JP5181901B2 - Communications system - Google Patents
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Description
本発明は、移動無線通信装置に対して通信が可能な路側無線通信装置を有する通信システムに関するものである。 The present invention relates to a communication system having a roadside wireless communication device capable of communicating with a mobile wireless communication device.
近年、交通安全の促進や交通事故の防止などを目的として、路上等に設置されたインフラ装置（路側無線通信装置）から車載機などの移動無線通信装置へ情報を送信し、当該情報を活用することで、車両の安全性を向上させたり、利便性を向上させたりするシステムが検討されている。 In recent years, for the purpose of promoting traffic safety and preventing traffic accidents, information is transmitted from infrastructure devices (roadside wireless communication devices) installed on the road etc. to mobile wireless communication devices such as in-vehicle devices and utilized. Therefore, a system for improving the safety of a vehicle or improving convenience has been studied.
そのようなシステムとして、特許文献１には、交差点に設置された無線送信装置から信号機の情報を車両に送信し、車両がその情報を活用して、ブレーキ制御を行うものが開示されている。
さて、上記のような通信システムでは、路側無線通信装置が、車載無線通信装置に対して、交通情報などの情報を送信する場合、同報通信（１対多通信）が必要となる。
同報通信は、全車両に同じ情報を送信したい場合等に用いられる。このため、同報通信では、路側無線通信装置からの送信情報の送信対象となる車載無線通信装置は、特に限定されるわけではなく、図１７に示すように、路側無線通信装置１００が通信をカバーするエリア内にある全ての車載無線通信装置に対して交通情報などを送信する必要がある。
In the communication system as described above, when the roadside wireless communication device transmits information such as traffic information to the in-vehicle wireless communication device, broadcast communication (one-to-many communication) is required.
Broadcast communication is used when it is desired to transmit the same information to all vehicles. Therefore, in the broadcast communication, the in-vehicle wireless communication device that is the transmission target of the transmission information from the roadside wireless communication device is not particularly limited, and the roadside wireless communication device 100 performs communication as shown in FIG. It is necessary to transmit traffic information and the like to all in-vehicle wireless communication devices in the covered area.
ここで、ある無線通信装置が、通信エリア内の多数の他の無線通信装置に対して、１対多の同報通信を行う場合、同報通信を行う無線通信装置のアンテナは、通信エリア内の任意の位置にある無線通信装置に送信できるように、無指向性アンテナであることが要求される。 Here, when a certain wireless communication device performs one-to-many broadcast communication to many other wireless communication devices in the communication area, the antenna of the wireless communication device that performs the broadcast communication is within the communication area. It is required that the antenna be an omnidirectional antenna so that it can be transmitted to a wireless communication device at an arbitrary position.
しかし、ＩＴＳのような通信システムでは、交差点毎に、路側無線通信装置を設置することが必要である。この場合、比較的間隔の狭い２つの交差点に設置された路側無線通信装置それぞれが無指向性アンテナで同報通信を行うと、路側無線通信装置間で干渉が生じるおそれがある。 However, in a communication system such as ITS, it is necessary to install a roadside wireless communication device at each intersection. In this case, if each roadside wireless communication device installed at two intersections with relatively small intervals performs broadcast communication with an omnidirectional antenna, interference may occur between the roadside wireless communication devices.
特に、ＩＴＳのような通信システムでは、図１８に示すように、碁盤の目状に形成された道路の交差点毎に路側無線通信装置を設置することが必要な場合がある。
図１８の場合、ある路側無線通信装置１００ａには、８個の路側無線通信装置１００ｂ〜１００ｉが近接することなり、これらの間で干渉するおそれがある。しかも、路側無線通信装置１００ａからの電波が、８個の路側無線通信装置１００ｂ〜１００ｉよりも更に遠くまで届く場合、更に多くの路側無線通信装置間で干渉が生じるおそれがある。
In particular, in a communication system such as ITS, as shown in FIG. 18, it may be necessary to install a roadside wireless communication device at each intersection of roads formed in a grid pattern.
In the case of FIG. 18, eight roadside wireless communication devices 100 b to 100 i are close to a certain roadside wireless communication device 100 a, and there is a possibility of interference between them. In addition, when the radio waves from the roadside wireless communication device 100a reach farther than the eight roadside wireless communication devices 100b to 100i, there is a possibility that interference may occur between more roadside wireless communication devices.
ここで、路側無線通信装置間での干渉を回避するには、時分割多重方式にて、各路側無線通信装置に異なる時間帯（タイムスロット）を割り当て、各路側無線通信装置は、割り当てられたタイムスロットにて、通信を行うことが考えられる。
しかし、上記のような時分割多重方式では、干渉するおそれがある路側無線通信装置の数に応じた時分割数（タイムスロット数）が必要となる。
このため、図１８に示すように、干渉するおそれがある路側無線通信装置が多数存在する場合には、時分割数（タイムスロット数）が多くなり、各路側無線通信装置に割り当てられる時間が少なくなる。この結果、通信効率が低下する。
Here, in order to avoid interference between roadside wireless communication devices, a different time zone (time slot) is assigned to each roadside wireless communication device in time division multiplexing, and each roadside wireless communication device is assigned. It is conceivable to perform communication in a time slot.
However, in the time division multiplexing method as described above, the number of time divisions (the number of time slots) corresponding to the number of roadside wireless communication devices that may interfere with each other is required.
For this reason, as shown in FIG. 18, when there are many roadside wireless communication devices that may interfere, the number of time divisions (number of time slots) increases, and the time allocated to each roadside wireless communication device decreases. Become. As a result, communication efficiency decreases.
そこで、本発明は、移動無線通信装置に対する同報通信のための情報を送信可能な路側無線通信装置を備えた通信システムにおいて、路側無線通信装置間の干渉を抑制することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to suppress interference between roadside wireless communication devices in a communication system including a roadside wireless communication device capable of transmitting information for broadcast communication to a mobile wireless communication device.
本発明は、移動無線通信装置に対する同報通信のための情報を送信可能なアンテナ部を有する路側無線通信装置を備えた通信システムであって、前記路側無線通信装置は、交差点に設置され、前記アンテナ部は、前記交差点に接続された複数の道路方向に沿った指向性を持つように複数の指向性アンテナを備えることを特徴とする通信システムである（請求項１）。 The present invention is a communication system including a roadside wireless communication device having an antenna unit capable of transmitting information for broadcast communication to a mobile wireless communication device, wherein the roadside wireless communication device is installed at an intersection, The antenna unit is a communication system including a plurality of directional antennas so as to have directivity along a plurality of road directions connected to the intersection (Claim 1).
上記本発明によれば、アンテナ部が交差点に接続された複数の道路方向に沿って指向性を持ち、不要な方向への指向性を持たないため、無指向性アンテナに比べて、干渉するおそれを低減することができる。
なお、例えば、２つの直路が直交する交差点の場合、「道路方向」は４つあることになる。ただし、指向性を持たせる方向は、交差点に接続された全道路の方向でなくてもよく、複数の道路方向であれば足りる。
また、移動無線通信装置は、移動できる無線通信装置であればよく、例えば、車両に搭載されている無線通信装置（車載無線通信装置）であっても良いし、歩行者が携帯している通信装置（携帯型無線通信装置）であってもよい。
According to the present invention, since the antenna unit has directivity along a plurality of road directions connected to the intersection and does not have directivity in an unnecessary direction, there is a risk of interference compared to an omnidirectional antenna. Can be reduced.
For example, in the case of an intersection where two straight roads are orthogonal, there are four “road directions”. However, the direction for providing directivity does not have to be the direction of all roads connected to the intersection, and may be a plurality of road directions.
The mobile wireless communication device may be any wireless communication device that can move, and may be, for example, a wireless communication device (on-vehicle wireless communication device) mounted on a vehicle, or communication carried by a pedestrian. It may be a device (portable wireless communication device).
前記路側無線通信装置は、複数の交差点に設置されており、各路側無線通信装置は、隣接する交差点に設置された他の路側無線通信装置とは異なる時間帯が割り当てられる時分割多重によって通信を行うように構成され、各路側無線通信装置は、前記時分割多重によって割り当てられた時間帯において、前記複数の指向性アンテナが指向する全ての道路方向に対する送信を行うのが好ましい（請求項２）。 The roadside wireless communication devices are installed at a plurality of intersections, and each roadside wireless communication device communicates by time division multiplexing in which a different time zone is assigned from other roadside wireless communication devices installed at adjacent intersections. Preferably, each roadside wireless communication apparatus performs transmission for all road directions directed by the plurality of directional antennas in a time zone assigned by the time division multiplexing (claim 2). .
