JP4815532B2 - 交通システムにおける無線通信方法並びに無線基地局及び無線端末 - Google Patents

Description

本発明は、交通システムにおける無線通信方法並びに無線基地局及び無線端末に関し、例えば、ＷｉＭＡＸシステムのようなＯＦＤＭＡ方式を用いて路車間及び車車間の無線通信を行なう、ＩＴＳ（Intelligent Transport System）を実現するのに好適な技術に関する。

近年、交通事故の削減を目指し、高度道路交通システム（ＩＴＳ：Intelligent Transport System）の開発が進められている。ＩＴＳとして、信号機に無線基地局（路側機）を備え、交差点の信号機情報（赤か青か等）や右折車の有無の情報等を、数メートル先の進入車両に搭載された端末（車載機）に送信する路車間通信の形態がある。

一方、近年、中距離の大容量無線通信システムとして、周波数軸方向と時間軸方向とで無線フレームへの多重化をフレキシブルに行なうＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Domain Multiple Access)方式を用いた無線通信システム、即ち、ＷｉＭＡＸ（Worldwide interoperability for Microwave Access）と呼ばれるシステムの標準化、開発がIEEE802.16WG（Working Group）において進められている。なお、IEEE802.16WGでは、主に、固定通信用途向けのIEEE802.16d（例えば、後記非特許文献１，２参照）と、移動通信用途向けのIEEE802.16e（例えば、後記非特許文献３参照）の２種類を規定している。

IEEE802.16dやIEEE802.16eでは、無線端末（ＭＳ：Mobile Station）は、無線基地局（ＢＳ：Base Station）が送信した無線フレームに含まれるＭＡＰ情報に従って、ＢＳとＭＳとの間で通信を行なうことが規定されている。
IEEE802.16e規格（ＷｉＭＡＸ規格）に準拠した無線フレーム（ＯＦＤＭＡフレーム）は、ＢＳからＭＳへの方向であるダウンリンク（ＤＬ）のサブフレームと、ＭＳからＢＳへの方向であるアップリンク（ＵＬ）のサブフレームとが時間多重されて１フレームが構成される。

そして、ＤＬサブフレームには、さらに、時間軸（シンボル時間）方向と周波数（サブチャネル周波数）方向の２次元領域において、プリアンブル、フレームコントロールヘッダ（ＦＣＨ）、ダウンリンクのＭＡＰ情報（DL_MAP）、アップリンクのＭＡＰ情報（UL_MAP）、１以上のダウンリンクのバースト（ＤＬバースト）が多重され、ＵＬサブフレームには、１以上のアップリンクのバースト（ＵＬバースト）が多重される。

ここで、プリアンブルは、フレーム同期情報が挿入される領域（フィールド）であり、ＦＣＨは、バースト（burst）の変調方式（ＱＰＳＫ，１６ＱＡＭ，６４ＱＡＭ等）や符号化率等に関する情報（バーストプロファイル）が挿入される領域である。また、ＭＡＰ情報には、ＭＳが通信に使用する無線リソース、即ち、周波数（サブチャネル周波数）と時間（シンボル時間（送信タイミング））とで規定される通信領域（つまり、バースト）で送信される通信コネクションのＩＤ（ＣＩＤ）、無線フレームにおける当該コネクションのバーストの配置位置（バースト位置）、バーストの大きさ（バーストサイズ）等の情報が含まれている。

つまり、ＭＡＰ情報は、ＭＳが受信及び送信すべき無線フレームの領域（受信領域及び送信領域）を指定する（割り当てる）情報（バースト割当情報）として位置付けられている。なお、前記バースト位置は、無線フレームの先頭シンボルからのシンボルオフセット及びサブチャネルオフセットで指定することができ、前記バーストサイズは、シンボル数及びサブチャネル数で指定することができる。

したがって、ＭＳは、上記プリアンブルを検出することでダウンリンク及びアップリンクの無線フレーム同期を確立し、DL_MAPで指定されたＤＬバースト領域をＦＣＨで指定された変調方式、符号化率等に対応する復調方式、復号化率で復調、復号処理することで、自ＭＳ宛のＤＬバーストを選択的に受信処理する一方、UL_MAPで指定されるＵＬバーストでＢＳへのデータ送信を行なうことができる。

なお、他の既存の無線通信技術として、下記特許文献１〜４により提案されている技術もある。
特許文献１の技術は、アドホックネットワークにおける通信の効率化を図ることができ、ネットワーク全体としての回線容量および通信速度を向上させることができる無線通信装置およびアドホックシステムを提供することを目的としている。そのため、特許文献１の技術では、マスタ・スレーブ間の制御信号の遣り取りによって、通信に必要な設定情報（拡散符号やタイムスロット）をマスタからスレーブに提供し、前記設定情報に基づいて、アドホックネットワーク内におけるデータ信号の送受信をノード間（スレーブとスレーブ、スレーブとマスタ）において直接行なう。

特許文献２の技術は、移動体通信ネットワーク、アドホックネットワークおよびＩＰネットワークのシームレスな統合を実現することができ、これによって、ネットワーク利用の効率性および経済性を向上させることができる通信システムおよび無線通信装置を提供することを目的としている。そのため、特許文献２の技術では、アドホックネットワークと移動体通信ネットワークにおける通信方式をTDD-CDMA方式に統一して同一周波数帯を使用するようにして、装置構成の複雑化やコスト増大を回避するとともに、接続するネットワークの切換を円滑に行なえるようにしている。

特許文献３の技術は、基地局（ＢＳ）の通信エリア内の中継局（ＲＳ）を介して、その通信エリア外に位置する加入者局（ＳＳ）が当該ＢＳと通信をすることができるメディアアクセス制御方法及びプログラムを提供することを目的としている。そのため、特許文献３の技術では、ＲＳからポーリングパケットを同報送信し、当該パケットを受信したＢＳ及び当該ＢＳと直接通信が可能なＳＳは、予め決められた一定期間だけ、データパケットを送信しないように動作し、一方で、前記ポーリングパケットを送信したＲＳ配下のＳＳ（ＢＳの通信エリア外に位置するＳＳ）は、当該ＲＳとの間でコンテンション期間に移行してデータパケットを送信するように動作する。

特許文献４の技術は、広帯域無線接続（ＢＷＡ：Broadband Wireless Access）通信システムにおいて端末機に安全（safety）チャンネルを割り当てることを目的とするもので、そのために、ＯＦＤＭＡシステムで隣接セル境界地域に位置する端末機に対する隣接セル干渉信号を最小化することができる安全チャンネルを割り当てる方案及びチャンネル状況による安全チャンネルのハンドオーバ動作を提案することで、隣接セル境界地域に位置する端末機の通信品質を保証することが記載されている。
特開２００５−６５１０２号公報 特開２００５−３４１２９０号公報 特開２００６−１９６９８５号公報 特開２００６−５９４６号公報 IEEE 802.16-2004 IEEE 802.16-2004/Cor1/D5 IEEE 802.16e/D12

ところで、既存のＩＴＳ技術では、路側機と複数車載機との間で通信を行なうためには時分割や周波数分割で多重化する必要があり周波数利用効率が悪い。また、複数階層の通信エリアが混在した場合の、複数路側機と車載機との間の路車間通信、複数車載機どうしの車車間通信を考慮すると、各通信エリアと各車載機への無線リソース（通信領域）の割り当てを周波数分割や時分割で行なう必要があり、さらに周波数利用効率が悪くなる。特に、ＩＴＳでは、画像データ等の大容量のデータを路側機から車載機へ送信する必要があることがあるため、大容量でフレキシブルな多重化が可能な方式が要求される。

また、車車間通信については、IEEE802.11p規格として現在検討中の技術がある。これは、無線ＬＡＮ，ＷＡＶＥに代表されるIEEE802.11シリーズ規格の一つであり、当該IEEE 802.11シリーズ規格では、数百ｍ以内のセル半径を通信エリアとして形成し、変調方式としてＯＦＤＭ方式を採用している。そして、各無線端末は、ＣＳＭＡ（Carrier Sense Multiple Access）方式等により周波数の利用状態を、送信信号が衝突しないように各自監視しながら送信を行なう。また、各無線端末は、送信していない間は常時受信状態となり、他の無線端末が送信している信号の先頭（Preamble）をサーチする。つまり、各無線端末は、非同期の関係にある。

このように、ＣＳＭＡ方式は非同期通信方式であるため、多数の無線端末が同時に送信を行なおうとした場合、いつ送信できるか不明である。また、ＣＳＭＡ方式では、いわゆる「隠れ端末問題」等の回避不能な問題もあり、確実に通信できるかも不明である。即ち、共通のアクセスポイントと通信できるが、一方からの信号が遮蔽物の存在あるいは通信可能距離によって他方には届かない位置にある無線端末（これを「隠れ端末」という）どうしが同時に同一アクセスポイントに送受信を行なおうとすると、両方の送信信号が衝突してしまいアクセスポイントで正常に受信できない。

本発明は、前記課題に鑑み創案されたもので、大容量でフレキシブルな多重化方式（無線リソースの割り当て）により、無線リソースの利用効率の高い路車間通信及び車車間通信を、「隠れ端末問題」を回避しつつ実現することを目的とする。なお、前記特許文献１〜４には、前記課題を解決する手段について開示も示唆もされていない。

また、当該目的に限らず、後述する発明を実施するための最良の形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本発明の他の目的の一つとして位置付けることができる。

前記目的を達成するために、本発明では、以下に示す交通システムにおける無線通信方法並びに無線基地局及び無線端末を用いることを要旨としている。即ち、
（１）本発明の交通システムにおける無線通信方法は、路側機としての無線基地局と、車載機としての複数の無線端末とをそなえた交通システムにおける無線通信方法であって、
(a)前記車載機は、前記路側機へ無線リソースの割り当て要求を送信し、
(b)前記路側機は、前記割り当て要求を受信すると、前記車載機との間の路車間通信用の無線リソースである路車間リソース、及び、前記車載機どうしの車車間通信用の無線リソースである車車間リソースを割り当てて、その割当情報を前記車載機へ送信し、
(c)前記車載機は、前記路側機から受信した前記割当情報により識別される前記路車間リソースを使用して前記路側機との路車間通信を行ない、当該割当情報により識別される前記車車間リソースを使用して他車載機との車車間通信を行なう
ことを要旨としている。

（２）ここで、前記無線リソースは、周波数と時間とで規定される通信領域であり、前記路側機から前記車載機へのダウンリンクの路車間通信領域と、前記車載機から前記路側機へのアップリンクの路車間通信領域と、前記車車間通信用の通信領域とが時分割多重されていてもよい。

（３）また、前記ダウンリンクの路車間通信領域は、互いに通信エリアの重複する複数の路側機に対して周波数分割多重あるいは時分割多重されていてもよい。

（４）さらに、前記ダウンリンクの路車間通信領域及び前記アップリンクの路車間通信領域は、複数の前記路側機の通信エリアをそれぞれ複数のセクタに分割したときの他の路側機との重複セクタに対して周波数分割多重されていてもよい。

（５）また、前記ダウンリンクの路車間通信領域は、前記路側機の通信エリア内に位置し互いに通信エリアの重複する他の複数路側機に対してさらに周波数分割多重あるいは時分割多重されていてもよい。

（６）さらに、前記車載機は、前記割当情報に基づいて、自車載機の情報送信に用いる車車間リソースである自車載機リソースと、他車載機が情報送信に用いる車車間リソースである他車載機リソースとをそれぞれ認識し、前記自車載機リソースを使用して自車載機の情報送信を行ない、前記他車載機リソースを使用して他車載機が送信した情報の受信を行なってもよい。

（７）また、前記無線リソースは、ＣＤＭＡ方式におけるチャネライゼーションコード、ＴＤＭＡ方式におけるタイムスロット、ＦＤＭＡ方式におけるチャネル周波数のいずれかでもよい。

（８）さらに、前記路車間リソースとして割り当てられる無線リソースは、ＯＦＤＭＡ方式における周波数と時間とで規定される通信領域、ＣＤＭＡ方式におけるチャネライゼーションコード、ＴＤＭＡ方式におけるタイムスロット、ＦＤＭＡ方式におけるチャネル周波数のいずれかであり、前記車車間リソースは、当該各方式の無線リソースのうち前記路車間リソースとして割り当てられた方式以外の方式における無線リソースであってもよい。

（９）また、本発明の交通システムにおける無線基地局は、路側機としての無線基地局と、車載機としての複数の無線端末とをそなえた交通システムにおける前記無線基地局であって、
(a)前記車載機から無線リソースの割り当て要求を受信すると、前記車載機との間の路車間通信用の無線リソースである路車間リソース、及び、前記車載機どうしの車車間通信用の無線リソースである車車間リソースをそれぞれ割り当てる無線リソース割当手段と、
(b)前記無線リソース割当手段で割り当てた無線リソースの割当情報を前記車載機へ送信する送信手段と
をそなえたことを要旨としている。

（１０）ここで、前記無線リソース割当手段は、前記無線リソースとして、周波数と時間とで規定される通信領域であって、前記車載機へのダウンリンクの路車間通信領域と、前記車載機からのアップリンクの路車間通信領域と、前記車車間通信用の通信領域とを時分割多重により割り当ててもよい。

（１１）また、前記無線リソース割当手段は、前記ダウンリンクの路車間通信領域として、互いに通信エリアの重複する複数の路側機に対して周波数分割多重あるいは時分割多重された通信領域のいずれかを割り当ててもよい。

（１２）さらに、前記無線リソース割当手段は、前記ダウンリンクの路車間通信領域及び前記アップリンクの路車間通信領域として、複数の前記路側機の通信エリアをそれぞれ複数のセクタに分割したときの他の路側機との重複セクタに対して周波数分割多重された通信領域のいずれかを割り当ててもよい。

（１３）また、前記無線リソース割当手段は、前記ダウンリンクの路車間通信領域として、前記路側機の通信エリア内に位置し互いに通信エリアの重複する他の複数路側機に対してさらに周波数分割多重あるいは時分割多重された通信領域のいずれかを割り当ててもよい。

（１４）さらに、前記無線リソース割当手段は、前記無線リソースとして、ＣＤＭＡ方式におけるチャネライゼーションコード、ＴＤＭＡ方式におけるタイムスロット、ＦＤＭＡ方式におけるチャネル周波数のいずれかを割り当ててもよい。

（１５）また、前記無線リソース割当手段は、前記路車間リソースとして、ＯＦＤＭＡ方式における周波数と時間とで規定される通信領域、ＣＤＭＡ方式におけるチャネライゼーションコード、ＴＤＭＡ方式におけるタイムスロット、ＦＤＭＡ方式におけるチャネル周波数のいずれかを割り当て、前記車車間リソースとして、前記路車間リソースとして割り当てられた方式以外の方式における無線リソースを割り当ててもよい。

（１６）さらに、本発明の交通システムにおける前記無線端末は、路側機としての無線基地局と、車載機としての複数の無線端末とをそなえた交通システムにおける前記無線端末であって、
(a)前記路側機へ無線リソースの割り当て要求を送信する送信手段と、
(b)前記割り当て要求に対して前記路側機で決定された、前記車載機との間の路車間通信用の無線リソースである路車間リソース、及び、前記車載機どうしの車車間通信用の無線リソースである車車間リソースの割当情報を受信する割当情報受信手段と、
(c)当該割当情報により識別される前記路車間リソースを使用して前記路側機との路車間通信を行ない、当該割当情報により識別される前記車車間リソースを使用して他車載機との車車間通信を行なう通信制御手段と
をそなえたことを特徴とする、交通システムにおける無線端末。

（１７）また、前記通信制御手段は、前記割当情報に基づいて、自車載機の情報送信に用いる車車間リソースである自車載機リソースと、他車載機が情報送信に用いる車車間リソースである他車載機リソースとをそれぞれ認識し、前記自車載機リソースを使用して自車載機の情報送信を行ない、前記他車載機リソースを使用して他車載機が送信した情報の受信を行なってもよい。

本発明によれば、少なくとも以下に示すいずれかの効果ないし利点が得られる。
（１）路側機（無線基地局）が、路車間通信用の無線リソース（路車間リソース）と、車車間通信用の無線リソース（車車間リソース）との割り当てを集中的に行ない（管理し）、車載機は、その割り当てに従って、路側機及び他車載機との通信を行なうので、無線リソースの利用効率の高い路車間通信及び車車間通信を、「隠れ端末問題」を回避しつつ実現することができる。

（２）特に、前記無線リソースとして、ＯＦＤＭＡ方式に代表されるような、周波数と時間とで規定される通信領域の割り当てを行なうようにすれば、大容量でフレキシブルな無線リソースの割り当てを行なうことが可能となる。

（３）結果として、路側機の通信エリアが階層的に存在するかそうでないかを問わず、通信エリアが互いに重複する複数の路側機に対して、通信領域を周波数分割あるいは時分割に割り当てることが可能となるので、路車間通信及び車車間通信における混信を容易に回避して通信の信頼性を向上することが可能となる。

（４）また、前記無線リソースは、ＣＤＭＡ方式におけるチャネライゼーションコード、ＴＤＭＡ方式におけるタイムスロット、ＦＤＭＡ方式におけるチャネル周波数のいずれかとすれば、既存セルラーシステムの設備を有効利用することが可能である。

