JP6502694B2 - 路側通信機 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、高度道路交通システム（ＩＴＳ：Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｙｓｔｅｍｓ）等に用いられる路側通信機に関する。

近年、路車間通信、車車間通信による高度道路交通システム（ＩＴＳ）が検討されている。路車間通信とは、路側通信機と車載通信機との間の通信であり、車車間通信とは、車載通信機間の通信である。

上記高度道路交通システムにおいては、路車間通信をはじめ、車車間通信や、路側通信機同士の通信である路路間通信等、各通信の共存を図るに当たって、通信を行う時間を分割して路側通信機の送信専用のタイムスロットを設ける、時分割多重（ＴＤＭＡ：Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）によるマルチアクセス方式を採用している。

上記ＴＤＭＡによるマルチアクセス方式において、送信用タイムスロットは、通常、各路側通信機それぞれに対して周期的に設定される。各路側通信機は、周期的に設定された自路側通信機の送信用タイムスロットを用いて送信を行い、それ以外の時間は、他の路側通信機又は車載通信機からの送信信号の受信を行う。

よって、路側通信機同士で正確に時刻が同期していないと、各路側通信機が把握するタイムスロットの開始時刻にずれが生じ、各タイムスロットで干渉を生じさせるおそれがある。このため、各路側通信機は、互いの時刻を同期させる必要がある。

各路側通信機が他の路側通信機との間で時刻同期をとるための方式としては、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）信号を受信することによって得られる１ＰＰＳ（Ｏｎｅ Ｐｕｌｓｅ Ｐｅｒ Ｓｅｃｏｎｄ）信号に自路側通信機の時刻を同期させるＧＰＳ同期と、他の路側通信機からのパケットに含まれる時刻情報に基づいて当該他の路側通信機の時刻に自路側通信機の時刻を同期させるエア同期とが挙げられる（例えば、非特許文献１参照）。

一般社団法人電波産業会、"７００ＭＨｚ 帯高度道路交通システムＡＲＩＢ−ＳＴＤ−Ｔ１０９ １．２版"，［ｏｎｌｉｎｅ］、平成２５年１２月１０日、［平成２７年１月９日検索］、インターネット＜ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ａｒｉｂ．ｏｒ．ｊｐ／ｔｙｏｓａｋｅｎｋｙｕ／ｋｉｋａｋｕ＿ｔｕｓｈｉｎ／ｔｓｕｓｈｉｎ＿ｋｉｋａｋｕ＿ｎｕｍｂｅｒ．ｈｔｍｌ＞

１ＰＰＳ信号は、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信するためのＧＰＳ受信機から出力される。
ＧＰＳ受信機は、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信し自ＧＰＳ受信機の位置を測位するとともに受信したＧＰＳ信号に含まれる時刻情報に同期した１ＰＰＳ信号を出力する。

ここで、ＧＰＳ受信機には、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信できなければ１ＰＰＳ信号を出力しないものや、一度ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信すると、それ以降にＧＰＳ信号を受信できなくなったとしても自ＧＰＳ受信機の内部クロックに基づいて生成した信号を１ＰＰＳ信号として出力し続けるものがある。

ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信できなければ１ＰＰＳ信号を出力しないＧＰＳ受信機を用いた路側通信機においては、当該ＧＰＳ受信機が１ＰＰＳ信号を出力していれば、当該ＧＰＳ受信機はＧＰＳ信号を受信した上でＧＰＳ信号に同期した１ＰＰＳ信号を出力していると判断してＧＰＳ同期を選択し、１ＰＰＳ信号が得られない場合にはエア同期を選択することで、両方式を動的に選択しながら時刻同期を行うように構成することができる。
これによって、路側通信機は、エア同期よりもより高精度で同期することができるＧＰＳ同期を行いつつ、ＧＰＳ受信機がＧＰＳ信号を受信できない場合には、補完的にエア同期を選択し、全体として高い精度を維持しながら時刻同期を行うことができる。

一方、一度ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信すると、それ以降にＧＰＳ信号を受信できなくなったとしても１ＰＰＳ信号を出力し続けるＧＰＳ受信機を用いた路側通信機においては、ＧＰＳ受信機が１ＰＰＳ信号を出力しているからといって必ずしもそのＧＰＳ受信機がＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信し、それに同期した１ＰＰＳ信号を出力しているとは言えず、時刻同期の方式を適切に選択することはできない。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、時刻同期の方式を適切に選択することができる路側通信機を提供することを目的とする。

一実施形態である路側通信機は、他の路側通信機と時刻同期を行う路側通信機であって、ＧＰＳ受信機による測位の状態を示す測位状態情報に応じて、前記ＧＰＳ受信機が出力する１ＰＰＳ信号によるＧＰＳ同期と、前記他の路側通信機からの受信信号に含まれる時刻情報によるエア同期とを選択的に行う同期処理部を備えている。

本発明によれば、時刻同期の方式を適切に選択することができる。

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。 本実施形態の無線通信システムにおいて用いられる無線フレームを示す図である。 無線フレーム内部の構造の一例を示す図である。 本実施形態に係る路側通信機２の構成を示すブロック図である。 ＧＰＳ受信機が出力する１ＰＰＳ信号の一例を示している。 第１実施形態に係る路側通信機における、ＧＰＳ受信機及び通信処理装置の要部を示したブロック図である。 選択処理部が実行する選択処理を示すフローチャートである。 第１実施形態の変形例に係るフローチャートである。 第２実施形態に係る路側通信機における、ＧＰＳ受信機及び通信処理装置の要部を示したブロック図である。 第２実施形態による選択処理部が実行する選択処理を示すフローチャートである。

［本願発明の実施形態の説明］

まず最初に本願発明の実施形態の内容を列記して説明する。
（１）一実施形態である路側通信機は、他の路側通信機と時刻同期を行う路側通信機であって、ＧＰＳ受信機による測位の状態を示す測位状態情報に応じて、前記ＧＰＳ受信機が出力する１ＰＰＳ信号によるＧＰＳ同期と、前記他の路側通信機からの受信信号に含まれる時刻情報によるエア同期とを選択的に行う同期処理部を備えている。

