JP4207949B2

JP4207949B2 - 通信方法および通信装置

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Publication number: JP4207949B2
Application number: JP2005295836A
Authority: JP
Inventors: 哲夫中野; 敏幸坂本; 敏夫長嶋; 隆小俣
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2005-10-11
Filing date: 2005-10-11
Publication date: 2009-01-14
Anticipated expiration: 2019-10-08
Also published as: JP2006121683A

Description

本発明は、固定された場所に設置された基地局と、移動する車両に設置された
車載通信装置との間で、無線により通信を行う路車間通信システムに係わり、特
に基地局と移動局間で双方向の通信を行うための通信方式、およびその装置に関
する。

安全性の向上、輸送効率の向上、および快適性の向上を目指したサービスを実
現するため、道路と車両を一体のシステムとした高度道路交通システム（ＩＴＳ
：ＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＴｒａｎｓｐｏｒｔＳｙｓｔｅｍｓ）の開発が進
められている。このシステムでは、路上に設置する基地局と車両に搭載する移動
局との間で行う路車間通信、移動局間で行う車車間通信により、これらのサービ
スを実現しようとしている。

この高度道路交通システムにおける通信方式の一例としては、社団法人電波
産業会にて定められた標準規格「有料道路自動料金収受システム標準規格ＡＲＩ
ＢＳＴＤ−Ｔ５５１．０版」（平成９年１１月２７日策定）（非特許文献１参照）が知られている。

前記標準規格は通信領域を限定したスポット通信による路車間通信方式を定め
たものであり、基地局から移動局への通信（以下、下り通信）と移動局から基地
局への通信（以下、上り通信）に異なる周波数を用いる全二重通信（路側通信装
置）とし、通信フレームをスロットと呼ばれる固定長の区間に時分割した同期式
時分割通信方式であるアダプティブスロッテドアロハ方式を採用している。通信
は一つの基地局と、複数の移動局との間で行われる。

アダプティブスロッテドアロハ方式の通信フレームを図２に示す。通信スロッ
トには複数の移動局との交信が可能なように、路車間でのデータ交換を行うため
のメッセージデータスロット（ＭＤＳ：ＭｅｓｓａｇｅＤａｔａＳｌｏｔ）
が複数配置される。また、基地局が送信する通信フレームの構成情報、通信スロ
ットの使用状況などを格納するフレームコントロールメッセージスロット（ＦＣ
ＭＳ：ＦｒａｍｅＣｏｎｔｒｏｌＭｅｓｓａｇｅＳｌｏｔ）と、移動局
が基地局に通信スロットの割当てを要求するためのアクチベーションスロット（
ＡＣＴＳ：ＡｃｔｉｖａｔｉｏｎＳｌｏｔ）が配置される。同図は路車間の通
信を、１フレームを３スロットで構成した場合の例である。同図の構成の場合、
前記路車間通信方式によって、スロット１の下りチャネルはフレーム制御スロッ
ト（ＦＣＭＳ）に、スロット３の上りチャネルはリンク要求スロット（ＡＣＴＳ
）に、スロット２はデータ交換のための通信スロット（ＭＤＳ）に利用されてい
る。また上りチャネルと、くだりチャネルにはそれぞれ異なる無線周波数が用い
られている。

上記の通信フレームを使って路車間通信を行う移動局は、自局に割当てられた
通信スロットの位置を判別するために、基地局が送信する通信フレームとの同期
が必要になる。このために前記路車間通信方式では、フレーム制御スロットのフ
レーム制御信号ＦＣＭＣ（ＦｒａｍｅＣｏｎｔｒｏｌＭｅｓｓａｇｅＣｈ
ａｎｎｅｌ）には他のスロットに配置される信号ＭＤＣ（ＭｅｓｓａｇｅＤａ
ｔａＣｈａｎｎｅｌ）、ＡＣＫＣ（ＡｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅＣｈａｎｎｅｌ
）、ＡＣＴＣ（ＡｃｔｉｖａｔｉｏｎＣｈａｎｎｅｌ）とは異なる同期信号パ
ターンを多重し、通信フレームの時間基準としてフレーム制御スロットの位置が
識別できるようにしている。

フレーム制御信号ＦＣＭＣは、基地局のみが送信し、その他のＭＤＣやＡＣＴ
ＣはＦＣＭＣを時間基準として送受信する。またＦＣＭＣには、基地局が運用す
る無線チャネル、フレーム周期、自局に割当てられたスロット位置などのフレー
ム構成情報が多重されているので、移動局は通信フレームの再生が可能になる。

図３はＦＣＭＣの詳細を示す図である。同図において３０１はプリアンブル（
ＰＲ）、３０２はＦＣＭＣに固有のビットパタンであるユニークワード（ＵＷ１
）、３０３はＦＣＭＣチャネルの制御情報を含む伝送チャネル制御情報（ＳＩＧ
）、３０４は基地局の識別を行うための識別番号（ＦＩＤ）、３０５はフレーム
の構成情報を含むフレーム構成情報（ＦＳＩ）、３０６は基地局が車載装置のリ
ンク要求を制限するためのリリースタイマ情報（ＲＬＴ）、３０７は基地局が提
供するサービス情報を含むサービスアプリケーション情報（ＳＣ）、３０８は各
スロットの割り当て情報（ＳＣＩ）、３０９はエラー検出の為のコード（ＣＲＣ
）である。移動局はユニークワード３０２を検出することによって、受信した内
容がＦＣＭＣであることを知ることが出来る。

