JP5316193B2 - 通信制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、高度道路交通システム（ＩＴＳ：Intelligent Transport System）に用いられる通信制御装置に関する。

近年、交通安全の促進や交通事故の防止を目的として、道路に設置されたインフラ装置からの情報を端末が受信し、この情報を活用することで車両の安全性を向上させる高度道路交通システムが検討されている（例えば、特許文献１参照）。
かかる高度道路交通システムは、主として、インフラ側の無線通信装置である複数の路側通信機と、各車両に搭載される無線通信装置である複数の車載通信機とによって構成されていて、複数の路側通信機は、通信回線を介して、例えば、交通管制センターに設置されている中央装置との間で情報の送受信が可能となっている。

この高度道路交通システムにおいて、各通信主体間で行う通信の組み合わせには、路側通信機が車載通信機に各種情報を無線送信する路車間通信と、車載通信機同士が無線通信を行う車車間通信とが想定されている。そして、このシステム用の通信帯域（周波数帯）として、７００ＭＨｚ帯で概ね１０ＭＨｚ幅とする規格が検討されていて、この通信帯域を、前記路車間通信と前記車車間通信とで共用することが提案されている。

特許第２８０６８０１号公報

上記高度道路交通システムを構成する車載通信機は、当該車載通信機を搭載した車両が各地道路を走行することにより、例えば走行軌跡に関するプローブ情報等の有効な情報を取得可能である。そこで、前記交通管制センターの中央装置が、このような車両側の情報を路側通信機を介して取得することができれば、道路のリンク旅行時間等の交通情報として蓄積することができ、蓄積した交通情報を様々活用することができる。
しかし、現状では、高度道路交通システムで利用可能な通信帯域は前記のとおり制限されていて、しかも、この通信帯域は路車間通信と車車間通信とによって占有されているため、車載通信機から路側通信機への無線送信を許可する車路間通信のための通信帯域を、予め固定的に割り当てることはできない。

そこで、車載通信機が取得している情報を路側通信機が入手するために、車車間通信の情報を路側通信機がモニタリングする仕組みが考えられる。しかし、車車間通信を実行するアルゴリズムによれば、ある車載通信機が他の車載通信機へ送信する情報は、原則として他の車載通信機にとって役に立つ情報であることを基準として選定されているので、インフラ側にとっては役に立つ情報であっても、他の車両にとっては役に立たない情報は、車載通信機から送信されない。このように、現時点では、車載通信機側の有効な情報をインフラ側が十分に取得することのできる構成とはなっていない。

そこで、本発明は、固定的な通信帯域を新たに設けなくても、車載通信機が路側通信機に対して無線送信可能となる通信制御装置を提供することを目的とする。

（１）前記目的を達成するための本発明の通信制御装置は、路側通信機が無線送信する路側用時間帯と、当該路側用時間帯以外の時間帯であって車載通信機が無線送信する車載用時間帯と、に割り当てられて実行される無線通信の時間帯を制御する通信制御装置であって、前記車載用時間帯に前記車載通信機が行う無線送信として、他の車載通信機に対して無線送信する車車間通信に加えて又は換えて、前記路側通信機に対して無線送信する車路間通信を行うか否かを決定する決定部と、前記決定部による前記決定の情報が含まれた前記路側用時間帯と前記車載用時間帯とについての割り当て情報を前記車載通信機に送信する通信部とを備え、前記決定部は、前記車載用時間帯に前記車路間通信を行う決定をすると、当該車路間通信を行う決定をした当該車載用時間帯の後にある車載用時間帯の一部を車路間通信のために割り当てる処理を行うことを特徴とする。
（２）また、本発明は、基礎となる時間帯として、路側通信機が無線送信する路側用時間帯と、当該路側用時間帯以外の時間帯であって車載通信機が無線送信としてキャリアセンス方式で車車間通信を行うことが許容されている車載用時間帯と、が交互に繰り返すように規定されている無線通信の時間帯を制御する通信制御装置であって、前記車載用時間帯に前記車載通信機が行う無線送信として、他の車載通信機に対して無線送信する車車間通信に加えて又は換えて、前記路側通信機に対して無線送信する車路間通信を行うか否かを決定する決定部と、前記決定部による前記決定の情報が含まれた前記路側用時間帯と前記車載用時間帯とについての割り当て情報を前記車載通信機に送信する通信部とを備え、前記決定部は、前記車載用時間帯に前記車路間通信を行う決定をすると、前記基礎となる時間帯のうち、キャリアセンス方式で車車間通信を行うことが許容されている前記車載用時間帯の一部又は全部を、前記車載通信機が車路間通信を行うための時間帯として割り当てるべき決定を行うことを特徴とする。
（３）また、本発明は、路側通信機が無線送信する路側用時間帯と、当該路側用時間帯以外の時間帯であって車載通信機が無線送信する車載用時間帯と、に割り当てられて実行される無線通信の時間帯を制御する通信制御装置であって、前記車載用時間帯に前記車載通信機が行う無線送信として、他の車載通信機に対して無線送信する車車間通信に加えて又は換えて、前記路側通信機に対して無線送信する車路間通信を行うか否かを決定する決定部と、前記決定部による前記決定の情報が含まれた前記路側用時間帯と前記車載用時間帯とについての割り当て情報を前記車載通信機に送信する通信部とを備え、前記決定部は、前記路側用時間帯に行う無線送信として、前記路側通信機が無線送信する路側通信に加えて又は換えて、前記車載通信機が前記路側通信機に対して無線送信する車路間通信を行うか否かを決定する機能も有し、前記決定部は、前記車載用時間帯及び前記路側用時間帯の双方の時間帯に行う無線送信として、前記車路間通信を行う決定をすると、当該車載用時間帯と当該路側用時間帯との間を跨いで連続した時間帯で当該車路間通信が実行されるように、無線送信の時間帯を設定する時間設定機能を更に備えていることを特徴とする。

