JP6102109B2 - Roadside communication device, wireless communication system, and transmission method - Google Patents

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本発明は、例えば、高度道路交通システム(ITS:Intelligent Transport System)の構成要素として好適に用いることができる路側通信機、無線通信システム、及び送信方法に関するものである。   The present invention relates to a roadside communication device, a wireless communication system, and a transmission method that can be suitably used as, for example, a component of an intelligent transport system (ITS).

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受信し、この情報を活用することで車両走行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において用いられる無線通信システムは、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(移動通信機)とによって構成される。
In recent years, for the purpose of promoting traffic safety and preventing traffic accidents, an advanced road traffic system that receives information from infrastructure devices installed on the road and uses this information to improve vehicle driving safety has been studied. (For example, refer to Patent Document 1).
A wireless communication system used in such an intelligent road traffic system mainly includes a plurality of roadside communication devices that are infrastructure-side wireless communication devices and a plurality of in-vehicle communication devices (mobile communication devices) that are wireless communication devices mounted on each vehicle. ).

この場合、各通信主体間で行う通信の組み合わせには、路側通信機と車載通信機とが行う路車(又は車路)間通信、及び、車載通信機同士が行う車車間通信のほか、路側通信機同士が行う路路間通信が含まれることになる(例えば、特許文献2参照)。   In this case, the combination of communication performed between each communication subject includes road-to-vehicle (or vehicle-road) communication performed by a roadside communication device and a vehicle-mounted communication device, and vehicle-to-vehicle communication performed between vehicle-mounted communication devices, roadside communication Inter-road communication performed by communication devices is included (see, for example, Patent Document 2).

上記高度道路交通システムにおいては、安全運転支援サービスの提供の他、当該システムの路車間、又は車車間通信におけるセキュリティ対策についても検討がなされている。
下記非特許文献1では、セキュリティ対策として、前記各通信における発信元の真正性の確認、メッセージの完全性の確認、及び通信情報の機密性の維持について検討されている。
In the above-mentioned intelligent transportation system, in addition to providing a safe driving support service, security measures for road-to-vehicle or vehicle-to-vehicle communication of the system have been studied.
In Non-Patent Document 1 below, as security measures, verification of the authenticity of the sender in each communication, confirmation of message integrity, and maintenance of confidentiality of communication information are being studied.

前記各通信における発信元の真正性や、メッセージの完全性を確認するための方法としては、公開鍵アルゴリズムによる電子署名を適用した公開鍵認証方式と、共通鍵アルゴリズムによるメッセージ認証コードを適用した共通鍵認証方式が紹介されている。
また、通信情報の機密性の維持については、共通鍵アルゴリズムによる暗号化方式が紹介されている。
As a method for confirming the authenticity of the sender in each communication and the integrity of the message, a public key authentication method using an electronic signature based on a public key algorithm and a common method applying a message authentication code based on a common key algorithm are used. Key authentication methods are introduced.
An encryption method using a common key algorithm has been introduced for maintaining the confidentiality of communication information.

特許第2806801号公報Japanese Patent No. 2806801 特開2011−114647号公報JP 2011-114647 A

ITS情報通信システム推進会議、″運転支援通信システムに関するセキュリティガイドライン ITS FORUM RC−009 1.1版″[online]、2012年4月25日、[平成24年7月9日検索]、インターネット〈http://www.itsforum.gr.jp/Public/J7Database/p41/p41.pdf〉ITS Information Communication System Promotion Conference, “Security Guidelines for Driver Assistance Communication Systems ITS FORUM RC-009 Version 1.1” [online], April 25, 2012, [Search July 9, 2012], Internet <http : //www.itsforum.gr.jp/Public/J7Database/p41/p41.pdf>

上記無線通信システムの路車間通信、及び車車間通信におけるセキュリティ対策の内、通信情報の機密性の維持については、共通鍵アルゴリズムによる暗号化方式が好適であると考えられる。   Among security measures for road-to-vehicle communication and vehicle-to-vehicle communication in the wireless communication system, an encryption method using a common key algorithm is considered suitable for maintaining the confidentiality of communication information.

上記無線通信システムでは、時々刻々と移動する移動通信機との間で通信を行うことから、路車間通信、及び車車間通信における通信情報の送信は、送信相手先を特定する必要のない同報送信で行われる。   In the above wireless communication system, since communication is performed with a mobile communication device that moves from moment to moment, transmission of communication information in road-to-vehicle communication and vehicle-to-vehicle communication does not need to specify a transmission destination. Done by transmission.

一般的に、共通鍵アルゴリズムでは、送信元と、送信先との2者間で同一の共通鍵を備え、前記送信元と、前記送信先とは異なる他の送信先との関係においては、前記共通鍵とは異なる他の共通鍵を備える。
このため、上記システムに共通鍵アルゴリズムによる暗号化方式を適用した場合、送信元の通信機は、送信先となりうる全ての通信機ごと個別に共通鍵(暗号鍵)を備える必要がある。
In general, in the common key algorithm, the transmission source and the transmission destination have the same common key, and in the relationship between the transmission source and another transmission destination different from the transmission destination, Another common key different from the common key is provided.
For this reason, when an encryption method based on a common key algorithm is applied to the above system, the transmission source communication apparatus needs to have a common key (encryption key) for each communication apparatus that can be a transmission destination.

送信先となりうる全ての通信機ごと個別に暗号鍵を備えることは、同報送信を採用する上記システムでは現実的には不可能である。しかし、全ての路側通信機、及び移動通信機それぞれが、同一の暗号鍵を備えれば、路車間通信、及び車車間通信において同報送信を行ったとしても、送信先(受信側)の通信機は、必ず同一の暗号鍵を備えているので、受信した通信情報を復号することができる。   It is practically impossible to provide an encryption key for each communication device that can be a transmission destination in the above system that employs broadcast transmission. However, if all roadside communication devices and mobile communication devices have the same encryption key, even if broadcast transmission is performed in road-to-vehicle communication and vehicle-to-vehicle communication, communication at the transmission destination (reception side) Since the machines always have the same encryption key, the received communication information can be decrypted.

上記のように、共通の暗号鍵を各通信機が備えれば、暗号化した通信情報を同報送信することができるので、路車間通信、及び車車間通信における通信情報の機密性の維持については、共通鍵アルゴリズムによる暗号化方式が好適であると考えられる。   As described above, if each communicator has a common encryption key, it is possible to broadcast the encrypted communication information, so it is possible to maintain confidentiality of communication information in road-to-vehicle communication and vehicle-to-vehicle communication. It is considered that an encryption method using a common key algorithm is suitable.

上記無線通信システムでは、路車間通信、及び車車間通信以外に、路路間通信も存在し、これら各通信は、所定の周波数帯域を時分割によって共用している。
よって、路車間通信、及び車車間通信にて共通鍵アルゴリズムによる暗号化方式を採用した場合、路路間通信における通信情報の機密性の維持においても、ハードウェアの共通性や、同一の暗号鍵を備えればよいという利便性から、共通鍵アルゴリズムによる暗号化方式が好適であると考えられる。
In the wireless communication system, in addition to road-to-vehicle communication and vehicle-to-vehicle communication, road-to-road communication also exists, and each of these communication shares a predetermined frequency band by time division.
Therefore, when the encryption method using the common key algorithm is adopted in the road-to-vehicle communication and the vehicle-to-vehicle communication, the commonality of the hardware and the same encryption key can be maintained in maintaining the confidentiality of the communication information in the road-to-road communication. Therefore, it is considered that an encryption method using a common key algorithm is suitable.

ここで、路路間通信と路車間通信とを行う路側通信機は、送信先として、移動通信機、及び他の路側通信機の双方に通信情報を送信することとなるが、例えば、他の路側通信機に対しては、インフラ側の機器の保守に関する情報や、緊急事態が発生したときにおける交通管理に関する情報等、移動通信機には取得されたくない情報を送信することがある。   Here, the roadside communication device that performs the road-to-road communication and the road-to-vehicle communication transmits the communication information to both the mobile communication device and other roadside communication devices as transmission destinations. Information that the mobile communication device does not want to acquire may be transmitted to the roadside communication device, such as information related to maintenance of equipment on the infrastructure side and information related to traffic management when an emergency occurs.

しかし、例えば、各通信で同一の暗号鍵を使用するように構成したとすると、移動通信機は、路側通信機が無線送信する通信情報を全て復号し取得することができる。このため、路路間通信によって送信される情報の内、移動通信機には取得されたくない情報まで移動通信機によって取得されてしまう。   However, for example, assuming that the same encryption key is used in each communication, the mobile communication device can decrypt and acquire all communication information wirelessly transmitted by the roadside communication device. For this reason, information that is not desired to be acquired by the mobile communication device among the information transmitted by the road-to-road communication is acquired by the mobile communication device.

また、各通信で同一の暗号鍵を使用するように構成した場合、暗号鍵が漏洩してしまうと、システム内の全ての通信における機密性の維持が困難となり、全ての通信機の暗号鍵を変更する必要が生じる等、システム全体に影響が及ぶこととなる。   If the same encryption key is used for each communication, if the encryption key leaks, it will be difficult to maintain confidentiality in all communications in the system, and The entire system will be affected, such as the need to change.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、路路間通信の通信情報が移動通信機に取得されるのを防止しつつ、暗号鍵が漏洩したとしても、システム全体に影響が及ぶのを抑制することができる路側通信機、無線通信システム、及び送信方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and even if the encryption key is leaked while preventing the communication information of the communication between the roads from being acquired by the mobile communication device, the entire system is affected. It is an object of the present invention to provide a roadside communication device, a wireless communication system, and a transmission method that can prevent the transmission.

(1)上記目的を達成するための本発明に係る路側通信機は、複数の移動通信機及び複数の路側通信機が所定の通信周波数帯域を時分割によって共用している無線通信システムにおいて用いられる路側通信機であって、前記各通信機の間で行われる通信において送信される通信情報が、当該通信情報を暗号化するための暗号鍵によって暗号化されており、他の路側通信機との間で行う路路間通信に用いる暗号鍵として、前記各通信機の間で行われる通信であって前記路路間通信以外の通信に用いる暗号鍵とは異なる暗号鍵を用いる通信制御部を備えていることを特徴としている。 (1) A roadside communication device according to the present invention for achieving the above object is used in a wireless communication system in which a plurality of mobile communication devices and a plurality of roadside communication devices share a predetermined communication frequency band by time division. The communication information transmitted in the communication performed between the communication devices is encrypted with an encryption key for encrypting the communication information, and is a roadside communication device. A communication control unit that uses an encryption key that is different from the encryption key used for communication other than the communication between the communication devices as the encryption key used for the communication between the roads It is characterized by having.

上記構成の路側通信機によれば、路路間通信以外の通信において用いられている暗号鍵と異なる暗号鍵を路路間通信に用いるので、移動通信機は、路路間通信の通信情報を復号することができない。よって、路路間通信の通信情報が移動通信機に取得されるのを防止できる。
さらに、例えば、路路間通信以外の通信において用いられている暗号鍵が漏洩したとしても、路路間通信における機密性は維持することができ、システム全体に影響が及ぶのを抑制することができる。
According to the roadside communication device having the above configuration, since the encryption key different from the encryption key used in the communication other than the roadside communication is used for the roadside communication, the mobile communication device uses the communication information of the roadside communication. It cannot be decrypted. Therefore, it is possible to prevent the communication information of the roadside communication from being acquired by the mobile communication device.
Furthermore, for example, even if an encryption key used in communication other than roadside communication leaks, confidentiality in roadside communication can be maintained, and the influence on the entire system can be suppressed. it can.

(2)上記路側通信機において、前記通信制御部は、前記路路間通信が行われる時間に応じて前記路路間通信に用いる暗号鍵を変更することが好ましい。
この場合、路路間通信で用いている暗号鍵が漏洩したとしても、漏洩した暗号鍵を用いることによる路路間通信の機密性維持は困難となるが、漏洩した暗号鍵以外の暗号鍵を用いる時間においては、路路間通信における機密性は維持できる。よって、漏洩した暗号鍵を用いるはずであった時間の暗号鍵のみを変更すればよく、システム全体に影響が及ぶのをより抑制することができる。
また、漏洩した暗号鍵を特定することで、漏洩した時間を特定することができる。
(2) In the roadside communication device, it is preferable that the communication control unit changes an encryption key used for the roadside communication according to a time during which the roadside communication is performed.
In this case, even if the encryption key used in the road-to-road communication leaks, it is difficult to maintain the confidentiality of the road-to-road communication by using the leaked encryption key. In the time used, the confidentiality in the road-to-road communication can be maintained. Therefore, it is only necessary to change the encryption key for the time when the leaked encryption key should have been used, and the influence on the entire system can be further suppressed.
Further, by specifying the leaked encryption key, the leaked time can be specified.

(3)さらにこの場合、前記通信制御部は、さらに、自機の設置場所に応じて前記路路間通信に用いる暗号鍵を変更するものであってもよい。
これにより、さらにシステム全体への影響を抑制できる。
また、漏洩した暗号鍵を特定すれば、当該暗号鍵が使用されていた時間及び場所を特定でき、暗号鍵が漏洩した時間及び場所を特定することができる。この結果、暗号鍵漏洩の原因把握や漏洩対策等、セキュリティをより強化するために必要な情報を得ることができる。
(3) Further, in this case, the communication control unit may further change the encryption key used for the inter-road communication according to the installation location of the own device.
Thereby, the influence on the whole system can be further suppressed.
If the leaked encryption key is specified, the time and place where the encryption key was used can be specified, and the time and place where the encryption key was leaked can be specified. As a result, it is possible to obtain information necessary for further enhancing security, such as grasping the cause of the leakage of the encryption key and countermeasures against the leakage.