なお、上記に限らず、後述する発明を実施するための最良の形態に示す各構成により導かれる効果であって、従来の技術によっては得られない効果を奏することも本発明に特有の効果ないし利点の一つとして位置付けることができる。

本発明の第１実施形態に係る無線通信システムとしてのＩＴＳの構成を示すブロック図である。 図１に示すＩＴＳにおける路側機（ＢＳ）に共通の基本構成を示すブロック図である。 図１に示すＩＴＳにおける車載機（ＭＳ）に共通の基本構成を示すブロック図である。 第１実施形態の第１態様に係るＩＴＳで用いる無線フレーム（ＯＦＤＭＡフレーム）の構成を示す図である。 第１態様に係る路側機及び車載機の通信エリアの配置例を示す模式図である。 第１態様に係る路側機（広域路側機）の詳細構成を示すブロック図である。 第１態様に係る車載機の詳細構成を示すブロック図である。 第１態様のＩＴＳにおける路車間通信及び車車間通信を説明するシーケンス図である。 第１実施形態の第２態様に係るＩＴＳで用いる無線フレーム（ＯＦＤＭＡフレーム）の構成を示す図である。 第２態様に係る路側機及び車載機の通信エリアの配置例を示す模式図である。 第２態様に係る路側機（中・狭域路側機）の詳細構成を示すブロック図である。 第２態様のＩＴＳにおける路車間通信及び車車間通信を説明するシーケンス図である。 第１実施形態の第３態様に係るＩＴＳで用いる無線フレームの構成を示す図である。 第３態様のＩＴＳにおける路車間通信及び車車間通信を説明するシーケンス図である。 第１実施形態の第４態様に係るＩＴＳで用いる無線フレームの構成を示す図である。 第４態様に係る路側機及び車載機の通信エリアの配置例を示す模式図である。 第４態様のＩＴＳにおける路車間通信及び車車間通信を説明するシーケンス図である。 第１実施形態の第５態様に係るＩＴＳで用いる無線フレームの構成を示す図である。 第５態様に係る路側機及び車載機の通信エリアの配置例を示す模式図である。 第５態様に係るＩＴＳで用いる無線フレームの他の構成を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る無線通信システムとしてのＩＴＳの構成を示すブロック図である。 図２１に示すＩＴＳにおける路車間通信及び車車間通信を一般化して説明するシーケンス図である。 図２１に示すＩＴＳをＯＦＤＭＡシステムにより実現する場合の路車間通信及び車車間通信に用いる無線フレームフォーマットの一例を示す図である。 図２３に示す無線フレームを用いる場合の路側機の詳細構成を示すブロック図である。 図２３に示す無線フレームを用いる場合の車載機の詳細構成を示すブロック図である。 図２３に示す無線フレームを用いるＩＴＳにおける路車間通信及び車車間通信を説明するシーケンス図である。 図２１に示すＩＴＳをＣＤＭＡシステムにより実現する場合の路車間通信及び車車間通信に用いる無線フレームフォーマットの一例を示す図である。 図２７に示す無線フレームを用いる場合の路側機の詳細構成を示すブロック図である。 図２７に示す無線フレームを用いる場合の車載機の詳細構成を示すブロック図である。 図２７に示す無線フレームを用いるＩＴＳにおける路車間通信及び車車間通信を説明するシーケンス図である。 図２１に示すＩＴＳをＴＤＭＡシステムにより実現する場合の路車間通信及び車車間通信に用いる無線フレームフォーマットの一例を示す図である。 図３１に示す無線フレームを用いる場合の路側機の詳細構成を示すブロック図である。 図３１に示す無線フレームを用いる場合の車載機の詳細構成を示すブロック図である。 図３１に示す無線フレームを用いるＩＴＳにおける路車間通信及び車車間通信を説明するシーケンス図である。 図２１に示すＩＴＳをＦＤＭＡシステムにより実現する場合の路車間通信及び車車間通信に用いる無線フレームフォーマットの一例を示す図である。 図３５に示す無線フレームを用いる場合の路側機の詳細構成を示すブロック図である。 図３５に示す無線フレームを用いる場合の車載機の詳細構成を示すブロック図である。 図３５に示す無線フレームを用いるＩＴＳにおける路車間通信及び車車間通信を説明するシーケンス図である。 図２１に示すＩＴＳをＯＦＤＭＡ及びＣＤＭＡの複合システムにより実現する場合の路側機及び車載機の構成を示すブロック図である。 図３９に示す複合システムにおける路車間通信及び車車間通信を説明するシーケンス図である。

符号の説明

１０ 路側機（無線基地局：ＢＳ）
１０Ｂ 広域路側機（無線基地局：ＢＳ）
１０Ｎ 中・狭域路側機（無線基地局：ＢＳ）
１１ ネットワークインタフェース部（車載機管理部）
１２ ＭＡＣ処理部
１３ 物理レイヤ（ＰＨＹ）処理部
１３１ プリアンブル生成部
１３２ ブロードキャスト生成部
１３３ ＤＬバースト生成部
１３１ａ 止まり木チャネル（同期チャネル）生成部
１３２ａ 共通チャネル生成部
１３３ａ 個別チャネル生成部
１３１ｂ 基準バースト生成部
１３２ｂ データバースト生成部
１３１ｃ 共通シグナリングチャネル生成部
１３２ｃ データバースト生成部
１３４，１３４ａ，１３４ｂ，１３４ｃ 変調部
１３５，１３５ａ，１３５ｂ，１３５ｃ 多重処理部
１３６ ＩＦＦＴ部
１３７ ＦＦＴ部
１３８ レンジング受信処理部
１３９ ＵＬバースト受信処理部
１３６ａ，１３６ｂ，１３６ｃ パス検出部
１３７ａ 逆拡散部
１３８ａ ＲＡＣＨ受信処理部
１３９ａ 個別チャネル受信処理部
１３８ｂ プリアンブルワード受信処理部
１３９ｂ データバースト受信処理部
１３８ｃ 共通シグナリングチャネル受信処理部
１３９ｃ データバースト受信処理部
１４ 無線（ＲＦ）部
１５ アンテナ
１６ ＧＰＳアンテナ
１７ ＧＰＳレシーバ
２０ 車載機（無線端末：ＭＳ）
２０Ａ 路車間通信機
２０Ｂ 車車間通信機
２１ 車載機外部インタフェース部
２２ ＭＡＣ処理部
２３ 物理レイヤ（ＰＨＹ）処理部
２３１ レンジング生成部
２３２ ＵＬバースト生成部
２３３ ＤＬバースト生成部
２３１ａ ＲＡＣＨ生成部
２３２ａ 個別チャネル生成部
２３１ｂ プリアンブルワード生成部
２３２ｂ データバースト生成部
２３１ｃ 共通シグナリングチャネル生成部
２３２ｃ データバースト生成部
２３４，２３４ａ，２３４ｂ，２３４ｃ 変調部
２３５，２３５ａ，２３５ｂ，２３５ｃ 多重処理部
２３６ ＩＦＦＴ部
２３７ ＦＦＴ部
２３８ プリアンブル受信処理部
２３９ ブロードキャスト受信処理部
２４０ ＤＬバースト受信処理部
２３６ａ，２３６ｂ，２３６ｃ パス検出部
２３７ａ 逆拡散部
２３８ａ 止まり木チャネル受信処理部
２３９ａ 共通チャネル受信処理部
２４０ａ 個別チャネル受信処理部
２３８ｂ 基準バースト受信処理部
２３９ｂ プリアンブルワード受信処理部
２４０ｂ データバースト受信処理部
２３８ｃ 共通シグナリングチャネル受信処理部
２３９ｃ データバースト受信処理部
２４ 無線（ＲＦ）部
２５ アンテナ
３０ ＧＰＳ衛星

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。ただし、以下に示す実施形態は、あくまでも本発明の要旨の理解を助けるための例示に過ぎず、以下に示す実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。即ち、本発明の趣旨を逸脱しない範囲での変形や技術の適用であれば、当然に本発明の技術的範囲に属する。

〔１〕第１実施形態の説明
（システム構成）
図１は本発明の第１実施形態に係る無線通信システムとしてのＩＴＳの構成を示すブロック図で、この図１において、１０Ｎは無線基地局（ＢＳ）、１０Ｂは１以上の当該ＢＳ１０Ｎの通信エリアをカバーする無線基地局（ＢＳ）、２０はＢＳ１０Ｎ又は１０Ｂの通信エリアにおいて当該ＢＳ１０Ｎ又は１０Ｂと通信を行なう無線端末（ＭＳ）、３０はＧＰＳ（Global Positioning System）衛星を表しており、ＢＳ１０Ｎは、例えば、半径数十メートルから数百メートル程度の通信エリアをカバーし、ＢＳ１０Ｂは、例えば、半径数キロメートル程度の通信エリアをカバーすることができる。また、ＭＳ２０は、半径数十メートルから数百メートル程度の通信エリアをカバーする。なお、ＢＳ１０Ｎ，１０Ｂ，ＭＳ２０の数は、勿論、図１に示す数に限られない。

そして、ＢＳ１０Ｎ及び１０Ｂは、道路網の信号機等に路側機として設置され、ＭＳ２０は、車両等に車載機として設置されることで、路側機（中・狭域路側機）１０Ｎ又は路側機（広域路側機）１０ＢからＭＳ２０に対して信号機の信号情報（現在、赤か青かなど）や当該信号機周辺の道路状況に関する情報を無線通信（路車間通信）により車載機２０へ提供したり、車載機２０同士で互いの車両に関する情報（車両情報）を無線通信（車車間通信）により提供しあったりすることが可能なＩＴＳが構築される。

即ち、図１は、複数（２つ）の広域路側機１０Ｂが互いに通信エリア（広域エリア）が重なった状態で存在し、当該広域エリア内に中・狭域の通信エリアをカバーする１又は複数の中・狭域路側機１０Ｎが互いに通信エリアが重なった状態あるいは重ならない状態で混在し、各通信エリア内の任意の位置に車載機２０が存在して、路側機１０Ｎ又は１０Ｂとの路車間通信、車載機２０どうしの車車間通信が可能な様子を示している。

なお、前記道路状況に関する情報には、例えば、車両の混雑（渋滞）状況、周辺の緊急車両の有無、道路工事の有無、路面状況（路面温度、舗装状態、降雨、積雪、凍結の有無）などの情報が含まれる（以下、前記信号機の信号情報と併せて「道路交通情報」と総称する）。また、道路交通情報には、文字、音声、静止画、動画の各情報の少なくともいずれかが含まれる。さらに、前記車両情報には、例えば、車両の位置や走行速度、ブレーキ操作などの情報が含まれる。

また、少なくとも路側機１０Ｂ及び１０Ｎ（以下、区別しない場合は単に「路側機１０」と表記する）は、いずれも、ＧＰＳ衛星３０からの電波を受信してその受信信号にＧＰＳ情報として含まれるタイミング情報に基づいて他の路側機１０と同期をとって動作し後述する無線フレームの送受信タイミングを各路側機１０で一致させることができるようになっている。

（路側機の基本構成）
図２は前記路側機１０に共通の基本構成を示すブロック図で、この図２に示す路側機１０は、ネットワークインタフェース部（車載機管理部）１１と、ＭＡＣ（Media Access Control）処理部１２と、物理レイヤ（ＰＨＹ）処理部１３と、無線（ＲＦ）部１４と、アンテナ１５，ＧＰＳアンテナ１６と、ＧＰＳレシーバ１７とをそなえて構成される。

ここで、ネットワークインタフェース部１１は、例えば、上位ネットワークとの接続インタフェース機能と、車載機２０の存在（位置）を管理する機能と、車載機２０が無線フレームのどの通信領域（無線リソース）を使用するかを判断してＭＡＣ処理部１２に通知する機能とを具備するものである。

ＭＡＣ処理部１２は、ＷｉＭＡＸ規格準拠のＭＡＣレイヤの信号処理機能を具備するもので、例えば、車載機２０からのリクエスト信号であるレンジング（Ranging）信号を基に車載機２０の存在を認識して車載機管理部１１へ通知する機能と、車載機管理部１１からの情報についてＷｉＭＡＸ規格に準拠したＭＡＣ処理を行なう機能とを具備するものである。

つまり、上記の車載機管理部１１及びＭＡＣ処理部１２は、車載機２０から無線リソース（通信領域）の割り当て要求（レンジング信号）を受信すると、車載機２０との間の路車間通信領域（路車間リソース）、及び、車車間通信領域（車車間リソース）をそれぞれ割り当てる無線リソース割当手段として機能する。

物理レイヤ処理部１３は、ＷｉＭＡＸ規格に準拠した送受信機能を具備するもので、例えば、送信機能として、無線フレームのプリアンブル信号、ブロードキャスト信号、バースト信号の生成、及び、これら生成された信号の変調、無線フレームへの多重化処理などを行なう機能を具備し、受信機能として、受信信号の復調、前記のプリアンブル信号、ブロードキャスト信号、バースト信号の検出などを行なう機能を具備する。

ＲＦ部１４は、当該物理レイヤ処理部１３からの信号（ベースバンド信号）について、ＤＡ変換やＲＦ信号への周波数変換（アップコンバート）、所要送信電力への増幅などを含む所要の無線送信処理を施して、アンテナ１５から車載機２０に向けて送信する機能と、アンテナ１５で受信された車載機２０からのＲＦ信号について、低雑音増幅やベースバンド信号への周波数変換（ダウンコンバート）、ＡＤ変換などを含む所要の無線受信処理を施して、物理レイヤ処理部１３へ出力する機能とを具備するものである。

つまり、上記の物理レイヤ処理部１３及びＲＦ部１４は、前記無線リソース（通信領域）の割当情報を車載機２０へ送信する送信手段として機能する。

ＧＰＳアンテナ１６は、前記ＧＰＳ衛星３０からの信号を受信するためのものであり、ＧＰＳレシーバ１７は、当該ＧＰＳアンテナ１６で受信された信号に含まれるタイミング情報を抽出して、少なくとも前記ＭＡＣ処理部１２及び物理レイヤ処理部１３に供給することにより、これらの各処理部１２，１３を同期して動作させる機能を具備するものである。即ち、各路側機１０は、当該ＧＰＳレシーバ１７を具備することにより、既述のように互いに同期して動作（無線フレームの送受信処理）することができるのである。

（車載機の基本構成）
一方、図３は前記車載機２０に共通の基本構成を示すブロック図で、この図３に示す車載機２０は、車載機外部インタフェース部２１と、ＭＡＣ処理部２２と、物理レイヤ（ＰＨＹ）処理部２３と、ＲＦ部２４と、アンテナ２５とをそなえて構成される。

ここで、車載機外部インタフェース部２１は、歩行者、車両等、無線端末を搭載する状況にもよるが、車両（車載機）の場合、走行速度やブレーキ操作等の車両情報を車載機外部のセンサ等から受信し、ＭＡＣ処理部２２へ通知する機能と、ＭＡＣ処理部２２から通知された他車両の車両情報を車載機外部（例えばカーナビゲーションシステム等の車載機器）に通知する機能とを具備するものである。

ＭＡＣ処理部２２は、ＷｉＭＡＸ規格準拠のＭＡＣレイヤの信号処理機能を具備するもので、例えば、路側機１０からのブロードキャスト信号（UL_MAP，DL_MAP）を基に自車載機２０の通信（送受信）領域を認識し物理レイヤ処理部２３に通知する機能と、車車間通信用にＭＡＣ処理された信号（自車両情報）の送信処理機能と、路側機１０からの受信DL_MAPを基に車車間通信用に他車載機２０に割り当てられている送信領域を認識する機能とを具備するものである。

物理レイヤ処理部２３は、ＷｉＭＡＸ規格準拠の物理レイヤの信号処理機能を具備するもので、送信機能として、例えば、レンジング信号や、路車間通信のＵＬバースト信号、車車間通信のＤＬバースト信号の生成、生成した各信号の変調、変調信号の無線フレームへの多重化などの機能を具備し、受信機能として、例えば、プリアンブル信号、ブロードキャスト信号、ＤＬバースト信号の受信処理機能を具備する。

ＲＦ部２４は、物理レイヤ処理部２３からの信号（ベースバンド信号）について、ＤＡ変換やＲＦ信号への周波数変換（アップコンバート）、所要送信電力への増幅などを含む所要の無線送信処理を施して、アンテナ２５から路側機１０又は他の車載機２０に向けて送信する機能と、アンテナ２５で受信された路側機１０又は他の車載機２０からのＲＦ信号について、低雑音増幅やベースバンド信号への周波数変換（ダウンコンバート）、ＡＤ変換などを含む所要の無線受信処理を施して、物理レイヤ処理部２３へ出力する機能とを具備するものである。

つまり、上記のＲＦ部２４及び物理レイヤ処理部２３は、前記割り当て要求（レンジング信号）に対して路側機１０で割り当てられた、路車間通信用の無線リソース（路車間リソース）、及び、車車間通信用の無線リソース（車車間リソース）の割当情報が含まれるブロードキャスト信号を受信する割当情報受信手段として機能し、ＭＡＣ処理部２２は、当該割当情報により識別される路車間リソースを使用して路側機１０との路車間通信を行ない、当該割当情報により識別される車車間リソースを使用して他車載機２０との車車間通信を行なう通信制御手段としての機能を具備している。