さらに、スロットの割り当て情報ＳＣＩ３０８の詳細を図４に示す。同図にお
いて、４０１、４０４、４０７はスロット割り当て情報ＳＣＩ、４０２、４０５
、４０８は各スロット毎の制御情報（ＣＩ）、４０３、４０６、４０７はスロッ
ト割付けの対象となる移動局の識別番号（ＬＩＤ）である。例えばＳＣＩ（１）
は図２に示す通信スロット（１）に、ＳＣＩ（２）は通信スロット（２）の情報
を示すというように、ＳＣＩは各通信スロット毎に割り当てられている。図２に
示した例では、通信スロットは２つの場合であるため、このような場合にはＳＣ
Ｉ（３）からＳＣＩ（８）の内容は無効となる。

同図に示されるように、スロット割り当て情報ＳＣＩは制御情報ＣＩと識別番
号ＬＩＤから構成され、基地局が交信する移動局の指定ならびに通信方向、割り
付けたスロットの種類等を指定する。

つまり制御情報ＣＩにて、指定したスロットにおいて基地局から移動局への通
信（下り）か、あるいは移動局から基地局への通信（上り）かの指定、ならびに
そのスロットがメッセージデータスロットＭＤＣなのか、あるいはアクチベーシ
ョンスロットＡＣＴＳなのか指定を行う。さらに識別番号ＬＩＤにて、基地局が
交信する相手となる移動局を指定する。

一方ＦＣＭＣを受信した移動局では、スロットの割り当て情報ＳＣＩ中に自局
の識別番号ＬＩＤと一致するＬＩＤがあれば、そのスロットは自局に割り当てら
れたものとして、送信あるいは受信をおこなう。その際に、制御情報ＣＩからそ
のスロットにて上り通信を行うのか、下り通信を行うのかを判別する。

識別番号ＬＩＤは、移動局が基地局の通信領域への進入時に、リンク要求を行
うためのアクチベーションチャネルＡＣＴＣに載せて送信する。ＡＣＴＣは移動
局が基地局との通信開始に先立って、基地局に対してリンク接続を要求するチャ
ネルである。図５にＡＣＴＣの詳細を示す。同図において５０１はプリアンブル
（ＰＲ）、５０２はＡＣＴＣであることを示すユニークワード（ＵＷ２）、５０
３はリンクを要求する相手先基地局の識別番号（ＦＩＤ）、５０４は移動局自身
の識別番号（ＬＩＤ）、５０５はリンク要求にあたって自局の情報を基地局に通
知するためのリンク要求情報（ＬＲＩ）、５０６はエラー検出の為のコード（Ｃ
ＲＣ）である。

基地局はＡＣＴＣを受信することによって、進入してきた移動局のＬＩＤを知
ることが出来るので、以降はＬＩＤを指定することによって、移動局に対して通
信スロットの割付が可能となる。

社団法人電波産業会標準規格「有料道路自動料金収受システム標準規格ＡＲＩＢＳＴＤ−Ｔ５５１．０版」

上記従来技術によれば、移動局への通信スロットの割付は、基地局がＦＣＭＣ
にて指定する。つまり、基地局から送信があれば移動局はそれを受信し、上り送
信を割り付けられた場合には移動局は前回の受信に対する応答を送信する。すな
わち、基地局によって上り送信を割り当てられない限り、移動局側からは自発的
に送信を行うことができないのである。

そのため基地局から移動局への送信と、移動局からその応答を返すというパタ
ーンのみの場合には支障はないものの、移動局側から自発的に基地局に対して何
らかの情報を発信したいという場合には、それができないという問題がある。

このため、双方向の通信のための通信方式が必要となるが、周波数資源の有効
利用、通信装置のコストなどを考慮すると、無線回路などの共用が可能なように
、通信制御の方式などを上記の方式と同一とすることが望ましい。

本発明の目的は、上記の通信方式を踏襲しつつ、移動局からの自発的な送信を
可能とし、円滑な双方向通信を行うための通信方式および通信装置を提供するこ
とにある。

請求項１の発明によれば、基地局側から移動局に対して送信の有無を問い合わ
せるため、それに対する応答として移動局側からの送信が可能となり、基地局が
移動局に対して上り送信を割り付ける通信方式においても、移動局からの自発的
な送信が可能となる。

請求項２の発明によれば、基地局側から移動局に対して送信の有無を問い合わ
せるための双方向通信制御手段を設けたため、基地局が移動局に対して上り送信
を割り付ける通信方式においても、移動局からの自発的な送信が可能な移動局の
通信装置を提供できる。

請求項３の発明によれば、基地局側から移動局に対する送信の有無を問い合わ
せに対する応答として移動局側からの送信を行う双方向通信制御手段を設けたた
め、基地局が移動局に対して上り送信を割り付ける通信方式においても、移動局
からの自発的な送信が可能な移動局通信装置を提供できる。

