JPH09500998A - 走行車両からの自動的実時間高速道路料金収受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 典型的な多車線料金所環境は路側収受ステーション（２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ）を有している。路側収受ステーション（２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ）の各々は高速短距離マイクロ波又はＲＦ通信リンク（２２）を介して、車両が路側収受ステーション（２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ）のうちの一つのＲＦ足跡（２４）を介して通過中に、それぞれの車線内の単一の車両又はその車線内の複数個の車両の何れかに位置された車載ユニット（３４）と通信を行う。照射足跡（２４）は路側収受ステーション（２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ）及び車載ユニット（３４）におけるアンテナの関数である。典型的なアンテナ側壁及び速度の場合には、１台の車両に対しての取引を完了するのに数マイクロ秒の時間が必要であるに過ぎない。

Description

【発明の詳細な説明】 走行車両からの自動的実時間高速道路料金収受発明の背景 １． 発明の分野 本発明は、大略、走行車両からの自動的な実時間高速道路料金収受に関するも のである。本発明は、特に、スマートカードから課金され且つ開封体を具備する 暗号によって密封された封筒で通信されるトレース不可能な電子小切手の使用に 適合されている。本発明は、直接的に車載ユニット（ＩＶＵ）及び路側収受ステ ーション（ＲＣＳ）に関すると共に、複数個のＲＣＳ及びＩＶＵを組込んだ全体 的なシステムに関するものである。本発明は、又、駐車場の料金収受及びその他 のタイプの道路に関して課金する適用例において使用可能なものである。 ２． 関連した従来技術 本発明のマイクロ波通信及び暗号処理コンポーネントは引用によって本明細書 に組込む以下の先に発行された米国特許に関連している。 米国特許第４，０７５，６３２号 Ｂａｌｄｗｉｎｅｔ ａｌ．（１９７ ８） 米国特許第４，７３９，３２８号 Ｋｏｅｌｌｅｅｔ ａｌ．（１９８８ ） 米国特許第５，０３０，８０７号 Ｌａｎｄｔ ｅｔ ａｌ．（１９９１） 米国特許第５，０５５，６５９号 Ｈｅｎｄｒｉｃｋｅｔ ａｌ．（１９ ９１） 米国特許第４，７５９，０６３号 Ｃｈａｕｍ（１９８８） 米国特許第４，９２６，４８０号 Ｃｈａｕｍ（１９９０） 米国特許第５，１３１，０３９号 Ｃｈａｕｍ（１９９２） 過去数年の間に多数の電子的料金収受システムが実現されている。ほとんどの 場合において、車両読取器及びそれらの関連するマイクロ波アンテナが明確に定 義された料金所に位置されており且つ読取り可能なタグが車両上に位置されてい る。タグを装着した車両がアンテナの読取り範囲に入ると、固定されたコードが 該タグから読出される。そのコードはオンラインデータベースと比較されて口座 の検証が行われ車両の種類が決定される。次いで、ユーザの口座に対して適宜の 料金が課金され且つ車両は通過することが許容される。このシステムは、処理さ れるデータの量が少なく且つデータは一方向においてのみ通過する必要があるに 過ぎない（即ち、アップリンク）という意味において簡単である。この様に簡単 であることは比較的低いデータ帯域幅で且つ妥 当な程度に早い車両速度で操作することの可能なシステムとすることが可能であ る。 時折、料金の計算は、部分的に、車両がシステム内に進入した入口がどれであ るかに基づく場合がある。この場合には、その入口がどれであるかをタグへ書込 むか又は固定されたタグコード及び関連する入口をネットワークを介して通信し 、全システムにおける各出口が該データに対してオンラインアクセスを有するも のであることが必要である。いうまでもなく、これら両方の場合にはシステムを 複雑なものとさせ、より高い帯域幅とすることを必要とし、且つ実施上高価なも のとなる場合がある。 更に、固定されたタグコードが所有者が誰であるかを識別し且つ所有者の所在 を識別するので、あるユーザはプライバシーが失われることに反発する場合があ る。ユーザに対してプライバシーを与える価値の低いオフライン支払いシステム が現在のところ市場で受入れられている。これらのシステムは、しばしば、再使 用可能なスマートカード又はそれに先行するもの、使い捨て可能なメモリカード を利用する。 自動実時間料金収受は、一般的に、従来の多くの努力の積年の目標であった。 以下の米国特許は、この様なシステムのある側面又は別の側面を提供する ことを目的とする従来のシステムの幾つかの例である。 米国特許第４，３０３，９０４号 Ｃｈａｓｅｋ（１９９１） 米国特許第５，０８６，３８９号 Ｈａｓｓｅｔｔｅｔ ａｌ．（１９９ ２） 米国特許第５，１４４，５５３号 Ｈａｓｓｅｔｔｅｔ ａｌ．（１９９ ２） Ｃｈａｓｅｋによって説明されているように、従来の手作業による料金収受施 設は、交通を遅滞化させ、時間及び燃料を浪費させ且つ大気汚染を増大させる。 この様な手作業の施設は料金収受処理のために必要とされる間接費の観点からも 比較的非効率的な場合がある。 Ｃｈａｓｅｋは、通常車両内に保持されるマイクロ波トランスポンダ−データ −プロセサのメモリ内に電子的に挿入したプリペイド即ち前払い料金を使用する ことを提案する自動料金収受に対する従来技術のアプローチにおける典型的なも のである。車両が適宜装備された料金収受施設を通過すると、料金所のマイクロ 波トランスポンダが車両のトランスポンダから課金情報を受取り、料金を計算し 、それを車両のトランスポンダへ送信し、そこでその料金が格納されている残高 から電子的に減算される。その 結果得られる残高が負でなければ、パス信号が点滅される。車両のトランスポン ダの永久メモリ内に記憶され且つ料金収受施設と通信されるべき典型的な情報は 、車両所有者ＩＤコード、収受人コード及び車両種類コードを包含する。この情 報が使用可能であることは料金の計算を可能とさせる。プリペイド即ち前払いの 残高を増加させる手順は、コンピュータ化し且つ自動化した複式簿記・送金シス テムを可能とする。「暗号挿入コード」によってセキュリティが達成されると言 われている。車両トランスポンダにおいて記憶された現在の電子的金銭残高は液 晶ディスプレイによって表示される。 この様な自動料金システムは、自動車両識別（例えば双方向データ通信ではな く一方向データ通信）のみを使用し且つ各料金処理に対して潜在的に数千人の可 能なユーザから課金情報を記憶し且つ抽出するための複雑な中央化したコンピュ ータ施設を使用するその他の従来技術と比較してある程度の改良を提供すること が可能である。しかしながら、自動料金支払いに対するこの様な従来のアプロー チには未だに欠点が存在している。例えば、Ｃｈａｓｅｋシステムにおいては、 料金支払いが本質的に車両のＩＤを露見させ、従って、本来的にその車両の所有 者／運転者のＩＤ即ち識別を露見させる。このことは、 トレース不可能な現金／コインなどを使用して匿名での高速道路料金支払い処理 に慣れている社会において個人のプライバシーへの著しい侵害となる場合がある 。 更に、Ｃｈａｓｅｋのアプローチでは、料金所に位置されているマイクロ波ト ランスポンダによって最初に質問することを必要とする。このことは、少なくと も四つのフェーズの双方向通信が必要であることを意味しており、例えば、最初 の質問を行うダウンリンク通信、車両ＩＤなどの第一のアップリンク通信、計算 した料金の第二のダウンリンク通信、及び車両トランスポンダにおいて残高が赤 字ではないことを表わす第二のアップリンク通信などである。この様な四つのフ ェーズからなる通信は、本来的に、かなりの時間を必要とし且つ取引を匿名で行 うことができないばかりか、前払いした電子的金銭残高の実時間暗号検証代金請 求を行うものではない。従って、この様なシステムは間違った取引及び／又は不 正な取引が行われやすい。 Ｃｈａｓｅｋは、「暗号挿入コード」によってセキュリティが得られるとして いるが、暗号に関する唯一の説明は、「暗号シーケンス」を使用する与えられた 車両トランスポンダＩＤコードから高速道路進入コードを決定するための簡単な 説明である。多 分、これは、（「クローズド」即ち排他的な有料高速道路状態に対しての）誤っ た高速道路進入データを使用することによって不正な料金の抜け駆けに対してあ る程度のセキュリティを与えるかもしれない。しかしながら、それは、その他の 起こりうる不正に対してセキュリティを提供するものとは思われず、且つ高速道 路を通行する車両の所有者又は運転者に対し匿名を確保するものではない。発明の簡単な要約 本発明の現在好適な例示的実施例は、特に、所望により、各完全な料金処理に 対し最小で三つのフェーズの実際のデータ通信（スマートカード電子的金銭の完 全に暗号的に検証された代金請求を包含する）を使用しながら、開封体を具備す る暗号的に密封された封筒において通信される匿名でトレース不可能な電子小切 手を使用する効率的な双方向自動料金支払い通信を達成する。この様な効率的な 通信は、各料金処理を完了するのに必要な時間を最小とし、従って高速の車両に おいて使用することを容易とさせる。 データを通信しない予備的な初期化段階においては、各ＩＶＵが匿名の暗号的 にトレース不可能な電子小切手の一部を既に含む初期的な「コミット」データパ ッケージを用意する。この様なパッケージにお けるデータの性質のために、全てのその他の料金処理に関する限り、それが独特 のものである蓋然性は非常に高い。従って、それは、料金収受処理の爾後のフェ ーズを認証し且つリンクさせるための取引ＩＤコードとしても作用する。ＩＶＵ がＲＣＳの通信「足跡」（即ち、ＩＶＵとの信頼性のある通信が可能な高速道路 区域、即ち、換言すると、マイクロ波通信ゾーン）内に入ると、この予め構成し た「コミット」データパッケージがすぐさま且つ繰返しアップリンクモードで料 金所にある最も近いＲＣＳへ送信される。ＲＣＳが有効なアップリンク「コミッ ト」データパッケージを正しく受信したことを検知すると、それは返信用のダウ ンリンク「チャレンジ」データパッケージ（典型的に、少なくとも部分的には車 両の種類、高速道路入口点、及び、多分、最初のアップリンクデータパッケージ 内に含まれているその他のデータに基づいて計算された料金を含んでいる）を計 算する。この第二の「チャレンジ」データパッケージは、更に、好適には、ＲＣ Ｓを認証するために（即ち、ＩＶＵがＲＣＳに対して現金支払いを行う前に）、 最初のコミットデータパッケージのうちの少なくとも幾つかの短くした暗号化バ ージョン（例えば、取引ＩＤコード）を含んでいる。「チャレンジ」データはダ ウンリンク上を適宜のＩＶＵへ通信 される。ＩＶＵが真正の「チャレンジ」データパッケージ（即ち、それ自身の先 の「コミット」データパッケージと関連する取引ＩＤデータを担持するもの）を 受取ると、適宜の料金が関連するスマートカードから引落とされ且つその料金で のトレース不可能な電子小切手の適宜の完成（暗号開封体、リンクデータ及びス マートカード代金請求の暗号によって安全性を確保した検証と共に）がＩＶＵか らＲＣＳへのアップリンクされる第三（支払い）データパッケージにおいて回収 され、その際に一つの料金処理全体を完了する。 より少ない時間で（例えば、高速の車両において）より多くのデータ通信を受 付けるための制限なしで単に通信帯域幅を増加することは、典型的に、使用され る帯域幅に関して規則上の拘束条件があるので実際的ではない。典型的に、この 様な適用に対して規則上与えられているものは約１０ＭＨｚの帯域幅に過ぎない 。従って、効率的なデータプロトコルに対するさらなる必要性が存在している。 既に簡単に説明したように、トレース不可能な電子小切手を表わすデータは全 てのその他の料金取引に関して独特なものである蓋然性が極めて高いので、その データの一部は双方向通信プロセスの第一「コミット」フェーズにおいて通信さ れる取引ＩＤデー タとして効果的に使用される。この取引ＩＤデータの短くした暗号化バージョン （例えば、ＩＶＵとＲＣＳとで共用される秘密のデータ暗号化基準即ち「ＤＥＳ 」キーで暗号化したもの）を、料金請求が行われる前にＲＣＳとＩＶＵとを認証 するために「チャレンジ」データにおいてリターンさせることが可能である。更 に、さらなるマルチレーン機能性を与えるために、何れかの予定される料金取引 よりも長い期間に亘り与えられた料金所環境内において独特なものであるように 取引シーケンス及び／又は取引レーンデータを発生することが可能である。この 付加的な取引ＩＤデータは各取引の「チャレンジ」及び「支払い」フェーズ内に 設けることが可能であり、従って与えられたＲＣＳは与えられた取引に関与する 異なるデータパケットを適宜関連付け、従って複数個のＩＶＵとの料金取引を同 時的に処理することが可能である。好適には、マルチレーン施設においてＲＣ間 により高いレベルのローカルエリアネットワークが設けられており、従ってクロ スレーンデータをより高いＬＡＮレベルにおいて適宜のＲＣＳへ再指向させるこ とが可能である。この様な暗号化による安全性を確保した取引リンクデータ（例 えば、取引ＩＤデータ、取引シーケンスデータ及び／又は取引レーンデータ）は 、好適には、スマートカード に対して実際に料金が請求されたが、何らかの理由により、この様な請求はＲＣ Ｓによって適切に記録されず、その結果、問題の車両に対して執行規定が遂行さ れる（例えば、その車両のナンバープレートの撮影開始）場合に、料金支払いの 否定することの不可能な証拠を与える。 この好適な例示的な実施例は、更に、マルチレーン料金所の隣接するレーン即 ち車線（及び／又は近くのレーン）に関しての同時的なダウンリンク通信を防止 することによって、隣接するレーンに関してのダウンリンク通信を制御し且つ潜 在的なクロスレーンダウンリンク干渉を回避するためにダウンリンクタイミング コントローラを使用している。 所望により、本システムは、「オープン」及び「クローズド」有料高速道路形 態の両方を取扱う能力を具備するように構成することが可能である。オープンな 有料高速道路においては、各料金所において各車両（又は車両の種類）に対し固 定した料金を課金することが可能である。クローズド高速道路環境においては、 典型的に、特定の車両に対して高速道路入口点の関数として特定の料金が計算さ れる。この様な入口点ＩＤは入口点において位置されているＲＣＳによってＩＶ Ｕを介して通信され、次いで記憶され、高速道路に沿ってのどこかの料金所（例 えば、 多分出口ランプ）におけるＲＣＳに遭遇した場合に、そのＩＶＵによる最初の「 コミット」フェーズの通信の一部となる。 本発明のこの例示的な実施例は、特に、主に前払い環境において使用すべく設 計されている（例えば、要求された料金を支払うためにＩＶＵ関連スマートカー ド内に十分な前払いをした電子的金銭が存在している場合）。しかしながら、所 望により、同一のシステムを後払い方法を採用すべく構成することも可能である 。例えば、運転者がそのスマートカードが料金の支払いをするために十分な残り の電子的金銭を有するものではないことを認知した場合には、ＩＶＵはオプショ ンの後払いモードとなるように条件付けさせることが可能であり（例えば、適宜 のキーボード入力を介して）、その場合に車両／人ＩＤがＲＣＳへ送信される。 