３ａは、車車間通信をモニタリングして、そのフレーム中の前記情報を読み取る。

図９に示すようにフレーム中の受信状態を推定するための情報（受信状態関連情報）には、受信品質、位置、方向、速度、モード、送信パワー制御量、誤り検出結果の各情報が含まれている。なお、受信状態関連情報として、受信品質、位置、方向、速度、モード、送信パワー制御量、誤り検出結果の全てが設けられている必要はなく、必要に応じて、一部の情報があれば足りる。

図９の受信品質は、路側通信装置１から送信された信号を車載通信装置２が受信したときの受信品質を示す情報である。受信品質とは、受信Ｃ／Ｎ比、ＲＳＳｉ（Receive Signal Strength Indication）等である。通信パラメータ決定部１２は、複数の車車間通信のモニタリングによって把握した「受信品質」のうち、最も悪い受信品質に基づいて通信パラメータを決定することができる。

また、受信品質には、車載通信装置２が、路側通信装置１からの（同報通信の）信号を受信できたか否かを示す情報（受信ＯＫ／ＮＧ情報）含めても良い。通信パラメータ決定部は、「受信ＯＫ／ＮＧ情報」が受信できなかったことを示す車載通信装置が存在しなくなるか、又は所定数（一定割合）以下になるまで、伝送速度を低下させるように、通信パラメータを調整すればよい。

図９の位置は、車両（車載通信装置２）の位置を示す情報であり、路側通信装置１から車載通信装置２の距離、又は車載通信装置２の絶対位置（地図座標上の位置）等からなる。このような車両の位置は、ＧＰＳ等によって車両側で取得することができる。
通信パラメータ決定部１２は、複数の車車間通信のモニタリングによって把握した「位置」のうち、最も遠い車載通信装置２の位置（信号の距離減衰が最も大きい位置）に応じて、通信パラメータを決定することができる。

位置に応じて通信パラメータ（伝送速度）を決定する場合、例えば、図１０に示す決定テーブルを用いればよい。通信パラメータ決定部１２は、最も遠い車載通信装置２の路側通信装置１からの距離に基づいて、図１０の決定テーブルを参照し、伝送速度を決定することができる。

図９の「方向」は、車両（車載通信装置２）の移動方向を示す情報である。また、図９の「速度」は、車両（車載通信装置２）の移動速度を示す情報である。通信パラメータ決定部１２は、これらの「方向」及び「速度」に基づいて、信号のドップラーシフト量を演算することができ、当該ドップラーシフト量に応じて、通信パラメータを決定することができる。

図９の「モード」は、車載通信装置２が路側通信装置１によって通信制御されているインフラモードか、自律分散制御のアドホックモードであるかを示す情報である。通信パラメータ決定部１２は、アドホックモードである車載通信装置２が存在しなくなるか、又は所定数（一定割合）以下になるまで、伝送速度を低下させるように、通信パラメータを調整すればよい。
また、通信パラメータ決定部１２は、インフラモードである車載通信装置が所定数（一定割合）以上になるまで、伝送速度を低下させるように、通信パラメータを調整するようにしてもよい。

なお、上記の例では、インフラモードであるか否かを示す情報とアドホックモードであるか否かを示す情報とを共通化しているが、インフラモードであるか否かを示す情報とアドホックモードであるか否かを示す情報とを、それぞれ別個に設けても良い。

図９の「送信パワー制御の有無」は、車載通信装置２が信号を送信する際に、送信パワーの制御（変更）を実施している否かを示す情報である。また、図９の「送信パワー制御量」は、車載通信装置２が前記送信パワー制御を実施している場合における制御量を示す情報である。車載通信装置２が送信信号のパワー制御を行って、送信パワーが小さくなっている場合、車両が路側通信装置１の近くに位置していても、路側通信装置１が車載通信装置２の送信信号を受信したときの受信信号の信号レベルは低くなってしまう。

一方、本実施形態では、路側通信装置１のモニタリング部１３ａは、「送信パワー制御の有無」を確認して、送信パワー制御を実施している場合には、その制御量を取得する。そして、判定部１３ｂは、受信レベルだけでなく送信パワー制御量を考慮して、受信状態が最も悪い車載通信装置を判定することができる。すなわち、受信レベルだけみると最も受信状態が悪いと判定される車載通信装置２があっても、当該車載通信装置２が送信パワー制御によって送信パワーを下げた結果、路側通信装置１での受信レベルが下がっているだけであれば、当該車載通信装置２を「受信状態が最も悪い車載通信装置」であると判定せずに、別の車載通信装置を「受信状態が最も悪い車載通信装置」であると適切に判定することが可能となる。