請求項４の発明によれば、移動局は基地局に対して送信要求信号を送信し、基
地局によって上り送信のスロットを割り付けてもらうことで、移動局からの送信
が可能となり、基地局が移動局に対して上り送信を割り付ける通信方式において
も、移動局からの自発的な送信が可能となる。

請求項５の発明によれば、移動局からの送信要求信号を受信し、基地局が上り
送信のスロットを割り付る通信プロトコル処理手段を設けたため、基地局が移動
局に対して上り送信を割り付ける通信方式においても、移動局からの自発的な送
信が可能な、基地局の通信装置を提供できる。

請求項６の発明によれば、移動局は基地局に対して送信要求信号を送信する通
信プロトコル処理手段を設けたため、基地局によって上り送信のスロットを割り
付けてもらうことで、移動局からの送信が可能となり、基地局が移動局に対して
上り送信を割り付ける通信方式においても、移動局からの自発的な送信が可能な
移動局の通信装置を提供できる。

請求項７の発明によれば、基地局と移動局のリンクが確立した後は、基地局が
移動局に対しフレーム毎に上り送信スロットを割り付けるため、移動局は上り送
信の要求があれば割り付けられたスロットにて送信が可能となり、基地局が移動
局に対して上り送信を割り付ける通信方式においても、移動局からの自発的な送
信が可能となる。

請求項８の発明によれば、基地局と移動局のリンクが確立した後は、基地局が
移動局に対しフレーム毎に上り送信スロットを割り付ける通信プロトコル処理手
段を設けたため、基地局は移動局からの上り送信の受信が可能となり、基地局が
移動局に対して上り送信を割り付ける通信方式においても、移動局からの自発的
な送信が可能な、基地局の通信装置を提供できる。

請求項９の発明によれば、基地局が運用するプロトコルを通信フレーム毎に切
替えるため、同一の基地局装置で、運用プロトコルの異なる移動局との通信が可
能となる。

さらに、請求項１０の発明によれば、基地局が運用するプロトコルを通信フレ
ーム毎に切替える通信プロトコル処理手段を備えたため、同一の基地局装置で、
運用プロトコルの異なる移動局との通信が可能な基地局の通信装置を提供できる。

本発明によれば、移動局に対するスロットの割付を基地局のみが行う通信方式
においても、移動局からの自発的な送信を可能な通信方式を提供でき、従来方式
の装置からの変更を極力抑えた上で、移動局からの自発的な送信を可能な通信方
式及び通信装置を実現できる。

以下、本発明の車車間通信方式および通信装置の一実施例を図を参照しながら
説明する。本発明の車載通信装置と路側装置が通信するための通信プロトコルに
ついては図２、図３、図４、および図５にてあらかじめ説明した通りである。

以下、この無線通信プロトコルに準じた場合を例にとって、本発明の一実施例
を図１に示す。同図において１０１は基地局無線装置、１０５は移動局通信装置
、１０２、１０６は無線プロトコル処理部、１０３、１０７は双方向通信を実現
するための双方向通信制御部、１０４、１０８は無線通信によって送受信される
データを処理しアプリケーションを実現するデータ処理部である。プロトコル処
理部１０２、１０６では図２、図３、図４、および図５にて説明した通信プロト
コルを実現するものである。したがって、スロットの割付、ＦＣＭＣの送信、
ＭＤＣの送受信等の処理は基地局のプロトコル処理部１０２にて行う。また、移
動局におけるＦＣＭＣの受信、スロット割付の判別ならびにＭＤＣの送受信処理
はプロトコル処理部１０６にて行うものである。

本実施例では、従来の通信方式に対して、データ処理部とプロトコル処理部の
間に、双方向通信実現のための双方向通信制御部１０３、１０７を設けた点が異
なる。基地局の双方向通信制御部１０３では、データ処理部１０４から移動局１
０５に対して下り送信の要求が無い場合には、移動局１０５に対して送信の有無
を問い合わせる要求を発行し、その応答を待つ。一方受信した移動局の双方向通
信制御部１０７では、データ処理部１０８から送信の要求があれば、その内容を
基地局からの要求に対する応答として返信する。また、データ処理部１０８から
送信要求が無い場合には、送信する内容が無い旨を応答として返信する。

まず、双方向通信制御部のデータフォーマットを図８に示す。同図において８
０１はデータの先頭に付加するヘッダ、８０２はデータ処理部と送受信するメッ
セージ、８０３はデータの終端に付加するフッタである。双方向通信制御部がデ
ータ処理部と送受信するのはメッセージ８０２の部分である。双方向通信制御部
ではその処理のためにヘッダ８０１、フッダ８０３を付加して、プロトコル処理
部との間でデータを送受信する。

ヘッダ８０１あるいはフッダ８０３の示す内容として、データの内容が基地局
から移動局への送信の問い合せを行うものか、それに対する応答か、あるいはデ
ータ処理部からのメッセージが含まれているか否かの情報が含まれる。

次に図６を用いて、図１の基地局通信装置１０１および移動局通信装置１０５
における双方向通信制御部１０３、および１０７の動作についてさらに説明する。同図は移動局のデータ処理部から自発的に送信を行う場合の処理の流れを示した図である。