（Ａ１）第１態様
図５は、広域路側機１０Ｂの通信エリアと、当該通信エリア内に複数の車載機２０の通信エリア（斜線部参照）が存在しており、車載機通信エリアが重なった任意の車載機２０どうしで、広域路側機１０Ｂから割り当てられた無線フレームの通信領域を用いて車両情報の送受信（車車間通信）＃ｉが行なわれる様子を示している。なお、中・狭域路側機１０Ｎについては図示を省略している。

この場合の無線通信システム（ＩＴＳ）で用いる無線フレームの構成を図４に示す。この図４に示す無線フレームは、既述のＷｉＭＡＸ規格に準拠した無線フレーム（ＯＦＤＭＡフレーム）フォーマットを有し、時間（シンボル時間）方向及び周波数（サブチャネル周波数）方向の２次元領域で表される領域を時間方向に分割して、路車間通信及び車車間通信に割り当てる様子を示している。

即ち、当該無線フレーム先頭の領域には、プリアンブル信号、フレームコントロールヘッダ（ＦＣＨ）、ＤＬのＭＡＰ情報（DL_MAP）、ＵＬのＭＡＰ情報（UL_MAP）、少なくとも１つのＤＬバーストが路側機１０から車載機２０へのＤＬの路車間通信用に時分割多重され、これに続く斜線部で示す領域には＃０，＃１，…，＃ｍの車車間通信用のバースト（タイムスロット：ＴＳ）が時分割多重され、さらに、これに続く領域には、レンジング信号及び少なくとも１つのバーストが車載機２０から路側機１０へのＵＬの路車間通信用に時分割多重される。なお、車車間通信用の領域（車車間領域）はＷｉＭＡＸ規格におけるＤＬサブフレームのＤＬバーストの送信期間に相当しており、ＵＬの路車間通信用の領域は同規格におけるＵＬバーストの送信期間に相当している。

ここで、プリアンブル信号は、フレーム同期情報が挿入される領域（フィールド）であり、ＦＣＨは、バースト（burst）の変調方式（ＱＰＳＫ，１６ＱＡＭ，６４ＱＡＭ等）や符号化率等に関する情報（バーストプロファイル）が挿入される領域である。また、ＭＡＰ情報には、車載機２０が路車間及び車車間通信に使用する無線リソース、即ち、周波数と時間とで規定される通信領域（バースト）の割当情報、無線フレームにおける当該バーストの配置位置（バースト位置）、バーストの大きさ（バーストサイズ）等の情報が含まれている。なお、前記バースト位置は、無線フレームの先頭シンボルからのシンボルオフセット及びサブチャネルオフセットで指定することができ、前記バーストサイズは、シンボル数及びサブチャネル数で指定することができる。

したがって、車載機２０は、上記プリアンブル信号（以下、単に「プリアンブル」ともいう）を検出することで無線フレームの同期を確立し、DL_MAPで指定されたＤＬの路車間通信領域をＦＣＨで指定された変調方式、符号化率等に対応する復調方式、復号化率で復調、復号処理することで路側機１０からのＤＬバースト（ブロードキャスト信号）を受信処理することができ、また、DL_MAPで指定された車車間通信領域（ＴＳ＃ｉ（ｉ＝０〜ｍ））を用いて他車載機２０との通信を行なうことができ、さらに、UL_MAPで指定された通信領域で通信領域の割り当てを要求するリクエスト信号（レンジング信号）や各種情報を路側機１０へ送信処理することができる。

以下、上記無線フレームを用いる場合の広域路側機１０Ｂ及び車載機２０の詳細構成について説明する。

（路側機詳細構成）
図６は広域路側機１０Ｂの詳細構成を示すブロック図で、この図６に示す広域路側機１０Ｂは、前記物理レイヤ処理部１３の送信機能として、例えば、プリアンブル生成部１３１、ブロードキャスト生成部１３２、ＤＬバースト生成部１３３、変調部１３４、多重処理部１３５及びＩＦＦＴ部１３６をそなえ、受信機能として、ＦＦＴ部１３７、レンジング受信処理部１３８及びＵＬバースト受信処理部１３９をそなえて構成される。

ここで、送信機能において、プリアンブル生成部１３１は、前記無線フレームの先頭領域で送信されるプリアンブル信号を生成する機能を具備するものであり、ブロードキャスト生成部１３２は、ＭＡＣ処理部１２からの指示に従って、DL_MAP，UL_MAP及びＦＣＨ等のブロードキャスト信号を生成する機能を具備するものであり、ＤＬバースト生成部１３３は、ＭＡＣ処理された送信データを含むＤＬバーストを生成する機能を具備するものである。

また、変調部１３４は、ＭＡＣ処理部１２からの指示に従った変調方式（ＱＰＳＫや１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭなど）で前記各生成部１３１，１３２，１３３からの各信号を変調（ＩＱマッピング）する機能を具備するものであり、多重処理部１３５は、当該変調部１３４からの変調信号を、路車間通信用の送信領域に多重（直交周波数多重）する機能を具備するものであり、ＩＦＦＴ部１３６は、当該多重処理部１３５からの多重信号をＩＦＦＴ処理して時間領域の信号に変換するものである。

一方、受信機能において、ＦＦＴ部１３７は、ＲＦ部１４からのベースバンド信号をＦＦＴ処理して周波数領域の信号に変換するものであり、レンジング受信処理部１３８は、当該ＦＦＴ部１３７からの周波数領域信号の中から無線リソース（通信領域）の割り当て要求であるレンジング信号成分を検出して同期確立処理を行なう機能を具備するものであり、ＵＬバースト受信処理部１３９は、レンジング受信処理部１３８による同期確立後に、ＦＦＴ部１３７からの周波数領域信号の中から前記UL_MAPで指定した領域（路車間通信領域）のＵＬバースト成分を検出して受信処理する機能を具備するものである。

（車載機詳細構成）
一方、図７は車載機２０の詳細構成を示すブロック図で、この図７に示す車載機２０は、前記物理レイヤ処理部２３の送信機能として、例えば、レンジング生成部２３１と、ＵＬバースト生成部２３２と、ＤＬバースト生成部２３３と、変調部２３４と、多重処理部２３５と、ＩＦＦＴ部２３６とをそなえ、受信機能として、例えば、ＦＦＴ部２３７と、プリアンブル受信処理部２３８と、ブロードキャスト受信処理部２３９と、ＤＬバースト受信処理部２４０とをそなえて構成される。

ここで、送信機能において、レンジング生成部２３１は、広域路側機１０Ｂへのレンジング信号を生成する機能を具備するものであり、ＵＬバースト生成部２３２は、路車間通信用にＭＡＣ処理された送信データを含むＵＬバーストを生成する機能を具備するものであり、ＤＬバースト生成部２３３は、車車間通信用にＭＡＣ処理された送信データ（自車両情報）を含むＤＬバーストを生成する機能を具備するものである。

変調部２３４は、ＭＡＣ処理部２２からの指示に従った変調方式（ＱＰＳＫや１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭなど）で前記各生成部からの各信号を変調（ＩＱマッピング）する機能を具備するものであり、多重処理部２３５は、当該変調部２３４からの変調信号を、広域路側機１０ＢからDL_MAPで割り当てられた通信領域（路車間通信用の送信領域及び車車間通信用の送信領域）に多重（直交周波数多重）する機能を具備するものであり、ＩＦＦＴ部２３６は、当該多重処理部２３５からの多重信号をＩＦＦＴ処理して時間領域の信号に変換するものである。

つまり、レンジング生成部２３１、変調部２３４、多重処理部２３５、ＩＦＦＴ部２３６、ＲＦ部２４及びアンテナ２５から成るブロックは、路側機１０へ無線リソース（通信領域）の割り当て要求を送信する送信手段として機能する。

一方、受信機能において、ＦＦＴ部２３７は、ＲＦ部２４からのベースバンド信号をＦＦＴ処理して周波数領域の信号に変換するものであり、プリアンブル受信処理部２３８は、当該ＦＦＴ部２３７からの周波数領域信号の中からプリアンブル信号成分を検出して同期確立処理を行なう機能を具備するものである。

また、ブロードキャスト受信処理部２３９は、プリアンブル受信処理部２３８による同期確立後に、ＦＦＴ部２３７からの周波数領域信号の中から前記ブロードキャスト信号成分を検出して受信処理する機能を具備するものであり、ＤＬバースト受信処理部２４０は、前記同期確立後に、ＦＦＴ部２３７からの周波数領域信号の中から前記DL_MAPで指定された領域（路車間通信用の受信領域及び他車載機２０との車車間通信用の受信領域）のＤＬバースト成分を検出して受信処理する機能を具備するものである。

（路車間通信及び車車間通信動作）
以下、上述のごとく構成された無線通信システムにおける路車間通信及び車車間通信動作について、図８に示すシーケンス図を参照しながら説明する。

即ち、広域路側機１０Ｂは、図４に示した無線フレームフォーマットで定期的にプリアンブル信号を送信し（ステップＳ１０１）、車載機２０は、当該プリアンブル信号を受信すると、その受信タイミングで無線フレームの同期を確立する（ステップＳ１０２）。同期確立後、車載機２０は、広域路側機１０Ｂに対してレンジング信号を送信する（ステップＳ１０３）。

広域路側機１０Ｂは、当該レンジング信号を受信することで車載機２０の存在を認識し、路車間通信用のＵＬ及びＤＬの通信領域（路車間通信領域）と、車車間通信用のＤＬの通信領域（車車間通信領域）との割り当て処理を実行し（ステップＳ１０４）、割り当てた通信領域をブロードキャスト信号（ＤＬ及びＵＬの路車間通信領域はDL_MAP及びUL_MAP、車車間通信領域はDL_MAP）にて通知する（ステップＳ１０５，Ｓ１０６）。

車載機２０は、当該ブロードキャスト信号を受信することで、前記路車間通信領域と、自車載機２０に割り当てられた車車間通信領域（自車載機送信領域）と、他車載機２０に割り当てられている車車間通信領域（他車載機送信領域）とを認識することができる（ステップＳ１０７，Ｓ１０８）。

そして、車載機２０は、応答信号を生成しＵＬバーストにて路側機に通知し（ステップＳ１０８）、広域路側機１０Ｂは、当該ＵＬバーストを受信することにより路車間通信及び車車間通信の領域割当が成功したことを確認する。

その後、広域路側機１０Ｂは、車載機２０への個別信号を認識すれば（ステップＳ１０９）、当該個別信号をＤＬバーストにて送信し（ステップＳ１１０）、車載機２０は、当該ＤＬバーストを受信処理することにより個別信号を認識する（ステップＳ１１１）。

また、各車載機２０は、適宜、自車両情報（送信パケット）を生成し、認識した（割り当てられた）自車載機送信領域（ＴＳ）にて自車両情報を送信する（ステップＳ１１２，Ｓ１１４）。その一方で、各車載機２０は、自車載機送信領域以外の車車間通信領域（ＴＳ）にて、他車載機２０が送信した車両情報（パケット）を受信する（ステップＳ１１３，Ｓ１１５）。

以上のように、本例によれば、ＯＦＤＭＡ方式をベースとして、路側機１０が、路車間通信用の無線リソース（路車間通信領域）と、車車間通信用の無線リソース（車車間通信領域）との割り当てを集中的に行ない、車載機２０は、その割り当てに従って、路側機１０及び他車載機２０との通信を行なうので、周波数利用効率の高い路車間通信及び車車間通信を、「隠れ端末問題」を回避しつつ実現することができる。

したがって、お互いの車の位置関係、進行方向、速度等の情報を車車間通信により確実に取得して、出会い頭衝突、右折衝突等の危険度を事前にドライバーに伝えることが可能なＩＴＳシステムを実現することが可能となる。

特に、本例のようにＯＦＤＭＡ方式における周波数と時間とで規定される通信領域を路車間通信及び車車間通信に割り当てることで、大容量でフレキシブルな無線リソースの割り当てを実現することができるので、無線リソースの利用効率を向上することができる。

（Ａ２）第２態様
次に、図１０は、広域路側機１０Ｂの通信エリア（＃Ａ）内に、複数（４つ）の中・狭域路側機１０Ｎが互いに通信エリア（＃Ｂ，＃Ｃ）が重なった状態あるいは重ならない状態で存在する様子を示している。ただし、中・狭域路側機１０Ｎと車載機２０との路車間通信はＤＬ（ブロードキャスト通信）のみとする。

この場合、通信エリアの重なる中・狭域路側機１０Ｎに対して路車間通信用に同じ周波数を割り当てると混信が発生するので、通信エリアの重ならない中・狭域路側機１０Ｎどうしをグループ化し、異なるグループには異なる周波数を割り当て、同じグループには同じ周波数の割り当てを許容する。

即ち、図１０に示す場合であれば、通信エリアの重ならない各中・狭域路側機１０Ｎを同じグループ（路側機グループ）＃Ｂ，＃Ｃとして、例えば図９に示すように、図４に示した無線フレームのサブチャネル周波数を３つのサブチャネルグループ＃Ａ，＃Ｂ，＃Ｃに分割し、サブチャネルグループ＃Ａは広域路側機１０ＢのＤＬの路車間通信のうちプリアンブル信号，ＦＣＨ及びDL/UL_MAPの送信用に割り当て、残りの２つのサブチャネルグループ＃Ｂ，＃Ｃは、それぞれ、前記路側機グループ＃Ｂ，＃ＣのＤＬの路車間通信のうちプリアンブル信号，ＦＣＨ及びDL/UL_MAPの送信用に割り当てる。また、広域路側機１０Ｂ、第１路側機グループ＃Ａ、第２路側機グループ＃Ｂの各ＤＬの路車間通信のうちＤＬバーストについては、ＤＬバースト＃Ａ，＃Ｂ，＃Ｃを時分割多重して所定のタイミングに送信タイミングを決めておく。なお、その他の通信領域については図４と同一若しくは同様である。

このような通信領域の割り当てを行なうことで、複数の路側機１０と車載機２０との間の階層的な路車間通信を、混信の発生を防止しつつ実現することが可能となる。

（中・狭域路側機の構成）
本例における中・狭域路側機１０Ｎの詳細構成を図１１に示す。この図１１に示す中・狭域路側機１０Ｎは、前記物理レイヤ処理部１３の送信機能として、プリアンブル生成部１３１と、ブロードキャスト生成部１３２と、ＤＬバースト生成部１３３と、変調部１３５と、ＩＦＦＴ部１３６とをそなえて構成される。なお、本例では、中・狭域路側機１０Ｎと車載機２０との路車間通信はＤＬ（ブロードキャスト通信）のみを前提とするので受信機能は不要である。もっとも、広域路側機１０Ｂと同様の受信機能を具備していてもよい。

ここで、プリアンブル生成部１３１は、前記無線フレームの先頭領域で送信されるプリアンブル信号を生成する機能を具備するものであり、ブロードキャスト生成部１３２は、ＭＡＣ処理部１２からの指示に従って、DL_MAP，UL_MAP及びＦＣＨ等のブロードキャスト信号を生成する機能を具備するものであり、ＤＬバースト生成部１３３は、ＭＡＣ処理された送信データを含むＤＬバーストを生成する機能を具備するものである。

また、変調部１３４は、ＭＡＣ処理部１２からの指示に従った変調方式（ＱＰＳＫや１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭなど）で前記各生成部１３１，１３２，１３３からの各信号を変調（ＩＱマッピング）する機能を具備するものであり、多重処理部１３５は、当該変調部１３４からの変調信号を、図９により上述した無線フレームの路車間通信用の送信領域に多重（直交周波数多重）する機能を具備するものであり、ＩＦＦＴ部１３６は、当該多重処理部１３５からの多重信号をＩＦＦＴ処理して時間領域の信号に変換するものである。

なお、広域路側機１０Ｂ及び車載機２０の構成はそれぞれ図６及び図７により前述した構成と基本的に同様である。ただし、広域路側機１０Ｂは、物理レイヤ処理部１３の多重処理部１３５において、プリアンブル生成部１３１、ブロードキャスト生成部１３２及びＤＬバースト生成部１３３で生成された各信号を図９により上述した無線フレームの路車間通信用の送信領域に多重化することになる。

（路車間通信及び車車間通信動作）
以下、上述のごとく構成された第２態様の無線通信システムにおける路車間通信及び車車間通信動作について、図１２に示すシーケンス図を参照しながら説明する。

即ち、広域路側機１０Ｂは、図９に示した無線フレームのサブチャネルグループ＃Ａを使用して定期的にプリアンブル信号を送信し（ステップＳ１２１）、中・狭域路側機１０Ｎは、図９に示した無線フレームのサブチャネルグループ＃Ｂ又は＃Ｃを用いてプリアンブル信号及びDL_MAPを送信するとともに、送信タイミング＃Ｂ又は＃ＣでＤＬバーストを送信する（ステップＳ１２２）。なお、中・狭域路側機１０Ｎから送信するDL_MAPには、自路側機１０Ｎの図９におけるＤＬバースト＃Ｂ又は＃Ｃの割当情報と、広域路側機１０ＢのＤＬバースト＃Ａの割当情報と、ＵＬの路車間通信用の通信領域の割当情報とが少なくとも含まれる。