(4)前記複数の移動通信機、及び複数の路側通信機は、前記各通信機が用いる通信フレームに配置された複数のタイムスロットの内の少なくとも1つが割り当てられることで、前記所定の周波数帯域を時分割によって共用している場合には、前記通信制御部は、自機に割り当てられているタイムスロットに応じて前記路路間通信に用いる暗号鍵を変更するものであってもよい。 (4) The plurality of mobile communication devices and the plurality of roadside communication devices are assigned with the predetermined frequency band by allocating at least one of a plurality of time slots arranged in a communication frame used by each communication device. May be shared by time division, the communication control unit may change the encryption key used for the inter-road communication according to the time slot assigned to the own device.

(5)(6)また、上記路側通信機において、互いに異なる複数の暗号鍵を記憶した記憶部をさらに備え、前記複数の暗号鍵は、当該複数の暗号鍵を複数グループに分けることで構成された複数の暗号鍵群を含んでおり、前記通信制御部は、前記複数の暗号鍵群のいずれかが対応付けられた複数のモードの中から一のモードを選択し、選択したモードに対応付けられた暗号鍵群の中から、前記路路間通信に用いる暗号鍵を選択するものであってもよい。
さらにこの場合、前記複数の暗号鍵群が、通常使用される暗号鍵群と、通常使用される場合以外の特定の状況で使用されることで前記通常使用される暗号鍵群よりも使用頻度が低い暗号鍵群とを含んでいることが好ましい。
この場合、使用頻度が低い暗号鍵群は、通常使用される暗号鍵群と比較して通信情報の機密性が相対的に高くなる。このため、通信情報の機密性に複数の段階レベルを設けることができ、モードを選択することで、通信情報の機密性のレベルを選択することができる。
(5) (6) Further, the roadside communication device further includes a storage unit storing a plurality of different encryption keys, and the plurality of encryption keys are configured by dividing the plurality of encryption keys into a plurality of groups. A plurality of encryption key groups, and the communication control unit selects one mode from a plurality of modes associated with any of the plurality of encryption key groups, and associates the selected mode with the selected mode. The encryption key used for the said road-to-road communication may be selected from the obtained encryption key group.
Furthermore, in this case, the plurality of encryption key groups are used in a specific situation other than the case where they are normally used and the case where the plurality of encryption key groups are normally used. It is preferable to include a low encryption key group.
In this case, the encryption key group that is used less frequently has relatively high confidentiality of the communication information as compared to the encryption key group that is normally used. Therefore, a plurality of levels can be provided for the confidentiality of the communication information, and the confidentiality level of the communication information can be selected by selecting the mode.

(7)よって、前記通信制御部は、通常時には、通常使用される暗号鍵群に対応するモードを選択し、自機の周囲が緊急事態、又は前記無線通信システムの保守作業が行われている場合に、前記使用頻度が低い暗号鍵群に対応するモードを選択することができる。
これによって、より通信情報の機密性が要求される緊急事態や、移動通信機には認識されたくないシステム上の情報が取り扱われる保守作業においては、通常使用される暗号鍵群よりもより機密性が高い使用頻度が低い暗号鍵群を選択して路路間通信に用いることができる。
(7) Therefore, at the normal time, the communication control unit selects a mode corresponding to a normally used encryption key group, and an emergency situation occurs around the own device, or maintenance work of the wireless communication system is being performed. In this case, it is possible to select a mode corresponding to the encryption key group with low usage frequency.
As a result, in emergency situations where confidentiality of communication information is required and in maintenance work where information on the system that is not recognized by the mobile communication device is handled, it is more confidential than the encryption key group normally used. However, it is possible to select a cryptographic key group with a high frequency of use and use it for roadside communication.

(8)上記路側通信機において、前記通信情報は、共通鍵アルゴリズムによる暗号化方式によって暗号化されていることが好ましい。 (8) In the roadside communication device, the communication information is preferably encrypted by an encryption method using a common key algorithm.

(9)また、本発明は、複数の移動通信機及び複数の路側通信機が所定の通信周波数帯域を時分割によって共用している無線通信システムであって、前記各通信機の間で行われる通信において送信される通信情報が、当該通信情報を暗号化するための暗号鍵によって暗号化されており、前記複数の路側通信機同士の間で行う路路間通信に用いる暗号鍵として、前記各通信機の間で行われる通信であって前記路路間通信以外の通信に用いる暗号鍵と異なる暗号鍵を用いることを特徴としている。 (9) The present invention is a wireless communication system in which a plurality of mobile communication devices and a plurality of roadside communication devices share a predetermined communication frequency band by time division, and is performed between the communication devices. Communication information transmitted in communication is encrypted with an encryption key for encrypting the communication information, and as each encryption key used for road-to-road communication performed between the plurality of roadside communication devices, It is characterized in that an encryption key different from an encryption key used for communication other than the road-to-road communication is used for communication performed between communication devices.

上記構成の無線通信システムによれば、上記同様、路路間通信の通信情報が移動通信機に取得されるのを防止しつつ、暗号鍵が漏洩したとしても、システム全体に影響が及ぶのを抑制することができる。   According to the wireless communication system having the above-described configuration, as described above, even if the encryption key is leaked while preventing the communication information of the communication between the roads from being acquired by the mobile communication device, the entire system is affected. Can be suppressed.

(10)また、本発明は、複数の移動通信機及び複数の路側通信機が所定の通信周波数帯域を時分割によって共用している無線通信システムであって、前記各通信機の間で行われる通信において送信される通信情報が、前記通信情報を暗号化するための暗号鍵によって暗号化されているとともに、公共性の高い用途に使用される公共車両によって利用される情報を含んでおり、前記公共車両によって利用される情報は、前記複数の路側通信機及び前記公共車両に搭載される移動通信機が有する暗号鍵であって、前記公共車両によって利用される情報以外の情報に用いる暗号鍵とは異なる暗号鍵を用いて送信されることを特徴としている。 (10) The present invention is a wireless communication system in which a plurality of mobile communication devices and a plurality of roadside communication devices share a predetermined communication frequency band by time division, and is performed between the communication devices. Communication information transmitted in communication is encrypted with an encryption key for encrypting the communication information, and includes information used by public vehicles used for highly public purposes, The information used by the public vehicle is an encryption key possessed by the plurality of roadside communication devices and the mobile communication device mounted on the public vehicle, and used for information other than the information used by the public vehicle, Is characterized by being transmitted using different encryption keys.

上記構成の無線通信システムによれば、公共車両によって利用される情報は、公共車両によって利用される情報以外の情報に用いる暗号鍵とは異なる暗号鍵を用いて送信されるので、公共車両によって利用される情報に用いられる暗号鍵を有していない通信機は、公共車両によって利用される情報を復号することができない。よって、公共車両によって利用される情報が、公共車両以外の車両に搭載された移動通信機や、歩行者に携帯された移動通信機に取得されるのを防止できる。   According to the wireless communication system configured as described above, the information used by the public vehicle is transmitted using an encryption key different from the encryption key used for information other than the information used by the public vehicle. A communication device that does not have an encryption key used for information to be used cannot decrypt information used by public vehicles. Therefore, it is possible to prevent information used by public vehicles from being acquired by mobile communication devices mounted on vehicles other than public vehicles or mobile communication devices carried by pedestrians.

(11)本発明は、複数の移動通信機及び複数の路側通信機が所定の通信周波数帯域を時分割によって共用している無線通信システムにおいて用いられる路側通信機が、前記各通信機に対して送信する通信情報を、当該通信情報を暗号化するための暗号鍵によって暗号化して送信する送信方法であって、他の路側通信機との間で行う路路間通信に用いる暗号鍵として、前記各通信機の間で行われる通信であって前記路路間通信以外の通信に用いる暗号鍵とは異なる暗号鍵を用いることを特徴としている。 (11) The present invention provides a roadside communication device used in a wireless communication system in which a plurality of mobile communication devices and a plurality of roadside communication devices share a predetermined communication frequency band by time division. A transmission method of transmitting communication information by encrypting the communication information with an encryption key for encrypting the communication information, and as an encryption key used for road-to-road communication with another roadside communication device, It is characterized in that an encryption key different from an encryption key used for communication other than the road-to-road communication is used for communication between the communication devices.

上記構成の送信方法によれば、路路間通信の通信情報が移動通信機に取得されるのを防止しつつ、暗号鍵が漏洩したとしても、システム全体に影響が及ぶのを抑制することができる。   According to the transmission method having the above-described configuration, it is possible to prevent the communication information of the road-to-road communication from being acquired by the mobile communication device and to prevent the entire system from being affected even if the encryption key is leaked. it can.

本発明によれば、路路間通信の通信情報が移動通信機に取得されるのを防止しつつ、暗号鍵が漏洩したとしても、システム全体に影響が及ぶのを抑制することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if an encryption key leaks, it can suppress that the whole system is affected, preventing the communication information of roadside communication from being acquired by the mobile communication apparatus.

本発明の一実施形態に係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。It is a schematic perspective view which shows the whole structure of the intelligent transport system (ITS) which concerns on one Embodiment of this invention. 無線通信システムの通信フレームの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the communication frame of a radio | wireless communications system. 路側通信機と移動通信機の内部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the internal structure of a roadside communication apparatus and a mobile communication apparatus. 路側通信機、及び移動通信機によって送信される通信パケットの構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the communication packet transmitted by a roadside communication apparatus and a mobile communication apparatus. 路側通信機の記憶部に記憶されている暗号鍵を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the encryption key memorize | stored in the memory | storage part of the roadside communication apparatus. 移動通信機の記憶部に記憶されている暗号鍵を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the encryption key memorize | stored in the memory | storage part of a mobile communication apparatus. 道路交通上をエリアごとに区分けした一例を示す図である。It is a figure which shows an example which divided on the road traffic for every area. 暗号鍵の使用スケジュールの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the usage schedule of an encryption key. 各路側通信機に割り当てられたタイムスロットと、タイムスロットごとに路路間通信に用いる鍵IDを割り当てられた一例を示す図である。It is a figure which shows an example to which the key ID used for the time slot allocated to each roadside communication apparatus and roadside communication for every time slot was allocated. 他の実施形態に係る移動通信機の記憶部に記憶されている暗号鍵を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the encryption key memorize | stored in the memory | storage part of the mobile communication apparatus which concerns on other embodiment.

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

〔システムの全体構成〕
図1は、本発明の一実施形態に係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。なお、図1では、道路構造の一例として、南北方向と東西方向の複数の道路が互いに交差した碁盤目構造を想定している。
図1に示すように、高度道路交通システムは、交通信号機1、路側通信機2、車両5に搭載された移動通信機3(図2参照)、中央装置4、及び、各種の車両感知器よりなる路側センサ6などを含む。
[Overall system configuration]
FIG. 1 is a schematic perspective view showing an overall configuration of an intelligent road traffic system (ITS) according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, as an example of the road structure, a grid structure in which a plurality of roads in the north-south direction and the east-west direction intersect with each other is assumed.
As shown in FIG. 1, the intelligent traffic system includes a traffic signal 1, a roadside communication device 2, a mobile communication device 3 (see FIG. 2) mounted on a vehicle 5, a central device 4, and various vehicle sensors. The roadside sensor 6 to be included.

交通信号機1と路側通信機2は、複数の交差点Ji(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Jiの交通信号機1及び路側通信機2とLAN(Local Area Network)を構成している。従って、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。
The traffic signal 1 and the roadside communication device 2 are installed at each of a plurality of intersections Ji (i = 1 to 12 in the example), and are connected to the router 8 via a communication line 7 such as a telephone line. . This router 8 is connected to the central device 4 in the traffic control center.
The central device 4 constitutes a local area network (LAN) with the traffic signal device 1 and the roadside communication device 2 at each intersection Ji included in the area under its control. Therefore, the central device 4 can perform bidirectional communication with each traffic signal 1 and each roadside communication device 2. The central device 4 may be installed on the road instead of the traffic control center.

図1では、図示を簡略化するために、十字路交差点である各交差点Jiに信号灯器が1つだけ描写されているが、実際の各交差点Jiには、互いに交差する道路の上り下り用として少なくとも4つの信号灯器が設置されている。   In FIG. 1, for the sake of simplicity, only one signal lamp is depicted at each intersection Ji, which is a crossroad intersection. Four signal lamps are installed.

路側センサ6は、各交差点Jiに流入する車両台数をカウントしたり、渋滞末尾を検出したりする目的で、管轄エリア内の適所に設置された各種の車両感知器よりなる。
この車両感知器としては、例えば、超音波式車両感知器、マイクロ波式車両感知器、光学式車両感知器(光ビーコン)、「画像式車両感知器」及び「旅行時間計測用感知器」などを採用することができる。
The roadside sensor 6 is composed of various vehicle detectors installed at appropriate places in the jurisdiction area for the purpose of counting the number of vehicles flowing into each intersection Ji and detecting the end of a traffic jam.
Examples of the vehicle detector include an ultrasonic vehicle detector, a microwave vehicle detector, an optical vehicle detector (light beacon), an “image type vehicle detector”, and a “travel time measurement sensor”. Can be adopted.