まず、基地局の双方向通信制御部１０３は、データ処理部１０４からの送信要
求が無い場合に、プロトコル処理部１０２に対して、移動局からの送信があるか
否かを問い合わせるメッセージを送信する（処理６０１）。プロトコル処理部１
０２は、受信したメッセージを移動局に対してＭＤＣを送信する、と同時に次の
フレームで移動局からの上り送信を割り付けておく（処理６０２）。一方、移動
局側では、プロトコル処理部１０６が基地局からのＭＤＣを受信し、双方向通信
制御部に対して受信内容を通知する（処理６０３）。この時点では、双方向通信
制御部１０７がデータ処理部１０８からメッセージの送信要求を受けていないと
する。その場合、双方向通信制御部１０７は、送信があるか否かの問い合わせに
対して移動局のデータ処理部１０８からの送信は無いという内容のメッセージを
基地局の双方向通信制御部に宛てて応答を返信する（処理６０４）。それを受け
た、プロトコル処理部１０６は基地局にＭＤＣを送信する（処理６０５）。受信
した基地局のプロトコル処理部１０２では、移動局からの応答を双方向通信制御
部１０３に渡す（処理６０６）。双方向通信制御部１０３では移動局からの応答
を受け取り、移動局のデータ処理部１０８から基地局のデータ処理部１０４への
メッセージが無いことを知る。またデータ処理部１０８に対しても何ら通知しな
い。

上記のシーケンスでは移動局からの送信が無い場合であったので、引き続き移
動局からの送信がある場合について説明をする。上記の説明と同様に、基地局の
双方向通信制御部１０３は、プロトコル処理部１０２に対して、移動局からの送
信があるか否かを問い合わせるメッセージを送信する（処理６０７）。プロトコ
ル処理部１０２は、受信したメッセージを移動局に対してＭＤＣを送信する、と
同時に次のフレームで移動局からの上り送信を割り付けておく（処理６０８）。
一方、移動局側では、プロトコル処理部１０６が基地局からのＭＤＣを受信し、
双方向通信制御部に対して受信内容を通知する（処理６０９）。この時点では、
双方向通信制御部１０７がデータ処理部１０８からメッセージの送信要求を既に
受け付けており、その内容を保持している。この場合、双方向通信制御部１０７
は、送信があるか否かの問い合わせに対する応答として、基地局のデータ処理部
１０４宛てのメッセージとそれ存在することを示す内容のメッセージを返信する
（処理６１１）。それを受けた、プロトコル処理部１０６は基地局にＭＤＣを送
信する（処理６１２）。受信した基地局のプロトコル処理部１０２では、移動局
からの応答を双方向通信制御部１０３に渡す（処理６１３）。双方向通信制御部
１０３では移動局からの応答を受け取り、移動局のデータ処理部１０８から基地
局のデータ処理部１０４へのメッセージがあることを知り、データ処理部１０４
に移動局からのメッセージを受信したことを通知するとともにその内容を渡す（
処理６１４）。以上が、移動局のデータ処理部から自発的に送信を行う場合の、
本発明の双方向通信制御部の動作である。基地局は移動局からの受信後、移動局
に対して下り送信がなければ、上記の移動局に対する問い合せを再度繰り返す。

続いて、基地局から移動局に対して送信する場合についても図７を用いて説明
する。まず、基地局のデータ処理部１０４は、双方向通信制御部に対して移動局
への送信を要求する（処理７０１）。双方向通信制御部１０３は、プロトコル処
理部１０２にメッセージを渡す（処理７０２）。プロトコル処理部１０２は、受
信したメッセージを移動局に向けてＭＤＣ送信する（処理７０３）。一方、移動
局側では、プロトコル処理部１０６が基地局からのＭＤＣを受信し、双方向通信
制御部に対して受信内容を渡す（処理７０４）。双方向通信制御部１０７は、受
信したメッセージがデータ処理部宛てのものである場合には、データ処理部１０
８に基地局からのメッセージをデータ処理部１０８に渡す（処理７０５）。

さらに、図１４において図１１に示した基地局通信装置、および移動局通信装
置の詳細な構成の一例を示す。同図において１０９は無線部の送受信部、１１０
は受信した信号の復調部、１１１は送信信号の変調部、１１２はフレーム制御情
報の生成部、１１３は無線プロトコルの処理を行うための制御部、１１４は移動
局からの上り受信時の双方向制御情報の判別手段、１１５は移動局への下り送信
時の双方向制御情報の付加手段、１１６は双方向制御手段の制御部、１１７は移
動局の無線部の送受信部、１１８は受信信号の復調部、１１９は送信信号の変調
部、１２０はフレーム制御情報のを受信し情報を再生する再生部、１２１は無線
プロトコルの処理を行うための制御部、１２２は基地局からの下り受信時の双方
向制御情報の判別手段、１２３は基地局への上り送信時の双方向制御情報の付加
手段、１２４は双方向制御手段の制御部である。そのほか、図１に示すものと同
様の動作をするものについては、同一の番号を伏してある。

