JP2981881B1

JP2981881B1 - 路車間通信システム

Info

Publication number: JP2981881B1
Application number: JP16836498A
Authority: JP
Inventors: 恭也木村; 健池田
Original assignee: KENSETSUSHO DOBOKU KENKYU SHOCHO
Current assignee: KENSETSUSHO DOBOKU KENKYU SHOCHO
Priority date: 1998-06-16
Filing date: 1998-06-16
Publication date: 1999-11-22
Anticipated expiration: 2018-06-16
Also published as: JP2000004468A

Abstract

【要約】【課題】車両側と道路側とで双方向通信が可能で、且
つ高速のハンドオーバーを可能とする路車間通信システ
ムを提供する【解決手段】車両側では無線通信用の車両側通信シス
テムを有し、道路側では進入車両の登録情報を出力する
車両エントリー手段201と、車両の位置を検出して位置
情報を出力する車両位置検出手段203と、車両と通信を
行う基地局121と、基地局の制御を行う制御部231とを備
えた道路側通信システムを有し、この道路側通信システ
ムで車両102の登録情報と位置情報に基づいてマイクロ
セル間のハンドオーバーのセル切換判定を行う。これに
より、車両側のハンドオーバーのセル切換判定を不要と
し、高速のハンドオーバーを実現することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数のマイクロセ
ルで構成されるサービスエリアを有する高速道路や有料
道路において、車両と道路側通信システムとの間で通信
を行う路車間通信システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、安全性の向上と交通の効率化
を目指して、車両と道路側との双方向通信により、道路
上を走行する車両を道路側から自動制御するようなシス
テムが望まれているが、近年は道路側から車両への片方
向通信により情報を提供する道路交通情報通信システム
（ＶＩＣＳ：Vehicle InFormation and CommunicationS
ystem）等が構築されてきており、双方向通信を用いる
システムとしては自動料金徴収システム等が検討されて
いる。また、移動体における双方向通信としては、従来
よりデジタル携帯電話に代表される移動体通信技術が普
及している。

【０００３】自動料金徴収システムは、有料道路等の料
金所での通行料金の支払いを効率化するためのもので、
車両に搭載された車載機と料金所に設置されたシステム
との間の双方向通信により、自動的に料金を課金し徴収
するものである。そして、デジタル携帯電話に代表され
る従来の移動体通信技術は、通信エリアに複数の基地局
を設置することにより複数のセルを配置し、移動局とし
ての携帯電話と基地局との間で双方向通信を行うと共
に、移動局が複数のセル間を移動する場合にハンドオー
バー判定を行うことにより最適な基地局及び送受信チャ
ンネルの切り換えを行うものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来技術の場合には、以下のような問題点を有している。
すなわち道路交通情報通信システム（ＶＩＣＳ）は片方
向通信のみのため、車両側が一方的に情報を受信するこ
としかできず、道路側のシステムは各走行車両の位置検
出をすることはできない。また、双方向通信で行う自動
料金徴収システムは料金の徴収を目的としたものである
ため、通信エリアは限定された必要な箇所のみに配置さ
れる。したがって、車両が走行する道路を全て網羅する
ようなエリア（区域）には配置されないため、道路を移
動する車両と道路側通信システムとの間で位置検出や必
要情報の取り出しを行う路車間通信システムに適用する
ことが不可能となる。また、従来のデジタル携帯電話の
ような移動体通信技術は、通信エリアを複数のセルで構
成し、移動局（携帯電話）と基地局との間で双方向通信
を行うものであるが、セル内において移動局が比較的高
速で移動する車両に存在する場合、セル間の移動も高速
になり、頻繁にハンドオーバー（セル切り換え）が行わ
れることになる。このような場合には、送受信チャンネ
ルの切り換えも高速に行う必要があり、従来の路車間通
信システムによる方法では間に合わなくなってしまうと
いう問題がある。