このことは、ＲＣＳ及び関連する料金所のコンピュータが適宜別の代金請求プロ セス（例えば、承認されたクレジットカード、後払い代金請求システムなど）に 対して後払い請求書を発行することを可能とする。スマートカードが所有者の同 意なしでその所有者のＩＤを露見させるチャンスを最小とするために後払いが許 可される前にＰＩＮコードが必要とされる場合がある。 この好適な例示的実施例においては、実時間デー タ処理及びデータ通信の全てはＩＶＵとＲＣＳとの間及びその中において行われ る。この例示的な実施例においては、ＲＣＳからの周囲のＲＦレベルの所定のス レッシュホールドを検知することの結果としてＩＶＵがそれ自身をアップリンク 動作モードへ自分自身がトリガする場合に、ＩＶＵがデータ通信を開始する。こ の好適な例示的実施例においては、連続波（ＣＷ）マイクロ波信号の変調された 後方散乱を使用してアップリンクデータ方向にデータを送信する。従って、各Ｒ ＣＳは、通常、ＩＶＵがその通信足跡内に入るや否やアップリンクデータ通信を 可能とさせる所要のＣＷマイクロ波キャリヤ信号を供給するために受動的なアッ プリンクモードで動作している。 実時間自動料金収受に必要とされるイベントの所要の高速実時間データ処理及 び通信を可能とするために、この例示的実施例において使用されるスマートカー ドは、好適には、ＩＶＵとインターフェースされた場合に、高速モードでデータ を処理し且つ通信を行うように構成されている。しかしながら、スマートカード 内に含まれる電子的通貨が自動料金収受に加えてその他の目的のために使用する ことが可能であるように、その他の時間においてはスマートカードはスタンダー ドなより低速の処理及びデータ 通信へ復帰することが可能である。 本発明と共に使用するのに適した短距離高速データ通信用の変調型後方散乱を 使用する双方向マイクロ波通信リンクは従来公知である。例えば、この点に関し て以下の米国特許を参照するが、これらの各々は引用によって本明細書に取込む 。 米国特許第４，０７５，６３２号 Ｂａｌｄｗｉｎｅｔ ａｌ．（１９７ ８） 米国特許第４，７３９，３２８号 Ｋｏｅｌｌｅｅｔ ａｌ．（１９８８ ） 米国特許第５，０３０，８０７号 Ｌａｎｄｔｅｔ ａｌ．（１９９１） 米国特許第５，０５５，６５９号 Ｈｅｎｄｒｉｃｋｅｔ ａｌ．（１９ ９１） オープナー（開封体）を具備する暗号によって密封したエンベロープ（封筒） で通信される匿名のトレース不可能な電子小切手を発生し且つ通信する場合に使 用し且つ本発明の例示的な実施例において使用するのに適した暗号化プロセスも 従来公知である。例えば、この点に関して以下の関連した米国特許が参照され、 それらの各々の全開示内容は引用によって本明細書に取込む。 米国特許第４，７５９，０６３号 Ｃｈａｕｍ（１９８８） 米国特許第４，９２６，４８０号 Ｃｈａｕｍ（１９９０） 米国特許第５，１３１，０３９号 Ｃｈａｕｍ（１９９２） これらのＣｈａｕｍ文献から当業者が理解するように、パブリックキー暗号法 （例えば、リベストシャミール−エイデゥルマン即ち「ＲＳＡ」暗号システム） を使用する盲署名システムを、例えば、オープナー（開封体）を具備する暗号に よって密封された封筒において通信することの可能な暗号によって安全性を確保 した匿名のトレース不可能な電子小切手を発生するために使用することが可能で ある。現金取引における匿名性のほかに、この様なパブリックキー暗号盲署名シ ステムを使用することによって、暗号の安全性が向上されると共に、種々のシス テムコンポーネント用の不正変更を許すことのないエンクロージャに対する条件 を緩和している。特に、当業者が理解するように、パブリックキー暗号システム においては、パブリックキー暗号システム対のうちの一つのキー（例えば、プラ イベートキー）のみが不正変更を許すことのない態様で取扱うことが必要である に過ぎない。従って、比較的少なく且つ安全な位置（例えば、スマートカードが 電子的通貨で充填される場合の銀行の店舗において）においての みプライベートキーを使用するように構成することが可能である場合には、その 暗号システムにおけるその他の箇所において比較的高価で且つ複雑な不正変更を 許容することのない施設に対する必要性を最小とさせることが可能である。高速 バージョンでは、不正変更を許すことのないＩＶＵ（ＳＣ）と不正変更を許すこ とのないＲＣＳとの間で共用される秘密キーを使用することが可能である。 着脱自在のスマートカードの代わりに、ＩＶＵは、それ自身永久的に（即ち、 着脱自在なスマートカードの代わりに使用すべき）スマートカードチップを組込 むことが可能である。この様なＩＶＵは、例えばオートバイなどの場合に必要と される場合があるような外部に装着するためにより容易に密封することが可能な 場合がある。この様なＩＶＵは、より低コストで且つより小さな寸法で製造する ことが可能である。プライバシー及びセキュリティに関する全ての属性は保存さ れる。 しかしながら、この様なパブリックキー暗号法を使用することは、典型的に、 従来の暗号システムに対する場合よりもより多量のデータ転送（即ち、より大き な帯域幅）を必要とする欠点を有している（例えば、ＤＥＳなどにおいては、単 一の秘密キーがメッセージ送信器及びメッセージ受信器の両方によっ て使用され、且つメッセージ送信器及びメッセージ受信器の両方がこの様な秘密 キー及び不正変更を許すことのない設備を維持せねばならない）。従って、自動 料金支払いシステムにおいて一層洗練されたパブリックキー暗号システムを使用 する場合には、非常に短い時間窓内において必要なデータの全てを通信するため に使用可能な十分な時間があることを確保するために非常に効率のよいデータ通 信プロトコル及びフォーマットを使用することが必要である（時間窓は車両速度 と逆比例する）。マルチレーン即ち複数車線環境に適用する場合及び／又はマル チレーン料金所において複数個の同時的なＩＶＵ料金支払い取引を処理する場合 には、洗練されたデータフォーマット及びプロトコルを使用することの必要性が 特に顕著となる。これらの所望の目標の全てを達成するためには、極めて高いデ ータの安全性及び通信効率が同時的に達成されねばならない。本発明はこの様な 自動実時間高速道路料金収受システムを構成し且つ動作するための特に安全であ り且つ効率的な手法を提供している。図面の簡単な説明 本発明は、添付の図面を参考に本発明の現在好適な例示的実施例の以下のより 詳細な説明を注意深く検討することによってより完全に理解され且つ認識 される。 図１は本発明に基づく例示的な自動実時間高速道路料金収受システムを組込ん だ多車線料金所の模式的斜視図である。 図２は図１の例示的実施例における幾つかの主要な料金収受システムコンポー ネントのブロック図である。 図２Ａ，２Ｂ，２Ｃは図１の多車線環境における隣接する車線間の干渉を防止 するためのダウンリンクタイミングコントローラの例示的な動作を図示している 。 図２Ｄは図１の実施例と共に使用する起こりうる違反執行サブシステムの簡単 化したブロック図である。 図３は図１の実施例において使用する例示的な車載ユニット（ＩＶＵ）のブロ ック図である。 図３Ａ及び３Ｂは図３のＩＶＵ用の例示的なハウジング及び可能なキーボード ／スクリーンユーザインターフェースを示している。 図３Ｃは図３，３Ａ及び３ＢのＩＶＵとの例示的な人間インターフェースを示 した論理シーケンス人間インターフェース模式図である。 図３Ｄは図３のＩＶＵにおいて使用するリンクＡＳＩＣ（応用特定集積回路） の概略図である。 図４は図１の実施例において使用している例示的な路側収受ステーション（Ｒ ＣＳ）のブロック図である。 図４Ａは図４のＲＣＳにおいて使用する例示的なアップリンク制御プロセスの 論理的ブロック図である。 図５，５Ａ，５Ｂはアップリンク及びダウンリンク通信の両方に対し図１の例 示的実施例におけるデータパッケージの流れを示している。 図５Ｃ及び５Ｄは例示的な書込み及び選択コマンド信号シーケンスを示してい る。発明の詳細な説明 図１は路側収受ステーション（ＲＣＳ）２０ａ（不図示），２０ｂ，２０ｃ， ２０ｄとそれぞれ関連した４本の車線（０−３）を具備する典型的な多車線料金 所環境を概略的に示している。各ＲＣＳは高速短距離マイクロ波又はＲＦ通信リ ンク２２を介して、車両がＲＣＳ通信足跡２４を介して通過する間に、そのそれ ぞれの車線（例えば、図１における車線１参照）における単一の車両か又はその それぞれの車線（例えば、図１における車線２における一対のオートバイ参照） における複数個の車両の何れかに位置されている車載ユニット（ＩＶＵ）３４と 通信を行う。本明細書においては、マイクロ波及び／又はＲ Ｆという用語は、ＩＶＵとＲＣＳとの間での短距離通信のために適した無線周波 数スペクトルの任意の部分を言及するために使用している。理解されるように、 該足跡の寸法はＲＣＳとＩＶＵの両方に関連したＲＦアンテナの照射パターンの 結合した関数である。与えられたＩＶＵがＲＣＳ通信足跡２４内に存在する制限 された時間期間（その時間期間は、勿論、車両の速度に逆比例している）が、双 方向料金支払い取引を完了するのに使用可能な時間に非常に厳しい制限を課して いる。典型的な速度及びアンテナ照射パターンの場合には、この様な取引を完了 するために究極的に使用可能な時間は数ミリ秒に過ぎないものと現在は予測され ている。相対的に移動するアンテナ間の短距離に亘るマイクロ波通信が突飛的な ものであるから、かなりの量のデータを信頼性をもって通信することの必要性は 極めて効率のよいデータプロトコル及びフォーマットを必要とする。 理解されるように、図１の多車線料金所環境は、方向を間違ったクロスレーン 即ち車線を横切ってのデータ読取りを発生させる場合がある。即ち、多車線のう ちの一つの車線におけるＩＶＵがその車両の実際の車線と公称的に関連している ＲＣＳ以外のＲＣＳへアップリンクデータを通信する可能性がある。何らかの方 法で制限しない限り、車両が料金所を通 過する間に車線を変更する場合もある。車線を横切ってのデータ読取りの調停を 受付けるため及びそうでなければダウンリンクに関してのタイミング制御を与え るため（従って、隣接する車線間の車線を横切ってのダウンリンク干渉を最小と させるために）、ＲＣＳユニット２０はケーブル２６を介して料金所コンピュー タローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）及びダウンリンク料金所タイミングコ ントローラと相互接続されている。 例示的なシステムのブロック図は図２に詳細に示してある。この場合に、料金 所１は４本の車線を有するものとして概略的に示してあり、各車線は、それぞれ 、ＲＣＳ２０と関連付けられており、ＲＣＳ２０ａ−２０ｄはＬＡＮ及びその他 のケーブル２６内の配線を介して、料金所１のコンピュータ３０（例えば、４８ ６をベースとした３３ＭＨｚ８メガバイトＲＡＭ４０メガバイトハードディスク ＰＣであって、ウインドウズＶ３．１の下で走る特別のアプリケーションソフト ウエアを具備してるもの）及びダウンリンク料金所１のコントローラ３２と相互 接続されている。高速短距離双方向マイクロ波通信リンク２２がそのそれぞれの 車線に沿って走行する関連する車両の車載ユニット（ＩＶＵ）３４と共に示され ている。図示したように、各ＩＶＵ３４はそれぞ れの関連した着脱自在なスマートカード（ＳＣ）３６ａ−３６ｄとを相互接続さ れている。料金所１のコンピュータ３０は他の料金所におけるその他の料金所コ ンピュータと相互接続されると共に、典型的に安全な（即ち、不正変更されるこ とのない）銀行施設４２内に位置されている銀行再ロードコンピュータ４０（例 えば、ダイヤルによるアップリンク、フロッピーディスク又はテープの交換を介 して）へ相互接続されている。再ロードステーション４４は別のＬＡＮを介して 遠隔的に銀行再ロードコンピュータ４０へ接続させることが可能である（例えば 、再ロードステーションは図２に示してあるようにガソリンスタンド４６などに 位置されている）。従って、スマートカード３６は再ロードステーション４４と 着脱自在に相互接続させることが可能であり、且つ銀行再ロードコンピュータ４ ０を介して暗号によって安全性を確保した態様で電子的通貨で再ロードさせるこ とが可能である（銀行再ロードコンピュータ４０は、パブリックキー暗号システ ム対のプライベートキーが再ロードプロセスの一部として必要とされる場合には 、不正変更を防止する銀行環境内に位置させることが可能である）。 再ロードコンピュータは、ＩＳＡ拡張スロット内に装着されている内部的クリ プトール（Ｋｒｙｐｔｏｒ） を据付けることが可能である。このクリプトールは遠隔地の再ロードステーショ ンへ送信するための白地電子小切手及び残高データを発生する。再ロードステー ション４４は、白地小切手及び残高を受取るためにスマートカードを挿入する物 理的な装置である。再ロードステーションは物理的にはディジキャッシュペイス テーション（「ＤｉｇｉＣａｓｈ ＰａｙＳｔａｔｉｏｎ」、オランダ国、１０ ９８ＶＡアムステルダム、クルイスラーン４１９に住所を有するディジキャッシ ュ社（ＤｉｇｉＣａｓｈ ｂ．ｖ．）から入手可能）と同一のものとすることが 可能であるが、ファームウエアは料金所を適用例に対して適宜適合させる必要が ある。再ロードステーションは、３８Ｋｂａｕｄで動作するツイスト対ＬＡＮを 介して再ロードコンピュータヘリンクさせることが可能である。 料金所コンピュータを一つ又はそれ以上のＲＣＳ、再ロードコンピュータ及び 再ロードステーションとリンクさせる料金所ローカルエリアネットワーク（ＬＡ Ｎ）は最大で３８Ｋｂａｕｄのデータレート及び最大で１ｋｍの距離が可能なＲ Ｓ４８６信号レベルを使用するマルチアクセス、ツイスト対非同期ネットワーク とすることが可能である。 例示的な実施例において使用している短距離マイ クロ波通信リンクの一般的なタイプはヨーロッパの鉄道網において既に適用され ており成功を納めている。例えば、鉄道環境においては、自動車両ＩＤ（ＡＶＩ ）を与えるために変調した後方散乱を使用しており、後方散乱データ変調器「タ グ」が鉄道車両の下側に位置されており、且つ活性マイクロ波ＣＷ源ＲＣＳリン クコントローラがレール間の地上に位置されている。同一の技術が逆の形態で自 動列車制御（ＡＴＣ）に対しても適用されており、この場合にはＣＷ活性マイク ロ波インタロゲータ（質問器）が列車の下側に位置されており且つ後方散乱デー タ変調器「タグ」がレール間の地上に位置されている。この様な通信技術を使用 した既存の質問器及びタグはテキサス州７５２５２、ダラス、ビルジングＥ１０ ０、プレストンロード１７３０１、アムテックコンポレーションからダイニコム （Ｄｙｎｉｃｏｍ）システムの一部として市販されている。 本発明に基づいて高性能のスマートカードをベースとした道路課金適用例をサ ポートするために、この様な既存の市販されているユニットにおける制御用のフ ァームウエア及びハードウエアを修正することが可能である。この様な特別の道 路課金適用例（例えば、料金支払い）においては、ＩＶＵから受取ったアップリ ンクデータは実時間で暗号によって処理 されねばならない（例えば、ＲＣＳと関連している適宜の暗号データ処理回路に おいて）。なぜならば、この様なアップリンクデータに関する計算結果は必然的 に実時間でＩＶＵへ戻されるダウンリンクメッセージを発生するからである。Ｉ ＶＵは関連するスマートカードから実際に完了した電子的通貨の代金請求を暗号 的に検証するような結論的なアップリンクメッセージを発生するために、ダウン リンクメッセージの実時間処理を遂行せねばならない。