上記のように構成された路側通信機によれば、ＧＰＳ受信機による測位の状態を示す測位状態情報に応じて前記ＧＰＳ同期又は前記エア同期のいずれを行うかを選択するので、ＧＰＳ受信機がＧＰＳ信号を受信して測位を行いＧＰＳ信号に同期した１ＰＰＳ信号を出力しているときにＧＰＳ同期を選択することができる。よって、ＧＰＳ受信機が出力する１ＰＰＳ信号がＧＰＳ信号に同期しているか否かに関わらず、時刻同期の方式を適切に選択することができる。

（２）上記路側通信機において、前記同期処理部は、前記１ＰＰＳ信号が与えられるか否かによって前記ＧＰＳ同期又は前記エア同期のいずれを行うかを選択する処理部と、前記ＧＰＳ受信機からの前記１ＰＰＳ信号を前記処理部に与えるか否かを前記測位状態情報に応じて切り替えるスイッチと、を備えていることが好ましい。
この場合、処理部は、１ＰＰＳ信号が与えられるか否かでＧＰＳ同期又はエア同期のいずれを行うかを選択することができるので、迅速に同期方式を切り替えることができ、同期のずれを少なくすることができる。
また、処理部は１ＰＰＳ信号が与えられるか否かによって同期方式を選択するので、処理部以降の構成を、上記従来例にて示した、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信できなければ１ＰＰＳ信号を出力しないＧＰＳ受信機を用いた路側通信機における、ＧＰＳ受信機より後段の構成と同様の構成とすることができる。

（３）また、前記処理部は、過去所定の第１期間の間に前記１ＰＰＳ信号が与えられていない場合、前記エア同期を選択し、前記第１期間の間に前記１ＰＰＳ信号が与えられている場合、前記ＧＰＳ同期を選択してもよく、この場合、路側通信機の周囲環境の一時的な変動によって処理部へ向けた１ＰＰＳ信号が一時的に遮断されたとしても、ＧＰＳ同期を維持し、エア同期が選択されるのを防止できる。

（４）上記路側通信機において、前記ＧＰＳ受信機は、受信したＧＰＳ信号によって測位し前記ＧＰＳ信号に基づいた前記１ＰＰＳ信号を出力した場合、その後の前記ＧＰＳ受信機の測位状態に関わらず、前記１ＰＰＳ信号の出力を継続するものであってもよく、この場合であっても、測位状態情報に応じてＧＰＳ同期又はエア同期のいずれを行うかを選択するので、ＧＰＳ受信機がＧＰＳ信号を受信して測位を行いＧＰＳ信号に同期した１ＰＰＳ信号を出力しているときにＧＰＳ同期を選択することができる。よって、ＧＰＳ受信機が１ＰＰＳ信号を出力するか否かに関わらず、時刻同期の方式を適切に選択することができる。

（５）また、上記路側通信機において、前記同期処理部は、前記測位状態情報が、前記ＧＰＳ受信機による測位が行われていないことを示している情報以外の情報である場合、ＧＰＳ同期を選択することが好ましく、この場合、同期処理部は、ＧＰＳ受信機が出力する１ＰＰＳ信号がＧＰＳ信号に同期しているか否かに関わらず、時刻同期の方式を適切に選択することができる。

（６）また、前記同期処理部は、過去所定の第２期間の間における前記測位状態情報に、前記ＧＰＳ受信機による測位が行われていないことを示している情報以外の情報が含まれていない場合、前記エア同期を選択し、前記第２期間の間における前記測位状態情報に、前記ＧＰＳ受信機による測位が行われていないことを示している情報以外の情報が含まれている場合、前記ＧＰＳ同期を選択するものであってもよく、この場合、路側通信機の周囲環境の一時的な変動によって一時的にＧＰＳ受信機がＧＰＳ信号を受信できずに測位状態情報にＧＰＳ受信機による測位が行われていないことを示している情報が含まれることとなっても、ＧＰＳ同期を維持し、エア同期が選択されるのを防止できる。

上記実施形態は、コンピュータプログラムとしても実現することができる。すなわち、路側通信機が他の路側通信機と時刻同期を行う処理をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、コンピュータに、ＧＰＳ受信機による測位の状態を示す測位状態情報に応じて、前記ＧＰＳ受信機が出力する１ＰＰＳ信号によるＧＰＳ同期と、前記他の路側通信機からの受信信号に含まれる時刻情報によるエア同期とを選択的に行うステップを実行させるためのコンピュータプログラムとして実現することができる。

［本願発明の実施形態の詳細］
以下、好ましい実施形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
〔１． システムの全体構成〕
図１は、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。本実施形態では、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、本実施形態の高度道路交通システムは、交通信号機１、路側通信機２、車載通信機３、中央装置４、車載通信機３を搭載した車両５、及び、車両感知器や監視カメラ等よりなる路側センサ６を含む。

交通信号機１と路側通信機２は、複数の交差点Ａ１〜Ａ５，Ｂ１〜Ｂ５，Ｃ１〜Ｃ５，Ｄ１〜Ｄ５のそれぞれに設置されており、電話回線等の有線通信回線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の交通信号機１および路側通信機２とＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を構成している。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。

路側センサ６は、各交差点に流入する車両台数をカウントする等の目的で、管轄エリア内の道路の各所に設置されている。この路側センサ６は、直下を通行する車両５を超音波感知する車両感知器、或いは、道路の交通状況を時系列に撮影する監視カメラ等よりなり、感知情報や画像データは有線通信回線７を介して中央装置４に送信される。なお、図１では、図示を簡略化するために、各交差点に信号灯器が１つだけ描写されているが、実際の各交差点には、互いに交差する道路の上り及び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。