【０００５】そこでこの発明の目的は、前記のような従
来の路車間通信システムのもつ問題を解消し、高速道路
のように複数のセルから構成されるサービスエリアにお
いて、車両側と道路側とで双方向通信が可能で、且つ高
速のハンドオーバー制御を実現できる路車間通信システ
ムの提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、前記のよう
な目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、車
両側と道路側とで双方向無線通信を行う路車間通信シス
テムにおいて、車両側では無線通信信号の送受信を行う
車両側通信システムを有し、道路側では、道路を複数の
マイクロセルで連続に被覆して形成したサービスエリア
に進入した車両を検出して検出情報を生成する車両エン
トリー手段と、レーダまたは音響センサから構成され、
前記車両の位置を検出して位置情報を生成する車両位置
検出手段と、前記車両側通信システムと無線通信信号の
送受信を行い且つ前記複数のマイクロセル各々に１対１
で対応する複数の基地局と、前記検出情報を用いて前記
車両の登録情報を生成し、前記登録情報を前記車両エン
トリー手段を介して前記車両側通信システムへ送信する
と共に、前記車両が移動するマイクロセル間のセル切換
判定を前記位置情報と前記登録情報とを用いて行い、前
記複数の基地局の制御を行う制御部とを備えた道路側通
信システムを有することを特徴とするものである。

【０００７】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、制御部は、車両の検出情報を入力して
前記車両の登録情報を生成し、前記登録情報を車両エン
トリー手段を介して車両側通信システムへ送信すると共
に、前記登録情報を車両位置検出手段へ出力し、前記車
両位置検出手段から前記車両の位置情報を入力する車両
管理手段と、前記車両管理手段から前記登録情報と前記
位置情報とを入力して基地局に前記車両との通信制御信
号を出力すると共に、前記車両と通信する基地局の切り
換えを行う基地局切換手段とを有することを特徴とする
ものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１実施形態によ
る路車間通信システムの構成を示す概念図である。ここ
で図１において、101は路車間通信システムのサービス
エリアを有する高速道路（有料道路）等の道路で、102
は道路101を走行する車両、111，112，113はサービスエ
リアを連続して被覆（カバー）するマイクロセル（以
下、『セル』とする）をそれぞれ示している。これら各
セル111，112，113は道路側通信システムの一部である
基地局121，122，123とそれぞれ対応（１対１）するよ
うに構成されている。これら各セルは、それぞれが所定
領域（約、100ｍ程度）の通信範囲をカバーすることが
できる。また、この図１では、基地局に対応するセルを
３組図示しているが、実際にはこれらのセルはサービス
エリアの構成に必要な個数（１〜Ｎ個）だけ配置され
る。そして、車両102は無線通信信号の送受信を行うた
めの車両側通信システムを有し、各基地局は基地局に対
応するセル内に車両102が進入したときに、後述する制
御部の指示に基づいて車両102と基地局との間で無線通
信（双方向通信）を行う。

【０００９】図２は上述した道路側通信システムの具体
的な構成を示す概念図である。201は車両エントリー手
段で、この車両エントリー手段201によって検出エリア
であるエントリーセル202内に進入した車両102の進入検
出が行われる。また、203は道路101を走行中の車両102
の位置を検出（位置監視）して、その位置情報を生成す
る車両位置検出手段で、この車両位置検出手段203はレ
ーダや音響センサ等から構成されサービスエリア内の車
両位置を高精度に検出することができる。基地局121，1
22にはそれぞれ３組の受信機211〜213，221〜223と１組
の送信機214，224とが配置されている。実際には、これ
ら受信機及び送信機は予め設定された各セル内のチャン
ネル数に必要な数だけ配置する。

【００１０】また、図２に示すように制御部231は車両
管理手段232と基地局切換手段233とを有している。そし
て、この制御部231は主に車両エントリー手段201が進入
を検出した車両の検出情報を用いて車両の登録情報を設
定する機能を有するもので、車両管理手段232によって
車両エントリー手段201を介して車両側通信システムへ
車両の登録情報が送信される。また、基地局切換手段23
3によって、設定された登録情報を用いて各基地局へ車
両に対する通信制御信号が出力されると共に、車両のハ
ンドオーバーによる通信基地局の切り換えが行われる。