本発明によれば、決定部は、車載用時間帯に車載通信機が行う無線送信として、他の車載通信機に対して無線送信する車車間通信に加えて又は換えて、路側通信機に対して無線送信する車路間通信を行うか否かを決定し、通信部は、この決定部による前記決定の情報が含まれた割り当て情報を車載通信機に送信するので、この割り当て情報を車載通信機が受信すれば、当該車載通信機は、決定部によって決定された無線送信を実行することが可能となる。すなわち、決定部によって車路間通信を行う決定がされることにより、車載用時間帯に、車載通信機から路側通信機へ無線送信が行われる。そして、この無線送信（車路間通信）は、車載用時間帯に行われるので、車路間通信のための固定的な通信帯域を新たに設けなくてもよい。

なお、前記「車路間通信」とは、車載通信機が無線送信する情報に、主に路側通信機や中央装置などにおいて有用な情報が多く含まれている場合を指し、前記「車車間通信」とは、前記「車路間通信」の場合と比較して、路側通信機や中央装置などにおいて有用な情報量が少ない場合を指す。
この場合、「車路間通信」において車載通信機が送信する情報と「車車間通信」において車載通信機が送信する情報とは一部が重複していても構わないし、「車路間通信」において車載通信機が送信する情報が「車車間通信」において車載通信機が送信する情報の全てを包含していてもよい。

（４）また、前記決定部は、前記車載用時間帯に前記車路間通信を行うだけの余裕があると判定すると、当該車路間通信を行う決定をするのが好ましい。
この場合、前記決定部は、車載用時間帯に車路間通信を行うだけの余裕があると判定すると、車路間通信を行う決定をするが、例えば車載用時間帯で車車間通信が活発に行われていて車路間通信を行う余裕が無いと判定すると、車路間通信を行わずに車車間通信を行う決定をすることが可能となる。

（５）また、このような決定を行う通信制御装置において、車両の混雑状況によっては車載用時間帯で車車間通信のための時間の一部又は全部を省いても支障がない場合がある。そこで、前記決定部は、前記車載通信機を搭載している車両が走行する道路における車両の混雑状況に応じて前記判定を実行するのが好ましい。
この場合、車載用時間帯に車路間通信を行うだけの余裕があると判定することができ、決定部はその省いた時間で車路間通信を行う決定をすることが可能となる。
一方で、車両の混雑状況によっては車載用時間帯で車車間通信をさらに活発に行わせるのが好ましい場合があり、この場合では、車路間通信を行う余裕が無いと判定することができ、決定部は車路間通信を行わせずに車車間通信を行う決定をすることが可能となる。

前記（３）の通信制御装置の前記決定部は、前記路側用時間帯に行う無線送信として、前記路側通信機が無線送信する路側通信に加えて又は換えて、前記車載通信機が前記路側通信機に対して無線送信する車路間通信を行うか否かを決定する機能も有している。
このため、決定部は、路側用時間帯に行う無線送信として、路側通信機が無線送信する路側通信に加えて又は換えて、車載通信機が路側通信機に対して無線送信する車路間通信を行うか否かを決定するので、通信部が、この決定部による前記決定の情報が含まれた割り当て情報を車載通信機に送信し、この割り当て情報を車載通信機が受信すれば、当該車載通信機は、決定部によって決定された無線送信を実行することが可能となる。すなわち、決定部によって車路間通信を行う決定がされることにより、車載通信機から路側通信機へ無線送信が行われる。そして、この無線送信（車路間通信）は、本来では路側通信機が無線送信する路側用時間帯として割り当てられるはずの時間帯に行われるので、車路間通信のための固定的な通信帯域を新たに設けなくてもよい。

更に、前記決定部は、前記車載用時間帯及び前記路側用時間帯の双方の時間帯に行う無線送信として、前記車路間通信を行う決定をすると、当該車載用時間帯と当該路側用時間帯との間を跨いで連続した時間帯で当該車路間通信が実行されるように、無線送信の時間帯を設定する時間設定機能を更に備えている。
このため、決定部によって、車載用時間帯及び路側用時間帯の双方の時間帯に行う無線送信として、車路間通信を行う決定がされると、車載用時間帯と路側用時間帯との間を跨いで連続した時間帯で当該車路間通信が実行されるので、車載通信機は路側通信機へ、この連続した時間帯内でまとめて情報を送信することができる。

本発明によれば、固定的な通信帯域を新たに設けなくても、車載通信機から路側通信機へ無線送信を行うことができ、例えば有効な情報を得ている車載通信機から当該情報を路側通信機は取得することができ、より一層有用な通信システムを構成することが可能となる。

高度道路交通システム（ＩＴＳ）の全体構成を示す概略斜視図である。 高度道路交通システムの管轄エリアの一部を示す道路平面図である。 路側通信機と車載通信機の内部構成を示すブロック図である。 制御部によって生成されるタイムスロットの一例を示す概念図である。 制御部によって生成されるタイムスロットの一例を示す概念図である。 無線通信の時間帯を制御する処理のフロー図である。 無線通信の時間帯を制御する処理のフロー図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
〔システムの全体構成〕
図１は、高度道路交通システム（ＩＴＳ）の全体構成を示す概略斜視図である。図１に示すように、この高度道路交通システムは、交通信号機１、路側通信機２、車載通信機３（図２及び図３参照）、中央装置４、車載通信機３を搭載した車両５、監視カメラ６、及び、車両感知器（図示せず）等を含む。
このうち、交通信号機１と路側通信機２は、複数の交差点Ｃｉ（図例では、ｉ＝１〜１２）のそれぞれに設置されており、電話回線等の通信回線７を介してルータ８に接続されている。このルータ８は交通管制センター内の中央装置４に接続されている。