基地局のプロトコル処理部１０２では、フレーム生成部１１２においてフレー
ム制御情報を生成し、変調部１１１、送受信部１０９を介してＦＣＭ信号を送信
する。移動局への下り送信の場合には、双方向制御部１０３からの送信要求によ
って、制御部１１３がフレーム生成部１１２に対して下りのメッセージデータス
ロットの割り付けを指示し、割り付けたスロットにてメッセージデータチャネル
ＭＤＣを、変調部１１１、送受信部１０９を介して送信する。移動局からの上り
受信の場合には、制御部１１３からフレーム生成部１１２に対して上りのメッセ
ージデータスロットＭＤＳの割り付けを指示し、割り付けたスロットにてメッセ
ージデータチャネルＭＤＣを、変調部１１１、送受信部１０９を介して受信し、
双方向制御部１０３にデータを渡す。

一方移動局のプロトコル処理部１０６では、フレーム再生部１２０にて基地局
からのフレーム制御情報ＦＣＭを送受信部１１７、復調部１１８を介して受信し
再生し、自局へのスロットの割り付けの有無を判別する。基地局から下り送信が
あった場合、フレーム再生部１２０にて自局への下りメッセージデータスロット
のあることを判別すると、割り付けのあったスロットにて、メッセージデータチ
ャネルＭＤＣを、送受信部１１７、復調部１１８を介して受信し、双方向通信制
御部１０７にデータを渡す。基地局への上り送信の場合には、フレーム再生部１
２０にて自局への上りメッセージデータスロットのあることを判別すると、割り
付けのあったスロットにて、メッセージデータチャネルＭＤＣを、変調部１１９、送受信部１１７を介して送信する。

基地局の双方向制御部１０７における移動局への下り送信の場合には、制御情
報付加手段１１５によって、移動局のアプリケーションデータ処理部へのデータ
であるのか、あるいは移動局への送信有無の問い合せであるかを示す情報を付加
して、プロトコル処理部１０２に送信する。付加する情報は図８に示すようにア
プリケーションデータ処理部のメッセージにヘッダ８０１、フッダ８０３を付加
することで行う。また、移動局からの上り受信の場合には、制御情報判別手段１
１４にて制御情報を判別することによって、アプリケションデータ処理部１０４
へ送るデータの場合には、アプリケーションデータ処理部のメッセージを抽出し
、アプリケーション処理部にデータを送信する。また、制御情報の判別の結果、
移動局への送信有無の問い合せの結果として送信が無い旨の応答であった場合に
は、そのデータは破棄する。

また、移動局の双方向制御部１０７における下り受信の場合には、制御情報判
別手段１２２にて制御情報を判別することによって、アプリケションデータ処理
部１０４へ送るデータの場合には、アプリケーションデータ処理部のメッセージ
を抽出し、アプリケーション処理部１０８にデータを送信する。制御情報の判別
の結果、移動局への送信有無の問い合せの場合には、アプリケーションデータ処
理部１０８からの送信要求あれば、制御情報付加手段１２３にて送信データに基
地局へアプリケーションデータ処理部へのデータであることを示す制御情報を付
加する。アプリケーションデータ処理部１０８からの送信要求無ければ、制御情
報付加手段１２３にて移動局から送信すべき内容が無い旨の制御情報のみを、プ
ロトコル処理部１０６に送信する。

上記した図１４の基地局、移動局の通信装置の動作については、既に図６、図
７にて説明したとおりである。

上記の説明の通り本発明の通信方式では、基地局からの送信が無い場合には、
基地局側から移動局の送信の有無を問い合わせを行う。また移動局の双方向通信
制御部では、送信有無の問い合せに対し応答を返し、送信メッセージのある場合
にはその応答と同時にメッセージを返す。この基地局からの移動局への問い合せ
と、それに対する応答を返すことによって移動局からの送信が可能となり、円滑
な双方向通信が出来る。

次に、本発明の他の実施例を図９に示す。同図において９０１は基地局無線装
置、９０４は移動局通信装置、９０２、９０５は無線プロトコル処理部、９０３
、９０６は無線通信によって送受信されるデータを処理しアプリケーションを実
現するデータ処理部である。図９に示す実施例では、プロトコル処理部９０２、
９０５において移動局側からの自発的な送信を可能とした点が異なる。

既に図５において説明した通り、移動局は基地局の通信領域への進入時にアク
チベーションチャネルＡＣＴＣを送信し、基地局に対してリンク接続を要求する。接続を確立後は移動局からＡＣＴＣを再度送信することは無いが、通常は他の移動局の接続要求を待ち受けるため、アクチベーションチャネル用のリンク要求スロットＡＣＴＳは割り付けられて存在している。

そこで移動局は、自局への上り送信スロットの割り付けの無い場合には、リン
ク要求スロットＡＣＴＳにて、移動局からの上り送信を要求するチャネルを送信
し、基地局は要求があったフレーム以降のフレームにて、移動局に対して上り送
信のメッセージデータスロットＭＤＳを要求のあった移動局に対して割り付ける。移動局は割付のあったＭＤＳにてメッセージデータチャネルＭＤＣを送信する。

