JP3324454B2 - 移動体通信装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、質問器の通信エリ
ア内で受ける質問信号に対して応答信号を送信するよう
に移動体に配設される移動体通信装置に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】有料道路などにおける
料金徴収の業務を、通行車両が料金所で停止することな
く所定の通信エリアを通過する際に無線通信を行なって
種々の情報を授受することにより自動的に課金処理を行
なうことが考えられている。これにより、料金所での渋
滞発生を抑制すると共に、料金徴収業務の合理化を図る
ことができるものである。

【０００３】ところで、このような自動課金システムを
設けるに当たっては、有料道路の入口や出口には質問器
として路側通信装置のアンテナを設けると共に、通行す
る各自動車に通信用の車載機を搭載することが必要とな
る。また、上記のような通信処理においては、自動車が
アンテナの通信エリアを通過する間の短時間の間に確実
に料金徴収の処理が完了できるようにする必要がある。

【０００４】一般に、無線通信においては、電波環境に
よっては、自動車のガラスやワイパー、あるいは雨、
雪、雷さらにはマイクロ波周波数帯の電波を出力する機
器（例えば、自動速度取締機など）や、違法な電波を出
力する無線機など多くのものからの悪影響を受けること
があり、伝達誤りが発生する確率は有線通信に比べて高
いものとなる。

【０００５】そこで、このような場合にも極力通信処理
を達成できるように、例えば、車載機側において受ける
べき路側通信装置からの送信信号を受信しない場合に、
再度送信信号を出力するように車載機側から路側通信装
置に対して再送要求信号を送信することが行なわれる。
この場合、例えば、図１４あるいは図１５に示すような
信号の授受が行なわれる。

【０００６】すなわち、図１４および図１５は上述のよ
うな不具合が発生する状況を具体的に示したものであ
る。路側通信装置１と車載機２との間の通信処理におい
ては、次のような手順で進行する。路側通信装置１は、
その通信エリア内に複数の車載機２が存在する場合でも
混信を起こすことなく通信を成立させるために、通信フ
レームを指定するように信号を与える。これは、ＦＣＭ
（フレームコントロールメッセージ）と呼ばれる信号を
あらかじめ送信し、これにより車載機２側に信号の授受
を行なうべきスロットを指定すると共に、２回目以降の
単位通信においてはアップリンク指定あるいはダウンリ
ンク指定を行なうものである。

【０００７】路側通信装置１側から車載機２側にデータ
を送信する場合には、ＦＣＭ信号を送信してスロットを
指定し、続く送信信号にて設定されたスロット内にデー
タを乗せて送信するようになる。車載機２は設定されて
いるスロットのタイミングで信号を受信すると、これを
受信したことを示すＡＣＫ（アクノリッジ）信号を返信
するようになる。これで１回の単位通信が終了する。

【０００８】続けて通信処理を行なう必要がある場合に
は、再び路側通信装置１から信号が送信される。そし
て、路側通信装置１から送信されるＦＣＭ信号として、
車載機２側から路側通信装置１側にデータを送信するよ
うに指定したコマンドが送信されると、車載機２は指定
されたスロットにてデータを送信するようになる。そし
て、路側通信装置１は、車載機２からデータを受信する
とＡＣＫ信号を送信する。このようにして単位通信を繰
り返すことにより一連の通信処理が行なわれると、課金
処理が終了する。

【０００９】上述の場合においては、通常は、路側通信
装置１と車載機２との間でリンクシーケンスが確立する
までのやり取りが行なわれた後、情報の伝達のための通
信が行なわれるようになっている。このような情報の伝
達のための通信の過程において、受信エラーが発生した
ときに次のような不具合が生ずる。

【００１０】例えば、図１４に示すケースでは、路側通
信装置１からアップリンクのＦＣＭ信号が送信されて、
車載機２がこれに応じて情報応答フレームによりデータ
を送信すると、これに対して路側通信装置１からＡＣＫ
信号が返されるところ、なんらかの原因により、このＡ
ＣＫ信号を所定の期待時間を過ぎても車載機２が受信で
きない場合である。車載機２は、ＡＣＫ信号を受信しな
いことにより受信エラーが発生したと判断し、送信した
情報応答が路側通信装置１に届いていないとして、その
情報応答を再送するために再び路側通信装置１からアッ
プリンク指定のＦＣＭ信号が送信されるのを待機するよ
うになる。

【００１１】一方、路側通信装置１においては、車載機
２から情報応答フレームにてデータを受けてＡＣＫ信号
を送信しているので、通信は正常になされたものとして
通信処理を進めることになる。つまり、路側通信装置１
は次のシーケンスに進むべく情報書き込み要求をするた
めのダウンリンク指定のＦＣＭ信号を送信するようにな
る。なお、このような事態が発生するのは、ＡＣＫ信号
そのものが確認信号であり、このＡＣＫ信号を相手方が
受信できたか否かをさらに確認する方法はないというこ
とに起因している。

【００１２】車載機２側では、受信したＦＣＭ信号がダ
ウンリンク指定となっていることから、受信すべきＦＣ
Ｍ信号ではないためこれを受け付けることができない。
したがって、車載機２は、路側通信装置１から情報書込
要求信号が送信されてもこれを受け付けず、ＡＣＫ信号
を返すこともない。路側通信装置１においては、逆に、
ダウンリンク指定のＦＣＭ信号に対する応答が得られな
いことから、車載機２側に受信エラーが発生していると
判断して、ダウンリンク指定のＦＣＭ信号を再送するよ
うになる（リトライ１）。