従って、各道路課金取引 は、少なくとも３個（即ち、アップリンク、ダウンリンク、アップリンク）のメ ッセージからなるシーケンスを必要とする。特別の目的のために、当業者によっ て理解されるように、付加的なデータメッセージが必要であるか又は望ましい場 合もある。 従って、道路課金適用例の強要的な実時間特性が、（１）ＩＶＵから受取った アップリンクされたデータのＲＣＳにおける暗号的データ処理回路への報告、（ ２）ＲＣＳにおいて効率的な回路間プロトコルを使用してマイクロ波データ通信 回路と暗号的データ処理回路との間の高速通信、（３）自動検証及び再試行能力 を有し暗号的データ処理回路からＩＶＵへの効率的なダウンリンクデータ送信、 を最適化することが必要である。 本発明のＲＣＳ及びＩＶＵは双方向短距離マイクロ波通信リンクをサポートし ている。このリンクは半二重モードで動作することが可能である（即ち、その場 合には、通信は一度に一方向にのみ行われる）。例示的実施例においては、最初 のデータ通信はＩＶＵからＲＣＳへ行われる（それは、データ送信の「アップリ ンク」方向として定義される）。ＲＣＳは特別のプリミティブな聴取コマンドを ＩＶＵへ送信することによってデータ通信方向をスイッチさせることが可能であ る。ＩＶＵが送信モードから聴取モードへスイッチすると、ＲＣＳからＩＶＵへ のデータ通信を開始することが可能である（これはデータ通信のダウンリンク方 向として定義される）。ＲＣＳがダウンリンクメッセージを完了すると、それは アップリンクデータパッケージを受取ることを予測して自動的に受動的なアップ リンクモードへ復帰する。 しかしながら、変調型ダウンリンクマイクロ波送信が使用される場合には、二 つの隣接するＲＣＳが同時的にダウンリンクデータを送信する場合に車線を横切 っての干渉が容易に発生する。理解されるように、隣接した車線上で比較的近い 搬送周波数で公称的に動作するマイクロ波信号の近接しているか及び／又はオー バーラップしている照射パターンの間で直接干渉が存在する場合がある。更に、 現実の料 金所環境においては、この様なマイクロ波は通行中の車両の側部（例えば、大き な金属性のトラックの車体など）などの表面から容易に反射される場合があり、 ある車線に対して意図されている照射パターンが隣接する車線へ一時的に変位さ れる場合がある。 従って、本発明の例示的実施例によれば、隣接する車線におけるＲＣＳからの 同時的なダウンリンク通信を確保するためにダウンリンクタイミング料金所コン トローラ３２が使用されている。一つの可能な配列は図２Ａに示してあり、その 場合には、第一時間期間に対しては偶数番号の車線においてのみ同時的にダウン リンクが許容され、次いで第二時間期間に対しては奇数番号の車線のみが許容さ れ、それに続く時間スロットにおいては、ＣＷマイクロ波パワーが与えられ、従 ってアップリンク通信を行うことが許容される（全ての車線から同時的に）。図 ２Ａの実施例においては、比較的長い時間期間がアップリンクのために与えられ ており、その場合に、より複雑且つ安全なパブリックキー暗号システム形態が使 用される（従って、アップリンク方向において比較的多量のデータを通信するこ とが必要である一方、システム全体に亘って比較的安価な不正使用防止型でない 装置をより多く使用することを可能としている）。図２Ｂの実施例は、アップリ ンクのために比 較的短い時間が与えられている点を除いて図２Ａのものと同様である（この場合 には、例えば、使用する暗号システムはそれほど洗練されたものではないが、シ ステム全体に亘って重要な点においてより安全な不正変更防止型のコンポーネン トを配置させる必要性がある）。 ダウンリンク料金所タイミングコントローラ３２を、適宜のアップリンク時間 期間の間において交互の偶数番号及び奇数番号の車線のダウンリンクを行うこと を許可する固定クロックとして実現することが可能であるが、より交通量の軽い 環境においてより効率的な時間の使用を行うことが可能であり、その場合には、 与えられた時間期間中に偶数車線及び奇数車線の両方からのダウンリンクを与え ることが不要な場合がある。例えば、ダウンリンク料金所コントローラ３２は図 ２Ｃにおいてブロック図の形態で示したものと同様な最適化用のプログラムした プロセスに従って動作されるプログラムしたマイクロプロセサを有することが可 能である。この場合には、ダウンリンクコントローラ３２は、最も一般的には、 ダウンリンク要求質問５０の周りの閉じたループ内において動作していることが 見出される（例えば、この特定の料金所におけるＲＣＳのうちの何れか一つから 何らかのダウンリンク通信要求が存在するか 否かのテスト）。この様なダウンリンク要求が検知されると、制御はブロック５ ２へパスされて、その要求が奇数番の車線又は偶数番の車線の何れかから発生し たものであるかを決定する。偶数番号の車線がダウンリンクを要求している場合 には、その要求はブロック５４における偶数番号車線要求の許可を開始すること によってすぐさま充足させることが可能であり、その後に、ブロック５６におい てさらなる要求がなされるか否かのテストへ続行する（例えば、偶数番号の車線 に対し現在進行中の既に許可されたダウンリンク期間中において）。その結果が 否定である場合には、制御はすぐさまブロック５８へパスされ、そこで、可能で ある場合には許可された偶数車線ダウンリンク要求を拡張させる場合がある（例 えば、より確実にダウンリンク通信を行うことを可能とし及び／又は取引を完了 するのに使用可能な未だに十分なＲＣＳ通信足跡時間が存在する場合には偶数番 号車線上において付加的なダウンリンク通信を行うことを許容する）。一方、付 加的な要求がブロック５６において検知されると、その付加的な新たな要求が奇 数番号車線からのものであるか又は偶数番号車線からのものであるかを決定する テストがブロック６０において行われる。新たな要求が偶数番号車線のみからの ものである場合には、制御 は再度ブロック５８へパスされ前述した如くに処理が行われる。しかしながら、 付加的な要求が奇数番号車線からのものであることが検知されると、制御はブロ ック６２へパスされ、その場合には、すぐ前に許可したダウンリンク通信（例え ば、偶数番号車線におけるもの）が経過した時点でその付加的な車線ダウンリン ク要求が許可される（例えば、奇数車線におけるダウンリンク通信のための付加 的な２ミリ秒）。その後に、制御はブロック６４へパスされ、そこで、ＲＣＳか ら変調されていないＣＷマイクロ波パワーのみを送信することによってアップリ ンク通信がイネーブル即ち動作可能状態とされる。アップリンクモードがタイム アウトすると、制御が再度ブロック５０へパスされてさらなるダウンリンク要求 に対してポーリングを行う。 勿論、ブロック５２において、最初に検知した要求が奇数番号車線に対するも のであった場合には、制御はブロック５４ａへパスされ、次いでブロック５６ａ ，５８ａ，６０ａ，６２ａへパスされ、それらは、奇数番号車線と偶数番号車線 との関連を交換する点を除いて、図２Ｃから明らかなようにブロック５４−６２ と類似したものである。より洗練されたダウンリンクタイミング制御では要求さ れると個別的な許可を与えるものであって、それはダウンリ ンクのフェーズを成功裡に終了させるのに必要なものであるか又は所定のタイム アウトが終了するまでのものであって、隣接する車線ＲＣＳに対してダウンリン クの要求が同時的に許可されることはないことを前提とするものである。 理解されるように、多車線環境において交通量が増加すると、図２Ｃに示した ような最適化ダウンリンク制御プロセスの動作は究極的には図２Ａ又は２Ｂに示 したような固定時間割当てに向かう傾向となる。この実施例においては、ＩＶＵ とのＲＣＳ通信足跡の１０乃至２０ミリ秒の期間中に３回又は４回のダウンリン ク許可を与えることが可能であり、従ってある時点において料金取引を成功裡に 完了することを確保することに貢献している。 多車線操作は、ＩＶＵを装着した車両が二つ又はそれ以上の隣接した車線内を 自由に走行する場合がある。多車線環境においては、隣接するＲＣＳ間での干渉 の可能性があり、且つ密接した隣接する車両（例えば、オートバイ）の間でＩＶ Ｕを混乱させる可能性もある。ダウンリンクとダウンリンクとの間の多車線干渉 に加えて、隣接する車線におけるダウンリンクとアップリンクとの間の干渉が存 在する場合がある。この後者の問題は、特定のＲＣＳがアップリンクメッセージ を受取ろうとしている間に他の ＲＣＳがダウンリンクメッセージを送信している場合に発生する。経験によれば 、ダウンリンクメッセージの送信が料金所全体に亘ってのアップリンクメッセー ジに障害を与える可能性がある。この特定の問題の全てのステーションがダウン リンクメッセージ通信をダウンリンクコントローラによって許可された選択され た時間窓（即ち、ダウンリンク許可期間）へ制限することを確保することによっ て解決することが可能である。従って、どれかのＲＣＳがダウンリンクメッセー ジを送信している期間中は、何れのＲＣＳもアップリンクメッセージを受取るこ とを要求されることがない。 執行システムの一部として、プログラムされた（又はハードワイヤードの）車 線コントローラ１００が料金所における各車線に対して図２Ｄに示したように設 けられている。この場合には、ＲＣＳ２０はライン１０２上において車両種類情 報を供給し（例えば、現在の料金支払いプロセスに関与するＩＶＵからのアップ リンクデータ通信によって供給される）及びライン１０４上に支払いステータス 情報を供給する（例えば、暗号によって安全性を確保したアップリンク支払い検 証データによって表示されるように実際に支払った料金の額）。その他の従来の 車両種類検知システム１０６を介して、車線コントロー ラは、料金所の特定の車線を通過している同一の車両に対して独立した態様で車 両種類データを受取る。更に、車線コントローラは、従来の車両存在検知器１０ ８（ＲＣＳ通信足跡の前に位置されている）及び１１０（ＲＣＳ通信足跡の後に 位置されている）を有することが可能である。この様に、車線コントローラ１０ ０は、車両種類情報が正しいことを検証すると共に、存在検知器１１０がその車 両がＲＣＳ通信足跡を超えて通過したことを表わす前にその車両の種類に対して 正しい料金の額の暗号によって検証された支払いが実際に受領されていることを 検証することが可能である。その時点において何れかのモニタされるイベント（ 事象）が満足されない場合には、車線コントローラ１００は従来のビデオ執行シ ステム１１２をトリガさせるか、又はそうでなければ特定の車両によって適切な 料金の不払いの可能性に対し注意を喚起する（例えば、その車両に対し何らかの 検知可能なマーカを付与することによるか、警報をトリガすることによるか、な ど）。 前述したように、ＩＶＵが支払いメッセージを発行する直前に、スマートカー ドに対して代金請求がなされる。しかしながら、ある場合には、ＲＣＳによる全 ての支払いフレームの正確な読取りの前に、車両がマイクロ波通信ゾーンを出る 場合がある。こ の場合には、スマートカードは正確に代金請求されているが、支払いの検証はＲ ＣＳによって受領されていない。このイベントは執行システムをトリガしその車 両の所有者に対して罰金が課されることとなる。 この様な場合には、本システムアーキテクチャは、車両の所有者が支払いを行 ったことを証明し、その際に罰金を回避することを可能とするように構成されて いる。この能力を実現するために、ＩＶＵは正確に代金請求がなされた各取引に 対応して８桁の英数字コードを維持する。罰金請求書を受領すると、その車両の 所有者は支払いの証明としてその問題となっている取引に対応するコードを料金 徴収機関へ送ることが可能である。チャレンジメッセージを受取る前に車両がマ イクロ波通信ゾーンから出た場合には、支払いデータはＩＶＵによってレリーズ されることはなく、且つスマートカードに対して代金請求されることはない。こ の場合には、その車両の所有者は料金及びそれに関連する罰金がある場合にはそ れを送金する必要がある。 上述した暗号によって安全性を確保した電子的通貨は、スマートカードをベー スとした料金支払いシステムに少なくとも二つの態様で利点を与えている。即ち 、（１）それは、オフライン前払いに、洗練し たパブリックキー暗号システムを使用した多数当事者セキュリティを与えており 、且つ（２）それは、極めて効率的な暗号によって安全性を確保した支払いシス テムを提供している。それは、スマートカードをベースとした道路課金料金支払 いシステムを数（例えば１７）ミリ秒未満の取引時間でサポートすることを実現 可能であると考えられる。スマートカードにおいて例示的な暗号システムによっ て安全を確保した電子的通貨は、現在、オランダ国、１０９８ＶＡアムステルダ ム、４１９クルイスラーンに住所を有するディジキャッシュ社（ＤｉｇｉＣａｓ ｈｂ．ｖ．）から入手可能であり、現在オフィスビルディング内における支払い のために使用されており、その場合には、コーヒーを買ったり、食料の支払いの ため、コピーをとったりファックスを送信した場合にスマートカードを使用する ことが可能である。極めて洗練された暗号によって安全性を確保した電子通貨シ ステムであっても、取引額が非常に低いので、それはこの様な低額の支払いの場 合でも使用することが可能である（例えば、匿名の電子小切手のオフライン検証 、及び不正変更防止支払いターミナルに対する必要性を取除いた暗号によって洗 練されたパブリックキー暗号法のため）。 本発明は、事実上、双方向マイクロ波通信リンク を有するスマートカードをベースとした道路課金システムを実現するために、従 来のアムテック技術及びディジキャッシュ事実を集大成し、適合させ且つ改良し ている。 例示的なＩＶＵ３４のブロック図を図３に示してある。マイクロ波アンテナ３ ００がＲＣＳとのダウンリンク通信及びアップリンク通信の両方のためのＲＦ変 換器を与えている。例えばここで関与する適用に対して現在のマイクロ波周波数 の割当ては、典型的に、約９１５ＭＨｚ，２．５ＧＨｚ，５．８ＧＨｚに位置し た帯域において典型的に発生する。該アンテナは適切な利得（例えば、１０ｄＢ ）及び指向性（ＩＶＵに対しては重要ではない）を与える任意の許容可能な従来 の構成とすることが可能である。比較的小型の複数個の要素からなるマイクロス トリップパッチアンテナアレイが、多分、ＩＶＵに対する比較的高い周波数のマ イクロ波環境及び比較的小さな許容可能な寸法限界に対して最も適している。典 型的に、ＩＶＵは通常のクレジットカードやスマートカードよりもほんのわずか 大きく、且つ頭上のＲＣＳと遮られることなくマイクロ波通信を行うために任意 の従来の態様で取付けることが可能である（例えば、車両のウインドシールド区 域にベルクロ（登録商標）ファスナを使用する）。ＲＣＳが頭上の架橋 上に装着されている場合には、バックミラー上方のウインドシールドの上部中心 位置が好適である。路側ＲＣＳ装着部が使用される場合には、左下（運転者）側 のウインドシールド位置が好適である。 アナログＲＦ回路３０２は、ＩＶＵリンクＡＳＩＣ３０８へ又はそれからのア ップリンク又はダウンリンク論理又はＲＦデータリンクを与えるために、従来の ダウンリンクマイクロ波データ復調器３０４及び従来のアップリンクマイクロ波 データ変調器３０６を有している。