【００１１】以下、この図２の構成図を基に路車間通信
システムの詳細を説明する。先ず、車両102がサービス
エリアのエントリーセル202内に進入すると、車両エン
トリー手段201がこの車両102の進入を検出して検出情報
を生成し、その検出情報は制御部231の車両管理手段232
へ出力される。この車両管理手段232には、予めサービ
スエリア内に収容できる車両数以上の識別コードが用意
されているため、検出情報が入力されると、その時点で
空いている識別コードが検出された車両102に割り当て
られる。次いで、この車両102には車両側通信システム
との無線通信のチャンネルが割り当てられ、識別コード
と通信チャネルをその登録情報として車両エントリー手
段201へ出力し、この車両エントリー手段201はその登録
情報を車両側通信システムへ送信する。

【００１２】これと同時に、車両管理手段232は検出し
た車両102の登録情報と位置情報とを基地局切換手段233
へ出力する。このとき、基地局切換手段233は車両102が
例えばセル111からセル112へ移行するときには車両管理
手段232から送られる車両の登録情報と位置情報に基づ
いて、車両102の移行先のセル112に対応する基地局で、
使用されていない例えば受信機222に対して車両102の通
信チャンネルをそのセル内で重複しないように設定す
る。また、移行先のセル111に対応する基地局121でそれ
まで車両102との通信に使用していた受信機211を開放す
る。尚、この例では車両エントリー手段201及びエント
リーセル202は基地局及びセルとは別個に設置している
が、エントリーセル自体をマイクロセルの１つとし、対
応する基地局に車両エントリー手段としての機能を持た
せても良い。このように、道路側通信システムによって
車両の登録情報及び位置情報に基づいてセル間のハンド
オーバーのセル切換判定を行っているため、車両側のセ
ル間のハンドオーバーのセル切換判定が不要となり、高
速のハンドオーバーを実現することができ、車両側通信
システムの負担も軽減される。

【００１３】図３は本発明の実施形態における車両に搭
載される車両側通信システムの構成を示す概念図であ
る。すなわち、図３に示すように車両側通信システム30
1は送信機305と受信機302とを有し、受信機302によって
道路側通信システムから送信された無線信号がアンテナ
を介して受信される。また、受信機302には自己データ
識別手段303とデータ処理手段304とが接続されている。
自己データ識別手段303は受信機302が受信した信号を入
力し、その信号から自己車両の識別コードを認識し、必
要な関連データを抽出する機能を有し、データ処理手段
304は自己データ識別手段303が抽出した関連データを入
力して通信等に必要な処理を行う。このデータ処理手段
304の処理に基づいて無線通信信号は送信機305によって
アンテナを介して道路側通信システムへ送信される。

【００１４】そして、本実施形態では道路側通信システ
ムのそれぞれの基地局は、前述した図２と同様に複数の
受信機211〜213と１つの送信機214を有するものとす
る。受信機211〜213はそれぞれ、その基地局121に対応
するセル111に収納できる最大の車両数以上のチャンネ
ルを選択可能で、車両管理手段232により車両毎に設定
されたチャンネルを選択して、対象となる車両からの無
線信号を受信する。送信機214は、そのセル内で固定チ
ャンネルが設定されており、制御部231から車両へ送信
すべき情報を逐次エアーフォーマット変換し、そのセル
内の全車両側通信システムへ同一チャンネルで送信す
る。

【００１５】図４(Ａ)，(Ｂ)は本発明の第２実施形態に
おける路車間通信システムの構成を示す概念図を示し、
図２における制御部を図４(Ａ)のように構成し、図３に
おける車両側通信システムを図４(Ｂ)のように構成して
いる。すなわち、図４(Ａ)に示すように401は制御部で
あり、この制御部401は主に車両エントリー手段201（図
２参照）が車両の進入を検出した検出情報を用いてその
車両の登録情報を設定すると共に、車両エントリー手段
201を介して、車両側通信システムへその車両の登録情
報を送信する車両管理手段402と、主に設定された登録
情報を用いて、各基地局へその車両に対する通信制御信
号を出力すると共に、その車両のハンドオーバーによる
通信基地局の切り換えを行うための基地局切換手段403
と、制御部401の外部から情報を取得するためのデータ
処理手段404とデータ配信手段405とを有している。この
データ配信手段405は基地局から入力され各車両から要
求される情報をデータ処理手段404へ出力すると共に、
その要求情報をデータ処理手段404から取得し、識別コ
ードに基づいて各セル毎にグルーピングして各基地局へ
配信する機能を有している。

