JP2016225992A - 車載機 - Google Patents

Abstract

【課題】新旧の光ビーコンと適切に通信できる、アップリンク方向でマルチレート対応の新車載機を提供する。
【解決手段】道路に設置された光ビーコンと光信号による無線通信を行う車載機は、高低２種類の伝送速度での電気光変換が可能な光送信部と、所定の伝送速度での光電気変換が可能な光受信部と、先行フレームＵ１の伝送速度を低速に設定する先行処理と、後続フレームＵ２〜Ｕ４の伝送速度を高速に設定するか、或いは、後続フレームＵ２〜Ｕ４を非送信に設定又はその伝送速度を低速に設定するかを決定する後続処理とを実行する通信制御部（車載制御機）とを備える。
【選択図】図８

Description

本発明は、光ビーコンと光信号による無線通信を行う車載機に関する。

路車間通信システムを利用した交通情報サービスとして、光ビーコン、電波ビーコン又はＦＭ多重放送を用いたいわゆるＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System：（財）道路交通情報通信システムセンターの登録商標）が既に展開されている。
このうち、光ビーコンは、近赤外線を通信媒体とした光通信を採用しており、車載機との双方向通信が可能である。具体的には、車両の保持するビーコン間の旅行時間情報等を含むアップリンク情報が車載機からインフラ側の光ビーコンに送信される。

逆に、光ビーコンからは、渋滞情報、区間旅行時間情報、事象規制情報及び車線通知情報等を含むダウンリンク情報が車載機に送信されるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
このため、光ビーコンは、車載機との間で光信号を送受するビーコンヘッド（投受光器）を備え、投受光器には、ビーコン制御機から入力された送信信号を発光ダイオードに入力してダウンリンク光を送出する光送信部と、フォトダイオードが受光した光信号を電気信号に変換してビーコン制御機に出力する光受信部が搭載されている。

特開２００５−２６８９２５号公報

１９９３年から現在までの間に、約５４０００ヘッドの光ビーコンが全国各地の道路に配備されているが、かかる既設の光ビーコンを用いた従来の光通信システムよりも、通信容量を拡大してシステムを高度化することが検討されている。
通信容量を拡大する方策としては、アップリンク及びダウンリンクそれぞれについての伝送速度の高速化、通信領域の拡張あるいは通信プロトコルの変更などの方策がある。このうち、アップリンク速度を現状（６４ｋｂｐｓ）よりも高速化すれば、通信領域をさほど広げなくても、大容量のプローブデータを光ビーコンから収集でき、交通信号制御の高度化に役立てることができる。

このように、アップリンク速度の高速化を実現するためには、高速アップリンク受信に対応する光ビーコン（以下、「新光ビーコン」ともいう。）と、高速アップリンク送信に対応する車載機（以下、「新車載機」ともいう。）を新たに導入する必要がある。
しかし、新光ビーコンや新車載機を導入するとしても、これらの新型の機器が、低速アップリンク通信しかできない従来の機器と互換性がなければ、既存の路車間通信システムと整合しなくなるため、アップリンク速度の高速化が阻害される。

例えば、新車載機が、新光ビーコンのための高速な光信号を送信できるが、低速アップリンク受信のみを行う光ビーコン（以下、「旧光ビーコン」ともいう。）のための低速な光信号を送信できない場合には、旧光ビーコンにアップリンク情報を提供できない。
また、この場合、旧光ビーコンが新車載機を検出できないので、新車載機のアップリンク送信をトリガーとしたダウンリンク切り替えを行えず、新車載機を搭載した車両向けの情報を提供することもできない。このため、新車載機を新たに搭載するインセンティブが減殺し、アップリンク速度の高速化が進展しない。

一方、アップリンク方向でマルチレート対応の新光ビーコンと新車載機との通信において、新車載機が、新光ビーコンのダウンリンク領域を通過中に新光ビーコンと通信していることを認識できなければ、高速のアップリンク送信が可能である筈の新車載機が、新光ビーコンに対しても常に低速でアップリンク送信を行うことになり、アップリンク速度の高速化を実現できない。

本発明は、かかる従来の問題点に鑑み、新旧の光ビーコンと適切に通信できる、アップリンク方向でマルチレート対応の新車載機を提供することを目的とする。

（１） 本発明の車載機は、道路に設置された光ビーコンと光信号による無線通信を行う車載機であって、高低２種類の伝送速度での電気光変換が可能な光送信部と、所定の伝送速度での光電気変換が可能な光受信部と、下記の先行フレームの伝送速度を低速に設定する先行処理と、下記の後続フレームの伝送速度を高速に設定するか、或いは、前記後続フレームを非送信に設定又はその伝送速度を低速に設定するかを決定する後続処理とを実行する通信制御部と、を備えていることを特徴とする。
先行フレーム：最初の上りフレームを含む先に送信する１又は複数の上りフレーム
後続フレーム：先行フレームの後に送信する１又は複数の上りフレーム

本発明の車載機によれば、通信制御部が、先行フレームの伝送速度を低速に設定する先行処理を実行するので、通信相手の光ビーコンが新旧いずれのタイプであっても、当該光ビーコンが先行フレームを受信することができる。
このため、車載機が先行フレームに車両の識別情報を含めることにより、光ビーコンの新旧タイプに関係なく、ダウンリンク切り替えなどの所定の処理を光ビーコンに実行させることができる。

また、本発明の車載機によれば、通信制御部が、後続フレームの伝送速度を高速に設定するか、或いは、後続フレームを非送信に設定又はその伝送速度を低速に設定するかを決定する後続処理を実行する。
このため、例えば、通信相手が新光ビーコンの場合には、後続フレームを高速に設定した高速アップリンク送信が可能となり、通信相手が旧光ビーコンの場合には、後続フレームを非送信に設定又はその伝送速度を低速に設定した低速アップリンク送信が可能となり、新旧の光ビーコンと適切に通信することができる。

（２） 本発明の車載機において、より具体的には、前記通信制御部は、下りフレームに含まれるビーコン識別情報に基づいて、前記光ビーコンが高速アップリンク受信に対応する新光ビーコンか非対応の旧光ビーコンかを判定し、この判定結果に応じて前記後続処理を実行する。

（３） 例えば、前記通信制御部は、前記判定結果が新光ビーコンである場合に、前記後続フレームの伝送速度を高速に設定すればよい。
（４） また、前記通信制御部は、前記判定結果が旧光ビーコンである場合に、前記後続フレームを非送信に設定又はその伝送速度を低速に設定すればよい。

この場合、通信相手が新光ビーコンの場合には、後続フレームを高速に設定した高速アップリンク送信が行われ、通信相手が旧光ビーコンの場合には、低速の先行フレームのみ或いは低速の先行フレームと低速の後続フレームのアップリンク送信が行われるので、新旧の光ビーコンと適切に通信することができる。

（５） 本発明の車載機において、前記通信制御部は、前記判定結果が不明である場合に、前記後続フレームの伝送速度を高速に設定するか、前記後続フレームを非送信に設定又はその伝送速度を低速に設定するかのいずれかを実行することが好ましい。
その理由は、旧光ビーコンに間違って高速の後続フレームを送信しても、ノイズと判定されて受信されないため、特に差し支えがないし、逆に、新光ビーコンに間違って低速の後続フレームを送信しても、新光ビーコンは当該後続フレームを受信できるため、特に差し支えがないからである。

（６） ところで、現在運用されている車載機の殆どは、１つのヘッド内に光送信部と光受信部を収納した構造になっており、自機の光送信部の送出光がヘッド内部やフロントガラスなどに反射して光受信部に回り込んで通信不能になるのを避けるため、送信と受信を交互に行う半二重通信方式を採用している。

従って、例えば、車両ＩＤを格納した上りフレーム（以下、「ＩＤ格納フレーム」ともいう。）を含む先行フレームと、この後に送信する後続フレームとを車載機が連続して送信すると、車両ＩＤの取得を知らせるために新光ビーコンが送信した下りフレーム（以下、「折り返しフレーム」ともいう。）が、後続フレームの送信期間中に車載機に到達し、光ビーコンが車両ＩＤを認識済みであることを車載機が察知しないまま、アップリンク領域にて上りフレームの送信（再送信）を車載機が継続する可能性がある。

また、車載機がアップリンク送信する後続フレームのフレーム数が多いほど、折り返しフレームに気付かないままアップリンク領域において上りフレームの送信（再送）を継続する可能性が高い。
従って、より多くのデータを新光ビーコンにアップリンクしようとする車載機ほど、下りフレームの受信機会を大幅に喪失したり、下りフレームを受信できずに通信領域を通過したりするという、不合理な結果になるおそれがある。

そこで、本発明の車載機において、前記通信制御部は、どの前記上りフレームが最後かを示す識別情報を、複数の前記上りフレームの一部又は全部に含めることが好ましい。
この場合、光ビーコンが、最後の上りフレームの受信を条件として折り返しフレームの送信を行うようにすれば、車載機が、その折り返しフレームを後続フレームの送信完了後に受信することができる。

従って、車載機が複数の上りフレームを送信する場合でも、光ビーコンが車両の識別情報を認識済みであることを車載機が察知することができ、車両の識別情報を含む上りフレームの送信（再送）を車載機が無駄に継続することによる、下りフレームの受信機会の喪失を未然に防止することができる。

（７） また、本発明の車載機において、前記通信制御部は、車両の識別情報の前記光ビーコンからのループバック（識別情報の光ビーコンからの「アンサーバック」とも表現できる。）の成功を確認するための送信中断期間を、複数の前記上りフレームのうちの最後を除くいずれかの前記上りフレームの後に設けることにしてもよい。
この場合、車載機が、車両の識別情報を折り返すために光ビーコンが送信した折り返しフレームを、その送信中断期間中に受信できるようになる。

従って、車載機が複数の上りフレームを送信する場合でも、光ビーコンが車両の識別情報を認識済みであることを車載機が察知することができ、車両の識別情報を含む上りフレームの送信（再送）を車載機が無駄に継続することによる、下りフレームの受信機会の喪失を未然に防止することができる。

（８） 他の観点から見た本発明の車載機は、道路に設置された光ビーコンと光信号による無線通信を行う車載機であって、高低２種類の伝送速度での電気光変換が可能な光送信部と、所定の伝送速度での光電気変換が可能な光受信部と、下記の先行フレームの伝送速度を高速又は低速のいずれに設定するかを決定する先行処理と、下記の後続フレームの伝送速度を高速に設定するか、或いは、前記後続フレームを非送信に設定又はその伝送速度を低速に設定するかを決定する後続処理とを実行する通信制御部と、を備えていることを特徴とする。
先行フレーム：最初の上りフレームを含む先に送信する１又は複数の上りフレーム
後続フレーム：先行フレームの後に送信する１又は複数の上りフレーム

本発明の車載機によれば、通信制御部が、先行フレームの伝送速度を高速又は低速のいずれに設定するかを決定する先行処理を実行する。
このため、例えば、通信相手が新光ビーコンの場合には、先行フレームを高速に設定した高速アップリンク送信が可能となり、通信相手が旧光ビーコンの場合には、先行フレームを低速に設定した低速アップリンク送信が可能となり、新旧の光ビーコンと適切に通信することができる。

また、本発明の車載機によれば、通信制御部が、後続フレームの伝送速度を高速に設定するか、或いは、後続フレームを非送信に設定又はその伝送速度を低速に設定するかを決定する後続処理を実行する。
このため、例えば、通信相手が新光ビーコンの場合には、後続フレームを高速に設定した高速アップリンク送信が可能となり、通信相手が旧光ビーコンの場合には、後続フレームを非送信に設定又はその伝送速度を低速に設定した低速アップリンク送信が可能となり、新旧の光ビーコンと適切に通信することができる。

（９） 本発明の車載機において、より具体的には、前記通信制御部は、下りフレームに含まれるビーコン識別情報に基づいて、前記光ビーコンが高速アップリンク受信に対応する新光ビーコンか非対応の旧光ビーコンかを判定し、この判定結果に応じて前記先行処理と前記後続処理とを実行する。