図９の「誤り検出結果」は、車載通信装置２が路側通信装置１からの信号を受信した際において、当該車載通信装置２が信号の誤り検出を行った結果を示す情報である。誤りが生じている場合、車載通信装置２の受信状況は悪いといえる。通信パラメータ決定部１２は、誤りを検出している車載通信装置２が存在しなくなるか、又は所定数（一定割合）以下になるまで、伝送速度を低下させるように、通信パラメータを調整すればよい。

図１１は、路側通信装置１の他の実施形態を示している。図１１の路側通信装置１が図２の路側通信装置１と異なる点は、選択部１８を備えている点、及びモニタリング部１３ａが、路上等に設置された車両検出器３０から検出結果を取得する点であり、その他の点については、図２のものと同様である。

前記選択部１８は、路側通信装置１が把握する通信エリア内の車載通信装置２（インフラモードの車載通信装置２）のうち、受信状態の推定の対象外とする車載通信装置２（通信パラメータ決定の際に考慮しない車載通信装置）を選択するためのものである。

受信状態推定の対象外とする車載通信装置２としては、例えば、交差点を通過した後の車両の車載通信装置２が挙げられる。路側通信装置２が交差点又はその近傍に設置され、信号機情報等の交差点に関する情報を同報通信によって通信する通信システムの場合、交差点を通過した後の車両には、交差点に関する情報を通知する必要性は高くない。したがって、そのような車両の車載通信装置２は、路側通信装置１からの同報通信が受信できなくとも問題は少ない。

したがって、例えば、路側通信装置１からの距離が最も離れている車載通信装置２が、交差点を通過して路側通信装置１から遠ざかる方向に移動している場合には、その車載通信装置２の受信状態にあわせて伝送速度（通信パラメータ）を決定すると、伝送速度が無駄に遅くなる。

そこで、選択部１８では、路側通信装置１から離れる方向へ移動している車載通信装置２による車車間通信のモニタ結果を除外すべく、そのような車載通信装置２を選択する。この選択を行うには、モニタリング部１３ａが受信レベルとドップラーシフト量を検出している場合、そのドップラーシフト量から、車載通信装置２が、路側通信装置１から離れる方向へ移動しているか否かを判定すればよい。また、モニタリング部１３ａが、車車間通信の受信状態関連情報を抽出する場合、受信状態関連情報の「方向」から、車載通信装置２が、路側通信装置１から離れる方向へ移動しているか否かを判定すればよい。

判定部１３ｂでは、記憶部に記憶されているモニタ結果のうち、選択部で選択された車載通信装置２（の車車間通信）についてのモニタ結果を除外して、最も受信レベルが低いものを決める等の判定を行う。
以上のようにすることで、同報通信が不要な車載通信装置２のために同報通信の伝送速度が不必要に低くなることを防止でき、効率的な同報通信が行える。

なお、選択部１８が選択する対象は、路側通信装置１から離れるものに限らず、例えば、通信エリア内の同報通信対象外エリアとして設定された位置に存在するものであってもよい。

前記車両検出器３０は、路上等に設定された監視カメラなど、通信エリア内を走行する車両の位置等を検出することができるものである。モニタリング部１３ａが、車両検出器３０から検出結果として、車両の位置を取得することで、通信パラメータ決定部１２では、車両の位置に応じて、通信パラメータを決定することができる。
なお、路側通信装置１は、車両検出器３０から情報を直接取得するのではなく、交通管制センターの交通管制システム経由で取得してもよい。また、路側通信装置１は、交通管制システム等の路側通信装置の外部装置（車載通信装置を除く）から、車両検出器の検出結果とは別に、又は検出結果とともに、受信状態が最も悪い車載通信装置の受信状態を推定するための情報を取得してもよい。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。

路側通信装置と車載通信装置とからなる通信システムの全体図である。 路側通信装置のブロック図である。 同報通信パラメータ決定処理のフローチャートである。 路側通信装置が車車間通信をモニタリングする様子を示す図である。 タイムスロットと受信レベルを示す図である。 決定テーブルを示す図である。 路車間通信（同報通信）データフォーマットである。 （ａ）は信号モニタ結果の例を示しており、（ｂ）は（ａ）の信号モニタ結果を用いて伝送速度を決定するための決定テーブルである。 車車間通信データフォーマットである。 決定テーブルの他の例を示す図である。 路側通信装置の他の実施形態を示すブロック図である。