図１０に送信要求チャネルの詳細を示す。同図におい１００１はプリアンブル
（ＰＲ）、１００２は送信要求チャネルであることを示すユニークワード（ＵＷ
２ａ）、１００３はリンクを要求する相手先基地局の識別番号（ＦＩＤ）、１０
０４は移動局自身の識別番号（ＬＩＤ）、１００５は送信要求にあたって自局の
情報を基地局に通知するためのリンク要求情報（ＬＲＩａ）、１００６はエラー
検出の為のコード（ＣＲＣ）である。同図に示すごとく、図５に示したＡＣＴＣ
とほぼ同一のフォーマットであるが、ユニークワード１００２のピットパタンを
ＡＣＴＣのビットパタン５０２とは異なるビットパタンに設定している。そのた
め受信した基地局では、受信したチャネルが、リンク要求チャネルなのか送信要
求チャネルなのかを判別できる。

さらに、図１５において図９に示した基地局通信装置、および移動局通信装置
の詳細な構成の一例を示す。同図において９０７は無線部の送受信部、９０８は
受信した信号の復調部、９０９は送信信号の変調部、９１０はフレーム制御情報
の生成部、９１１は送信要求信号の検出手段、９１２は無線プロトコルの処理を
行うための制御部、９１３は移動局の無線部の送受信部、９１４は受信信号の復
調部、９１５は送信信号の変調部、９１６はフレーム制御情報を受信し情報を再
生する再生部、９１７は送信要求信号を送出するための送信要求送出手段、９１
８は無線プロトコルの処理を行うための制御部である。そのほか、図９に示すも
のと同様の動作をするものについては、同一の番号を伏してある。

基地局のプロトコル処理部９０２、及び移動局のプロトコル処理部９０５の構
成は、既に説明した図１４のプロトコル処理部１０２、１０６とほぼ同様の構成
であるが、送信要求検出手段９１１、送信要求送出手段９１７を付加した点が異
なる。移動局のプロトコル処理部９０５の制御部９１８は、アプリケーション処
理手段からデータを受信した場合に、フレーム再生部９１６にて自局への上りメ
ッセージデータスロット無いことを判別すると、送信要求送出段９１７にリンク
要求スロットにて送信要求信号を送出するよう制御し、送出手段９１７は変調部
９１５、無線送受信部９１３を介して送信する。

一方基地局のプロトコル制御手段９０２の制御部９１２では、移動局からの送
信要求信号を送信要求検出手段９１１にて検出すると、次のフレーム生成時にフ
レーム生成部９１１に対して移動局に対して上りのメッセージデータスロットを
割り付けるように制御し、移動局から上りメッセージデータチャネルＭＤＣの受
信を待つ。

次に図１１を用いて図９、図１５に示したプロトコル処理部９０２、９０５に
よる双方向通信の処理を説明する。同図は時間の経過とチャネルの送信の様子を
示したものである。まず、移動局が基地局に進入の際にリンク要求のためＡＣＴ
Ｃ１１０２を送信する。基地局はリンク要求を受け付けると、移動局に対してリ
ンク接続を受け付けた旨のメッセージデータチャネルＭＤＣ１１０４を送信し、
移動局はメッセージを正しく受信した確認のためアクノレッジチャネルＡＣＫＣ
１１０５を送信する。基地局はリンク確立後も、リンク要求スロットを割り付け
続ける。

さて、移動局から送信を行いたい場合には、移動局からリンク要求スロットに
て、送信要求チャネル１１０６を送信する。送信要求チャネルを受信した基地局
では、送信要求チャネル内の移動局の識別番号を参照して次フレームで送信を要
求した移動局に対して、上りのスロットを割り付ける。基地局の通信する移動局
が複数あり、次フレームにてスロットの割り付けができない場合には、それ以降
のフレームで割り付けを行う。次フレーム以降にて移動局は割り付けられたスロ
ットでＭＤＣ１１０８を送信する。基地局はメッセージを正しく受信した確認の
ためアクノレッジチャネルＡＣＫＣ１１０９を送信する。

上記説明したごとく、移動局からの送信要求チャネルを送信し、基地局に上り
スロットを割り付けてもらうことで、移動局からの自発的な送信が可能となる。
上記した実施例では、送信要求チャネルのフォーマットとして、リンク要求チャ
ネルに準じたフォーマットとし、ユニークワードにてリンク要求か送信要求かを
判別することとしたが、必ず時もチャネルフォーマットはこれに限定されるもの
ではなく、例えばユニークワード１００２はリンク要求チャネルと同じビットパ
タンとし、送信要求情報１００５にリンク要求か送信要求かを示すフラグ等を配
置しても良い。

また、全く異なるフォーマットであっても移動局の識別番号と、送信要求であ
ることを示す情報が含まれるものであれば良い。ただし、上記の実施例のごとく
リンク要求チャネルに準じたフォーマットとした場合には、リンク要求の受信と
ほぼ同様にして送信要求チャネルの受信が可能となるため、既存の装置へ改造変
更等が容易となるメリットがある。さらに、上記した実施例では、送信要求チ
ャネルをリンク要求スロットにて送信するとしたが、送信要求用の専用スロット
を設けてもかまわない。リンク要求スロットにて送信要求チャネルを送信する場
合には、送信要求用の専用スロットが必要ないためスロットの効率的に活用でき
る。