（１０） 例えば、前記通信制御部は、前記判定結果が新光ビーコンである場合に、前記先行フレームの伝送速度を高速に設定し、前記後続フレームの伝送速度を高速に設定すればよい。
（１１） また、前記通信制御部は、前記判定結果が旧光ビーコンである場合に、前記先行フレームの伝送速度を低速に設定し、前記後続フレームを非送信に設定又はその伝送速度を低速に設定すればよい。

この場合、通信相手が新光ビーコンの場合には、先行フレームと後続フレームを高速に設定した高速アップリンク送信が行われ、通信相手が旧光ビーコンの場合には、低速の先行フレームのみ或いは低速の先行フレームと低速の後続フレームのアップリンク送信が行われるので、新旧の光ビーコンと適切に通信することができる。

（１２） 本発明の車載機において、前記通信制御部は、前記判定結果が不明である場合に、前記先行フレームの伝送速度を低速に設定し、前記後続フレームを非送信に設定又はその伝送速度を低速に設定することが好ましい。
その理由は、旧光ビーコンに間違って高速の先行フレームと高速の後続フレームを送信すると、上りフレームが１つも受信されずダウンリンク切り替えが行われなくなるのに対し、逆に、新光ビーコンに間違って低速の先行フレームと低速の後続フレームを送信しても、新光ビーコンは当該先行フレームと後続フレームを受信できるため、特に問題はないからである。

（１３） 上述の（６）に記載した課題に対応するため、本発明の車載機において、前記通信制御部は、どの前記上りフレームが最後かを示す識別情報を、複数の前記上りフレームの一部又は全部に含めることが好ましい。
この場合、光ビーコンが、最後の上りフレームの受信を条件として折り返しフレームの送信を行うようにすれば、車載機が、その折り返しフレームを後続フレームの送信完了後に受信することができる。

従って、車載機が複数の上りフレームを送信する場合でも、光ビーコンが車両の識別情報を認識済みであることを車載機が察知することができ、車両の識別情報を含む上りフレームの送信（再送）を車載機が無駄に継続することによる、下りフレームの受信機会の喪失を未然に防止することができる。

（１４） また、本発明の車載機において、前記通信制御部は、車両の識別情報の前記光ビーコンからのループバック（識別情報の光ビーコンからの「アンサーバック」とも表現できる。）の成功を確認するための送信中断期間を、複数の前記上りフレームのうちの最後を除くいずれかの前記上りフレームの後に設けることにしてもよい。
この場合、車載機が、車両の識別情報を折り返すために新光ビーコンが送信した折り返しフレームを、その送信中断期間中に受信できるようになる。

従って、車載機が複数の上りフレームを送信する場合でも、光ビーコンが車両の識別情報を認識済みであることを車載機が察知することができ、車両の識別情報を含む上りフレームの送信（再送）を車載機が無駄に継続することによる、下りフレームの受信機会の喪失を未然に防止することができる。

（１５） 他の観点から見た本発明の車載機は、道路に設置された光ビーコンと光信号による無線通信を行う車載機であって、高低２種類の伝送速度での電気光変換が可能な光送信部と、所定の伝送速度での光電気変換が可能な光受信部と、下記の先行フレームの伝送速度を低速に設定する先行処理と、下記の後続フレームの伝送速度を高速に設定する後続処理とを実行する通信制御部と、を備えていることを特徴とする。
先行フレーム：最初の上りフレームを含む先に送信する１又は複数の上りフレーム
後続フレーム：先行フレームの後に送信する１又は複数の上りフレーム

本発明の車載機によれば、通信制御部が、先行フレームの伝送速度を低速に設定する先行処理を実行するので、通信相手の光ビーコンが新旧いずれのタイプであっても、当該光ビーコンが先行フレームを受信することができる。
このため、車載機が先行フレームに車両の識別情報を含めることにより、光ビーコンの新旧タイプに関係なく、ダウンリンク切り替えなどの所定の処理を光ビーコンに実行させることができる。

また、本発明の車載機によれば、通信制御部が、後続フレームの伝送速度を高速に設定する後続処理を実行する。
このため、例えば、通信相手が新光ビーコンの場合には、後続フレームを高速に設定した高速アップリンク送信が可能となり、通信相手が旧光ビーコンの場合には、後続フレームがノイズと判定されて受信されず、低速の先行フレームのみが正規に受信されるので、新旧の光ビーコンと適切に通信することができる。

（１６） 上述の（６）に記載した課題に対応するため、本発明の車載機において、前記通信制御部は、どの前記上りフレームが最後かを示す識別情報を、複数の前記上りフレームの一部又は全部に含めることが好ましい。
この場合、光ビーコンが、最後の上りフレームの受信を条件として折り返しフレームの送信を行うようにすれば、車載機が、その折り返しフレームを後続フレームの送信完了後に受信することができる。

従って、車載機が複数の上りフレームを送信する場合でも、光ビーコンが車両の識別情報を認識済みであることを車載機が察知することができ、車両の識別情報を含む上りフレームの送信（再送）を車載機が無駄に継続することによる、下りフレームの受信機会の喪失を未然に防止することができる。

（１７） また、本発明の車載機において、前記通信制御部は、車両の識別情報の前記光ビーコンからのループバック（識別情報の光ビーコンからの「アンサーバック」とも表現できる。）の成功を確認するための送信中断期間を、複数の前記上りフレームのうちの最後を除くいずれかの前記上りフレームの後に設けることにしてもよい。
この場合、車載機が、車両の識別情報を折り返すために光ビーコンが送信した折り返しフレームを、その送信中断期間中に受信できるようになる。

従って、車載機が複数の上りフレームを送信する場合でも、光ビーコンが車両の識別情報を認識済みであることを車載機が察知することができ、車両の識別情報を含む上りフレームの送信（再送）を車載機が無駄に継続することによる、下りフレームの受信機会の喪失を未然に防止することができる。

以上の通り、本発明によれば、新旧の光ビーコンと適切に通信できる、アップリンク方向でマルチレート対応の新車載機が得られる。

路車間通信システムの概略構成を示すブロック図である。 光ビーコンの設置部分を上から見た道路の平面図である。 光ビーコンの通信領域を示す側面図である。 従来の通信手順を示すシーケンス図である。 新旧の光ビーコンと車載機の混在状態を示す図である。 新光ビーコンの上位互換制御を示すフローチャートである。 新車載機の上位互換制御を示すフローチャートである。 第１実施形態の通信手順を示すシーケンス図である。 第１実施形態の通信手順において、新車載機がＩＤ確認を失敗する場合を示すシーケンス図である。 第２実施形態の通信手順を示すシーケンス図である。 第３実施形態の通信手順を示すシーケンス図である。 第４実施形態の通信手順を示すシーケンス図である。 第５実施形態の通信手順を示すシーケンス図である。 第６実施形態の通信手順を示すシーケンス図である。 第７実施形態の通信手順を示すシーケンス図である。 第８実施形態の通信手順を示すシーケンス図である。 第９実施形態の通信手順を示すシーケンス図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態を説明する。
〔システムの全体構成〕
図１は、本発明の実施形態に係る路車間通信システムの全体構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態の路車間通信システムは、インフラ側の交通管制システム１と、道路Ｒを走行する車両２０に搭載された車載機２とを備えている。

交通管制システム１は、交通管制室等に設けられた中央装置３と、道路Ｒの各所に多数設置された光ビーコン（光学式車両感知器）４とを備え、光ビーコン４は、近赤外線を通信媒体とした光通信によって車載機２との間で無線通信を行うことができる。
光ビーコン４は、ビーコン制御機７と、このビーコン制御機７のセンサ用インタフェースに接続された複数（図１では４つ）のビーコンヘッド（投受光器ともいう。）８とを有している。

ビーコン制御機７は、インフラ側の通信部６に接続されており、通信部６は電話回線等の通信回線５によって中央装置３と接続されている。
通信部６は、例えば、信号灯器の灯色を制御する交通信号制御機や、インフラ側における交通情報の中継処理を行う情報中継装置等より構成することができる。

本実施形態の光ビーコン４は、全二重通信方式を採用している。すなわち、後述のビーコン制御機７は、光送信部１０に対するダウンリンク方向の送信制御と、光受信部１１に対するアップリンク方向の受信制御とを同時に行うことができる。
これに対して、本実施形態の車載機２は、半二重通信方式を採用している。すなわち、後述の車載制御機２１は、光送信部２３に対するアップリンク方向の送信制御と、光受信部２４に対するダウンリンク方向の受信制御とを同時には行わない。

なお、光送信部２３に対するアップリンク方向の送信制御と、光受信部２４に対するダウンリンク方向の受信制御は同時に行われていても良いが、実態として、どちらかのみしか機能しないように構成されているものとする。すなわち、アップリンクの送信中にはダウンリンクを受信することが困難な構成である。

〔光ビーコンの構成〕
光ビーコン４のビーコンヘッド８は、電気光変換が可能な光送信部１０と、光電気変換が可能な光受信部１１とを筐体の内部に有している。
このうち、光送信部１０は、近赤外線よりなるダウンリンク光（ダウンリンク方向の光信号）をダウンリンク領域ＤＡ（図３参照）に送出する発光素子を有し、光受信部１１は、アップリンク領域ＵＡ（図３参照）にある車載機２からの近赤外線よりなるアップリンク光（アップリンク方向の光信号）を受光する受光素子を有する。

光送信部１０は、ビーコン制御機７から送出される下りフレームを所定の伝送速度のシリアルな送信信号に変換する送信回路と、出力された送信信号をダウンリンク方向の光信号に変換する、発光ダイオード等よりなる発光素子とから構成されている。
本実施形態の光ビーコン４では、光送信部１０が送信する光信号の伝送速度は、従来の旧光ビーコンと同様に１０２４ｋｂｐｓである。

光受信部１１は、フォトダイオード等よりなる受光素子と、この受光素子が出力する電気信号を増幅してデジタルの受信信号を生成する受信回路とを備えている。
本実施形態の光ビーコン４では、光受信部１１は、高低２種類の伝送速度での光電気変換が可能なマルチレート対応であり、低い方の伝送速度は従来の旧光ビーコンと同様に６４ｋｂｐｓである。高い方の伝送速度は、１２８ｋｂｐｓ、１９２ｋｂｐｓ、２５６ｋｂｐｓ、３８４ｋｂｐｓ、５１２ｋｂｐｓ、１０２４ｋｂｐｓなどの速度を採用し得るが、本実施形態では１２８ｋｂｐｓであるとする。

図２は、本実施形態の光ビーコン４の設置部分を上から見た道路Ｒの平面図である。
図２に示すように、本実施形態の光ビーコン４は、同じ方向の複数（図例では４つ）の車線Ｒ１〜Ｒ４を有する道路Ｒに設置されており、車線Ｒ１〜Ｒ４に対応して設けられた複数のビーコンヘッド８と、これらのビーコンヘッド８を一括制御する制御部である１台のビーコン制御機７とを備えている。

ビーコン制御機７は、信号処理部、ＣＰＵ及びメモリなどを有するコンピュータ装置よりなり、通信部６（図１参照）を介した中央装置３との双方向通信と、車載機２との路車間通信を行う通信制御部としての機能を有する。
また、ビーコン制御機７は、通信制御のためのコンピュータプログラムを記憶装置に格納しており、このプログラムをＣＰＵが読み出して実行することにより、当該ＣＰＵが上記通信制御部として機能する。

ビーコン制御機７は、道路脇に立設した支柱１３に設置されている。また、各ビーコンヘッド８は、支柱１３から道路Ｒ側に水平に架設した架設バー１４に取り付けられ、道路Ｒの各車線Ｒ１〜Ｒ４の直上に配置されている。
ビーコンヘッド８の発光素子は、車線Ｒ１〜Ｒ４の直下よりも車両進行方向の上流側に向けて近赤外線を発光しており、これにより、車載機２との間で路車間通信を行うための通信領域Ａが当該ヘッド８の上流側に設定されている。