〔中央装置〕
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いる。この制御部は、路側通信機2や路側センサ6からの各種の交通情報の収集・処理(演算)・記録、信号制御及び情報提供を統括的に行う。
具体的には、中央装置4の制御部は、自身のネットワークに属する交差点Jiの交通信号機1に対して、同一道路上の交通信号機1群を調整する系統制御や、この系統制御を道路網に拡張した広域制御(面制御)を行うことができる。
[Central equipment]
The central device 4 has a control unit including a workstation (WS), a personal computer (PC), and the like. This control unit collectively collects, processes (calculates) and records various types of traffic information from the roadside communication device 2 and the roadside sensor 6, performs signal control, and provides information.
Specifically, the control unit of the central device 4 performs system control for adjusting the traffic signal group 1 on the same road for the traffic signal 1 at the intersection Ji belonging to its own network, and this system control is applied to the road network. Extended wide area control (surface control) can be performed.

また、中央装置4は、通信回線7を介してLAN側と接続された通信インタフェースである通信部を有している。この通信部は、信号灯器の灯色切り替えタイミングに関する信号制御指令S1や、渋滞情報等を含む交通情報S2を所定時間ごとに交通信号機1及び路側通信機2に送信している(図1参照)。
信号制御指令S1は、前記系統制御や広域制御を行う場合の信号制御パラメータの演算周期(例えば、1.0〜2.5分)ごとに送信され、交通情報S2は、例えば5分ごとに送信される。
In addition, the central device 4 has a communication unit that is a communication interface connected to the LAN side via the communication line 7. This communication unit transmits a signal control command S1 relating to the color switching timing of the signal lamp and traffic information S2 including traffic jam information to the traffic signal 1 and the roadside communication device 2 every predetermined time (see FIG. 1). .
The signal control command S1 is transmitted every calculation period (for example, 1.0 to 2.5 minutes) of the signal control parameter when performing the system control and the wide area control, and the traffic information S2 is transmitted every 5 minutes, for example. Is done.

また、中央装置4の通信部は、各交差点Jiに対応する路側通信機2から、当該路側通信機2が移動通信機3から受信した車両5の位置や速度等を含む車両情報(アプリケーションデータ)S3を受信し、各道路に設置された路側センサ6から前記感知情報S4を受信する。
中央装置4の制御部は、管轄エリア内の路側通信機2や路側センサ6などから通信部が取得した車両情報S3及び感知情報S4に基づいて、前記系統制御や広域制御を実行することができる。
Further, the communication unit of the central device 4 receives vehicle information (application data) including the position and speed of the vehicle 5 received from the mobile communication device 3 by the roadside communication device 2 from the roadside communication device 2 corresponding to each intersection Ji. S3 is received, and the sensing information S4 is received from the roadside sensor 6 installed on each road.
The control unit of the central device 4 can execute the system control and the wide area control based on the vehicle information S3 and the sensing information S4 acquired by the communication unit from the roadside communication device 2 and the roadside sensor 6 in the jurisdiction area. .

〔無線通信の方式等〕
本実施形態の高度道路交通システムは、移動通信機3との間で無線通信が可能な複数の路側通信機2と、CSMA方式で無線通信を行う複数の移動通信機3とを有する、無線通信システムを含んでいる。
[Wireless communication systems, etc.]
The intelligent transport system according to the present embodiment includes a plurality of roadside communication devices 2 capable of wireless communication with a mobile communication device 3 and a plurality of mobile communication devices 3 that perform wireless communication using the CSMA method. Includes the system.

路側通信機2は、それぞれ路側の交差点Jiごとに設置されていて、図1に例示するように、例えば交通信号機1の支柱に取り付けられている。
移動通信機3は、道路を走行する車両5に搭載されている。また、移動通信機3は、歩行者に携帯されていることもある。
路側通信機2は、自身の受信エリア内にある移動通信機3からの無線信号を受信可能であり、その受信エリアが他の路側通信機2のアンテナに到達している場合には、当該他の路側通信機2からの無線信号も受信可能である。
The roadside communication device 2 is installed at each roadside intersection Ji, and is attached to, for example, a column of the traffic signal 1 as illustrated in FIG.
The mobile communication device 3 is mounted on a vehicle 5 traveling on a road. The mobile communication device 3 may be carried by a pedestrian.
The roadside communication device 2 can receive a radio signal from the mobile communication device 3 in its own reception area, and when the reception area reaches the antenna of another roadside communication device 2, the other The radio signal from the roadside communication device 2 can also be received.

本実施形態の高度道路交通システムでは、路側通信機2同士の通信(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と移動通信機3との間の通信(路車間通信、「路」から「車」への路車間通信と「車」から「路」への車路間通信との双方を含む。)と移動通信機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。
なお、前記した通り、交通管制センターに設けられた中央装置4は、各路側通信機2と有線での双方向通信が可能となっているが、これらの間も無線通信であってもよい。
In the intelligent transportation system of the present embodiment, wireless communication is used for communication between roadside communication devices 2 (roadside communication), and communication between roadside communication device 2 and mobile communication device 3 (between road and vehicle). Communication, including both road-to-vehicle communication from "road" to "car" and road-to-vehicle communication from "car" to "road") and mobile communication devices 3 (vehicle-to-vehicle communication) Communication is used.
As described above, the central device 4 provided in the traffic control center is capable of two-way communication with each roadside communication device 2 by wire, but wireless communication may be performed between these devices.

路側通信機2には、自身が無線送信するための専用のタイムスロットがTDMA方式で割り当てられる。路側通信機2は、割り当てられたタイムスロット以外の時間帯には無線送信を行わない。従って、路側専用のタイムスロット以外の時間帯は、移動通信機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。   A dedicated time slot for wireless transmission by itself is assigned to the roadside communication device 2 by the TDMA method. The roadside communication device 2 does not perform radio transmission in a time zone other than the assigned time slot. Therefore, the time zone other than the time slot dedicated to the roadside is opened as a transmission time by the CSMA method for the mobile communication device 3.

すなわち、上記無線通信システムでは、路側通信機2及び移動通信機3によって行われる各通信が、TDMA方式によって所定の周波数帯域を共用している。
図2は、無線通信システムの通信フレームの一例を示す図である。路側通信機2及び移動通信機3は、この通信フレームに従って通信を行う。
通信フレームは、所定の時間長さ(例えば、100m秒)に設定されている。図に示すように、通信フレームは、タイムスロットを時間軸方向に並べることで構成されている。
That is, in the wireless communication system, each communication performed by the roadside communication device 2 and the mobile communication device 3 shares a predetermined frequency band by the TDMA method.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a communication frame of the wireless communication system. The roadside communication device 2 and the mobile communication device 3 communicate according to this communication frame.
The communication frame is set to a predetermined time length (for example, 100 milliseconds). As shown in the figure, the communication frame is configured by arranging time slots in the time axis direction.

図2に示すように、タイムスロットには第1スロットT1と第2スロットT2とが含まれている。これらタイムスロットT1,T2は、通信フレーム内に交互に時間軸方法に並べられている。
第1スロットT1は、路側通信機2用のタイムスロットであり、この時間帯においては路側通信機2による無線送信が許容される。第1スロットT1にはスロット番号iが付されており、このスロット番号iは周期的にインクリメント又はデクリメントされる。
As shown in FIG. 2, the time slot includes a first slot T1 and a second slot T2. These time slots T1 and T2 are alternately arranged in the time axis method in the communication frame.
The first slot T1 is a time slot for the roadside communication device 2, and wireless transmission by the roadside communication device 2 is permitted in this time zone. A slot number i is assigned to the first slot T1, and the slot number i is periodically incremented or decremented.

各路側通信機2には、通信フレーム中のいずれか1つの第1スロットT1が割り当てられる。よって、一の路側通信機2に対しては、当該一の路側通信機2に割り当てられた第1スロットT1が通信フレームの時間長さの周期で設定される。   Each roadside communication device 2 is assigned any one first slot T1 in the communication frame. Therefore, for the one roadside communication device 2, the first slot T1 assigned to the one roadside communication device 2 is set with a period of the time length of the communication frame.

路側通信機2は、自機に割り当てられた第1スロットT1において無線送信が許容される。よって、路路間通信、及び路側通信機2から移動通信機3への路車間通信は、第1スロットT1で行われる。   The roadside communication device 2 is allowed to wirelessly transmit in the first slot T1 allocated to the own device. Therefore, road-to-road communication and road-to-vehicle communication from the roadside communication device 2 to the mobile communication device 3 are performed in the first slot T1.

第2スロットT2は、移動通信機3用のタイムスロットである。この時間帯は移動通信機3による無線送信用として開放するため、路側通信機2は第2スロットT2では無線送信を行わない。
移動通信機3は、第2スロットT2において送信が許容される。よって、車車間通信、及び移動通信機3から路側通信機2への路車間通信は、第2スロットT2において行われる。
The second slot T2 is a time slot for the mobile communication device 3. Since this time zone is opened for wireless transmission by the mobile communication device 3, the roadside communication device 2 does not perform wireless transmission in the second slot T2.
The mobile communication device 3 is allowed to transmit in the second slot T2. Therefore, vehicle-to-vehicle communication and road-to-vehicle communication from the mobile communication device 3 to the roadside communication device 2 are performed in the second slot T2.

以上のようにして、本システムでは、路側通信機2及び移動通信機3によって行われる各通信が、TDMA方式によって所定の周波数帯域を共用している。   As described above, in this system, each communication performed by the roadside communication device 2 and the mobile communication device 3 shares a predetermined frequency band by the TDMA method.

また、図2に示す通信フレームにおいて、各第1スロットT1には、複数の路側通信機2の送信時間が割り当てられることがある。
すなわち、図2に示す例では、スロット番号(1)の第1スロットT1には、交差点J1とJ7(図1参照)にある路側通信機2の送信時間が割り当てられ、スロット番号(2)の第1スロットT1には、交差点J2とJ8にある路側通信機2の送信時間が割り当てられ、スロット番号(3)の第1スロットT1には、交差点J3とJ9にある路側通信機2の送信時間が割り当てられている。他の第1スロットT1も、上記同様に路側通信機2の送信時間が割り当てられる。
In the communication frame shown in FIG. 2, transmission times of a plurality of roadside communication devices 2 may be assigned to each first slot T1.
That is, in the example shown in FIG. 2, the transmission time of the roadside communication device 2 at the intersections J1 and J7 (see FIG. 1) is assigned to the first slot T1 of the slot number (1), and the slot number (2) The transmission times of the roadside communication devices 2 at the intersections J2 and J8 are allocated to the first slot T1, and the transmission times of the roadside communication devices 2 at the intersections J3 and J9 are assigned to the first slot T1 of the slot number (3). Is assigned. The transmission time of the roadside communication device 2 is also assigned to the other first slot T1 as described above.

このように、各路側通信機2の送信時間は、第1スロットT1に対して1対1対応で割り当てられるのではなく、互いに電波干渉が生じない交差点Jiに設置された路側通信機2同士について、同じスロット番号iに重複して割り当て可能となっている。
かかるスロット割当は、中央装置4が総括的に行うこともできるし、他装置から取得した設置位置やスロット情報を利用して各路側通信機2が自律的に行うこともできる。
また、複数の路側通信機2,2…の中から1つの親機を予め選定しておき、この親機が、他の路側通信機2である子機同士で電波干渉が生じない送信タイミングとなるように、スロット割当を行うようにすることもできる。
Thus, the transmission time of each roadside communication device 2 is not assigned to the first slot T1 in a one-to-one correspondence, but for the roadside communication devices 2 installed at the intersection Ji where no radio wave interference occurs. The same slot number i can be assigned in duplicate.
Such slot allocation can be performed collectively by the central device 4, or each roadside communication device 2 can autonomously perform using the installation position and slot information acquired from other devices.
In addition, one parent device is selected in advance from a plurality of roadside communication devices 2, 2..., And this parent device has a transmission timing at which radio interference does not occur between the child devices that are the other roadside communication devices 2. As can be seen, slot allocation can also be performed.

〔路側通信機〕
図3は、路側通信機2と移動通信機3の内部構成を示すブロック図である。
路側通信機2は、無線通信のためのアンテナ20を有する無線通信部(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、それらの通信制御を行うプロセッサ(CPU:Central Processing Unit)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。
[Roadside communication device]
FIG. 3 is a block diagram showing the internal configuration of the roadside communication device 2 and the mobile communication device 3.
The roadside communication device 2 includes a wireless communication unit (transmission / reception unit) 21 having an antenna 20 for wireless communication, a wired communication unit 22 that performs bidirectional communication with the central device 4, and a processor (CPU: Central) that performs communication control thereof. And a storage unit 24 including a storage device such as a ROM or a RAM connected to the control unit 23.