【００１３】以後、このリトライを繰り返すが、車載機
２からは応答がないままリトライ回数が所定回数に達し
てリトライアウトとなり、路側通信装置１は通信処理を
打ち切ることになる。しかし、車載機２側においては、
いつまで待ってもアップリンク指定のＦＣＭ信号を受信
しないことから、最悪の場合には、その待機状態から抜
け出せない状態となってしまうのである。この場合、車
載機２側でリトライタイムアウトとしてアップリンク指
定のＦＣＭ信号の受信待機状態を解除したとしても、通
信処理が非効率的になることは避けられず、しかも、こ
のために同時通過する他の車両に対する通信時間にも制
約を与えることになり、悪影響が発生する不具合があ
る。

【００１４】また、図１５に示すケースでは、路側通信
装置１からダウンリンク指定のＦＣＭ信号を受けて車載
機２側では情報書込コマンドフレームにてデータを受け
取り、これによって通信を終了すべくＡＣＫ信号を返し
たが、路側通信装置１にてそのＡＣＫ信号が受信できな
かった場合である。路側通信装置１は、ＡＣＫ信号を受
信しないことから受信エラーが発生したと判断し、前回
送信した情報書込コマンドを再送するために再びダウン
リンク指定のＦＣＭ信号を送信するようになる（リトラ
イ１）。

【００１５】一方、車載機２においては、通信処理の最
後の信号としてＡＣＫ信号を送信して通信処理としての
課金処理の完了としているので、一連の通信処理は終了
しており、他の通信を新たに開始するために路側通信装
置１からリンク方向の指定のないＦＣＭ信号を受け付け
る状態になっている。したがって、車載機２は、路側通
信装置１からリトライのためのダウンリンク指定のＦＣ
Ｍ信号を受信してもシーケンス異常であるとしてこれに
応答することはない。

【００１６】すると、路側通信装置１においては、車載
機２から応答を受けない状態のままで上述のリトライ動
作を所定回数繰り返した後にリトライアウトと判断し、
課金処理が未完のままであるとして課金不可の判断を下
すようになる。つまり、最終段階のＡＣＫ信号の受信を
失敗しただけで実質的には課金処理は完了していたにも
かかわらず課金不可となってしまうのである。

【００１７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、受信エラーが発生した場合でも、短時
間で確実に且つ無駄な時間を費やすことなく通信処理を
終了することができ、これによって他の移動体の通信処
理も効率的に行なえるようにすることができる移動体通
信装置を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明によれ
ば、質問器の通信エリア内を通過する際に、質問器から
信号を受けて通信を開始すると、質問器との情報の授受
を行なって一連の通信処理を実行するが、このとき、質
問器から次に受信すべき信号が所定の期待時間内に受信
しないときには、通信制御手段は、リトライ処理を実行
してそれまでの通信処理の進行状況に応じて以降の通信
処理の進行を判断するようになる。これにより、質問器
から受ける信号を単純に待機する状態に比べて、通信の
進行状況に応じた適格な判断のもとで迅速に通信処理を
継続あるいは停止することができ、通信処理を短時間で
確実に実施でき、しかも、質問器に対する他の移動体と
の通信の時間を無駄に費やすことを防止することがで
き、効率的な通信も行なうことができるようになる。

【００１９】

【００２０】そして、通信制御手段は、リトライ処理を
開始した後、所定のリトライ時間以内に質問器からの信
号を受信しないときには、そのときの通信処理の進行に
異常が発生したとしてその通信処理を中止し、初めから
通信をやり直すようになるので、不必要に再送要求を繰
り返すなどの無駄な時間を費やすことをなくして迅速且
つ確実な通信を行なうことができるようになる。請求項
２の発明によれば、上記構成において、通信制御手段
は、リトライ処理を開始すると、その後に質問器から信
号を受けた時点でその信号の内容に応じて通信処理の進
行を判断するので、そのとき質問器から受けた信号とそ
のリトライ処理を開始する起因となった受信すべき信号
の内容とから質問器側での通信処理の進行状態を予測し
たうえで以降の通信処理の進行を判断することができ、
迅速且つ的確な判断を行なうことができるようになる。

【００２１】請求項３の発明によれば、通信制御手段
は、質問器から受ける信号に指定されている通信タイミ
ングに従って応答信号を送信することにより通信を開始
すると共に、その後受ける信号に指定されている通信タ
イミングおよびリンク方向の指定に応じて信号の授受を
行なうように設けられているので、通信処理の進行は質
問器からの信号により指定されるタイミングと条件で行
なうことになり、その質問器が他にも通信処理を並行し
て行なう場合に、通信処理の進行を相互の衝突を起こす
ことなく進行させることができる。また、請求項４の発
明によっても、請求項３の発明と同様の作用効果を得る
ことができる。

【００２２】そして、このような質問器の通信条件の下
での通信処理においてリトライ処理を実施することにな
る事態が発生した場合には、迅速に通信処理の進行の判
断を行なうことができしかも通信処理を確実に行なうこ
とができるので、質問器による他の通信のための時間を
妨げることなく効率的な通信処理を行なうことができる
ようになる。

【００２３】請求項５の発明によれば、通信制御手段
は、リトライ処理を開始すると、その後に質問器から受
ける信号に指定されているリンク方向が開始前に受けた
信号に指定されていたリンク方向と同じである場合に
は、質問器から送信された信号がリトライ処理の開始前
に受けた信号と同じ信号が繰り返し送信されたとしてそ
れがリトライ信号であると判断し、リトライ処理の開始
前の通信処理の内容と同じ処理を繰り返し行なうことで
継続することができるようになる。

【００２４】請求項６の発明によれば、通信制御手段
は、通信処理における最後の信号を送信した後にもリト
ライ処理を実施し、質問器からリンク方向が指定されて
いない信号を受信したときにその通信処理が完了したと
して処理するので、例えば、最後に送信した信号が質問
器において受信することができない場合に繰り返し同じ
リンク方向の信号が送信されたときには上述したリトラ
イ処理を行うことにより質問器側においても確実かつ迅
速に通信処理を完了することができ、他の通信処理のた
めの時間を浪費することなく有効な通信処理を行うこと
ができる。