〔光ビーコンの通信領域〕
図３は、光ビーコン４の通信領域Ａを示す側面図である。
図３に示すように、光ビーコン４の通信領域Ａは、ダウンリンク領域（図３において実線のハッチングを設けた領域）ＤＡと、アップリンク領域（図３において破線のハッチングを設けた領域）ＵＡとからなる。

このうち、ダウンリンク領域ＤＡは、ビーコンヘッド８が送出するダウンリンク方向の光信号を、車載機２の投受光器である車載ヘッド２２にて受信できる領域であり、ビーコンヘッド８の投受光位置ｄ、地上１ｍ高さの位置ａ及びｃを頂点とする△ｄａｃで示された範囲である。
また、アップリンク領域ＵＡは、車載ヘッド２２が送出するアップリンク方向の光信号を、ビーコンヘッド８にて受信できる領域であり、上記投受光位置ｄと、地上１ｍ高さの位置ｂ及びｃを頂点とする△ｄｂｃで示された範囲である。

従って、ダウンリンク領域ＤＡとアップリンク領域ＵＡの上流端ｃは互いに一致し、アップリンク領域ＵＡは、ダウンリンク領域ＤＡの車両進行方向の上流部分（図３の右側部分）に重複している。また、ダウンリンク領域ＤＡの車両進行方向長さは、通信領域Ａ全体の同方向長さと一致している。
旧光ビーコン（光学式車両感知器）の場合、ダウンリンク領域ＤＡ及びアップリンク領域ＵＡの正式な領域寸法が規約によって規定されている。

例えば、一般道向けの旧光ビーコンの場合、ダウンリンク領域ＤＡの下流端ａが、ビーコンヘッド８の直下の１．０〜１．３ｍ上流側に位置し、ダウンリンク領域ＤＡの下流端ａからアップリンク領域ＵＡの下流端ｂまでの距離が２．１ｍと規定されている。
また、アップリンク領域ＵＡの下流端ｂから同領域ＵＡの上流端ｃまでの距離は１．６ｍと規定されている。従って、正式な通信領域Ａの車両進行方向の全長（ａｃ間の長さ）は３．７ｍとなる。

これに対して、本実施形態の光ビーコン４（新光ビーコン）では、ダウンリンク領域ＤＡの下流端ａをビーコン直下まで延ばし上流端ｃを上記規定よりも上流側に延ばすことにより、ダウンリンク領域ＤＡの車両進行方向の範囲を、高速アップリンク受信に非対応の旧光ビーコンの場合よりも広く設定している。

具体的な数値で例示すると、ビーコンヘッド８の真下を０ｍ（原点）として、そこから上流方向を正の方向とした場合、本実施形態のダウンリンク領域ＤＡの範囲（図３の位置ａから位置ｃまでの範囲）は、０〜６．０ｍとなっている。
このようにダウンリンク領域ＤＡを広めに設定すると、車載機２がダウンリンク方向の光信号を受信する確実性が増すとともに、通信時間が長くなるのでダウンリンク方向の通信容量を拡大することができる。

また、本実施形態のアップリンク領域ＵＡの範囲（図３の位置ｂから位置ｃまでの範囲）は、３．４〜６．０ｍとなっており、上流端ｃの位置が従来よりも１．０ｍだけ上流側に拡張されている。
このようにアップリンク領域ＵＡを広めに設定すると、光ビーコン４がアップリンク方向の光信号を受信する確実性が増とともに、通信時間が長くなるのでアップリンク方向の通信容量を拡大することができる。

〔車載機の構成〕
図３に示すように、本実施形態の車載機２は、車載制御機２１と車載ヘッド２２とを備えており、車載ヘッド２２の内部には、光送信部２３と光受信部２４が収容されている。
このうち、光送信部２３は、近赤外線よりなるアップリンク光（アップリンク方向の光信号）を発光する発光素子を有し、光受信部２４は、ダウンリンク領域ＤＡに送出された近赤外線よりなるダウンリンク光（ダウンリンク方向の光信号）を受光する受光素子を有する。

光送信部２３は、車載制御機２１から出力される上りフレームを所定の伝送速度のシリアルな送信信号に変換する送信回路と、出力された送信信号をアップリンク方向の光信号に変換する、発光ダイオード等よりなる発光素子とから構成されている。
本実施形態の車載機２では、光送信部２３は、高低２種類の伝送速度での電気光変換が可能なマルチレート対応であり、低い方の伝送速度は従来の旧車載機と同様に６４ｋｂｐｓである。高い方の伝送速度は、１２８ｋｂｐｓ、１９２ｋｂｐｓ、２５６ｋｂｐｓ、３８４ｋｂｐｓ、５１２ｋｂｐｓ、１０２４ｋｂｐｓなどの速度を採用し得るが、本実施形態では１２８ｋｂｐｓであるとする。

光受信部２４は、フォトダイオード等よりなる受光素子と、この受光素子が出力する電気信号を増幅してデジタルの受信信号を生成する受信回路とを備えている。
本実施形態の車載機２では、光受信部２４が受信する光信号の伝送速度は、従来の旧車載機と同様に１０２４ｋｂｐｓである。

車載制御機２１は、信号処理部、ＣＰＵ及びメモリなどを有するコンピュータ装置よりなり、光ビーコン４との路車間通信を行う通信制御部としての機能を有する。
また、車載制御機２１は、通信制御のためのコンピュータプログラムを記憶装置に格納しており、このプログラムをＣＰＵが読み出して実行することにより、当該ＣＰＵが上記通信制御部として機能する。

更に、車載制御機２１は、アップリンクデータとして、自車両の走行データ（例えば、通過位置と通過時刻を時系列に並べた走行軌跡データであるプローブ情報など）を生成して、光送信部２３にアップリンク送信させる機能も有する。
この場合、アップリンク速度を高速化することで、より多くのプローブ情報（走行軌跡を記録する道路区間を長くしたり、同一道路区間における通過位置と通過時刻の記録密度を高くしたりした情報）を送信することが可能になる。

なお、本実施形態の車載制御機２１は、上記ＣＰＵを含む本体制御部とは別に、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit ）等を含む簡易制御部を設けた回路構成であってもよい。
この簡易制御部は、例えば、光受信部２４が何らかの下りフレームを受信した場合に、自車両の車両ＩＤを含む低速の上りフレームを１つだけ、光送信部２３にアップリンク送信させる機能を有する。

〔用語の定義等〕
ここで、本明細書で用いる用語の定義を行う。
下りフレームＤＬ１：光ビーコン４が、後述するダウンリンク切り替え前に、ダウンリンク領域ＤＡに向けて繰り返し送信する下りフレームのことをいう。
上りフレームＵＬ１：下りフレームＤＬ１の受信に応じて、車載機２が繰り返し送信する上りフレームのことをいう。

下りフレームＤＬ２：光ビーコン４が、後述するダウンリンク切り替え後に、ダウンリンク領域ＤＡに向けて繰り返し送信する下りフレーム（一連のフレーム群の場合を含む。）のことをいう。
ＩＤ格納フレーム：車載機２が、自機の車両２０の識別情報（以下、「車両ＩＤ」という。）を所定の格納領域に記して生成した上りフレームＵＬ１のことをいう。

折り返しフレーム：光ビーコン４が、ＩＤ格納フレームを受信した場合に、そのフレームに含まれる車両ＩＤと同じ値を所定の格納領域に記して生成した下りフレームＤＬ２のことをいう。
なお、光ビーコン４が、ＩＤ格納フレームを受信してもダウンリンク切り替えを行わない場合（例えば、図１２及び図１４参照）には、下りフレームＤＬ１が折り返しフレームになることもある。

ＩＤ折り返し：光ビーコン４が、ＩＤ格納フレームを受信した場合に、折り返しフレームを生成してダウンリンク送信する処理のことをいう。
車両ＩＤのループバック：車載機２がＩＤ格納フレームを生成し、生成したＩＤ格納フレームをアップリンク送信し、光ビーコン４がＩＤ折り返しを行うことにより、車両ＩＤを送信元の車載機２にループバックさせる一連の処理のことをいう。

先行フレーム：車載機２が複数の上りフレームＵＬ１を送信する場合に、少なくとも最初の上りフレームＵＬ１を含む、先行してアップリンク送信する１又は複数の上りフレームＵＬ１のことをいう。
後続フレーム：車載機２が複数の上りフレームＵＬ１を送信する場合に、先行フレームの後にアップリンク送信する１又は複数の上りフレームＵＬ１のことをいう。

ダウンリンク切り替え：光ビーコン４が繰り返して送信する下りフレームＤＬ１，ＤＬ２に含める実質的なデータ内容を、当該切り替えの前後で変化させることをいう。
本実施形態では、ダウンリンク切り替え後の下りフレームＤＬ２には、折り返しフレームと、車両ＩＤに対応する車両向けの提供情報を含む下りフレームＤＬ２とが含まれる。この提供情報には、例えば、渋滞情報、区間旅行時間情報及び事象規制情報などの情報を含めることができる。

これらの情報は、高速アップリンク送信に非対応の旧車載機に対しても提供されるものである。
もっとも、本実施形態の光ビーコン４では、高速アップリンク送信に対応する新車載機を搭載した車両向けの提供情報として、例えば、交差点における信号灯色の切り替えタイミングを含む信号情報や、車両２０が電気自動車の場合に有用な情報である直近の充電ステーションまでの経路を示す充電ステーション情報など、新車載機用として予め定めた専用情報を提供することもできる（図８〜図１７参照）。

上りフレームＵＬ１及び下りフレームＤＬ１，ＤＬ２における車両ＩＤのデータ格納領域は、どの領域を使用してもよいが、例えば「ヘッダ部」や「車線通知情報」を使用することができる。
この車線通知情報には、車線Ｒ１〜Ｒ４（図２）ごとに車両ＩＤを格納するフィールドがあり、各車両ＩＤに対して車線番号を付与できる。このため、異なる車線Ｒ１〜Ｒ４を走行する車両２０の車載機２は、格納フィールド内のいずれに自車両の車両ＩＤが含まれるかを読み取ることで、自車両がどの車線Ｒ１〜Ｒ４を走行中かを判定できる。

なお、図示していないが、上りフレームＵＬ１と下りフレームＤＬ１，ＤＬ２は、先頭から順に、受信側と同期を取るための同期部と、ヘッダ部と、実データ部と、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check ）部とを有する。
上りフレームＵＬ１の場合は、同期部には１バイトが割り当てられ、ヘッダ部には１０バイトが割り当てられ、実データ部には５９バイトが割り当てられ、ＣＲＣ部には２バイトが割り当てられている。

下りフレームＤＬ１，ＤＬ２の場合は、同期部には１バイトが割り当てられ、ヘッダ部には５バイトが割り当てられ、実データ部には１２３バイトが割り当てられ、ＣＲＣ部には２バイトが割り当てられている。本実施形態も、この規約上のフレーム構成に従う。
また、ダウンリンク切り替え後に光送信部１０から繰り返し送信される下りフレーム群は１〜８０個の下りフレームＤＬ２で構成され、その繰り返し送信の送信可能時間は２５０ｍｓである。

下りフレームＤＬ２は、ダウンリンク方向に送出すべきデータ量に応じた任意数のフレームで構成され、上記送信可能時間の範囲内で繰り返し送信される。また、下りフレームＤＬ２の送信周期は約１ｍｓである。
従って、例えば、３つの下りフレームＤＬ２で１つの有意なデータを構成する場合は、その送信周期が約３ｍｓになるので、そのデータは所定の送信可能時間（２５０ｍｓ）内に約８０回繰り返して送信されることになる。

もっとも、本実施形態のように、ダウンリンク領域ＤＡをビーコンヘッド８の直下付近まで拡大すれば（図３参照）、繰り返し送信する下りフレームＤＬ２の個数を最大２００個程度まで増加させることができる。
なお、後述の図１０の路車間通信に示すように、光ビーコン４がＩＤ格納フレームに応じてダウンリンク切り替えを行う場合には、後続フレームのアップリンク送信の時間とダウンリンク切り替え後のダウンリンク送信の時間が重複し得るので、ダウンリンク切り替え後の下りフレームＤＬ２の送信可能期間は（２５０＋α）ｍｓとすることが好ましい。