中央装置４は、自身が管轄するエリアに含まれる各交差点Ｃｉの交通信号機１及び路側通信機２とＬＡＮを構成していて、中央装置４は、各交通信号機１及び各路側通信機２との間で双方向通信が可能である。なお、中央装置４は、交通管制センターではなく道路上に設置してもよい。
中央装置４は、ワークステーション（ＷＳ）やパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等よりなる制御部を有しており、この制御部は、路側通信機２、監視カメラ６及び車両感知器（図示せず）からの各種情報の収集・処理（演算）・記録、交通信号機１の信号機制御、及び、路側通信機２への情報提供の制御を統括的に行う。具体的には、中央装置４は、交通信号灯器１の灯色切り替えタイミングに関する信号制御指令Ｓ１を、交通信号機１の制御部に送信したり、現在の車両の混雑状況（渋滞状況）や道路のリンク旅行時間等の交通情報Ｓ２を路側通信機２に送信したりできる。

監視カメラ６は、各交差点Ｃｉに流入する車両台数をカウントする等して、各交差点Ｃｉにおける車両の混雑状況についての交通情報を把握する目的で、管轄エリア内の道路の各所に設置されている。監視カメラ６は、道路の交通状況を時系列に撮影し、その画像データは、通信回線７を介して中央装置４にほぼリアルタイムに送信される。さらに、この監視カメラ６及び図示しない前記車両感知器により、中央装置４及び各路側通信機２は、各交差点Ｃｉにおける、車両の混雑状況についての交通情報を把握することができる。

〔無線送信の方式等〕
図２は、高度道路交通システムの管轄エリアの一部を示す道路平面図である。この高度道路交通システムは、車載通信機３との間で無線通信が可能な複数の路側通信機２と、キャリアセンス方式で他の通信機２，３と無線通信を行う移動無線送受信機の一種である車載通信機３と備えている。

各路側通信機２は、その周囲に広がる通信エリアＡをそれぞれ有し、自身の通信エリアＡを走行する車両５の車載通信機３との無線通信が可能である。また、各路側通信機２は、通信エリアＡが重複する他の路側通信機２とも無線通信が可能である。
この路側通信機２同士（路路間通信）については無線通信が用いられ、また、路側通信機２から車載通信機３への路車間通信、車載通信機３から路側通信機２への車路間通信、及び、車載通信機３同士（車車間通信）についても、無線通信が用いられている。

各路側通信機２には、自身が無線送信するためのタイムスロット（路側用時間帯）が後述する親機２ＡによってＴＤＭＡ方式で割り当てられており、この路側用時間帯以外の時間帯には原則無線送信を行わない。したがって、路側用時間帯以外の時間帯は、車載通信機３のためのＣＳＭＡ方式による送信時間として開放されている。このように、高度道路交通システム（通信システム）では、路側通信機２が無線送信する路側用時間帯と、当該路側用時間帯以外の時間帯であって車載通信機３が無線送信する車載用時間帯とに割り当てられて、無線通信が実行される。
また、各路側通信機２は、自身の送信タイミングを制御するために他の路側通信機２との時刻同期機能を有している。この路側通信機２の時刻同期は、例えば、自身の時計をＧＰＳ時刻に合わせるＧＰＳ同期や、自身の時計を他の路側通信機２からの送信信号に合わせるエア同期等によって行われる。

〔路側通信機〕
図３は、路側通信機２と車載通信機３の内部構成を示すブロック図である。路側通信機２には、１つの親機２Ａと複数の子機２Ｂとが含まれる。このうち、路側通信機２は、無線通信の時間帯を制御する機能を有する通信制御装置であり、さらに、親機２Ａは、自装置の送信時間だけでなく、自装置が統括する管理グループに属する複数の子機２Ｂの送信時間についても、基礎となる時間帯を割り当て、その割り当てた情報を生成する機能を有している。そして、この親機２Ａが生成した割り当て情報は、管理グループに属する各子機２Ｂに通知され、親機２Ａ及び各子機２Ｂはその割り当て情報を自身の通信エリアＡにブロードキャスト送信する。

親機２Ａ及び各子機２Ｂは、親機２Ａが生成した割り当て情報に記された、路側通信機２用のタイムスロット（路側用時間帯）で当該割り当て情報等について無線送信を行い、この割り当て情報を受信した車載通信機３は、当該割り当て情報に記された、上記タイムスロット（路側用時間帯）以外の時間帯（車載用時間帯）で無線送信を行う。
なお、以下において、親機２Ａや子機２Ｂに特有の事項ではなく、これらの双方に共通する事項を説明する場合には、単に「路側通信機２」ということとする。

路側通信機２は、無線通信のためのアンテナ２０に接続された無線通信部（送受信部）２１と、中央装置４と双方向通信する有線通信部２２と、これらの通信制御を行うＣＰＵ等よりなる制御部２３と、制御部２３に接続されたＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置よりなる記憶部２４とを備えている。記憶部２４は、前記割り当て情報、制御部２３が実行する通信制御のためのコンピュータプログラム、各通信機２，３の通信機ＩＤ等を記憶している。
路側通信機２の制御部２３は、上記コンピュータプログラムを実行することで達成される機能部として、決定部２３Ｂ及びデータ転送部２３Ｃを備えていて、さらに、親機２Ａの制御部２３は、生成部２３Ａを備えている。

図４及び図５は、制御部２３によって生成されるタイムスロットの一例を示す概念図である。図５は、図４のタイムスロットの後に続くタイムスロットを示している。そして、図４（ａ）と図５（ａ）とは、生成部２３Ａが作成する基礎となるタイムスロットを示していて、図４（ｂ）と図５（ｂ）とは、後に説明するが、決定部２３Ｂの決定処理に基づいて更新されたタイムスロットを示している。

親機２Ａが有している前記生成部２３Ａは、前記路側用時間帯（以下、第一タイムスロットＴ１という）と、前記車載用時間帯（以下、第二タイムスロットＴ２という）とを含む基礎となるタイムスロットについての割り当て情報を生成する機能を有していて、基礎となるタイムスロットは、第一タイムスロットＴ１と第二タイムスロットＴ２とが同じ周期で交互に繰り返すように規定されている。第一スロットＴ１は、路側通信機２用のタイムスロットであり、この時間帯では、路側通信機２による無線送信が許容され、車載通信機３による無線送信は原則として制限される。また、第二タイムスロットＴ２は、車載通信機３用のタイムスロットであり、この時間帯では、車載通信機３による無線送信が許容され、路側通信機２は原則として無線送信を行わない。