車載機２０は、広域路側機１０Ｂ又は中・狭域路側機１０Ｎからのプリアンブル信号を受信、識別すると、その受信タイミングで無線フレームの同期を確立する（ステップＳ１２３，Ｓ１２４）。同期確立後、車載機２０は、中・狭域路側機１０Ｎの通信エリア内に位置していれば、当該中・狭域路側機１０Ｎから送信されたＤＬバーストを受信することができ、当該ＤＬバーストを認識すると（ステップＳ１２５）、レンジング信号をＵＬの路車間通信用の送信領域にて送信する（ステップＳ１２６）。

当該レンジング信号を広域路側機１０Ｂが受信すると、当該広域路側機１０Ｂは、車載機２０の存在を認識し、路車間通信用のＵＬ及びＤＬの通信領域（路車間通信領域）の割り当て処理を実行し（ステップＳ１２７）、割り当てた通信領域をブロードキャスト信号（DL_MAP）にて通知する（ステップＳ１２８，Ｓ１２９）。

車載機２０は、当該ブロードキャスト信号を受信することで、自車載機２０に割り当てられた車車間通信領域（自車載機送信領域）と、他車載機２０に割り当てられている車車間通信領域（他車載機送信領域）とを認識することができる（ステップＳ１３０）。

そして、車載機２０は、応答信号を生成しＵＬバーストにて広域路側機１０Ｂに通知し（ステップＳ１３１）、広域路側機１０Ｂは、当該ＵＬバーストを受信することにより車車間通信の領域割当が成功したことを確認する。

その後、広域路側機１０Ｂは、車載機２０への個別信号を認識すれば（ステップＳ１３２）、当該個別信号をＤＬバーストにて送信し（ステップＳ１３３）、車載機２０は、当該ＤＬバーストを受信処理することにより個別信号を認識する（ステップＳ１３４）。

また、各車載機２０は、適宜、自車両情報（送信パケット）を生成し、認識した（割り当てられた）自車載機送信領域（ＴＳ）にて自車両情報を送信する（ステップＳ１３５，Ｓ１３７）。その一方で、各車載機２０は、自車載機送信領域以外の車車間通信領域（ＴＳ）にて、他車載機２０が送信した車両情報（パケット）を受信する（ステップＳ１３６，Ｓ１３８）。

以上のように、本例によれば、階層的に、あるいは、同一層で互いに通信エリアが重複する複数の路側機１０に対して、サブチャネル周波数を分割して路車間通信領域に割り当てることができる（換言すれば、各路側機１０の路車間通信領域を周波数分割多重する）ので、重複する通信エリアが混在しても、正常な路車間通信及び車車間通信を実現することが可能である。

（Ａ３）第３態様
図１０に示した通信エリア構成の場合、上述した第２態様ではＤＬの路車間通信領域をサブチャネル周波数方向に分割したが、例えば図１３に示すように、時間方向に分割してもよい。即ち、図４に示した無線フレームの時間を３つのタイムスロット（ＴＳ）＃Ａ，＃Ｂ，＃Ｃに分割し、ＴＳ＃Ａは広域路側機１０ＢのＤＬの路車間通信（プリアンブル信号、ＦＣＨ、DL/UL_MAP、ＤＬバーストの送信）用に割り当て、ＴＳ＃Ｂは通信エリアの重ならない中・狭域路側機１０Ｎのグループ＃ＢのＤＬの路車間通信（プリアンブル信号、ＦＣＨ、DL/UL_MAP、ＤＬバーストの送信）用に割り当て、同様に、ＴＳ＃Ｃは通信エリアの重ならない中・狭域路側機１０Ｎのグループ＃ＣのＤＬの路車間通信（プリアンブル信号、ＦＣＨ、DL/UL_MAP、ＤＬバーストの送信）用に割り当てるのである。

なお、その他の通信領域については図４と同一若しくは同様である。また、広域路側機１０Ｂ、中・狭域路側機１０Ｎ、車載機２０の構成は、広域路側機１０Ｂ、中・狭域路側機１０Ｎの物理レイヤ処理部１３（多重処理部１３５）での多重化処理がそれぞれ図１３に示す無線フレームフォーマットに応じた処理となる以外、特に断らない限り、既述の構成と同一若しくは同様である。

（路車間通信及び車車間通信動作）
以下、第３態様の無線通信システムにおける路車間通信及び車車間通信動作について、図１４に示すシーケンス図を参照しながら説明する。

即ち、広域路側機１０Ｂは、図１３に示した無線フレームのＴＳ＃Ａを使用して定期的にプリアンブル信号を送信し（ステップＳ１４１）、車載機２０は、広域路側機１０Ｂの通信エリア内であるが中・狭域路側機１０Ｎの通信エリア外に位置していれば、当該プリアンブル信号を受信、識別することができる（ステップＳ１４２）。そして、車載機２０は、受信プリアンブル信号に基づいて無線フレームの同期を確立し（ステップＳ１４３）、レンジング信号をＵＬの路車間通信用の送信領域にて送信する（ステップＳ１４４）。

当該レンジング信号を広域路側機１０Ｂが受信すると、当該広域路側機１０Ｂは、路車間通信用のＵＬ及びＤＬの通信領域（路車間通信領域）と、車車間通信用のＤＬの通信領域（車車間通信領域）との割り当て処理を実行し（ステップＳ１４５）、割り当てた通信領域をブロードキャスト信号（ＤＬ及びＵＬの路車間通信領域はDL_MAP及びUL_MAP、車車間通信領域はDL_MAP）にて通知する（ステップＳ１４６，Ｓ１４７）。

車載機２０は、当該ブロードキャスト信号を受信することで、前記路車間通信領域と、自車載機２０に割り当てられた車車間通信領域（自車載機送信領域）と、他車載機２０に割り当てられている車車間通信領域（他車載機送信領域）とを認識することができる（ステップＳ１４８）。

そして、車載機２０は、応答信号を生成しＵＬバーストにて広域路側機１０Ｂに通知し（ステップＳ１４９）、広域路側機１０Ｂは、当該ＵＬバーストを受信することにより車車間通信の領域割当が成功したことを確認する。

その後、広域路側機１０Ｂは、車載機２０への個別信号を認識すれば（ステップＳ１５０）、当該個別信号をＤＬバーストにて送信し（ステップＳ１５１）、車載機２０は、当該ＤＬバーストを受信処理することにより個別信号を認識する（ステップＳ１５２）。

また、各車載機２０は、適宜、自車両情報（送信パケット）を生成し、認識した（割り当てられた）自車載機送信領域（ＴＳ）にて当該パケット（自車両情報）を送信する（ステップＳ１５３，Ｓ１５５）。その一方で、各車載機２０は、自車載機送信領域以外の車車間通信領域（ＴＳ）にて、他車載機２０が送信した車両情報（パケット）を受信する（ステップＳ１５４，Ｓ１５６）。

一方、中・狭域路側機１０Ｎは、図１３に示した無線フレームのＴＳ＃Ｂ又は＃Ｃを使用して定期的にプリアンブル信号、DL_MAP及びＤＬバーストを送信しており（ステップＳ１５７）、これらの各信号は当該中・狭域路側機１０Ｎの通信エリア内に位置する車載機２０にて受信される。

即ち、車載機２０は、中・狭域路側機１０Ｎの通信エリア内においてプリアンブル信号を受信、識別すると（ステップＳ１５８）、当該プリアンブル信号に基づいて無線フレームの同期を確立し（ステップＳ１５９）、その後に受信されるDL_MAPにより当該中・狭域路側機１０ＮとのＤＬの路車間通信領域（ＤＬバースト）と車車間通信領域とを認識することができ、ＤＬバーストを受信、認識することができる（ステップＳ１６０）。

以上のように、本例によれば、階層的に、あるいは、同一層で互いに通信エリアが重複する複数の路側機１０に対して、サブチャネル周波数を分割することなく、路車間通信領域を時分割して割り当てることができる（換言すれば、各路側機１０の路車間通信領域を時分割多重する）ので、ＤＬの路車間通信（特に、プリアンブルやＦＣＨ、DL/UL_MAP等のブロードキャスト信号）の周波数を各路側機１０に共通化して車載機２０での同期確立や領域認識に必要な情報種類を増加させることなく、第２態様と同等の路車間通信及び車車間通信を実現することが可能となる。

（Ａ４）第４態様の説明
図１６は、複数（３つ）の広域路側機１０Ｂの通信エリア（広域エリア）が互いに重なった状態で存在する場合を示している。この場合は、各広域路側機１０Ｂの通信エリアを複数（例えば３つ）のセクタ＃０，＃１，＃２に分割し、通信エリアが重ならないセクタ＃ｉ（ｉ＝０，１，２）どうしを同じセクタグループ＃ｉとし、当該セクタグループ＃ｉ単位で異なる周波数を路車間通信に割り当てる。

即ち、例えば図１５に示すように、前記無線フレームのサブチャネル周波数を前記セクタグループ＃ｉ別に分割（グループ化）してＤＬ及びＵＬの路車間通信に割り当てるのである。ただし、車車間通信の通信領域（ＴＳ）については、すべてのサブチャネル周波数を使用して各広域路側機１０Ｂに共通に時分割多重するフォーマットとする。

なお、本例においても、広域路側機１０Ｂ、中・狭域路側機１０Ｎ、車載機２０の構成は、広域路側機１０Ｂ、中・狭域路側機１０Ｎの物理レイヤ処理部１３（多重処理部１３５）での多重化処理がそれぞれ図１３に示す無線フレームフォーマットに応じた処理となる以外、特に断らない限り、既述の構成と同一若しくは同様である。

（路車間通信及び車車間通信動作）
以下、第４態様の無線通信システムにおける路車間通信及び車車間通信動作について、図１７に示すシーケンス図を参照しながら説明する。

即ち、各広域路側機１０Ｂは、それぞれ、図１５に示した無線フレームのサブチャネルグループ＃ｉを使用して定期的にプリアンブル信号を送信する（ステップＳ１６１）。車載機２０は、各広域路側機１０Ｂの通信エリアが重なる位置に存在する場合、複数のプリアンブル信号を受信することになるが、例えば、それぞれのレプリカ信号との相関演算結果が最も高い信号を識別（検出）して（ステップＳ１６２）、識別したプリアンブル信号を基準に無線フレームの同期を確立する（ステップＳ１６３）。

同期確立後、車載機２０は、レンジング信号を、前記受信プリアンブル信号のサブチャネル周波数の属するサブチャネルグループ＃ｉのＵＬの路車間通信用の送信領域にて送信する（ステップＳ１６４）。

当該レンジング信号をそのサブチャネルグループ＃ｉに対応する広域路側機１０Ｂが受信すると、当該広域路側機１０Ｂは、車載機２０の存在を認識し、路車間通信用のＵＬ及びＤＬの通信領域（ＵＬバースト及びＤＬバースト）、及び、車車間通信用の通信領域（ＴＳ）の割り当て処理を実行し（ステップＳ１６５）、割り当てた通信領域をブロードキャスト信号（DL_MAP）にて通知する（ステップＳ１６６，Ｓ１６７）。その際、各広域路側機１０Ｂは、互いに所望のネットワークにより相互に通信可能に接続されて、車車間通信用のＴＳの使用状況（空きＴＳ）を共通に認識していて、空きＴＳを車車間通信に使用可能として前記割り当て処理を実行する。

車載機２０は、当該ブロードキャスト信号を受信することで、自車載機２０に割り当てられたＵＬ及びＤＬの路車間通信領域（ＵＬバースト及びＤＬバースト）と、車車間通信領域（自車載機送信領域：ＴＳ）と、他車載機２０に割り当てられている車車間通信領域（他車載機送信領域：ＴＳ）とを認識することができる（ステップＳ１６８）。

そして、車載機２０は、応答信号を生成し前記認識したＵＬバーストにて広域路側機１０Ｂに通知し（ステップＳ１６９）、広域路側機１０Ｂは、当該ＵＬバーストを受信することにより車車間通信の領域割当が成功したことを確認する。

その後、広域路側機１０Ｂは、車載機２０への個別信号を認識すれば（ステップＳ１７０）、当該個別信号を前記割り当てたＤＬバーストにて送信し（ステップＳ１７１）、車載機２０は、当該ＤＬバーストを受信処理することにより個別信号を認識する（ステップＳ１７２）。

また、各車載機２０は、適宜、自車両情報（送信パケット）を生成し、認識した（割り当てられた）自車載機送信領域（ＴＳ）にて自車両情報を送信する（ステップＳ１７３，Ｓ１７５）。その一方で、各車載機２０は、自車載機送信領域以外の車車間通信領域（ＴＳ）にて、他車載機２０が送信した車両情報（パケット）を受信する（ステップＳ１７４，Ｓ１７６）。

以上のように、本例によれば、路側機１０Ｂの通信エリア（広域エリア）を複数のセクタに分割し、通信エリアが重複するセクタでの路車間通信には異なるサブチャネル周波数を割り当てる（換言すれば、ＤＬ及びＵＬの路車間通信領域を、複数の路側機１０Ｂの通信エリアをそれぞれ複数のセクタに分割したときの他の路側機１０Ｂとの重複セクタに対して周波数分割多重する）ので、広域エリアが重複するエリアでの通信衝突を回避することが可能となる。

（Ａ５）第５態様の説明
図１９は複数（３つ）の広域路側機１０Ｂの通信エリア（広域エリア）が互いに重なった状態で存在するとともに、少なくともいずれかの広域路側機１０Ｂの広域エリア内に複数（３つ）の中・狭域路側機１０Ｎの通信エリア（中・狭域エリア）が互いに重なった状態あるいは重ならない状態で存在する様子を示している。この場合は、広域エリア同士の重なりによるセクタ化と中・狭域エリア同士の重なりを考慮して混信が発生しないように通信領域の割り当てを行なう必要がある。ここで、サブチャネル周波数を分割することを考えた場合、３セグメントよりも大きい数に分割する必要がある。

そこで、例えば図１８に示すように、システム周波数帯域を２分割し、第１の周波数帯域のサブチャネル周波数を広域エリア用として図１５と同様にセクタ＃０，＃１，＃２別に分割して割り当て、第２の周波数帯域のサブチャネル周波数を中・狭域エリア用として中・狭域路側機１０Ｎ（＃０，＃１，＃２）別に分割して割り当てる（つまり、システム周波数帯域を合計６セグメントに分割して割り当てる）こととする。

ただし、本例においても、中・狭域路側機１０Ｎと車載機２０との路車間通信はＤＬ（ブロードキャスト通信）のみを前提とすれば、中・狭域エリア用の第２周波数帯域におけるＵＬの路車間通信領域（車載機２０のレンジング信号及びＵＬバーストの送信領域）の割り当ては不要である。

このように、システム周波数帯域を広域エリア用と中・狭域エリア用とに２分割し、広域エリア用の分割帯域をさらに３つのセクタ単位に３分割するとともに、中・狭域エリア用の分割帯域をさらに３つの中・狭域エリア用に３分割（つまり、システム周波数帯域を合計６セグメントに分割）して、各路側機１０の路車間通信に割り当てる（換言すれば、ＤＬの路車間通信領域が、各路側機１０Ｂのセクタ単位で周波数分割多重されるとともに、各路側機１０Ｂの通信エリア内に位置し互いに通信エリアの重複する他の複数路側機１０Ｎに対して周波数分割多重されている）ことで、複数路側機１０Ｂの広域エリアが重複するとともに、当該広域エリア内において複数路側機１０Ｎの通信エリアが重複する場合においても、正常な路車間通信及び車車間通信が可能となる。

なお、中・狭域エリア用のＤＬの路車間通信領域については、例えば図２０に示すように、各中・狭域路側機１０Ｎ別にＴＳ＃０，＃１，＃２を割り当てて時分割多重することとしてもよい。このように、中・狭域路側機１０Ｎへの割り当てをＴＳの時分割多重とすることにより、図１８の場合のようにシステム周波数帯域を分割（細分化）する必要がなくなる。

したがって、ＤＬの路車間通信（特に、プリアンブルやＦＣＨ、DL/UL_MAP等のブロードキャスト信号）の周波数を各路側機１０に共通化して車載機２０での同期確立や領域認識に必要な情報種類を増加させることなく、図１８の場合と同等の路車間通信及び車車間通信を実現することが可能となる。

なお、図１８及び図２０に示すいずれの無線フレームフォーマットの場合でも、広域路側機１０Ｂ、中・狭域路側機１０Ｎ、車載機２０の構成は、広域路側機１０Ｂ、中・狭域路側機１０Ｎの物理レイヤ処理部１３（多重処理部１３５）での多重化処理がそれぞれ図１８又は図２０に示す無線フレームフォーマットに応じた処理となる以外、基本的に既述の構成と同一若しくは同様である。

〔２〕第２実施形態の説明
（概要説明）
上述した第１実施形態では、路車間及び車車間の各通信に使用する無線リソース（通信領域）の割り当てを中心に説明したが、以降の第２実施形態では、車車間通信の無線リソース割り当てを中心に説明する。