〔従来の路車間通信〕
図４は、通信領域Ａで行われる従来の通信手順を示すシーケンス図である。
ここで、図４において、白丸を付したフレームは、車両ＩＤを含まないフレーム（車両ＩＤなしの車線通知情報を有するフレーム）であることを示し、黒丸を付したフレームは、車両ＩＤを含むフレーム（車両ＩＤありの車線通知情報を有するフレーム）であることを示している。図８以後の図においても同様である。

また、以下の路車間通信の説明では、動作主体が光ビーコン４と車載機２であるとして説明するが、実際の通信制御は、光ビーコン４のビーコン制御機（通信制御部）７と、車載機２の車載制御機（通信制御部）２１が実行する。この点も、図８以後の図で説明する路車間通信においても同様である。

図４に示すように、光ビーコン４（図４の場合は旧光ビーコン４Ｂ）は、車線Ｒ１〜Ｒ４ごとに設けられたビーコンヘッド８から、下りフレームＤＬ１を所定の送信周期で送信し続けている。この段階では、車線通知情報に車両ＩＤが格納されていない。
車両２０がダウンリンク領域ＤＡに入ると、車載機２（図４の場合は旧車載機２Ｂ）が車線通知情報（車両ＩＤ無し）を含む下りフレームＤＬ１或いはその他の下りフレームＤＬ１を受信し、車両２０が光ビーコン４の通信領域Ａ内に入ったことを察知する。

この際、車載機２は、車線通知情報に車両ＩＤを格納した上りフレームＵＬ１（図４のＩＤ格納フレームＵ１）を生成し、この上りフレームＵ１をアップリンク送信する。
なお、旅行時間情報などの光ビーコン４に提供すべき情報がある場合には、ＩＤ格納フレームの実データ部にその情報が格納される。

受信フレームのＣＲＣチェック等を経てＩＤ格納フレームＵ１が光ビーコン４において正規に受信されると、光ビーコン４は、遅くとも１０ｍ秒以内でダウンリンク切り替えを行ったあと、下りフレームＤＬ２の繰り返し送信を開始する。
ダウンリンク切り替えの後に繰り返し送信させる複数の下りフレームＤＬ２は、先頭部分で連送される複数の折り返しフレーム（黒丸付きの下りフレームＤＬ２）と、その後に繰り返し送信される所定の提供情報を含む下りフレームＤＬ２とからなる。

この下りフレームＤＬ２の繰り返し送信は、前記した所定時間内において可能な限り繰り返される。
また、図４に示すように、折り返しフレーム（黒丸付きの下りフレームＤＬ２）は、提供情報の送信期間中においてダウンリンク情報を構成する一連の複数の下りフレームＤＬ２（例えば５個の下りフレームＤＬ２）の１つであり、従来は、一連の複数の下りフレームＤＬ２の先頭にのみ含まれて繰り返し（図４の例では５フレームごと）送信される。

なお、ダウンリンク情報を構成する一連の下りフレームＤＬ２は最大で８０個まで格納できるため、折り返しフレーム（黒丸付きの下りフレームＤＬ２）は、最も少ない頻度の場合には８０フレームに１つの割合で格納されることとなる。
車載機２は、光ビーコン４から複数の下りフレームＤＬ２を受信し、その複数の下りフレームＤＬ２の中で、自車両の車両ＩＤが記された車線通知情報を含むものがあるか否かを判定する。

車載機２は、その判定結果が肯定的である場合に、自車両の車両ＩＤのループバックが成功したことを確認し、この時点で自機の通信を送信から受信に切り替える。
逆に、車載機２は、その判定結果が否定的である間は、自車両の車両ＩＤのループバックが成功していないと判断し、自機の通信を送信のままにする。
この場合、車載機２は、例えば、先に送信した上りフレームＵ１の送信後所定時間（例えば３０ｍｓ）後に、再び上フレームＵＬ１を送信する。車載機２は、この再送の動作を車両ＩＤのループバックが成功するまで繰り返す。

〔混在状況における問題点〕
図５は、新旧の光ビーコン４Ａ，４Ｂと車載機２Ａ，２Ｂの混在状態を示す図である。
図５に示すように、新光ビーコン４Ａは、低速の伝送速度（６４ｋｂｐｓ）だけでなく高速の伝送速度（例えば１２８ｋｂｐｓ）でのアップリンク受信に対応している。本実施形態の光ビーコン４は、新光ビーコン４Ａに該当する。
同様に、新車載機２Ａは、低速の伝送速度（６４ｋｂｐｓ）だけでなく高速の伝送速度（例えば１２８ｋｂｐｓ）でのアップリンク送信に対応している。本実施形態の車載機２は新車載機２Ａに該当する。

これに対して、旧光ビーコン４Ｂは、低速の伝送速度（６４ｋｂｐｓ）でのアップリンク受信のみを行う光ビーコン、すなわち、高速の伝送速度（例えば１２８ｋｂｐｓ）でのアップリンク受信に非対応の光ビーコンである。
同様に、旧車載機２Ｂは、低速の伝送速度（６４ｋｂｐｓ）でのアップリンク送信のみを行う車載機、すなわち、高速の伝送速度（例えば１２８ｋｂｐｓ）でのアップリンク送信に非対応の車載機である。

上述の用語の定義で記載した通り、図５の「ＤＬ１」は、ダウンリンク切り替え前に新旧の光ビーコン４Ａ，４Ｂが送信する下りフレームを示し、図５の「ＵＬ１」は、下りフレームＤＬ１の受信を契機として、新旧の車載機２Ａ，２Ｂが送信する上りフレームを示している。
また、「ＤＬ２」は、ダウンリンク切り替え後に新旧の光ビーコン４Ａ，４Ｂが送信する下りフレームを示している。

ここで、新光ビーコン４Ａと新車載機２Ａが路車間通信する場合を想定する。そして、光ビーコン４の新旧タイプを判別不能な場合は、新車載機２Ａは、上りフレームＵＬ１を確実に受信して貰うために低速でアップリンク送信を行うとする。
この場合、ダウンリンク方向の伝送速度は、新旧いずれの場合も「１０２４ｋｂｐｓ」であるから、新車載機２Ａは、新光ビーコン４Ａから下りフレームＤＬ１を受信しただけでは、通信相手が新光ビーコン４Ａであることを察知できない。

このように、新車載機２Ａが、新光ビーコン４Ａのダウンリンク領域ＤＡを通過する間に新光ビーコン４Ａと通信していることを認識できなければ、高速のアップリンク送信が可能である筈の新車載機２Ａが、新光ビーコン４Ａに対しても低速でアップリンク送信を行ってしまい、アップリンク速度の高速化が実現できなくなる。
そこで、本実施形態では、自機が高速アップリンク受信に対応する新光ビーコン４Ａである旨のビーコン識別情報を、ビーコン制御機７が下りフレームＤＬ１，ＤＬ２に含めることができるものとする。

具体的には、光送信部１０にダウンリンク送信させる下りフレームＤＬ１，ＤＬ２のヘッダ部に、光ビーコン４の新旧タイプを示すフラグフィールドを予め定義しておく。
そして、ビーコン制御機７は、自機を新光ビーコン４Ａとして動作させる場合には、繰り返し送信するすべての下りフレームＤＬ１，ＤＬ２又は所定周期ごとの下りフレームＤＬ１，ＬＤ２のフラグフィールドをオンにし、自機を旧光ビーコン４Ｂとして動作させる場合には、その下りフレームＤＬ１，ＤＬ２のフラグフィールドをオフにする。

このため、新車載機２Ａは、受信した下りフレームＤＬ１，ＤＬ２のフラグフィールドがオンである場合には、通信相手が新光ビーコン４Ａであると判定でき、オフの場合や当該フラグフィールドが検出できなかった場合には、通信相手が旧光ビーコン４Ｂであると判定できる。
以下、上記のビーコン識別情報を下りフレームＤＬ１，ＤＬ２に含める規約に従うことを前提とした、新光ビーコン４Ａと新車載機２Ａが行う上位互換制御について説明する。

〔新光ビーコンの上位互換制御〕
図６は、本実施形態の光ビーコン４である、新光ビーコン４Ａのビーコン制御機７が行う上位互換制御を示すフローチャートである。
図６に示すように、新光ビーコン４Ａのビーコン制御機７は、フラグフィールドをオンに設定した下りフレームＤＬ１を所定周期で繰り返しダウンリンク送信することにより（図６のステップＳＴ１）、自機が新光ビーコン４Ａであることを外部に通知している。

この状態で、ビーコン制御機７は、上りフレームＵＬ１を受信したか否かを判定し（図６のステップＳＴ２）、その受信を検出するまで、ステップＳＴ１のダウンリンク送信を継続する。
上りフレームＵＬ１の受信を検出すると、ビーコン制御機７は、受信した上りフレームＵＬ１の送信主体が、高速の伝送速度（本実施形態では、１２８ｋｂｐｓ）に対応する新車載機２Ａであるか否かを判定する（図６のステップＳＴ３）。

このステップＳＴ３の判定は、例えば、光受信部１１で受信された上りフレームＵＬ１の伝送速度が、高速であったか低速であったかによって行うことができる。この場合、受信した上りフレームＵＬ１が高速であれば、送信主体が新車載機２Ａであると判定でき、低速であれば、送信主体が旧車載機２Ｂであると判定できる。
また、新車載機２Ａの車載制御機２１が、自機が高速アップリンク送信対応の新車載機２Ａである旨の車載機識別情報を、上りフレームＵＬ１に含める規約を採用してもよい。

具体的には、光送信部２３がアップリンク送信する上りフレームＵＬ１のヘッダ部に、車載機２の新旧タイプを示すフラグフィールドを予め定義しておく。
そして、新車載機２Ａの車載制御機２１は、自機を新車載機２Ａとして動作させる場合には、アップリンク送信するすべて又は一部の上りフレームＵＬ１のフラグフィールドをオンにし、自機を旧車載機２Ｂとして動作させる場合には、当該上りフレームＵＬ１のフラグフィールドをオフにする。

このため、かかる規約を採用すれば、ビーコン制御機７は、受信した上りフレームＵＬ１のフラグフィールドがオンである場合には、その送信主体が新車載機２Ａであると判定でき、オフの場合や当該フラグフィールドが検出できなかった場合には、その送信主体が旧車載機２Ｂであると判定できる。

ステップＳＴ３の判定結果が肯定的である場合、すなわち、上りフレームＵＬ１の送信主体が新車載機２Ａの場合は、ビーコン制御機７は、ダウンリンク切り替え後に新車載機用のダウンリンク送信を行う（図６のステップＳＴ４）。
新車載機用のダウンリンク送信は、渋滞情報、区間旅行時間情報及び事象規制情報などの旧車載機向けの提供情報に加え、信号情報や充電ステーション情報などの新車載機向けの提供情報を含む下りフレームＤＬ２を、繰り返し送信することによって行われる。

ステップＳＴ３の判定結果が否定的である場合、すなわち、上りフレームＵＬ１の送信主体が旧車載機２Ｂの場合は、ビーコン制御機７は、ダウンリンク切り替え後に旧車載機用のダウンリンク送信を行う（図６のステップＳＴ５）。
この旧車載機用のダウンリンク送信は、渋滞情報、区間旅行時間情報及び事象規制情報などの旧車載機向けの提供情報を含む下りフレームＤＬ２だけを、繰り返し送信することによって行われる。

なお、前述の通り、ダウンリンク切り替え後に行われるステップＳＴ４，ＳＴ５の下りフレームＤＬ２のダウンリンク送信は、ダウンリンク切り替え時点から所定時間（例えば、２５０ｍｓ）が経過するまで行われる。