この場合、隣接する路側無線通信装置間で割り当て時間帯が異なるため、干渉を防止できる。また、各路側無線通信装置に割り当てられた時間帯内で、複数の指向性アンテナが指向する全ての道路方向に対する送信が行われるため、全ての道路方向への情報送信の同時性が高い。 In this case, since the allocated time zone differs between adjacent roadside wireless communication apparatuses, interference can be prevented. In addition, since transmission is performed in all road directions directed by a plurality of directional antennas within a time zone assigned to each roadside wireless communication device, the information transmission in all road directions is highly synchronized.
時分割数をＮとした場合、同じ時間帯で通信を行う路側無線通信装置が、Ｎ個の交差点毎に設置されているのが好ましい（請求項３）。
この場合、同じ時間帯で通信を行う路側無線通信装置間の距離（干渉距離）を、Ｎ個の交差点分の距離ほど離すことができる。つまり、干渉距離を大きくして、干渉を生じにくくすることができる。しかも、時分割数をさほど大きくしなくても、干渉距離を大きくとることが可能である。
また、時分割数Ｎに応じた数であるＮ個の交差点毎に路側無線通信装置を設置することで、全ての路側無線通信装置の干渉距離を最も長くすることができる。
When the number of time divisions is N, it is preferable that a roadside wireless communication apparatus that performs communication in the same time zone is installed at every N intersections (claim 3).
In this case, the distance (interference distance) between the roadside wireless communication apparatuses that perform communication in the same time zone can be separated by a distance corresponding to N intersections. That is, the interference distance can be increased to make it difficult for interference to occur. Moreover, the interference distance can be increased without increasing the number of time divisions.
Further, by installing a roadside wireless communication device at each of N intersections, which is a number corresponding to the number N of time divisions, the interference distance of all roadside wireless communication devices can be maximized.
前記路側無線通信装置は、複数の交差点に設置されており、前記路側無線通信装置は、前記複数の指向性アンテナが指向する複数の道路方向それぞれに対し、別々の時間帯が割り当てられる時分割多重によって通信を行うように構成され、互いに隣接する交差点それぞれに設置された各路側無線通信装置において、互いに対向する道路方向には、異なる時間帯が割り当てられているのが好ましい（請求項４）。 The roadside wireless communication device is installed at a plurality of intersections, and the roadside wireless communication device is time-division multiplexed in which different time zones are assigned to each of a plurality of road directions directed by the plurality of directional antennas. It is preferable that different time zones are assigned to road directions facing each other in each roadside wireless communication device configured to perform communication according to the above and installed at each of the intersections adjacent to each other (claim 4).
この場合、各路側無線通信装置の複数の指向性アンテナが指向する複数の道路方向それぞれについて、別々の時間帯を割り当てることができる。しかも、対向する道路方向については、異なる時間帯が割り当てられているため、隣接する路側無線通信装置間の干渉を防止できる。
なお、複数の道路方向それぞれについて、別々の時間帯が割り当てられるため、それぞれの道路方向に対して、異なる情報を送信することも簡単に実現できる。
In this case, different time zones can be assigned to each of a plurality of road directions directed by a plurality of directional antennas of each roadside wireless communication device. In addition, since different time zones are assigned to the opposite road directions, interference between adjacent roadside wireless communication devices can be prevented.
In addition, since different time zones are assigned to each of a plurality of road directions, it is possible to easily implement different information for each road direction.
互いに隣接する交差点それぞれに設置された各路側無線通信装置において、同じ方位となる道路方向には、異なる時間帯が割り当てられているのが好ましい（請求項５）。
この場合、移動無線通信装置からみて、同じ方向から電波が到来する可能性を低くでき、干渉を低減することができる。
In each roadside wireless communication device installed at each of the intersections adjacent to each other, it is preferable that different time zones are assigned to the road directions having the same direction (claim 5).
In this case, as viewed from the mobile radio communication apparatus, the possibility of radio waves coming from the same direction can be reduced, and interference can be reduced.
前記路側無線通信装置は、複数の交差点に設置されており、前記路側無線通信装置は、一の道路方向とその反対方向である他の道路方向とに対しては同じ時間帯が割り当てられ、前記一の道路方向及び前記他の道路方向に対して交差する道路方向には異なる時間帯が割り当てられる時分割多重によって通信を行うように構成され、互いに隣接する交差点それぞれに設置された各路側無線通信装置において、互いに対向する道路方向には、異なる時間帯が割り当てられているのが好ましい（請求項６）。 The roadside wireless communication device is installed at a plurality of intersections, and the roadside wireless communication device is assigned the same time zone for one road direction and the other road direction that is the opposite direction, Each roadside wireless communication system configured to perform communication by time division multiplexing in which different time zones are assigned to a road direction intersecting one road direction and the other road direction, and installed at each intersection adjacent to each other. In the apparatus, it is preferable that different time zones are assigned to road directions facing each other.
この場合、前記一の道路方向及び前記他の道路方向に対して交差する道路方向には異なる時間帯が割り当てられるため、道路方向に応じて異なる情報を送りたい場合に好適である。しかも、対向する道路方向については、異なる時間帯が割り当てられているため、隣接する路側無線通信装置間の干渉を防止できる。 In this case, since different time zones are assigned to the road directions intersecting with the one road direction and the other road directions, it is preferable when different information is to be sent according to the road direction. In addition, since different time zones are assigned to the opposite road directions, interference between adjacent roadside wireless communication devices can be prevented.
時分割数をＮとした場合、同じ方位の道路方向に対して同じ時間帯が割り当てられた路側無線通信装置が、Ｎ個の交差点毎に設置されているのが好ましい（請求項７）。
この場合、同じ時間帯で通信を行う路側無線通信装置間の距離（干渉距離）を、Ｎ個の交差点分の距離ほど離すことができる。つまり、干渉距離を大きくして、干渉を生じにくくすることができる。
また、時分割数Ｎに応じた数であるＮ個の交差点毎に路側無線通信装置を設置することで、全ての路側無線通信装置の干渉距離を最も長くすることができる。
When the number of time divisions is N, it is preferable that a roadside wireless communication device in which the same time zone is assigned to the road direction in the same direction is installed at every N intersections (Claim 7).
In this case, the distance (interference distance) between the roadside wireless communication apparatuses that perform communication in the same time zone can be separated by a distance corresponding to N intersections. That is, the interference distance can be increased to make it difficult for interference to occur.
Further, by installing a roadside wireless communication device at each of N intersections, which is a number corresponding to the number N of time divisions, the interference distance of all roadside wireless communication devices can be maximized.
情報の受信が、前記複数の指向性アンテナのうちいずれの指向性アンテナで行われたのかによって、受信した情報の送信源の方向を判定する判定部を備えているのが好ましい（請求項８）。
無指向性アンテナの場合、受信した情報の送信源の方向を特定するのは困難であるが、上記の場合、送信源の方向を容易に判定することができる。
Preferably, the information processing apparatus includes a determination unit that determines a direction of a transmission source of the received information depending on which one of the plurality of directional antennas is used to receive the information. .
In the case of an omnidirectional antenna, it is difficult to specify the direction of the transmission source of received information, but in the above case, the direction of the transmission source can be easily determined.
前記アンテナ部は、他の路側無線通信装置との間で行われる路路間通信用のアンテナも兼ねているのが好ましい。路路間通信は、指向性制御となるため、路車間通信と路路間通信でアンテナを兼用することができる（請求項９）。 It is preferable that the antenna unit also serves as an antenna for roadside communication performed with another roadside wireless communication device. Since the road-to-road communication is directivity control, the road-to-vehicle communication and the road-to-road communication can be used as an antenna (claim 9).
本発明によれば、移動無線通信装置に対する同報通信のための情報を送信可能な路側無線通信装置を備えた通信システムにおいて、路側無線通信装置間の干渉を抑制することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the interference between roadside radio | wireless communication apparatuses can be suppressed in the communication system provided with the roadside radio | wireless communication apparatus which can transmit the information for the broadcast communication with respect to a mobile radio | wireless communication apparatus.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明を採用した通信システムを示している。この通信システムは、複数の路側無線通信装置（以下、「路側機」という）１を有している。
ここで、本実施形態の通信システムが使用する周波数は、２．４ＧＨｚ帯、５．８ＧＨｚ帯、又は７２０ＭＨｚ帯である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a communication system employing the present invention. This communication system includes a plurality of roadside wireless communication devices (hereinafter referred to as “roadside machines”) 1.
Here, the frequency used by the communication system of the present embodiment is a 2.4 GHz band, a 5.8 GHz band, or a 720 MHz band.