路側通信機２が有している前記決定部２３Ｂは、第二タイムスロットＴ２に車載通信機３が行う無線通信の形態を決定する機能を有している。つまり、決定部２３Ｂは、第二タイムスロットＴ２に車載通信機３が行う無線送信として、他の車載通信機３に対して無線送信する車車間通信に加えて（又は換えて）、路側通信機２に対して無線送信する車路間通信を行うか否かを決定する機能を有している。
さらに、決定部２３Ｂは、本来では路側通信機２が無線送信する時間帯として割り当てられるはずの第一タイムスロットＴ１での通信形態を決定する機能も有している。つまり、決定部２３Ｂは、第一タイムスロットＴ１に行う無線送信として、路側通信機２が無線送信する路側通信に加えて（又は換えて）、車載通信機３が路側通信機２に対して無線送信する車路間通信を行うか否かを決定する機能も有している。なお、前記路側通信には、路側通信機２が車載通信機３に対して無線送信する路車間通信と、路側通信機２が他の路側通信機２に対して無線送信する路路間通信とが含まれる。
この決定部２３Ｂによる具体的な決定処理については後に説明する。

路側通信機２が有しているデータ転送部２３Ｃは、有線通信部２２が受信した中央装置４からの情報を、いったん記憶部２４に一時的に記憶させ、無線通信部２１を介して車載通信機３に対して送信することができる。また、データ転送部２３Ｃは、無線通信部２１が受信した車載通信機３からの情報を、いったん記憶部２４に一時的に記憶させ、有線通信部２２を介して中央装置４に転送することもできる。
特に、親機２Ａが有しているデータ転送部２３Ｃは、前記生成部２３Ａが生成した基礎となるタイムスロットについての割り当て情報を有線通信部２２に転送する。そして、有線通信部２２はこの割り当て情報を各子機２Ｂにそれぞれ送信する。
また、路側通信機２が有しているデータ転送部２３Ｃは、後に説明するが、決定部２３Ｂによる決定の情報が含まれて更新された割り当て情報を無線通信部２１に転送する。そして、無線通信部２１は、決定部２３Ｂによる決定の情報が含まれた割り当て情報を、通信エリア内にある車載通信機３に送信する。これにより、この割り当て情報を受信した各車載通信機３は、当該割り当て情報に基づいた通信形態を実行することが可能となる。

〔車載通信機〕
図３において、車載通信機３は、無線通信のためのアンテナ３０に接続された通信部（送受信部）３１と、この通信部３１に対する通信制御を行うプロセッサ等よりなる制御部３２と、この制御部３２に接続されたＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置よりなる記憶部３３とを備えている。記憶部３３は、制御部３２が実行する通信制御のためのコンピュータプログラムや、各通信装置２，３の通信機ＩＤ等を記憶している。

車載通信機３の制御部３２は、車車間通信のためのキャリアセンス方式による無線通信を通信部３１に行わせるものであり、路側通信機２との間の時分割多重方式での通信制御機能は有していない。したがって、車載通信機３の通信部３１は、所定の搬送波周波数の受信レベルを常時感知しており、その値がある閾値以上である場合は無線送信を行わず、当該閾値未満になった場合にのみ無線送信を行うようになっている。
なお、制御部３２は、車両５（車載通信機３）が取得した各種情報を、通信部３１を介して外部に無線送信させることができる。車載通信機３が取得する情報の内の、車両５の位置や方向は、ＧＰＳ等の車両５側のセンサ類が自律的に測定することで取得することができるが、光ビーコン等のインフラ側から取得可能な場合もある。車両５の速度は、車両５に設けられている速度センサに基づいて取得することができる。
このため、上記位置や速度等を含む車両情報を受信した他の車両５や路側通信機２において、例えば、右直衝突や出合い頭衝突等を回避するための安全運転支援制御を行うことができる。

〔無線通信の時間帯を制御する処理の具体例〕
図６は、各路側通信機２における無線通信の時間帯を制御する処理のフロー図である。この処理の概略を先ず説明すると、路側通信機２の制御部２３は、現時点での無線リソースに車路間通信を許可するだけの余裕があると判断できた場合に、ある特定の時間帯を車路間通信のための時間帯として動的に割り当てる。そして、路側通信機２は、自己の通信エリアに存在している車載通信機３に、車路間通信のために時間帯を割り当てたことに関する情報を通知する。なお、路側通信機２が、車路間通信のために動的に割り当てる時間帯は、本来では路側通信機２が無線送信する第一タイムスロットＴ１、及び、本来では車車間通信のみを行う第二タイムスロットＴ２のいずれか一方又は双方で可能である。

＜具体例１＞
車車間通信のための第二タイムスロットＴ２の一部（又は全部）を、車路間通信のために割り当てる場合を説明する。
路側通信機２の制御部２３が有している決定部２３Ｂは、当該路側通信機２が設置されている道路（交差点）における現在の交通情報を取得する（図６のステップＳ１１）。この交通情報は、例えば、図４（ａ）のスロット番号（１）の第二タイムスロットＴ２における時間帯で取得される。

具体的に説明すると、決定部２３Ｂは、路側通信機２の通信エリアにおける車車間通信の通信状況をモニタリング（傍受）することにより、当該車車間通信の混雑状況を把握することができ、この車車間通信の混雑状況を、車両が混んでいるか空いているかの車両の混雑状況とみなして、車両の混雑状況についての交通情報を間接的に取得することができる。
又は、決定部２３Ｂは、路側通信機２が設置されている道路（交差点）を走行する車両を監視・感知する前記監視カメラ６（図１参照）及び図示していない前記車両感知器からの情報を取得することにより、車両の混雑状況についての交通情報を直接取得することができる。