次に、本発明の他の実施例を図１２に示す。同図は図９に示した通信装置のプ
ロトコル処理部の、他の実施例の動作を示す図である。本実施例では、リンクを
確立後は、基地局からの送信が無い場合にプロトコル処理部が、移動局からの要
求の有無によらず上りのメッセージデータスロットＭＤＳを割り付けておく。移
動局では、上り送信がある場合にのみ、割付られたＭＤＳでメッセージデータチ
ャネルを送信する。上り送信する必要の無い場合には、ＭＤＳの割付があっても、何も送信しない。

続いて、図１２を用いて図９に示したプロトコル処理部９０２、９０５による
双方向通信の処理を説明する。同図は時間の経過とチャネルの送信の模様を示し
たものである。移動局からのリンク要求の送信等は終え、既にリンクが確立した
後の状態を示している。基地局はＦＣＭＣ１２０１にて移動局に対して上り送信
のスロットＭＤＳ１２０２を割り付ける。だが、移動局からの送信はないので、
何も送信されない。基地局は次のフレームにおいても、前フレームと同様にＦＣ
ＭＣ１２０３にてＭＤＳを割り付ける。移動局は上りの送信があるためメッセー
ジデータチャネルＭＤＣ１２０４を送信する。基地局はＭＤＣの受信確認ＡＣＫ
Ｃ１２０５を返信する。以降のフレームにおいても同様に、基地局は移動局に対
して上りのスロットを割付け、移動局側で送信があれば、割り付けられたスロッ
トにてデータを送信する。

基地局側からの下り送信の場合には、基地局自らＦＣＭＣにて下り送信スロッ
トの割付を行い、割り付けたスロットにて下り送信を行うのは言うまでもない。

上記した実施例では、移動局からの要求の有無によらず上りのメッセージデー
タスロットＭＤＳを割り付けておくため、移動局側に上り送信の要求があればそ
の時点で割り付けられたスロットでメッセージデータチャネルの送信ができる。

次に、本発明の他の実施例を図１３に示す。同図は従来の通信方式による通信
と、図１１に示した本発明の双方向通信方式による通信とを混在して運用する場
合の例を示した図である。本実施例は、従来の通信方式と、本発明の双方向通信
方式とを、フレーム毎に交互に使い分けるものである。従来の通信方式による通
信フレームでは従来通信方式の移動局と通信し、本発明の双方向通信方式による
通信フレームでは双方向通信方式に対応した移動局と通信することによって、同
一の基地局にて通信方式の異なる移動局との通信が可能となる。

図１２において、通信フレーム１３０１、１３０３は従来の通信方式（通信プ
ロトコルｂ）、通信フレーム１３０２、１３０４は双方向通信方式（通信プロト
コルａ）による通信フレームである。また、移動局ａは従来の通信方式（通信プ
ロトコルａ）に対応した通信装置、移動局ｂは双方向通信方式（通信プロトコル
ｂ）に対応した通信装置である。同図は、移動局ａは基地局とのリンクは未接続、移動局ｂは既にリンクが確立後であって上り送信を行う場合の状態の例を示している。基地局の送信するＦＣＭＣには、運用する通信方式を示す情報が含まれており、受信した移動局にて通信フレームにて運用される通信方式が判別可能となっている。

移動局ａは基地局の送信するＦＣＭＣ１３０５を受信し、そのＦＣＭＣ内の情
報より通信フレームの運用プロトコルがプロトコルａであること検知し、自局の
対応する通信プロトコルと一致するため、リンク要求信号ＡＣＴＣを送信する。
次の通信フレームのＦＣＭＣ１３０７は通信プロトコルが一致しないため、移動
局ａは通信フレーム１３０２では交信しない。更に次の通信フレーム１３０３に
て、基地局からメッセージデータチャネルＭＤＣ１３１０を受信し、受信確認Ａ
ＣＫＣ１３１１を送信する。

一方移動局ｂは、ＦＣＭ１３０５を受信した場合、自局の対応する通信プロト
コルと一致しないため、通信フレーム１３０１では交信しない。通信フレーム１
３０２において、受信したＦＣＭ１３０７より運用プロトコルがプロトコルｂで
あること検知し、自局の対応する通信プロトコルと一致したため、送信要求チャ
ネル１３０８を送信する。次の通信フレーム１３０３では通信プロトコルが一致
しないため、移動局ｂは交信しない。更に次の通信フレーム１３０４にて、基地
局がＦＣＭＣ１３１２にて移動局ｂに対して上り送信のスロットを割り付ける。
移動局ｂは割り付けられたスロットにてＭＤＣ１３１３を送信する。基地局はＭ
ＤＣ１３１３を受信後、受信確認ＡＣＫＣ１３１４を送信する。

上記した実施例では、通信フレーム毎の運用する通信方式を示す情報をＦＣＭ
Ｃ内の情報として含めるとしたが、ユニークワードを互いに異なるビットパタン
としてもよい。この場合には、ユニークワードが異なるため、移動局側では受信
した信号をＦＣＭＣとして認識することが無い。そのため、通信方式によってＦ
ＣＭＣのフォーマットが違ったとしても、非対応の移動局が誤って動作すること
が無い。