〔２． 無線通信の方式等〕
高度道路交通システムにおいて、無線通信システムを構成する、複数の交差点それぞれに設置された複数の路側通信機２は、その周囲を走行する車両の車載通信機３との間で無線通信（路車間通信）が可能である。
また、各路側通信機２は、自己の送信波が到達する所定範囲内に位置する他の路側通信機２とも無線通信（路路間通信）が可能である。
また、同じく無線通信システムを構成する車載通信機３は、路側通信機２との間で無線通信（車路間通信）を行うとともに、キャリアセンス方式で他の車載通信機３と無線通信（車車間通信）が可能である。

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（図３の路側機通信期間５０）がＴＤＭＡ方式で割り当てられており、このタイムスロット以外の時間帯には無線送信を行わない。すなわち、路側通信機２用のタイムスロット以外の時間帯は、車載通信機３のためのキャリアセンス方式による送信時間として開放されている。
路側通信機２及び車載通信機３は、同一周波数帯を通信に用いるが、上記のように路側通信機２と車載通信機３の送信時間帯が区別されていることで、路側通信機２による送信信号と、車載通信機３による送信信号との衝突を回避できる。

路側通信機２及び車載通信機３は、送信信号の受信に関しては特に制限されない。従って、路側通信機２は、車載通信機３の送信信号を受信できる他、他の路側通信機２の送信信号も受信できる。また、車載通信機３は、路側通信機２及び他の車載通信機３の送信信号を受信できる。

図２は、本実施形態の無線通信システムにおいて用いられる無線フレームを示す図である。本システムの無線フレーム（スーパーフレーム）は、その時間軸方向の長さ（フレーム長）が１００ミリ秒に設定されており、時間軸方向に並べて配置されている。つまり、無線フレームは、１秒間に１０フレーム配置される。
無線フレームは、路側通信機２が有するＧＰＳ受信機（後に説明する）が出力する１ＰＰＳ信号に基づいて生成される。

図３は、無線フレーム内部の構造の一例を示す図である。
図３に示すように、無線フレームは、路側機通信期間５０を含んで構成されている。
路側機通信期間５０は、路側通信機２に割り当てられる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。一方、路側機通信期間５０以外の期間は、車載通信機３によるキャリアセンス方式の無線送信用として開放する期間である。このため、路側通信機２は、路側機通信期間５０以外の期間では無線送信を行わない。

無線フレームには、複数の路側機通信期間５０が含まれている。
複数の路側機通信期間５０には、それぞれスロット番号ｉが付されている。このスロット番号ｉは、無線フレーム内でインクリメント又はデクリメントされる。
路側通信機２には、無線フレームに含まれる複数の路側機通信期間５０の内の１又は複数が割り当てられる。路側通信機２はスロット番号ｉによっていずれの路側機通信期間５０が自機２に割り当てられるかを認識することができる。

図３では、２つの路側通信機２−１，２−２それぞれの無線フレームの一例を示しており、路側通信機２−１にはハッチングで示されているスロット番号２の路側機通信期間５０が、路側通信機２−２にはハッチングで示されているスロット番号１の路側機通信期間５０が、それぞれ割り当てられている。また、両路側通信機２−１，２−２は、車載通信機が両路側通信機２−１，２−２のサービスエリア間を行き来する程度に近い位置に設置されているものとする。

図３では、路側通信機２−２の無線フレームが、路側通信機２−１の無線フレームに対して時間軸方向に遅れが生じていることから、互いの無線フレームのタイミングにずれが生じている場合を示している。路側通信機２−１，２−２同士は、互いに異なるスロット番号の路側機通信期間５０が割り当てられているので、互いの送信信号が重複して干渉を生じさせることはない。
しかし、図３中の期間５１は、路側通信機２−２による時刻を基準とすれば路側機通信期間５０と認識される一方、路側通信機２−１による時刻を基準とすれば路側機通信期間５０と認識される。
よって、図３に示すように、路側通信機２−２に同期した車載通信機は、路側機通信期間５０以外の期間であると認識するため、無線送信可能と判断する。しかし、路側通信機２−１は、自らが路側機通信期間５０と判断する期間で無線送信を行う。
このため、期間５１内で前記車載通信機が無線送信を行ったとすると、同じタイミングで無線送信を行う路側通信機２−１との間で干渉が生じる。

このように、路側通信機同士で同期が取れていない場合、一の路側通信機と、他の路側通信機に同期している車載通信機との間で干渉が生じるおそれがある。このため、路側通信機２間（特に、距離的に近い位置関係にある路側通信機２間）では、互いの無線フレームのタイミングが一致するように、互いのローカル時刻を同期させる必要がある。

そこで、本実施形態の各路側通信機２は、ＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号を受信したＧＰＳ受信機が出力する１ＰＰＳ信号に基づいて同期を行うＧＰＳ同期と、他の路側通信機（基地局）２から送信されたパケットに含まれる時刻情報に基づいて他の路側通信機２に同期するエア同期と、を行う機能を有している。

本実施形態におけるＧＰＳ同期及びエア同期の方法は、非特許文献１の「解説２ 基地局間の時刻同期の例」に従う。
各路側通信機２は、上記２つの方式の同期方式を選択的に実行することで、互いの無線フレームのタイミングを一致させる。

〔３． 路側通信機〕
図４は、本実施形態に係る路側通信機２の構成を示すブロック図である。
路側通信機２は、図４に示すように、無線通信用アンテナ１０が接続された無線通信機１１と、ＧＰＳ信号受信用アンテナ１２が接続されたＧＰＳ受信機１３と、通信制御処理を行う通信処理装置１４と、を備えている。