路側機１は、交差点（交差点の近傍を含む）Ｊに設置されており、車両５に搭載された車載無線通信装置（以下、「車載機」という）２との間で通信が可能である。なお、路側機１と車載器２との間の通信を「路車間通信」というものとする。
また、路側機１は、他の路側機との間での通信も可能であり、路側機１同士で情報を交換することが可能となっている。なお、路側機１同士の通信を「路路間通信」というものとする。
The roadside device 1 is installed at an intersection J (including the vicinity of the intersection) J, and can communicate with an in-vehicle wireless communication device (hereinafter referred to as “in-vehicle device”) 2 mounted on the vehicle 5. Note that communication between the roadside device 1 and the vehicle-mounted device 2 is referred to as “road-to-vehicle communication”.
Moreover, the roadside machine 1 can also communicate with other roadside machines, and the roadside machines 1 can exchange information with each other. The communication between the roadside devices 1 is referred to as “roadside communication”.
本実施形態では、道路構造の例として、南北方向の複数の道路と、東西方向の複数の道路が交差した碁盤目構造を想定する。したがって、一つの交差点Ｊには、東西南北の４方位から４本の道路ＲＥ，ＲＷ，ＲＮ，ＲＳが流入するように接続されている。
さらに、各交差点Ｊには、４本の各道路ＲＥ，ＲＷ，ＲＮ，ＲＳ用に４つ（複数）の交通信号灯器２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄが設置されている。
また、各交差点の角には、ビル等の障害物があるものとする。
なお、道路構造は、上記に限定されるものではない。
In the present embodiment, as an example of the road structure, a grid structure in which a plurality of roads in the north-south direction and a plurality of roads in the east-west direction intersect is assumed. Accordingly, four roads RE, RW, RN, and RS are connected to one intersection J from four directions of east, west, north, and south.
Furthermore, at each intersection J, four (plural) traffic signal lamps 20a, 20b, 20c, and 20d are installed for each of the four roads RE, RW, RN, and RS.
In addition, it is assumed that there are obstacles such as buildings at the corners of each intersection.
The road structure is not limited to the above.
図２にも示すように、路側機１は、通信装置本体１０と、本体１０に接続されたアンテナ部１１と、を有している。通信装置本体１０は、無線部（送受信部）１２と、通信に関する制御を行う制御部１３と、を有している。
路側機１は、時分割多重方式によって通信を行うものである。このため、制御部１３は、時分割スロットの管理を行う。なお、スロットの管理は、無線部１２が行っても良い。
また、路側機１は、車載機２に対する同報通信（１対多通信）が可能であり、交通情報などを、近辺にある車載機２に対して一斉に送信することができる。
As shown also in FIG. 2, the roadside device 1 includes a communication device main body 10 and an antenna unit 11 connected to the main body 10. The communication apparatus body 10 includes a wireless unit (transmission / reception unit) 12 and a control unit 13 that performs control related to communication.
The roadside machine 1 performs communication by a time division multiplexing method. Therefore, the control unit 13 manages time division slots. Note that the radio unit 12 may manage the slots.
Further, the roadside device 1 can perform broadcast communication (one-to-many communication) with respect to the vehicle-mounted device 2 and can transmit traffic information and the like to the vehicle-mounted devices 2 in the vicinity at the same time.
また、路側機１の制御部１３は、情報の受信を、複数の指向性アンテナのうちいずれの指向性アンテナで行われたのかによって、受信した情報の送信源の方向を判定する判定部としての機能を有している。 In addition, the control unit 13 of the roadside machine 1 serves as a determination unit that determines the direction of the transmission source of the received information depending on which directional antenna is used to receive the information. It has a function.
本実施形態において、路側機１のアンテナ部１１は、路車間通信だけでなく、路路間通信にも用いられる。
路路間通信では、通信相手となる路側機１を特定して行われるため、アンテナに指向性を持たせることが望ましい。しかし、路車間通信に無指向性アンテナを用いると、路路間通信用アンテナと路車間通信用アンテナとを別々に設ける必要がある。
これに対し、本実施形態では、路車間通信も指向性アンテナで行い、しかも、指向性アンテナが指向する方向は、必然的に他の路側機１の方向となる。この結果、路路間通信と路車間通信とにおいてアンテナを共用できる。
また、後述のように、時分割のスロットが割り当てられた場合、同一スロットにおいて、路路用のデータと路車間のデータとを共に送信することも可能となる。
In the present embodiment, the antenna unit 11 of the roadside machine 1 is used not only for road-to-vehicle communication but also for road-to-road communication.
In road-to-road communication, since the roadside device 1 that is a communication partner is specified, it is desirable to give the antenna directivity. However, when an omnidirectional antenna is used for road-to-vehicle communication, it is necessary to provide a road-to-road communication antenna and a road-to-vehicle communication antenna separately.
On the other hand, in this embodiment, road-to-vehicle communication is also performed with a directional antenna, and the direction in which the directional antenna is directed is necessarily the direction of the other roadside device 1. As a result, the antenna can be shared in road-to-road communication and road-to-vehicle communication.
As will be described later, when time-division slots are assigned, it is possible to transmit both road data and road-to-vehicle data in the same slot.
車載機２は、通信装置本体２０と、本体２０に接続された無指向性アンテナ２１とを、有している。通信装置本体２０は、路側機１の本体１０と同様に、無線部２２と制御部１３とを有している。車載機２は、路側機１との通信の他、車載機同士の通信（車車間通信）が可能である。
なお、車載機２のアンテナ２１は、無指向性であるため、路側機１や他の車載機２がいずれの方向にあっても電波を受信することができる。
The in-vehicle device 2 includes a communication device main body 20 and an omnidirectional antenna 21 connected to the main body 20. Similar to the main body 10 of the roadside machine 1, the communication device main body 20 includes a wireless unit 22 and a control unit 13. The in-vehicle device 2 can communicate with the in-vehicle devices (inter-vehicle communication) in addition to the communication with the roadside device 1.
In addition, since the antenna 21 of the vehicle-mounted device 2 is omnidirectional, it can receive radio waves regardless of the direction of the roadside device 1 or another vehicle-mounted device 2.
一方、路側機１のアンテナ部１１は、交差点Ｊに接続された道路ＲＥ，ＲＷ，ＲＮ，ＲＳの数に対応した複数（４本）の指向性アンテナ１１ａを有している。
なお、一つの路側機１が有する指向性アンテナ１１ａの数は、当該路側機１が設置される交差点Ｊに接続された道路ＲＥ，ＲＷ，ＲＮ，ＲＳの数よりも少なくても良い。
On the other hand, the antenna unit 11 of the roadside machine 1 has a plurality (four) of directional antennas 11a corresponding to the number of roads RE, RW, RN, and RS connected to the intersection J.
Note that the number of directional antennas 11a included in one roadside device 1 may be smaller than the number of roads RE, RW, RN, and RS connected to the intersection J where the roadside device 1 is installed.
図２において、路側機１の複数の指向性アンテナ１１ａは、共通の無線部１２に接続されている。図１に示すように、４本の指向性アンテナ１１ａは、交差点Ｊに設置された４個の交通信号灯器２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄにそれぞれ設けられている。 In FIG. 2, the plurality of directional antennas 11 a of the roadside machine 1 are connected to a common radio unit 12. As shown in FIG. 1, the four directional antennas 11a are respectively provided in the four traffic signal lamps 20a, 20b, 20c, and 20d installed at the intersection J.
各指向性アンテナ１１ａは、当該指向性アンテナ１１ａが設けられている交通信号灯器２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄが、信号の指示対象とする道路の方向に指向性を持つように形成されている。
これにより、各指向性アンテナ１１ａは、交差点Ｊに接続された複数の道路ＲＥ，ＲＷ，ＲＮ，ＲＳの道路方向に沿った指向性を持つ。
Each directional antenna 11a is formed such that the traffic signal lamps 20a, 20b, 20c, and 20d provided with the directional antenna 11a have directivity in the direction of the road to be signaled.
Thereby, each directional antenna 11a has directivity along the road directions of a plurality of roads RE, RW, RN, and RS connected to the intersection J.
ここで、交差点Ｊへ東側から接続する東道路ＲＥを走行する西行きの車両５用の交通信号灯器を、「東道路用灯器２０ａ」というものとする。
また、同様に、交差点Ｊへ西側から接続する西道路ＲＷを走行する交差点Ｊへ向けて走行する車両５用の交通信号灯器を、「西道路用灯器２０ｂ」といい、交差点Ｊへ南側から接続する南道路ＲＳを交差点Ｊへ向けて走行する車両５用の交通信号用灯器を、「南道路用灯器２０ｃ」といい、交差点Ｊへ北側から接続する北道路ＲＮを交差点Ｊへ向けて走行する車両５用の交通信号灯器を「北道路用灯器２０ｄ」というものとする。
Here, the traffic signal lamp for the west-bound vehicle 5 traveling on the east road RE connected to the intersection J from the east side is referred to as “east road lamp 20a”.