また、上記実施例ではフレーム毎に交互に異なる通信方式にて運用したが、こ
れは必ずしも交互である必要はなく、複数フレーム毎に入れ替わるものであって
も良く、またそれぞれの通信方式にて運用するフレーム数の比率が同じである必
要も無い。さらに、通信方式として３種類以上であってもかまわない。

さらに、移動局が複数のプロトコルに対応する場合、あるいは移動局の対応す
るプロトコルが他のプロトコルと互換性がある場合には、移動局の対応する複数
の通信プロトコルにて基地局との交信が可能である。つまり上記実施例にて、移
動局ｂがプロトコルａとプロトコルｂの両方に対応していた場合には、基地局が
交互に送信する両方の通信フレームにて通信が可能である。またプロトコルｂが
プロトコルａに対して上位互換性を持ったプロトコルの場合もまた、移動局ｂは
基地局が交互に送信する両方の通信フレームにて通信が可能である。

本実施例では、異なる通信方式の通信フレームを、同一の基地局にて運用出来
るため、基地局の有効利用が可能である。

本発明の通信装置の一実施例を示す図である。従来の路車間通信方式通信フレームを示す図である。フレーム制御信号ＦＣＭＣのフォーマットを示す図である。フレーム制御信号ＦＣＭＣ中のスロットの割り当て情報ＳＣＩのフォーマットを示す図である。アクチベーションチャネルＡＣＴＣのフォーマットを示す図である。本発明の通信方式による通信処理の説明図である。本発明の通信方式による通信処理の説明図である。本発明の双方向制御部の通信フォーマットを示す図である。本発明の通信装置の一実施例を示す図である。本発明の通信方式による送信要求信号のフォーマットを示す図である。本発明の通信方式による通信手順の説明図である。本発明の通信方式による通信手順の説明図である。本発明の通信方式による通信手順の説明図である。本発明の通信装置の一実施例を示す図である。本発明の通信装置の一実施例を示す図である。

符号の説明

１０１…基地局通信装置、
１０２…基地局プロトコル処理部、
１０３…基地局双方向通信制御部、
１０４、１０８…データ処理部、
１０５…移動局通信装置、
１０６…移動局プロトコル処理部、
１０７…移動局双方向制御部。

Claims

通信フレームを複数のタイムスロットに時分割し、時分割されたタイムスロットに、通信に必要なフレーム制御情報を配信するためのフレーム制御スロットと、これに後続してメッセージデータ交換用の通信スロットとを配置する形式の通信フレームを用いて、
前記通信スロットにおける、基地局との通信対象となる移動局の指定および、基地局から移動局への下り通信かあるいは移動局から基地局への上り通信かの何れの通信方向であるかの指定を、フレーム制御情報にて行い、
かつフレーム制御情報の送信を基地局のみが行い、移動局は前記フレーム制御情報に従って、当該移動局に対して割り付けられた上り通信スロットにおいて基地局へのデータ送信を行う通信方法において、
基地局は移動局に対して上り送信が有るか無いかの問い合せを行い、移動局は基地局からの問い合せに対する応答として、上り送信すべきデータがあればその内容をメッセージデータにて送信し、なければ送信すべきデータの無い旨の応答メッセージデータを送信する双方向通信制御手順を備え、
基地局は少なくとも、前記双方向通信制御手順の実施の有無を、任意のフレーム毎に切り替え、当該実施の有無を示す識別情報をフレーム制御情報と共に基地局から送信する
ことを特徴とする通信方法。
通信フレームを複数のタイムスロットに時分割し、時分割されたタイムスロットに、通信に必要なフレーム制御情報を配信するためのフレーム制御スロットと、これに後続してメッセージデータ交換用の通信スロットとを配置する形式の通信フレームを用いて、前記通信スロットにおける、基地局との通信対象となる移動局の指定および、基地局から移動局への下り通信かあるいは移動局から基地局への上り通信かの何れの通信方向であるかの指定を、フレーム制御情報にて行い、
かつフレーム制御情報の送信を基地局のみが行い、移動局は前記フレーム制御情報に従って、当該移動局に対して割り付けられた上り通信スロットにおいて基地局へのデータ送信を行う通信方法に準じた基地局の通信装置において、
前記通信方法に従い、フレーム制御情報の送信、移動局へのメッセージデータの送信あるいは受信を行うプロトコル処理手段と、
プロトコル処理手段を介して移動局とデータを送受信しアプリケーション処理を実現するアプリケーションデータ処理手段と、
アプリケーションデータ処理手段とプロトコル処理手段の中間に配置され、プロトコル処理手段を制御しデータの中継を行い、移動局に対して上り送信の有無を問い合わせる内容の送信を行い、送信後に移動局からの応答を待ち受ける双方向通信制御手段とを備え、
少なくとも、前記双方向通信制御手段による制御処理の実施の有無を、任意のフレーム毎に切り替え、
当該実施の有無を示す識別情報をフレーム制御情報と共に基地局から送信する通信プロトコルの処理手段を備えた
ことを特徴とする基地局の通信装置。
請求項１記載の通信方法において、前記双方向通信制御手順の実施の有無を通信フレーム毎に切替えることを特徴とする通信方法。
請求項２記載の基地局の通信装置において、前記双方向通信制御手段による制御処理の実施の有無を通信フレーム毎に切替えることを特徴とする基地局の通信装置。