無線通信機１１は、路車（車路）間通信及び路路間通信といった無線通信機能を有しており、通信処理装置１４によって制御されている。
ＧＰＳ受信機１３は、１又は複数のＧＰＳ衛星１５から送信されるＧＰＳ信号を受信して自機（ＧＰＳ受信機）１３の位置を特定（測位）する機能を有している。また、ＧＰＳ受信機１３は、受信したＧＰＳ信号に含まれる時刻情報に同期した１ＰＰＳ信号を出力するとともに、ＧＰＳ受信機１３による測位に関する情報を出力する機能を有している。ＧＰＳ受信機１３は、これら１ＰＰＳ信号と、自機１３の測位に関する情報とを通信処理装置１４に与える。

図５は、ＧＰＳ受信機１３が出力する１ＰＰＳ信号の一例を示している。１ＰＰＳ信号は、図５に示すように、１秒周期で得られるパルス信号である。
ＧＰＳ受信機１３は、ＧＰＳ衛星１５からのＧＰＳ信号を受信し自機１３の位置を測位する場合には受信したＧＰＳ信号に含まれる時刻情報に同期した１ＰＰＳ信号を出力する。
一方、ＧＰＳ信号を受信できない場合には、ＧＰＳ受信機１３は、ＧＰＳ信号に含まれる時刻情報に同期した１ＰＰＳ信号を出力することができない。
しかし、本実施形態のＧＰＳ受信機１３は、一度ＧＰＳ衛星１５からのＧＰＳ信号を受信すると、それ以降にＧＰＳ信号を受信できなくなったとしても自機１３の内部クロックに基づいて生成した信号を１ＰＰＳ信号として出力することができる。
よって、ＧＰＳ受信機１３は、ＧＰＳ信号を受信し測位したか否かに関わらず、１ＰＰＳ信号を出力するように構成されている。

ＧＰＳ受信機１３は、自機１３の測位に関する情報として、ＮＭＥＡ（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｍａｒｉｎｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）フォーマットのデータを出力する。
ＮＭＥＡフォーマットデータは、ＧＰＳ受信機１３が測位した結果である位置情報の他、測位品質や、使用衛星数、ＧＰＳ信号の受信状況等といった自機１３による測位の状態を示す測位状態情報を含んでいる。

ＮＭＥＡフォーマットは、複数のセンテンスを含んで構成されている。各センテンスは、ＧＰＳ受信機１３の測位に関する情報を示すパラメータを複数含んでいる。
例えば、ＮＭＥＡフォーマットに含まれている＄ＧＰＧＧＡ（ＧＰＳ Ｆｉｘ Ｄａｔａ）センテンスは、下記に示すように、パラメータ〈１〉〜パラメータ〈１２〉を含んだデータとして定義されている。
「＄ＧＰＧＧＡセンテンス」
＄ＧＰＧＧＡ，〈１〉，〈２〉，〈３〉，〈４〉，〈５〉，〈６〉，〈７〉，〈８〉，〈９〉，〈１０〉，〈１１〉，〈１２〉＊ｈｈ

「＄」は、センテンスの開始を示している。「ＧＰ」はトーカ（ｔａｌｋｅｒ）ＩＤ、「ＧＧＡ」は、センテンスの形式を示しており、以降のカンマ「，」で区切られている〈１〉〜〈１２〉に各パラメータ〈１〉〜〈１２〉が配置される。
各パラメータ〈１〉〜〈１２〉の内容は、以下の通りである。
〈１〉：測位時のＵＴＣ（協定世界時：Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ ｕｎｉｖｅｒｓａｌ ｔｉｍｅ）時刻 ｈｈｍｍｓｓ．ｓ形式で表される。
〈２〉：緯度 ｄｄｍｍ．ｍｍｍｍ形式で表される。
〈３〉：北緯又は南緯 「Ｎ」又は「Ｓ」で表される。
〈４〉：経度 ｄｄｍｍ．ｍｍｍｍ形式で表される。
〈５〉：東経又は西経 「Ｅ」又は「Ｗ」で表される。
〈６〉：測位品質 「０」：不測位 「１」：単独測位 「２」：ＤＧＰＳ測位 「６」：推定測位
〈７〉：使用衛星数
〈８〉：水平精度低下率ＨＤＯＰ（Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ Ｄｉｌｕｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ）
〈９〉：アンテナの海抜高さ（メートル）
〈１０〉：ジオイド高さ（メートル）
〈１１〉：ＤＧＰＳデータのエイジ（Ａｇｅ）（秒）
〈１２〉：差動基準地点ＩＤ
＊ｈｈ ：チェックサム

図４に戻って、通信処理装置１４は、無線通信機１１を制御することで路車（車路）間通信及び路路間通信を行う機能を有している。さらに、通信処理装置１４は、ＧＰＳ受信機１３から与えられる１ＰＰＳ信号及びＮＭＥＡフォーマットデータの少なくとも一方の情報を用いて、ＧＰＳ同期又はエア同期のいずれを行うかを選択する選択処理を実行する機能を有している。

通信処理装置１４は、その機能の一部又は全部が、ハードウェア回路によって構成されていてもよいし、その機能の一部又は全部が、コンピュータプログラムによって実現されていてもよい。通信処理装置１４の機能の一部又は全部がコンピュータプログラムによって実現される場合、通信処理装置１４は、コンピュータを含み、コンピュータによって実行されるコンピュータプログラムは、図示しない記憶部に記憶される。

〔４． 第１実施形態について〕
図６は、第１実施形態に係る路側通信機２における、ＧＰＳ受信機１３及び通信処理装置１４の要部を示したブロック図である。
通信処理装置１４は、ＧＰＳ同期又はエア同期のいずれを行うかを選択して時刻同期を実行する同期処理部２０を機能的に備えている。
同期処理部２０には、ＧＰＳ受信機１３が出力する１ＰＰＳ信号及びＮＭＥＡフォーマットデータが与えられる。
同期処理部２０は、ＧＰＳ同期又はエア同期のいずれを行うかを選択する選択処理を行う選択処理部２１を機能的に備えている。
選択処理部２１は、ＧＰＳ受信機１３から与えられたＮＭＥＡフォーマットデータに含まれる、ＧＰＳ受信機１３による測位の状態を示す測位状態情報を参照する。選択処理部２１は、この測位状態情報に応じてＧＰＳ同期又はエア同期のいずれを行うかを選択する。