Similarly, the traffic signal lamp for the vehicle 5 traveling toward the intersection J traveling on the west road RW connected to the intersection J from the west is called “west road lamp 20b”. The traffic signal lamp for the vehicle 5 traveling toward the intersection J on the connecting south road RS is called “south road lamp 20c”, and the north road RN connecting from the north side to the intersection J is directed to the intersection J. The traffic signal lamp for the vehicle 5 traveling in this manner is referred to as “North Road Lamp 20d”.
この場合、東道路用灯器２０ａは、その正面側（点灯面側）が、東道路ＲＥに向いている。この東道路用灯器２０ａに設けられた指向性アンテナ１１ａは、当該灯器２０ａの正面側に指向性を持つように、当該灯器２０ａに取り付けられている。この結果、東道路用灯器２０ａに取り付けられた指向性アンテナ１１ａは、灯器２０ａが交差点に設置されると、東道路ＲＥの道路方向に沿った指向性を持つ。 In this case, the front side (lighting surface side) of the east road lamp 20a faces the east road RE. The directional antenna 11a provided in the east road lamp 20a is attached to the lamp 20a so as to have directivity on the front side of the lamp 20a. As a result, the directional antenna 11a attached to the east road lamp 20a has directivity along the road direction of the east road RE when the lamp 20a is installed at the intersection.
また、他の灯器２０ｂ，２０ｃ，２０ｄに設けられた指向性アンテナ１１ａも、同様に、灯器２０ｂ，２０ｃ，２０ｄの正面側に指向性を持つように、灯器２０ｂ，２０ｃ，２０ｄに取り付けられている。
この結果、西道路用灯器２０ｂの指向性アンテナ１１ａは西道路ＲＷの道路方向に沿った指向性を持ち、南道路用灯器２０ｃの指向性アンテナ１１ａは南道路ＲＳの道路方向に沿った指向性を持ち、北道路用灯器２０ｄの指向性アンテナ１１ａは北道路ＲＮの道路方向に沿った指向性を持つ。
Similarly, the directional antennas 11a provided in the other lamps 20b, 20c, and 20d are also connected to the lamps 20b, 20c, and 20d so as to have directivity on the front side of the lamps 20b, 20c, and 20d. It is attached.
As a result, the directional antenna 11a of the west road lamp 20b has directivity along the road direction of the west road RW, and the directional antenna 11a of the south road lamp 20c extends along the road direction of the south road RS. The directivity antenna 11a of the north road lamp 20d has directivity along the road direction of the north road RN.
上記のように、灯器の正面側に指向性を持つように指向性アンテナ１１ａを設けておくと、灯器を交差点に設置するだけで、指向性アンテナ１１ａの指向性を、交差点Ｊに接続された道路の方向と一致させることができる。
なお、指向性アンテナ１１ａとしては、例えば、パッチアンテナを採用できる。指向性アンテナ１１ａは、灯器２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄに外付けしてもよいが、内蔵させるのが好ましい。特に、灯器の発光部に、アンテナ１１ａを内蔵させるのが好ましい。灯器の発光部は、車両のドライバーが視認できるように、正面が車両に向けられ、車両との間に障害物が存在しないため、アンテナ１１ａ設置箇所として好適である。
As described above, if the directional antenna 11a is provided on the front side of the lamp so as to have directivity, the directivity of the directional antenna 11a is connected to the intersection J only by installing the lamp at the intersection. Can be matched with the direction of the road.
For example, a patch antenna can be adopted as the directional antenna 11a. The directional antenna 11a may be externally attached to the lamps 20a, 20b, 20c, and 20d, but is preferably built in. In particular, it is preferable to incorporate the antenna 11a in the light emitting part of the lamp. The light emitting portion of the lamp is suitable as a place where the antenna 11a is installed because the front is directed to the vehicle so that the driver of the vehicle can visually recognize and there is no obstacle between the vehicle and the vehicle.
図３は、路側機１の他の構成例を示している。図３に示すように、無線部１２を、指向性アンテナ１１ａの数に対応させて複数設けている。この場合、無線部１２と指向性アンテナ１１ａのセットを、互いに離して設置したり、制御部１３から離して設置したりすることが可能である。無線部１２とアンテナ１１ａの間が長距離になるとノイズの影響を受けやすくなるが、無線部１２がアンテナ１１ａ毎に設けられていることで、無線部１２とアンテナ１１ａをセットにして設置することができ、無線部１２とアンテナ１１ａの間の距離を短く保つことが可能となるので、アンテナ同士を離して設置したりしても、ノイズの影響を抑えることができる。 FIG. 3 shows another configuration example of the roadside machine 1. As shown in FIG. 3, the radio | wireless part 12 is provided with two or more corresponding to the number of the directional antennas 11a. In this case, the set of the radio unit 12 and the directional antenna 11 a can be installed apart from each other or installed away from the control unit 13. When the distance between the radio unit 12 and the antenna 11a is long, it is easily affected by noise. However, the radio unit 12 is provided for each antenna 11a, so that the radio unit 12 and the antenna 11a are installed as a set. Since the distance between the wireless unit 12 and the antenna 11a can be kept short, the influence of noise can be suppressed even if the antennas are installed apart from each other.
つまり、アンテナ１１ａと無線部１２とをセットで各灯器２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄに設けることで、図１に示すように、アンテナ１１ａを複数の灯器２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄに分散配置しても、ノイズの影響を抑えることができる。 That is, by providing the antenna 11a and the radio unit 12 as a set to each lamp 20a, 20b, 20c, 20d, the antenna 11a is distributed to a plurality of lamps 20a, 20b, 20c, 20d as shown in FIG. Even if it arranges, the influence of noise can be suppressed.
さて、本実施形態では、複数の指向性アンテナの指向性を複数の道路方向に沿うようにしたため、交差点Ｊに接続される４本の道路に存在する任意の車両（車載機２）に対しては、無指向性アンテナと同様の電波の送受信性が確保される。
図４は、指向性アンテナから道路方向に沿って発射する電波の指向性をイメージにしたものである。ここでは、電波の到達距離を示しているわけではなく、電波の方向を示したものである。
図４に示すように、指向性アンテナを用いると、道路が存在しない斜め方向（北東、北西、南東、南西）への指向性を持たないため、無指向性アンテナの場合と比べて、干渉を生じる対象となる他の路側機１の数が少なくなっており、干渉可能性が低減している。
また、碁盤目状の道路構造において、道路間にビル等の建物が存在する場合、斜め方向へ電波を送る必要がないため、本実施形態のように道路方向だけに指向性を向けても問題は少ない。
In the present embodiment, since the directivity of the plurality of directional antennas is set along a plurality of road directions, for any vehicle (vehicle-mounted device 2) existing on the four roads connected to the intersection J. The same radio wave transmission / reception property as that of the omnidirectional antenna is ensured.
FIG. 4 is an image of the directivity of radio waves emitted from the directional antenna along the road direction. Here, it does not indicate the reach of radio waves, but indicates the direction of radio waves.
As shown in FIG. 4, when a directional antenna is used, since there is no directivity in an oblique direction (north, northwest, southeast, southwest) where no road exists, interference is less than in the case of an omnidirectional antenna. The number of other roadside devices 1 to be generated is reduced, and the possibility of interference is reduced.
In addition, in a grid-like road structure, when there are buildings such as buildings between roads, it is not necessary to send radio waves in an oblique direction. There are few.
さて、複数の道路方向に沿った指向性を持つアンテナ部を有する路側機１であっても、隣接する各路側機１が同時に車載機２に対する同報通信を行うと、干渉が生じる場合が残る。そこで、本実施形態では、時分割多重によって、通信タイミングをずらして同報通信を行うことにより、さらに干渉を回避する。 Now, even if the roadside device 1 has an antenna unit having directivity along a plurality of road directions, if each adjacent roadside device 1 performs broadcast communication to the vehicle-mounted device 2 at the same time, there may be a case where interference occurs. . Therefore, in this embodiment, interference is further avoided by performing broadcast communication by shifting communication timing by time division multiplexing.