そして、決定部２３Ｂは、ステップＳ１１で取得した前記交通情報に基づいて、図４（ａ）のスロット番号（１）の第二タイムスロットＴ２で、車車間通信が十分に行われる環境にあり当該第二タイムスロットＴ２に車路間通信を行うだけの余裕があるか否かを判定する（ステップＳ１２）。また、決定部２３Ｂは、車載通信機３を搭載している車両が走行する道路における車両の混雑状況に応じて、ステップＳ１２の判定を実行する。
すなわち、スロット番号（１）の第二タイムスロットＴ２の時間内で、道路における交通量が少なくて車車間通信が行われている時間帯が少なく、決定部２３Ｂが、車車間通信が十分に行われている環境にあり、当該第二タイムスロットＴ２に車路間通信を行うだけの余裕があると判定すると（ステップＳ１２でＹｅｓ）、本来的に車車間通信に割り当てるべき第二タイムスロットＴ２の一部（又は全部）を、車路間通信のための時間帯として割り当てるべき決定を行う（ステップＳ１３）。

このように、決定部２３Ｂが、車路間通信への割り当ての決定をすると（ステップＳ１３）、さらに、図４（ａ）に示しているように、前記交通情報を取得したスロット番号（１）の第二タイムスロットＴ２の後にある第二タイムスロットＴ２の一部（ハッチング部分）を、車路間通信のためのタイムスロットとして割り当てる処理を行う（ステップＳ１５）。例えば一つ後となるスロット番号（３）の第二タイムスロットＴ２で割り当てる処理を行う。
つまり、決定部２３Ｂによって、スロット番号（１）の第二タイムスロットＴ２に車路間通信を行うだけの余裕があると判定され、車路間通信への割り当ての決定がされた場合は、その後のスロット番号（３）の第二タイムスロットＴ２でも車車間通信のための時間の一部を省いても支障がないと考えられるので、決定部２３Ｂは、その省いた時間で車路間通信を行うように時間帯を割り当て直す。
これにより、スロット番号（３）の第二タイムスロットＴ２では「車車間通信」に加えて「車路間通信」が行われるように、決定部２３Ｂによって割り当て情報が更新される。

一方、スロット番号（１）の第二タイムスロットＴ２の時間内で、道路における交通量が多く車車間通信が活発に行われていて、決定部２３Ｂが、当該第二タイムスロットＴ２に車路間通信を行うだけの余裕が無いと判定すると（ステップＳ１２でＮｏ）、車路間通信を行わずに車車間通信に割り当てたままとする決定を行う（ステップＳ１４）。
このように、決定部２３Ｂが、車車間通信に割り当てたままとする決定をすると、割り当て情報を更新せず、スロット番号（３）の第二タイムスロットＴ２を車車間通信に割り当てたままとする割り当て処理を実行する（ステップＳ１５）。

前記処理をさらに具体的に説明すると、ステップＳ１１で、車両の混雑状況についての交通情報が車車間通信の混雑状況に基づいて取得された場合、ステップＳ１２では、次のとおり、スロット番号（１）の第二タイムスロットＴ２における車車間通信の電波利用率Ｔに基づいて判定を行う。すなわち、決定部２３Ｂによって、交通情報として電波利用率Ｔが「（車車間通信のキャリア検出時間）／（単位時間：例えば１秒）」の計算式により算出され、この電波利用率Ｔが５０％以下（Ｔ≦５０％）である場合、決定部２３Ｂは、余裕ありと判定し、電波利用率Ｔが５０％を超える（Ｔ＞５０％）場合、余裕なしと判定する。または、マージンを設けるために、閾値を複数設定して、電波利用率Ｔ＞６０％である場合、余裕なしと判定するようにしてもよい。

そして、データ転送部２３Ｃは、ステップＳ１５で新たに車路間通信のスロットが割り当てられたスロット番号（３）の第二タイムスロットＴ２の割り当て情報を、又は、車車間通信として割り当てたままとしたスロット番号（３）の第二タイムスロットＴ２の割り当て情報を、無線通信部２１に転送する。そして、無線通信部２１は、この割り当て情報を車載通信機３に対して、スロット番号（２）の第一タイムスロットＴ１で送信して通知する（ステップＳ１６）。

そして、車路間通信のスロットが割り当てられた割り当て情報を、車載通信機３が受信した場合は、当該車載通信機３は、予め取得していて路側通信機２及び中央装置４側（インフラ側）で有用なアップリンク情報を、スロット番号（３）の第二タイムスロットＴ２で新たに割り当てられた車路間通信のスロットで、路側通信機２に送信する。このアップリンク情報の内容については、後に説明する。
そして、以上の処理と同様に、第二タイムスロットＴ２毎に交通情報を取得し（ステップＳ１１）、当該第二タイムスロットＴ２に余裕があるか否かを判定し（ステップＳ１２）、その後に到来する第二タイムスロットＴ２のための割り当て処理を行い（ステップＳ１５）、当該割り当て処理した割り当て情報を、車載通信機３へ通知する処理（ステップＳ１６）が繰り返し実行される。

なお、ステップＳ１１で取得する交通情報は、路側通信機２が設置されている交差点の交通信号機１（図１参照）の信号機情報に基づくものであってもよい。すなわち、車両の混雑状況に応じて交通信号機１の灯色の切り替えサイクルが変更自在として構成されている場合、当該サイクルについての信号機情報に基づいて交通状況を把握することができる。例えば、車両が多くなって交差点が混んでくると、灯色の切り替えサイクルが長くなるように交通信号機１が制御されている場合では、決定部２３Ｂは、このサイクルについての信号機情報を取得することで、当該交通信号機１によって交通が管理されている交差点における車両の混雑状況についての交通情報を取得することができる。

＜具体例２＞
第一タイムスロットＴ１の一部（又は全部）を、車路間通信のために割り当てる場合を、図７を参照して説明する。
路側通信機２の制御部２３が有している決定部２３Ｂは、当該路側通信機２が設置されている道路（交差点）における現在の交通情報を取得する（図７のステップＳ２１）。この交通情報は、例えば、図４（ａ）のスロット番号（２）の第一タイムスロットＴ１における時間帯で取得される。