図３Ｄを参照して詳細に説明するように、リ ンクＡＳＩＣ３０８はダウンリンクとアップリンクの両方の方向において通信イ ンターフェース及びバッファを与える任意の適宜のカスタムＡＳＩＣとすること が可能である（例えば、アムテック社から入手可能な既存のＡＳＩＣはマイクロ 波リンクを介しての双方向通信のために特に設計されている）。それはＩＶＵリ ンクコントローラ（例えば、任意の適宜のマイクロコンピュータで、例えばモト ローラ社の６８ＨＣ７０５）とインターフェースしており、該コントローラはス マートカードコントローラ３１２（別の適宜のマイクロコンピュータで、例えば モトローラ社の６８ＨＣ１１）とインターフェースしている。スマートカードコ ントローラ３１２は従来の着脱自在な電気的コンタクトスマート カードコネクタインターフェース３１４においてスマートカード３６（例えば、 モトローラ社の６８ＨＣ０５５Ｃ２１）へ接続している。人間とのインターフェ ースは、キーボード３１６及びＬＣＤディスプレイ３１８、ＬＣＤ３２０及び３ ２２（又は、例えば支払いの承認又は拒絶を表わす緑信号及び赤信号又は同様の タイプの合／否ステータス表示を与える適宜の単一の多色ＬＥＤ）及び可聴出力 ブザー３２４（例えば、緊急のユーザの制御が必要とされる場合にユーザの注意 を音によって遮断させるか又は合否又はキーもクリック音を音によって表わす） 。ブザーの主要な機能は、ＬＣＤディスプレイ及び／又はＬＥＤを読取ることの 必要性なしに音によるフィードバックを与えることである。 ＩＶＵ３４はスマートカード３６を挿入した状態で図３Ａにおいては模式的に 示してある。キーボード及び多色ＬＥＤ３２０／３２２は自明のものである。Ｌ ＣＤディスプレイ３１８は図３Ｂにより詳細に示してある。ＬＣＤディスプレイ ３１８は、例えば、現在のスマートカードの残高、現在のスマートカードのステ ータス、最後の取引の時間、最後の取引の額、及び最後の取引のステータスを有 することが可能である（これらの二つのステータスフィールドは、スマートカー ドコントローラをして図３Ｃに 示したようなコンピュータプログラム（ファームウエア）モジュールに人間のイ ンターフェースを介してインデックスさせるために人間のオペレータからキーボ ードによる応答を喚起するための人間のインターフェースを与えている）。 例えば、図３Ｃに示したように、スマートカード及びスマートカードコントロ ーラ３１２の公称的な零入力状態はブロック４００に示してあり、その場合に、 何れかのキーを押下げるとブロック４０２へ移行する。そこで、ディスプレイに おけるステータス表示がオペレータに対して、ＩＶＵのセットアップが要求され ているか否かを尋ねる。その回答が「肯定」である場合には（例えば、キーボー ド３１６上のキーのうちの所定の一つのキーを介して信号を送る）、制御はブロ ック４０４へ転送され、そこで、オペレータは支払い方法における変更が必要で あるか否かを決定することが要求される。変更する場合には、制御がブロック４ ０６へパスされる前に、後払いか前払いかの選択がそれぞれブロック４０４ａ及 び４０４ｂにおいてなされる（オペレータが支払い方法における変更を要求しな い場合にも制御がブロック４０６へパスされる）。図３Ｃから明らかなように、 ブロック４０６，４０８，４１０において同様のオペレータのインターフェース による変更を 行うことが可能である（それは、同様の番号が付けられているがａ及びｂが語尾 に付けられている二次的な決定ブロックにそれぞれ関連している）。ブロック４ １２において、オペレータは個人的なＩＤ番号（ＰＩＮ）を変更するために一連 の動作４１２ａ乃至４１２ｆを実行することが可能である。カードのステータス はブロック４１４（及び４１４ａ）においてチェックすることが可能であり、一 方先の取引データ（存在する場合）は制御が公称的零入力状態４００へ戻される 前にインターフェース４１６において（及び関連するブロック４１６ａ−４１６ ｃ）オペレータによってチェックすることが可能である。理解されるように、こ のタイプの多くの異なる人間インターフェースを考案し且つＩＶＵ３４に関連し て使用することが可能である。 図３Ｄにより詳細に示されているリンクＡＳＩＣは先のダイニコム（Ｄｙｎｉ ｃｏｍ）システムにおいて使用されているものと同様である。フレームＲＡＭ５ ００は二つのページ０及び１で組織されており、その各々は３２個のデータフレ ームを有しており、各フレームは１２８ビットを有している。本例示的なシステ ムにおいては、アップリンク及びダウンリンク方向における送信用の最も小さな データパッケージは１２８ビットからなる単一のフレームで ある。５ビットフレームからなるスクロールＲＡＭ５０２及び１ビットページＲ ＡＭアドレスが設けられている。これらのアドレスはＲＡＭ５００の特定のフレ ーム及びページを指摘し、それらは、後に、繰返し且つ逐次的にアドレスされ且 つアップリンク変調器３０６へ出力することが可能である（例えば、アップリン ク変調器３０６への適宜のフォーマット及び時間入力に対し適宜の論理回路５０ ４を介して）。例示的実施例においては、スクロールＲＡＭ５０２における第一 ポインタが、実際に、任意の特定の時間においてスクロール動作するためにスク ロールＲＡＭリスト５０２内のその後の活性アドレスポインタの数を定義する。 従って、スクロールＲＡＭ５０２におけるすぐ後のエントリの数は、リンクコン トローラマイクロプロセサ３１０からコマンドを受取った場合に逐次的に送信す べきＲＡＭ５００の相次ぐフレームを指し示す。理解されるように、リンクコン トローラマイクロプロセサ３１０は、更に、スクロールＲＡＭ５０２の内容を制 御する。更に、ダウンリンク復調器３０４からのデータは、適宜の処理論理５０ ６を介してＲＡＭ５００の適宜アドレスされたフレーム内に選択的に書込むこと が可能である。 図３Ｄに示したように、リンクＡＳＩＣ３０８は便宜的にＲＦ検知器ターンオ ン機能を制御するため に使用することも可能である。通常の零入力モードにおいては、ＩＶＵ回路のほ とんどはバッテリ電力を保存するために「オフ」されている。しかしながら、適 切な周波数での且つ所定のスレッシュホールドレベルを超える周囲のＲＦエネル ギが検知されると、ＩＶＵがＲＣＳへ近付いているか又はその通信足跡内に存在 しているものと仮定される。この様な所定のレベルのＲＦ搬送波の検知に応答し て、ＩＶＵ回路は自動的にターンオンされ且つＩＶＵはすぐさまアップリンクデ ータ通信の「コミット」モードをとり、ＲＡＭ５００からの一つ又はそれ以上の 所定の且つ予めフォーマットしたフレームのデータを繰返しスクロールし且つ近 くのＲＣＳへ送信する。 このＲＦ搬送波検知は、所定の料金所ＲＦ検知器基準レベルを任意の検知した 周囲のＲＦ搬送波と比較し且つＩＶＵ３４の残部をターンオンさせる適宜の比較 器５０８によって行うことが可能である。既に理解されるように、リンクコント ローラ３１０はアップリンク上をそうでないかと推定された近くのＲＣＳへ第一 データパッケージを繰返し送信することによって「コミット」フェーズでその動 作を開始するべく本例示的実施例においては適宜プログラムされている。この様 な動作は、マイクロ波信号が送出した後タイムアウトが経過するか又はそうでな い かと推定された近くのＲＣＳが第一データパッケージを受信しそれに応答してＩ ＶＵに対してダウンリンク動作モードとなるべくコマンドを与えることによって この様な受信を確認するまで継続して行われる。 注意すべきことであるが、リンクＡＳＩＣ、リンクコントローラ及びＳＣコン トローラの例示的な細分化は特定の集積化レベルを表わすものではない。これら の分離はむしろ任意的なものであってアムテック社及びディジキャッシュ社の既 存の技術を可能な限り使用して例示的な実施例を便宜的に示すためのものである 。 ダウンリンクモード期間中に、第二データパッケージがＲＣＳから受信され且 つＲＡＭ５００の適宜アドレスされたフレームに格納され、そこから、ダウンリ ンクデータを実時間処理のためにＩＶＵリンクコントローラ３１０を介してスマ ートカードコントローラ３１２及び／又はスマートカード３６へパスさせること が可能である。従って、スマートカード３６及び／又はスマートカードコントロ ーラ３１２は、後にアップリンク動作モードでＲＣＳへ戻すべく送信するために 、リンクコントローラ３１０を介してフレームＲＡＭ５００において適宜フォー マット化される適宜のリターンデータパッケージを発生 する。 ＲＣＳ２０のブロック図を図４に示してある。ＩＶＵの場合と同じく、アンテ ナ６００は短距離マイクロ波通信リンク用の任意の適宜の従来の構成のものとす ることが可能である。より大きなアンテナ（例えば、やぎアンテナ）を収容する ためにＲＣＳにおいてより大きなスペースを使用することが可能であるが、現在 好適な例示的実施例においては、アンテナ６００は、予測される進入してくる車 両へ向けて下方向へ向けられた約１０ｄＢのビーム照射パターン利得を持ったマ ルチパッチマイクロストリップアンテナアレイである。ＲＣＳ通信足跡は、典型 的に、与えられた高速道路の車線に沿っての車両走行距離が数メータの範囲に過 ぎず（例えば、典型的に２又は３メータで多分４又は６メータ）、従って高速道 路での予測されるより早い速度（例えば、ドイツのアウトバーン上では３００Ｋ ｍ／ｈｒ）において料金取引を完了するために数マイクロ秒が与えられるに過ぎ ない。ＲＦモジュール６０２は従来の構成のものとすることが可能であり、上述 したこのタイプの短距離マイクロ波双方向通信リンクに対して発行された特許に 従って構成することが可能である。例えば、それは、ＩＶＵからの変調型後方散 乱アップリンクデータ送信を可能とするためにアンテナ６０ ０を介して供給されねばならない必要なＣＷマイクロ波パワーを発生するための ＲＦオシレータ６０４を有している。この様な後方散乱は、従来、ＲＣＳリンク コントローラマイクロプロセサ６０８（例えば、モトローラ社の６８３０２）へ アップリンクデータを供給するためにモニタされ且つ復調器６０６において復調 される。同様に、ダウンリンクデータ通信を行うためにＲＣＳリンクコントロー ラ６０８からのダウンリンクデータを受付け且つ適宜オシレータ６０４の出力を 変調するためにＲＦモジュール６０２内に適宜のＲＦ変調器６１０が設けられて いる。理解されるように、ＲＣＳリンクコントローラ６０８は、アップリンク動 作モードとダウンリンク動作モードとの間でＩＶＵをスイッチするために必要と される場合のある所要の独特の（即ち、「プリミティブ」）ＲＦオン・オフ信号 パターンを発生するためにＲＦモジュール６０２を制御する。 ＲＣＳリンクコントローラ６０８は、従来の暗号データ処理回路６１２と共に 高速直列データ通信を行うことの可能な適宜のマイクロコンピュータ（例えば、 モトローラ社の６８３０２）とすることが可能である。クリプトール（Ｋｒｙｐ ｔｏｒ）は、典型的に、適宜のデジタル信号プロセサ（ＤＳＴ）、ＵＡＲＴ、Ｄ ＥＳチップを有している。例えば、デー タ処理回路６１２は、例えばスイス国、ツークにおけるクリプト社（Ｃｒｙｐｔ ｏ ＡＧ）から「Ｋｒｙｐｔｏｒ：ｉ−１２００（ＮＰＲ−６０００）」として 市販されている所要のパブリックキー暗号システム機能を実行することの可能な 高速（例えば、１５３６Ｋｂａｕｄ）データ処理回路を有することが可能である 。クリプトール（Ｋｒｙｐｔｏｒ）６１２は、更に、料金所コンピュータＬＡＮ 上のノードとして接続されており、従って特定のＲＣＳ２０によって認識される ことのないクロスレーンリードインレータ即ち車線を横切る読取りデータをより 高いレベルのＬＡＮへパスさせ、そこで全ての必要なフレームを受取った後にオ フラインで検証することが可能である。更に、ダウンリンクタイミングコントロ ーラ入力端は図４に示したようにＲＣＳリンクコントローラ６０８へ接続してい る。従って、ＲＣＳリンクコントローラ６０８がダウンリンクデータを送信する ことを所望する場合には、ライン６１４上にダウンリンク許可が既に存在しない 限り、ライン６１６上にダウンリンク要求がダウンリンクコントローラ３２に対 して発生されねばならない。その後にダウンリンク許可がダウンリンクコントロ ーラによってライン６１４上に与えられた場合にのみ、ＲＣＳリンクコントロー ラ６０８は実際にダウンリ ンクデータ通信を行うことが可能である。 例示的なアップリンク制御プロセス（例えば、ＲＣＳリンクコントローラ６０ ８のファームウエア又はソフトウエア制御を介して実現されるべきプロセス）を 図４Ａのブロック図に示してある。この例示的な実施例においては、アップリン ク制御はインタラプトを基礎として達成される。従って、それは、インタラプト がブロック７００において検知される場合に開始される。この様なインタラプト があると、入力されるアップリンクフレームが読取られ且つブロック７０２にお いて処理される。予め定義されたチェックサムがブロック７０４においてテスト され、受取ったチェックサムが局所的に計算したチェックサムと一致することを 確保する。一致しない場合には、制御が戻されて、ブロック７００において次の アップリンクデータフレームが受取られる別のインタラプトを待機する。チェッ クサムが一致する場合には、制御がブロック７０６へパスされ、そこで入力され たアップリンクデータフレーム内に存在する取引ＩＤに関してチェックを行う。 例えば、複数個（例えば、８個）の最も最近の入力取引ＩＤデータを入力される 取引ＩＤデータと比較するために回転バッファ内に位置することが可能である。 検知された取引ＩＤがブロック７０６においてユニーク即ち 独特のものであると検知されると、それはバッファ内に取込まれる（該バッファ は、ブロック７０８及び７１０において、最も古い先に検知した取引ＩＤを落と し且つこの新たな取引ＩＤを受付るために適宜同時的に回転される）。入力され るアップリンクデータフレームの取引ＩＤがユニーク即ち独特なものでない場合 には、そのフレームデータは更にブロック７１２においてテストされ、入力した アップリンクフレームが受取ったデータの新しいフレームであるか否かを判別す る。そうでない場合には、入力したフレームのステータス（例えば、Ａｃｋ（認 識）又はＮａｃｋ（非認識））がブロック７１４においてチェックされ（例えば 、再度適宜の回転バッファに対して）、その結果が否定の場合には、ハンドシェ ークカウンタがブロック７１６においてインクリメントされ且つ制御がブロック ７００においてインタラプトを待機する状態へ復帰される。そうでない場合には 、入力されたフレームの新しいステータスがブロック７１８において格納され、 ハンドシェークカウンタがブロック７２０において最初の内容である１へ設定し 直され、且つ新たなデータの入力されたフレームはブロック７２２において更に 処理するためにクリプトール（Ｋｒｙｐｔｏｒ）回路へ報告される。そのフレー ムが未決のダウンリンク要求 に対して否定の認識（即ち、「Ｎａｃｋ」）である場合には、別の再試行に対す るダウンリンクメッセージが適宜発生され且つ制御がブロック７００においての 別のインタラプトを待機する状態に戻される前に、ブロック７２４に送給される 。理解されるように、ブロック７００及び７０２における実時間処理は「ハード ウエア」構成で最も便宜的に実施することが可能であり、一方図４Ａにおける残 りのブロックは、典型的に、適宜のマイクロコンピュータによってファームウエ ア／ソフトウエアで実施することが可能である。 準備のための「プレコミット（ｐｒｅｃｏｍｍｉｔ）」フェーズ及び例示的な 実施例に対する完全な料金取引（処理）において関与する三つの実際の通信フェ ーズ期間中におけるデータの概略的な流れを図５に概略示してある。