［時分割多重の第１パターン］
図５〜図７は、時分割多重の第１パターンを示している。ここで、路側機１は、碁盤目状の道路構造における各交差点に設置されている。図５に示すように、第１パターンでは、各路側機１に異なる時間帯（タイムスロット）が割り当てられる。ただし、時分割数Ｎ＝５（タイムスロット数＝５）であり、同じ時間帯（タイムスロット）で通信を行う路側機１は、南北方向又は東西方向にみて、Ｎ＝５個の交差点毎に設置されている。
[First pattern of time division multiplexing]
5 to 7 show a first pattern of time division multiplexing. Here, the roadside machine 1 is installed at each intersection in a grid-like road structure. As shown in FIG. 5, in the first pattern, different time zones (time slots) are assigned to the respective roadside devices 1. However, the number of time divisions is N = 5 (number of time slots = 5), and the roadside device 1 that performs communication in the same time zone (time slot) has N = 5 intersections in the north-south direction or the east-west direction. is set up.
路側機１からの電波の到達距離は、電波送信e.i.r.p(equivalent isotropically radiated power.)、電波伝搬環境、電波伝搬損失、電波受信感度などから決定される。複数の路側機１から電波を受信する状況にある場合、所望していない路側機１からの電波が大きな干渉波になりうる。一般的には、受信地点での所望波対干渉波比ＤＵＲ（Ｄｉｓｉｒｅｄ ｓｉｇｎａｌ ｐｏｗｅｒ ｔｏ Ｕｎｄｅｓｉｒｅｄ ｓｉｇｎａｌ ｐｏｗｅｒ Ｒａｔｉｏ）が受信側、つまりこの場合では車載機２の性能（所望波と干渉波を分離可能な閾値）以上であれば、所望波により送られるデータを受信することができる。
同時に通信を行う路側機１の距離（以下、「同時通信路側機間距離」という）が大きければ大きいほど、干渉波の電界強度が低くなるため、車載機２では受信しやすくなる。同時通信路側機間距離の最大値は、タイムスロットの数を増やすほど、大きくすることができる。また、図５に示すように、同時通信路側機間距離（＝５交差点分の距離）が、タイムスロット数（時分割数）に応じた最大値（＝５）をとるように路側機１へのスロット割り当てを行うことで、同時通信路側機間距離を大きくとることができる。また、図５に示すように、タイムスロット数に応じて同時通信路側機間距離をとることで、全ての路側機１の同時通信路側機間距離を最も大きくすることができる。
The reach of radio waves from the roadside device 1 is determined from radio transmission eirp (equivalent isotropically radiated power), radio wave propagation environment, radio wave propagation loss, radio wave reception sensitivity, and the like. In a situation where radio waves are received from a plurality of roadside devices 1, radio waves from the roadside device 1 that are not desired can become large interference waves. In general, the desired signal-to-interference wave ratio DUR (Desired signal power to Undesired signal power Ratio) at the reception point is the reception side, that is, in this case, the performance of the in-vehicle device 2 (threshold that can separate the desired wave and the interference wave). If it is above, the data transmitted by the desired wave can be received.
The greater the distance between the roadside devices 1 that perform communication at the same time (hereinafter referred to as “distance between simultaneous communication roadside devices”), the lower the electric field strength of the interference wave. The maximum value of the distance between the simultaneous communication side devices can be increased as the number of time slots is increased. Further, as shown in FIG. 5, the distance between the simultaneous communication roadside machines (= distance for five intersections) takes the maximum value (= 5) according to the number of time slots (number of time divisions) to the roadside machine 1. By assigning the slots, it is possible to increase the distance between the simultaneous communication side devices. Moreover, as shown in FIG. 5, the distance between simultaneous communication roadside apparatuses of all the roadside apparatuses 1 can be maximized by taking the distance between simultaneous communication roadside apparatuses according to the number of time slots.
図６及び図７は、時分割数Ｎ＝５において、タイムスロットＴ＝１〜Ｔ＝５の各スロットにおける通信状況を示している。各スロットでは、南北方向又は東西方向にみて、５個の路側機１ごとに、情報を送信（同報通信）する行う路側機１が存在する。 6 and 7 show the communication status in each slot of time slots T = 1 to T = 5 when the time division number N = 5. In each slot, there is a roadside device 1 that transmits information (broadcast communication) for every five roadside devices 1 in the north-south direction or the east-west direction.
つまり、Ｔ＝１のスロットでは、図６（ａ）に示す路側機１が４方に情報を送信し、Ｔ＝２のスロットでは、図６（ｂ）に示す路側機１が４方に情報を送信し、Ｔ＝３のスロットでは、図６（ｃ）に示す路側機１が４方に情報を送信し、Ｔ＝４のスロットでは、図７（ａ）に示す路側機１が４方に情報を送信し、Ｔ＝５のスロットでは、図７（ｂ）に示す路側機１が４方に情報を送信する。
以下、Ｔ＝１〜５のスロットが繰り返される。
That is, in the slot of T = 1, the roadside device 1 shown in FIG. 6A transmits information to four directions, and in the slot of T = 2, the roadside device 1 shown in FIG. In the slot of T = 3, the roadside device 1 shown in FIG. 6C transmits information to four directions, and in the slot of T = 4, the roadside device 1 shown in FIG. In the slot of T = 5, the roadside device 1 shown in FIG. 7B transmits information to the four directions.
Thereafter, slots of T = 1 to 5 are repeated.
第１パターンでは、各路側機１に割り当てられたスロットにおいて、複数の指向性アンテナ１１ａが指向する全ての道路方向（４方）へ送信（同報通信）を行うため、各道路方向への同時送信性が高い。つまり、１つのスロットで、全道路方向への同報通信が行える。
また、第１パターンでは、同時に通信する路側機１が散点的に位置するため、干渉も少ない。
In the first pattern, since transmission (broadcast communication) is performed in all the road directions (four directions) directed by the plurality of directional antennas 11a in the slots assigned to each roadside device 1, simultaneous transmission in each road direction is performed. Transmission is high. That is, broadcast communication in all road directions can be performed in one slot.
Moreover, in the 1st pattern, since the roadside machine 1 which communicates simultaneously is located in scattered points, there is also little interference.
［時分割多重の第２パターン］
図８〜図１０は、時分割多重の第２パターンを示している。図８に示すように、第２パターンでは、路側機１の複数の指向性アンテナ１１ａが指向する複数の道路方向それぞれに対し、別々の時間帯（タイムスロット）が割り当てられている。ここでは、一つの交差点に接続された道路の数（の最大値）が４であることから、時分割数＝４とされている。
[Second pattern of time division multiplexing]
8 to 10 show a second pattern of time division multiplexing. As shown in FIG. 8, in the second pattern, different time zones (time slots) are assigned to the plurality of road directions directed by the plurality of directional antennas 11 a of the roadside device 1. Here, since the number of roads connected to one intersection (the maximum value) is 4, the number of time divisions is 4.
また、道路方向と割り当てスロットの関係は、各路側機１について一定ではなく、路側機１ごとに、道路方向に対する割り当てスロットを異ならせている。 Further, the relationship between the road direction and the allocation slot is not constant for each roadside device 1, and the allocation slot for the road direction is different for each roadside device 1.
例えば、交差点Ｂに設置された路側機１の場合、南向きにＴ＝１のスロットが割り当てられ、東向きにＴ＝２のスロットが割り当てられ、北向きにＴ＝３のスロットが割り当てられ、西向きにＴ＝４のスロットが割り当てられている。 For example, in the case of the roadside machine 1 installed at the intersection B, a slot of T = 1 is assigned in the south direction, a slot of T = 2 is assigned in the east direction, and a slot of T = 3 is assigned in the north direction. A slot of T = 4 is assigned westward.
また、交差点Ｃに設置された路側機１の場合、西向きにＴ＝１のスロットが割り当てられ、南向きにＴ＝２のスロットが割り当てられ、東向きにＴ＝３のスロットが割り当てられ、北向きにＴ＝４のスロットが割り当てられている。 Further, in the case of the roadside machine 1 installed at the intersection C, a slot of T = 1 is assigned to the west, a slot of T = 2 is assigned to the south, a slot of T = 3 is assigned to the east, A slot of T = 4 is assigned in the direction.
また、交差点Ｄに設置された路側機１の場合、北向きにＴ＝１のスロットが割り当てられ、西向きにＴ＝２のスロットが割り当てられ、南向きにＴ＝３のスロットが割り当てられ、東向きにＴ＝４のスロットが割り当てられている。 Further, in the case of the roadside machine 1 installed at the intersection D, a slot of T = 1 is assigned to the north, a slot of T = 2 is assigned to the west, a slot of T = 3 is assigned to the south, A slot of T = 4 is assigned in the direction.