同期処理部２０は、選択処理部２１が選択した選択結果に応じて、ＧＰＳ同期又はエア同期のいずれかを実行する。同期処理部２０は、選択処理部２１によってＧＰＳ同期が選択されると、ＧＰＳ受信機１３から与えられる１ＰＰＳ信号に基づいてＧＰＳ同期を実行する。

図７は、選択処理部２１が実行する選択処理を示すフローチャートである。
まず選択処理部２１は、ＧＰＳ受信機１３からのＮＭＥＡフォーマットデータを受け付けたか否かを判断する（ステップＳ１１）。
ＮＭＥＡフォーマットデータを受け付けていないと判断する場合、選択処理部２１は、再度、ステップＳ１１に戻り、ＧＰＳ受信機１３からのＮＭＥＡフォーマットデータを受け付けたか否かを判断する。よって、選択処理部２１は、ＮＭＥＡフォーマットデータを受け付けるまでステップＳ１１を繰り返すことで、ＮＭＥＡフォーマットデータが出力されるのを待つ。

ステップＳ１１において、ＮＭＥＡフォーマットデータを受け付けたと判断すると、選択処理部２１は、ＮＭＥＡフォーマットデータに含まれる測位の品質を示す「測位品質」（上記〈６〉）を参照する。
さらに、選択処理部２１は、「測位品質」が「０」以外であるか否かを判断する（ステップＳ１２）。

「測位品質」は、上述のように、「０」である場合、不測位を示し、「１」である場合単独測位で測位したことを示し、「２」である場合ＤＧＰＳ測位で測位したことを示し、「６」である場合、推定測位で測位したことを示している。よって、ＮＭＥＡフォーマットデータに含まれている「測位品質」は、ＧＰＳ受信機１３による測位の状態を示す測位状態情報を構成している。
また、測位状態情報である「測位品質」は、「０」である場合、ＧＰＳ受信機１３による測位が行われていないことを示しており、「０」以外である場合、ＧＰＳ受信機１３による測位が行われていることを示している。つまり、「測位品質」は、ＧＰＳ受信機１３による測位が行われたか否かを示している。

よって、選択処理部２１は、ステップＳ１２において、「測位品質」に基づいて、ＧＰＳ受信機１３が自機１３の位置について測位したか否かを判断することができる。

ステップＳ１２において「測位品質」が「０」以外であると判断すると、選択処理部２１は、時刻同期の方式としてＧＰＳ同期を選択し（ステップＳ１３）、再度ステップＳ１１に戻る。

一方、ステップＳ１２において「測位品質」が「０」以外でない（「０」である）と判断すると、選択処理部２１は、直近から過去に向かう期間である過去所定の第２期間の間で受け付けた「測位品質」に「０」以外の情報が含まれていないか否かについて判断する（ステップＳ１４）。
過去所定の第２期間の間で受け付けた複数の「測位品質」に「０」以外の情報が含まれていないと判断する場合、選択処理部２１は、時刻同期の方式としてエア同期を選択し（ステップＳ１５）、再度ステップＳ１１に戻る。
なお、ステップＳ１４における「直近」とは、このステップＳ１４の処理前に実行されたステップＳ１１においてＮＭＥＡデータ（「測位品質」）を受け付けたときを指す。

ステップＳ１４において、過去所定の第２期間の間で受け付けた複数の「測位品質」の中に、「０」以外の「１」、「２」、及び「６」の内のいずれかが１つでも含まれていると判断する場合、選択処理部２１は、ステップＳ１３に進み、時刻同期の方式としてＧＰＳ同期を選択し（ステップＳ１３）、再度ステップＳ１１に戻る。

上記ステップＳ１２において「測位品質」が「０」以外である場合、ＧＰＳ受信機１３による測位が行われていると判断することができるので、ＧＰＳ受信機１３がＧＰＳ信号を確実に受信し、受信したＧＰＳ信号に含まれる時刻情報に同期した１ＰＰＳ信号を出力していると判断することができる。よってこの場合、同期処理部２０は、ＧＰＳ同期を選択することで（ステップＳ１３）、ＧＰＳ信号に含まれる時刻情報に同期した１ＰＰＳ信号に基づいた時刻同期を行うことができる。
つまり、同期処理部２０は、「測位品質」に応じて時刻同期の方式を適切に選択することができる。

また、ステップＳ１２において「測位品質」が「０」以外でない（「０」である）ことからＧＰＳ受信機１３による測位が行われていないと判断する場合、ＧＰＳ受信機１３がＧＰＳ信号を受信しておらず、自機１３の内部クロックに基づいて生成した信号を１ＰＰＳ信号として出力していると判断することができる。

この場合、選択処理部２１は、ステップＳ１４において、過去所定の第２期間の間で受け付けた複数の「測位品質」に「０」以外の情報が含まれておらず、全て「０」であれば、直近から過去第２期間の間でＧＰＳ受信機１３による測位が継続的に行われておらずＧＰＳ信号も受信していないと判断することができる。よって、この場合、選択処理部２１は、ステップＳ１５に進み、同期処理部２０にエア同期を実行させることができる。
これにより、選択処理部２１は、たとえＧＰＳ受信機１３から１ＰＰＳ信号が与えられていたとしても、ＧＰＳ同期を選択することはない。よって、同期処理部２０は、ＧＰＳ受信機１３の内部クロックに基づいて生成された１ＰＰＳ信号によって時刻同期を行うことはない。
なお、第２期間は、ＧＰＳ受信機１３による測位が継続的に行われていないと判断することができる期間に設定されている。

また、ステップＳ１４において、過去所定の第２期間の間で受け付けた複数の「測位品質」が、「０」以外の情報である、「１」、「２」、及び「６」といった測位が行われていないことを示している情報以外の情報を含んでいる場合、路側通信機２の周囲環境の一時的な変動によってＧＰＳ信号が受信できず、「測位品質」が「０」となっている可能性がある。