記憶部24は、制御部(コンピュータ)23が実行する通信制御処理のためのコンピュータプログラムや、各通信機2,3の通信機ID、自機に割り当てられているタイムスロットの割当情報、後述する暗号鍵などを記憶している。制御部23が実行する処理は、コンピュータプログラムが制御部23によって実行されることで行われる。   The storage unit 24 is a computer program for communication control processing executed by the control unit (computer) 23, communication device IDs of the communication devices 2 and 3, time slot assignment information assigned to the own device, and will be described later. The encryption key is stored. The processing executed by the control unit 23 is performed by executing a computer program by the control unit 23.

制御部23は、無線通信部21や有線通信部22が送受信するITS用アプリケーションデータを総括的に制御する通信制御機能を有する。
例えば、制御部23は、無線通信部21が移動通信機3から受信した車両情報(アプリケーションデータ)S3を記憶部24に一時的に記憶させ、有線通信部22を通じて中央装置4に転送する。また、制御部23は、有線通信部22が中央装置4から受信した交通情報(アプリケーションデータ)S2等を、記憶部24に一時的に記憶させ、当該交通情報S2を含む通信パケットを無線通信部21からブロードキャスト送信する。
The control unit 23 has a communication control function that comprehensively controls ITS application data transmitted and received by the wireless communication unit 21 and the wired communication unit 22.
For example, the control unit 23 temporarily stores the vehicle information (application data) S3 received by the wireless communication unit 21 from the mobile communication device 3 in the storage unit 24 and transfers the vehicle information (application data) S3 to the central device 4 through the wired communication unit 22. Further, the control unit 23 temporarily stores traffic information (application data) S2 and the like received by the wired communication unit 22 from the central device 4 in the storage unit 24, and transmits a communication packet including the traffic information S2 to the wireless communication unit. 21 is broadcast.

また、制御部23は、自機に割り当てられた送信時間である第1スロットT1(図2)において無線送信を行うように無線通信部21を制御する。
さらに、制御部23は、記憶部24に記憶されたタイムスロットの割当情報(アプリケーションデータ)S5を含む通信パケットを、無線通信部21を介してブロードキャスト送信する。この割当情報S5は、路側通信機2の送信時間である第1スロットT1(図2)を移動通信機3に通知するための情報である。
路側通信機2から割当情報S5を取得した車両5の移動通信機3は、割当情報S5の送信元である路側通信機2に割り当てられている第1スロットT1を把握することができる。さらに、移動通信機3は、その割当情報S5を送信した路側通信機2が送信を行わない時間帯である第2スロットT2(図2)においてキャリアセンス方式による無線送信を行う。
In addition, the control unit 23 controls the wireless communication unit 21 to perform wireless transmission in the first slot T1 (FIG. 2) that is the transmission time assigned to the own device.
Further, the control unit 23 broadcasts a communication packet including time slot allocation information (application data) S 5 stored in the storage unit 24 via the wireless communication unit 21. The allocation information S5 is information for notifying the mobile communication device 3 of the first slot T1 (FIG. 2) that is the transmission time of the roadside communication device 2.
The mobile communication device 3 of the vehicle 5 that has acquired the assignment information S5 from the roadside communication device 2 can grasp the first slot T1 assigned to the roadside communication device 2 that is the transmission source of the assignment information S5. Furthermore, the mobile communication device 3 performs radio transmission by the carrier sense method in the second slot T2 (FIG. 2), which is a time zone during which the roadside communication device 2 that has transmitted the allocation information S5 does not transmit.

制御部23は、後述するように、路路間通信において、通常モード、緊急モード、及び保守モードの3つの動作モードの中から1の動作モードを選択する機能を有している。制御部32は、有線通信又は無線通信を介して受信する保守関連情報S6や、緊急情報S7に応じて動作モードを選択する。   As will be described later, the control unit 23 has a function of selecting one operation mode from the three operation modes of the normal mode, the emergency mode, and the maintenance mode in the road-to-road communication. The control unit 32 selects an operation mode according to the maintenance-related information S6 received through wired communication or wireless communication and the emergency information S7.

保守関連情報(アプリケーションデータ)S6とは、路側通信機2や交通信号機1等のインフラ側の機器をメンテナンスする際に送信される情報であり、インフラ側の機器の保守に関する情報である。
緊急情報(アプリケーションデータ)S7とは、自然災害や交通事故等の緊急事態の発生に応じて送信される情報であり、緊急事態の発生を報知するための情報や、緊急事態による交通管理に関する情報等を含んでいる。
保守関連情報S6、及び緊急情報S7は、中央装置4から有線通信によって一又は複数の路側通信機2に与えられ、路路間通信によって、その他の路側通信機2に転送される。
The maintenance related information (application data) S6 is information transmitted when maintaining infrastructure devices such as the roadside communication device 2 and the traffic signal 1, and is information regarding maintenance of the infrastructure devices.
The emergency information (application data) S7 is information transmitted in response to the occurrence of an emergency such as a natural disaster or a traffic accident. Information for notifying the occurrence of an emergency or information on traffic management due to an emergency. Etc.
The maintenance related information S6 and the emergency information S7 are given from the central device 4 to one or a plurality of roadside communication devices 2 by wired communication, and transferred to other roadside communication devices 2 by roadside communication.

なお、これら保守関連情報S6、及び緊急情報S7は、車両5のドライバや、歩行者には取得されたくない情報であり、路車間通信によっては送信されず、路路間通信のみによって送信される。   The maintenance-related information S6 and the emergency information S7 are information that the driver of the vehicle 5 and pedestrians do not want to obtain, and are not transmitted by road-to-vehicle communication, but are transmitted only by road-to-road communication. .

制御部23は、路車間通信、及び路路間通信において共にブロードキャスト送信を行う。このため、制御部23は、例えば、自機に割り当てられているタイムスロット(第1スロットT1)の中で、路車間通信の送信を行うための送信時間(路車間通信用スロット)と、路路間通信の送信を行うための送信時間(路路間通信用スロット)とを設定する。これによって、路側通信機2は、路車間通信のためのブロードキャスト送信と、路路間通信のためのブロードキャスト送信とを行うことができる。
この場合、制御部23は、交通情報S2や、車両情報S3を路車間通信用スロットでブロードキャスト送信し、保守関連情報S6や、緊急情報S7を路路間通信用スロットでブロードキャスト送信する。
The control unit 23 performs broadcast transmission in both road-to-vehicle communication and road-to-road communication. For this reason, the control unit 23, for example, in the time slot (first slot T1) allocated to the own device, the transmission time (slot for road-to-vehicle communication) for transmitting road-to-vehicle communication, the road The transmission time (slot for roadside communication) for transmitting roadside communication is set. Thereby, the roadside communication device 2 can perform broadcast transmission for road-to-vehicle communication and broadcast transmission for road-to-road communication.
In this case, the control unit 23 broadcasts traffic information S2 and vehicle information S3 in the road-to-vehicle communication slot, and broadcasts maintenance-related information S6 and emergency information S7 in the road-to-road communication slot.

また、制御部23は、通信フレームごとに周期的に自機に割り当てられているタイムスロットの内、例えば、複数周期ごとに1回の割合で、路路間通信専用のタイムスロットを設定することもできる。   In addition, the control unit 23 sets time slots dedicated to inter-road communication at a rate of, for example, once every plural cycles among the time slots periodically assigned to the own device for each communication frame. You can also.

路側通信機2は、タイムスロットに一致するように送信タイミングを制御する必要があるため、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。   Since the roadside communication device 2 needs to control the transmission timing so as to coincide with the time slot, it has a time synchronization function with other roadside communication devices 2. The time synchronization of the roadside communication device 2 is performed by, for example, GPS synchronization that adjusts its own clock to the GPS time, air synchronization that adjusts its own clock to a transmission signal from another roadside communication device 2, or the like.

〔移動通信機〕
移動通信機3は、無線通信のためのアンテナ30を有する通信部(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(コンピュータ)32が実行する通信制御処理のためのコンピュータプログラムや、各通信機2,3の通信機ID、後述する暗号鍵等を記憶している。制御部23が実行する処理は、コンピュータプログラムが制御部32によって実行されることで行われる。
[Mobile communication equipment]
The mobile communication device 3 is connected to a communication unit (transmission / reception unit) 31 having an antenna 30 for wireless communication, a control unit 32 including a processor that performs communication control on the communication unit 31, and the control unit 32. And a storage unit 33 including a storage device such as a ROM or a RAM.
The storage unit 33 stores a computer program for communication control processing executed by the control unit (computer) 32, communication device IDs of the communication devices 2 and 3, an encryption key described later, and the like. The processing executed by the control unit 23 is performed by executing a computer program by the control unit 32.

移動通信機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。
従って、移動通信機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。
The control unit 32 of the mobile communication device 3 causes the communication unit 31 to perform wireless communication by the carrier sense method for vehicle-to-vehicle communication, and a communication control function in a time division multiplexing method with the roadside communication device 2. Does not have.
Therefore, the communication unit 31 of the mobile communication device 3 always senses the reception level of a predetermined carrier frequency, and when the value is above a certain threshold, wireless transmission is not performed, and when the value is below the threshold Only intended to perform wireless transmission.

なお、移動通信機3の制御部32は、車両5(移動通信機3)の現時の位置、方向及び速度等を含む車両情報(アプリケーションデータ)S3を含む通信パケットを、通信部31を介して外部にブロードキャストで無線送信させている。
また、移動通信機3の制御部32は、他の車両5から直接受信した車両情報S3や、路側通信機2から受信した他の車両5の車両情報S3に含まれる、位置、速度及び方向に基づいて、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。
The control unit 32 of the mobile communication device 3 sends a communication packet including vehicle information (application data) S3 including the current position, direction, speed, etc. of the vehicle 5 (mobile communication device 3) via the communication unit 31. Wireless transmission by broadcasting to the outside.
In addition, the control unit 32 of the mobile communication device 3 determines the position, speed, and direction included in the vehicle information S3 received directly from the other vehicle 5 and the vehicle information S3 of the other vehicle 5 received from the roadside communication device 2. Based on this, it is possible to perform safe driving support control for avoiding a right-handed collision or a head-on collision.

さらに、車載通信機3の制御部32は、路側通信機2がブロードキャスト送信したタイムスロットの割当情報S5を通信部31が受信すると、この割当情報S5を通信部31を介してブロードキャスト送信し、他の移動通信機3に割当情報S5を転送する。
これにより、路側通信機2がダウンリンク送信した無線信号と、その路側通信機2の送信エリア外の移動通信機3がブロードキャスト送信した無線信号とが、その路側通信機2の送信エリア内の移動通信機3に同時に届くことはない。
Further, when the communication unit 31 receives the time slot allocation information S5 broadcasted by the roadside communication device 2, the control unit 32 of the in-vehicle communication device 3 broadcasts the allocation information S5 via the communication unit 31. The allocation information S5 is transferred to the mobile communication device 3 of the mobile phone.
Thereby, the radio signal transmitted by the roadside communication device 2 in the downlink and the radio signal broadcast by the mobile communication device 3 outside the transmission area of the roadside communication device 2 are moved within the transmission area of the roadside communication device 2. It does not reach the communication device 3 at the same time.

〔通信パケットの構成〕
図4は、路側通信機2、及び移動通信機3によって送信される通信パケットの構成の一例を示す図である。図に示すように、この通信パケットには、先頭から順に、PHYヘッダ(物理ヘッダ)、通信制御ヘッダ、L7ヘッダ(レイヤ7ヘッダ)、セキュリティ管理ヘッダ、暗号化処理情報、アプリケーションデータ本体、及びFCS(Frame Check Sequence)が含まれている。
[Configuration of communication packet]
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a configuration of communication packets transmitted by the roadside communication device 2 and the mobile communication device 3. As shown in the figure, this communication packet includes, in order from the top, a PHY header (physical header), a communication control header, an L7 header (layer 7 header), a security management header, encryption processing information, an application data body, and an FCS. (Frame Check Sequence) is included.

PHYヘッダには、物理層における処理に用いられる情報が含まれている。
通信制御ヘッダには、MAC層やLLC層等のデータリンク層や、IVC−RVC層における処理に用いられる情報等が含まれている。
L7ヘッダには、レイヤ7における処理に用いられる情報が含まれている。
セキュリティ管理ヘッダには、セキュリティ処理に関する情報が含まれている。セキュリティ処理としては、後述する、電子署名による認証処理や、アプリケーションデータの暗号化処理が含まれている。
The PHY header includes information used for processing in the physical layer.
The communication control header includes information used for processing in the data link layer such as the MAC layer and the LLC layer, and the IVC-RVC layer.
The L7 header includes information used for processing in layer 7.
The security management header includes information related to security processing. The security processing includes authentication processing using an electronic signature and application data encryption processing, which will be described later.

なお、L7ヘッダと、セキュリティ管理ヘッダとの間には、EL(Extended Layer:拡張レイヤ)ヘッダが付加されることがある。ELヘッダには、拡張レイヤによって行われる処理に関する情報が含まれる。拡張レイヤはセキュリティ管理に関する処理も行うため、ELヘッダにおいても、セキュリティ処理に関する情報が含まれている。   An EL (Extended Layer) header may be added between the L7 header and the security management header. The EL header includes information related to processing performed by the enhancement layer. Since the enhancement layer also performs processing related to security management, information related to security processing is also included in the EL header.