【００１６】上述した制御部401の外部からの情報取得
手段としては、主に気象センサ、障害物センサ、車両感
知センサやサービスエリア内の気象情報、交通情報等を
検出する道路状況検出手段406から行うことができる。
また、これ以外に必要な情報の送受が必要な場合、例え
ばメールの受信を行う時には、データ処理手段404にＮ
ＴＴ電話回線網等による公衆ネットワーク407を接続す
ることにより情報取得が可能である。ここでデータ処理
手段404が道路状況検出手段406と公衆ネットワーク407
とのどちらの情報を取得（選択）するかは、車両を保有
するユーザからの要求によって決定し、その要求内容に
よっていずれか一方、或いは両方からの情報を取得する
ことができる。このようにして、取得された車両の情報
は関連データが生成されデータ配信手段405から各基地
局に出力される。

【００１７】また、本実施形態において車両に搭載され
る車両側通信システム301の構成は図４(Ｂ)に示すよう
に、データ処理手段304には入出力手段306が接続され、
この入出力手段306によってユーザが要求する情報の入
力、或いはユーザの要求した情報をデータ処理手段304
から入手して表示することができる。この入出力手段30
6は、キーボード、音声認識装置、ディスプレイ装置等
から構成されている。これによって、ユーザが必要とす
る情報を要求することが可能となり、また道路側通信シ
ステムからその必要な情報を逐一取得でき、表示された
情報を確認することができる。

【００１８】図５(Ａ)，(Ｂ)は本発明の路車間通信シス
テムにおけるデータ配信シーケンスの一例を示すもので
あって、このうち図５(Ａ)はサービスエリア内の車両分
布状況の一例を示す概念図である。ここで、セル構成自
体は図１（第１実施形態）と同様であり、道路側通信シ
ステムの制御部は図４(Ａ)と同様である。そして、この
例ではセル111内には車両102ａ，102ｂが、またセル112
内には車両102ｃ，102ｄとが存在している例で、このよ
うな車両分布において、データ配信手段405は、図５
(Ｂ)に示すように、データ処理手段404（図４参照）か
ら得られた各車両向けの配信用データを、識別コードに
基づいて同一基地局データ同士（エリア１，２）をシー
ケンシャルにグルーピングし、それを結合して各基地局
用データを生成し、各基地局121，122に対して配信させ
るものである。この場合には、それぞれの基地局から、
対応するマイクロセル内の１つまたは複数の車両102ａ
〜102ｄへの通信において、上述のように各基地局は、
対応するマイクロセル内の１つまたは複数の車両に対す
る関連データのみを送信するので、マイクロセル内に存
在する車両102ａ〜102ｄに対する関連データのみを車両
側通信システムは受信することになる。これによって、
自己データ識別手段303（図４(Ｂ)参照）が自己の関連
データを抽出する際の負担が軽減されると共に、車両側
通信システム301自体の負担を小さくさせることができ
る。

【００１９】

【発明の効果】この発明は、前記のようであって、請求
項１に記載の発明は、車両側と道路側とで双方向無線通
信を行う路車間通信システムにおいて、車両側では無線
通信信号の送受信を行う車両側通信システムを有し、道
路側では、道路を複数のマイクロセルで連続に被覆して
形成したサービスエリアに進入した車両を検出して検出
情報を生成する車両エントリー手段と、レーダまたは音
響センサから構成され、前記車両の位置を検出して位置
情報を生成する車両位置検出手段と、前記車両側通信シ
ステムと無線通信信号の送受信を行い且つ前記複数のマ
イクロセル各々に１対１で対応する複数の基地局と、前
記検出情報を用いて前記車両の登録情報を生成し、前記
登録情報を前記車両エントリー手段を介して前記車両側
通信システムへ送信すると共に、前記車両が移動するマ
イクロセル間のセル切換判定を前記位置情報と前記登録
情報とを用いて行い、前記複数の基地局の制御を行う制
御部とを備えた道路側通信システムを有しているので、
道路側通信システムで車両の登録情報と位置情報に基づ
いてマイクロセル間のハンドオーバーによるセル切換え
判定を行うことにより、車両側のハンドオーバーのセル
切換え判定が不要となるため、車両側通信システムの負
担が小さくなると共に、高速のハンドオーバーが実現で
きるという効果がある。