例えば、適 宜の暗号キーのバージョン、スマートカードのタイプ、車両種類、暗号によって 安全性を確保した電子的通貨小切手及び匿名のトレース不可能な電子的通貨チェ ックを定義する電子的通貨チェックｄｃを表わすデータは、全て、実際のＲＣＳ とのデータ通信の前に、全て、ＩＶＵ内のリンクＡＳＩＣＲＡＭ５００の適宜の フレーム内にプレロードされる。この様なデータはスマートカードか又はスマー トカードコントローラの 何れかから発生され、且つ、矢印８００によって示されるように、リンクＡＳＩ Ｃへ向けてパスされ、そこで、次の料金取引の準備をして格納される。 ＲＣＳの所要のＣＷマイクロ波フィールドが存在することが検知されると、Ｉ ＶＵは完全にターンオンされＲＣＳへのアップリンクデータ通信の最初の即ち「 コミット（ｃｏｍｍｉｔ）」フェーズへ入る。この時の前に、リンクコントロー ラ３１０は、電子小切手データＤＣの一部（ある前の時間におけるプレコミット 動作フェーズによりリンクＡＳＩＣに既に存在するその他の前に蓄積したデータ と共に）アップリンク方向に繰返しスクロールし且つ送信するためにリンクＡＳ ＩＣ３０８を所定の形態とさせる。更に、図５において小さなアップリンク方向 の矢印で示したように、この繰返し送信されるアップリンクデータは直接的にＲ ＣＳ内をＲＣＳリンクコントローラを介してクリプトール（Ｋｒｙｐｔｏｒ）回 路へパスされる。このデータがクリプトールへパスされるや否や、クリプトール はリターンデータを計算し且つそれを図５において小さなダウンリンク方向の矢 印で示したように後の「チャレンジ」データ通信フェーズ期間中に、ダウンリン ク方向にパスさせる。 何れかの実際の料金に対する代金請求がスマート カードから引落とされる前に、ＩＶＵがＲＣＳを確認することを可能とするため に、コミットデータの幾つか又は全ての短縮した暗号化バージョンとしていわゆ る「スプーフプルーフ（ｓｐｏｏｆ−ｐｒｏｏｆ）」即ち騙しのないデータを発 生させることが可能である。例えば、このスプーフプルーフデータはアップリン ク「コミット」データに基づいて発生されるものであり且つＩＶＵへ挿入したス マートカード及びＲＣＳの両方がこの目的のための伝統的な秘密キーを共用する 場合があるので（例えば、電子的通貨の送金自身のために使用することの可能な 暗号システムコンポーネントに加えて）、プレコミットフェーズ期間中に同様の 短縮した暗号が既に計算されており且つリンクコントローラに格納されている場 合がある。その場合には、ＲＣＳクリプトール回路によって発生されたダウンリ ンクスプーフプルーフデータとすぐに比較することができ「チャレンジ」フェー ズ期間中に送信される。図示したように、「チャレンジ」ダウンリンクデータは 数字０□を有しており、該数字は、就中、計算した料金請求額、請求ステーショ ンＩＤ、取引時間などを表わしている。更に小さなダウンリンク方向の矢印で示 したように、この「チャレンジ」データはＩＶＵにおけるスマートカードコント ローラ及びリンクＡＳＩＣを介して スマートカードへパスされる。 ダウンリンク「チャレンジ」データの処理によるＲＣＳの確認に続いて、ＩＶ Ｕはスマートカードを介して取引データの残部を発生し（例えば、包み込んだデ ータＷの必要なラン及び適宜の暗号オープナー（開封体）Ｒ）、それは、電子小 切手データｄｃの残部と共に、ＲＣＳクリプトール（Ｋｒｙｐｔｏｒ）へ送信さ れ、そこで取引が完了される。理解されるように、この時点においてスマートカ ードによって発生されるデータは、暗号によって安全性が確保された検証データ を有しており、それは有効なスマートカードに対して実際の代金請求が既に成功 裡に完了し、従ってＲＣＳクリプトールは自信を持って所要の料金が完全に支払 われたことを知ることが可能であることを確認している。 図５Ａは図５と類似しているが、比較的簡単なフレームプロトコルに対して使 用される場合のある（例えば、ＲＣＳに対して高速道路への入口点データを送信 することが必要ではないオープンな有料道路システムの場合にあり得る）フレー ムＲＡＭ５００の特定のフレーム番号に対する参照を有している。この場合には 例えば、フレーム１及び４−７がプレコミットフェーズ期間中に予めフォーマッ トされ且つＲＡＭ５００内に格納される。実際には、アップリ ンク方向におけるコミットフェーズ期間中にフレーム１のみが送信される。次い で、コマンドフレーム及びフレーム０の内容が、ダウンリンク方向における「チ ャレンジ」フェーズ期間中にリターンされ、一方フレーム８−１４の内容は支払 い／オープナー通信フェーズ期間中にアップリンク方向にパスされる。対照的に 、より複雑な図５Ｂのフレームプロトコルにおいては、コミットフェーズ及びそ の他のフェーズでは、より多数のデータフレームの送信が関与する（例えば、料 金を計算するために高速道路の入口点を識別するため）。上述した両方のフレー ムの使用は、５１２ビットのＲＳＡ暗号システムを使用する場合である。これは 、より高いセキュリティのために最大７６８ビットにまで拡張することが可能で ある。又、チャレンジディジット（数字）の数を１０×４ビットから１６×４ビ ットへ増加させることが可能である。このことはより長い支払いデータＷとさせ る。両方の拡張が行われると、フレーム１５−２２も使用される。 上述した如く、ＩＶＵからＲＣＳへのアップリンク送信は後方散乱変調と呼ば れる処理によって行われる。ＲＣＳがそのアンテナを介して連続波（ＣＷ）マイ クロ波搬送波出力を送信する。ＩＶＵアンテナがこのエネルギの小さな部分を反 射し、そのうちの 幾つかがＲＣＳアンテナによって受信される。更に、ＩＶＵはそのアンテナをス イッチングすることが可能であり、従って、それは高い効率で又は低い効率で入 射マイクロ波エネルギを反射させることが可能である。ＲＣＳ受信器はその読取 り範囲におけるＩＶＵからの異なる反射信号レベルを検知することが可能である 。ＩＶＵはＲＣＳによって検知され且つデコードすることの可能なデータパター ンでアンテナを変調すべく構成されている。例示的なプロトコルは、全てのアッ プリンクデータが各々が１２８ビットの個別的なフレームにグループ化されるよ うに定義されている。ＩＶＵリンクＡＳＩＣメモリが全部で４０９６ビットであ り各々が１２８ビットの３２個のフレームに区画化されている。例示的な実施例 におけるＩＶＵから読取られるデータの各アップリンクフレームは以下のフィー ルドから構成されている。 アップリンクフレーム番号は以下のように割当て使用することが可能である。 ５ビットＦｒＮｏフィールドは、フレームを識別し且つ４０９６ビットの上側 のＩＶＵリンクＡＳＩＣメモリ限界を与える３２個の独特なフレームの選択を与 える。 １ビットＤａｃｋフィールドは、そのフレームが前に受取ったダウンリンクメ ッセージのアクノレッ ジメント即ち確認であるか否かを表わす。 Ｕｄａｔａフィールドは、通常、アプリケーションによる無制限の使用のため に使用可能である。 ６４ビットのＴｘｉｄフィールドは、各取引の前にＩＶＵによって形成される 独特の電子小切手データの一部である。 ｃｋｓフィールドは、ＲＣＳが、有効なチェックサムを有することのない受信 したフレームを拒否することを可能とする。ＲＣＳへ送信される各アップリンク データフレーム内にチェックサムを計算し且つコード化させるのはＩＶＵの責任 である。ｃｋｓフィールドはＲＣＳによって読取られる全てのアップリンクフレ ームにおける所定の組のビットに関して計算される。正しいチェックサムのない ＲＣＳによって受取られたフレームは無視される（即ち、拒否される）。 １ビットｖａｌ／ｌｏｂａｔフィールドはフレーム１乃至３１におけるｖａｌ 及びフレーム０におけるｌｏｂａｔである。ＶａｌはＩＶＵによって効率的にセ ットされるか又はクリアすることが可能である。この特徴は、データの全てを書 き直す必要性なしに、ＩＶＵリンクＡＳＩＣメモリの選択した領域を効率的に有 効化又は無効化させるために使用することが可能である。Ｌｏｂａｔフィールド はフレー ム０においてのみ使用可能であり且つＩＶＵリンクＡＳＩＣバッテリ（即ち、供 給電圧）のステータスを表わす。Ｌｏｂａｔが０に等しいということは、ＩＶＵ リンクＡＳＩＣが主要なバッテリによって電力が供給されており且つ全ての機能 が活性状態であることを表わし、一方Ｌｏｂａｔが１に等しいということは、バ ックアップのバッテリが活性状態であり且つＩＶＵリンクＡＳＩＣが機能が減少 された状態で動作状態にあることを表わしている。 １ビットＳｅｎｓｅフィールドはリザーブされている。検知されたマイクロ波 レベルが予め設定したスレッシュホールドを超える場合には、ＩＶＵリンクＡＳ ＩＣは感度ビットＴＲＵＥをセットする。この特徴は、オプションとして、ダウ ンリンク取引が信頼性をもって開始させることが可能である場合を決定するため にＲＣＳによって使用することが可能である。 Ｆａｃｋはフレームが正しく受取られ且つ同一の態様でコード化されることを 表わす。 ３ビットＦｍフィールドもリザーブされている。これらのビットはＩＶＵリン クＡＳＩＣによって各フレーム内にコード化され且つＲＣＳハードウエアによっ て使用されて、どこでフレームが終了するか及びどこで次のフレームが開始する かを決定する。 前述したように、全てのデータは整数倍のフレームで転送される。 ３２ビットのＦｅｒｒフィールドはどの受信したフレームがエラーであるかを ＲＣＳに知らせるために、否定的確認（Ｎａｃｋ）メッセージの一部としてＩＶ Ｕによって使用される。Ｆｅｒｒ内において１にセットされる各ビットは、受取 ったフレームのフレーム番号がエラーであることを表わす。例えば、８００００ ００２の値は、フレーム１及び３１がエラーであることを表わす。 ４ビットのＳｅｑは取引シーケンス番号としてクリプトール（Ｋｒｙｐｔｏｒ ）によって割当てられ且つ各新たなＳｅｑに対して１だけインクリメントされる 。割当てられたＴｘｓｅｑはダウンリンクメッセージの一部としてＩＶＵへ送信 される。ＩＶＵが正しくダウンリンクメッセージを受取ると、Ｓｅｑの値はＵｄ ａｔａビットを保存するために、全ての爾後のアップリンクフレーム内にコード 化される（即ち、Ａｃｋ及びＤａｔａ）。 ４ビットＬａｎｅ番号がその割当てられた５車線番号に従ってクリプトールに よって割当てられ、且つダウンリンクメッセージの一部としてＩＶＵへ送信され る。ＩＶＵが正しくダウンリンクメッセージを受取ると、Ｌａｎｅの値は車線を 横切っての読取 りを解消するために全ての爾後のアップリンクデータフレーム内にコード化され る。これは、Ｓｅｑが単に４ビットの長さであり、従ってユニークさ即ち独自性 が車線に亘って必ずしも維持されない場合には特に重要である。勿論、Ｔｘｓｅ ｑ及び車線番号によって使用されるビット数は４である必要はない。これは単に 便宜的且つ妥当な選択であるに過ぎない。 ＲＣＳがオン・オフキーと呼ばれるプロセスによってダウンリンクデータをＩ ＶＵへ送信する。ＲＣＳの連続波マイクロ波出力がＩＶＵへ送信されるべきデー タに従ってオン・オフスイッチされる。ＩＶＵはそのアンテナにおいて受信した マイクロ波エネルギにおけるこれらの遷移を検知し且つデコードすることが可能 である。ＩＶＵに対してＲＣＳの方向に送られたデータはダウンリンク方向であ ると定義される。１ビットの連続的なシーケンスを送給するデータレートは３８ ４Ｋｂａｕｄであり、一方０ビットの連続的なシーケンスを送給するデータレー トは１９２Ｋｂａｕｄである。従って、ダウンリンクデータ転送に対する最悪の データレートは１９２Ｋｂａｕｄである。 ダウンリンク処理を開始させるために、ＲＣＳはリッスン（聴取）コマンドを ＩＶＵへ送給する。この原始的なリッスン（聴取）コマンドは、同時的に データをＲＣＳへ送信している間であってもＩＶＵがこのコマンドを検知するこ とが可能であるという点において特別なものである。この原始的なリッスン（聴 取）コマンドが適切に受取られると、ＩＶＵはデータを受取ることを予期して送 信を停止する。次いで、ＲＣＳはダウンリンク処理を完了することが可能である 。 従って、ダウンリンク処理はオプションとしての原始的なコマンドとそれに続 くコマンドメッセージから構成されている。コマンドメッセージは、コマンドフ レームとオプションとしてそれに続くもう一つのデータフレームから構成されて いる。ＩＶＵは自動的に送信モードへスイッチし、続いてマイクロ波リンクを介 して有効なコマンドメッセージを受取る。この特徴は、リッスン（聴取）モード に止どまるＩＶＵはＲＣＳによって検知することができないので重要である。ダ ウンリンク処理は以下に示すように幾つかのレベルにおいて実行することが可能 である。 ａ：＜ＣｍｄＰｒｉｍ＞＜ｄｌｙ＞＜ＣｍｄＦｒａｍｅ＞ ｂ：＜ＣｍｄＰｒｉｍ＞＜ｄｌｙ＞＜ＣｍｄＦｒａｍｅ＞＜ＤａｔａＦｒ ｌ．．．ＤａｔａＦｒＮ＞ 尚、＜ＣｍｄＰｒｉｍ＞＝コマンドプリミティブ ＜ｄｌｙ＞＝遅延 ＜ＣｍｄＦｒａｍｅ＞＝コマンドフレーム ＜ＤａｔａＦｒＮ＞＝データフレーム番号Ｎ タイプ（ａ）のメッセージは、例えば選択したフレームの無効化などのより複 雑な処理を実行することが可能である。タイプ（ｂ）のメッセージは、実際のデ ータをＩＶＵリンクＡＳＩＣメモリ内に書込むことを必要とする。 原始的なコマンド、コマンドフレーム及びデータフレームについて以下に説明 する。コマンドプリミティブは、ＩＶＵ動作モードを変更させるか又は爾後のコ マンドメッセージを受取るためにＩＶＵを準備させるために使用される特別のコ マンドである。全てのコマンドプリミティブは、コマンド信号と、それに続く１ ６データビットのシーケンスとそれに続くフレームマーカとから構成されている 。コマンド信号及びフレームマーカは二進データによって定義されるフォーマッ トに適合するものではない。コマンド信号は、すぐ後に続く二進データを受取る ことを予期してＩＶＵを一時的にリッスン（聴取）モードへ強制的にさせる。Ｉ ＶＵへの二進データの信頼性のある送信を確保するためにＩＶＵがリッスン（聴 取）モードとなることが必要である。 三フェーズ処理期間中に、二つのコマンドがＲＣＳリンクコントローラによっ てＩＶＵへ送給される場合がある。コミットを受取った後に、ＲＣＳはチャレン ジの書込みを行うためにＷＲＩＴＥコマンドを発行する。支払いデータの幾つか を受取った後に、ＲＣＳはＳＥＬＥＣＴコマンドを発生して、異なるスクロール 範囲を選択する。それは、更に、＜ｆｓｅｌ＞フィールドを００００００００へ セットしたＳＥＬＥＣＴコマンドを発行することによって処理を成功裡に完了し た後にＩＶＵに対して静止状態となることを告げる。ＩＶＵは、マイクロ波フィ ールドから抜出し新たなマイクロ波フィールドに入るまで「ウエイクアップ」す ることはない。 コマンド信号を送った後に、短いコマンドプリミティブ、次いでコマンドフレ ーム及びデータフレームが存在する場合がある。このコマンドプリミティブはコ マンドプリミティブを受取るＩＶＵであってそれが意図されていないものはコマ ンドフレームを待つことなしにスクローリングへ戻ることが可能であるような態 様で選択されている。このことは、書込みコマンドに対しては次のようなダウン リンク処理となる。 これは、更に、特定のコマンドに対して以下のようになる。 フレーム０の選択は意味をなさないので（それはＮａｃｋフレームである）、 ｆｓｅｌフィールドの最後のビットは、実際には、ＳＥＬＥＣＴコマンドとＷＲ ＩＴＥコマンドとの間を区別することに貢献する。従って、奇数コマンドコード のみが許される。 