さらに、交差点Ｅに設置された路側機１の場合、東向きにＴ＝１のスロットが割り当てられ、北向きにＴ＝２のスロットが割り当てられ、西向きにＴ＝３のスロットが割り当てられ、南向きにＴ＝４のスロットが割り当てられている。 Further, in the case of the roadside machine 1 installed at the intersection E, a slot of T = 1 is assigned to the east, a slot of T = 2 is assigned to the north, a slot of T = 3 is assigned to the west, A slot of T = 4 is assigned in the direction.
このように、道路方向に対するスロットの割り当てからみると、路側機１は、上記の４種類に分類される。第２パターンでは、南北方向又は東西方向にみて、４個の路側機１ごとに、同じ種類の路側機１が存在する。 As described above, when viewed from the slot assignment with respect to the road direction, the roadside machine 1 is classified into the above four types. In the second pattern, the same type of roadside machine 1 exists for every four roadside machines 1 in the north-south direction or the east-west direction.
また、交差点ＢとＣのように、互いに隣接する交差点それぞれに設置された各路側機１において、互いに対向する道路方向には、異なるスロットが割り当てられている。つまり、交差点Ｂの路側機１の東向きには、Ｔ＝２のタイムスロットが割り当てられ、交差点Ｃの路側機１の西向きには、Ｔ＝１のタイムスロットが割り当てられている。したがって、交差点ＢとＣとの間にある車載機２は、交差点Ｂ及びＣの路側機１から同時に電波を受信することがない。 In addition, in each roadside device 1 installed at each of the intersections adjacent to each other like the intersections B and C, different slots are assigned to the road directions facing each other. That is, a time slot of T = 2 is assigned to the east of the roadside device 1 at the intersection B, and a time slot of T = 1 is assigned to the west of the roadside device 1 at the intersection C. Accordingly, the in-vehicle device 2 between the intersections B and C does not receive radio waves from the roadside devices 1 at the intersections B and C at the same time.
さらに、交差点ＢとＣのように、互いに隣接する交差点それぞれに設置された各路側機１において、同じ方位（東西南北）となる道路方向には、異なるスロットが割り当てられている。つまり、交差点Ｂの路側機１の東向きには、Ｔ＝２のタイムスロットが割り当てられ、交差点Ｃの路側機１の東向きには、Ｔ＝３のタイムスロットが割り当てられている。したがって、交差点ＣとＤの間にある車載機２は、交差点Ｂ及びＣの路側機１から同時に電波を受信することがない。
なお、方位は、多少異なっても、干渉が問題になる程度に近い方位であれば、「同じ方位」であるとみなす。
Further, in each roadside device 1 installed at each of the intersections adjacent to each other like intersections B and C, different slots are assigned to road directions having the same direction (east, west, north, and south). That is, a time slot of T = 2 is assigned to the east of the roadside device 1 at the intersection B, and a time slot of T = 3 is assigned to the east of the roadside device 1 at the intersection C. Therefore, the in-vehicle device 2 between the intersections C and D does not receive radio waves from the roadside devices 1 at the intersections B and C at the same time.
Note that even if the azimuths are slightly different, they are considered to be “same azimuth” if they are close to the extent of causing interference.
図９及び図１０は、時分割数Ｎ＝４において、タイムスロットＴ＝１〜Ｔ＝４の各スロットにおける通信状況を示している。 9 and 10 show the communication status in each slot of time slots T = 1 to T = 4 when the number of time divisions is N = 4.
つまり、Ｔ＝１のスロットでは、図９（ａ）に示すように、各路側機１において、指向性を有する４方の道路方向うち、一つの道路方向だけに情報が送信される。同様に、Ｔ＝２のスロットでは、図９（ｂ）に示すように他の道路方向へ情報が送信され、Ｔ＝３のスロットでは、図１０（ａ）に示すように更に他の道路方向へ情報が送信され、Ｔ＝４のスロットでは、図１０（ｂ）に示すように更に他の道路方向へ情報が送信される。
上記第２パターンによれば、複数の道路方向それぞれについて、別々の時間帯が割り当てられるため、それぞれの道路方向に対して、異なる情報を送信することも簡単に実現できる。
That is, in the slot of T = 1, as shown in FIG. 9A, information is transmitted in only one road direction among the four road directions having directivity in each roadside device 1. Similarly, in the slot of T = 2, information is transmitted to other road directions as shown in FIG. 9B, and in the slot of T = 3, other road directions are further shown in FIG. 10A. In the slot of T = 4, information is further transmitted in the direction of another road as shown in FIG.
According to the second pattern, different time zones are assigned to each of a plurality of road directions, so that different information can be easily transmitted to each road direction.
さて、第２パターンにおいて、例えば、図１１に示すように、交差点Ｃに車両（車載機２）が存在し、その車両は西行きであるとする。すると、車載機２は、Ｔ＝２のスロットのタイミングにおいて、交差点Ｂに設置された路側機１からの電波Ｗａと交差点Ｄに設置された路側機１からの電波Ｗｂとを受信する。しかし、車載機２が交差点Ｃの東側にいるか、西側にいるかによって、電波Ｗａと電波Ｗｂのいずれの強度が強くなるかが異なる。 Now, in the second pattern, for example, as shown in FIG. 11, it is assumed that there is a vehicle (on-vehicle device 2) at an intersection C and the vehicle is westbound. Then, the vehicle-mounted device 2 receives the radio wave Wa from the roadside device 1 installed at the intersection B and the radio wave Wb from the roadside device 1 installed at the intersection D at the timing of the slot of T = 2. However, depending on whether the vehicle-mounted device 2 is on the east side or the west side of the intersection C, which of the radio waves Wa and the radio waves Wb is stronger is different.
ここで、西行きの車載機２が交差点Ｃの西側にいるとすると、車載機２は、進行方向の先にある交差点Ｂからの情報が必要となる。したがって、所望波対干渉波比ＤＵＲ（Ｄｉｓｉｒｅｄ ｓｉｇｎａｌ ｐｏｗｅｒ ｔｏ Ｕｎｄｅｓｉｒｅｄ ｓｉｇｎａｌ ｐｏｗｅｒ Ｒａｔｉｏ）は、Ｗａ／Ｗｂとなる。
一般に、ＤＵＲが受信機の性能以上であれば、データを受信することができる。車載機２が、交差点Ｂから１００ｍの位置にあり、交差点Ｄから３００ｍの位置にあるとすると、１００ｍ距離減衰したＷａと、３００ｍ距離減衰したＷｂの強度比は、本発明者のシミュレーション結果によると６ｄＢ程度となる。
Here, if the westbound vehicle-mounted device 2 is on the west side of the intersection C, the vehicle-mounted device 2 needs information from the intersection B ahead of the traveling direction. Therefore, a desired signal-to-interference wave ratio DUR (Disigned signal power to Undesired signal power Ratio) is Wa / Wb.
In general, data can be received if the DUR exceeds the performance of the receiver. Assuming that the in-vehicle device 2 is at a position 100 m from the intersection B and at a position 300 m from the intersection D, the intensity ratio of Wa attenuated by 100 m and Wb attenuated by 300 m is according to the simulation result of the present inventor. It becomes about 6 dB.
したがって、仮に、受信機の性能（所望波と干渉波を分離可能な閾値）が１０ｄＢ程度であれば、車載機２は、データ受信ができないことになってしまう。しかし、実環境とシミュレーションによる簡素化した環境モデルでは、一般的に差があり、実環境に存在する路上の車両、人体、看板、街灯、電灯、樹木、その他の小建物の影響を考慮すると、電波伝搬の距離減衰はさらに大きくなる。このため、実際には、上記のような場合でも、十分なＤＵＲを確保できる可能性が高い。 Therefore, if the performance of the receiver (threshold capable of separating a desired wave and an interference wave) is about 10 dB, the in-vehicle device 2 cannot receive data. However, there is a general difference between the real environment and the simplified environmental model by simulation, and considering the effects of road vehicles, human bodies, signboards, street lights, lights, trees, and other small buildings in the real environment, The distance attenuation of radio wave propagation is further increased. For this reason, actually, there is a high possibility that a sufficient DUR can be secured even in the above case.
第２パターンは、前述の第１パターンや後述の第３パターンに比べて、干渉距離（同一スロットを使用する路側機１間の距離）が短いところが生じやすい。ただし、スロット数（時分割数）を多くすれば、干渉距離を大きくすることが可能である。 The second pattern is likely to have a short interference distance (distance between the roadside devices 1 using the same slot) compared to the first pattern described above and the third pattern described later. However, the interference distance can be increased by increasing the number of slots (number of time divisions).