【００２５】請求項７の発明によれば、通信制御手段
は、リトライ処理を開始すると、その後に質問器から受
ける信号に指定されているリンク方向が開始前に受けた
信号に指定されていたリンク方向と異なる場合には、そ
のときの通信の進行状況が最終段階つまり通信処理が終
了する直前であるときにはなんらかの異常が発生したと
判断して以降の通信処理を未完のまま停止するようにな
り、一方、そのときの通信の進行状況が最終段階ではな
いときにはリトライ処理の開始前の通信処理が正常に進
行したことに基づいて次のリンク方向の異なる信号が送
信されていると判断して以降の通信処理を受けた信号の
指定に従って次の通信処理に移行することができ、質問
器側から繰り返し再送のための信号を送信することなく
迅速に通信処理を進行させることができるようになる。

【００２６】なお、上述の通信処理を未完のまま停止す
る場合においては、例えば、次のようにして復帰手順を
設けることにより通信を再開することがでいる。例え
ば、異常の発生した質問器とは以後通信を再開しないよ
うにすると共に、他の質問器からの信号を受信した場合
（質問器からの信号に異なるＩＤコードが付されている
場合）には新たな通信を開始することにより通信を再開
したり、あるいは、通信処理の停止後に一定時間が経過
すると通信を再開することができるようにするなどの復
帰手順を設けることである。

【００２７】請求項８の発明によれば、通信制御手段
は、リトライ処理を開始すると、その後に受ける前記質
問器からの信号にリンク方向が指定されていない場合に
は、そのときの通信の進行状況が最終段階であるときに
はリトライ処理の開始前の通信処理が質問器側で確実に
なされたことにより一連の通信処理が終了して新たな通
信の開始のための信号が送信されたことによるものであ
ると判断してその通信処理を完了として処理させ、一
方、そのときの通信の進行状況が最終段階でないときに
はリトライ処理の開始前の通信処理が質問器側において
継続されていないことによる通信異常が発生していると
判断してその通信処理を未完のまま停止させるので、質
問器側から繰り返し再送のための信号を送信することな
く、また、異常を通知するためのフレームを質問器から
送信することなく異常と判断することが可能となり、迅
速に通信処理を進行させることができるようになる。な
お、上述の場合においても、通信処理を未完のまま停止
させた場合には、前述同様の復帰手順を設けることによ
り通信の再開を行なうことができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を有料道路の料金自
動徴収システムに用いる車載機に適用した場合の一実施
形態について図１ないし図１３を参照して説明する。全
体の外観構成を示す図２において、有料道路（片側通行
帯のみを図示）１１は、例えば片側に３つの車線１２，
１３，１４を有するもので、所定の料金徴収地点には、
この道路１１を跨ぐようにして路上機としてのガントリ
１５が配設されている。このガントリ１５には、上記各
車線１２〜１４に対応して質問器としての路側通信装置
１６〜１８が下方に向けて配設され、それぞれにより通
信エリア１９〜２１を設定するようになっている。

【００２９】通信エリア１９〜２１は、各路側通信装置
１６〜１８から車両（図中例えば自動車２２で示す）が
近付いて来る方向に向けてそれぞれ設定されている。こ
の場合、路側通信装置１６〜１８には、それぞれアンテ
ナ素子２３〜２５が設けられている。また、路側通信装
置１６〜１８は、ガントリ１５の下面部に取り付けられ
るベースに制御回路部を配設すると共にアンテナ素子２
３〜２５が配設され、電波が透過可能な樹脂製のカバー
で全体を覆った防水構造とされている。制御回路部には
後述する電気的構成が配設され、これによってアンテナ
素子２３〜２５が駆動制御され、送受信動作が行われる
ようになっている。

【００３０】アンテナ素子２３〜２５は放射面の調整が
可能な構成とされており、これによって、通信エリア１
９〜２１の設定範囲を調整することができるようになっ
ている。また、図示はしないが、各アンテナ素子２３〜
２５は、プリント基板の一方の面側に例えば８個の正方
形状をなすパッチを形成し、これらを伝送線路で結合し
て給電端子に接続することにより形成したマイクロスト
リップ形のアレイアンテナ素子である。

【００３１】さて、この有料道路１１を通行する車両で
ある自動車２２，２２にはそれぞれダッシュボード近傍
に本発明でいうところの移動体通信装置である車載機２
６，２６が搭載されている。これら各車載機２６，２６
には、ガントリ１５の各路側通信装置１６〜１８との間
で通信信号を受信，送信するアンテナ２７が設けられて
いる。このアンテナ２７は、前述したアンテナ素子２３
〜２５に使用しているものと同様のプリント基板に正方
形状をなす２個のパッチを形成したマイクロストリップ
形のアンテナである。

【００３２】次に、電気的構成の概略について図３を参
照して説明する。同様に構成された路側通信装置１６〜
１８の構成について路側通信装置１６を代表して説明す
る。路側通信装置１６は、前述したアンテナ素子１９
（２０，２１）に加えて、ＣＰＵ２８，ＲＯＭ／ＲＡＭ
２９，通信制御回路３０，上位ホスト通信回路３１およ
び電源回路３２から構成される。

【００３３】ＣＰＵ２８は、ＲＯＭ／ＲＡＭ２９に記憶
されているプログラムおよびデータに基づいて各種演算
処理や通信内容の処理を行う。通信制御回路３０は、車
載機２６との間の通信制御を行うと共に、通信信号の変
調および復調の信号処理を行う。上位ホスト通信回路３
１は、各ガントリ１５に設けられた路側通信装置１６〜
１８などを統括してデータの演算処理を行うホストコン
ピュータに対して通信処理を行う。