図２１は本発明の第２実施形態に係る無線通信システムとしてのＩＴＳの構成を示すブロック図で、この図２１に示すシステムも、路側機（ＢＳ）１０と、当該路側機１０の通信エリア内において当該路側機１０と通信可能な複数（図２１では３台）の車載機（ＭＳ）２０とをそなえて構成され、各車載機２０は、路側機１０から割り当てられる無線リソース（通信領域）を用いて、路側機１０との路車間通信及び他車載機２０との車車間通信を行なえるようになっている。つまり、路側機１０は、各車載機２０との路車間通信及び車載機２０どうしの車車間通信に用いる無線リソースを集中的に管理する。ただし、図２１では、路車間は双方向の個別通信、車車間は片方向の放送（ブロードキャスト）型通信を行なえる様子を示している。

図２２に、上記システムにおける路車間通信及び車車間通信の通信シーケンスの一例を示す。この図２２に示すように、路側機１０は、各車載機２０に向けてパイロット信号やプリアンブル信号等の既知信号を自身の通信エリアにおいて送信（ブロードキャスト）し（ステップＳ２０１）、各車載機２０は、当該既知信号の受信を検出することで、それぞれ同期確立を行なう（ステップＳ２０２）。

同期確立後、各車載機２０は、路側機１０に対して、路車間通信及び車車間通信に用いるべき無線リソース（通信領域）の割り当てを要求するリクエスト信号を所定の通信領域にて送信する（ステップＳ２０３）。ここで、無線リソースには、ＯＦＤＭＡ方式であれば周波数（サブチャネル周波数）及び時間（シンボル時間）で規定される通信領域（バースト）、ＣＤＭＡ方式であればチャネライゼーションコード、ＴＤＭＡ方式であれば時間（タイムスロット）、ＦＤＭＡ方式であれば周波数（チャネル）が含まれる。

当該リクエスト信号を受信した路側機１０は、車載機２０とのＤＬ及びＵＬの路車間通信に割り当てる無線リソースと、車車間通信に割り当てる無線リソースとを決定し（ステップＳ２０４，Ｓ２０５）、当該無線リソースの割当情報を前記ＤＬの路車間通信に割り当てた無線リソースを使用して車載機２０へ通知（ブロードキャスト）する（ステップＳ２０６）。

車載機２０は、当該通知を受けることにより、ＵＬ及びＤＬの路車間通信に使用すべき無線リソースと、車車間通信に使用すべき無線リソース（自車載機２０が送信に使用する無線リソース及び他車載機２０が送信に使用する無線リソース）とを認識し（ステップＳ２０７）、その旨を応答信号により路側機１０に通知する（ステップＳ２０８）。

その後、路側機１０は、車載機２０への個別信号があれば当該信号をＤＬの路車間通信に割り当てた無線リソースを使用して該当車載機２０に送信し（ステップＳ２０９）、これとは独立して、各車載機２０は、認識した車車間通信のための無線リソースを使用して自車載機２０の情報（車両情報）を送信しあって（ステップＳ２１０，Ｓ２１２）、他車載機２０からの車両情報を受信することにより、他車載機２０の車両情報を認識する（ステップＳ２１１，Ｓ２１３）。

このように、路側機１０が路車間通信及び車車間通信にそれぞれ割り当てる無線リソース（通信領域）を集中的に管理することで、路車間通信は勿論のこと、車載機２０どうしの通信衝突（既述の「隠れ端末問題」）をも確実に回避することが可能である。したがって、お互いの車の位置関係、進行方向、速度等の情報を車車間通信により確実に取得して、出会い頭衝突、右折衝突等の危険度を事前にドライバーに伝えることが可能なＩＴＳシステムを実現することが可能となる。

（Ｂ１）ＯＦＤＭＡ方式をベースとする場合
図２３に、上記ＩＴＳにおける路車間通信及び車車間通信に用いる無線フレームフォーマットの一例を示す。この図２３に示す無線フレームは、図４にて既述のＷｉＭＡＸ規格に準拠した無線フレーム（ＯＦＤＭＡフレーム）と同じフォーマットを有しており、路車間通信及び車車間の各通信に用いる通信領域、即ち、周波数（サブチャネル周波数）と時間（シンボル時間）とで規定されるバースト（無線リソース）を時間（シンボル時間）方向に分割した様子を示している。

以下、当該ＯＦＤＭＡに準拠した無線フレームフォーマットを前提とした前記無線通信システムにおける路側機１０及び車載機２０に必要な機能について説明する。

図２４は路側機１０の要部の構成に着目した機能ブロック図であり、図２５は車載機２０の要部の構成に着目した機能ブロック図である。

（路側機の構成）
本第２実施形態においても、図２４に示す路側機１０は、図６に示した構成と同じく、例えば、車載機管理部１１と、ＭＡＣ処理部１２と、物理レイヤ（ＰＨＹ）処理部１３と、無線（ＲＦ）部１４と、アンテナ１５とをそなえて構成される。ただし、ＧＰＳアンテナ１６及びＧＰＳレシーバ１７の図示は省略している。

即ち、車載機管理部１１は、例えば、上位ネットワークとの接続インタフェース機能と、車載機２０の存在（位置）を管理する機能と、車載機２０が無線フレームのどの通信領域（無線リソース）を使用するかを判断してＭＡＣ処理部１２に通知する機能とを具備するものである。

ＭＡＣ処理部１２は、ＷｉＭＡＸ規格準拠のＭＡＣレイヤの信号処理機能を具備するもので、本例では、前記リクエスト信号であるレンジング（Ranging）信号を基に車載機２０の存在を認識して車載機管理部１１へ通知する機能と、車載機管理部１１からの情報についてＷｉＭＡＸ規格に準拠したＭＡＣ処理を行なう機能とを具備するものである。

つまり、本例においても、車載機管理部１１及びＭＡＣ処理部１２は、車載機２０から無線リソース（通信領域）の割り当て要求（レンジング信号）を受信すると、車載機２０との間の路車間通信領域（路車間リソース）、及び、車車間通信領域（車車間リソース）をそれぞれ割り当てる無線リソース割当手段として機能する。

物理レイヤ処理部１３は、ＷｉＭＡＸ規格で規定された送受信機能を具備するもので、送信機能として、本例の場合も、例えば、プリアンブル生成部１３１、ブロードキャスト生成部１３２、ＤＬバースト生成部１３３、変調部１３４、多重処理部１３５及びＩＦＦＴ部１３６をそなえ、受信機能として、ＦＦＴ部１３７、レンジング受信処理部１３８及びＵＬバースト受信処理部１３９をそなえて構成される。

ここで、送信機能において、プリアンブル生成部１３１は、前記ＯＦＤＭＡの無線フレームの先頭領域で送信されるプリアンブル信号を生成する機能を具備するものであり、ブロードキャスト生成部１３２は、ＭＡＣ処理部１２からの指示に従って、DL_MAP，UL_MAP及びフレームコントロールヘッダ（ＦＣＨ）等のブロードキャスト信号を生成する機能を具備するものであり、ＤＬバースト生成部１３３は、ＭＡＣ処理された送信データからＤＬバーストを生成する機能を具備するものである。

また、変調部１３４は、ＭＡＣ処理部１２からの指示に従った変調方式（ＱＰＳＫや１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭなど）で前記各生成部１３１，１３２，１３３からの各信号を変調（ＩＱマッピング）する機能を具備するものであり、多重処理部１３５は、当該変調部１３４からの変調信号を、周波数（サブチャネル周波数）及び時間（シンボル時間）で規定される路車間通信用の送信領域に多重（直交周波数多重）する機能を具備するものであり、ＩＦＦＴ部１３６は、当該多重処理部１３５からの多重信号をＩＦＦＴ処理して時間領域の信号に変換するものである。

一方、受信機能において、ＦＦＴ部１３７は、ＲＦ部１４からのベースバンド信号をＦＦＴ処理して周波数領域の信号に変換するものであり、レンジング受信処理部１３８は、当該ＦＦＴ部１３７からの周波数領域信号の中から車載機２０からのレンジング信号成分を検出して当該車載機２０とのＵＬの同期確立処理を行なう機能を具備するものであり、ＵＬバースト受信処理部１３９は、レンジング受信処理部１３８による同期確立後に、ＦＦＴ部１３７からの周波数領域信号の中から前記UL_MAPで指定したＵＬの路車間通信領域（ＵＬバースト）成分を検出して受信処理する機能を具備するものである。

ＲＦ部１４は、物理レイヤ処理部１３（ＩＦＦＴ部１３６）からの信号（ディジタルベースバンド信号）について、ＤＡ変換やＲＦ信号への周波数変換（アップコンバート）、所要送信電力への増幅などを含む所要の無線送信処理を施して、アンテナ１５から車載機２０に向けて送信する機能と、当該アンテナ１５で受信された車載機２０からのＲＦ信号について、低雑音増幅やベースバンド信号への周波数変換（ダウンコンバート）、ＡＤ変換などを含む所要の無線受信処理を施して、物理レイヤ処理部２３（ＦＦＴ部２３７）へ出力する機能とを具備するものである。

つまり、上記の物理レイヤ処理部１３及びＲＦ部１４は、前記車載機管理部１１及びＭＡＣ処理部１２により割り当てられた無線リソース（路車間通信領域及び車車間通信領域）の割当情報をブロードキャスト信号（UL/DL_MAP）により車載機２０へ送信する送信手段として機能する。

（車載機の構成）
一方、図２５に示す車載機２０は、図７に示した構成と同じく、例えば、車載機外部インタフェース部２１と、ＭＡＣ処理部２２と、物理レイヤ処理部２３と、ＲＦ部２４と、アンテナ２５とをそなえて構成される。

即ち、車載機外部インタフェース部２１は、歩行者、車両等、無線端末を搭載する状況にもよるが、車両（車載機）の場合、速度情報等の車両情報を車載機外部から受信し、ＭＡＣ処理部２２へ通知する機能と、ＭＡＣ処理部２２から通知された他車両の車両情報を車載機外部（例えばカーナビゲーションシステム等の車載機器）に通知する機能とを具備するものである。

ＭＡＣ処理部は、ＷｉＭＡＸ規格準拠のＭＡＣレイヤの信号処理機能を具備するもので、本例でも、ブロードキャスト信号から自車載機の通信（送受信）領域を認識し物理レイヤ処理部２３に通知する機能と、車車間通信用にＭＡＣ処理された信号（自車両情報）の送信処理機能と、路側機からの受信DL_MAPを基に車車間通信用に他車載機に割り当てられている送信領域（ＴＳ）を認識する機能とを具備するものである。

物理レイヤ処理部２３は、ＷｉＭＡＸ規格準拠の物理レイヤの信号処理機能を具備するもので、図２５中に示すように、送信機能として、例えば、レンジング生成部２３１と、ＵＬバースト生成部２３２と、ＤＬバースト生成部２３３と、変調部２３４と、多重処理部２３５と、ＩＦＦＴ部２３６とをそなえ、受信機能として、例えば、ＦＦＴ部２３７と、プリアンブル受信処理部２３８と、ブロードキャスト受信処理部２３９と、ＤＬバースト受信処理部２４０とをそなえて構成される。

ここで、送信機能において、レンジング生成部２３１は、路側機１０への前記リクエスト信号であるレンジング信号を生成する機能を具備するものであり、ＵＬバースト生成部２３２は、路車間通信用にＭＡＣ処理された送信情報を含むＵＬバーストを生成する機能を具備するものであり、ＤＬバースト生成部２３３は、車車間通信用にＭＡＣ処理された送信情報（自車両情報）を含むＤＬバーストを生成する機能を具備するものである。

変調部２３４は、ＭＡＣ処理部２２からの指示に従った変調方式（ＱＰＳＫや１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭなど）で前記各生成部からの各信号を変調（ＩＱマッピング）する機能を具備するものであり、多重処理部２３５は、当該変調部２３４からの変調信号を、路側機１０から割り当てられた通信領域（路車間通信用の送信領域（ＵＬバースト）及び車車間通信用の送信領域（ＴＳ））に多重（直交周波数多重）する機能を具備するものであり、ＩＦＦＴ部２３７は、当該多重処理部２３５からの多重信号をＩＦＦＴ処理して時間領域の信号に変換するものである。

一方、受信機能において、ＦＦＴ部２３７は、ＲＦ部２４からのベースバンド信号をＦＦＴ処理して周波数領域の信号に変換するものであり、プリアンブル受信処理部２３８は、当該ＦＦＴ部２３７からの周波数領域信号の中からプリアンブル信号成分を検出して無線フレームの同期確立処理を行なう機能を具備するものである。

また、ブロードキャスト受信処理部２３９は、プリアンブル受信処理部２３８による同期確立後に、ＦＦＴ部２３７からの周波数領域信号の中から前記ブロードキャスト信号成分を検出して受信処理する機能を具備するものであり、ＤＬバースト受信処理部２４０は、前記同期確立後に、ＦＦＴ部２３７からの周波数領域信号の中から前記DL_MAPで指定された領域（路車間通信用の受信領域（ＤＬバースト）及び他車載機２０との車車間通信用の受信領域（ＴＳ））の成分を検出して受信処理する機能を具備するものである。

ＲＦ部２４は、物理レイヤ処理部２３（ＩＦＦＴ部２３６）からの信号（ディジタルベースバンド信号）について、ＤＡ変換やＲＦ信号への周波数変換（アップコンバート）、所要送信電力への増幅などを含む所要の無線送信処理を施して、アンテナ２５から路側機１０又は他車載機２０に向けて送信する機能と、アンテナ２５で受信された路側機１０又は他車載機２０からのＲＦ信号について、低雑音増幅やベースバンド信号への周波数変換（ダウンコンバート）、ＡＤ変換などを含む所要の無線受信処理を施して、物理レイヤ処理部２３（ＦＦＴ部２３７）へ出力する機能とを具備するものである。

つまり、上記のＲＦ部２４及び物理レイヤ処理部２３は、前記割り当て要求（レンジング信号）に対して路側機１０で割り当てられた、路車間通信用の無線リソース（路車間リソース）、及び、車車間通信用の無線リソース（車車間リソース）の割当情報が含まれるブロードキャスト信号を受信する割当情報受信手段として機能し、ＭＡＣ処理部２２は、当該割当情報により識別される路車間リソースを使用して路側機１０との路車間通信を行ない、当該割当情報により識別される車車間リソースを使用して他車載機２０との車車間通信を行なう通信制御手段としての機能を具備している。

（路車間通信及び車車間通信動作）
以下、上述のごとく構成された本実施形態の無線通信システムにおける路車間通信及び車車間通信の動作を、図２６に示すシーケンス図を参照しながら説明する。

即ち、路側機１０は、図２３に示した無線フレームフォーマットで定期的にプリアンブル信号を送信し（ステップＳ２２１）、車載機２０は、当該プリアンブル信号を受信すると、その受信タイミングで無線フレームの同期を確立する（ステップＳ２２２）。同期確立後、車載機２０は、路側機１０に対して所定の送信領域（レンジング領域）にてレンジング信号を送信する（ステップＳ２２３）。

路側機１０は、当該レンジング信号を受信することで車載機２０の存在を認識し、路車間通信用のＵＬ及びＤＬの路車間通信領域と、車車間通信領域（ＴＳ）との割り当て処理を実行し（ステップＳ２２４）、割り当てた通信領域をブロードキャスト信号（路車間通信領域はDL_MAP及びUL_MAP、車車間通信領域はDL_MAP）にて通知する（ステップＳ２２５，Ｓ２２６）。

車載機２０は、当該ブロードキャスト信号を受信することで、前記路車間通信領域と、自車載機２０に割り当てられた車車間通信領域（自車載機送信領域）と、他車載機２０に割り当てられた車車間通信領域（他車載機送信領域）とを認識することができる（ステップＳ２２７，Ｓ２２８）。

その後、路側機１０は、車載機２０へ送信したい報知情報等があれば前記割り当てたＤＬバーストにて送信し（ステップＳ２２９）、車載機２０は、当該ＤＬバーストを受信することにより当該報知情報等を認識する（ステップＳ２３０）。そして、車載機２０は、応答信号を生成し前記割り当てられたＵＬバーストにて路側機１０に通知し（ステップＳ２３１，Ｓ２３２）、路側機１０は、当該ＵＬバーストを受信することにより路車間通信及び車車間通信の領域割当が成功したことを確認する（ステップＳ２３３）。

そして、各車載機２０は、適宜、自車両情報を生成し（ステップＳ２３４，Ｓ２３７）、認識した（割り当てられた）自車載機送信領域（ＴＳ）にて自車両情報を送信する（ステップＳ２３５，Ｓ２３８）。また、各車載機２０は、自車載機送信領域（ＴＳ）以外の車車間通信領域（ＴＳ）について、前記ブロードキャスト信号により通知されている他車載機送信領域（ＴＳ）のみを受信する、あるいは、すべての他車載機送信領域（ＴＳ）を常時受信することで、他車載機２０が送信した車両情報を受信して認識する（ステップＳ２３６，Ｓ２３９）。

以上のように、本例においても、ＯＦＤＭＡ方式をベースとして、路側機１０が、路車間通信用の無線リソース（路車間通信領域）と、車車間通信用の無線リソース（車車間通信領域）との割り当てを集中的に行ない、車載機２０は、その割り当てに従って、路側機１０及び他車載機２０との通信を行なうので、周波数利用効率の高い路車間通信及び車車間通信を、「隠れ端末問題」を回避しつつ実現することができ、第１実施形態と同様の効果ないし利点を得ることができる。