前述したように、コマンドメッセージは常にコマンドフレームで開始する。コ マンドフレームは以下のフィールドに分割することが可能である。 ＣｌｒＦａｃｋ＝１は、全てのダウンリンクコマンドの後にＦａｃｋビットマ スクをクリアすることを意味する。 コマンドコード＜Ｃｍｄ＞は、所要に応じてＩＶＵ にコマンドを与えるメカニズムを提供している。最初に、単一のコマンドコード が必要とされ、それはデータを選択したＩＶＵリンクＡＳＩＣメモリ内へ書込ま せる。その他のコマンドコードは将来の特定されていない機能のためにリザーブ される。 ＜ｍａｇｉｃ＞フィールドは、コマンドプリミティブの第一バイトと定数との 排他的ＯＲ処理をした値である。その定数が５５（１６進数）である場合には、 それは、第一バイトがｌａｎｅ／ｓｅｑｕｅｎｃｅ（車線／シーケンス）として 解釈されるべきであることを表わす。その定数がＡＡ（１６進数）である場合に は、第一バイトはスプーフ（ｓｐｏｏｆ）の第一バイトとして組込まれるべきで ある。 ３２ビットのｃｒｃは、コマンドフレームを含む全てのフレームの有効性を検 証するためにＩＶＵによって使用される。正しくないｃｒｃを有するコマンドフ レームは無視される。ｆｍフィールドは、コマンド及びデータフレームの終わり を識別するためにＩＶＵによって使用される。スプーフフィールドＳｐｏｏｆ１ 及びＳｐｏｏｆ２及びｃｒｃの両方が、ダウンリンクメッセージがそれが意図さ れた単一のＩＶＵによって受付けられたことを確保するために使用される。 前述した如く、コマンドメッセージは、オプショ ンとして、一つ又はそれ以上のダウンリンクデータフレームを有することが可能 である。ダウンリンクデータフレームは、ＩＶＵリンクＡＳＩＣメモリへ書込ま れるべきデータを包含している。各ダウンリンクデータフレームは上に示したよ うなフィールドに分割されている。 ＦｒＮｏフィールドはアップリンクフレーム内の対応するフィールドと同一で ある。ＩＶＵは受取った各フレームを検証するためにｃｒｃを使用する。この技 術は、ＩＶＵがエラーを検知し且つどの受取ったフレームがエラーであるかをＮ ａｃｋフレームでインタロゲータ（質問器）へ知らせることを可能とする。ｆｍ フィールドは各フレームの終わりに取付けられるがそれはリストした１２８ビッ ト以外のものである。 ＦｒａｍｅＭ＝フレーム０以外のフレーム Ｅｔｘｉｄ＝Ｔｘｉｄの１６ビット暗号化部分 フレーム０は常に否定的確認として使用される。 ＩＶＵリンクＡＳＩＣは４０９６ビットのメモリ容量を有しており且つマイク ロ波リンクを介して双方向通信を行うことが可能である。このワイヤリンク特徴 は、道路課金適用例に対して必要なものではないので、ファームウエアで構成さ れているもので はない。マイクロ波リンクは１９２Ｋｂａｕｄの最悪のデータレートで動作する 。ＩＶＵは、ＩＶＵリンクＡＳＩＣメモリから選択したデータフレームを介して スクローリングすることによってＲＣＳへアップリンクメッセージを送信する。 異なるレベルの性能及びデータを有する適用例を満足させるために、ＩＶＵリン クＡＳＩＣメモリからスクロールされるべきフレーム数は変化させることが可能 である。選択されたフレームが繰返しスクロールするような態様でフレームは継 続的にスクロールされる。この技術は、すれすれのマイクロ波リンク条件下で信 頼性のあるアップリンクデータ送信を可能としている。ＩＶＵが予め設定した時 間期間に対するマイクロ波フィールドを出ると、それは自動的にコミットデータ メッセージへ復帰する。従って、ＩＶＵが最初に読取り範囲に入ると、ＲＣＳは コミットデータメッセージを効率的に読出すことが可能である。このコミットデ ータメッセージは自動的にＩＶＵＡＳＩＣリンクメモリ内に再ロードされ、続い てマイクロ波リンクを介して各処理が行われる。ＲＣＳはＩＶＵに対してＩＶＵ リンクＡＳＩＣメモリの選択したフレームを介してスクロールするべくコマンド を与える場合がある。ＩＶＵは、それがマイクロ波フィールドを出るか又は別の コマンドを受取るまで、選択 したフレームを継続してスクロールする。 ＲＣＳは１９２Ｋｂａｕｄの最悪のデータレートにおいてＩＶＵと双方向通信 を行うことが可能である。ＲＣＳリンクコントローラは、受取ったアップリンク ＩＶＵデータをクリプトール（Ｋｒｙｐｔｏｒ）へ送信することを可能とするシ リアルポートをサポートしている。同様に、クリプトール（Ｋｒｙｐｔｏｒ）は ＲＣＳがＩＶＵへデータをダウンリンク送信することを要求する場合がある。Ｒ ＣＳはＩＶＵからの離散的フレームにおけるアップリンクデータを読取るべく構 成されている。同一のＩＶＵからの個々のフレームが、マイクロ波リンクの特性 に依存して、連続的か又は非連続的な態様で読取られる場合がある。ＲＣＳは、 最も強い信号を出しているＩＶＵからのデータを受取り且つより弱い信号を出し ているＩＶＵからのデータを拒否するような態様で構成されている。二つ又はそ れ以上のＩＶＵが同一の信号を出している場合には、何れのＩＶＵも読取られる ことはない。アンテナ通信ゾーンは、通常、典型的なＩＶＵとＩＶＵとの間隔と 比較して小さいものであると仮定されている。この状態は、二つ又はそれ以上の ＩＶＵが同一の信号をＲＣＳへ提供することの可能性を最小としている。それら が発生されたＩＶＵに従ってフレームを再組立することを可 能とするために、６４ビットのＴｘｉｄが各アップリンクＩｎｉｔ及びＮａｃｋ フレーム内にコード化されている。この特徴は、複数個のＩＶＵが与えられたＲ ＣＳの読取り範囲内に同時的に位置している場合があるので重要である。Ｔｘｉ ｄは各新たな取引に対しＩＶＵによって形成される。新たなＴｘｉｄがクリプト ール（Ｋｒｙｐｔｏｒ）によって受取られると、４ビット車線番号（Ｌａｎｅ） 及び４ビット取引（処理）シーケンス（Ｔｘｓｅｑ）番号がその取引（処理）に 割当てられる。その車線番号は料金所コンピュータによって各クリプトール（Ｋ ｒｙｐｔｏｒ）へ与えられる値に対応している。Ｔｘｓｅｑは４ビット番号であ り、それは各新たな取引（処理）に対してクリプトール（Ｋｒｙｐｔｏｒ）によ って逐次的に割当てられる。これらの値はチャレンジメッセージの一部としてＩ ＶＵへ送られるダウンリンクメッセージ内にコード化される。ダウンリンクメッ セージがＩＶＵによって正しく受取られると、Ｌａｎｅ及びＴｘｓｅｑの値は各 Ａｃｋ及びＤａｔａフレーム内にコード化される。これらの値は、Ｔｘｉｄと同 一の目的を達成するが、より少ないビットによって行われる（即ち、６４ビット に対し８ビット）。又、アップリンクフレームは１個を超えた数のＲＣＳによっ て読取ることが可能であり、 その場合には、競合（例えば、車線を超えての読取り）を解消するために料金所 コンピュータによって車線番号を使用することが可能である。 ＲＣＳはＩＶＵへデータのダウンリンク送信を行うことが可能である。そのコ マンドメッセージは、そのメッセージを受取ったＩＶＵのみがそのデータを受付 けることを確保するために、Ｔｘｉｄの１６ビットの暗号化バージョン（Ｅｔｘ ｉｄ）を有している。更に、コマンドメッセージ内にコード化したｃｒｃは、正 しいＩＶＵのみがそのメッセージを受付けることを更に確保するために、コマン ドフレーム自身に加えて完全な６４ビットのＴｘｉｄに関して計算される。ＲＣ Ｓがダウンリンクメッセージを送信することを所望する場合には、それはダウン リンク要求信号をアサート即ち活性化させ且つアサート即ち活性化されるべき適 切なダウンリンク許可信号を待つ。 ＲＣＳプログラムコードは、好適には、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）及び 電気的消去可能リードオンリーメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）の両方において実現され る。ＥＥＰＲＯＭメモリはシリアル通信ポートに関するフィールドにおいて便利 なアップグレードを与える。ＲＣＳは揮発性及び非揮発性の両方のメモリにおい て全てのコンフィギュレーション（形 態）パラメータを格納する。揮発性メモリにおける格納はＲＣＳの実時間動作期 間中に高速のアクセスを与える。非揮発性メモリにおける格納は、ＲＣＳコンフ ィギュレーション（形態）の長期間の信頼性及びセキュリティを与える。コンフ ィギュレーションＥＥＰＲＯＭは１００，０００書込みサイクルの性能を有して いる。電気的ノイズやその他の安全性がより低い揮発性メモリを崩壊させるその 他の干渉の可能性に対する対策として、ＲＣＳは揮発性メモリに対して周期的に ＥＥＰＲＯＭコンフィギュレーションパラメータを格納する。 ＲＣＳによって受取られるデータのアップリンクフレームが正しいＩＶＵと正 確に関連することを確保するために、以下のことが好適である。 （１）Ｉｎｉｔフレームが、ＩＶＵによって割当てられ且つ取引（処理）の期 間中独自性のある６４ビット取引ＩＤ（Ｔｘｉｄ）フィールドを有している。 （２）全てのアップリンクデータフレーム及びＡｃｋフレームが、ＲＣＳによ って割当てられ且つＴｘｉｄと前にＩＶＵへ書込まれた路側課金ステーションの 車線番号の両方と独自的に関連している８ビットのＴｘｓｅｑ／Ｌａｎｅフィー ルドを有している。 ＲＣＳは、好適には、アップリンクのデータの受取りに関して以下の如くに機 能する。 （１）全ての受取ったアップリンクフレームの正しいチェックサムを検証する 。 （２）全ての検証し且つユニークなＩＶＵデータフレームをすぐにクリプトー ル（Ｋｒｙｐｔｏｒ）へ報告する。 （３）最後のｎ個のＩＶＵのステータスをアップリンクＩＶＵバッファ内に維 持し、尚ｎは適用例に対して最適化されるべきパラメータである。 （４）冗長なアップリンクフレームデータをフィルタし且つ診断ハンドシェー クカウントを維持する。 アップリンクデータ転送は、図４Ａに示したフローチャートに従って動作する 。理解されるように、アップリンクデータフレームは、最初に、コード化された ４ビットｃｋｓが正しいことを確かめるためにチェックされる。受取ったエラー のフレームは単に無視される。次いで、エラーなしで受取ったフレームはユニー クな６４ビットのＴｘｉｄに対して、又はＡｃｋ／Ｄａｔａフレームの場合には 、対応する８ビットＴｘｓｅｑ／Ｌａｎｅの値に対してチェックされる。ＲＣＳ はｎ個のアップリンクＩＶＵバッ ファを維持し、尚ｎは適用例に対して最適化される。各アップリンクＩＶＵバッ ファはＴｘｉｄを有しており、且つ個別的なＩＶＵフレームの各々に対応する３ ２個の１２８ビットの値に対し格納を与える。 ワードの第一バイトはＴｘｓｅｑ／Ｌａｎｅフィールドに対応している。第二 バイトはアップリンクフレームステータスバイトに対応している。このアップリ ンクフレームステータスバイトはアップリンクフレームの第一バイトに対応して おり且つＦｒＮｏ及びＶａｌ０から構成されている（フレーム０に対してのみ） 。この値の第三バイトはハンドシェークカウント（即ち、そのフレームに対する 冗長な読取りの数）を有している。ユニークな即ち独特のＴｘｉｄを有するフレ ームが受取られると仮定すると、ＲＣＳは、新たなＩＶＵデータバッファが最も 古いＩＶＵデータバッファの上書きをするように、アップリンクＩＶＵバッファ ポインタを回転させる。次いで、Ｔｘｉｄ及びステータスがそのバッファ内に格 納され、対応するフレームに対するハンドシェークカウントが１にセットされ、 且つフレーム全体がクリプトール（Ｋｒｙｐｔｏｒ）へ報告される。注意すべき ことであるが、フレーム全体がクリプトール（Ｋｒｙｐｔｏｒ）へ報告されると 、Ｔｘｉｄ及びステータスバイトのみがＲＣＳによって格納され ることが必要であるに過ぎない。新たなフレームがユニークでない即ち独特でな いＴｘｉｄで受取られると仮定すると、フレームステータスバイトが格納され、 対応するフレームハンドシェークカウントは１にセットされ、且つフレーム全体 が報告される。ユニークでない即ち独特でないＴｘｉｄ（又はＴｘｓｅｑ／Ｌａ ｎｅ番号）及びユニークな即ち独特のステータスで前に受取ったフレームが受取 られると仮定すると、新たなステータスが格納され、対応するハンドシェークカ ウント（ＨＳ）が１にセットされ、且つそのフレームが報告される。ユニークで ない即ち独特でないＴｘｉｄ及びユニークでない即ち独特でないステータスで前 に受取ったフレームが受取られると仮定すると、対応するハンドシェークカウン トがインクリメントされ且つそのフレームはそうでなければ無視される。フレー ムがクリプトール（Ｋｒｙｐｔｏｒ）へ報告される毎に、そのフレームが未決の ダウンリンクメッセージ要求に対応するＮａｃｋフレームであるか否かを判別す るためにチェックが行われる。そうである場合には、ダウンリンク許可が受取ら れると、ダウンリンクメッセージ再試行が開始される。注意すべきことであるが 、与えられたＩＶＵのフレームステータスは、単一の取引（処理）の期間中に変 化することが可能である。 これらのフレームはユニーク即ち独特のものと考えられ且つすぐにクリプトール （Ｋｒｙｐｔｏｒ）へ報告される。Ｔｘｉｄ又はステータスバイトの何れかに対 応する変化を発生することなしにＩＶＵリンクＡＳＩＣメモリ内のＵｄａｔａが 変化されることがないことを確保することはＩＶＵの責任である。これらの拘束 条件は、Ｉｎｉｔに対する各フレーム及びＮａｃｋフレームの最初の９バイト及 びＡｃｋに対する各フレーム及びデータフレームの最初の２バイトに基づいて、 ＲＣＳファームウエア内において効率的なユニーク性（独自性）の判別を与えて いる。 ＲＣＳは、好適には、ダウンリンクデータ通信に関して以下のように機能する 。 （１）クリプトール（Ｋｒｙｐｔｏｒ）からダウンリンクメッセージ要求を受 取る。 （２）イネーブルされた場合に、ダウンリンク許可インターバル期間中にＩＶ Ｕへダウンリンクメッセージを送信する。 （３）ＩＶＵからの応答を検証し且つ自動的に必要に応じダウンリンク送信を 再試行する。 （４）ＩＶＵによって受取ったエラーのあるフレームのみを再送する。 （５）問題が発生した場合にダウンリンク処理の 結果をクリプトール（Ｋｒｙｐｔｏｒ）へ報告する。 この処理は、クリプトール（Ｋｒｙｐｔｏｒ）がダウンリンクメッセージ要求 をＲＣＳへ送ることによって開始する。ＲＣＳはその要求をダウンリンクメッセ ージバッファに格納し、タイムアウトをセットし、コマンドプリミティブとそれ に続くコマンドメッセージをダウンリンク許可インターバル期間中にＩＶＵへ送 信することによって応答する。ＲＣＳは断続的に該メッセージを再送し且つ予め 設定した最大再試行カウントを超えたか又はダウンリンクメッセージ要求バッフ ァがその後のダウンリンクメッセージ要求によって上書きされたかの何れかが最 初に発生するまで全てのデータフレームが成功裡に受取られたことを検証するこ とを試みる。ダウンリンクメッセージの試みの最大数はクリプトール（Ｋｒｙｐ ｔｏｒ）によってセットすることが可能である。データが成功裡に検証されると 、ＲＣＳは対応するＡｃｋ／Ｄａｔａフレームをクリプトール（Ｋｒｙｐｔｏｒ ）へ送信することが可能である。ダウンリンクメッセージの検証の前に最大再試 行カウントを超えると、ＲＣＳは失敗したダウンリンクステータスメッセージを クリプトール（Ｋｒｙｐｔｏｒ）へ送給する。 ＲＣＳはＩＶＵへダウンリンクメッセージを送り、タイムアウトを設定し且つ 応答を待機する。ダウンリンクメッセージが内部的にバッファされ且つ以下のう ちの一つが発生するまで未決状態に止どまる。 （１）ダウンリンクメッセージ最大再試行カウントを超えるか、又は （２）未決のダウンリンクメッセージ要求が爾後の要求によって上書きされる か、又は （３）Ａｃｋ／Ｄａｔａメッセージが受取られる。 予め設定した時間インターバル内にＩＶＵから応答を受取らない場合には、Ｒ ＣＳは、そのメッセージが受取られなかったと仮定し且つそのメッセージを再送 する（即ち、タイムアウト経過）。 ＩＶＵはＮａｃｋメッセージ、又はダウンリンクメッセージを受取ると暗示的 なアクノレッジメント即ち確認としてそのスクロールフレームにおける変化の何 れかで応答する。その応答がＮａｃｋであると、受取ったメッセージはエラーが あり且つＲＣＳは、Ｅｆｓｅｌフィールドによって受信エラーであることが指定 されたデータフレームのみを有するメッセージを再送する。この処理は、メッセ ージ全体がエラーなしで受取られるか、最大再試行カウントを超えるか、又はダ ウンリンクメッセージが後の要 求によって上書きされるまで継続して行われる。再試行カウントを超えた場合に は、インタロゲータ（質問器）がクリプトール（Ｋｒｙｐｔｏｒ）に対して失敗 したダウンリンクステータスメッセージを発行する。「暗示的な」アクノレッジ メント（確認）を受取ると、前のダウンリンクメッセージはエラーなしで受信さ れている。この場合には、ＲＣＳは当然のこととしてクリプトール（Ｋｒｙｐｔ ｏｒ）へ新たに受取ったフレームを発行する。 最大で１６０ｋｍ／ｈ（又は最大で３００ｋｍ／ｈでも）までの車両速度での スマートカード（ＳＣ）をベースとした取引を完了し且つ検証するための一般的 な条件が与えられると、可能な全ての方法で全体的なＲＣＳ取引を最適化するこ とが望ましい。典型的な道路課金取引の要約を以下に示す。括弧内の数字は他の より厳しい道路課金条件に対して必要とされるフレーム数を表わしている。 プレコミットフェーズ期間中において、ＩＶＵは各取引に対し新たな６４ビッ トの取引ＩＤコード（Ｔｘｉｄ）を与える。コミットフェーズと関連している全 てのフレームは必要に応じＩＶＵリンクＡＳＩＣメモリ内に予めロードされる。 又、スクロールＲＡＭが初期化されてコミットフェーズに対して必要とされるフ レームをスクロールによって排除する。 フレーム数は適用例に依存する。これら全ての動作はＩＶＵがマイクロ波通信ゾ ーンヘ入る前に行われるものと仮定され、従って時間は重要ではない。 コミットフェーズ期間中に、車両が近付くと、ＩＶＵは自動的に送信を行い且 つＲＣＳが自動的に全てのアップリンクコミットフレームを受取り且つそれをク リプトール（Ｋｒｙｐｔｏｒ）へ報告する。スクロールされたフレームはコミッ トフェーズに対して必要とされる全てのフレーム（即ち、１乃至３フレーム）に 対応するものと仮定される。従って、このフェーズはＩＶＵの側に何らの動作を 必要とするものではない。インタロゲータ（質問器）及びクリプトール（Ｋｒｙ ｐｔｏｒ）は、フレーム間のソフトウエア連結が与えられると（即ち、Ｔｘｉｄ ）、幾つかのＩＶＵを並列的に取扱うことが可能なものとすべきである。勿論、 ＩＶＵの近付きつつあるＲＣＳ料金所との適合性を確保するために料金所がアプ ローチマイクロ波ビーコン通信を使用することも可能であり、従って、適合性が ない場合には料金所を通過する前にその道路から離れるか（又は別の手作業によ る料金支払所へ行くために）運転者に対して十分な注意を与えることが可能であ る。 チャレンジフェーズ期間中においては、全てのコミットデータが受取られると 、クリプトール（Ｋｒ ｙｐｔｏｒ）がチャレンジメッセージを計算し且つＲＣＳに対して対応するダウ ンリンクメッセージ要求を発行する。次いで、ＲＣＳはチャレンジメッセージを ＩＶＵへ送信する。他の箇所において記載したように、ＲＣＳはそのメッセージ が検証されるまで必要に応じ必要な再試行を行う。受取ったチャレンジデータが 正しくない場合にはＩＶＵはＮａｃｋフレームを発行し、その場合に、ＲＣＳは すぐさまチャレンジメッセージを再送する。ＩＶＵが正しいチャレンジメッセー ジを受取ると、それはデータフレーム（即ち、支払いデータ）を送信する。この メッセージは、正しいチャレンジデータ（即ち、正しいＣＲＣ）が受取られ且つ チャレンジメッセージを再送する必要がないことをＲＣＳへ知らせる。次いで、 ＲＣＳは受信された支払いフレームをクリプトール（Ｋｒｙｐｔｏｒ）へ報告す る。幾つかの理由のために、ＲＣＳはｎ個のＩＶＵに対するダウンリンクメッセ ージ要求を維持する。ｎの値は適用例に対して最適化することが可能である。ダ ウンリンクメッセージ要求は、ダウンリンクメッセージバッファがオーバーフロ ーするまでＲＣＳ内に維持され、オーバーフローすると、最も古い要求が上書き される。ダウンリンクメッセージ要求のマルチバッファ動作は以下のことを可能 とさせる。 （１）ＲＣＳの読取り／書込み範囲内において複数個のＩＶＵとの同時的な話 。一般に、ＲＣＳは、常に、それが最も最近にデータを受取ったＩＶＵへ書込み を行おうとする。 （２）ＲＣＳがＮａｃｋメッセージを受取る場合には何時でもダウンリンクメ ッセージの再試行を行う。 支払いフェーズ期間中に、ＩＶＵは、チャレンジフレームを成功裡に受取るこ とに続いて支払いフレームを発行する。支払いフレームは受取られるとＲＣＳに よってクリプトール（Ｋｒｙｐｔｏｒ）へ送信される。クリプトール（Ｋｒｙｐ ｔｏｒ）は支払いデータを使用し、ＳＣが正しく代金請求されたことを確認する 。多数の支払いフレームが存在する場合があるので、ＲＣＳはマイクロ波リンク の品質及び近くのＩＶＵ及びＲＣＳからのあり得る干渉に依存して冗長なフレー ムをフィルタすることが要求される。支払いフレームはソフトウエアによってＴ ｘｓｅｑ／Ｌａｎｅフィールドを介してリンクされているので、ＲＣＳが不連続 なインターバルでフレームを受取り尚且つクリプトール（Ｋｒｙｐｔｏｒ）によ る完全なる支払いメッセージの再組立を行うことを可能とする。コミットフェー ズにおける場合のよ うに、フレーム間のソフトウエア連携が与えられると、ＲＣＳ及びクリプトール （Ｋｒｙｐｔｏｒ）が幾つかのＩＶＵを並列的に取扱うことが可能である。ＲＣ Ｓは、１．５３６Ｍｂａｕｄのデータレートで動作するクリプトール（Ｋｒｙｐ ｔｏｒ）を具備する高速完全二重同期型シリアルインターフェースを組込んでい る。このデータレートは１５．３６ＭＨｚの既存の６８３０２マイクロプロセサ クロックレート及びモトローラ社のＭＣ６８３０２ユーザズマニュアルのアペン ディックスＡにおいて定義されている限界に基づいている。 ＲＣＳ高性能同期型シリアル通信インターフェースが、実時間クリプトール（ Ｋｒｙｐｔｏｒ）モジュールと通信するために設けられている。メッセージはク リプトール（Ｋｒｙｐｔｏｒ）か又はＲＣＳリンクコントローラの何れかによっ て開始することが可能である。プロトコルは、好適には、高い帯域幅を達成する ために８ビット二進データの転送をサポートしており、且つ信頼性のある動作を 確保するためにエラー補正型のものである。ＲＣＳリンクコントローラは、好適 には、シリアルポートにおいて受取ったメッセージを、進行中のマイクロ波通信 タスクを完了するまで、保存しておく優先計画を実行する。即ち、そのマイクロ 波タスクはシリアル通信 タスクと比較して優先度を有しているが、キャラクタ入力はマイクロ波タスク処 理と並列して取扱われる。クリプトール（Ｋｒｙｐｔｏｒ）は２番目の要求を発 行する前に一つの要求の完了を待機する。一般的に、ＲＣＳリンクコントローラ はメッセージが処理される順番でメッセージをクリプトール（Ｋｒｙｐｔｏｒ） へ供給する。 クリプトール（Ｋｒｙｐｔｏｒ）はリンクコントローラに対して多様な要求を 発生する場合がある。要求は、コマンドコード及びそのコマンドコードと関連し たオプションのパラメータから構成される情報フィールドを有している。情報フ ィールドに対するフォーマットは以下の如くである。 ＜Ｃｍｄ＞＜Ｄａｔａ＞ 尚、＜Ｃｍｄ＞＝コマンドコード（００−ＦＦ Ｈｅｘ） ＜Ｄａｔａ＞＝可変長のパラメータデータ 一つの可能な組のコマンドコードを以下に要約する。 ＜Ｃｏｄｅｓ＞ 記述 ００ ＲＣＳのソフトウエア リセット実行 ０１ ＲＣＳファームウエア バージョン要求なし ０２ コンフィギュレーショ ンをデフォルトにセッ ト ０３ コンフィギュレーショ ン及びモードをセット ０４ コンフィギュレーショ ンを要求 ０５ 日付及び時間をセット ０６ 日付及び時間を要求 ０８ ＩＶＵへダウンリンク メッセージを送信 ０９ ダウンリンクプログラ ムコード ＲＣＳリンクコントローラもクリプトール（Ｋｒｙｐｔｏｒ）へメッセージを 発行することが可能である。典型的に、メッセージは、コマンドコード及びその コマンドコードと関連したオプションのデータから構成される情報フィールドを 有している。情報フィールドに対する一つの可能なフォーマットは以下の如くで ある。 ＜Ｃｍｄ＞＜Ｄａｔａ＞ 尚、＜Ｃｍｄ＞＝コマンドコード（００−ＦＦ Ｈｅｘ） ＜Ｄａｔａ＞＝可変長のパラメータデータ クリプトール（Ｋｒｙｐｔｏｒ）メッセージに対して現在定義されているコント ローラを以下にリストする。 コード 記述 ００ データ及び時間を送信 ０１ コンフィギュレーショ ンを送信 ０２ 診断を送信 ０３ サインオンメッセージ を送信 「ＲＣＳ １．０Ｖ ｅｒ ｙ．ｙｙｘ（ｃ ）１９９３」（ｙは ０−９で且つＸはＡ− Ｆ） （注）このメッセージはパワーアップ時又はリセットリクエストに続いて発行さ れる。リンクコントローラの最初のファームウエアレリーズはＶｅｒ１．００Ａ である。コード化し且つ計算したメモリチェックサムが一致しない場合には、バ ージョンがＶｅｒ０．ｚｚｘとして報告され、尚ｚｚは以下に定義されるような エラーコードである。ＣｏＮａｍｅは著作権を有する会社名である。 ｚｚ 記述 ０１ 不良プログラムＰＲＯ Ｍ ０２ 不良プログラムＥＥＰ ＲＯＭ ０４ 不良コンフィギュレー ションＥＥＰＲＯＭ ｚｚ＝０１の場合には、ＲＣＳは修復のために工場へ戻されねばならない。ｚ ｚ＝０２の場合には、新たなファームウエアがダウンロードされねばならず、且 つＲＣＳはダウンロードを予期して自動的にダウンロードモードへスイッチする 。ｚｚ＝０４の場合には、ＲＣＳは自動的に全てのコンフィギュレーションパラ メータを工場デフォルト状態にリセットし、従ってユーザは所望によりＲＣＳを 再度コンフィギャ即ち所定の形態とさせねばならない。組合わせのエラーも可能 である（例えば、不良プログラム及び確認ＥＥＰＲＯＭ）。 現在好適な実施例は、プレコミットフェーズに対し以下のフレームデータ割当 て及び図５に示した以下の三つのデータ通信フェーズを使用する。 これらのフェーズに対するデータ通信パッケージに関与する三つのデータパッ ケージを表４乃至６に示してある。 本発明の一実施例についてのみ詳細に説明したが、本発明の一つ又はそれ以上 の多数の新規な特徴及び利点を維持しながらこの特定の実施例の多くの変形例及 び修正例を構成することが可能であることは当業者に明らかである。例えば、Ｉ ＶＵ及び／又はＲＣＳ回路の多くは好適に簡単化するか及び／又は更に本発明の 商品化した実施例に組込むことが可能である。従って、この様な変形例及び修正 例の全ては請求の範囲に含まれることが意図されているものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ)，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ Ｎ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＴ， ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，Ｎ Ｚ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＩ，ＳＫ ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 ヘンドリック， ピーター， エル. アメリカ合衆国， フロリダ 33458， ジュピター， ウエスト インディアン タウン ロード 6671， ナンバー 56― 312

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 自動高速道路料金収受システムに使用する車載ユニットにおいて、 路側収受ステーションを通過して移動する間に路側収受ステーションと通信を 行うために関連する車両近傍に配置させた照射パターンを有するＲＦアンテナ、 前記アンテナへ接続しており、前記アンテナの反射率を変調させることによっ て路側収受ステーションとのデータアップリンクを確立する第一モードか、又は 受信したＲＦ信号を復調することによって路側収受ステーションとのデータダウ ンリンクを確立する第二モードの何れかで動作するＲＦ回路、 スマートカードと接続したスマートカードコントローラ、 前記ＲＦ回路へ接続されると共に前記スマートカードコントローラへ接続して おり、且つ路側収受ステーションへ第一データを繰返し送信するために前記第一 モードで動作させ且つ少なくとも部分的に前記第一データに基づいて第二データ を受取るために前記第二モードで動作させ、その場合に少なくとも部分的に前記 第二データに基づいて第三データを送信するために動作を前記第一モードへスイ ッチバックさせ、前記第一データと第二データとが一体となって 暗号化した電子的通貨の転送を構成するリンクコントローラ、 を有する車載ユニット。 ２． 請求項１において、前記スマートカードが通貨の額を表わす暗号化し たデータを有しており、前記スマートカード及びスマートカードコントローラは 前記リンクコントローラへ接続されており、（ａ）通貨の額の転送を表わす暗号 化したデータセットの一部として前記第一データの少なくとも一部と、（ｂ）通 貨の額の転送を表わすと共に前記スマートカードから高速道路料金の検証された 有効な代金請求を表わす前記暗号化したデータセットの残部及び前記第二データ に部分的に基づく前記第三データの少なくとも一部を与える車載ユニット。 ３． 請求項１において、前記第二データが前記第一データの少なくとも幾 つかの暗号化を有しており且つ前記路側収受ステーションを確認するために使用 する車載ユニット。 ４． 請求項１において、前記第二データが路側収受ステーション取引シー ケンス及び路側収受ステーション車線番号データを有する車載ユニット。 ５． 請求項１において、前記第二及び第三データのうちの少なくとも一つ が複数個のフレームのデータを有しており、各フレームが同一の路側収受ステー ション取引シーケンス及び路側収受ステーション車線番号データを有している車 載ユニット。 ６． 請求項１において、前記スマートカードが前記路側収受ステーション に対して人又は車両のＩＤを露見させることの可能な如何なるデータも有するも のではないことにより匿名性のある予め格納した通貨の増加量を表わす暗号化し たデータを有する車載ユニット。 ７． 請求項６において、前記予め格納した通貨の増加量を表わす暗号化デ ータはトレース不可能であり且つ解読を必要とするデータを有する暗号化形態で 路側収受ステーションへ車載ユニットから通信される車載ユニット。 ８． 請求項１において、前記第一データがユニークな取引ＩＤデータを有 している車載ユニット。 ９． 請求項８において、前記ユニークな取引ＩＤデータが、そうでなけれ ば前記第三データの一部として送信される料金支払いデータの一部を有している 車載ユニット。 １０． 