【００３４】一方、車載機２６においては、前述のアン
テナ２７に加えて、ＣＰＵ３３，ＲＯＭ／ＲＡＭ３４，
通信制御手段としての通信制御回路３５，ＩＣカード制
御回路３６および電源回路３７から構成される。ＣＰＵ
３３はＲＯＭ／ＲＡＭ３４に記憶されているプログラム
およびデータに基づいて各種の演算処理を行うと共に路
側通信装置１６との通信内容の処理を行う。通信制御回
路３５は、路側通信装置１６との間の通信制御を行うと
共に、通信信号の変調および復調の信号処理を行う。Ｉ
Ｃカード制御回路３６は、図示しないＩＣカードインタ
ーフェースのスロットに挿入されるＩＣカードとの情報
の授受を制御する。

【００３５】次に、本実施形態の作用について説明する
にあたり、まず、図４および図５を参照して通信方式に
ついて簡単に説明し、その通信方式における通信処理時
に受信エラーが発生した場合のリトライ処理の内容につ
いて図１および図６ないし図１３を参照して説明する。

【００３６】まず、本実施形態においては、通信方式と
しては半二重通信で、常に路側通信装置１６（１７，１
８）側から送信したＦＣＭ（Frame Control Message ）
信号により指定されたスロットとコマンドとに基づいて
車載機２６との間で情報の授受を行うようになってい
る。また、このとき車載機２６側においては、路側通信
装置１６から送信されるＦＣＭ信号に含まれるＩＤコー
ドを確認して正常であるときに通信を開始するようにな
っている。

【００３７】図４および図５は、一連の通信処理を示す
一般的な例で、路側通信装置１６は、通信エリア１９内
を通過する車載機２６と通信を開始するまでは、リンク
指定の無いＦＣＭ１を所定時間間隔で送信しており、こ
れに対して車載機２６がこのＦＣＭ１を受信して車載機
ＩＤを送信することにより１回の単位通信を実行すると
通信が開始されるようになる。

【００３８】路側通信装置１６は、次に、認証要求コマ
ンドを送信するためのダウンリンク指定のＦＣＭ２信号
を送信して２回目の単位通信を行う。車載機２６におい
ては、ＦＣＭ２信号により指定されたスロットで路側通
信装置１６から送信される認証要求コマンドを受信する
と、受信したことを示すＡＣＫ信号を送信して単位通信
を終了する。

【００３９】３回目の単位通信では、路側通信装置１６
は、車載機２６から認証応答を得るためにアップリンク
指定のＦＣＭ３信号を送信する。車載機２６は、これを
受信すると、指定されたスロットで認証応答信号を送信
し、これを受信した路側通信装置１６はＡＣＫ信号を送
信する。これにより、路側通信装置１６と車載機２６と
の間で、両者の認証が終了してリンクシーケンスが確立
したことになり、以後、必要な情報の授受を行うための
通信を実行する。

【００４０】すなわち、４回目の単位通信では、路側通
信装置１６は、情報読取りコマンドを送信するためにダ
ウンリンク指定のＦＣＭ４信号を送信し、続いて指定し
たスロットで情報読取りコマンドを送信する。車載機２
６は、これを指定されたスロットで受信すると、ＡＣＫ
信号を送信する。続いて、５回目の単位通信では、路側
通信装置１６は、車載機２６からの情報応答信号を受信
するためのアップリンク指定のＦＣＭ５信号を送信す
る。車載機２６は、これを受信すると、指定されたスロ
ットで情報応答信号を送信するようになり、路側通信装
置１６がこれを受信するとＡＣＫ信号を送信する。

【００４１】この通信処理の最後の単位通信となる６回
目の単位通信では、路側通信装置１６は、情報書込信号
を送信するためにダウンリンク指定のＦＣＭ６信号を送
信し、続いて、指定したスロットで情報書込信号を送信
する。車載機２６は、ＦＣＭ６信号を受信した後、指定
されたスロットで情報書込信号を受信すると、ＡＣＫ信
号を送信して一連の通信処理を終了するようになる。一
方、路側通信装置１６においては、ＡＣＫ信号を受信す
るとこれにて一連の通信処理が終了したことを判断し、
新たな通信を開始すべく、リンク方向の指定のないＦＣ
Ｍ１信号を送信するようになる。

【００４２】さて、上述した一連の通信処理の進行中
に、妨害電波を受けたり、あるいは何らかの通信障害に
よっていずれかの通信の受信がエラーをおこした場合
に、車載機２６側においては、次に受信すべき信号が所
定の期待時間を経過しても受信されないときに、図１に
示すリトライ処理を実行することにより迅速に通信処理
を進行させるようになる。

【００４３】車載機２６は、路側通信装置１６からの信
号を受信する毎に、内部に設けられたリトライ監視タイ
マをスタートさせるようになっている。このリトライ監
視タイマは、あらかじめ設定されているリトライ時間を
計時するもので、そのリトライ時間以内に次の信号を受
信すると、それまでの計時を無効として再びリトライ監
視タイマをスタートさせるようになっている。

【００４４】この場合、例えば、リトライ時間の設定
は、次のように行われる。図６〜図８にはその一例を示
しており、ここでは、１回の単位通信のフレーム構成
（図６参照）を、ＦＣＭ信号（時間はＴFCM ）と４つの
スロットで構成すると、それぞれが１ｍｓｅｃとしたと
きには１回当たりのフレーム時間Ｔは５ｍｓｅｃとな
る。路側通信装置１６は、どこかのスロットを指定して
通信を行ない、最大４つの車載機２６と同時に通信を行
なうことができる。