この点、本実施形態の選択処理部２１は、ステップＳ１４において、過去所定の第２期間の間で受け付けた複数の「測位品質」に「０」以外の情報が含まれていない場合、エア同期を選択し、過去所定の第２期間の間で受け付けた複数の「測位品質」に「０」以外の情報が含まれている場合、ＧＰＳ同期を選択する。
これにより、選択処理部２１は、路側通信機２の周囲環境の一時的な変動によって一時的にＧＰＳ受信機１３がＧＰＳ信号を受信できずに「測位品質」が「０」となっても、ＧＰＳ同期を維持し、エア同期が選択されるのを防止できる。

以上のように、本実施形態の路側通信機２は、他の路側通信機２と時刻同期を行うものであって、ＧＰＳ受信機１３による測位の状態を示す測位状態情報である「測位品質」に応じて、ＧＰＳ同期と、エア同期とを選択的に行う同期処理部２０を備えている。

本実施形態では、ＧＰＳ信号を受信し測位したか否かに関わらず、１ＰＰＳ信号を出力するように構成されたＧＰＳ受信機１３を用いたが、上記構成の路側通信機２によれば、ＧＰＳ受信機１３による測位の状態を示す測位状態情報である「測位品質」に応じてＧＰＳ同期又はエア同期のいずれを行うかを選択するので、同期処理部２０の選択処理部２１は、ＧＰＳ受信機１３がＧＰＳ信号を受信し測位を行っているときにＧＰＳ同期を選択することができる。よって、ＧＰＳ受信機１３が出力する１ＰＰＳ信号がＧＰＳ信号に同期しているか否かに関わらず、時刻同期の方式を適切に選択することができる。

なお、仮に、ＧＰＳ信号を受信し測位したときのみＧＰＳ信号に同期した１ＰＰＳ信号を出力するように構成されたＧＰＳ受信機を用いたとしても、上記構成の路側通信機２によれば、時刻同期の方式を適切に選択することができる。

また、上記実施形態では、できるだけＧＰＳ同期が優先的に選択されるように設定した場合を例示したが、例えば、図８に示すように、できるだけ「測位品質」が良好であると判断できる場合にＧＰＳ同期を選択しそれ以外ではエア同期を選択するように構成することもできる。

図８に示す第１実施形態の変形例に係るフローチャートは、図７中のフローチャートにおけるステップＳ１４が除かれ、図７中ステップＳ１２とステップＳ１３との間にステップＳ１７が加えられている点において相違している。

図８では、ステップＳ１２において「測位品質」が「０」以外でない（「０」である）と判断すると、選択処理部２１は、時刻同期の方式としてエア同期を選択し（ステップＳ１５）、再度ステップＳ１１に戻る。

一方、ステップＳ１２において「測位品質」が「０」以外であると判断すると、選択処理部２１は、直近から過去に向かう期間である過去所定の第２期間の間で受け付けた「測位品質」に「０」が含まれていないか否かについて判断する（ステップＳ１７）。
過去所定の第２期間の間で受け付けた複数の「測位品質」に「０」が含まれていると判断する場合、選択処理部２１は、時刻同期の方式としてエア同期を選択し（ステップＳ１５）、再度ステップＳ１１に戻る。

ステップＳ１７において、過去所定の第２期間の間で受け付けた複数の「測位品質」の中に、「０」が含まれていないと判断する場合、選択処理部２１は、ステップＳ１３に進み、時刻同期の方式としてＧＰＳ同期を選択し（ステップＳ１３）、再度ステップＳ１１に戻る。

この図８に示す変形例では、選択処理部２１は、「測位品質」が「０」となるとエア同期を選択し、エア同期を選択した後、過去所定の第２期間の間で受け付けた複数の「測位品質」に「０」が含まれていなければ、選択処理部２１は、ステップＳ１３に進み、同期処理部２０にＧＰＳ同期を実行させる。つまり、選択処理部２１は、ステップＳ１７において、断続的にも不測位とならず安定して測位されている状態が継続していると判断できれば、ＧＰＳ同期を選択し、それ以外ではエア同期を選択するように構成されている。
このように、できるだけ「測位品質」が良好であると判断できる場合にＧＰＳ同期を選択しそれ以外ではエア同期を選択するように構成してもよい。

〔５． 第２実施形態について〕
図９は、第２実施形態に係る路側通信機２における、ＧＰＳ受信機１３及び通信処理装置１４の要部を示したブロック図である。
本実施形態は、同期処理部２０が、選択処理部２１の他に、スイッチ部２５を備えている点で第１実施形態と相違している。

スイッチ部２５には、ＧＰＳ受信機１３が出力する１ＰＰＳ信号と、ＮＭＥＡフォーマットデータとが与えられる。
スイッチ部２５は、ＧＰＳ受信機１３からの１ＰＰＳ信号を選択処理部２１に与えるか否かをＮＭＥＡフォーマットデータに含まれる「測位品質」に応じて切り替える。

スイッチ部２５は、ＧＰＳ受信機１３から与えられる「測位品質」がＧＰＳ受信機１３による測位が行われていることを示している「１」、「２」、「６」である場合、ＧＰＳ受信機１３と選択処理部２１との間を接続し、１ＰＰＳ信号が選択処理部２１に与えられるように切り替える。

一方、スイッチ部２５は、「測位品質」がＧＰＳ受信機１３による測位が行われていないことを示している「０」である場合、ＧＰＳ受信機１３と選択処理部２１との間を切断し、選択処理部２１へ向けた１ＰＰＳ信号を遮断するように切り替える。
よって、ＧＰＳ受信機１３から与えられる「測位品質」が「０」である場合、１ＰＰＳ信号は、選択処理部２１に与えられることはない。