（Ｂ２）ＣＤＭＡ方式をベースとする場合
上述した無線通信システムは、ＣＤＭＡ方式をベースとして実現することもできる。この場合、前記の路車間通信及び車車間通信に対する無線リソースの割り当ては、ＣＤＭＡ規格準拠の符号分割多重による割り当てとなる。即ち、例えば図２７に示すように、拡散率ＳＦ＝２５６、コード多重数＝２５６の場合、チャネライゼーションコード（以下、単に「コード」という）＃０は同期チャネル（止まり木チャネル）、コード＃１〜＃１５は路車間通信用の共通チャネル、コード＃１６〜＃２５５は路車間及び車車間通信用の個別チャネルとして割り当てることができる。

本例の場合の路側機１０の要部構成を図２８に、車載機２０の要部構成を図２９にそれぞれ示す。

（路側機の構成）
図２８に示す路側機１０も、例えば、車載機管理部１１と、ＭＡＣ処理部１２と、物理レイヤ（ＰＨＹ）処理部１３と、ＲＦ部１４と、アンテナ１５とをそなえて構成される。

ここで、本例の車載機管理部１１は、上位ネットワークとの接続インタフェース機能と、車載機２０の存在を管理する機能と、車載機２０がどのコード＃ｉ（ｉ＝０〜２５５）を使用するかを判断しＭＡＣ処理部１３に通知する機能とを具備するものである。

ＭＡＣ処理部１２は、ＣＤＭＡ規格準拠のＭＡＣレイヤにおける信号処理機能を具備するもので、本例では、ランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）のプリアンブル信号から車載機２０の存在を認識して車載機管理部１１へ通知する機能と、車載機管理部１１からの情報についてＣＤＭＡ規格準拠のＭＡＣ処理を行なう機能とを具備するものである。

つまり、車載機管理部１１及びＭＡＣ処理部１２は、車載機２０から無線リソース（コード）の割り当て要求（ＲＡＣＨ信号）を受信すると、車載機２０との間の路車間通信用の無線リソース（コード）、及び、車車間通信用の無線リソース（コード）をそれぞれ割り当てる無線リソース割当手段として機能する。

物理レイヤ処理部１３は、ＣＤＭＡ規格準拠の物理レイヤにおける信号処理機能を具備するもので、送信機能として、止まり木チャネル生成部１３１ａと、共通チャネル生成部１３２ａと、個別チャネル生成部１３３ａと、拡散部１３４ａと、多重処理部１３５ａとをそなえ、受信機能として、パス検出部１３６ａと、逆拡散部１３７ａと、ＲＡＣＨ受信処理部１３８ａと、個別チャネル受信処理部１３９ａとをそなえて構成される。

止まり木チャネル生成部１３１ａは、ＭＡＣ処理部１２からの指示に従って、フレーム（スロット同期）に用いられる止まり木（同期）チャネル（ＳＣＨ：Synchronization Channel）の信号や、チャネル推定処理の位相基準となる共通パイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ：Common Pilot Channel）の信号等のダウンリンクの信号（既知信号）を生成する機能を具備するものである。

共通チャネル生成部１３２ａは、ＭＡＣ処理部１２からの指示に従って車車間通信に用いるコード番号等を車載機２０に通知するのに用いられる共通チャネル（例えば、Ｐ−ＣＣＰＣＨ（Primary Common Control Physical Channel）、Ｓ−ＣＣＰＣＨ（Secondary Common Control Physical Channel）等の制御チャネル）の信号を生成する機能を具備するものであり、個別チャネル生成部１３３ａは、ＭＡＣ処理部１２にてＭＡＣ処理された送信データを含む個別チャネル（ＤＰＣＨ：Dedicated Physical Channel）の信号を生成する機能を具備するものである。

拡散部１３４ａは、ＭＡＣ処理部１２からの指示に従って上記の各生成部１３１ａ，１３２ａ，１３３ａで生成された信号をＱＰＳＫや１６ＱＡＭ等の所要の変調方式で変調（ＩＱマッピング）するとともに拡散処理する機能を具備するもので、図２７に示したように、各チャネルの信号を当該チャネルに応じたコード＃ｉでそれぞれ拡散するようになっている。

多重処理部１３５ａは、当該拡散部１３４ａからの信号を多重（つまり符号分割多重）する機能を具備するものである。

一方、受信機能において、パス検出部１３６ａは、ＲＦ部１４からの受信信号、特にパイロット信号（ベースバンド信号）に対してマッチトフィルタ等を用いた相関演算を施すことによりパスタイミングを検出する（つまりパスサーチを行なう）機能を具備するものである。

逆拡散部１３７ａは、当該パス検出部１３６ａにて検出されたパスタイミングで、受信信号（ＲＡＣＨや個別チャネルのベースバンド信号）を対応するコード＃ｉにて逆拡散処理して復調するものである。

ＲＡＣＨ受信処理部１３８ａは、上記逆拡散部１３７ａによる逆拡散結果からＲＡＣＨの信号（コード割り当て要求）を検出することで車載機２０の存在を認識して同期確立処理を行なうものであり、個別チャネル受信処理部１３９ａは、同期確立後の受信信号の逆拡散結果から個別チャネルの信号を受信処理するものである。

ＲＦ部１４は、物理レイヤ処理部１３（多重処理部１３５ａ）からの信号（ディジタルベースバンド信号）について、ＤＡ変換やＲＦ信号への周波数変換（アップコンバート）、所要送信電力への増幅などを含む所要の無線送信処理を施して、アンテナ１５から車載機２０に向けて送信する機能と、当該１５アンテナで受信された車載機２０からのＲＦ信号について、低雑音増幅やベースバンド信号への周波数変換（ダウンコンバート）、ＡＤ変換などを含む所要の無線受信処理を施して、物理レイヤ処理部１３（パス検出部１３６ａ）へ出力する機能とを具備するものである。

つまり、上記の物理レイヤ処理部１３及びＲＦ部１４は、前記車載機管理部１１及びＭＡＣ処理部１２により割り当てられた無線リソース（路車間通信用のコード及び車車間通信用のコード）の割当情報を共通チャネルの信号により車載機２０へ送信する送信手段として機能する。

（車載機の構成）
一方、図２９に示す車載機は、例えば、車載機外部インタフェース部２１と、ＭＡＣ処理部２２と、物理レイヤ処理部２３と、ＲＦ部２４と、アンテナ２５とをそなえて構成される。

ここで、車載機外部インタフェース部２１は、歩行者、車両等、無線端末を搭載する状況にもよるが、車両（車載機）の場合、速度情報等の車両情報を車載機外部から受信し、ＭＡＣ処理部２２へ通知する機能と、ＭＡＣ処理部２２から通知された他車載機２０の車両情報を車載機外部（例えばカーナビゲーションシステム等の車載機器）に通知する機能とを具備するものである。

ＭＡＣ処理部２２は、ＣＤＭＡ規格準拠のＭＡＣレイヤにおける信号処理機能を具備するもので、本例では、共通チャネルの受信信号から、自車載機に割り当てられたコード＃ｉと他車載機２０に割り当てられたコード＃ｊ（ｊ＝０〜２５５でｊ≠ｉ）とをそれぞれ認識し物理レイヤ処理部２３に通知する機能を具備するものである。

物理レイヤ処理部２３は、ＣＤＭＡ規格準拠の物理レイヤにおける信号処理機能を具備するもので、送信機能として、例えば、ＲＡＣＨ生成部２３１ａと、個別チャネル生成部２３２ａと、拡散部２３４ａと、多重処理部２３５ａとをそなえ、受信機能として、パス検出部２３６ａと、逆拡散部２３７ａと、止まり木チャネル受信処理部２３８ａと、共通チャネル受信処理部２３９ａと、個別チャネル受信処理部２４０ａとをそなえて構成される。

ここで、送信機能において、ＲＡＣＨ生成部２３１ａは、ＭＡＣ処理部２２からの指示に従って、ＲＡＣＨの信号（コード割り当て要求）を生成する機能を具備するものであり、個別チャネル生成部２３２ａは、ＭＡＣ処理部２２にて車車間通信用にＭＡＣ処理された送信データを含む個別チャネル（ＤＰＣＨ）の信号を生成するものであり、拡散部２３４ａは、上記各チャネル生成部２３１ａ，２３２ａで生成された信号をＭＡＣ処理部から指示された変調方式で変調するとともに、路側機１０から自車載機２０に割り当てられたコード＃ｉで拡散処理する機能を具備するものであり、多重処理部２３５ａは、上記拡散部２３４ａで拡散された各チャネルの信号を多重（つまり符号分割多重）する機能を具備するものである。

一方、受信機能において、パス検出部２３６ａは、ＲＦ部２４からの受信信号（ＣＰＩＣＨのベースバンド信号）に対してマッチトフィルタ等を用いた相関演算を施すことによりパスタイミングを検出する（つまりパスサーチを行なう）機能を具備するものであり、逆拡散部２３７ａは、当該パス検出部２３６ａにて検出されたパスタイミングで、受信信号（Ｐ−ＣＣＰＣＨ、Ｓ−ＣＣＰＣＨ等の共通チャネルや、個別チャネル（ＤＰＣＨ）のベースバンド信号）を自車載機２０に割り当てられた指定コード＃ｉにて逆拡散処理して復調する機能を具備するものである。

止まり木チャネル受信処理部２３８ａは、上記逆拡散部２３７ａによる拡散結果から止まり木チャネルの信号を検出して同期確立処理を行なう機能を具備するものであり、共通チャネル受信処理部２３９ａは、同期確立後の受信信号の逆拡散結果から共通チャネルの信号を検出して受信処理する機能を具備するものであり、個別チャネル受信処理部２４０ａは、同様に、同期確立後の受信信号の逆拡散結果から個別チャネルの信号を検出して受信処理する機能を具備するものである。

ＲＦ部２４は、物理レイヤ処理部２３（多重処理部２３５ａ）からの信号（ディジタルベースバンド信号）について、ＤＡ変換やＲＦ信号への周波数変換（アップコンバート）、所要送信電力への増幅などを含む所要の無線送信処理を施して、送受信アンテナから路側機１０又は他車載機２０に向けて送信する機能と、アンテナ１５で受信された路側機１０又は他車載機２０からのＲＦ信号について、低雑音増幅やベースバンド信号への周波数変換（ダウンコンバート）、ＡＤ変換などを含む所要の無線受信処理を施して、物理レイヤ処理部２３（パス検出部２３６ａ）へ出力する機能とを具備するものである。

つまり、上記のＲＦ部２４及び物理レイヤ処理部２３は、前記コード割り当て要求（ＲＡＣＨ信号）に対して路側機１０で割り当てられた、路車間通信用の無線リソース（コード）、及び、車車間通信用の無線リソース（コード）の割当情報が含まれる共通チャネルの信号を受信する割当情報受信手段として機能し、ＭＡＣ処理部２２は、拡散２３４ａ、逆拡散部２３７ａと協働して、当該割当情報により識別される路車間通信用のコードを使用して路側機１０との路車間通信を行ない、当該割当情報により識別される車車間通信用のコードを使用して他車載機２０との車車間通信を行なう通信制御手段としての機能を具備している。

（路車間通信及び車車間通信動作）
以下、上述のごとく構成された本実施形態の無線通信システムにおける路車間通信及び車車間通信の動作を、図３０に示すシーケンス図を参照しながら説明する。

即ち、路側機１０は、定期的に止まり木チャネルの信号を送信し（ステップＳ２４１）、車載機２０は、当該止まり木チャネルの信号を受信すると、その受信タイミングで無線フレームの同期を確立する（ステップＳ２４２）。同期確立後、車載機２０は、路側機１０に対してＰＲＡＣＨの信号（コード割り当て要求）を送信する（ステップＳ２４３）。

路側機１０は、当該ＰＲＡＣＨの信号を受信することで車載機２０の存在を認識し、路車間通信用及び車車間通信用のコード＃ｉ割り当て処理を実行し（ステップＳ２４４）、割り当てたコード＃ｉを共通チャネルの信号にて通知する（ステップＳ２４５，Ｓ２４６）。

車載機２０は、当該共通チャネルの信号を受信することで、自車載機２０のコード＃ｉと他車載機２０のコード＃ｊとをそれぞれ認識することができる（ステップＳ２４７，Ｓ２４８）。

車載機２０は、これらのコード＃ｉ，＃ｊを認識した後、応答信号を共通チャネルにて路側機１０へ送信するとともに、自車載機２０に割り当てられた指定コード＃ｉにて自車両情報を拡散して個別チャネルにて送信する一方、他車載機２０に割り当てられたコード＃ｊにて個別チャネルの信号（他車両情報）を逆拡散して受信する。また、路側機１０とは共通チャネルにより通信を行なう（ステップＳ２４９）。

以上のように、本例によれば、ＣＤＭＡ方式をベースとして、路側機１０が、路車間通信用の無線リソース（コード）と、車車間通信用の無線リソース（コード）との割り当てを集中的に管理し、車載機２０は、その割り当てに従って、路側機１０及び他車載機２０との通信を行なうので、周波数利用効率の高い路車間通信及び車車間通信を、「隠れ端末問題」を回避しつつ実現することができる。

特に、本例のようにＣＤＭＡ方式におけるコードを路車間通信及び車車間通信に割り当てることで、無線リソース（周波数）の利用効率を向上することができる。また、既存のＣＤＭＡ方式のセルラーシステムの設備を適宜に利用することも可能となるので、システムコストの低減を図ることも可能である。

（Ｂ３）ＴＤＭＡ方式をベースとする場合
上述した無線通信システムは、ＴＤＭＡ方式をベースとして実現することもできる。この場合、前記の路車間通信及び車車間通信に対する無線リソースの割り当ては、例えば図３１に示すように、ＴＤＭＡ規格に準拠した時分割多重による割り当て（ＴＳ割り当て）となる。

即ち、この図３１に示すように、路車間通信用の既知信号である基準バーストと、路車間通信及び／又は車車間通信用の個別チャネル信号に相当する複数のデータバースト＃１〜＃ｍとで１無線フレームを構成し、個々のデータバースト＃ｋ（ｋ＝１〜ｍ）は、プリアンブルワードと車車間通信用の複数タイムスロット（ＴＳ＃ｉ：ｉ＝０〜ｎ）とを時分割多重して構成する。

本例の場合の路側機１０の要部構成を図３２に、車載機２０の要部構成を図３３にそれぞれ示す。

（路側機の構成）
図３２に示す路側機１０も、例えば、車載機管理部１１と、ＭＡＣ処理部１２と、物理レイヤ処理部１３と、ＲＦ部１４と、アンテナ１５とをそなえて構成される。なお、図３２においても、ＧＰＳアンテナ１６及びＧＰＳレシーバ１７の図示は省略している。

ここで、本例の車載機管理部１１は、上位ネットワークとの接続インタフェース機能と、車載機２０の存在を管理する機能と、車載機２０が車車間通信にどのタイムスロット（ＴＳ＃ｉ）を使用するかを判断しＭＡＣ処理部１２に通知する機能とを具備するものである。

ＭＡＣ処理部１２は、ＴＤＭＡ規格準拠のＭＡＣレイヤにおける信号処理機能を具備するもので、本例では、前記データバースト＃ｉ内のプリアンブルワード信号から車載機の存在を認識して車載機管理部１１へ通知する機能と、車載機管理部１１からの情報についてＴＤＭＡ規格準拠のＭＡＣ処理を行なう機能とを具備するものである。

つまり、車載機管理部１１及びＭＡＣ処理部１２は、車載機２０から無線リソース（ＴＳ）の割り当て要求（プリアンブルワード信号）を受信すると、車載機２０との間の路車間通信領域（ＴＳ）、及び、車車間通信領域（ＴＳ）をそれぞれ割り当てる無線リソース割当手段として機能する。

物理レイヤ処理部１３は、ＴＤＭＡ規格準拠の物理レイヤにおける信号処理機能を具備するもので、送信機能として、例えば、基準バースト生成部１３１ｂと、データバースト生成部１３２ｂと、変調部１３４ｂと、多重処理部１３５ｂとをそなえ、受信機能として、例えば、パス検出部１３６ｂと、プリアンブルワード受信処理部１３８ｂと、データバースト受信処理部１３９ｂとをそなえて構成される。

ここで、送信機能において、基準バースト生成部１３１ｂは、同期信号とＭＡＣ処理部１２から指示されたＴＳ＃ｉ等を通知するのに用いる基準バースト信号を生成するものであり、データバースト生成部１３２ｂは、ＭＡＣ処理部１２にてＭＡＣ処理された送信データを含むデータバースト＃ｉを生成するものである。

変調部１３４ｂは、ＭＡＣ処理部１２からの指示に従って上記の各バースト生成部１３１ｂ，１３２ｂで生成されたバーストをＱＰＳＫや１６ＱＡＭ等の所要の変調方式で変調（ＩＱマッピング）する機能を具備するものであり、多重処理部１３５ｂは、当該変調部１３４ｂからの変調信号を図３１に示した無線フレームフォーマットに多重化（時分割多重化）する機能を具備するものである。

一方、受信機能において、パス検出部１３６ｂは、ＲＦ部１４からの受信信号（ベースバンド信号）に対して基準バーストパターンとの相関演算を施すことによりパスタイミングを検出する（つまりパスサーチを行なう）機能を具備するものである。