【００４５】図７のタイムチャートは、読取りコマンド
（ダウンリンク）で車載機２６がＡＣＫを送信したが、
路側通信装置１６で受信できなかった場合を想定したも
ので、この場合に、あらかじめ定められている最大リト
ライ回数Ｎを例えば３回とし、２台の路側通信装置によ
り時分割（時分割数Ｄ）で通信エリア内に送信する構成
を想定すると、リトライが発生したフレームの先頭のタ
イミングを基点としたときのダウンリンクからのリトラ
イ時間ＴＤは、 ＴＤ＝Ｎ×Ｔ×Ｄ＋ＴFCM …（１） として表すことができ、これを求めると３１ｍｓｅｃと
なる。

【００４６】なお、上式において、ＴFCM を加算するの
は、１回のフレームの中でＦＣＭ信号を受信した時点で
リンク方向の指定の有無で判断できるので、フレームの
最後まで待つ必要がないからである。

【００４７】図９には、アップリンクにおけるタイムチ
ャートを示しており、これは、路側通信装置１６が車載
機２６からの読取り応答フレームを受信してＡＣＫ信号
を送信したが、車載機２６においてそのＡＣＫ信号を受
信できなかった場合を想定したもので、路側通信装置１
６においては、この状態を認識することはできないた
め、次のシーケンスに移行して情報書き込みコマンドに
処理を移すことになる。従って、情報書き込みコマンド
のリトライ時間まで考慮する必要があり、このときのア
ップリンクからのリトライ時間ＴＵは、 ＴＵ＝（Ｎ＋１）×Ｔ×Ｄ＋ＴFCM …（２） として表すことができ、これを求めると、４１ｍｓｅｃ
となる。

【００４８】次に、リトライ処理の内容について図１の
フローチャートに従って概略的に説明する。すなわち、
車載機２６は、まずリトライ処理を開始すると、既に計
時動作が開始されているリトライ監視タイマの計時時間
がリトライ時間ＴＤあるいはＴＵに達しているか否かを
判断しながら（ステップＳ１）、ＦＣＭ信号を受信した
か否かを判断する（ステップＳ２）。そして、このリト
ライ時間ＴＤ，ＴＵを経過してもＦＣＭ信号を受信しな
かった場合には（ステップＳ１で「ＹＥＳ」と判断）、
その通信処理を中止して初めのシーケンスからやり直す
ようになる（ステップＳ３）。つまり、車載機２６は、
リンク指定の無いＦＣＭ信号つまり車載機ＩＤコードを
送信することが許可されたＦＣＭ信号の受信を待機する
状態となるのである。

【００４９】次に、リトライ時間ＴＤ，ＴＵが経過する
前にＦＣＭ信号を受信した場合（ステップＳ２で「ＹＥ
Ｓ」と判断）には、いま受信したＦＣＭ信号に指定され
ているリンク方向が、リトライ処理を開始する直前に受
信していたＦＣＭ信号に指定されていたリンク方向と同
じか異なるかを判断し（ステップＳ４）、同じである場
合にはこれがリトライ動作であるとしてリトライ処理を
開始する直前に行なった単位通信と同じ内容で通信を行
なう再送処理を行なうようになる（ステップＳ５）。

【００５０】また、受信したＦＣＭ信号に指定されてい
るリンク方向が前回のリンク方向と違う場合（ステップ
Ｓ４で「ＮＯ」且つステップＳ６で「ＹＥＳ」と判断）
には、そのときの通信処理の進行状態が最終シーケンス
でない場合（ステップＳ７で「ＮＯ」と判断）には、前
回のＦＣＭ信号にて指定されたリンク方向での単位通信
は正常に行なわれ、ＡＣＫ信号の受信のみが失敗したた
めに発生したリトライ処理であるとして判断し、次のシ
ーケンス処理を実行すべく（ステップＳ８）、いま受信
したＦＣＭ信号により指定された単位通信から通信処理
を継続する。

【００５１】一方、上述したステップＳ７で「ＹＥＳ」
と判断される場合、つまり通信処理の進行状態が最終シ
ーケンスであった場合には、正常に通信処理を進行させ
ていた場合においてはこのようなＦＣＭ信号に指定する
リンク方向が違うことは起こらないので、一連の通信処
理に異常が発生したとしてその通信エリア内での通信を
停止するようになる（ステップＳ９）。

【００５２】また、車載機２６において、リトライ処理
を開始してからリトライ時間内で受信したＦＣＭ信号に
リンク方向が指定されていない場合（ステップＳ１０で
「ＹＥＳ」と判断）には、そのときの通信処理の進行状
態が最終シーケンスであるときには（ステップＳ１１で
「ＹＥＳ」と判断）、路側通信装置１６から最後に送信
されたＡＣＫ信号の受信を失敗したことによりリトライ
処理を開始したが、路側通信装置１６においては一連の
通信処理が完了したとして、新たな通信処理を開始すべ
くリンク指定のないＦＣＭ信号を送信した場合であると
判断して、車載機２６側においても一連の通信処理を完
了させる（ステップＳ１２）。

【００５３】一方、車載機２６は、ステップＳ１１で
「ＮＯ」と判断したとき、つまり、最終シーケンスでな
い状態であるにもかかわらずリンク方向の指定のないＦ
ＣＭ信号を受信した場合には、路側通信装置１６側で通
信処理に異常があったとしてその通信を無効として通信
停止の状態となったことを判断し、車載機２６において
も通信停止としてその通信エリア内での通信を止める
（ステップＳ９）。