本実施形態においては、通信情報の機密性を維持するために、暗号化処理を行う。従って、図4に示すように、通信パケットには、暗号化処理に伴って必要な情報が含まれている暗号化処理フィールドが付加されている。   In this embodiment, encryption processing is performed in order to maintain the confidentiality of communication information. Therefore, as shown in FIG. 4, an encryption process field including information necessary for the encryption process is added to the communication packet.

暗号化処理フィールドには、暗号化処理に関するプロトコルバージョン等を示す情報や、暗号化処理に用いられる暗号鍵の鍵ID、同一の暗号鍵を用いて暗号化処理を行っても異なる暗号処理結果が得られるようにするための変数情報、暗号化処理の対象となるデータ長が含まれている。   In the encryption processing field, information indicating the protocol version related to the encryption processing, the key ID of the encryption key used for the encryption processing, and different encryption processing results even if the encryption processing is performed using the same encryption key. Variable information to be obtained and data length to be encrypted are included.

この暗号化処理フィールドの後には、送信側の通信機2,3による暗号化処理によって所定のデータ長の範囲で暗号化データとされたアプリケーションデータ本体が含まれている。この通信パケットを受信した通信機2,3は、暗号化処理フィールド内の情報と、後述する暗号鍵とを用いて、暗号化されたアプリケーションデータ本体を復号することができる。暗号化されたアプリケーションデータ本体は、前記暗号鍵が無ければ復号することはできない。
従って、暗号化されたアプリケーションデータ本体は、前記暗号鍵を持たない第三者によってはその内容を取得することができないため、通信情報の機密性が維持される。
After the encryption processing field, an application data body converted into encrypted data within a predetermined data length range by the encryption processing by the communication devices 2 and 3 on the transmission side is included. The communication devices 2 and 3 that have received this communication packet can decrypt the encrypted application data body using the information in the encryption processing field and an encryption key to be described later. The encrypted application data body cannot be decrypted without the encryption key.
Therefore, since the encrypted application data body cannot be acquired by a third party who does not have the encryption key, the confidentiality of the communication information is maintained.

なお、アプリケーションデータの内容には、上述の交通情報S2や、車両情報S3、割当情報S5、保守関連情報S6、緊急情報S7が含まれる。   The contents of the application data include the above traffic information S2, vehicle information S3, allocation information S5, maintenance related information S6, and emergency information S7.

〔通信のセキュリティについて〕
上記無線通信システムにおいて、アプリケーションデータを不正に取得したり、路側通信機2や移動通信機3になりすまして、偽の情報や改ざんした情報を送信するといった攻撃を受けることで、システムの利用者やサービスに影響を受ける場合がある。
[About communication security]
In the wireless communication system described above, the user of the system can be obtained by attacking such as illegally acquiring application data or impersonating the roadside communication device 2 or the mobile communication device 3 to transmit fake information or falsified information. Service may be affected.

このため、通信セキュリティを確保するために、本実施形態の無線通信システムでは、各通信機2,3間の通信における発信元の真正性の確認、受信メッセージ(アプリケーションデータ)の完全性の確認、及び通信情報(アプリケーションデータ)の機密性の維持を図るための処理が行われる。   For this reason, in order to ensure communication security, in the wireless communication system of the present embodiment, confirmation of the authenticity of the sender in the communication between the communication devices 2 and 3, confirmation of the integrity of the received message (application data), In addition, processing for maintaining confidentiality of communication information (application data) is performed.

発信元の真正性の確認、及び受信メッセージの完全性の確認については、公開鍵アルゴリズムによる電子署名を適用した公開鍵認証方式、又は、共通鍵アルゴリズムによるメッセージ認証コードを適用した共通鍵認証方式のいずれかの方式が採用される。
各通信機2,3の制御部23,32は、上記方式に基づいた認証処理を行う機能を有しており、これら処理を行いつつ通信を行うことで、発信元の真正性、及びメッセージの完全性を担保する。
For the confirmation of the authenticity of the sender and the integrity of the received message, a public key authentication method applying a digital signature with a public key algorithm or a common key authentication method applying a message authentication code with a common key algorithm Either method is adopted.
The control units 23 and 32 of the respective communication devices 2 and 3 have a function of performing an authentication process based on the above-described method. By performing communication while performing these processes, the authenticity of the sender and the message Ensure integrity.

また、本実施形態において、通信情報の機密性の維持については、上述のように通信パケットに含まれるアプリケーションデータに対して暗号化処理が行われる。アプリケーションデータに対して暗号化処理を行うことで、本システムに属する通信機2,3以外の第三者が本システム内で送受信される通信情報を傍受したとしても、その内容が取得されるのを防止している。   In the present embodiment, for maintaining the confidentiality of the communication information, the encryption process is performed on the application data included in the communication packet as described above. By encrypting application data, even if a third party other than the communication devices 2 and 3 belonging to the system intercepts communication information transmitted and received in the system, the contents are acquired. Is preventing.

〔暗号化処理について〕
本実施形態では、共通鍵アルゴリズムによる暗号化方式が採用されている。
この共通鍵アルゴリズムによる暗号化方式は、送信元と、送信先との2者間それぞれで共通の暗号鍵を備える。送信元は、暗号鍵を用いて暗号化の対象となるアプリケーションデータ等の通信情報を暗号化し暗号化データを送信する。暗号化データを受信した送信先は、暗号化の際に用いられた暗号鍵と同一の暗号鍵を備えているので、この暗号鍵を用いることで暗号化データを復号でき、通信情報を取得することができる。
[About encryption processing]
In this embodiment, an encryption method using a common key algorithm is employed.
This encryption method based on the common key algorithm includes a common encryption key between the two parties, ie, the transmission source and the transmission destination. The transmission source encrypts communication information such as application data to be encrypted using an encryption key, and transmits the encrypted data. Since the transmission destination that received the encrypted data has the same encryption key as that used for encryption, the encrypted data can be decrypted and the communication information can be obtained by using this encryption key. be able to.

共通鍵アルゴリズムによる暗号化方式は、上記のように共通の暗号鍵を送信元と送信先とが備えていれば処理が可能なので、例えば、電子署名を利用する公開鍵アルゴリズムによって暗号化を行う場合と比較して、通信の際のオーバーヘッドが小さく処理負荷が小さい。このため、車両5に搭載されたり歩行者が携帯することからコストや機器サイズが制限される移動通信機3にとって好適な方式である。   The encryption method using the common key algorithm can be processed as long as the transmission source and the transmission destination have the common encryption key as described above. For example, encryption is performed using a public key algorithm using an electronic signature. Compared with, the overhead during communication is small and the processing load is small. For this reason, it is a system suitable for the mobile communication device 3 that is mounted on the vehicle 5 or carried by a pedestrian and whose cost and device size are limited.

但し、共通鍵アルゴリズムでは、一般に、送信元と、送信先との2者間で同一の共通鍵を備え、前記送信元と、前記送信先とは異なる他の送信先との関係においては、前記共通鍵とは異なる他の共通鍵を備える。
このため、上記システムに共通鍵アルゴリズムによる暗号化方式を適用した場合、送信元の通信機は、送信先となりうる全ての通信機ごと個別に共通鍵(暗号鍵)を備える必要がある。しかし、アプリケーションデータをブロードキャスト送信する本実施形態のシステムでは、全ての通信機ごとに個別に暗号鍵を備えることが現実的に不可能である。
However, in the common key algorithm, in general, the transmission source and the transmission destination have the same common key, and in the relationship between the transmission source and another transmission destination different from the transmission destination, Another common key different from the common key is provided.
For this reason, when an encryption method based on a common key algorithm is applied to the above system, the transmission source communication apparatus needs to have a common key (encryption key) for each communication apparatus that can be a transmission destination. However, in the system of this embodiment that broadcasts application data, it is practically impossible to provide an encryption key for every communication device.

そこで、本実施形態のシステムでは、相互に通信する各通信機2,3で、同一の暗号鍵を備えることで共通鍵アルゴリズムによる暗号化を行う。
各通信機2,3の制御部23,32は、上記方式に基づいた暗号化処理を行う機能を有している。また、記憶部24,33には、暗号化処理に用いられる暗号鍵が記憶されている。
Therefore, in the system of the present embodiment, the communication devices 2 and 3 that communicate with each other perform encryption using a common key algorithm by providing the same encryption key.
The control units 23 and 32 of the communication devices 2 and 3 have a function of performing an encryption process based on the above method. The storage units 24 and 33 store encryption keys used for encryption processing.

ここで、本実施形態の無線通信システムでは、路路間通信に用いられる暗号鍵と、各通信機2,3の間で行われる通信であって路路間通信以外の通信(路車間通信及び路路間通信)に用いられる暗号鍵との間で異なる暗号鍵を用いるように構成されている。   Here, in the wireless communication system of the present embodiment, the encryption key used for the road-to-road communication and the communication performed between the communication devices 2 and 3 and other than the road-to-road communication (road-to-vehicle communication and It is configured to use an encryption key that is different from an encryption key used for communication between roads).

図5は、路側通信機2の記憶部24に記憶されている暗号鍵を示す概念図である。
記憶部24には、自機以外の他の通信機2,3との間の通信に用いる暗号鍵が複数記憶されている。記憶部24に記憶されている複数の暗号鍵は、それぞれが互いに異なる鍵情報を有している。
FIG. 5 is a conceptual diagram showing encryption keys stored in the storage unit 24 of the roadside communication device 2.
The storage unit 24 stores a plurality of encryption keys used for communication with other communication devices 2 and 3 other than the own device. The plurality of encryption keys stored in the storage unit 24 have different key information.

複数の暗号鍵は、当該複数の暗号鍵を複数グループに分けることで構成された鍵グループを複数含んでいる。より具体的に、記憶部24に記憶されている複数の暗号鍵は、路路間通信に用いられる路側機用鍵グループと、路車間通信及び車車間通信に用いられる移動機用鍵グループとを含んでいる。
移動機用鍵グループは、複数の暗号鍵S1,S2,S3・・・を含んでいる。
制御部23は、移動機用鍵グループに含まれる暗号鍵S1,S2,S3・・・の中から、路車間通信及び車車間通信に用いる暗号鍵を選択する。
The plurality of encryption keys includes a plurality of key groups configured by dividing the plurality of encryption keys into a plurality of groups. More specifically, the plurality of encryption keys stored in the storage unit 24 includes a roadside machine key group used for road-to-road communication and a mobile machine key group used for road-to-vehicle communication and vehicle-to-vehicle communication. Contains.
The key group for mobile devices includes a plurality of encryption keys S1, S2, S3.
The control unit 23 selects an encryption key used for road-to-vehicle communication and vehicle-to-vehicle communication from among the encryption keys S1, S2, S3... Included in the mobile device key group.

路側機用鍵グループは、当該路側機用鍵グループに含まれる複数の鍵を複数グループに分けることで複数の鍵グループが構成されている。路側機用鍵グループは、複数の鍵グループとして、通常用鍵グループと、緊急用鍵グループと、保守用鍵グループとを含んでいる。これら通常用鍵グループ、緊急用鍵グループ、及び保守用鍵グループは、暗号鍵P1,P2,P3・・・、暗号鍵Q1,Q2,Q3・・・、及び暗号鍵R1,R2,R3・・・を含んでいる。   The roadside machine key group includes a plurality of key groups by dividing a plurality of keys included in the roadside machine key group into a plurality of groups. The roadside machine key group includes a normal key group, an emergency key group, and a maintenance key group as a plurality of key groups. These normal key group, emergency key group, and maintenance key group are encryption keys P1, P2, P3..., Encryption keys Q1, Q2, Q3... And encryption keys R1, R2, R3. Contains

制御部23は、後述するように、路路間通信において、3つの動作モード(通常モード、緊急モード、及び保守モード)の中から一の動作モードを選択する機能を有している。各動作モードには、当該各動作モードにおいて使用する鍵グループとして、通常用鍵グループ、緊急用鍵グループ、及び保守用鍵グループの内のいずれかの鍵グループが対応付けて設定されている。
制御部23は、選択する動作モードに対応付けられた鍵グループの中に含まれる暗号鍵の中から、路路間通信に用いる暗号鍵を選択する。
As will be described later, the control unit 23 has a function of selecting one operation mode from among three operation modes (normal mode, emergency mode, and maintenance mode) in road-to-road communication. In each operation mode, as a key group used in each operation mode, any one of a normal key group, an emergency key group, and a maintenance key group is set in association with each other.
The control unit 23 selects an encryption key used for road-to-road communication from among encryption keys included in a key group associated with the operation mode to be selected.

このように制御部23は、路路間通信に用いる暗号鍵を路側機用鍵グループに含まれる暗号鍵から選択し、路車間通信及び車車間通信に用いる暗号鍵を移動機用鍵グループに含まれる暗号鍵から選択する。
これによって、路路間通信の用いる暗号鍵と、路車間通信及び車車間通信に用いる暗号鍵とが、互いに異なる暗号鍵となるように制御部23によって選択される。
In this way, the control unit 23 selects an encryption key used for road-to-road communication from encryption keys included in the roadside machine key group, and includes an encryption key used for road-to-vehicle communication and vehicle-to-vehicle communication in the mobile machine key group. Select the encryption key that will be used.
Thus, the control unit 23 selects the encryption key used for road-to-road communication and the encryption key used for road-to-vehicle communication and vehicle-to-vehicle communication to be different from each other.