本実施形態の選択処理部２１は、１ＰＰＳ信号が与えられるか否かによってＧＰＳ同期又はエア同期のいずれを行うかを選択する。同期処理部２０は、選択処理部２１が選択した選択結果に応じて、ＧＰＳ同期又はエア同期のいずれかを実行する。同期処理部２０は、選択処理部２１に与えられた１ＰＰＳ信号に基づいてＧＰＳ同期を行う。

図１０は、第２実施形態による選択処理部２１が実行する選択処理を示すフローチャートである。
選択処理部２１は、スイッチ部２５からの１ＰＰＳ信号を受け付けたか否かを判断する（ステップＳ２１）。
１ＰＰＳ信号を受け付けたと判断すると、選択処理部２１は、時刻同期の方式としてＧＰＳ同期を選択し（ステップＳ２２）、再度ステップＳ２１に戻る。

一方、ステップＳ２１において１ＰＰＳ信号を受け付けていないと判断すると、選択処理部２１は、ステップＳ２３に進む。
なお、選択処理部２１は、ステップＳ２１における１ＰＰＳ信号を受け付けたか否かの判断を１秒間隔で行う。１ＰＰＳ信号は、１秒間隔のパルス信号であり、１秒間隔で判断を行うことで、１ＰＰＳ信号を受け付けたか否かを確実に判断することができる。

ステップＳ２３において、選択処理部２１は、直近から過去に向かう期間である過去所定の第１期間の間に１ＰＰＳ信号を受け付けていないか否かを判断する。
過去所定の第１期間の間に１ＰＰＳ信号を受け付けていないと判断する場合、選択処理部２１は、時刻同期の方式としてエア同期を選択し（ステップＳ２４）、再度ステップＳ２１に戻る。
なお、ステップＳ２３における「直近」とは、このステップＳ２３の処理前に実行されたステップＳ２１において１ＰＰＳ信号を受け付けたか否かを判断したときを指す。

ステップＳ２３において、過去所定の第１期間の間に１ＰＰＳ信号を受け付けていると判断する場合、選択処理部２１は、ステップＳ２２に進み、時刻同期の方式としてＧＰＳ同期を選択し、再度ステップＳ２１に戻る。

本実施形態では、「測位品質」が、ＧＰＳ受信機１３による測位が行われていないことを示している「０」である場合に選択処理部２１へ向けた１ＰＰＳ信号を遮断するようにスイッチ部２５が構成されている。
よって、上記ステップＳ２１において１ＰＰＳ信号を受け付けた場合、ＧＰＳ受信機１３による測位が行われていると判断することができるので、ＧＰＳ受信機１３がＧＰＳ信号を確実に受信し、ＧＰＳ信号に含まれる時刻情報に同期した１ＰＰＳ信号を出力していると判断することができる。よってこの場合、同期処理部２０は、ＧＰＳ同期を選択することができ（ステップＳ２２）、ＧＰＳ信号に含まれる時刻情報に同期した１ＰＰＳ信号に基づいた時刻同期を行うことができる。
このように、同期処理部２０は、１ＰＰＳ信号が与えられたか否かによって時刻同期の方式を適切に選択することができる。

また、ステップＳ２１において１ＰＰＳ信号を受け付けていないと判断する場合、ＧＰＳ受信機１３がＧＰＳ信号を受信していないと判断することができる。
この場合、選択処理部２１は、ステップＳ２３において、過去所定の第１期間の間に１ＰＰＳ信号を受け付けていなければ、その間、ＧＰＳ受信機１３による測位が継続的に行われておらずＧＰＳ信号も受信していないと判断することができる。よって、この場合、選択処理部２１は、ステップＳ２４に進み、同期処理部２０にエア同期を実行させることができる。
なお、第１期間は、ＧＰＳ受信機１３による測位が継続的に行われていないと判断することができる期間に設定されている。

以上のように、本実施形態の同期処理部２０は、１ＰＰＳ信号が与えられるか否かによってＧＰＳ同期又はエア同期のいずれを行うかを選択する選択処理部２１と、ＧＰＳ受信機１３からの１ＰＰＳ信号を選択処理部２１に与えるか否かを測位状態情報である「測位品質」に応じて切り替えるスイッチ部２５とを備えている。

本実施形態では、「測位品質」に応じて選択処理部２１に１ＰＰＳ信号が与えられるか否かでＧＰＳ同期又はエア同期のいずれを行うかを選択することができるので、迅速に同期方式を切り替えることができ、同期のずれを少なくすることができる。
また、選択処理部２１は１ＰＰＳ信号が与えられるか否かによって同期方式を選択するので、選択処理部２１以降の構成を、上記従来例にて示した、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信できなければ１ＰＰＳ信号を出力しないＧＰＳ受信機を用いた路側通信機における、ＧＰＳ受信機より後段の構成と同様の構成とすることができる。

また、本実施形態では、「測位品質」が、ＧＰＳ受信機１３による測位が行われていないことを示している「０」である場合に選択処理部２１へ向けた１ＰＰＳ信号を遮断するようにスイッチ部２５が構成されている。よって、ＧＰＳ受信機１３がＧＰＳ信号を受信せずに出力した１ＰＰＳ信号が選択処理部２１に与えられるのを防止することができる。
これにより、精度の低い信号を用いることによって時刻同期の精度を低下させてしまうのを防止することができる。

また、ステップＳ２３において、過去所定の第１期間の間に１ＰＰＳ信号を受け付けていると判断する場合、路側通信機２の周囲環境の一時的な変動によってＧＰＳ信号が受信できず、「測位品質」が「０」となり、選択処理部２１へ向けた１ＰＰＳ信号がスイッチ部２５によって遮断された可能性がある。