【００５４】以上のようにして、いずれの信号の授受に
おいて受信エラーが発生した場合においても、車載機２
６側で上述のようなリトライ処理を行なうことにより、
一般的に行なわれるようなリトライをする場合に比べ
て、迅速に通信処理を行なうことができる。表１は、図
１のフローチャートに従って判断した内容をまとめたも
のである。

【００５５】

【表１】

【００５６】次に、以上のように説明したリトライ処理
について、通信処理の進行状況に対応させて具体的に説
明する。 （ａ）第１のケース（図９参照、図１中ステップＳ８の
実行の場合） これは、路側通信装置１６と車載機２６との間でリンク
シーケンスが確立し（ＦＣＭ１〜ＦＣＭ３）、情報伝達
の通信処理を開始した後に、路側通信装置１６から送信
するＦＣＭ５信号に対して車載機２６から送信された情
報応答フレームを受信してＡＣＫ信号を送信したとき
に、このＡＣＫ信号を車載機２６側で受信エラーを起こ
した場合である。

【００５７】車載機２６側で路側通信装置１６から送信
されたＡＣＫ信号が期待時間以内に受信できなかった場
合で、路側通信装置１６においては、ＡＣＫ信号が車載
機２６により受信できたか否かについては確認をするこ
とができないので、正常に通信処理が進行しているとし
て次の単位通信に移行してダウンリンク指定のＦＣＭ６
信号を送信するようになる。

【００５８】車載機２６は、リトライ処理を開始する
と、既にスタートしているリトライ監視タイマにより計
時されているリトライ時間が経過する前に路側通信装置
１６からＦＣＭ６信号を受信したときに、指定されてい
るリンク方向が異なるので、このときの通信処理の進行
状態が最終シーケンスか否かを判断する。

【００５９】そして、最終シーケンスではないことか
ら、路側通信装置１６においては情報応答フレームを正
常に受信してＡＣＫ信号を返したが車載機２６側にて受
信に失敗したとして判断し、通信処理自体には問題がな
いことから、いま受信したＦＣＭ６信号に従って次のシ
ーケンス処理を実行するようになるのである。

【００６０】この結果、従来の不具合として図１４に説
明した動作と異なり、無駄なリトライ動作を繰り返して
通信処理に時間を浪費することなく迅速に通信処理を進
めることができるようになる。

【００６１】（ｂ）第２のケース（図１０参照、図１中
ステップＳ３の実行の場合） これは、受信エラーを発生する状況としては第１のケー
スと同じであるが、ＦＣＭ信号の受信を待機した状態の
ままリトライ時間が経過した場合で、車載機２６は、リ
ンクアウトとして初めのシーケンスからやり直すように
なる。

【００６２】この状態では、車載機２６は、路側通信装
置１６からリトライ時間内に何らかのＦＣＭ信号を受信
しなかったことから、シーケンス異常が発生したとして
その通信処理を中止して確立したリンクシーケンスをキ
ャンセルする。そして、新たな通信処理を開始すべくリ
ンク方向の指定の無いＦＣＭ１信号の受信を待機するよ
うになるのである。したがって、車載機２６は、この状
態になってから、例えば、ＦＣＭ６信号を受信してもこ
れに応答することはなく、路側通信装置１６に対して新
たな通信を開始させるようになる。

【００６３】（ｃ）第３のケース（図１１参照、図１中
ステップＳ１２の実行の場合） これは、路側通信装置１６から送信するアップリンク指
定のＦＣＭ５信号が最終の単位通信の信号である場合に
相当し、車載機２６から送信された情報応答フレームを
受信してＡＣＫ信号を送信したにもかかわらず、車載機
２６側で受信エラーを起こした場合である。この場合に
は、路側通信装置１６においては、最後のＡＣＫ信号を
送信して通信処理を完了するので、以後は、新たな車載
機と通信を開始すべく、リンク方向を指定しないＦＣＭ
１信号を送信するようになる。

【００６４】車載機２６においては、リトライ処理を開
始してリトライ時間が経過する前にリンク方向を指定し
ないＦＣＭ１信号を受信すると、最終シーケンスでＡＣ
Ｋ信号の受信に失敗したが、路側通信装置１６において
正常に通信が進行したことに基づいてＦＣＭ１信号が送
信されているとしてそのときの一連の通信処理が完了し
たものと判断するのである。これにより、車載機２６側
で路側通信装置１６からＡＣＫ信号が送信されるのを待
ち続けるという不具合は解消される。

【００６５】なお、上述の場合で、リトライ時間を経過
してからＦＣＭ１信号を受信する場合には、車載機２６
は、すでに初めから通信処理をやり直すように設定を変
更しているので（ステップＳ１，Ｓ３）、もう一度、前
述した一連の通信処理を繰り返し実行することになる。
また、リトライ時間を経過してからＦＣＭ１信号以外の
信号を受信した場合には、ＦＣＭ１信号でないことか
ら、車載機２６は、これに応答することなく待機するよ
うになる。

【００６６】上述の場合に、再び同じ路側通信装置１６
からＦＣＭ１信号を受信する場合には、車載機２６側に
おいては最後に受信すべきＡＣＫ信号が得られなかった
だけで、課金処理についてはすでに情報を得ている状態
であるから、実質的な通信処理は終了していることか
ら、再びその通信処理に要する時間が無駄になるので、
例えば、新たに特別な通信フレームを設定することによ
りこれを省略することもできる。具体的には、新たに受
信したＦＣＭ１信号に含まれる路側通信装置１６のＩＤ
コードが、リトライ処理開始前に通信を行なっていた路
側通信装置１６と同じであるときには、リンクシーケン
スに移行するのではなく通信完了の確認信号を送信する
ことでその路側通信装置１６との通信処理が完了してい
ることを伝達する。これを受けた路側通信装置１６にお
いては、内部に記憶している過去の通信履歴から最後に
送信したＡＣＫ信号が受信されていなかったことを判断
することができる。