〔新車載機の上位互換制御〕
図７は、本実施形態の車載機２である、新車載機２Ａの車載制御機２１が行う上位互換制御を示すフローチャートである。
図７に示すように、新車載機２Ａの車載制御機２１は、下りフレームＤＬ１を受信したか否かを常に判定しており（図７のステップＳＴ１１）、下りフレームＤＬ１を受信した場合には、その下りフレームＤＬ１のフラグフィールドがオンか否かを判定する（図７のステップＳＴ１２）。

上記判定の結果、フラグフィールドがオンである場合には、車載制御機２１は、先行フレームの後に光送信部２３にアップリンク送信させる後続フレームの伝送速度を高速に設定する（図７のステップＳＴ１３）。
逆に、フラグフィールドがオフの場合やフィールド自体がない場合には、車載制御機２１は、先行フレームの後の光送信部２３にアップリンク送信させる後続フレームの伝送速度を低速に設定するか、或いは、その後続フレームの送信を止める（図７のステップＳＴ１４）。

なお、前述の通り、ステップＳＴ１３，ＳＴ１４における上りフレームＵＬ１のアップリンク送信は、車両ＩＤのループバック（折り返しフレームの検出）を確認するまで行われる。

〔第１実施形態の路車間通信〕
図８は、第１実施形態の通信手順を示すシーケンス図である。
ここで、白三角を付したフレームＤＬ１は、光ビーコン４の新旧タイプのフラグフィールドがオンの下りフレームを示している。図９以降の図においても同様である。
また、図８において、Ｕ１〜Ｕ４は、車載機２がアップリンク送信する複数の上りフレーム（上りフレーム群）ＵＬ１を示し、最初の上りフレームＵ１が「先行フレーム」であり、それ以後に送信する上りフレームＵ２〜Ｕ４が「後続フレーム」であるとする。

更に、ハッチングを付していない上りフレームＵ１（先行フレーム）は、伝送速度が低速（本実施形態では６４ｋｂｐｓ）であることを示し、ハッチングを付した上りフレームＵ２〜Ｕ４（後続フレーム）は、伝送速度が高速（本実施形態では１２８ｋｂｐｓ）であることを示している。この点についても、図９以後の図に示す路車間通信において同様である。

なお、図８では、高速の後続フレームＵ２〜Ｕ４（ハッチングあり）のアップリンク送信の期間が比較的短いため、先行フレームＵ１に格納した車両ＩＤが光ビーコン４から最初にループバックされる前、すなわち、ダウンリンク切り替え直後のＩＤ格納フレームの連送が新車載機２Ａに到達する前に、新車載機２Ａが後続フレームＵ２〜Ｕ４のアップリンク送信を完了する場合を例示している。

図８に示すように、第１実施形態の新車載機２Ａは、ダウンリンク領域ＤＡで最初に下りフレームＤＬ１を受信すると、その受信に対応して、低速の先行フレームＵ１を即座にアップリンク送信させる。
すなわち、新車載機２Ａ（具体的には、車載制御機２１の簡易制御部）は、先行フレームＵ１の伝送速度を予め低速に設定しており、最初の下りフレームＤＬ１の受信を契機として、光送信部２３に先行フレームＵ１を低速でアップリンク送信させる。

上記の低速の先行フレームＵ１のアップリンク送信は、新車載機２Ａの通信相手が新光ビーコン４Ａか旧光ビーコン４Ｂかに拘わらず実行される。
次に、新車載機２Ａは、受信した下りフレームＤＬ１のフラグフィールドがオンであるか否かを判定し、そのフラグフィールドがオンである場合には、通信相手が新光ビーコン４Ａであると判断し、先行フレームＵ１の後に続けて高速の後続フレームＵ２〜Ｕ４を連送する。

すなわち、新車載機２Ａ（具体的には、車載制御機２１の本体制御部）は、通信相手が新光ビーコン４Ａであると判定したことを契機として、光送信部２３に後続フレームＵ２〜Ｕ４を高速でアップリンク送信させる。
逆に、新車載機２Ａは、上記フラグフィールドがオフの場合や、そのフラグフィールドが検出できなかった場合には、通信相手が旧光ビーコン４Ｂであると判断し、後続フレームを非送信に設定する。

もっとも、図８に仮想線（破線）で示すように、新車載機２Ａは、通信相手が旧光ビーコン４Ｂであると判断した場合に、１又は複数の後続フレームＵ２，Ｕ３を低速でアップリンク送信することにしてもよい。

この場合、低速の後続フレームＵ２，Ｕ３のフレーム長によっては、ダウンリンク切り替えの直後に旧光ビーコン４Ｂが連送する折り返しフレームを受信できないこともあり得るが、その後に所定間隔おき（図８の例では５フレームごと）にダウンリンク送信される折り返しフレームによって新車載機２Ａがループバックを確認できれば、新車載機２Ａが先行フレームＵ１の再送を行わなくなり、下りフレームＤＬ２の受信態勢に入ることができる。

図８の路車間通信において、フラグフィールドが検出できたがオン／オフのいずれかが不明である場合など、新車載機２Ａが、通信相手の新旧タイプをいずれに判定すべきかが不明な場合もあり得る。
この場合、新車載機２Ａは、後続フレームＵ２〜Ｕ４の伝送速度を高速に設定して高速アップリンク送信を行ってもよいし、後続フレームを非送信に設定するか或いは後続フレームＵ２，Ｕ３の伝送速度を低速に設定して低速アップリンク送信を行うことにしてもよい。

その理由は、旧光ビーコン４Ｂに間違って高速の後続フレームＵ２〜Ｕ４を送信したとしても、旧光ビーコン４Ｂはその後続フレームＵ２〜Ｕ４をノイズと判定して受信しないため、特に差し支えがないからである。
逆に、新光ビーコン４Ａに間違って低速の後続フレームＵ２，Ｕ３を送信したとしても、新光ビーコン４Ａは当該後続フレームＵ２，Ｕ３を問題なく受信できるため、特に差し支えがないからである。

上記の通り、第１実施形態（図８）の新車載機２Ａによれば、先行フレームＵ１の伝送速度を低速に設定する先行処理を実行するので、通信相手の光ビーコン４が新旧いずれのタイプであっても、当該光ビーコン４が先行フレームＵ１を受信できる。
この場合、低速の先行フレームＵ１は車両ＩＤが含まれるＩＤ格納フレームであるから、光ビーコン４の新旧タイプに関係なく、ダウンリンク切り替えなどの所定の処理を光ビーコン４に実行させることができる。

また、第１実施形態の新車載機２Ａによれば、通信相手が新光ビーコン４Ａの場合には、後続フレームＵ２〜Ｕ４の伝送速度を高速に設定し、通信相手が旧光ビーコン４Ｂの場合には、後続フレームＵ２，Ｕ３を非送信又は送信する場合は後続フレームＵ２，Ｕ３の伝送速度を低速に設定する後続処理を実行する。
このため、新光ビーコン４Ａに対しては、後続フレームＵ２〜Ｕ４を高速に設定した高速アップリンク送信が可能となり、旧光ビーコン４Ｂに対しては、後続フレームＵ２，Ｕ３の非送信又は後続フレームＵ２，Ｕ３を低速に設定した低速アップリンク送信が可能となり、新旧の光ビーコン４Ａ，４Ｂと適切に通信することができる。

〔後続フレームを連送する場合の問題点〕
図９は、第１実施形態の通信手順（図８）において、新車載機２ＡがＩＤ確認を失敗する場合を示すシーケンス図である。
前述の通り、プローブ情報などの大容量のデータをアップリンク送信する場合には、先行フレームＵ１にデータを格納しきれないことが多い。そこで、図８及び図９の例では、新車載機２Ａが合計３つの上りフレームＵ２〜Ｕ４よりなる後続フレームを高速で連送している。

このうち、先行フレームＵ１はＩＤ格納フレームであり、後続フレームＵ２〜Ｕ４は上記プローブ情報などが格納されたデータフレームであるとする。
ここで、従来の路車間通信では、上記のような大容量のアップリンク送信はされないという想定の下で、光ビーコン４がＩＤ格納フレームＵ１を受信すると、即座に折り返しフレームを連送してダウンリンク切り替えを出来るだけ素早く行う運用になっている。

このため、新光ビーコン４Ａの場合も、上記と同様に、ＩＤ格納フレームＵ１の受信を契機としてダウンリンク切り替えを行うとすると、図８に示すように、ダウンリンク切り替え直後のＩＤ格納フレームが到達するまでに、高速の後続フレームＵ２〜Ｕ４（ハッチングあり）のアップリンク送信が完了すればよいが、図９に示すように、各々の後続フレームＵ２〜Ｕ４の送信期間が比較的長いために（後続フレームのフレーム数が多い場合も同様である。）、その送信期間（図９の例ではＵ４）中に折り返しフレームが新車載機２Ａに到達すると、光受信部２４に折り返しフレームが届いているにも拘わらず、新光ビーコン４Ａが車両ＩＤを認識済みであることを新車載機２Ａが察知できない場合がある。

また、この場合、図９に破線で示すように、新車載機２Ａは、ＩＤ格納フレームである先行フレームＵ１を含む大容量の上りフレーム群Ｕ１〜Ｕ４を再送信する。
この現象は、前述の通り、ダウンリンク情報を構成する一連の複数の下りフレームＤＬ２の数が多ければ多いほど発生しやすくなる。なぜなら、新光ビーコン４Ａが前記折り返しフレームを送信する頻度が少ないために、新車載機２Ａがループバックを認識できない確率が高くなるためである。

このように、ダウンリンク切り替え後に定期的（図９の例では５フレームごと）にダウンリンク送信される折り返しフレームについても、上りフレーム群Ｕ１〜Ｕ４の送信期間と重なるタイミングになって、新車載機２Ａが受信できる可能性が低くなる。
この場合、上りフレーム群Ｕ１〜Ｕ４を再送信した後でも、新車載機２Ａが折り返しフレームに気付かず、上りフレーム群Ｕ１〜Ｕ４のアップリンク送信（再送）が無駄に継続されることになる。

そして、新車載機２Ａがアップリンク送信するフレーム数が多いほど、折り返しフレームに気付かないままアップリンク領域ＵＡにおいて上りフレーム群Ｕ１〜Ｕ４の送信が継続される可能性が増すことになる。
従って、より多くのデータを新光ビーコン４Ａにアップリンクしようとする新車載機２Ａほど、限られた期間（たとえば２５０ｍｓ）にしか送信されない下りフレームＤＬ２の受信機会を大幅に喪失したり、極端な場合は、下りフレームＤＬ２を受信できずに通信領域Ａを通過したりするという、不合理な結果になるおそれがある。

〔第２実施形態の路車間通信〕
図１０は、第２実施形態の通信手順を示すシーケンス図である。
図１０に示すように、第２実施形態では、新車載機２Ａが先行フレームＵ１の後に高速の後続フレームＵ２〜Ｕ４を連送する場合に、最初の先行フレームＵ１と後続フレームＵ２の間に「送信中断期間」を設けることにより、上述の第１実施形態の問題点を解決するようにしている。

この送信中断期間は、新車載機２Ａが、自機が行う車両ＩＤのループバックの成功を確認するために必要な所定の時間長に設定されている。
例えば、新光ビーコン４Ａが車両２０から受信したＩＤ格納フレームＵ１の受信処理に５〜１０ｍ秒程度要すると仮定し、さらに、新光ビーコン４ＡがＩＤ格納フレームＵ１のＩＤ折り返し処理を開始するのに必要な遅延時間（図１０の例では、ダウンリンク切り替えに必要な遅延時間）が１０ｍ秒と仮定すれば、送信中断期間は１５〜２０ｍ秒の範囲で設定すればよい。

かかる送信中断期間を設けることにすれば、ダウンリンク切り替え後に連送される折り返しフレームが当該期間中に新車載機２Ａの光受信部２４に到達し、新車載機２Ａは、受信した折り返しフレームに含まれる車両ＩＤが自機のものと一致するか否かを判定することにより、車両ＩＤのループバックの成功を確認できる。
上記の確認の後、新車載機２Ａは、２番目以後の後続フレームＵ２〜Ｕ４を連送し、その連送が終了したあと、自機の通信を受信に切り替える。