具体的に説明すると、決定部２３Ｂは、路側通信機２が設置されている道路（交差点）を走行する車両を監視・感知する前記監視カメラ６（図１参照）及び図示していない前記車両感知器からの情報を取得することにより、車両が混んでいるか空いているかの車両の混雑状況についての交通情報を取得することができる。なお、前記具体例１と同様に、ステップＳ２１で取得する交通情報は、路側通信機２が設置されている交差点の交通信号機１（図１参照）の信号機情報に基づくものであってもよい。

そして、決定部２３Ｂは、ステップＳ２１で取得した前記交通情報に基づいて、図４（ａ）のスロット番号（２）の第一タイムスロットＴ１で、路車間通信が十分に行われる環境にあり当該第一タイムスロットＴ１に車路間通信を行うだけの余裕があるか否かを判定する（ステップＳ２２）。また、決定部２３Ｂは、車載通信機３を搭載している車両が走行する道路における車両の混雑状況に応じて、ステップＳ２２の判定を実行する。
すなわち、スロット番号（２）の第一タイムスロットＴ１の時間内で、車載通信機３を搭載している車両が想定よりも少なく（混雑しておらず）、これらの少ない車載通信機３に必要なだけの情報を送信すればよいため、決定部２３Ｂが、路車間通信を予定していた情報のうち、送信の必要がないと判断できる情報が含まれていると、当該送信の必要がないと判断した情報の送信を取りやめる。これにより、第一タイムスロットＴ１に車路間通信を行うだけの余裕があると判定でき（ステップＳ２２でＹｅｓ）、送信を取りやめた換わりに、本来的に路車間通信に割り当てるべき第一タイムスロットＴ１の一部を、車路間通信のための時間帯として割り当てるべき決定を行う（ステップＳ２３）。

このように、決定部２３Ｂが、車路間通信への割り当ての決定をすると（ステップＳ２３）、さらに、図４（ａ）に示しているように、前記交通情報を取得したスロット番号（２）の第一タイムスロットＴ１の後にある第一タイムスロットＴ１の一部（ハッチング部分）を、車路間通信のためのタイムスロットとして割り当てる処理を行う（ステップＳ２５）。例えば一つ後となるスロット番号（４）の第一タイムスロットＴ１で割り当てる処理を行う。
つまり、決定部２３Ｂによって、スロット番号（２）の第一タイムスロットＴ１に車路間通信を行うだけの余裕があると判定され、車路間通信への割り当ての決定がされた場合は、その後のスロット番号（４）の第一タイムスロットＴ１でも路車間通信のための時間の一部を省いても支障がないと考えられるので、決定部２３Ｂは、その省いた時間で車路間通信を行うように時間帯を割り当て直す。
これにより、スロット番号（４）の第一タイムスロットＴ２では「路車間通信（又は路路間通信）」に加えて「車路間通信」が行われるように、決定部２３Ｂによって割り当て情報が更新される。

一方、スロット番号（２）の第一タイムスロットＴ１の時間内で、車載通信機３を搭載している車両が想定のとおり多く混雑していて、決定部２３Ｂが、当該第一タイムスロットＴ１に車路間通信を行うだけの余裕が無いと判定すると（ステップＳ２２でＮｏ）、これら多くの車載通信機３に必要な情報を送信する必要があるため、決定部２３Ｂは、予定している情報の路車間通信をそのまま行う決定を行う（ステップＳ２４）。
このように、決定部２３Ｂが、路車間通信に割り当てたままとする決定をすると、割り当て情報を更新せず、スロット番号（４）の第一タイムスロットＴ１を路車間通信に割り当てたままとする割り当て処理を実行する（ステップＳ２５）。

そして、データ転送部２３Ｃは、ステップＳ２５で新たに車路間通信のスロットが割り当てられたスロット番号（４）の第一タイムスロットＴ１の割り当て情報を、又は、路車間通信として割り当てたままとしたスロット番号（４）の第一タイムスロットＴ１の割り当て情報を、無線通信部２１に転送する。そして、無線通信部２１は、この割り当て情報を車載通信機３に対して、スロット番号（４）の第一タイムスロットＴ１（の初期）で送信して通知する（ステップＳ２６）。

そして、車路間通信のスロットが割り当てられた割り当て情報を、車載通信機３が受信した場合は、当該車載通信機３は、予め取得していて路側通信機２及び中央装置４側（インフラ側）で有用なアップリンク情報を、スロット番号（４）の第一タイムスロットＴ１で新たに割り当てられた車路間通信のスロットで、路側通信機２に送信する。このアップリンク情報については、後に説明する。
そして、以上の処理と同様に、第一タイムスロットＴ１毎に交通情報を取得し（ステップＳ２１）、当該第一タイムスロットＴ１に余裕があるか否かを判定し（ステップＳ２２）、その後に到来する第一タイムスロットＴ１のための割り当て処理を行い（ステップＳ２５）、当該割り当て処理した割り当て情報を、車載通信機３へ通知する処理（ステップＳ２６）が繰り返し実行される。

このようにして決定部２３Ｂによって更新されたタイムスロットの具体例を、図４と図５とによって説明すると、図４（ａ）のスロット番号（３）及び（５）の第二タイムスロットＴ２では、決定部２３Ｂによって「車車間通信」に加えて「車路間通信」が行われるように決定されている。これに対して、図５（ａ）のスロット番号（１５）の第二タイムスロットＴ２では「車車間通信」のみが行われ、スロット番号（１３）の第二タイムスロットＴ２では「車車間通信」に換えて「車路間通信」が行われるように決定されている。

さらに、図５（ａ）のスロット番号（１２）の第一タイムスロットＴ１では、決定部２３Ｂによって「路車間通信（又は、路路間通信）」に加えて「車路間通信」が行われるように決定されている。これに対して図４（ａ）のスロット番号（２）の第一タイムスロットＴ１では「路車間通信（又は、路路間通信）」のみが行われ、図５（ａ）のスロット番号（１６）の第一タイムスロットＴ２では「路車間通信（又は、路路間通信）」に換えて「車路間通信」が行われるように決定されている。