【００６７】（ｄ）第４のケース（図１２参照、図１中
ステップＳ１１からＳ９への実行の場合） これは、路側通信装置１６が、車載機２６から送信した
情報応答フレームを受信したが、その内容に異常データ
があることが認められてＡＣＫ信号を返すことができな
い場合に、車載機２６側においては、期待時間を経過し
ても路側通信装置１６からのＡＣＫ信号を受信しないこ
とになり、ハード的な受信エラーではない場合でもこれ
を識別できないことから受信エラーとして判断してリト
ライ処理を開始する場合である。

【００６８】この場合においては、路側通信装置１６
は、通信処理内容が異常であることから、以降の通信を
停止して初めからやり直すべく、リンク方向を指定しな
いＦＣＭ１信号を送信するようになる。これに対して、
車載機２６は、リトライ時間以内にリンク指定のないＦ
ＣＭ１信号を受信することになるので、通常では次に受
信すべきＦＣＭ信号とは異なることになる。そこで、車
載機２６は、路側通信装置１６側に送信した情報応答フ
レームに異常があったことに起因して通信を停止して新
たなＦＣＭ１信号を送信したと判断し、以降の通信処理
を停止する処置をとるようになる。これにより、従来の
ように、異常データを受信したときに通信停止を知らせ
るためのフレームを送信する必要がなくなる。

【００６９】なお、上述の場合、通信処理を停止した後
は、通信開始のための復帰手順として、例えば、異常の
発生した路側通信装置１６とは以後通信を再開しないよ
うにすると共に、他の路側通信装置からのＦＣＭ信号を
受信した場合（ＦＣＭ信号に含まれるＩＤコードが異な
る場合）に新たな通信を開始するようにしたり、あるい
は、通信処理の停止後に一定時間が経過したことをもっ
て通信を再開するなどの方法がある。

【００７０】（ｅ）第５のケース（図１３参照、通信終
了後のリトライ処理の実行の場合） これは、車載機２６においては、一連の通信処理の実行
による課金処理が終了して路側通信装置１６にＡＣＫ信
号を送信したが、そのＡＣＫ信号を路側通信装置１６に
おいて受信できずにエラーが発生した場合に対応すべ
く、車載機２６が最後の通信であるＡＣＫ信号を送信し
た後に、リトライ処理を行なうようにしたものである。

【００７１】この場合には、車載機２６から送信された
ＡＣＫ信号が路側通信装置１６に受信された場合には、
一連の通信処理が正常に行なわれたことに基づいて、路
側通信装置１６は通信処理を完了し、新たな通信を開始
すべくリンク方向の指定をしないＦＣＭ１信号を送信す
るようになる。車載機２６は、リトライ時間が経過する
前にこのＦＣＭ１信号を受信すると、前述した第３のケ
ースと同様にして、通信の完了を判断し（ステップＳ１
２）、これをもって一連の通信処理を完了するようにな
る。ただし、車載機２６は、このとき受信する情報書込
コマンドフレームによって直前の課金処理に加えて二重
の課金処理を行なわないように、プログラムされてい
る。

【００７２】また、このケースの場合のように、路側通
信装置１６においてＡＣＫ信号の受信エラーが発生した
場合には、路側通信装置１６は、受信エラーを起こした
ときに送ったダウンリンク指定のＦＣＭ６信号を再び送
信してリトライ動作を行なうようになる。すると、車載
機２６は、リトライ時間以内にリンク方向が同じ指定の
ＦＣＭ６信号を受信することから、最後に送信したＡＣ
Ｋ信号の受信エラーが発生したと判断して、情報書き込
みコマンドフレームを受信した後に再びＡＣＫ信号を送
信するようになる。

【００７３】これにより、路側通信装置１６においては
ＡＣＫ信号を受信して通信を完了し、新たな通信を開始
すべくリンク方向の指定をしないＦＣＭ１信号を送信す
るようになる。車載機２６は、上述と同様にしてリトラ
イ時間が経過する前にこのＦＣＭ１信号を受信すると、
前述した第３のケースと同様にして、通信の完了を判断
し（ステップＳ１２）、これをもって一連の通信処理を
完了するようになる。

【００７４】このような本実施形態によれば、車載機２
６において、受信すべき信号を期待時間以内に受信しな
いときに、リトライ処理を実行して、以後、リトライ時
間以内に受信したＦＣＭ信号のリンク方向の指定および
その時の通信処理の進行状態に基づいて以後の通信処理
の進行を判断するようにしたので、単純にリトライを繰
り返すことによる通信処理の方式に比べて、迅速且つ確
実に一連の通信処理を実行することができ、通信の効率
の向上を図ることができ、これによって、通信エラーに
よる課金処理の未完を極力防止すると共に、路側通信装
置１６に対する無駄な時間を占有することを極力減じて
他の車載機２６による通信を有効に行なわせることがで
きるようになる。

【００７５】本発明は、上記実施形態にのみ限定される
ものではなく、次のように変形また拡張できる。リトラ
イ処理をソフトウェアのプログラム処理で実施するよう
にしたが、これに代えて、受信したＦＣＭ信号やコマン
ドをハードウェア構成により論理回路で判断して各種処
理に移行するようにしても良い。

【００７６】リトライ時間の設定は、リトライ回数，フ
レーム時間，時分割数などの要素に加えて他の要素も加
えた設定を行なうことができるし、これらの要素を用い
ない別途の要因により決めることもできる。また、リト
ライ監視タイマの動作開始は、路側通信装置１６から信
号を受信したタイミングとしたが、これに限らず、受信
エラーが発生したと判断した時点からスタートするよう
にしても良いし、適宜に設定することができる。