このように、本実施形態の新車載機２Ａによれば、送信中断期間に新光ビーコン４Ａから受信した折り返しフレームにより、新光ビーコン４Ａが車両ＩＤを認識済みであることを確実に察知することができる。
このため、複数の上りフレームＵ１〜Ｕ４の送信を新車載機２Ａが無駄に継続することによる、下りフレームＤＬ２の受信機会の喪失を未然に防止することができる。

送信中断期間を設定する方法としては、車載制御機２１が消灯状態を示す信号をその期間中に光送信部２３に出力し続ける方法や、その期間の始期に光送信部２３の発光素子への電源供給を停止して消灯させ、その期間の終期に発光素子への電源供給を再開して再発光させる方法がある。
また、光信号が光ビーコン４に到達できない程度に、発光素子のパワーを低下させる方法を採用してもよい。このようにすれば、発光素子の再発光時のパワーの復帰を迅速に行え、２番目の上りフレームＵ２の同期部の乱れを抑制できるという利点がある。

一方、何らかの原因（車両２０のフロントガラスの曇り等）で、ＩＤ格納フレームＵ１が新光ビーコン４Ａに届かなかった場合には、光ビーコン４が折り返しフレームを返してこないので、新車載機２Ａはループバックの成功を確認できない。
そこで、新車載機２Ａは、送信中断期間にループバックの成功を確認できなかった場合には、図１０に破線で示すように、ＩＤ格納フレームである先行フレームＵ１のみを光送信部２３に再送信させ、この先行フレームＵ１の後を送信中断期間とする。

従って、再送信した先行フレームＵ１を新光ビーコン４Ａが正規に受信できた場合には、上述と同様に、送信中断期間に新光ビーコン４Ａから受信した折り返しフレームにより、車両ＩＤのループバックの成功を確認することができる。

第２実施形態において、最初の上りフレームである先行フレームＵ１のフレーム長は、できるだけ短いことが好ましい。例えば、多くとも後続フレームＵ２〜Ｕ４のいずれか１つよりも短いことが好ましい。
より好ましくは、最初の上りフレームＵ１のフレーム長は、上りフレーム群を構成するすべての上りフレームＵ１〜Ｕ４の中で最短（例えば、実データ部で５バイト程度）に設定すればよい。すなわち、当該最初の上りフレームＵ１に格納されるデータは必要限度のデータのみとし、例えば、車両ＩＤ情報、ビーコン間の旅行時間や車載機が対応するサービスの種別等の情報のみであることが望ましい。

その理由は、上記の通り再送信の可能性がある最初の上りフレームＵ１のフレーム長が長ければ、その分だけ、上りフレームＵ１を再送信した場合の、アップリンク送信が可能な残り時間が少なくなってしまい、アップリンク送信する予定の複数の上りフレームＵ２〜Ｕ４のうちの、例えば最後の上りフレームＵ４を送信できなくなる（新光ビーコン４Ａに正常に到達しなくなる）ことがあるからである。

図１０に示すように、ダウンリンク切り替え後の初期に連送される下りフレームＤＬ２である折り返しフレームは、新車載機２Ａから取得した車両ＩＤを格納する他に、フラグフィールドをオンに設定したフレームであることが好ましい。
このようにすれば、新車載機２Ａが、送信中断期間中に受信した下りフレームＤＬ２に含まれるフラグフィールドに基づいて、光ビーコン４が高速アップリンク受信に対応する新光ビーコン４Ａか非対応の旧光ビーコン４Ｂかを判定し、その判定結果に応じて後続処理の内容を決定することができる。

このため、新車載機２Ａが、先行フレームＵ１の送信後においても、光ビーコン４の新旧タイプの判定を行うことができ、先行フレームＵ１の送信前に受信した下りフレームＤＬ１だけに基づいて光ビーコン４の新旧タイプを判定する場合に比べて、当該判定を確実に行うことができる。

〔第３実施形態の路車間通信〕
図１１は、第３実施形態の通信手順を示すシーケンス図である。
第３実施形態（図１１）の路車間通信が第２実施形態（図１０）のそれと異なる点は、新光ビーコン４Ａが、ＩＤ格納フレームである先行フレームＵ１を受信した場合に、ＩＤ折り返しのみを実行し、その後、最後の上りフレームＵ４を検出したことを条件として、ダウンリンク切り替えを実行する点にある。

第２実施形態（図１０）では、新光ビーコン４Ａが、ＩＤ格納フレームである上りフレームＵ１の受信に応じてダウンリンク切り替えを行うので、新車載機２Ａが、最後の上りフレームＵ４の送信完了の直後から、自機の車両向けの提供情報を含む下りフレームＤＬ２を早期に受信できる利点がある。
しかし、仮に、自車両に有益な提供情報が複数の下りフレームＤＬ２の先頭側に偏って格納されている場合には、ダウンリンク切り替えを遅らせる方が有利であるということも考えられる。

また、第２実施形態では、路側にとって有益となる多数のアップリンクを行った新車載機２Ａほど、その間は半二重方式のため受信ができないから、その分だけ、所定の下りフレームＤＬ２を含むダウンリンク情報の受信機会が失われる可能性があり、多数のアップリンクを送信する動機が低下してしまう可能性が考えられる。

そこで、第３実施形態（図１１）では、新光ビーコン４Ａが、上りフレーム群Ｕ１〜Ｕ４における最後の上りフレームＵ４の受信を条件として、ダウンリンク切り替えを実行するようになっている。
このため、新車載機２Ａは、ダウンリンク切り替え後の下りフレームＤＬ２を先頭から順に受信することができ、自車両に有益な情報が下りフレームＤＬ２先頭側に偏って格納されていても、その有益な情報を取り逃がす可能性を低減することができる。

また、第３実施形態（図１１）では、新車載機２Ａが、後続フレームＵ２〜Ｕ４を連送する場合に、最後の上りフレームＵ４のヘッダ部の所定フィールドに最終フレームフラグ（以下、「最終フラグ」と略記する。）を立てるようになっている。なお、図１１において、黒三角で示す上りフレームＵ４は、そのフレームに最終フラグが記されていることを示す（図１２〜図１５も同様）。
このため、上りフレームＵ４を受信した光ビーコン４は、その所定フィールドに最終フラグがあれば、それが最後の上りフレームであることを判定することができる。

なお、最後の上りフレームＵ４の識別情報としては、上記のような最終フラグだけでなく、上りフレーム群Ｕ１〜Ｕ４に、総フレーム数とフレーム番号とを記すことによって行うこともできる。
この場合、新光ビーコン４Ａは、総フレーム数の値とフレーム番号の値（すなわち、本実施形態では「４」の値）が一致する上りフレームを、最後の上りフレームＵ４と判定することができる。

〔第４実施形態の路車間通信〕
図１２は、第４実施形態の通信手順を示すシーケンス図である。
第３実施形態（図１１）のように、新光ビーコン４Ａが、最後の上りフレームＵ４の受信を条件としてダウンリンク切り替えを行う場合には、例えば図１２に×印で示すように、最後の上りフレームＵ４が不達に終わると、新光ビーコン４Ａが何時まで経ってもダウンリンク切り替えを行わず、新車載機２Ａが提供情報を含む下りフレームＤＬ２を取得できない。

そこで、第４実施形態（図１２）では、新光ビーコン４Ａが、上りフレーム群Ｕ１〜Ｕ４のうちのどれが最後かを判定できない場合に、予め定めた所定時間Ｔ１，Ｔ２の経過後にダウンリンク切り替えを実行するようになっている。
図１２に示す２種類の所定時間Ｔ１，Ｔ２のうち、第１の所定時間Ｔ１は、最後に上りフレームを受信した時点（図１２では上りフレームＵ３の受信時点）を始期としており、第２の所定時間Ｔ２は、ＩＤ格納フレームである最初の上りフレームＵ１の受信時点を始期としている。

このように、予め設定した所定時間Ｔ１，Ｔ２が経過した場合（所定時間Ｔ１，Ｔ２の一方が経過した場合あるいは双方が経過した場合のいずれでもよい。）に、ダウンリンク切り替えを実行することにすれば、どれが最後の上りフレームＵ４であるかが不明であることが原因で、新光ビーコン４Ａがダウンリンク切り替えを行わなくなるのを未然に防止することができる。

〔第５実施形態の路車間通信〕
図１３は、第５実施形態の通信手順を示すシーケンス図である。
図１３に示すように、第５実施形態では、新車載機２Ａが先行フレームＵ１の後に後続フレームＵ２〜Ｕ４を連送する場合に、新光ビーコン４Ａが、ＩＤ格納フレーム（上りフレームＵ１）を含む上りフレーム群Ｕ１〜Ｕ４のうちの最後の上りフレームＵ４を光受信部１１が受信したことを条件として、ダウンリンク切り替えを行うことにより、前述の第１実施形態の問題点を解決するようにしている。

なお、第３及び第４実施形態（図１１及び図１２）と対比した第５実施形態（図１３）の特徴は、第３及び第４実施形態（図１１及び図１２）では、ＩＤ折り返し（折り返しフレームの送信）とダウンリンク切り替えのタイミングが異なっているのに対して、第５実施形態（図１３）では、送信中断期間を狙ったＩＤ折り返し（折り返しフレームの送信）が行われず、ＩＤ折り返しとダウンリンク切り替えのタイミングが同じになっている点にある。

このように、新光ビーコン４Ａが、最後の上りフレームＵ４を受信したことを条件としてダウンリンク切り替えを実行することにすれば、新車載機２Ａが、ダウンリンク切り替え後の当初に連送される折り返しフレームを、後続フレームＵ２〜Ｕ４の送信完了後に受信することができる。
従って、図１３に示すように、新車載機２Ａが、第２実施形態（図１０）の場合の「送信中断期間」を設けずに上りフレーム群Ｕ１〜Ｕ４が連送した場合でも、新光ビーコン４Ａが車両ＩＤを認識済みであることを新車載機２Ａが察知しやすくなり好適である。

もっとも、図１３の第５実施形態において、新光ビーコン４Ａの通信相手となる新車載機２Ａは、最後の上りフレームＵ４がどれかを示すフレーム識別情報（例えば、前述の最終フラグ）を格納するものであれば、先行フレームＵ１の後に「送信中断期間」を設けるタイプの新車載機２Ａであってもよい。

すなわち、図１３の新光ビーコン４Ａの通信相手となる新車載機２Ａは、送信中断期間と最終フレームがどれかを示すフレーム識別情報の双方を採用する、例えば第３実施形態（図１１）の新車載機２Ａであってもよい。
なお、新光ビーコン４Ａによる最後の上りフレームＵ４の判定方法については、第３実施形態（図１１）の場合と同様であるから、説明を省略する。

〔第６実施形態の路車間通信〕
図１４は、第６実施形態の通信手順を示すシーケンス図である。
第５実施形態（図１３）のように、新光ビーコン４Ａが、最後の上りフレームＵ４の受信を条件としてダウンリンク切り替えを行う場合には、例えば図１４に×印で示すように、最後の上りフレームＵ４が不達に終わると、新光ビーコン４Ａが何時まで経ってもダウンリンク切り替えを行わず、新車載機２Ａが提供情報を含む下りフレームＤＬ２を取得できない。

そこで、第６実施形態（図１４）においても、新光ビーコン４Ａが、上りフレーム群Ｕ１〜Ｕ４のうちのどれが最後かを判定できない場合に、予め定めた所定時間Ｔ１，Ｔ２の経過後にダウンリンク切り替えを実行するようになっている。
図１４に示す２種類の所定時間Ｔ１，Ｔ２のうち、第１の所定時間Ｔ１は、最後に上りフレームを受信した時点（図１４では上りフレームＵ３の受信時点）を始期としており、第２の所定時間Ｔ２は、ＩＤ格納フレームである最初の上りフレームＵ１の受信時点を始期としている。