【００２０】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、制御部は、車両の検出情報を入力して
前記車両の登録情報を生成し、前記登録情報を車両エン
トリー手段を介して車両側通信システムへ送信すると共
に、前記登録情報を車両位置検出手段へ出力し、前記車
両位置検出手段から前記車両の位置情報を入力する車両
管理手段と、前記車両管理手段から前記登録情報と前記
位置情報とを入力して基地局に前記車両との通信制御信
号を出力する共に、前記車両と通信する基地局の切り換
えを行う基地局切換手段とを有するので、車両側通信シ
ステムの負担が小さくなると共に、高速のハンドオーバ
ーが実現できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態による路車間通信システ
ムのセル構成を示す概念図である。

【図２】同道路側通信システムの構成を示す概念図であ
る。

【図３】同車両側通信システムの構成を示す概念図であ
る。

【図４】(Ａ)は本発明の第２実施形態による道路側通信
システムのセル構成を示す概念図で、(Ｂ)はその車両側
通信システムの構成を示す概念図である。

【図５】(Ａ)はサービスエリア内の車両分布状況の本発
明の第２実施形態による道路側通信システムのセル構成
を示す概念図で、(Ｂ)はそのデータ配信シーケンスの構
成を示す概念図である。

【符号の説明】

101 道路 102，102ａ，102ｂ，102ｃ，102ｄ車両 111，112，113 マイクロセル 121，122 基地局 201 車両エントリー手段 202 エントリーセル 203 車両位置検出手段 204 道路側通信システム 211，212，213，221，222，223 受信機 214，224 送信機 231，401 制御部 232，402 車両管理手段 233，403 基地局切換手段 301 車両側通信システム 302 受信機 303 自己データ識別手段 304 車両位置検出手段 305 送信機 306 入出力手段 404 道路側データ処理手段 405 データ配信手段 406 道路状況検出手段 407 公衆ネットワーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04B 7/24 - 7/26 H04Q 7/00 - 7/38

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】車両側と道路側とで双方向無線通信を行
う路車間通信システムにおいて、車両側では無線通信信
号の送受信を行う車両側通信システムを有し、道路側で
は、道路を複数のマイクロセルで連続に被覆して形成し
たサービスエリアに進入した車両を検出して検出情報を
生成する車両エントリー手段と、レーダまたは音響セン
サから構成され、前記車両の位置を検出して位置情報を
生成する車両位置検出手段と、前記車両側通信システム
と無線通信信号の送受信を行い且つ前記複数のマイクロ
セル各々に１対１で対応する複数の基地局と、前記検出
情報を用いて前記車両の登録情報を生成し、前記登録情
報を前記車両エントリー手段を介して前記車両側通信シ
ステムへ送信すると共に、前記車両が移動するマイクロ
セル間のセル切換判定を前記位置情報と前記登録情報と
を用いて行い、前記複数の基地局の制御を行う制御部と
を備えた道路側通信システムを有することを特徴とする
路車間通信システム。
【請求項２】制御部は、車両の検出情報を入力して前
記車両の登録情報を生成し、前記登録情報を車両エント
リー手段を介して車両側通信システムへ送信すると共
に、前記登録情報を車両位置検出手段へ出力し、前記車
両位置検出手段から前記車両の位置情報を入力する車両
管理手段と、前記車両管理手段から前記登録情報と前記
位置情報とを入力して基地局に前記車両との通信制御信
号を出力すると共に、前記車両と通信する基地局の切り
換えを行う基地局切換手段とを有することを特徴とする
請求項１に記載の路車間通信システム。