【００７７】有料道路の自動課金システム以外に、移動
体に付されて各種情報を記憶させた状態で移動する高周
波タグとこの高周波タグと通信を行なう通信装置との間
の通信にも適用することができる。また、物流工場にお
けるパレットの入退場の管理などにおいて用いられる質
問器，応答器を使用する通信処理にも用いることができ
る。移動体は自動車に限らず、バイク，自転車，電車な
どの種々の車両や船舶あるいは飛行機などの各種移動体
に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示すリトライ処理プログ
ラムのフローチャート

【図２】路側通信装置の通信エリアに車載機が存在する
状態での外観斜視図

【図３】電気的構成のブロック図

【図４】路側通信装置と車載機との間の通信のタイムチ
ャート

【図５】図４に対応したシーケンスの図

【図６】１回のフレーム構成を示す図

【図７】ダウンリンクからのリトライ時間の設定の説明
図

【図８】アップリンクからのリトライ時間の設定の説明
図

【図９】受信エラー発生時の動作を説明するシーケンス
図（第１のケース）

【図１０】図９相当図（第２のケース）

【図１１】図９相当図（第３のケース）

【図１２】図９相当図（第４のケース）

【図１３】図９相当図（第５のケース）

【図１４】従来例を示す図９相当図（第１のケースの従
来動作に相当）

【図１５】図９相当図（第５のケースの従来動作に相
当）

【符号の説明】 １１は有料道路、１５はガントリ、１６〜１８は路側通
信装置（質問器）、１９〜２１は通信エリア、２２は自
動車（移動体）、２３〜２５はアンテナ素子、２６は車
載機（移動体通信装置）、２７はアンテナ、２８，３３
はＣＰＵ、２９，３４はＲＯＭ／ＲＡＭ、３０は通信制
御回路、３１は上位ホスト通信回路、３５は通信制御回
路（通信制御手段）、３６はＩＣカード制御回路であ
る。

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動体に搭載されあらかじめ設定された
   通信エリア内を通過するときに質問器から受ける信号に
   より通信を開始して信号の授受を行なうように構成され
   た移動体通信装置において、 前記質問器から受信すべき信号を所定の期待時間内に受
   信しないときに、それまでの通信処理の進行状況に応じ
   て以降の通信処理の進行を判断するリトライ処理を実行
   すると共に、そのリトライ処理を開始した後、所定のリ
   トライ時間以内に前記質問記からの信号を受信しないと
   きには、そのときの通信処理の継続を中止して初めから
   通信をやり直すように構成された通信制御手段を設けた
   ことを特徴とする移動体通信装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の移動体通信装置におい
   て、 前記通信制御手段は、前記リトライ処理を開始した後に
   前記質問器から信号を受けた時点でその信号の内容に応
   じて前記判断を実行することを特徴とする移動体通信装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の移動体通信装
   置において、 前記通信制御手段は、前記質問器から受ける信号に指定
   されている通信タイミングに従って応答信号を送信する
   ことにより通信を開始すると共に、その後受ける信号に
   指定されている通信タイミングおよびリンク方向の指定
   に応じて信号の授受を行なうように設けられていること
   を特徴とする移動体通信装置。
4. 【請求項４】 移動体に搭載されあらかじめ設定された
   通信エリア内を通過するときに質問器から受ける信号に
   より通信を開始して信号の授受を行なうように構成され
   た移動体通信装置において、前記質問器から受信すべき信号を所定の期待時間内に受
   信しないときに、それまでの通信処理の進行状況に応じ
   て以降の通信処理の進行を判断するリトライ処理を実行
   すると共に、 前記質問器から受ける信号に指定されてい
   る通信タイミングに従って応答信号を送信することによ
   り通信を開始し、その後受ける信号に指定されている通
   信タイミングおよびリンク方向の指定に応じて信号の授
   受を行なう通信制御手段を設けたことを特徴とする移動
   体通信装置。
5. 【請求項５】 請求項３または４に記載の移動体通信装
   置において、 前記通信制御手段は、前記リトライ処理を開始すると、
   その後に受ける前記質問器からの信号で指定されている
   リンク方向が開始前に受けた信号に指定されていたリン
   ク方向と同じである場合には、その信号がリトライ信号
   であるとしてそのリトライ処理の開始前と同じ通信処理
   から再開することを特徴とする移動体通信装置。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の移動体通信装置におい
   て、 前記通信制御手段は、通信処理における最後の信号を送
   信した後に前記リトライ処理を実施し、前記質問器から
   リンク方向が指定されていない信号を受信したときにそ
   の通信処理が完了したとして処理するように構成されて
   いることを特徴とする移動体通信装置。
7. 【請求項７】 請求項３ないし６のいずれかに記載の移
   動体通信装置において、 前記通信制御手段は、前記リトライ処理を開始すると、
   その後に受ける前記質問器からの信号に指定されている
   リンク方向が開始前に受けた信号に指定されていたリン
   ク方向と異なる場合には、そのときの通信の進行状況が
   最終段階であるときには以降の通信処理を未完のまま停
   止し、そのときの通信の進行状況が最終段階でないとき
   には受けた信号の指定に従って次の通信処理に移行する
   ことを特徴とする移動体通信装置。
8. 【請求項８】 請求項３ないし７のいずれかに記載の移
   動体通信装置において、 前記通信制御手段は、前記リトライ処理を開始すると、
   その後に受ける前記質問器からの信号にリンク方向が指
   定されていない場合には、そのときの通信の進行状況が
   最終段階であるときにはその通信処理を完了として処理
   させ、そのときの通信の進行状況が最終段階でないとき
   にはその通信処理を未完のまま停止させることを特徴と
   する移動体通信装置。