また、記憶部24には、路側機用鍵スケジュール情報と、移動機用鍵スケジュール情報とが記憶されている。
これら路側機用鍵スケジュール情報、及び移動機用鍵スケジュール情報には、制御部23が各鍵グループの中から暗号鍵を選択する際にいずれの暗号鍵を選択するかについてのスケジュールを含んでいる。
The storage unit 24 stores roadside device key schedule information and mobile device key schedule information.
The roadside device key schedule information and the mobile device key schedule information include a schedule regarding which encryption key to select when the control unit 23 selects an encryption key from each key group. .

路側機用鍵スケジュール情報は、期間及び設置場所に応じてどの暗号鍵を使用するかについて予め設定された使用スケジュールを示す内容を含んでいる。
各路側通信機2は、互いに同一の路側機用鍵スケジュール情報を備えている。これによって、例えば、通常用鍵グループ含まれる複数の暗号鍵P1,P2,P3・・・の中からいずれかの暗号鍵を選択して路路間通信する場合にも、路側機用鍵スケジュール情報に基づいて暗号鍵を選択すれば、送信元及び送信先双方において、同一の暗号鍵を選択することができる。
The roadside machine key schedule information includes contents indicating a use schedule set in advance as to which encryption key is to be used according to the period and installation location.
Each roadside communication device 2 includes the same roadside machine key schedule information. Accordingly, for example, even when any encryption key is selected from a plurality of encryption keys P1, P2, P3,. If the encryption key is selected based on the above, the same encryption key can be selected at both the transmission source and the transmission destination.

これにより、路側通信機2は、例えば、通常用鍵グループ含まれる複数の暗号鍵P1,P2,P3・・・の中からいずれかの暗号鍵を選択することで、使用する暗号鍵を変更したとしても、他の路側通信機2との間で同一の暗号鍵を用いて暗号化処理を行うことができ、路路間通信を行うことができる。   As a result, the roadside communication device 2 has changed the encryption key to be used, for example, by selecting one of the plurality of encryption keys P1, P2, P3... Included in the normal key group. However, encryption processing can be performed using the same encryption key with other roadside communication devices 2, and communication between roads can be performed.

また、移動機用鍵スケジュール情報は、期間に応じてどの暗号鍵を使用するかについて予め設定された使用スケジュールを示す内容を含んでいる。
この移動機用鍵スケジュール情報は、後述するように、移動通信機3の記憶部33にも記憶されている。
Further, the mobile device key schedule information includes contents indicating a use schedule set in advance as to which encryption key is used according to the period.
The mobile device key schedule information is also stored in the storage unit 33 of the mobile communication device 3 as described later.

図6は、移動通信機3の記憶部33に記憶されている暗号鍵を示す概念図である。
記憶部33には、自機以外の他の通信機2,3との間の通信に用いる暗号鍵が複数記憶されている。記憶部33には、路側通信機2の記憶部24に記憶されている移動機用鍵グループに含まれる暗号鍵と同一の暗号鍵S1,S2,S3・・・が記憶されている。
FIG. 6 is a conceptual diagram showing encryption keys stored in the storage unit 33 of the mobile communication device 3.
The storage unit 33 stores a plurality of encryption keys used for communication with other communication devices 2 and 3 other than the own device. The storage unit 33 stores the same encryption keys S1, S2, S3,... As those included in the mobile device key group stored in the storage unit 24 of the roadside communication device 2.

また、移動通信機3の記憶部33には、路側通信機2の記憶部24に記憶されている移動機用鍵スケジュール情報と同一内容の移動機用鍵スケジュール情報も記憶されている。
よって、移動通信機3が、暗号鍵S1,S2,S3・・・の中からいずれかの暗号鍵を選択して路車間通信する場合にも、移動機用鍵スケジュール情報に基づいて暗号鍵を選択すれば、送信元及び送信先双方において、同一の暗号鍵を選択することができる。これにより、路側通信機2との間で同一の暗号鍵を用いて暗号化処理を行いつつ路車間通信を行うことができる。
The storage unit 33 of the mobile communication device 3 also stores mobile device key schedule information having the same contents as the mobile device key schedule information stored in the storage unit 24 of the roadside communication device 2.
Therefore, even when the mobile communication device 3 selects one of the encryption keys S1, S2, S3,... And performs road-to-vehicle communication, the encryption key is determined based on the mobile device key schedule information. If selected, the same encryption key can be selected at both the transmission source and the transmission destination. Thereby, it is possible to perform road-to-vehicle communication while performing encryption processing with the roadside communication device 2 using the same encryption key.

また、各移動通信機3同士は、互いに同一の暗号鍵S1,S2,S3・・・、及び移動機用鍵スケジュール情報を備えている。よって、移動通信機3は、他の移動通信機3との間で車車間通信する場合にも、送信元及び送信先双方において、同一の暗号鍵を選択することができる。これにより、暗号化処理を行いつつ車車間通信を行うことができる。   Each mobile communication device 3 includes the same encryption keys S1, S2, S3... And mobile device key schedule information. Therefore, the mobile communication device 3 can select the same encryption key at both the transmission source and the transmission destination even when performing inter-vehicle communication with other mobile communication devices 3. Thereby, vehicle-to-vehicle communication can be performed while performing encryption processing.

なお、移動通信機3は、路側機用鍵グループを備えていないので、路路間通信の通信情報を受信したとしても復号できず当該通信情報を取得することはできない。   Since the mobile communication device 3 does not include the roadside device key group, even if the communication information of the roadside communication is received, it cannot be decrypted and the communication information cannot be acquired.

このように、本実施形態では、路車間通信及び車車間通信において用いられている暗号鍵と異なる暗号鍵を路路間通信に用いるので、移動通信機3は、路路間通信の通信情報を復号することができない。よって、路路間通信の通信情報が移動通信機3に取得されるのを防止できる。
さらに、例えば、路車間通信及び車車間通信において用いられている移動機用鍵グループに含まれる暗号鍵が漏洩したとしても、路路間通信における機密性は維持することができ、システム全体に影響が及ぶのを抑制することができる。
Thus, in this embodiment, since the encryption key different from the encryption key used in road-to-vehicle communication and vehicle-to-vehicle communication is used for road-to-road communication, the mobile communication device 3 uses the communication information of road-to-road communication. It cannot be decrypted. Therefore, it is possible to prevent the mobile communication device 3 from acquiring communication information for road-to-road communication.
Furthermore, for example, even if an encryption key included in a mobile device key group used in road-to-vehicle communication and vehicle-to-vehicle communication leaks, confidentiality in road-to-road communication can be maintained, affecting the entire system. Can be suppressed.

〔暗号鍵の使用スケジュールについて〕
本実施形態の無線通信システムでは、上述したように、期間や設置場所に応じてどの暗号鍵を使用するかについて予め使用スケジュールが設定されている。設定されたスケジュールは、各通信機2,3の記憶部24,33に記憶された路側機用鍵スケジュール情報、及び移動機用鍵スケジュール情報に反映されている。
[About encryption key usage schedule]
In the wireless communication system of the present embodiment, as described above, a usage schedule is set in advance as to which encryption key is used according to the period and installation location. The set schedule is reflected in the roadside device key schedule information and the mobile device key schedule information stored in the storage units 24 and 33 of the respective communication devices 2 and 3.

図7は、道路交通上をエリアごとに区分けした一例を示す図である。図中の斜め線は道路を表し、交差点の丸印は路側通信機2を表している。
各路側通信機2の設置場所は、図7中のエリアA1〜A9ごとに特定される。また、移動通信機3の現在位置についても、図7中のエリアA1〜A9ごとに特定される。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example in which road traffic is divided into areas. The diagonal line in the figure represents a road, and the circle at the intersection represents the roadside communication device 2.
The installation location of each roadside communication device 2 is specified for each of the areas A1 to A9 in FIG. Further, the current position of the mobile communication device 3 is also specified for each of the areas A1 to A9 in FIG.

図8は、暗号鍵の使用スケジュールの一例を示す図である。なお、図8では、路路間通信においては、通常用鍵グループについての使用スケジュールを示している。また、図8では、上述の暗号鍵P1,P2・・・の「P1」,「P2」を鍵IDとして表している。   FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the encryption key usage schedule. FIG. 8 shows a use schedule for the normal key group in the inter-road communication. In FIG. 8, “P1” and “P2” of the encryption keys P1, P2,.

図に示すように、路路間通信に用いられる暗号鍵、及び路車、車車間通信に用いられる暗号鍵は、それぞれ、期間、及びエリア(設置場所又は現在位置)に応じて設定されている。
例えば、期間h1〜h2の間において、エリアA1では、路路間通信の暗号鍵には、暗号鍵P1が選択され、路車、車車間通信の暗号鍵には、暗号鍵S1が選択される。よって、図7中、エリアAに設置されている路側通信機2aは、期間h1〜h2の間において、暗号鍵P1を用いて暗号化処理を行い、路路間通信を行う。
また、期間h1〜h2の間において、エリアA1に位置する移動通信機3は、暗号鍵S1を用いて暗号化処理を行い、路車、路路間通信を行う。
As shown in the figure, the encryption key used for road-to-road communication and the encryption key used for road-to-vehicle and vehicle-to-vehicle communication are set according to the period and area (installation location or current position), respectively. .
For example, during the period h1 to h2, in the area A1, the encryption key P1 is selected as the encryption key for road-to-road communication, and the encryption key S1 is selected as the encryption key for road-to-vehicle and vehicle-to-vehicle communication. . Therefore, in FIG. 7, the roadside communication device 2a installed in the area A performs encryption processing using the encryption key P1 during the period h1 to h2, and performs roadside communication.
In addition, during the period h1 to h2, the mobile communication device 3 located in the area A1 performs encryption processing using the encryption key S1, and performs road-to-road and road-to-road communication.

また、期間h1〜h2の間において、エリアA2では、路路間通信の暗号鍵には、暗号鍵P2が選択され、路車、車車間通信の暗号鍵には、暗号鍵S2が選択される。よって、図7中、エリアA2に設置されている路側通信機2b,2c,2dは、期間h1〜h2の間において、暗号鍵P2を用いて暗号処理を行い、路路間通信を行う。
また、期間h1〜h2の間において、エリアA2に位置する移動通信機3は、暗号鍵S2を用いて暗号化処理を行い、路車、路路間通信を行う。
Also, during the period h1 to h2, in area A2, the encryption key P2 is selected as the encryption key for road-to-road communication, and the encryption key S2 is selected as the encryption key for road-to-vehicle and vehicle-to-vehicle communication. . Therefore, in FIG. 7, the roadside communication devices 2b, 2c, and 2d installed in the area A2 perform encryption processing using the encryption key P2 during the periods h1 to h2, and perform roadside communication.
In addition, during the period h1 to h2, the mobile communication device 3 located in the area A2 performs encryption processing using the encryption key S2, and performs road-to-road and road-to-road communication.

期間h2〜h3になると、エリアA1では、路路間通信の暗号鍵には、暗号鍵P2が選択され、路車、車車間通信の暗号鍵には、暗号鍵S2が選択される。
また、期間h2〜h3では、エリアA2では、路路間通信の暗号鍵には、暗号鍵P3が選択され、路車、車車間通信の暗号鍵には、暗号鍵S3が選択される。
In the period h2 to h3, in the area A1, the encryption key P2 is selected as the encryption key for road-to-road communication, and the encryption key S2 is selected as the encryption key for road-to-vehicle and vehicle-to-vehicle communication.
In the period h2 to h3, in the area A2, the encryption key P3 is selected as the encryption key for road-to-road communication, and the encryption key S3 is selected as the encryption key for road-to-vehicle and vehicle-to-vehicle communication.

なお、上記期間h1〜h2、h2〜h3の間隔は、例えば、数10分や数時間といった単位で設定される。   The intervals between the periods h1 to h2 and h2 to h3 are set in units of several tens of minutes or several hours, for example.

このように、本実施形態の無線通信システムでは、各通信機2,3が、所定のスケジュールに基づき、期間(時間)、及び設置場所(現在位置)に応じて複数の暗号鍵の中から選択するように構成されているので、道路交通上のエリアごとに、異なる暗号鍵を使用し、また、同じエリアでも現在時刻が属する期間ごとに異なる暗号鍵を使用する。   As described above, in the wireless communication system according to the present embodiment, each of the communication devices 2 and 3 selects from a plurality of encryption keys according to a period (time) and an installation location (current position) based on a predetermined schedule. Therefore, a different encryption key is used for each area on road traffic, and a different encryption key is used for each period to which the current time belongs even in the same area.

この場合、路路間通信で用いている暗号鍵が漏洩したとしても、その漏洩した暗号鍵を特定することで、当該暗号鍵が使用されていた期間及びエリアを特定でき、暗号鍵が漏洩した期間及びエリアを特定することができる。この結果、暗号鍵漏洩の原因把握や漏洩対策等、セキュリティをより強化するために必要な情報を得ることができる。   In this case, even if an encryption key used in road-to-road communication leaks, by specifying the leaked encryption key, the period and area in which the encryption key was used can be specified, and the encryption key leaked The period and area can be specified. As a result, it is possible to obtain information necessary for further enhancing security, such as grasping the cause of the leakage of the encryption key and countermeasures against the leakage.