このように、予め設定した所定時間Ｔ１，Ｔ２が経過した場合（所定時間Ｔ１，Ｔ２の一方が経過した場合あるいは双方が経過した場合のいずれでもよい。）に、ダウンリンク切り替えを実行することにすれば、どれが最後の上りフレームＵ４であるかが不明であることが原因で、光ビーコン４がダウンリンク切り替えを行わなくなるのを未然に防止することができる。

なお、図１４の第６実施形態においても、新光ビーコン４Ａの通信相手となる新車載機２Ａは、最後の上りフレームＵ４がどれかを示すフレーム識別情報（例えば、前述の最終フラグ）を格納するものであれば、先行フレームＵ１の後に「送信中断期間」を設けるタイプの新車載機２Ａであってもよい。
すなわち、図１４の新光ビーコン４Ａの通信相手となる新車載機２Ａは、送信中断期間と最終フレームがどれかを示すフレーム識別情報の双方を採用する、例えば第３実施形態（図１１）の車載機２であってもよい。

〔第７実施形態の路車間通信〕
図１５は、第７実施形態の通信手順を示すシーケンス図である。
第７実施形態（図１５）が第５実施形態（図１３）と異なる点は、新光ビーコン４Ａが、ＩＤ格納フレームである上りフレーム（先行フレーム）Ｕ１に対してＩＤ折り返しのみを行い、その後に連送される後続フレームＵ２〜Ｕ４のうちの最後の上りフレームＵ４の受信を検出した場合に、ダウンリンク切り替えを行う点にある。

図１５に示すように、第７実施形態では、新車載機２Ａが、すべての上りフレームＵ１〜Ｕ４を中断なしで連送するので、新光ビーコン４ＡがＩＤ折り返しを行っても、折り返しフレームの受信時期が後続フレームＵ２〜Ｕ４の送信期間と重なることがあり、新車載機２Ａが折り返しフレームを正規に受信できない場合がある。

しかし、新光ビーコン４Ａは、最後の上りフレームＵ４の受信を検出した場合に、ダウンリンク切り替えを行い、その切り替えの直後に折り返しフレームを連送する。
従って、新車載機２Ａは、ダウンリンク切り替え後にダウンリンク送信された上記の折り返しフレームにより、ループバックの成功の確認を適切に行うことができる。
このようにすることで、さまざまな種類の送信処理を実装する車載機２が混在した場合であっても、その送信処理の如何に関わらず、車載機２がループバック検出をしやすくなり、路車間通信の効率を高めることが可能となる。

〔第８実施形態の路車間通信〕
図１６は、第８実施形態の通信手順を示すシーケンス図である。
第８実施形態（図１６）が第１実施形態（図８）と異なる点は、先行フレームＵ１の伝送速度を低速に固定する先行処理ではなく、新車載機２Ａが、光ビーコン４の新旧タイプに応じて、先行フレームＵ１の伝送速度を高速又は低速に設定する先行処理を実行する点にある。

すなわち、第８実施形態（図１６）の新車載機２Ａは、受信した下りフレームＤＬ１のフラグフィールドがオンであるか否かを判定し、そのフラグフィールドがオンである場合には、通信相手が新光ビーコン４Ａであると判断し、先行フレームＵ１の伝送速度を高速に設定する。
また、新車載機２Ａは、上記フラグフィールドがオフの場合や、そのフラグフィールドが検出できなかった場合には、通信相手が旧光ビーコン４Ｂであると判断し、先行フレームＵ１の伝送速度を低速に設定する。

一方、第８実施形態（図１６）の新車載機２Ａが行う後続処理については、第１実施形態（図８）の場合と同様である。
すなわち、新車載機２Ａは、通信相手が新光ビーコン４Ａである場合には、先行フレームＵ１の後に続けて高速の後続フレームＵ２〜Ｕ４を連送する。
また、新車載機２Ａは、通信相手が旧光ビーコン４Ｂである場合には、後続フレームＵ２，Ｕ３を非送信に設定するか、送信する場合は後続フレームＵ２，Ｕ３の伝送速度を低速に設定する。

図１６の路車間通信において、フラグフィールドが検出できたがオン／オフのいずれかが不明である場合など、新車載機２Ａが、通信相手の新旧タイプをいずれに判定すべきかが不明な場合もあり得る。
この場合、新車載機２Ａは、先行フレームＵ１の伝送速度を低速に設定し、後続フレームＵ２，Ｕ３を非送信に設定するか或いは後続フレームＵ２，Ｕ３の伝送速度を低速に設定する。

その理由は、旧光ビーコン４Ｂに間違って高速の先行フレームＵ１と高速の後続フレームＵ２〜Ｕ４を送信したとすると、旧光ビーコン４Ｂが上りフレームを１つも受信することができず、ダウンリンク切り替えが行われなくなるからである。
逆に、新光ビーコン４Ａに間違って低速の先行フレームＵ１と低速の後続フレームＵ２，Ｕ３を送信したとしても、新光ビーコン４Ａは当該先行フレームＵ１と後続フレームＵ２，Ｕ３を問題なく受信できるため、特に差し支えがないからである。

上記の通り、第８実施形態（図１６）の新車載機２Ａによれば、通信相手の新旧タイプに応じて先行フレームＵ１の伝送速度を高速又は低速に設定するので、通信相手の光ビーコン４が新旧タイプに関係なく、当該光ビーコン４が先行フレームＵ１を受信できる。
この場合、高速又は低速の先行フレームＵ１は車両ＩＤが含まれるＩＤ格納フレームであるから、光ビーコン４の新旧タイプに関係なく、ダウンリンク切り替えなどの所定の処理を光ビーコン４に実行させることができる。

また、第８実施形態の新車載機２Ａによれば、通信相手が新光ビーコン４Ａの場合には、後続フレームＵ２〜Ｕ４の伝送速度を高速に設定し、通信相手が旧光ビーコン４Ｂの場合には、後続フレームＵ２，Ｕ３を非送信又は送信する場合は後続フレームＵ２，Ｕ３の伝送速度を低速に設定する後続処理を実行する。
このため、新光ビーコン４Ａに対しては、後続フレームＵ２〜Ｕ４を高速に設定した高速アップリンク送信が可能となり、旧光ビーコン４Ｂに対しては、後続フレームＵ２，Ｕ３の非送信又は後続フレームＵ２，Ｕ３を低速に設定した低速アップリンク送信が可能となり、新旧の光ビーコン４Ａ，４Ｂと適切に通信することができる。

〔第８実施形態の変形例〕
第８実施形態（図１６）の新車載機２Ａも、新光ビーコン４Ａに対して、先行フレームＵ１の後に後続フレームＵ２〜Ｕ４を送信するので、後続フレームＵ２〜Ｕ４を連送する場合の問題点（図９）が同様に生じ得る。

そこで、第８実施形態の新車載機２Ａについても、前述の第２実施形態（図１０）〜第７実施形態（図１５）と同様の通信手順の改良を施すことができる。
すなわち、前述の第２実施形態（図１０）〜第７実施形態（図１５）の通信手順の改良は、第８実施形態（図１６）の新車載機２Ａにも、同様に適用することができる。

〔第９実施形態の路車間通信〕
図１７は、第９実施形態の通信手順を示すシーケンス図である。
第９実施形態（図１７）が第１実施形態（図８）と異なる点は、先行フレームＵ１の伝送速度を低速に固定する先行処理を行うだけでなく、新車載機２Ａが、光ビーコン４の新旧タイプに関係なく、後続フレームＵ２〜Ｕ４の伝送速度を高速に固定する後続処理を実行する点にある。

すなわち、第９実施形態（図１７）の新車載機２Ａは、通信相手の新旧タイプを判定することなく、先行フレームＵ１のアップリンク送信を常に低速で行い、後続フレームＵ２〜Ｕ４のアップリンク送信を常に高速で行う。
このため、第９実施形態の新車載機２Ａが通信相手である新光ビーコン４Ａには、自機が高速アップリンク受信に対応することを知らせるフラグフィールドを、下りフレームＤＬ１に設ける必要がない。

上記の通り、第９実施形態（図１７）の新車載機２Ａによれば、先行フレームＵ１の伝送速度を低速に設定する先行処理を実行するので、通信相手の光ビーコン４が新旧いずれのタイプであっても、当該光ビーコン４が先行フレームＵ１を受信できる。
この場合、低速の先行フレームＵ１は車両ＩＤが含まれるＩＤ格納フレームであるから、光ビーコン４の新旧タイプに関係なく、ダウンリンク切り替えなどの所定の処理を光ビーコン４に実行させることができる。

また、第９実施形態の新車載機２Ａによれば、後続フレームＵ２〜Ｕ４の伝送速度を高速に設定する後続処理を実行する。
このため、通信相手が新光ビーコン４Ａの場合には、後続フレームＵ２〜Ｕ４を高速に設定した高速アップリンク送信が可能となり、通信相手が旧光ビーコン４Ｂの場合には、後続フレームＵ２〜Ｕ４がノイズと判定されて受信されず、低速の先行フレームＵ１のみが正規に受信されるので、新旧の光ビーコン４Ａ，４Ｂと適切に通信することができる。

〔第９実施形態の変形例〕
第９実施形態（図１７）の新車載機２Ａも、新光ビーコン４Ａに対して、先行フレームＵ１の後に後続フレームＵ２〜Ｕ４を送信するので、後続フレームＵ２〜Ｕ４を連送する場合の問題点（図９）が同様に生じ得る。

そこで、第９実施形態の新車載機２Ａについても、前述の第２実施形態（図１０）〜第７実施形態（図１５）と同様の通信手順の改良を施すことができる。
すなわち、前述の第２実施形態（図１０）〜第７実施形態（図１５）の通信手順の改良は、第９実施形態（図１７）の新車載機２Ａにも、同様に適用することができる。

〔送信中断期間の変形例〕
上述の第２実施形態（図１０）〜第４実施形態（図１２）では、上りフレームＵ１〜Ｕ４の送信中断期間を、最初の上りフレームＵ１と２番目の上りフレームＵ２の間に設定している。しかし、上りフレーム群Ｕ１〜Ｕ４のうちの、どのフレームとどのフレームの間に送信中断期間を配置すれば最適であるかは、光ビーコン４の性能やアップリンク速度に応じて変動しうる。

そこで、上述の第２〜第４実施形態において、例えば２番目と３番目の上りフレームＵ２，Ｕ３の間に送信中断期間を設けたり、それ以後の上りフレームＵ３，Ｕ４間に送信中断期間を設けたりすることにしてもよい。
例えば、新光ビーコン４Ａが、最初の上りフレームＵ１を受信してから識別情報を含む下りフレーム（折り返しフレーム）の送信を開始するまでの間に、一定の処理時間（例えば１０ｍ秒程度）を要する場合には、その間は、車載機２が受信態勢に切り替えたとしても前記折り返しフレームを受信することができない。

従って、その処理時間の間に、次以降の上りフレームＵ２〜Ｕ４を送信し終えることが可能であるならば、その方が路車間通信の効率を高くすることができるからである。
例えば、アップリンク速度が現行の６４ｋｂｐｓの場合、現行の路車間通信の規格によれば、上りフレームを１フレーム送信するのに約１０ｍ秒程度必要となる（実データ部が最大サイズである５９バイトの場合）。

仮に、１フレーム目の上りフレームＵ１を受信し終えた光ビーコン４が前記折り返しフレームの送信を開始するまでに１０ｍ秒以上要するのであれば、その間に２番目の上りフレームＵ２を送信し、２番目の上りフレームＵ２を送信し終えてから前記受信態勢に切り替える方が、通信効率が高くなると期待できる。この場合、２フレーム目と３フレーム目の間に送信中断期間を設けるようにすれば良い。

上記の観点からすると、新車載機２Ａは、最初の上りフレームＵ１に車両ＩＤを含む上りフレーム群Ｕ１〜Ｕ４を光ビーコン４に送信する場合に、上りフレーム群Ｕ１〜Ｕ４に含まれる最後を除く上りフレームＵ１〜Ｕ３の送信の後にいったん受信態勢に切り替わって、車両ＩＤを含む下りフレームである折り返しフレームを待つことを特徴とするものであると言える。