この点、本実施形態の選択処理部２１は、ステップＳ２３において、過去所定の第１期間の間に１ＰＰＳ信号が与えられていない場合、エア同期を選択し、過去所定の第１期間の間に１ＰＰＳ信号が与えられている場合、ＧＰＳ同期を選択する。
これにより、選択処理部２１は、路側通信機の周囲環境の一時的な変動によって選択処理部２１へ向けた１ＰＰＳ信号が一時的に遮断されたとしても、ＧＰＳ同期を維持し、エア同期が選択されるのを防止できる。

また、本実施形態では、「測位品質」に基づいて判断を行う処理をスイッチ部２５に分担させたので、「測位品質」に基づいた判断を行う処理を有しない選択処理部であっても、スイッチ部２５を追加すれば、ＧＰＳ信号を受信し測位したか否かに関わらず１ＰＰＳ信号を出力するように構成されているＧＰＳ受信機を用いた場合にも、時刻同期の方式を適切に選択することができるように構成ことができる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記各実施形態では、測位状態情報として、ＮＭＥＡフォーマットデータの＄ＧＰＧＧＡセンテンスに含まれる「測位品質」を用いてＧＰＳ受信機１３による測位が行われているか否かを判断した場合を示したが、この「測位品質」以外の他の情報を用いることもできる。

例えば、ＮＭＥＡフォーマットデータの＄ＧＰＧＧＡセンテンスに含まれる「使用衛星数」を用いて、ＧＰＳ受信機１３による測位が行われているか否かを判断することができる。この「使用衛星数」（上記〈７〉）を用いる場合、例えば、「使用衛星数」の値が「１」以上である場合、ＧＰＳ受信機１３による測位が行われていると判断し、「０」である場合、ＧＰＳ受信機１３による測位が行われていないと判断することができる。

また、ＮＭＥＡフォーマットデータの＄ＧＰＧＬＬセンテンスに含まれる「ステータス」を用いて、ＧＰＳ受信機１３による測位が行われているか否かを判断することができる。「ステータス」は、測位位置に整合性がある場合、「Ａ」が格納され、ＮＡＶ受信警告の場合、「Ｖ」が格納される。よって、この「ステータス」を用いる場合、例えば、「ステータス」が「Ａ」である場合、ＧＰＳ受信機１３による測位が行われていると判断し、「Ｖ」である場合、ＧＰＳ受信機１３による測位が行われていないと判断することができる。

また、ＮＭＥＡフォーマットデータの＄ＰＧＲＭＦセンテンスに含まれる「測位形式」を用いて、ＧＰＳ受信機１３による測位が行われているか否かを判断することができる。「測位形式」は、非測位である場合、「０」が格納され、２Ｄで測位された場合、「１」が格納され、３Ｄで測位された場合、「２」が格納される。よって、この「測位形式」を用いる場合、例えば、「測位形式」が「１」又は「２」である場合、ＧＰＳ受信機１３による測位が行われていると判断し、「０」である場合、ＧＰＳ受信機１３による測位が行われていないと判断することができる。

また、上記各実施形態では、ＮＭＥＡフォーマットのデータを出力するＧＰＳ受信機を用いた場合を例示したが、例えば、ＮＭＥＡフォーマットに対応していないＧＰＳ受信機であっても、上記各実施形態にて示した各情報に相当する情報を出力する場合には、それら情報を用いることで、上記各実施形態と同様の構成を採ることができる。

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全ての変更が含まれることが意図される。

１ 交通信号機
２ 路側通信機
３ 車載通信機
４ 中央装置
５ 車両
６ 路側センサ
７ 有線通信回線
８ ルータ
１０ 無線通信用アンテナ
１１ 無線通信機
１２ ＧＰＳ信号受信用アンテナ
１３ ＧＰＳ受信機
１４ 通信処理装置
１５ ＧＰＳ衛星
２０ 同期処理部
２１ 選択処理部
２５ スイッチ部
Ａ１〜Ａ５ 交差点
Ｂ１〜Ｂ５ 交差点
Ｃ１〜Ｃ５ 交差点
Ｄ１〜Ｄ５ 交差点

Claims (5)

1. 他の路側通信機と時刻同期を行う路側通信機であって、
   ＧＰＳ受信機による測位の状態を示す測位状態情報に応じて、前記ＧＰＳ受信機が出力する１ＰＰＳ信号によるＧＰＳ同期と、前記他の路側通信機からの受信信号に含まれる時刻情報によるエア同期とを選択的に行う同期処理部を備えており、
   前記ＧＰＳ受信機は、受信したＧＰＳ信号によって測位し前記ＧＰＳ信号に基づいた前記１ＰＰＳ信号を出力した場合、その後の前記ＧＰＳ受信機の測位状態に関わらず、前記１ＰＰＳ信号の出力を継続する路側通信機。
2. 前記同期処理部は、前記１ＰＰＳ信号が与えられるか否かによって前記ＧＰＳ同期又は前記エア同期のいずれを行うかを選択する処理部と、
   前記ＧＰＳ受信機からの前記１ＰＰＳ信号を前記処理部に与えるか否かを前記測位状態情報に応じて切り替えるスイッチと、
   を備えている請求項１に記載の路側通信機。
3. 前記処理部は、過去所定の第１期間の間に前記１ＰＰＳ信号が与えられていない場合、前記エア同期を選択し、前記第１期間の間に前記１ＰＰＳ信号が与えられている場合、前記ＧＰＳ同期を選択する請求項２に記載の路側通信機。
4. 前記同期処理部は、前記測位状態情報が、前記ＧＰＳ受信機による測位が行われていないことを示している情報以外の情報である場合、ＧＰＳ同期を選択する請求項１に記載の路側通信機。
5. 前記同期処理部は、過去所定の第２期間の間における前記測位状態情報に、前記ＧＰＳ受信機による測位が行われていないことを示している情報以外の情報が含まれていない場合、前記エア同期を選択し、前記第２期間の間における前記測位状態情報に、前記ＧＰＳ受信機による測位が行われていないことを示している情報以外の情報が含まれている場合、前記ＧＰＳ同期を選択する請求項４に記載の路側通信機。
   

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