なお、本実施形態の路側通信機2(移動通信機3)では、期間、及び設置場所(現在位置)に応じて路路間通信(路車、車車間通信)に用いる暗号鍵を、複数の暗号鍵の中から選択するように構成したが、例えば、期間のみに応じて選択するように構成してもよいし、設置場所(現在位置)のみに応じて選択するように構成してもよい。   In addition, in the roadside communication device 2 (mobile communication device 3) of the present embodiment, a plurality of encryption keys used for road-to-road communication (road-car, vehicle-to-vehicle communication) depending on the period and installation location (current position) Although it was configured to select from among the encryption keys, for example, it may be configured to select only according to the period, or may be configured to select only according to the installation location (current position). .

〔動作モードと鍵グループについて〕
本実施形態の路側通信機2は、自機の周囲の状況に基づいて、通常モード、緊急モード、及び保守モードの3つの動作モードの中から1の動作モードを選択する。
緊急モードは、自然災害や交通事故等の発生によって、緊急事態と判断されるときに選択される動作モードである。
また、保守モードは、路側通信機2や交通信号機1等のインフラ設備のメンテナンスを行う際に選択される動作モードである。
通常モードは、上述のような特定の状況以外のときに選択されるモードであり、通常使用されるモードである。
[About operation modes and key groups]
The roadside communication device 2 according to the present embodiment selects one operation mode from the three operation modes of the normal mode, the emergency mode, and the maintenance mode based on the situation around the own device.
The emergency mode is an operation mode that is selected when an emergency situation is determined due to the occurrence of a natural disaster or a traffic accident.
The maintenance mode is an operation mode selected when maintenance of infrastructure equipment such as the roadside communication device 2 and the traffic signal 1 is performed.
The normal mode is a mode that is selected in a case other than the specific situation as described above, and is a mode that is normally used.

路側通信機2の制御部23は、保守関連情報S6、及び緊急情報S7の受信の有無によって、自機の周囲の状況を判断する。保守関連情報S6を受信すれば、制御部23は、自機の周囲でインフラのメンテナンスが実施されていると判断する。この場合、制御部23は、動作モードとして保守モードを選択する。   The control unit 23 of the roadside communication device 2 determines the situation around the own device according to whether or not the maintenance related information S6 and the emergency information S7 are received. If the maintenance-related information S6 is received, the control unit 23 determines that infrastructure maintenance is being performed around the device itself. In this case, the control unit 23 selects the maintenance mode as the operation mode.

また、緊急情報S7を受信すれば、制御部23は、自機の周囲で緊急事態が発生していると判断する。この場合、制御部23は、動作モードとして緊急モードを選択する。
緊急事態が発生していると判断せず、かつインフラのメンテナンスが実施されていないと判断する場合、制御部23は、通常モードを選択する。
If the emergency information S7 is received, the control unit 23 determines that an emergency has occurred around the aircraft. In this case, the control unit 23 selects the emergency mode as the operation mode.
If it is not determined that an emergency has occurred and it is determined that infrastructure maintenance has not been performed, the control unit 23 selects the normal mode.

制御部23は、通常モードを選択している場合、通常用鍵グループに含まれる暗号鍵P1,P2,P3・・・の中から、路路間通信に用いる暗号鍵を選択する。
また、制御部23は、緊急モードを選択している場合、緊急用鍵グループに含まれる暗号鍵Q1,Q2,Q3・・・の中から、路路間通信に用いる暗号鍵を選択する。同様、制御部23は、保守モードを選択している場合、保守用鍵グループに含まれる暗号鍵R1,R2,R3・・・の中から、路路間通信に用いる暗号鍵を選択する。
このように、制御部23は、選択したモードに対応付けられた鍵グループの中から、路路間通信に用いる暗号鍵を、期間及びエリアに応じて選択し、変更する。
When the normal mode is selected, the control unit 23 selects an encryption key used for road-to-road communication from among the encryption keys P1, P2, P3,... Included in the normal key group.
Further, when the emergency mode is selected, the control unit 23 selects an encryption key to be used for road-to-road communication from among the encryption keys Q1, Q2, Q3... Included in the emergency key group. Similarly, when the maintenance mode is selected, the control unit 23 selects an encryption key to be used for the inter-road communication from among the encryption keys R1, R2, R3... Included in the maintenance key group.
As described above, the control unit 23 selects and changes the encryption key used for the inter-road communication from the key group associated with the selected mode according to the period and the area.

ここで、インフラのメンテナンスや、緊急事態は頻繁に生じるものではないので、ほとんどの場合、制御部23は、通常モードを選択することとなる。このため、緊急用鍵グループ及び保守用鍵グループに含まれる暗号鍵は、通常用鍵グループの暗号鍵よりも使用頻度が低くなる。   Here, since maintenance of infrastructure and emergency situations do not occur frequently, in most cases, the control unit 23 selects the normal mode. For this reason, the encryption key included in the emergency key group and the maintenance key group is used less frequently than the encryption key of the normal key group.

このように、記憶部24が記憶している複数の暗号鍵は、通常使用される暗号鍵群としての通常用鍵グループの他、通常用鍵グループよりも使用頻度が低い暗号鍵群としての緊急用鍵グループ及び保守用鍵グループを含んでいる。
この場合、使用頻度が低い緊急用鍵グループ及び保守用鍵グループは、通常使用される通常用鍵グループと比較して通信情報の機密性が相対的に高くなる。このため、通信情報の機密性に複数の段階レベルを設けることができ、動作モードを選択することで、通信情報の機密性のレベルを選択することができる。
As described above, the plurality of encryption keys stored in the storage unit 24 are emergency keys that are used less frequently than the normal key group, in addition to the normal key group that is normally used. Key group for maintenance and maintenance key group.
In this case, the emergency key group and the maintenance key group, which are used less frequently, have relatively higher confidentiality of communication information than the normal key group that is normally used. Therefore, a plurality of stages can be provided for the confidentiality of communication information, and the confidentiality level of communication information can be selected by selecting an operation mode.

よって、路側通信機2の制御部23は、通常時には、通常使用される暗号鍵群を用い、自機の周囲が緊急事態である場合、又は本システムにおいて保守作業が行われている場合には、使用頻度が低い鍵グループを選択して路路間通信に用いることができる。
これによって、より通信情報の機密性が要求される緊急事態や、移動通信機には認識されたくないシステム上の情報が取り扱われる保守作業においては、通常用鍵グループよりもより機密性が高い使用頻度が低い鍵グループを選択して路路間通信に用いることができる。
Therefore, the control unit 23 of the roadside communication device 2 normally uses an encryption key group that is normally used, and when the surroundings of the own device is in an emergency situation or when maintenance work is being performed in this system. A key group with low usage frequency can be selected and used for road-to-road communication.
As a result, it is used with higher confidentiality than the normal key group in emergency situations where confidentiality of communication information is required and maintenance work where information on the system that is not recognized by the mobile communication device is handled. A key group with a low frequency can be selected and used for road-to-road communication.

〔効果について〕
上記のように構成された路側通信機2及び無線通信システムによれば、路車間通信及び車車間通信において用いられている暗号鍵と異なる暗号鍵を路路間通信に用いるので、移動通信機3は、路路間通信の通信情報を復号することができない。よって、路路間通信の通信情報が移動通信機3に取得されるのを防止できる。
また、例えば、路車間通信及び車車間通信において用いられている暗号鍵が漏洩したとしても、路路間通信における機密性は維持することができ、システム全体に影響が及ぶのを抑制することができる。
[Effect]
According to the roadside communication device 2 and the wireless communication system configured as described above, an encryption key different from the encryption key used in road-to-vehicle communication and vehicle-to-vehicle communication is used for road-to-road communication. Cannot decode the communication information of the road-to-road communication. Therefore, it is possible to prevent the mobile communication device 3 from acquiring communication information for road-to-road communication.
In addition, for example, even if an encryption key used in road-to-vehicle communication and vehicle-to-vehicle communication leaks, confidentiality in road-to-road communication can be maintained, and the influence on the entire system can be suppressed. it can.

また、本実施形態の路側通信機2は、期間、及び設置場所に応じて路路間通信に用いる暗号鍵を複数の暗号鍵(路側機用鍵グループ)の中から選択するので、路路間通信で用いている暗号鍵が漏洩したとしても、漏洩した暗号鍵を用いて路路間通信の機密性維持は困難となるが、漏洩した暗号鍵以外の暗号鍵を用いる期間及びエリアにおいては、路路間通信における機密性は維持することができる。よって、漏洩した暗号鍵を用いるはずであった期間及びエリアの暗号鍵のみを変更すればよく、システム全体に影響が及ぶのをより抑制することができる。   Further, the roadside communication device 2 of the present embodiment selects an encryption key used for roadside communication according to the period and installation location from a plurality of encryption keys (roadside device key group). Even if the encryption key used in communication is leaked, it is difficult to maintain the confidentiality of the road-to-road communication using the leaked encryption key, but in the period and area where the encryption key other than the leaked encryption key is used, Confidentiality in road-to-road communication can be maintained. Therefore, it is only necessary to change the encryption key for the period and area where the leaked encryption key should have been used, and it is possible to further suppress the influence on the entire system.

〔他の実施形態について〕
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態では、暗号鍵の使用スケジュールにおいて、同一の暗号鍵を選択する期間を数10分や数時間といった単位で設定した場合を例示したが、例えば、よりもっと短い期間で設定することもできる。
[Other Embodiments]
The present invention is not limited to the above embodiment. In the above embodiment, the case where the period for selecting the same encryption key is set in units of several tens of minutes or several hours in the encryption key usage schedule is exemplified. However, for example, it can be set in a shorter period. .

例えば、路側通信機2が割り当てられるタイムスロットに応じて路路間通信に用いる暗号鍵を選択、変更することもできる。
図9は、各路側通信機2に割り当てられたタイムスロットと、タイムスロットごとに路路間通信に用いる鍵IDを割り当てられた一例を示す図である。
図9に示すように、例えば、交差点J2(j7)(図1)の路側通信機2は、スロット番号(1)の第1スロットT1が割り当てられている。また、図中、左側に位置する無線フレームに含まれるスロット番号(1)の第1スロットT1には、交差点J2の路側通信機2が路路間通信に用いる暗号鍵として暗号鍵P1を選択するようにスケジュールされている。
For example, an encryption key used for road-to-road communication can be selected and changed according to a time slot to which the roadside communication device 2 is assigned.
FIG. 9 is a diagram illustrating an example in which a time slot assigned to each roadside communication device 2 and a key ID used for roadside communication are assigned to each time slot.
As shown in FIG. 9, for example, the roadside communication device 2 at the intersection J2 (j7) (FIG. 1) is assigned the first slot T1 of the slot number (1). Also, in the figure, the encryption key P1 is selected as the encryption key used by the roadside communication device 2 at the intersection J2 for the communication between the roads in the first slot T1 of the slot number (1) included in the radio frame located on the left side. As scheduled.

また、次の無線フレームに含まれるスロット番号(1)の第1スロットT1には、交差点J2の路側通信機2が路路間通信に用いる暗号鍵として暗号鍵P2を選択するようにスケジュールされている。
このように、無線フレーム単位ごとに、暗号鍵を選択して変更するように設定することもできる。
In addition, in the first slot T1 of the slot number (1) included in the next radio frame, the roadside communication device 2 at the intersection J2 is scheduled to select the encryption key P2 as the encryption key used for roadside communication. Yes.
As described above, the encryption key can be selected and changed for each radio frame unit.

また、上記実施形態では、移動通信機3が、路車間通信に用いる暗号鍵として、移動機用鍵グループに含まれる暗号鍵S1,S2,S3・・・のみを備えることで、移動通信機3によって路路間通信の通信情報が取得されるのを防止し、移動通信機3に対する路路間通信の通信情報の秘匿性を高めた場合を示した。
しかし、例えば、救急車や、消防車、パトカーといった緊急車両(公共性の高い用途に使用される公共車両)に搭載される移動通信機3は、緊急事態が発生した場合、その緊急事態に関連する情報である緊急情報S7を必要とすることがある。
In the above-described embodiment, the mobile communication device 3 includes only the encryption keys S1, S2, S3,... Included in the mobile device key group as the encryption key used for road-to-vehicle communication. It is shown that the communication information of the road-to-road communication is prevented from being acquired and the confidentiality of the communication information of the road-to-road communication to the mobile communication device 3 is increased.
However, for example, the mobile communication device 3 mounted on an emergency vehicle such as an ambulance, a fire engine, or a police car (a public vehicle used for a highly public purpose) is related to the emergency when an emergency occurs. The emergency information S7 that is information may be required.

この場合、公共車両によって利用される情報である緊急情報S7について、公共車両以外の一般車両に搭載された移動通信機3や、歩行者が携帯している移動通信機3には取得させずに、公共車両に搭載される移動通信機3には取得させる必要がある。
つまり、一般車両等に搭載された移動通信機3以外の通信機2,3の間で行われる通信情報について、一般車両等に搭載された移動通信機3に対して秘匿する必要がある。
In this case, the emergency information S7, which is information used by the public vehicle, is not acquired by the mobile communication device 3 mounted on a general vehicle other than the public vehicle or the mobile communication device 3 carried by a pedestrian. The mobile communication device 3 mounted on the public vehicle needs to be acquired.
That is, it is necessary to conceal communication information performed between the communication devices 2 and 3 other than the mobile communication device 3 mounted on a general vehicle or the like from the mobile communication device 3 mounted on the general vehicle or the like.