なお、新車載機２Ａにおいて、上記受信態勢への切り替えタイミングを可変に設定きるようにすれば、新光ビーコン４Ａからの折り返しフレームの送信時期が規約の変更によって変動しても、その変動に車載機２が柔軟に対処できるようになる。
例えば、もしアップリンク速度を１２８ｋｂｐｓに向上できるのであれば、１フレームの送信に５ｍ秒要する（実データ部が最大サイズである５９バイトの場合）ため、同様の理屈にしたがって、光ビーコン４が折り返しフレームを送信し始めるまでの間に、２フレーム目と３フレーム目を送信し、３フレーム目と４フレーム目の間に送信中断期間を設けるようにしても良い。

〔その他の変形例〕
今回開示した実施形態（上述の各変形例を含む。）はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の権利範囲は、上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された構成と均等の範囲内でのすべての変更が含まれる。
例えば、上述の実施形態では、上りフレームＵ１〜Ｕ４を連続して送信することになっているが、フレーム間に所定時間長のインターバルを設けてバースト送信することにしてもよい。

ただし、上述の第４実施形態（図１２）と第６実施形態（図１４）においては、フレーム間のインターバルを、所定時間Ｔ１が確保される範囲内に設定する必要がある。
その所定時間Ｔ１以上のインターバルを空けると、新光ビーコン４Ａがアップリンクに何らかの支障が生じたと判断し、ダウンリンク切り替え等を実施してしまうかもしれないためである。

また、本発明の「車載機」とは、車両２０に搭載されたあと常にその状態に固定されるものを含むことは勿論、ドライバが利用したい時だけ車両２０に持ち込まれ、一時的に車両２０に搭載されるものも含まれる。

新車載機２Ａが、送信中断期間を設けない動作（例えば図８）と送信中断期間を設ける動作（例えば図１０）のいずれを行うこともあり得る状況の場合、新光ビーコン４Ａは、最初の上りフレームＵ１を受信したときに折り返しフレームの連続送信を含むダウンリンク切り替えを行い、さらに、最後の上りフレームＵ４を受信したときに、もう１回、折り返しフレームの連続送信を含むダウンリンク切り替えを行うようにしても良い。
このようにすれば、いずれのタイプの新車載機２Ａであっても、ループバックの成功を認識しやすくなる。

また、図８や図１０のように、最初の上りフレームＵ１の受信後にすぐさま、折り返しフレームの連続送信を含むダウンリンク切り替えを行う場合に、折り返しフレームの連続送信を新車載機２Ａが受信できなかったら、以降は、下りフレームＤＬ２の中で一定の頻度で送られる折り返しフレームを受信することによってしか、新車載機２Ａはループバックを認識することができない。
そこで、下りフレームＤＬ２として、従来よりも多く折り返しフレームを含ませるようにすることもできる。

例えば、ダウンリンク情報を構成する一連の複数の下りフレームＤＬ２の先頭に従来通り折り返しフレームを１つ挿入するのに加えて、２番目も折り返しフレームとしたり、折り返しフレームが３つに１つや４つに１つの割合となるようにしたりする等の方法を採用することができる。また、下りフレームＤＬ２の総数がＮ個であれば、Ｎ／２番目かその前後、あるいは、Ｎ／３番目かその前後に、折り返しフレームを１つ乃至複数挿入するといった方法でも良い。

なお、車載機２がループバックを確認できるまで繰り返すアップリンク送信処理の送信間隔（例えば２０ｍｓ）が予め規定されているのであれば、当該アップリンク送信間隔よりも短い周期で必ず折り返しフレームが送信されるように、１０〜１５フレーム程度（＝１０〜１５ｍｓ程度の時間に相当する）に１つの割合で、折り返しフレームを挿入するようにしても良い。

一般に、コンピュータ装置において、連続して繰り返しでダウンリンク情報を送信しているときにダウンリンク切り替え後の下りフレームＤＬ２の繰り返し送信のモードにしたり、折り返しフレームを連送するモードにしたりする等、送信モードを変更するのは、処理の負荷が大きく、処理能力の高いＣＰＵ等を採用する必要があるため、送信のモードの切替数は少ない方が有利である。
そういった観点で、上記のように、ダウンリンク切り替え後の下りフレームＤＬ２として従来よりも多く折り返しフレームを含ませる等によって、車載機にループバック成功を認識させる確率を高くすると共に、送信するモードの変更回数を少なくすることは有望である。

なお、ここでは、ダウンリンク切り替えや折り返しフレームの連送といった動作のために、最初の上りフレームの受信や最後の上りフレームの受信をトリガーとした例を示したが、そういった構成には限られない。
というのも、車載機２からすれば、光ビーコン４にどのタイミングでダウンリンク切り替えを行って欲しいかを指定できる方が、都合が良いケースがあると考えられるためである。

そこで、上りフレームＵＬ１に、光ビーコン４に対するダウンリンク切り替えを要求するための「ＤＬ切替要求情報（例えばヘッダ等の所定の位置に設けたフラグ等）」を設け、車載機２からＤＬ切替要求情報を受信したタイミングで、光ビーコン４が、ダウンリンク切り替えや折り返しフレームの連送といった動作をするようにしても良い。

例えば、新車載機２Ａの送信する上りのフレーム数が合計で２つの場合、新車載機２Ａとしては、１つ目の上りフレームＵ１を送信した後で所定時間送信を停止してから再び２つ目の上りフレームＵ２を送信するよりも、２つのフレームを連続して送信する方が処理が簡便であるし、仮に、アップリンクが光ビーコン４に到達せず、再送することになったとしても、通信効率の低下の影響は小さい。そういった場合には、２フレーム目にＤＬ切替要求情報を格納しておくようにしても良い。

また、新車載機２Ａの送信する上りのフレーム数が合計で１０個程度あるような場合にも、例えば、光ビーコン４がダウンリンク切り替えを実行するまでに所定の時間（例えば１０ｍｓ）を要することが分かっているのであれば、上りフレームＵＬ１の送信に要する期間が、当該所定の時間（例えば１０ｍｓ）以下となった時点で、ＤＬ切替要求情報を送信してもよい。例えば、１フレームの送信に５ｍｓを要するのであれば、８フレーム目にＤＬ切替要求情報を含ませればよい。

そうすれば、８フレーム目を受信してＤＬ切替要求情報を確認してからダウンリンク切替のモードに移行する光ビーコン４が、実際にダウンリンク切替をするまでの間（例えば１０ｍｓ）の間に、新車載機２Ａは、９フレーム目と１０フレーム目を送信し終えることができるため、その分だけ効率よく路車間通信を行うことができるようになる。

このように、車載機２が、光ビーコン４にどのタイミングでダウンリンク切り替えや折り返しフレームの連送を行って欲しいかを指定できる通信プロトコルを新たに導入することで、車載機２や路上装置にとって柔軟でより都合の良い、路車間通信を実現することが可能になり至便である。

なお、この場合、もし光ビーコン４が、車載機２が送信してきた上りフレームＵＬ１のうちＤＬ切替要求情報が格納された上りフレームを受信できなかったら、光ビーコン４はダウンリンク切り替えを実行するタイミングを失することになるが、その場合には、最終の上りフレームＵ４を受信したタイミングでダウンリンク切り替えを実行するようにしても良い。さらに、図１４に示すように、最後に上りフレームＵ４を受信してから所定時間Ｔ１経過後にダウンリンク切り替えを行う方法を併用ことにしてもよい。

２ 車載機
４ 光ビーコン
７ ビーコン制御機（通信制御部）
８ ビーコンヘッド
１０ 光送信部
１１ 光受信部
２０ 車両
２１ 車載制御機（通信制御部）
２２ 車載ヘッド
２３ 光送信部
２４ 光受信部

Claims (14)

1. 道路に設置された光ビーコンと光信号による無線通信を行う車載機であって、
   高低２種類の伝送速度での電気光変換が可能な光送信部と、
   所定の伝送速度での光電気変換が可能な光受信部と、
   下記の先行フレームの伝送速度を低速に設定する先行処理と、下記の後続フレームの伝送速度を高速に設定するか、或いは、前記後続フレームを非送信に設定又はその伝送速度を低速に設定するかを決定する後続処理とを実行する通信制御部と、を備えていることを特徴とする車載機。
   先行フレーム：最初の上りフレームを含む先に送信する１又は複数の上りフレーム
   後続フレーム：先行フレームの後に送信する１又は複数の上りフレーム
2. 前記通信制御部は、下りフレームに含まれるビーコン識別情報に基づいて、前記光ビーコンが高速アップリンク受信に対応する新光ビーコンか非対応の旧光ビーコンかを判定し、この判定結果に応じて前記後続処理を実行する請求項１に記載の車載機。
3. 前記通信制御部は、前記判定結果が新光ビーコンである場合に、前記後続フレームの伝送速度を高速に設定する請求項２に記載の車載機。
4. 前記通信制御部は、前記判定結果が旧光ビーコンである場合に、前記後続フレームを非送信に設定又はその伝送速度を低速に設定する請求項２又は３に記載の車載機。
5. 前記通信制御部は、前記判定結果が不明である場合に、前記後続フレームの伝送速度を高速に設定するか、前記後続フレームを非送信に設定又はその伝送速度を低速に設定するかのいずれかを実行する請求項２〜４のいずれか１項に記載の車載機。
6. 前記通信制御部は、どの前記上りフレームが最後かを示す識別情報を、複数の前記上りフレームの一部又は全部に含める請求項１〜５のいずれか１項に記載の車載機。
7. 前記通信制御部は、車両の識別情報の前記光ビーコンからのループバックの成功を確認するための送信中断期間を、複数の前記上りフレームのうちの最後を除くいずれかの前記上りフレームの後に設ける請求項１〜６のいずれか１項に記載の車載機。
8. 道路に設置された光ビーコンと光信号による無線通信を行う車載機であって、
   高低２種類の伝送速度での電気光変換が可能な光送信部と、
   所定の伝送速度での光電気変換が可能な光受信部と、
   下記の先行フレームの伝送速度を高速又は低速のいずれに設定するかを決定する先行処理と、下記の後続フレームの伝送速度を高速に設定するか、或いは、前記後続フレームを非送信に設定又はその伝送速度を低速に設定するかを決定する後続処理とを実行する通信制御部と、を備えていることを特徴とする車載機。
   先行フレーム：最初の上りフレームを含む先に送信する１又は複数の上りフレーム
   後続フレーム：先行フレームの後に送信する１又は複数の上りフレーム
9. 前記通信制御部は、下りフレームに含まれるビーコン識別情報に基づいて、前記光ビーコンが高速アップリンク受信に対応する新光ビーコンか非対応の旧光ビーコンかを判定し、この判定結果に応じて前記先行処理と前記後続処理とを実行する請求項８に記載の車載機。
10. 前記通信制御部は、前記判定結果が新光ビーコンである場合に、前記先行フレームの伝送速度を高速に設定し、前記後続フレームの伝送速度を高速に設定する請求項９に記載の車載機。
11. 前記通信制御部は、前記判定結果が旧光ビーコンである場合に、前記先行フレームの伝送速度を低速に設定し、前記後続フレームを非送信に設定又はその伝送速度を低速に設定する請求項９又は１０に記載の車載機。
12. 前記通信制御部は、前記判定結果が不明である場合に、前記先行フレームの伝送速度を低速に設定し、前記後続フレームを非送信に設定又はその伝送速度を低速に設定する請求項９〜１１のいずれか１項に記載の車載機。
13. 前記通信制御部は、どの前記上りフレームが最後かを示す識別情報を、複数の前記上りフレームの一部又は全部に含める請求項８〜１２のいずれか１項に記載の車載機。
14. 前記通信制御部は、車両の識別情報の前記光ビーコンからのループバックの成功を確認するための送信中断期間を、複数の前記上りフレームのうちの最後を除くいずれかの前記上りフレームの後に設ける請求項８〜１３のいずれか１項に記載の車載機。