そして、決定部２３Ｂによって、第二タイムスロットＴ２及び第一タイムスロットＴ１の双方の時間帯に行う無線送信として、車路間通信が行われる決定がされると、両者の車路間通信の時間帯を離してもよいが、図４（ａ）のスロット番号（４）と（５）とに示しているように、当該決定部２３Ｂが備えている時間設定機能によって、両者の車路間通信の時間帯を連続させるように設定するのが好ましい。つまり、第二タイムスロットＴ２と第一タイムスロットＴ１との間（矢印α）を跨いで連続した時間帯Ｔ３で車路間通信が実行されるように無線通信の時間帯を設定する。この場合、連続した時間帯Ｔ３で車路間通信が実行されるので、車載通信機３は路側通信機２へ、この連続した時間帯Ｔ３内でまとめて情報を送信することができる。

以上のように、決定部２３Ｂが割り当て情報を更新することで、例えばスロット番号（５）及びスロット番号（１５）において、結果としてタイムスロットが変更されている。つまり、結果的に、第一タイムスロットＴ１と第二タイムスロットＴ２とについての割り当て情報は、図４（ａ）及び図５（ａ）に示している状態から、図４（ｂ）及び図５（ｂ）に示している状態へと、生成し直されていると言える。
この結果、図４（ｂ）及び図５（ｂ）に示しているように、各第二タイムスロットＴ２で車載通信機３が行う無線送信として、車車間通信と、この車車間通信に加えて路側通信機２に対して無線送信する（第一の）車路間通信と、この車車間通信に換えて路側通信機２に対して無線送信する（第二の）車路間通信との内のいずれか一つの通信形態が、決定部２３Ｂによって決定されていると言える。

なお、路側通信機２等を含む前記高度道路交通システムでは、使用可能な通信帯域が狭く、通常実行されている車車間通信では、十分な情報量のやりとりが行われていない。そこで、前記のような無線通信の時間帯を制御する機能を備えた路側通信機２によれば、通常では十分な情報量を発信していない車載通信機３に、無線リソースに余裕がある場合には、路側通信機２に対して十分な情報量を発信させることが可能となり、しかも、その車路間通信では、車車間通信の場合と比べて、路側通信機２や中央装置４等のインフラ装置側において有用な情報が多く含まれているので、インフラ装置側はこの有用な情報を取得し易くなる。

〔アップリンク情報について〕
前記のように車路間通信が行われる場合に、車載通信機３から路側通信機２へとアップリンク送信する情報の具体例について説明する。アップリンク情報としては、車両ＩＤ、車種、曜日を含む日付に加えて、アップリンク送信時の「時刻、車両の位置、車両の速度」が含まれている。なお、車両の位置及び速度は、ＧＰＳや車速センサ等の車両５側の機器類が自律的に測定した情報である。そして、この「時刻、車両の位置、車両の速度」を含む情報を、一定時間周期（例えば１分間隔）で車載通信機３は蓄積し、車両の走行軌跡データとしてプローブ情報を作成する。

そして、この車載通信機３を搭載した車両が、路側通信機２の通信エリアに進入すると、第一タイムスロットＴ１で、路側通信機２は、前記割り当て情報の他に、アップリンク情報を要求する要求信号も送信する。車載通信機３がこの要求信号を受信すると、その要求信号に応じて車載通信機３は蓄積している情報を編集し、アップリンク情報として、割り当てられた車路間通信のタイムスロットで信号を送信する。
要求信号としては、送信を要求するデータの種類があり、例えば「過去１分間のプローブ情報」がある。また、他の要求信号としては、さらに、送信を要求するデータの種類のレベルもあり、例えば、プローブ情報の解像度であって、軌跡を細かくサンプリングした情報、軌跡を粗くサンプリングした情報、及び、単に位置とその際の時刻との組み合わせの情報などがある。さらには、サンプリングの際の車両の状態（停止中であるのか走行中であるのかの状態）の情報も要求することができる。

このように車載通信機３は、プローブ情報を作成・記憶することができ、車路間通信により、このプローブ情報を路側通信機２は取得できる。さらに、中央装置４が複数の路側通信機２からのプローブ情報を取得し、これら情報を統計処理することによって、各地の道路のリンク旅行時間等の交通情報を得ることが可能となる。そして、このリンク旅行時間の交通情報を、車載通信機２が受信すれば、例えば、当該車載通信機３を搭載した車両が、路側通信機２が存在している都市部を経由して、路側通信機２が存在していない場所へ移動する場合であっても、そのルートを移動するために要する時間を、リンク旅行時間の交通情報に基づいて、ドライバーは知ることができる。また、このリンク旅行時間の交通情報には、時期（日付）についての情報も含まれているので、特定の期間に（例えば夏期に）あるルートを通行する場合に要する時間を知ることもできる。

なお、プローブ情報に含まれる車両の過去の走行軌跡に関する情報は、インフラ側において統計処理などを行う際には非常に有用な情報であるが、このような情報を車車間通信で他の車載通信機２に対して送信したとしても、当該他の車載通信機２における利用価値は限定的である。
むしろ、車車間通信においては、他の車両の動きに応じて自車両の振る舞いを決めるために、過去の情報よりも現在の情報（現時点での車両の位置や速度など）や未来の情報（予定進路など）の方が有用である。
したがって、現在の情報に加えて過去の走行軌跡を含めたプローブ情報は、主に車路間通信において送信されることが好ましく、車車間通信においては、限られた通信帯域においてできるたけ多数の車両が無線送信を行えるように、過去の走行軌跡の情報を省いた（又は過去の走行軌跡の情報を少なくした）プローブ情報を送信する方が望ましい。

以上本発明の実施形態によれば、路側通信機２の制御部２３が有している決定部２３Ｂが、第二タイムスロットＴ２に車載通信機３が行う無線送信として、車車間通信に加えて又は換えて車路間通信を行うか否かを決定し、無線通信部２１は、この決定部２３Ｂによる決定の情報が含まれた割り当て情報を車載通信機３に送信する。このため、この割り当て情報を車載通信機３が受信すれば、当該車載通信機３は、決定部２３Ｂによって決定された無線送信を実行することが可能となる。すなわち、決定部２３Ｂによって車路間通信を行う決定がされることにより、第二タイムスロットＴ２に車路間通信が行われる。そして、この車路間通信は、第二タイムスロットＴ２に行われるので、車路間通信のための固定的な通信帯域を新たに設けなくてもよい。