このため、緊急車両等の公共車両に搭載される移動通信機3については、図10に示すように、移動機用鍵グループに含まれる暗号鍵の他、路側通信機2が備えている緊急用鍵グループに含まれる暗号鍵と同一の暗号鍵Q1,Q2,Q3・・・を備えていてもよい。   For this reason, as shown in FIG. 10, the mobile communication device 3 mounted on a public vehicle such as an emergency vehicle has an emergency key provided in the roadside communication device 2 in addition to the encryption key included in the mobile device key group. The same encryption keys Q1, Q2, Q3... As the encryption keys included in the key group may be provided.

この場合、前記公共車両に搭載される移動通信機3は、通常、路路間通信でのみ行われる緊急情報S7に関する送受信について、緊急用鍵グループに含まれる暗号鍵を用いることで路車間通信を行うことができる。
なお、前記公共車両に搭載される移動通信機3は、緊急用鍵グループに含まれる暗号鍵Q1,Q2,Q3・・・とともに、これらを用いるために必要なスケジュールを含んでいる路側機用鍵スケジュール情報も備えている。
In this case, the mobile communication device 3 mounted on the public vehicle normally performs road-to-vehicle communication by using an encryption key included in the emergency key group for transmission and reception related to the emergency information S7 that is performed only in road-to-road communication. It can be carried out.
The mobile communication device 3 mounted on the public vehicle is a roadside device key that includes encryption keys Q1, Q2, Q3,... Included in the emergency key group and a schedule necessary for using them. Schedule information is also provided.

これによって、前記公共車両の移動通信機3は、緊急事態の発生やその状況等を報知するための情報を緊急情報S7として路側通信機2に対して送信することができる。また、緊急モード時において路路間通信によって送信される緊急情報S7を取得し、この緊急情報S7に含まれている種々の情報を利用して、当該公共車両の活動のために利用することができる。   Thereby, the mobile communication device 3 of the public vehicle can transmit information for notifying the occurrence of an emergency or the situation thereof to the roadside communication device 2 as emergency information S7. Moreover, emergency information S7 transmitted by road-to-road communication in the emergency mode can be acquired and used for activities of the public vehicle using various information included in the emergency information S7. it can.

また、上記の場合、緊急情報S7のように公共車両によって利用される情報は、路側通信機2及び公共車両に搭載される移動通信機3が有する暗号鍵であって、公共車両によって利用される情報以外の情報に用いる暗号鍵とは異なる暗号鍵を用いて送信される。
つまり、緊急情報S7のように公共車両によって利用される情報は、路側通信機2及び公共車両に搭載される移動通信機3が有する暗号鍵であって、公共車両以外の一般車両等に搭載された移動通信機3が有している暗号鍵とは異なる暗号鍵を用いて送信されるので、公共車両によって利用される情報に用いられる暗号鍵を有していない一般車両等に搭載された移動通信機3は、公共車両によって利用される情報を復号することができない。
In the above case, the information used by the public vehicle such as the emergency information S7 is an encryption key of the roadside communication device 2 and the mobile communication device 3 mounted on the public vehicle, and is used by the public vehicle. It is transmitted using an encryption key different from the encryption key used for information other than information.
That is, the information used by the public vehicle such as the emergency information S7 is an encryption key of the roadside communication device 2 and the mobile communication device 3 mounted on the public vehicle, and is mounted on a general vehicle other than the public vehicle. Since the mobile communication device 3 is transmitted using an encryption key different from the encryption key possessed by the mobile communication device 3, the mobile device mounted on a general vehicle or the like that does not have the encryption key used for information used by the public vehicle The communication device 3 cannot decrypt information used by public vehicles.

よって、公共車両によって利用される情報が、公共車両以外の車両に搭載された移動通信機3や、歩行者に携帯された移動通信機3に取得されるのを防止できる。
この結果、公共車両によって利用される情報を一般車両等に搭載された移動通信機3に対して秘匿することができる。
Therefore, it is possible to prevent information used by the public vehicle from being acquired by the mobile communication device 3 mounted on a vehicle other than the public vehicle or the mobile communication device 3 carried by a pedestrian.
As a result, information used by public vehicles can be kept secret from the mobile communication device 3 mounted on a general vehicle or the like.

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。   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.

2 路側通信機
3 移動通信機
4 中央装置
5 車両
23 制御部
24 記憶部
2 Roadside communication device 3 Mobile communication device 4 Central device 5 Vehicle 23 Control unit 24 Storage unit

Claims (8)

複数の移動通信機及び複数の路側通信機が所定の通信周波数帯域を時分割によって共用している無線通信システムにおいて用いられる路側通信機であって、
前記各通信機の間で行われる通信において送信される通信情報が、当該通信情報を暗号化するための暗号鍵によって暗号化されており、
他の路側通信機との間で行う路路間通信に用いる暗号鍵として、前記各通信機の間で行われる通信であって前記路路間通信以外の通信に用いる暗号鍵とは異なる暗号鍵を用いる通信制御部と、
互いに異なる複数の暗号鍵を記憶した記憶部とを備え、
前記通信制御部は、期間及び設置エリアごとに前記路路間通信に用いる暗号鍵が異なるように、前記複数の暗号鍵の中から前記路路間通信に用いる暗号鍵を選択する路側通信機。
A roadside communication device used in a wireless communication system in which a plurality of mobile communication devices and a plurality of roadside communication devices share a predetermined communication frequency band by time division,
Communication information transmitted in communication performed between the communication devices is encrypted with an encryption key for encrypting the communication information,
As an encryption key used for road-to-road communication performed with other roadside communication devices, an encryption key that is communication performed between the communication devices and different from an encryption key used for communication other than the road-to-roadway communication a communication control unit using,
A storage unit storing a plurality of different encryption keys,
The said communication control part is a roadside communication apparatus which selects the encryption key used for the said roadside communication from among these several encryption keys so that the encryption key used for the said roadside communication differs for every period and installation area .
前記複数の移動通信機、及び複数の路側通信機は、前記各通信機が用いる通信フレームに配置された複数のタイムスロットの内の少なくとも1つが割り当てられることで、前記所定の周波数帯域を時分割によって共用しており、
前記通信制御部は、自機に割り当てられているタイムスロットに応じて前記路路間通信に用いる暗号鍵を変更する請求項1に記載の路側通信機。
The plurality of mobile communication devices and the plurality of roadside communication devices time-divide the predetermined frequency band by assigning at least one of a plurality of time slots arranged in a communication frame used by each communication device. Shared by
The roadside communication device according to claim 1, wherein the communication control unit changes an encryption key used for the roadside communication according to a time slot assigned to the own device.
記複数の暗号鍵は、当該複数の暗号鍵を複数グループに分けることで構成された複数の暗号鍵群を含んでおり、
前記通信制御部は、前記複数の暗号鍵群のいずれかが対応付けられた複数のモードの中から一のモードを選択し、選択したモードに対応付けられた暗号鍵群の中から、前記路路間通信に用いる暗号鍵を選択する請求項1又は2に記載の路側通信機。
Before SL plurality of encryption keys includes a plurality of encryption key group that is configured by dividing the plurality of encryption keys into a plurality of groups,
The communication control unit selects one mode from a plurality of modes associated with any of the plurality of encryption key groups, and selects the path from the encryption key group associated with the selected mode. The roadside communication device according to claim 1 or 2 , wherein an encryption key used for roadside communication is selected.
前記複数の暗号鍵群は、通常使用される暗号鍵群と、通常使用される場合以外の特定の状況で使用されることで前記通常使用される暗号鍵群よりも使用頻度が低い暗号鍵群とを含んでいる請求項3に記載の路側通信機。   The plurality of cipher key groups are cipher key groups that are normally used and cipher key groups that are used less frequently than the cipher key groups that are normally used by being used in a specific situation other than when they are normally used. The roadside communication device according to claim 3, including: 複数の移動通信機及び複数の路側通信機が所定の通信周波数帯域を時分割によって共用している無線通信システムにおいて用いられる路側通信機であって、
前記各通信機の間で行われる通信において送信される通信情報が、当該通信情報を暗号化するための暗号鍵によって暗号化されており、
他の路側通信機との間で行う路路間通信に用いる暗号鍵として、前記各通信機の間で行われる通信であって前記路路間通信以外の通信に用いる暗号鍵とは異なる暗号鍵を用いる通信制御部と、
互いに異なる複数の暗号鍵を記憶した記憶部とを備え、
前記複数の暗号鍵は、当該複数の暗号鍵を複数グループに分けることで構成された複数の暗号鍵群を含んでおり、
前記通信制御部は、前記複数の暗号鍵群のいずれかが対応付けられた複数のモードの中から一のモードを選択し、選択したモードに対応付けられた暗号鍵群の中から、前記路路間通信に用いる暗号鍵を選択し、
前記複数の暗号鍵群は、通常使用される暗号鍵群と、通常使用される場合以外の特定の状況で使用されることで前記通常使用される暗号鍵群よりも使用頻度が低い暗号鍵群とを含み、
前記通信制御部は、自機の周囲が緊急事態、又は前記無線通信システムの保守作業が行われている場合に、前記使用頻度が低い暗号鍵群に対応するモードを選択する路側通信機。
A roadside communication device used in a wireless communication system in which a plurality of mobile communication devices and a plurality of roadside communication devices share a predetermined communication frequency band by time division,
Communication information transmitted in communication performed between the communication devices is encrypted with an encryption key for encrypting the communication information,
As an encryption key used for road-to-road communication performed with other roadside communication devices, an encryption key that is communication performed between the communication devices and different from an encryption key used for communication other than the road-to-roadway communication a communication control unit using,
A storage unit storing a plurality of different encryption keys,
The plurality of encryption keys include a plurality of encryption key groups configured by dividing the plurality of encryption keys into a plurality of groups,
The communication control unit selects one mode from a plurality of modes associated with any of the plurality of encryption key groups, and selects the path from the encryption key group associated with the selected mode. Select the encryption key to be used for the road-to-road communication,
The plurality of cipher key groups are cipher key groups that are normally used and cipher key groups that are used less frequently than the cipher key groups that are normally used by being used in a specific situation other than when they are normally used. Including
It said communication control unit, around the emergency ship, or the radio when the maintenance of the communication system is being carried out, you select a mode in which the use frequency corresponds to a low encryption key group roadside communication device .
前記通信情報は、共通鍵アルゴリズムによる暗号化方式によって暗号化されている請求項1〜5のいずれか一項に記載の路側通信機。   The roadside communication device according to any one of claims 1 to 5, wherein the communication information is encrypted by an encryption method using a common key algorithm. 複数の移動通信機及び複数の路側通信機が所定の通信周波数帯域を時分割によって共用している無線通信システムであって、
前記各通信機の間で行われる通信において送信される通信情報が、当該通信情報を暗号化するための暗号鍵によって暗号化されており、
前記複数の路側通信機同士の間で行う路路間通信に用いる暗号鍵として、前記各通信機の間で行われる通信であって前記路路間通信以外の通信に用いる暗号鍵と異なる暗号鍵を用い
さらに、期間及び設置エリアごとに前記路路間通信に用いる暗号鍵が異なるように、複数の暗号鍵の中から前記路路間通信に用いる暗号鍵を選択する
ことを特徴とする無線通信システム。
A wireless communication system in which a plurality of mobile communication devices and a plurality of roadside communication devices share a predetermined communication frequency band by time division,
Communication information transmitted in communication performed between the communication devices is encrypted with an encryption key for encrypting the communication information,
As an encryption key used for the road-to-road communication performed between the plurality of roadside communication devices, the encryption key is a communication performed between the communication devices and different from an encryption key used for communication other than the road-to-roadway communication. using,
Further, the encryption key used for the road-to-road communication is selected from a plurality of encryption keys so that the encryption key used for the road-to-road communication differs for each period and installation area. Wireless communication system.
複数の移動通信機及び複数の路側通信機が所定の通信周波数帯域を時分割によって共用している無線通信システムにおいて用いられる路側通信機が、前記各通信機に対して送信する通信情報を、当該通信情報を暗号化するための暗号鍵によって暗号化して送信する送信方法であって、
他の路側通信機との間で行う路路間通信に用いる暗号鍵として、前記各通信機の間で行われる通信であって前記路路間通信以外の通信に用いる暗号鍵とは異なる暗号鍵を用い
さらに、期間及び設置エリアごとに前記路路間通信に用いる暗号鍵が異なるように、複数の暗号鍵の中から前記路路間通信に用いる暗号鍵を選択する
ことを特徴とする送信方法。
The communication information transmitted by the roadside communication device used in the wireless communication system in which a plurality of mobile communication devices and a plurality of roadside communication devices share a predetermined communication frequency band by time division A transmission method in which communication information is encrypted and transmitted with an encryption key for encrypting communication information,
As an encryption key used for road-to-road communication performed with other roadside communication devices, an encryption key that is communication performed between the communication devices and different from an encryption key used for communication other than the road-to-roadway communication using,
Further, the encryption key used for the road-to-road communication is selected from a plurality of encryption keys so that the encryption key used for the road-to-road communication differs for each period and installation area. Transmission method.
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