逆に、第１パターンや第３パターンでは、スロット数が比較的少なくても、干渉距離を比較的大きく確保することが可能である。スロット数が少なければ、無線資源（タイムスロット）が有効活用される。 On the contrary, in the first pattern and the third pattern, it is possible to ensure a relatively large interference distance even if the number of slots is relatively small. If the number of slots is small, radio resources (time slots) are effectively used.
また、第２パターンにおいて、例えば図１２に示すように、交差点Ｇから交差点Ｆに向かって走行する車両（車載機２）を想定する。この場合、その車載機２は、Ｔ＝２のスロットにおいて、交差点Ｂの路側機１からの電波Ｗａと、交差点Ｆの路側機１からの電波Ｗｃと、を受信する。この場合、所望波はＷｃ、干渉波Ｗａ＜Ｗｃであり、本発明者のシミュレーション結果によりＷａとＷｃの強度比は、１５ｄＢとなる。この場合、仮に、受信機性能（所望波と干渉波が分離可能な閾値）が１０ｄＢ程度であれば、車載機は問題なくデータを受信することができる。 In the second pattern, for example, as shown in FIG. 12, a vehicle (vehicle-mounted device 2) that travels from the intersection G toward the intersection F is assumed. In this case, the in-vehicle device 2 receives the radio wave Wa from the roadside device 1 at the intersection B and the radio wave Wc from the roadside device 1 at the intersection F in the slot of T = 2. In this case, the desired wave is Wc and the interference wave Wa <Wc, and the intensity ratio of Wa and Wc is 15 dB according to the simulation results of the present inventors. In this case, if the receiver performance (threshold capable of separating the desired wave and the interference wave) is about 10 dB, the in-vehicle device can receive data without any problem.
そして、電波Ｗａと電波Ｗｃを受けるのは、交差点Ｇに設置された路側機１からみた、路路間通信の場合も同様である。本実施形態では、路路間通信においても、指向性アンテナ１１ａを用いるため、一つの指向性アンテナ１１ａは、１方向からしか電波を受信しない。このため、路路間通信の場合では、それ以外の方向からの電波干渉を考慮する必要がない。 The reception of the radio wave Wa and the radio wave Wc is the same as in the case of inter-road communication as viewed from the roadside device 1 installed at the intersection G. In the present embodiment, since the directional antenna 11a is used also in the road-to-road communication, one directional antenna 11a receives radio waves only from one direction. For this reason, in the case of inter-road communication, there is no need to consider radio wave interference from other directions.
例えば、アンテナが無指向性であると、交差点Ｂの路側機１が電波Ｗａを送信しているとき、交差点Ｂ近傍の路側機１は、同じタイミングで電波を送出できない。しかし、指向性アンテナ１１ａの指向方向ごとにスロットを割り当てておくと、交差点Ｂの一つ南側の交差点から北方向に電波を送信したり、受信したりすることができる。 For example, when the antenna is non-directional, when the roadside unit 1 at the intersection B is transmitting the radio wave Wa, the roadside unit 1 near the intersection B cannot transmit the radio wave at the same timing. However, if a slot is assigned for each directivity direction of the directional antenna 11a, radio waves can be transmitted or received in the north direction from one south intersection of the intersection B.
さらに、指向性アンテナ１１ａを利用することは、路側機１が車載機２から情報を受信する場合にもメリットがある。例えば、交差点Ｃから交差点Ｂに向かって走行している車両の車載機２が、路側機１に対してデータを送信したとする。交差点Ｂの路側機１のアンテナが無指向性アンテナであると、車両（車載機２）が交差点Ｂのどの方角にいるのか、路側機１は判断できない。 Furthermore, the use of the directional antenna 11a is also advantageous when the roadside device 1 receives information from the in-vehicle device 2. For example, it is assumed that the in-vehicle device 2 of a vehicle traveling from the intersection C toward the intersection B transmits data to the roadside device 1. If the antenna of the roadside device 1 at the intersection B is an omnidirectional antenna, the roadside device 1 cannot determine which direction of the intersection B the vehicle (the vehicle-mounted device 2) is.
しかし、本実施形態では、路側機１の制御部１３は、どのアンテナ１１ａで受信したかによって、当該車両（車載機２）の位置を判定する機能を有しているため、車両の方向を容易に判定できる。例えば、図１３に示すように、交差点Ｂの路側機１が、東向きの指向性を有する指向性アンテナ１１ａで情報を受信した場合、車両は東側にいると判定することができる。また、同一交差点Ｂに向かって、複数の車両が異なる方向から接近してきた場合、それぞれに方向に対向した指向性アンテナを用いることによって、同時に受信することができる。仮に、アンテナが無指向性であると、複数の受信波が干渉してしまい、同時に受信することができない。なお、この点については、第１パターン及び第３パターンについても同様である。 However, in the present embodiment, the control unit 13 of the roadside device 1 has a function of determining the position of the vehicle (on-vehicle device 2) depending on which antenna 11a is used for reception. Can be determined. For example, as shown in FIG. 13, when the roadside unit 1 at the intersection B receives information with the directional antenna 11a having the east directivity, it can be determined that the vehicle is on the east side. Further, when a plurality of vehicles approach from the different directions toward the same intersection B, they can be received simultaneously by using directional antennas facing each direction. If the antenna is omnidirectional, a plurality of received waves interfere with each other and cannot be received simultaneously. This is the same for the first pattern and the third pattern.
［時分割多重の第３パターン］
図１４〜図１６は、時分割多重の第３パターンを示している。図１４に示すように、第３パターンでは、路側機１が設置されている交差点に交わる直路ごとに異なる時間帯（タイムスロット）が割り当てられている。
つまり、交差点に接続されている一つの道路の方向（例えば、東方向）とその反対方向の道路の方向（例えば、西方向）の組には、同じスロットが割り当てられている。また、道路方向についての他の組（例えば、北方向と南方向）には、前記組に割り当てられたスロットとは別のスロットが割り当てられる。
[Third pattern of time division multiplexing]
14 to 16 show a third pattern of time division multiplexing. As shown in FIG. 14, in the third pattern, a different time zone (time slot) is assigned to each straight road that intersects the intersection where the roadside device 1 is installed.
That is, the same slot is assigned to a set of the direction of one road connected to the intersection (for example, the east direction) and the direction of the opposite road (for example, the west direction). In addition, a slot different from the slot assigned to the set is assigned to another set in the road direction (for example, the north direction and the south direction).
図１４に示すように、第３パターンでは、道路方向とスロット割り当てから見た路側機１の種類は５種類であり、同じ種類の路側機１は、南北方向又は東西方向にみて、５個の交差点毎に設置されている。 As shown in FIG. 14, in the third pattern, there are five types of roadside machines 1 viewed from the road direction and slot assignment, and the same type of roadside machine 1 includes five roadside machines 1 in the north-south direction or the east-west direction. It is installed at every intersection.
同時に通信を行う路側機１の距離である同時通信路側機間距離の最大値は、タイムスロットの数を増やすほど、大きくすることができる。また、図１４に示すように、同時通信路側機間距離（＝５交差点分の距離）が、タイムスロット数（時分割数）に応じた最大値（＝５）をとるように路側機１へのスロット割り当てを行うことで、第１パターンと同様に、干渉距離を大きくとることができる。また、図１４に示すように、タイムスロット数に応じて同時通信路側機間距離をとることで、全ての路側機１の同時通信路側機間距離を最も大きくすることができる。 The maximum value of the distance between the simultaneous communication roadside devices that is the distance of the roadside device 1 that performs communication at the same time can be increased as the number of time slots is increased. Further, as shown in FIG. 14, the simultaneous communication roadside machine distance (= distance for five intersections) to the roadside machine 1 so as to take the maximum value (= 5) corresponding to the number of time slots (number of time divisions). By assigning the slots, the interference distance can be increased as in the first pattern. Moreover, as shown in FIG. 14, the distance between simultaneous communication roadside apparatuses of all the roadside apparatuses 1 can be maximized by taking the distance between simultaneous communication roadside apparatuses according to the number of time slots.
また、第２パターンにおいて、互いに隣接する交差点それぞれに設置された各路側機１において、互いに対向する道路方向には、異なる時間帯が割り当てられている。例えば、交差点Ｂに設置された路側機１の東向きには、Ｔ＝２のスロットが割り当てられ、交差点Ｃに設置された路側機１の西向きには、Ｔ＝３のスロットが割り当てられている。これにより、交差点ＢとＣとの間にある車載機２は、交差点Ｂ及びＣの路側機１から同時に電波を受信することがない。 In the second pattern, different time zones are assigned to the road directions facing each other in each roadside device 1 installed at each of the intersections adjacent to each other. For example, a slot of T = 2 is assigned to the east of the roadside machine 1 installed at the intersection B, and a slot of T = 3 is assigned to the west of the roadside machine 1 installed at the intersection C. . Thereby, the vehicle-mounted device 2 between the intersections B and C does not receive radio waves from the roadside devices 1 at the intersections B and C at the same time.