さらに、決定部２３Ｂは、第一タイムスロットＴ１に行う無線送信として、路車間通信に加えて又は換えて車路間通信を行うか否かを決定するので、無線通信部２１が、この決定部２３Ｂによる決定の情報が含まれた割り当て情報を車載通信機３に送信する。このため、この割り当て情報を車載通信機３が受信すれば、当該車載通信機３は、決定部２３Ｂによって決定された無線送信を実行することが可能となる。すなわち、決定部２３Ｂによって車路間通信を行う決定がされることにより、車路間通信が行われる。そして、この車路間通信は、本来では路側通信機２が無線送信する第一タイムスロットＴ１として割り当てられるはずの時間帯に行われるので、車路間通信のための固定的な通信帯域を新たに設けなくてもよい。

そして、この高度道路交通システム用の通信帯域として、７００ＭＨｚ帯で概ね１０ＭＨｚ幅とする規格が検討されていて、この通信帯域を、路車間通信と車車間通信とで共用することが提案されているが、以上の本発明の実施形態によれば、通信帯域を新たに割り当てなくても車路間通信を行うことができ、例えばプローブ情報等の有効な情報を得ている車載通信機３から、当該情報を路側通信機２は取得することができ、さらには、この情報を中央装置で統計処理等することにより、より一層有用な高度道路交通システムを構成することが可能となる。

また、本発明は、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであっても良い。前記実施形態では、路側通信機２が生成部２３Ａ、決定部２３Ｂ等を備えている場合を説明したが、これ以外として、これら機能部を中央装置４が備えていてもよい。
また、図２では、互いに交差する２つの道路の各々が上りと下りで片側１車線のものとして例示されているが、道路構造はこれに限られるものではない。

２：路側通信機（通信制御装置）、 ３：車載通信機、 ５：車両、 ２１：無線通信部（通信部）、 ２３Ｂ：決定部、 Ｔ１：第一タイムスロット（路側用時間帯）、 Ｔ２：第二タイムスロット（車載用時間帯）

Claims (5)

1. 路側通信機が無線送信する路側用時間帯と、当該路側用時間帯以外の時間帯であって車載通信機が無線送信する車載用時間帯と、に割り当てられて実行される無線通信の時間帯を制御する通信制御装置であって、
   前記車載用時間帯に前記車載通信機が行う無線送信として、他の車載通信機に対して無線送信する車車間通信に加えて又は換えて、前記路側通信機に対して無線送信する車路間通信を行うか否かを決定する決定部と、
   前記決定部による前記決定の情報が含まれた前記路側用時間帯と前記車載用時間帯とについての割り当て情報を前記車載通信機に送信する通信部と、
   を備え、
   前記決定部は、前記車載用時間帯に前記車路間通信を行う決定をすると、当該車路間通信を行う決定をした当該車載用時間帯の後にある車載用時間帯の一部を車路間通信のために割り当てる処理を行うことを特徴とする通信制御装置。
2. 基礎となる時間帯として、路側通信機が無線送信する路側用時間帯と、当該路側用時間帯以外の時間帯であって車載通信機が無線送信としてキャリアセンス方式で車車間通信を行うことが許容されている車載用時間帯と、が交互に繰り返すように規定されている無線通信の時間帯を制御する通信制御装置であって、
   前記車載用時間帯に前記車載通信機が行う無線送信として、他の車載通信機に対して無線送信する車車間通信に加えて又は換えて、前記路側通信機に対して無線送信する車路間通信を行うか否かを決定する決定部と、
   前記決定部による前記決定の情報が含まれた前記路側用時間帯と前記車載用時間帯とについての割り当て情報を前記車載通信機に送信する通信部と、
   を備え、
   前記決定部は、前記車載用時間帯に前記車路間通信を行う決定をすると、前記基礎となる時間帯のうち、キャリアセンス方式で車車間通信を行うことが許容されている前記車載用時間帯の一部又は全部を、前記車載通信機が車路間通信を行うための時間帯として割り当てるべき決定を行うことを特徴とする通信制御装置。
3. 路側通信機が無線送信する路側用時間帯と、当該路側用時間帯以外の時間帯であって車載通信機が無線送信する車載用時間帯と、に割り当てられて実行される無線通信の時間帯を制御する通信制御装置であって、
   前記車載用時間帯に前記車載通信機が行う無線送信として、他の車載通信機に対して無線送信する車車間通信に加えて又は換えて、前記路側通信機に対して無線送信する車路間通信を行うか否かを決定する決定部と、
   前記決定部による前記決定の情報が含まれた前記路側用時間帯と前記車載用時間帯とについての割り当て情報を前記車載通信機に送信する通信部と、
   を備え、
   前記決定部は、前記路側用時間帯に行う無線送信として、前記路側通信機が無線送信する路側通信に加えて又は換えて、前記車載通信機が前記路側通信機に対して無線送信する車路間通信を行うか否かを決定する機能も有し、
   前記決定部は、前記車載用時間帯及び前記路側用時間帯の双方の時間帯に行う無線送信として、前記車路間通信を行う決定をすると、当該車載用時間帯と当該路側用時間帯との間を跨いで連続した時間帯で当該車路間通信が実行されるように、無線送信の時間帯を設定する時間設定機能を更に備えている
   ことを特徴とする通信制御装置。
4. 前記決定部は、前記車載用時間帯に前記車路間通信を行うだけの余裕があると判定すると、当該車路間通信を行う決定をする請求項１〜３のいずれか一項に記載の通信制御装置。
5. 前記決定部は、前記車載通信機を搭載している車両が走行する道路における車両の混雑状況に応じて前記判定を実行する請求項４に記載の通信制御装置。

Images