プリアンブルワード受信処理部１３８ｂは、前記パスタイミングに従って受信信号（データバースト＃ｉ）からプリアンブルワードを検出することで、同期確立処理とタイムスロットの割り当て要求（リクエスト信号）の検出とを行なう機能を具備するものであり、データバースト受信処理部１３９ｂは、同期確立後の受信信号（データバースト＃ｉ）から個別チャネルであるＴＳ＃ｉを受信処理する機能を具備するものである。

ＲＦ部１４は、物理レイヤ処理部１３（多重処理部１３５ｂ）からの信号（ディジタルベースバンド信号）について、ＤＡ変換やＲＦ信号への周波数変換（アップコンバート）、所要送信電力への増幅などを含む所要の無線送信処理を施して、アンテナ１５から車載機２０に向けて送信する機能と、当該アンテナ１５で受信された車載機２０からのＲＦ信号について、低雑音増幅やベースバンド信号への周波数変換（ダウンコンバート）、ＡＤ変換などを含む所要の無線受信処理を施して、物理レイヤ処理部１３（パス検出部１３６ｂ）へ出力する機能とを具備するものである。

つまり、上記の物理レイヤ処理部１３及びＲＦ部１４は、前記車載機管理部１１及びＭＡＣ処理部１２により割り当てられた無線リソース（路車間通信用のＴＳ及び車車間通信用のＴＳ）の割当情報を基準バースト信号により車載機２０へ送信する送信手段として機能する。

（車載機の構成）
一方、図３３に示す車載機も、例えば、車載機外部インタフェース部２１と、ＭＡＣ処理部２２と、物理レイヤ処理部２３と、ＲＦ部２４と、アンテナ２５とをそなえて構成される。

即ち、車載機外部インタフェース部１１は、歩行者、車両等、無線端末を搭載する状況にもよるが、車両（車載機）の場合、速度情報等の車両情報を車載機外部から受信し、ＭＡＣ処理部２２へ通知する機能と、ＭＡＣ処理部２２から通知された他車載機２０の車両情報を車載機外部（例えばカーナビゲーションシステム等の車載機器）に通知する機能とを具備するものである。

また、本例のＭＡＣ処理部２２は、ＴＤＭＡ規格準拠のＭＡＣレイヤにおける信号処理機能を具備するもので、本例では、基準バーストから自車載機２０のＴＳ＃ｉと他車載機のＴＳ＃ｊ（ｊ＝１〜ｎでｉ≠ｊ）とを認識して物理レイヤ処理部２３に通知する機能を具備するものである。

物理レイヤ処理部２３は、ＴＤＭＡ規格準拠の物理レイヤにおける信号処理機能を具備するもので、送信機能として、例えば、プリアンブルワード生成部２３１ｂと、データバースト生成部２３２ｂと、変調部２３４ｂと、多重処理部２３５ｂとをそなえて構成され、受信機能として、例えば、パス検出部２３６ｂと、基準バースト受信処理部２３８ｂと、プリアンブルワード受信処理部２３９ｂと、データバースト受信処理部２４０ｂとをそなえて構成される。

ここで、送信機能において、プリアンブルワード生成部２３１ｂは、ＴＳ割り当て要求信号を含むプリアンブルワード信号を生成するものであり、データバースト生成部２３２ｂは、路車間通信及び車車間通信用にそれぞれＭＡＣ処理された個別チャネルの信号を生成するものである。

変調部２３４ｂは、上記の各バースト生成部２３１ｂ，２３２ｂで生成された信号をＭＡＣ処理部から指示された変調方式（ＱＰＳＫや１６ＱＡＭ等）で変調（ＩＱマッピング）する機能を具備するものであり、多重処理部２３５ｂは、当該変調部２３４ｂからの変調信号を図３１に示した無線フレームフォーマットにて多重化（時分割多重化）する機能を具備するものである。

一方、受信機能において、パス検出部２３６ｂは、ＲＦ部２４からの受信信号（ベースバンド信号）に対して基準バーストパターンとの相関演算を施すことによりパスタイミングを検出する機能を具備するものである。

基準バースト受信処理部２３８ｂは、前記パスタイミングに従って受信信号から基準バーストを検出して前記無線フレームの同期確立処理を行なう機能を具備するものであり、プリアンブルワード受信処理部２３９ｂは、フレーム同期確立後に受信信号（データバースト＃ｉ）からプリアンブルワード信号を検出してＴＳ＃ｉの同期確立処理を行なう機能を具備するものであり、データバースト受信処理部２４０ｂは、ＴＳ同期確立後に個別チャネルに相当する受信データバースト＃ｋ内のＴＳ＃ｉを受信処理する機能を具備するものである。

ＲＦ部２４は、物理レイヤ処理部２３（多重処理部２３５ｂ）からの信号（ディジタルベースバンド信号）について、ＤＡ変換やＲＦ信号への周波数変換（アップコンバート）、所要送信電力への増幅などを含む所要の無線送信処理を施して、アンテナ２５から路側機１０又は他車載機２０に向けて送信する機能と、当該アンテナ２５で受信された路側機１０又は他車載機２０からのＲＦ信号について、低雑音増幅やベースバンド信号への周波数変換（ダウンコンバート）、ＡＤ変換などを含む所要の無線受信処理を施して、物理レイヤ処理部２３（パス検出部２３６ｂ）へ出力する機能とを具備するものである

つまり、上記のＲＦ部２４及び物理レイヤ処理部２３は、前記割り当て要求（プリアンブルワード信号）に対して路側機１０で割り当てられた、路車間通信用の無線リソース（ＴＳ）、及び、車車間通信用の無線リソース（ＴＳ）の割当情報が含まれる基準バースト信号を受信する割当情報受信手段として機能し、ＭＡＣ処理部２２は、当該割当情報により識別される路車間通信用のＴＳを使用して路側機１０との路車間通信を行ない、当該割当情報により識別される車車間通信用のＴＳを使用して他車載機２０との車車間通信を行なう通信制御手段としての機能を具備している。

（路車間通信及び車車間通信動作）
以下、上述のごとく構成された本実施形態の無線通信システムにおける路車間通信及び車車間通信の動作を、図３４に示すシーケンス図を参照しながら説明する。

即ち、路側機１０は、定期的に基準バーストを送信し（ステップＳ２５１）、車載機２０は、当該基準バーストを受信すると、その受信タイミングで無線フレームの同期を確立する（ステップＳ２５２）。同期確立後、車載機２０は、路側機１０に対してプリアンブルワード信号（ＴＳ割り当て要求）を送信する（ステップＳ２５３）。

路側機１０は、当該プリアンブルワード信号を受信することで車載機２０の存在を認識し、路車間通信用及び車車間通信用のＴＳ割り当て処理を実行し（ステップＳ２５４）、割り当てたＴＳ＃ｉを基準バーストにて通知する（ステップＳ２５５，Ｓ２５６）。

車載機２０は、当該基準バーストを受信することで、自車載機２０のＴＳ＃ｉと他車載機２０のＴＳ＃ｊとを認識することができる（ステップＳ２５７，Ｓ２５８）。

車載機２０は、これらのＴＳ＃ｉ，＃ｊを認識した後、応答信号を路車間通信用のデータバースト＃ｋのＴＳ＃ｉにて路側機１０へ送信するとともに、自車載機２０の指定ＴＳ＃ｉにて自車両情報を他車載機２０へ送信する一方、他車載機２０の指定ＴＳ＃ｊにて他車両情報を受信する。また、路側機１０とは路車間通信用のデータバースト＃ｋのＴＳ＃ｉにより通信を行なう（ステップＳ２５９）。

以上のように、本例によれば、ＴＤＭＡ方式をベースとして、路側機１０が、路車間通信用の無線リソース（ＴＳ）と、車車間通信用の無線リソース（ＴＳ）との割り当てを集中的に管理し、車載機２０は、その割り当てに従って、路側機１０及び他車載機２０との通信を行なうので、各通信の確実性の向上、回路規模の削減を図ることができる。また、ＰＨＳ等の既存のＴＤＭＡ方式のセルラーシステムの設備を適宜に利用することも可能となるので、システムコストの低減を図ることも可能である。

（Ｂ４）ＦＤＭＡ方式をベースとする場合
上述した無線通信システムは、ＦＤＭＡ方式をベースとして実現することもできる。この場合、前記の路車間通信及び車車間通信に対する無線リソースの割り当ては、例えば図３５に示すように、ＦＤＭＡ規格に準拠した周波数分割多重による割り当てとなる。即ち、この図３５に示すように、路車間通信用の共通チャネルの周波数と、路車間通信及び／又は車車間通信用の個別チャネルにそれぞれ相当する複数のチャネル周波数とを周波数分割多重して無線フレームを構成する。

本例の場合の路側機１０の要部構成を図３６に、車載機２０の要部構成を図３７にそれぞれ示す。

（路側機の構成）
図３６に示す路側機１０も、例えば、車載機管理部１１と、ＭＡＣ処理部１２と、物理レイヤ処理部１３と、ＲＦ部１４と、アンテナ１５とをそなえて構成される。
ここで、車載機管理部１１は、上位ネットワークとの接続インタフェース機能と、車載機２０の存在を管理する機能と、車載機２０が路車間通信及び車車間通信にどの周波数を使用するか（割り当てるか）を判断し、ＭＡＣ処理部１２に通知する機能とを具備するものである。

ＭＡＣ処理部１２は、本例では、ＦＤＭＡ規格準拠のＭＡＣレイヤにおける信号処理機能を具備するもので、例えば、共通チャネル（共通シグナリングチャネル）の信号を基に車載機の存在を認識して車載機管理部１１へ通知する機能と、車載機管理部１１からの情報についてＦＤＭＡ規格準拠のＭＡＣ処理を行なう機能とを具備するものである。

つまり、車載機管理部１１及びＭＡＣ処理部１２は、車載機２０から無線リソース（周波数）の割り当て要求（共通シグナリングチャネルの信号）を受信すると、車載機２０との間の路車間通信用の無線リソース（周波数）、及び、車車間通信用の無線リソース（周波数）をそれぞれ割り当てる無線リソース割当手段として機能する。

物理レイヤ処理部１３は、本例では、ＦＤＭＡ規格準拠の物理レイヤにおける信号処理機能を具備するもので、送信機能として、例えば、共通シグナリングチャネル生成部１３１ｃと、データバースト生成部１３２ｃと、変調部１３４ｃと、多重処理部１３５ｃとをそなえて構成され、受信機能として、例えば、パス検出部１３６ｃと、共通シグナリングチャネル受信処理部１３８ｃと、データバースト受信処理部１３９ｃとをそなえて構成される。

ここで、送信機能において、共通シグナリングチャネル生成部１３１ｃは、同期信号及びＭＡＣ処理部１２から指示された周波数等を車載機２０へ通知するのに用いられる共通シグナリングチャネルの信号を生成する機能を具備するものであり、データバースト生成部１３２ｃは、ＭＡＣ処理部１２にてＭＡＣ処理された送信データを含むデータバーストを生成する機能を具備するものである。

変調部１３４ｃは、ＭＡＣ処理部１２から指示された変調方式（ＱＰＳＫや１６ＱＡＭ等）で上記の各生成部１３１ｃ，１３２ｃで生成された信号を変調（ＩＱマッピング）する機能を具備するものであり、多重処理部１３５ｃは、当該変調部１３４ｃからの変調信号を多重化（つまり周波数分割多重化）する機能を具備するものである。

一方、受信機能において、パス検出部１３６ｃは、ＲＦ部１４からの受信信号（ベースバンド信号）から路車間及び車車間の各通信に割り当てた複数周波数の信号成分を検出してパスタイミングを検出（パスサーチ）する機能を具備するものであり、共通シグナリングチャネル受信処理部１３８ｃは、前記パスタイミングに従って受信信号から共通シグナリングチャネルの信号（周波数成分）を検出して、同期信号及びリクエスト信号を検出する機能を具備するものであり、データバースト受信処理部１３９ｃは、前記同期信号の受信、検出による同期確立後の受信信号から個別チャネルに相当するデータバーストの周波数成分を受信処理する機能を具備するものである。

ＲＦ部１４は、物理レイヤ処理部１３（多重処理部１３５ｃ）からの信号（ディジタルベースバンド信号）について、ＤＡ変換やＲＦ信号への周波数変換（アップコンバート）、所要送信電力への増幅などを含む所要の無線送信処理を施して、アンテナ１５から車載機２０に向けて送信する機能と、当該アンテナ１５で受信された車載機２０からのＲＦ信号について、低雑音増幅やベースバンド信号への周波数変換（ダウンコンバート）、ＡＤ変換などを含む所要の無線受信処理を施して、物理レイヤ処理部１３（パス検出部１３６ｃ）へ出力する機能とを具備するものである。

つまり、上記の物理レイヤ処理部１３及びＲＦ部１４は、前記車載機管理部１１及びＭＡＣ処理部１２により割り当てられた無線リソース（路車間通信用の周波数及び車車間通信用の周波数）の割当情報を共通シグナリングチャネルの信号により車載機２０へ送信する送信手段として機能する。

（車載機の構成）
一方、図３７に示す車載機も、例えば、車載機外部インタフェース部２１と、ＭＡＣ処理部２２と、物理レイヤ処理部２３と、ＲＦ部２４と、アンテナ２５とをそなえて構成される。

即ち、車載機外部インタフェース２１は、歩行者、車両等、無線端末を搭載する状況にもよるが、車両（車載機）の場合、速度情報等の車両情報を車載機外部から受信し、ＭＡＣ処理部２２へ通知する機能と、ＭＡＣ処理部２２から通知された他車載機２０の車両情報を車載機外部（例えばカーナビゲーションシステム等の車載機器）に通知する機能とを具備するものである。

ＭＡＣ処理部２２は、ＦＤＭＡ規格準拠のＭＡＣレイヤにおける信号処理機能を具備するもので、例えば、共通シグナリングチャネルの信号から自車載機２０の割り当て周波数と他車載機２０の割り当て周波数とを認識して物理レイヤ処理部２３に通知する機能を具備するものである。

物理レイヤ処理部２３は、ＦＤＭＡ規格準拠の物理レイヤにおける信号処理機能を具備するもので、送信機能として、例えば、共通シグナリングチャネル生成部２３１ｃと、データバースト生成部２３２ｃと、変調部２３４ｃと、多重処理部２３５ｃとをそなえて構成され、受信機能として、例えば、パス検出部２３６ｃと、共通シグナリングチャネル受信処理部２３８ｃと、データバースト受信処理部２３９ｃとをそなえて構成される。

ここで、送信機能において、共通シグナリングチャネル生成部２３１ｃは、路車間通信及び車車間通信に用いる周波数の割り当てを要求するリクエスト信号を含む共通シグナリングチャネルの信号を生成する機能を具備するものであり、データバースト生成部２３２ｃは、ＭＡＣ処理部２２にて路車間通信用及び車車間通信用にそれぞれＭＡＣ処理された個別チャネルの信号を生成する機能を具備するものである。

変調部２３４ｃは、ＭＡＣ処理部２２から指示された変調方式（ＱＰＳＫや１６ＱＡＭ等）で上記各生成部２３１ｃ，２３２ｃで生成された信号を変調（ＩＱマッピング）する機能を具備するものであり、多重処理部２３５ｃは、当該変調部２３４ｃからの変調信号を多重化（つまり周波数分割多重化）する機能を具備するものである。

一方、受信機能において、パス検出部２３６ｃは、ＲＦ部２４からの受信信号（ベースバンド信号）から共通シグナリングチャネルの周波数成分を検出してパスタイミングを検出（パスサーチ）する機能を具備するものであり、共通シグナリングチャネル受信処理部２３８ｃは、前記パスタイミングに従って前記共通シグナリングチャネルの受信処理を行なって同期確立処理及び割り当て周波数の設定を行なう機能を具備するものであり、データバースト受信処理部２３９ｃは、複数の周波数帯から復調された受信信号から個別チャネルに相当するデータバースト（前記設定された周波数の信号成分）を検出して受信処理する機能を具備するものである。

ＲＦ部２４は、物理レイヤ処理部２３（多重処理部２３５ｃ）からの信号（ディジタルベースバンド信号）について、ＤＡ変換やＲＦ信号への周波数変換（アップコンバート）、所要送信電力への増幅などを含む所要の無線送信処理を施して、アンテナ２５から路側機１０又は他車載機２０に向けて送信する機能と、当該アンテナ２５で受信された路側機１０又は他車載機２０からのＲＦ信号について、低雑音増幅やベースバンド信号への周波数変換（ダウンコンバート）、ＡＤ変換などを含む所要の無線受信処理を施して、物理レイヤ処理部２３（パス検出部２３６ｃ）へ出力する機能とを具備するものである

つまり、上記のＲＦ部２４及び物理レイヤ処理部２３は、前記割り当て要求（共通シグナリングチャネルの信号）に対して路側機１０で割り当てられた、路車間通信用の無線リソース（周波数）、及び、車車間通信用の無線リソース（周波数）の割当情報が含まれる共通シグナリングチャネルの信号を受信する割当情報受信手段として機能し、ＭＡＣ処理部２２は、当該割当情報により識別される路車間通信用の周波数を使用して路側機１０との路車間通信を行ない、当該割当情報により識別される車車間通信用の周波数を使用して他車載機２０との車車間通信を行なう通信制御手段としての機能を具備している。