図１５及び図１６は、第３パターンにおいて、タイムスロットＴ＝１〜Ｔ＝５の各スロットにおける通信状況を示している。 15 and 16 show the communication status in each slot of time slots T = 1 to T = 5 in the third pattern.
つまり、Ｔ＝１のスロットでは、図１５（ａ）に示す路側機１が２方に情報を送信し、Ｔ＝２のスロットでは、図１５（ｂ）に示す路側機１が２方に情報を送信し、Ｔ＝３のスロットでは、図１５（ｃ）に示す路側機１が２方に情報を送信し、Ｔ＝４のスロットでは、図１６（ａ）に示す路側機１が２方に情報を送信し、Ｔ＝５のスロットでは、図１６（ｂ）に示す路側機１が２方に情報を送信する。 That is, in the slot T = 1, the roadside device 1 shown in FIG. 15A transmits information to two directions, and in the slot T = 2, the roadside device 1 shown in FIG. In the slot of T = 3, the roadside device 1 shown in FIG. 15C transmits information to two directions, and in the slot of T = 4, the roadside device 1 shown in FIG. In the slot of T = 5, the roadside device 1 shown in FIG. 16B transmits information to the two directions.
第３パターンにおいても、同時に通信する路側機１が散点的に位置するため、干渉が少ない。また、第３パターンでは、直路毎にタイムスロットを割り当てているため、一つの直路（例えば、東西方向の道路）と他の直路（例えば、南北方向の道路）とで、異なる情報を送ることができる。 Even in the third pattern, the roadside devices 1 that communicate at the same time are located at scattered points, and therefore there is little interference. In the third pattern, since time slots are assigned to each direct route, different information can be sent on one direct route (for example, an east-west road) and another direct route (for example, a north-south direction road). it can.
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
例えば、路側無線通信装置と無線通信を行うのは、車載無線通信装置に限定されず、歩行者が携帯している通信装置であってもよい。
The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the meanings described above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
For example, wireless communication with a roadside wireless communication device is not limited to an in-vehicle wireless communication device, and may be a communication device carried by a pedestrian.
１ 路側無線通信装置（路側機）
２ 移動無線通信装置（車載機）
５ 車両
１０ 通信装置本体
１１ アンテナ部
１１ａ 指向性アンテナ
１２ 無線部
１３ 制御部（判定部）
1 Roadside wireless communication device (roadside machine)
2 Mobile radio communication equipment (on-vehicle equipment)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 Vehicle 10 Communication apparatus main body 11 Antenna part 11a Directional antenna 12 Radio | wireless part 13 Control part (determination part)
Claims (8)
前記路側無線通信装置は、複数の交差点に設置され、
各路側無線通信装置は、前記移動無線通信装置に対する同報通信のために割り当てられたタイムスロットで通信を行うように構成され、
前記アンテナ部は、前記交差点に接続された複数の道路方向に沿った指向性を持つように複数の指向性アンテナを備え、
各路側無線通信装置には、隣接する交差点に設置された他の路側無線通信装置とは異なるタイムスロットが割り当てられ、各路側無線通信装置は、割り当てられたタイムスロットにおいて、前記複数の指向性アンテナが指向する全ての道路方向に対する送信を行う
ることを特徴とする通信システム。 A communication system comprising a roadside wireless communication device having an antenna unit capable of transmitting information for broadcast communication to a mobile wireless communication device,
The roadside wireless communication device is installed at a plurality of intersections,
Each roadside wireless communication device is configured to communicate in time slots assigned for broadcast communication to the mobile wireless communication device,
The antenna unit includes a plurality of directional antennas so as to have directivity along a plurality of road directions connected to the intersection,
Each roadside wireless communication device is assigned a different time slot from other roadside wireless communication devices installed at adjacent intersections, and each roadside wireless communication device uses the plurality of directional antennas in the assigned time slot. A communication system characterized in that transmission is performed for all road directions to which the user is directed .
前記路側無線通信装置は、複数の交差点に設置されており、
各路側無線通信装置は、前記移動無線通信装置に対する同報通信のために割り当てられたタイムスロットで通信を行うように構成され、
前記アンテナ部は、前記交差点に接続された複数の道路方向に沿った指向性を持つように複数の指向性アンテナを備え、
各路側無線通信装置には、前記複数の指向性アンテナが指向する複数の道路方向のうち、一の道路方向とその反対方向である他の道路方向とに対しては同じタイムスロットが割り当てられ、前記一の道路方向及び前記他の道路方向に対して交差する道路方向には異なるタイムスロットが割り当てられ、
互いに隣接する交差点それぞれに設置された各路側無線通信装置において、互いに対向する道路方向には、異なるタイムスロットが割り当てられていることを特徴とする通信システム。 A communication system comprising a roadside wireless communication device having an antenna unit capable of transmitting information for broadcast communication to a mobile wireless communication device,
The roadside wireless communication device is installed at a plurality of intersections,
Each roadside wireless communication device is configured to communicate in time slots assigned for broadcast communication to the mobile wireless communication device,
The antenna unit includes a plurality of directional antennas so as to have directivity along a plurality of road directions connected to the intersection,
Each roadside wireless communication device is assigned the same time slot for one road direction and the other road direction that is the opposite direction among a plurality of road directions directed by the plurality of directional antennas , Different time slots are assigned to road directions intersecting the one road direction and the other road direction,
A communication system, characterized in that, in each roadside wireless communication device installed at each of the intersections adjacent to each other, different time slots are assigned to road directions facing each other.
前記移動無線通信装置に対する同報通信のために割り当てられたタイムスロットで通信を行うように構成され、 Configured to communicate in time slots assigned for broadcast communication to the mobile radio communication device;
前記アンテナ部は、前記路側無線通信装置が設置された交差点に接続された複数の道路方向に沿った指向性を持つように複数の指向性アンテナを備え、 The antenna unit includes a plurality of directional antennas so as to have directivity along a plurality of road directions connected to an intersection where the roadside wireless communication device is installed,
前記路側無線通信装置には、前記路側無線通信装置が設置された交差点に隣接する交差点に設置された他の路側無線通信装置とは異なるタイムスロットが割り当てられ、 The roadside wireless communication device is assigned a different time slot from other roadside wireless communication devices installed at the intersection adjacent to the intersection where the roadside wireless communication device is installed,
前記路側無線通信装置は、割り当てられたタイムスロットにおいて、前記複数の指向性アンテナが指向する全ての道路方向に対する送信を行う The roadside wireless communication apparatus performs transmission in all road directions directed by the plurality of directional antennas in an assigned time slot.
ことを特徴とする路側無線通信装置。 The roadside radio | wireless communication apparatus characterized by the above-mentioned.
前記移動無線通信装置に対する同報通信のために割り当てられたタイムスロットで通信を行うように構成され、 Configured to communicate in time slots assigned for broadcast communication to the mobile radio communication device;
前記アンテナ部は、前記路側無線通信装置が設置された交差点に接続された複数の道路方向に沿った指向性を持つように複数の指向性アンテナを備え、 The antenna unit includes a plurality of directional antennas so as to have directivity along a plurality of road directions connected to an intersection where the roadside wireless communication device is installed,
前記路側無線通信装置には、前記複数の指向性アンテナが指向する複数の道路方向のうち、一の道路方向とその反対方向である他の道路方向とに対しては同じタイムスロットが割り当てられ、前記一の道路方向及び前記他の道路方向に対して交差する道路方向には異なるタイムスロットが割り当てられ、 The roadside wireless communication device is assigned the same time slot for one road direction and the other road direction that is the opposite direction among a plurality of road directions directed by the plurality of directional antennas, Different time slots are assigned to road directions intersecting the one road direction and the other road direction,
前記路側無線通信装置が設置された交差点に隣接する交差点に設置された他の路側無線通信装置と対向する道路方向には、前記他の路側無線通信装置が前記路側無線通信装置と対向する道路方向に割り当てられたタイムスロットとは異なるタイムスロットが割り当てられている In the road direction facing another roadside wireless communication device installed at an intersection adjacent to the intersection where the roadside wireless communication device is installed, the road direction in which the other roadside wireless communication device faces the roadside wireless communication device A time slot that is different from the time slot assigned to is assigned
ことを特徴とする路側無線通信装置。 The roadside radio | wireless communication apparatus characterized by the above-mentioned.
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