請求項１において、前記スマートカードが、標準的なスマートカー ドインターフェースへ接続された場合に第一速度で標準的な速度のスマートカー ド機能を与え、且つ車載ユニットに接続された場合には前記第一速度よりも早い 第二速度で高速 のスマートカード機能を与えるべく適合されている車載ユニット。 １１． 請求項１において、本車載ユニットが、オプションとして後払いモ ードで動作する手段を有しており、前記第一データ及び第三データのうちの少な くとも一方が料金を後で請求するための請求用ＩＤデータを有している車載ユニ ット。 １２． 請求項１において、本車載ユニットのデータ処理回路が、クローズ ド高速道路料金及びオープンな高速道路料金の両方を処理する手段を有している 車載ユニット。 １３． 請求項１において、車載ユニットが路側収受ステーションの近傍に あることを検知すると前記第一モードで動作を開始する手段を有している車載ユ ニット。 １４． 自動高速道路料金収受システムに使用する路側収受ステーションに おいて、 料金収受ゾーンにおいて関連する高速道路車線近傍に配置させた照射パターン を具備しており且つそれを通過して移動する車載ユニットと通信を行うためのＲ Ｆアンテナ、 前記アンテナへ接続しており、ＣＷ ＲＦ信号の変調させた反射を介して通過 する車載ユニットからのデータのアップリンク通信をＣＷ ＲＦ信号が可 能とする第一モードか、又は変調されたＲＦ信号が通過中の車載ユニットに対し てデータのダウンリンク通信を与える第二モードの何れかを発生するＲＦ回路、 前記ＲＦ回路へ接続しており且つ第一データが車載ユニットから成功裡に受取 られるまで前記ＲＦ回路を前記第一モードに維持し且つその後に少なくとも部分 的に前記第一データに基づいて前記第二データが問題の車載ユニットへ送信され るまで前記第二モードへスイッチングする手段を具備しており、その場合に少な くとも部分的に前記第二データに基づいて第三データを受取るために動作が前記 第一モードへスイッチバックされ、前記第一データと第三データとが一体となっ て暗号化した電子的通貨転送を構成するリンクコントローラ、 を有している路側収受ステーション。 １５． 請求項１４において、更に、前記コントローラからのアップリンク データを受取り且つ前記コントローラへダウンリンクデータを供給すべく接続さ れた暗号化データ処理回路を有しており、前記暗号化データ処理回路は、前記第 一データから前記第二データの少なくとも一部を発生し更に前記第一データ及び 第三データが通貨の額を表わす暗号化したデータを含むスマートカードから高速 道路料金 の検証された有効な代金請求を表わすものとして確認する路側収受ステーション 。 １６． 請求項１４において、前記第二データが暗号化形態で前記第一デー タの少なくとも幾つかを有する路側収受ステーション。 １７． 請求項１４において、前記第二データが路側収受ステーション取引 シーケンス及び路側収受ステーション車線番号データを有する路側収受ステーシ ョン。 １８． 請求項１４において、前記第二及び／又は第三データが複数個のフ レームのデータを有しており、各フレームが同一の路側収受ステーション取引シ ーケンス及び路側収受ステーション車線番号データを有している路側収受ステー ション。 １９． 請求項１７又は１８において、各車載ユニットを正しく料金収受取 引と関連付けるために前記路側収受ステーション取引シーケンス及び路側収受ス テーション車線番号データを使用する同一の時間インターバル期間中に複数個の 車載ユニットへ及びそれからのデータを取扱い且つ処理するデータ処理回路を有 する路側収受ステーション。 ２０． 請求項１４において、近くの高速道路車線と関連するその他の路側 収受ステーションユニットからなるネットワークへの接続を有しており、 そのネットワークを介して前記第三データの車線を横切っての読取りが前記ネッ トワークへパスされる路側収受ステーション。 ２１． 請求項１４において、接続されている外部ダウンリンクコントロー ラによって許可されない限り前記第二モードでの動作を防止するダウンリンク制 御回路を有する路側収受ステーション。 ２２． 請求項２１において、隣接する高速道路車線と関連した路側収受ス テーションからの同時的なダウンリンク通信を防止する前記外部ダウンリンクコ ントローラへ接続されている複数個の路側収受ステーションと結合されている路 側収受ステーション。 ２３． 自動高速道路料金収受システムにおいて、 少なくとも一つのそれぞれ対応する高速道路車線の近傍に配置されており且つ 前記少なくとも一つのそれぞれ対応する高速道路車線の近傍に配置された所定の 料金収受ゾーンに結合されている双方向電磁的データ通信リンクを具備する路側 収受ステーションが設けられており、 車載ユニットが前記高速道路に沿って通過する複数個の車両の各々に設けられ ており且つ車両と共に移動し且つ車両が前記少なくとも一つの高速道路車 線に沿って通過する場合に制限された時間期間の間前記路側収受ステーションの 前記料金収受ゾーンと交差する所定の車両通信ゾーンへ結合された双方向電磁的 データ通信リンクを具備しており、 前記車載ユニットの各々が予め格納した通貨の増加額を表わす暗号化したデー タを有するスマートカードを有しており、 前記路側収受ステーション及び車載ユニットの各々が、その電磁的データ通信 リンクへ接続されており前記制限された時間期間中に少なくとも以下の実時間通 信及びデータ処理動作を行うためのそれぞれのデータ処理回路を有しており、 （ａ）料金の支払いを開始するために車載ユニットから路側収受ステーション ヘ第一データをパスし、 （ｂ）前記第一データに基づいて前記路側収受ステーションにおいて料金デー タを計算し、且つ前記料金データと前記第二データを前記第一データへリンクさ せるユニークなリンクデータを具備する第二データを前記路側収受ステーション から車載ユニットへパスし、 （ｃ）前記車載ユニットにおけるスマートカードから前記料金を請求し、その 後に前記代金請求及び前記第三データを前記第一及び第二データへリンクさせる ユニークなリンクデータを検証する検証デー タを具備する第三データを前記車載ユニットから前記路側収受ステーションへパ スさせる、 自動高速道路料金収受システム。 ２４． 請求項２３において、前記路側収受ステーションへ転送される予め 格納された電子的通貨の増加分を表わす前記データが暗号化されており且つ人又 は車両のＩＤを前記路側収受ステーションに対して露見することが可能な何らの データも有することがないことによって匿名性である自動高速道路料金収受シス テム。 ２５． 請求項２３において、前記予め格納した電子的通貨の増加分を表わ すデータが、解読を必要とするデータを有する暗号化形態で前記車載ユニットか ら前記路側収受ステーションへ通信される自動高速道路料金収受システム。 ２６． 請求項２３において、前記車載ユニットから発生する前記第一デー タがユニークな取引ＩＤデータを有している自動高速道路料金収受システム。 ２７． 請求項２６において、前記ユニークな取引ＩＤデータが、料金支払 いデータの一部を有しており、その残部は前記第三データの一部として送信され る自動高速道路料金収受システム。 ２８． 請求項２６又は２７において、前記第二データの一部を構成する前 記ユニークなリンクデー タが、暗号化形態で前記取引ＩＤデータの一部を有しており、且つ前記車載ユニ ットが、前記取引ＩＤデータの一部の同様の暗号を局所的に形成し且つそれを受 取った第二データの関連する部分と比較して前記路側収受ステーションの真正性 を検証する手段を有する自動高速道路料金収受システム。 ２９． 請求項２３において、前記第二データの一部と第三データの一部と を有する前記ユニークなリンクデータが、路側収受ステーション取引シーケンス 及び路側収受ステーション車線番号データを有している自動高速道路料金収受シ ステム。 ３０． 請求項２９において、前記第二及び第三データの少なくとも一方が 、複数個のフレームのデータを有しており、各フレームが前記路側収受ステーシ ョン取引シーケンス及び路側収受ステーション車線番号データを有している自動 高速道路料金収受システム。 ３１． 請求項２３において、前記路側収受ステーションが、前記ユニーク なリンクデータを使用して各車載ユニット料金収受取引に関連したデータを関連 付けて単一の前記制限された時間期間中に複数個の車載ユニットと通信を行い且 つそれから及びそれへのデータを処理する手段を有している自動高速道路料金収 受システム。 ３２． 請求項２３において、複数個の路側収受ステーションが設けられて おり、各路側収受ステーションは料金所におけるそれぞれ関連した高速道路車線 の近傍に配置されており且つ監視料金所コンピュータネットワークへ接続してお り、該ネットワークに対して、各路側収受ステーションはそのそれぞれの関連し た高速道路車線にリンクされていない受取った第三データを転送し、前記料金所 ネットワークがその後に支払いの結合した部分を検証する手段を有している自動 高速道路料金収受システム。 ３３． 請求項２３において、複数個の路側収受ステーションが設けられて おり、各路側収受ステーションはそれぞれの関連した高速道路車線近傍に配置さ れており且つダウンリンクタイミングコントローラへ接続しており、前記ダウン リンクタイミングコントローラは、それが許可したダウンリンク時間期間中にの み与えられた路側収受ステーションが車載ユニットへデータを送信することを許 容する自動高速道路料金収受システム。 ３４． 請求項３３において、前記ダウンリンクタイミングコントローラが 隣接する高速道路車線に関連した路側収受ステーションから同時的なダウンリン ク通信を防止する手段を有する自動高速道路料金収受システム。 ３５． 請求項２３において、各スマートカードがそれの車載ユニットと着 脱自在に関連しており、且つ（ａ）標準的なスマートカードインターフェースと 接続された場合に第一速度において標準速度でのスマートカード機能と、（ｂ） 車載ユニットに接続された場合に前記第一速度よりも早い第二速度で高速のスマ ートカード機能の両方を与える自動高速道路料金収受システム。 ３６． 請求項２３において、前記車載ユニットのうちの少なくとも幾つか が、前記第一及び第二データのうちの少なくとも一方が料金の後の代金請求に対 する代金請求ＩＤデータを有している場合にオプションとして後払いモードで動 作する手段を有している自動高速道路料金収受システム。 ３７． 請求項２３又は３６において、前記路側収受ステーション及び車載 ユニットの各々のデータ処理回路が、クローズド高速道路料金及びオープン高速 道路料金の両方を処理することが可能な手段を有している自動高速道路料金収受 システム。 ３８． 請求項２３において、全ての実時間データ処理が前記路側収受ステ ーション及び車載ユニットにおいて行われる自動高速道路料金収受システム。 ３９． 請求項２３において、前記制限された時間期間中に、前記路側収受 ステーションが最初に ＣＷ電磁界を前記収受ゾーンへ送信し前記電磁界の変調された反射を介して車載 ユニットからの前記第一データの受信を待機し、且つ前記車載ユニットが前記Ｃ Ｗ電磁界の存在を検知することにより前記収受ゾーン内への進入を検知すると前 記反射した電磁界を継続して変調させることを開始し、その際に継続して前記第 一データを送信する、自動高速道路料金収受システム。 ４０． 自動高速道路料金収受システムに使用する車載ユニットにおいて、 路側収受ステーションを通過する際に最初に路側収受ステーションへデータを 送信するデータ通信回路、 真正な路側収受ステーションに存在する暗号システムキーで前記第一データの 少なくとも一部を暗号化する暗号データ処理回路、 路側収受ステーションから第二データを受取るデータ通信回路、 前記第二データの少なくとも一部を前記通信中の路側収受ステーションへの前 記第一データの暗号化部分と比較する認証手段、 真正性が成功裡に確認された場合にのみ前記路側収受ステーションによって要 求された高速道路料金を支払うための料金請求手段、 を有する車載ユニット。 ４１． 料金口座メモリ手段及び料金データプロセサ手段を具備する自動高 速道路料金収受システムに使用する料金口座メモリ手段及び料金データプロセサ 手段を具備する車載ユニットにおいて、 路側収受ステーションを通過する間に最初に路側収受ステーションへデータを 送り、その後に前記路側収受ステーションから第二データを受取り且つその後に 前記路側収受ステーションへ第三データを送るデータ通信回路が設けられており 、 前記第三データが複数個のパケットのデータを有しており、 前記データ通信回路が前記各パケットのデータにおいて前記第一及び第二デー タへユニークにリンクされた所定のリンクデータを有する手段を有している、 車載ユニット。 ４２． 自動高速道路料金収受システムに使用する車載ユニットにおいて、 路側収受ステーションを通過する際に路側収受ステーションとデータを通信す るデータ通信回路、 金額を表わす暗号化したデータのデータ格納部、 ユニークな料金収受取引ＩＤコードとしても作用するために路側収受ステーシ ョンとの最初のデータ 通信において前記金額を表わすデータの一部を送信する手段、 を有する車載ユニット。 ４３． 料金口座メモリ手段及び料金データプロセサ手段を具備する自動高 速道路料金収受システムに使用する車載ユニットにおいて、 路側収受ステーションを通過する際に路側収受ステーションへ最初にデータを 送り、その後に前記路側収受ステーションから第二データを受取り、更にその後 に前記路側収受ステーションへ第三データを送るデータ通信回路、 車載ユニットが路側収受ステーション近傍を通過することを検知すると前記デ ータ通信回路を第一モードで自動的に動作を開始させる手段、 を有する車載ユニット。 ４４． 料金口座メモリ手段及び料金データプロセサ手段を具備する自動高 速道路料金収受システムに使用する路側収受ステーションにおいて、 車載ユニットが通過する際に車載ユニットから最初にデータを受取り、その後 に前記車載ユニットへ第二データを送信し、更にその後に前記車載ユニットから 第三データを受取るべく適合されたデータ通信回路、 前記第一データの少なくとも一部を暗号化し且つ 前記路側収受ステーションを前記車載ユニットに対して認証するために前記第二 データの一部として少なくともその結果の幾らかを具備する手段、 を有する路側収受ステーション。 ４５． 料金口座メモリ手段及び料金データプロセサ手段を具備する自動高 速道路料金収受システムに使用する路側収受ステーションにおいて、 そこを通過する際に車載ユニットから最初にデータを受取り、その後に前記車 載ユニットへ第二データを送信し、更にその後に前記車載ユニットから第三デー タを受取るデータ通信回路、 前記第二データ内に前記第一データに対するユニークなリンクデータを含み且 つ密接した時間期間内に多数の通信中の車載ユニットが存在する場合であっても 正しい車載ユニット及び第一データと関連させるために前記第三データ内の同様 なユニークなリンクデータを検知し且つ使用する手段、 を有する路側収受ステーション。 ４６． 料金口座メモリ手段及び料金データプロセサ手段を具備する自動高 速道路料金収受システムに使用する路側収受ステーションにおいて、 多車線高速道路環境においてそこを通過中の車載ユニットとデータの通信を行 うデータ通信回路が設けられており、 前記データ通信回路が、外部通信タイミングコントローラによって許可される 場合にのみ車載ユニットとのデータ送信及び受信動作を行わせる制御手段を有し ている、 路側収受ステーション。