符号の説明

１ 路側通信装置
２ 車載通信装置
１２ 通信パラメータ決定部
１３ 受信状態推定部
１３ａ モニタリング部
１８ 選択部

Claims (15)

1. 通信エリア内に存在する車載通信装置に対して、ブロードキャスト又はマルチキャストが可能な路側通信装置であって、
   前記通信エリア内に存在する車載通信装置の路側通信装置からの信号の受信状態を、路側通信装置が推定するための受信状態推定部と、
   前記受信状態推定部によって推定した受信状態に応じて、ブロードキャスト又はマルチキャストのための通信パラメータを決定する通信パラメータ決定部と、
   を備えていることを特徴とする路側通信装置。
2. 前記受信状態推定部は、車載通信装置又は車載通信装置が搭載された車両をモニタリングするモニタリング部を備え、前記モニタリング部がモニタリングした結果に基づいて、路側通信装置からの信号の受信状態が最も悪い車載通信装置の受信状態を推定することを特徴とする請求項１記載の路側通信装置。
3. 前記モニタリング部は、通信エリア内に存在する車載通信装置が送信した信号をモニタリングすることを特徴とする請求項２記載の路側通信装置。
4. 前記モニタリング部は、路側通信装置が受信した信号の受信レベル及び／又はドップラーシフト量を検出することを特徴とする請求項３記載の路側通信装置。
5. 前記モニタリング部は、車載通信装置における受信状態を推定するための情報を、車車間通信において送信される情報から抽出することを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の路側通信装置。
6. 受信状態を推定するための前記情報は、車載通信装置が路側通信機からの信号を受信したときの受信品質を示す情報を含むことを特徴とする請求項５記載の路側通信装置。
7. 前記受信品質は、受信信号の受信レベル、Ｃ／Ｎ比、Ｄ／Ｕ比、誤り検出結果、及びドップラーシフト量のうち少なくとも１つであることを特徴とする請求項６記載の路側通信装置。
8. 受信状態を推定するための前記情報は、車載通信装置が路側通信装置から信号を受信できたか否かを示す情報を含むことを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の路側通信装置。
9. 受信状態を推定するための前記情報は、車載通信装置が路側通信装置からの信号を受信し、路側通信装置によって通信が集中制御されるインフラストラクチャーモードであるか否かを示す情報及び／又は車載通信装置が自律制御による通信を行うアドホックモードであるか否かを示す情報を含むことを特徴とする請求項５〜８のいずれかに記載の路側通信装置。
10. 受信状態を推定するための前記情報は、車載通信装置が行った送信パワー制御量を示す情報を含むことを特徴とする請求項５〜９のいずれかに記載の路側通信装置。
11. 前記モニタリング部は、車載通信装置又は車載通信装置が搭載された車両の位置をモニタリングすることを特徴とする請求項２〜１０のいずれかに記載の路側通信装置。
12. 前記モニタリング部は、車載通信装置が搭載された車両の走行速度及び走行方向をモニタリングすることを特徴とする請求項２〜１１のいずれかに記載の路側通信装置。
13. 前記受信状態推定部は、
    前記通信エリア内に存在する車載通信装置のうち、受信状態の推定の対象外とする車載通信装置を選択する選択部を備えるとともに、
    前記通信エリア内に存在する車載通信装置のうち、前記選択部によって選択された車載通信装置を除いた車載通信装置を対象として、路側通信装置からの信号の受信状態が最も悪い車載通信装置の受信状態を推定することを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の路側通信装置。
14. 前記選択部は、路側通信装置から離れる方向へ移動している車載通信装置を、選択することを特徴とする請求項１３記載の路側通信装置。
15. 車両に搭載された車載通信装置と、
    通信エリア内に存在する車載通信装置に対してブロードキャスト又はマルチキャストが可能な路側通信装置と、を備えた通信システムであって、
    前記路側通信装置が、
    前記通信エリア内に存在する車載通信装置のうち、路側通信装置からの信号の受信状態が最も悪い車載通信装置の受信状態を推定する受信状態推定部と、
    推定した受信状態に応じて、ブロードキャスト又はマルチキャストのための通信パラメータを決定する通信パラメータ決定部と、
    を備えていることを特徴とする通信システム。

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