（路車間通信及び車車間通信動作）
以下、上述のごとく構成された本実施形態の無線通信システムにおける路車間通信及び車車間通信の動作を、図３８に示すシーケンス図を参照しながら説明する。

即ち、路側機１０は、定期的に共通シグナリングチャネルの信号を送信し（ステップＳ２６１）、車載機２０は、当該共通シグナリングチャネルの信号を受信すると、その受信タイミングで無線フレームの同期を確立する（ステップＳ２６２）。同期確立後、車載機２０は、路側機１０に対して、路車間通信及び車車間通信に用いる周波数の割り当て要求を含む共通シグナリングチャネルの信号を送信する（ステップＳ２６３）。

路側機１０は、当該共通シグナリングチャネルの信号を受信することで車載機２０の存在を認識し、路車間通信用及び車車間通信用の周波数割り当て処理を実行し（ステップＳ２６４）、割り当てた周波数を共通シグナリングチャネルの信号にて車載機２０へ通知する（ステップＳ２６５，Ｓ２６６）。

車載機２０は、当該共通シグナリングチャネルの信号を受信することで、自車載機２０の路車間通信及び車車間通信のために割り当てられた周波数と、他車載機２０の路車間通信及び車車間通信のために割り当てられた周波数とをそれぞれ認識することができる（ステップＳ２６７，Ｓ２６８）。

車載機２０は、これらの割り当て周波数を認識した後、応答信号を路車間通信用の周波数の信号にて路側機１０へ送信するとともに、自車載機２０の車車間通信用の個別チャネルとして割り当てられた周波数にて自車両情報を送信する一方、他車載機２０に車車間通信用の個別チャネルとして割り当てられた周波数にて他車両情報を受信する。また、路側機１０とは路車間通信用に割り当られた周波数にて通信を行なう（ステップＳ２６９）。

以上のように、本例によれば、ＦＤＭＡ方式をベースとして、路側機１０が、路車間通信用の無線リソース（周波数）と、車車間通信用の無線リソース（周波数）との割り当てを集中的に管理し、車載機２０は、その割り当てに従って、路側機１０及び他車載機２０との通信を行なうので、既存のＦＤＭＡ方式のセルラーシステムの設備を適宜に利用することができ、システムコストの低減を図ることができる。

（Ｂ５）複合システムの場合
上述した実施形態及び各変形例から理解されるように、路車間通信については、周波数、時間、コード等の分割多重により他車載機との送信衝突を回避し、車車間通信についても、同じ分割多重方式により各車載機が互いの情報を通知しあうが、路車間通信と車車間通信とで異なる分割多重方式を適用してもよい。即ち、路車間通信は、既述のＯＦＤＭＡ方式、ＣＤＭＡ方式、ＴＤＭＡ方式、ＦＤＭＡ方式のいずれかによる通信とし、車車間通信は、これらの方式のうち路車間通信に適用した方式以外のいずれかの方式による通信とすることができる。

例えば図３９に示すように、路側機１０は図２４に示す構成とし、車載機２０は、図２５に示す構成を路車間通信機２０Ａとして、図２９に示す構成を車車間通信機２０Ｂとしてそれぞれそなえることで、路車間通信は図２６により前述したＯＦＤＭＡ方式での通信シーケンスをベースとして行ない、車車間通信は図３０により前述したＣＤＭＡ方式での通信シーケンスをベースとして行なうことが可能となる。

即ち、この場合の路車間通信及び車車間通信は、図４０に示すシーケンス図に従って行なうことができる。

路側機１０は、図４及び図２３に示した無線フレームフォーマットで定期的にプリアンブル信号を送信し（ステップＳ２２１）、車載機２０は、当該プリアンブル信号を受信すると、その受信タイミングで無線フレームの同期を確立する（ステップＳ２２２）。同期確立後、車載機２０は、路側機１０に対してレンジング信号を送信する（ステップＳ２２３）。

路側機１０は、当該レンジング信号を受信することで車載機２０の存在を認識し、路車間通信用のＵＬ及びＤＬの通信領域（路車間通信領域）と、車車間通信領域（ＴＳ）との割り当て処理を実行し（ステップＳ２２４）、割り当てた各通信領域をブロードキャスト信号（路車間通信領域はDL_MAP及びUL_MAP、車車間通信領域はDL_MAP）にて通知する（ステップＳ２２５，Ｓ２２６）。

車載機２０は、当該ブロードキャスト信号を受信することで、前記路車間通信領域と、自車載機２０に割り当てられた車車間通信領域（自車載機送信領域）と、他車載機２０に割り当てられた車車間通信領域（他車載機送信領域）とを認識することができる（ステップＳ２２７，Ｓ２２８）。

その後、路側機１０は、路車間通信用に割り当てたＤＬバーストにて車車間通信用のコード＃ｉを車載機２０に通知し（ステップＳ２７１）、車載機２０は、当該ＤＬバーストを受信処理することにより自車載機２０及び他車載機２０に割り当てられたコード＃ｉ，＃ｊをそれぞれ認識し（ステップＳ２７２）、応答信号を路車間通信用に割り当てられたＵＬバーストにて路側機１０に送信する（ステップＳ２７３）。

路側機１０は、当該ＵＬバーストを受信することにより、領域（バースト）割当及びコード割当が成功したことを確認する（ステップＳ２７４）。

そして、各車載機２０は、ＯＦＤＭＡフレームにより路側機１０との時間同期が確立されているので、本タイミングを利用し、自車載機２０に割り当てられたコード＃ｉで自車両情報を拡散処理して送信し、他車載機２０に割り当てられたコード＃ｊで他車載機２０の車両情報を逆拡散処理して受信する（ステップＳ２７５，Ｓ２７６）。

このように、路車間通信と車車間通信とで異なる通信方式を適用可能とすることで、周波数の利用状況や伝搬環境に応じた最適な通信方式を路車間及び車車間のそれぞれに適用することができ、既存セルラーシステムの設備を適宜に利用して柔軟なシステム構築を実現することができる。

〔Ｃ〕その他
なお、上述した各実施形態では、無線基地局１０がいずれも道路上の信号機等に設置され、無線端末２０が道路上の車両に設置された、ＩＴＳを前提としているが、無線基地局１０、無線端末２０の設置箇所は適宜変更可能である。

例えば、交通システムの一つとして鉄道網を想定した場合には、無線基地局１０を遮断機の信号機に設置し、無線端末２０を鉄道車両に設置して、鉄道車両に各地遮断機の情報やその周辺の状況に関する情報を提供したり、鉄道車両間で運行速度等の車両情報を互いに通知し合うサービスを実現することもできる。
以上の実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
〔Ｄ〕付記
（付記１）
路側機としての無線基地局と、車載機としての複数の無線端末とをそなえた交通システムにおける無線通信方法であって、
前記車載機は、
前記路側機へ無線リソースの割り当て要求を送信し、
前記路側機は、
前記割り当て要求を受信すると、前記車載機との間の路車間通信用の無線リソースである路車間リソース、及び、前記車載機どうしの車車間通信用の無線リソースである車車間リソースを割り当てて、その割当情報を前記車載機へ送信し、
前記車載機は、
前記路側機から受信した前記割当情報により識別される前記路車間リソースを使用して前記路側機との路車間通信を行ない、当該割当情報により識別される前記車車間リソースを使用して他車載機との車車間通信を行なうことを特徴とする、交通システムにおける無線通信方法。
（付記２）
前記無線リソースが、周波数と時間とで規定される通信領域であり、
前記路側機から前記車載機へのダウンリンクの路車間通信領域と、前記車載機から前記路側機へのアップリンクの路車間通信領域と、前記車車間通信用の通信領域とが時分割多重されていることを特徴とする、付記１記載の交通システムにおける無線通信方法。
（付記３）
前記ダウンリンクの路車間通信領域が、互いに通信エリアの重複する複数の路側機に対して周波数分割多重あるいは時分割多重されていることを特徴とする、付記２記載の交通システムにおける無線通信方法。
（付記４）
前記ダウンリンクの路車間通信領域及び前記アップリンクの路車間通信領域が、複数の前記路側機の通信エリアをそれぞれ複数のセクタに分割したときの他の路側機との重複セクタに対して周波数分割多重されていることを特徴とする、付記２記載の交通システムにおける無線通信方法。
（付記５）
前記ダウンリンクの路車間通信領域が、前記路側機の通信エリア内に位置し互いに通信エリアの重複する他の複数路側機に対してさらに周波数分割多重あるいは時分割多重されていることを特徴とする、付記４記載の交通システムにおける無線通信方法。
（付記６）
前記車載機は、
前記割当情報に基づいて、自車載機の情報送信に用いる車車間リソースである自車載機リソースと、他車載機が情報送信に用いる車車間リソースである他車載機リソースとをそれぞれ認識し、
前記自車載機リソースを使用して自車載機の情報送信を行ない、前記他車載機リソースを使用して他車載機が送信した情報の受信を行なうことを特徴とする、付記１記載の交通システムにおける無線通信方法。
（付記７）
前記無線リソースが、ＣＤＭＡ方式におけるチャネライゼーションコード、ＴＤＭＡ方式におけるタイムスロット、ＦＤＭＡ方式におけるチャネル周波数のいずれかであることを特徴とする、付記１記載の交通システムにおける無線通信方法。
（付記８）
前記路車間リソースとして割り当てられる無線リソースが、ＯＦＤＭＡ方式における周波数と時間とで規定される通信領域、ＣＤＭＡ方式におけるチャネライゼーションコード、ＴＤＭＡ方式におけるタイムスロット、ＦＤＭＡ方式におけるチャネル周波数のいずれかであり、
前記車車間リソースが、当該各方式の無線リソースのうち前記路車間リソースとして割り当てられた方式以外の方式における無線リソースであることを特徴とする、付記１記載の交通システムにおける無線通信方法。
（付記９）
路側機としての無線基地局と、車載機としての複数の無線端末とをそなえた交通システムにおける前記無線基地局であって、
前記車載機から無線リソースの割り当て要求を受信すると、前記車載機との間の路車間通信用の無線リソースである路車間リソース、及び、前記車載機どうしの車車間通信用の無線リソースである車車間リソースをそれぞれ割り当てる無線リソース割当手段と、
前記無線リソース割当手段で割り当てた無線リソースの割当情報を前記車載機へ送信する送信手段と
をそなえたことを特徴とする、交通システムにおける無線基地局。
（付記１０）
前記無線リソース割当手段は、
前記無線リソースとして、周波数と時間とで規定される通信領域であって、前記車載機へのダウンリンクの路車間通信領域と、前記車載機からのアップリンクの路車間通信領域と、前記車車間通信用の通信領域とを時分割多重により割り当てることを特徴とする、付記９記載の交通システムにおける無線基地局。
（付記１１）
前記無線リソース割当手段は、
前記ダウンリンクの路車間通信領域として、互いに通信エリアの重複する複数の路側機に対して周波数分割多重あるいは時分割多重された通信領域のいずれかを割り当てることを特徴とする、付記１０記載の交通システムにおける無線基地局。
（付記１２）
前記無線リソース割当手段は、
前記ダウンリンクの路車間通信領域及び前記アップリンクの路車間通信領域として、複数の前記路側機の通信エリアをそれぞれ複数のセクタに分割したときの他の路側機との重複セクタに対して周波数分割多重された通信領域のいずれかを割り当てることを特徴とする、付記１０記載の交通システムにおける無線基地局。
（付記１３）
前記無線リソース割当手段は、
前記ダウンリンクの路車間通信領域として、前記路側機の通信エリア内に位置し互いに通信エリアの重複する他の複数路側機に対してさらに周波数分割多重あるいは時分割多重された通信領域のいずれかを割り当てることを特徴とする、付記１２記載の交通システムにおける無線基地局。
（付記１４）
前記無線リソース割当手段は、
前記無線リソースとして、ＣＤＭＡ方式におけるチャネライゼーションコード、ＴＤＭＡ方式におけるタイムスロット、ＦＤＭＡ方式におけるチャネル周波数のいずれかを割り当てることを特徴とする、付記９記載の交通システムにおける無線基地局。
（付記１５）
前記無線リソース割当手段は、
前記路車間リソースとして、ＯＦＤＭＡ方式における周波数と時間とで規定される通信領域、ＣＤＭＡ方式におけるチャネライゼーションコード、ＴＤＭＡ方式におけるタイムスロット、ＦＤＭＡ方式におけるチャネル周波数のいずれかを割り当て、前記車車間リソースとして、前記路車間リソースとして割り当てられた方式以外の方式における無線リソースを割り当てることを特徴とする、付記９記載の交通システムにおける無線基地局。
（付記１６）
路側機としての無線基地局と、車載機としての複数の無線端末とをそなえた交通システムにおける前記無線端末であって、
前記路側機へ無線リソースの割り当て要求を送信する送信手段と、
前記割り当て要求に対して前記路側機で決定された、前記車載機との間の路車間通信用の無線リソースである路車間リソース、及び、前記車載機どうしの車車間通信用の無線リソースである車車間リソースの割当情報を受信する割当情報受信手段と、
当該割当情報により識別される前記路車間リソースを使用して前記路側機との路車間通信を行ない、当該割当情報により識別される前記車車間リソースを使用して他車載機との車車間通信を行なう通信制御手段と
をそなえたことを特徴とする、交通システムにおける無線端末。
（付記１７）
前記通信制御手段は、
前記割当情報に基づいて、自車載機の情報送信に用いる車車間リソースである自車載機リソースと、他車載機が情報送信に用いる車車間リソースである他車載機リソースとをそれぞれ認識し、前記自車載機リソースを使用して自車載機の情報送信を行ない、前記他車載機リソースを使用して他車載機が送信した情報の受信を行なうことを特徴とする、付記１６記載の交通システムにおける無線端末。

以上詳述したように、本発明によれば、路側機（無線基地局）が、路車間及び車車間の各通信用の無線リソースの割り当てを集中的に行ない、車載機は、その割り当てに従って、路側機及び他車載機との通信を行なうので、無線リソースの利用効率の高い路車間通信及び車車間通信を、「隠れ端末問題」を回避しつつ実現することができる。したがって、無線通信技術分野、特に、ＩＴＳを実現する技術として極めて有用と考えられる。

Claims (5)

1. 路側機としての無線基地局と、車載機としての複数の無線端末とをそなえた交通システムにおける無線通信方法であって、
   前記車載機は、
   前記路側機へ無線リソースの割り当て要求を送信し、
   前記路側機は、
   前記割り当て要求を受信すると、前記車載機との間の路車間通信用の無線リソースである路車間リソース、及び、前記車載機どうしの車車間通信用の無線リソースである車車間リソースを割り当てて、その割当情報を前記車載機へ送信し、
   前記車載機は、
   前記路側機から受信した前記割当情報により識別される前記路車間リソースを使用して前記路側機との路車間通信を行ない、当該割当情報により識別される前記車車間リソースを使用して他車載機との車車間通信を行なうことを特徴とする、交通システムにおける無線通信方法。
2. 路側機としての無線基地局と、車載機としての複数の無線端末とをそなえた交通システムにおける前記無線基地局であって、
   前記車載機から無線リソースの割り当て要求を受信すると、前記車載機との間の路車間通信用の無線リソースである路車間リソース、及び、前記車載機どうしの車車間通信用の無線リソースである車車間リソースをそれぞれ割り当てる無線リソース割当手段と、
   前記無線リソース割当手段で割り当てた無線リソースの割当情報を前記車載機へ送信する送信手段と
   をそなえたことを特徴とする、交通システムにおける無線基地局。
3. 前記無線リソース割当手段は、
   前記無線リソースとして、周波数と時間とで規定される通信領域であって、前記車載機へのダウンリンクの路車間通信領域と、前記車載機からのアップリンクの路車間通信領域と、前記車車間通信用の通信領域とを時分割多重により割り当てることを特徴とする、請求項２記載の交通システムにおける無線基地局。
4. 路側機としての無線基地局と、車載機としての複数の無線端末とをそなえた交通システムにおける前記無線端末であって、
   前記路側機へ無線リソースの割り当て要求を送信する送信手段と、
   前記割り当て要求に対して前記路側機で決定された、前記車載機との間の路車間通信用の無線リソースである路車間リソース、及び、前記車載機どうしの車車間通信用の無線リソースである車車間リソースの割当情報を受信する割当情報受信手段と、
   当該割当情報により識別される前記路車間リソースを使用して前記路側機との路車間通信を行ない、当該割当情報により識別される前記車車間リソースを使用して他車載機との車車間通信を行なう通信制御手段と
   をそなえたことを特徴とする、交通システムにおける無線端末。
5. 前記通信制御手段は、
   前記割当情報に基づいて、自車載機の情報送信に用いる車車間リソースである自車載機リソースと、他車載機が情報送信に用いる車車間リソースである他車載機リソースとをそれぞれ認識し、前記自車載機リソースを使用して自車載機の情報送信を行ない、前記他車載機リソースを使用して他車載機が送信した情報の受信を行なうことを特徴とする、請求項４記載の交通システムにおける無線端末。

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