無線通信システム、無線通信装置、ＩＰルータ装置、及び交通信号制御機
【課題】装置間が無線通信で結ばれている場合に、当該無線通信区間が妨害波によって通信障害を引き起こすリスクを小さくする無線通信システムを提供することを目的とする。
【解決手段】交通管制システムでは、路上に設置された交通信号制御機３や光ビーコン４等と交通管制センターに設置された中央装置８との間で機器状態や制御に関する通信データをやりとりしている。前記通信データを第一無線通信装置１が第二無線通信装置２に対して送信する場合、第一無線通信装置１は、無線通信経路Ａ〜Ｃのノイズ特性等を監視して、通信可能な通信速度の平均値や最小値等を取得する。また、前記通信データの属性を取得し、前記属性に応じた優先度を優先度テーブル１４２から取得する。そして、前記取得した通信速度の平均値等及び優先度に基づいて適切な無線通信経路を選択して送信する。
【解決手段】交通管制システムでは、路上に設置された交通信号制御機３や光ビーコン４等と交通管制センターに設置された中央装置８との間で機器状態や制御に関する通信データをやりとりしている。前記通信データを第一無線通信装置１が第二無線通信装置２に対して送信する場合、第一無線通信装置１は、無線通信経路Ａ〜Ｃのノイズ特性等を監視して、通信可能な通信速度の平均値や最小値等を取得する。また、前記通信データの属性を取得し、前記属性に応じた優先度を優先度テーブル１４２から取得する。そして、前記取得した通信速度の平均値等及び優先度に基づいて適切な無線通信経路を選択して送信する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路上に設置された複数の装置間において通信を行うための無線通信システム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
交通管制システムでは、設置工事の低価格化やメンテナンスの容易化を目的として、無線通信によってネットワークを構築することが検討されており、交通管制システム用端末装置間の通信に無線通信装置を適用する例が増えている。
【０００３】
無線通信の技術として、例えば、特許文献１には、マルチリンク方法により、複数の無線回線（無線通信経路）を使って無線通信を行う技術が紹介されている。
マルチリンク方法とは、２つの装置間で無線による通信を行う場合に、同じ通信方式を採用する複数の無線回線を使用し、通信データを各無線回線に分割して同時に送信することで、通信を高速化する方法である。
【０００４】
また、近年の交通管制システムでは、いわゆるＯＳＩ参照モデルのネットワーク層（第３層）にインターネットプロトコル（以下、ＩＰという。）を用いたネットワークシステムが普及してきており、第３層にＩＰ、第５〜７層にＤａｔｅｘ−ＡＳＮを採用したＵＤ伝送方式が規格化されている。
なお、ＵＤ形伝送方式の通信フォーマットや手順の詳細等は、社団法人新交通管理システム協会（以下、ＵＴＭＳ協会）から発行されている規格書に記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１７４７７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記マルチリンク方法では、使用する複数の無線回線は同一の周波数帯を使用し、同じ通信方式を採用している。このため、妨害波による干渉を受けた場合、全ての無線回線が同時に使用できなくなる可能性が高い。
また、仮に、前記複数の無線回線がそれぞれ異なる通信方式（通信手順）を採用している場合であっても、周波数帯が同一であれば、同じように妨害波によって全ての無線回線が同時に使用できなくなる。
【０００７】
そこで、本発明は、妨害波による通信障害のリスクを小さくする無線通信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の無線通信システムは、道路上に設置された第一無線通信装置及び第二無線通信装置を含み、前記第一無線通信装置及び第二無線通信装置の間には、第一無線通信経路及び第二無線通信経路を含む少なくとも２つの無線通信経路が存在し、前記第一無線通信経路及び第二無線通信経路に採用される通信方式は、互いに異なる周波数帯を用いる（請求項１）。
【０００９】
この発明によれば、妨害波等の干渉によって、１つの無線通信経路が通信不可能な状態に陥った場合であっても、周波数帯の異なる他の無線通信経路を利用して通信を継続することができる。
なお、２つの装置間で無線通信をする場合に、前記２つの装置のそれぞれが対応する無線通信用のメディアを有しており、当該メディア１対の間に形成される無線による通信を無線通信経路とする。すなわち、前記２つの装置間に３つの無線通信経路がある場合、前記２つの装置は、それぞれ３つの対応する無線通信用のメディアを有する。
この場合、前記各メディアがアンテナ部分を共用するように構成されていても良い。すなわち異なる無線通信経路の電波を同一のアンテナで受け、当該アンテナから各メディアが各無線通信経路用の電波をそれぞれ取り出すようにしても良い。
【００１０】
また、ここにいう「互いに異なる周波数帯」とは、無線による通信状態が異なる程度に周波数帯が離隔していることを意味し、原則として、無線信号の波長を基準にして周波数帯を区別する。すなわち、超長波帯（周波数３〜３０ｋＨｚ、波長１０〜１００ｋｍ）、長波帯（周波数３０〜３００ｋＨｚ、波長１〜１０ｋｍ）、中波帯（周波数３００ｋＨｚ〜３ＭＨｚ、波長１００ｍ〜１ｋｍ）、短波帯（周波数３〜３０ＭＨｚ、波長１０〜１００ｍ）、超短波帯（周波数３０〜３００ＭＨｚ、波長１〜１０ｍ）、極超短波帯（周波数３０００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ、波長１０ｃｍ〜１ｍ）、マイクロ波帯（周波数３〜３０ＧＨｚ、波長１〜１０ｃｍ）、ミリ波帯（周波数３０〜３００ＧＨｚ、波長１ｍｍ〜１ｃｍ）、サブミリ波帯（周波数３００ＧＨｚ〜３ＴＨｚ、波長０．１〜１ｍｍ）などというように分類することができる。なお、無線装置間の距離が長い場合には、無線信号の減衰が大きいため波長の違いが小さくても無線による通信状態が大きく異なる場合がある。無線信号の最も基本的な自由空間における伝搬損失は、波長の２乗に比例して増えるためである。よって、適用されるシステムの構成やアプリケーションに応じて、上記分類をさらに細かく規定することもできる。例えば、上記極超短波帯のうち周波数の高い領域を準マイクロ波帯（周波数１〜３ＧＨｚ）と分類することやマイクロ波帯うち周波数の高い領域を準ミリ波帯（周波数１０〜３０ＧＨｚ）と分類することもできる。
なお、前記分類の細かさや程度は、通信方式の占有帯域幅の広さや空中線電力の大きさによって変更することができる。
【００１１】
また、本発明の前記第一無線通信装置は、前記第二無線通信装置との間に形成された複数の無線通信経路の無線環境状態を取得する無線環境状態取得手段を備え、前記第一無線通信装置が前記第二無線通信装置宛に通信データを送信する場合に、取得した前記無線環境状態に基づいて、前記複数の無線通信経路のうち少なくとも１つを選択して送信することが好ましい（請求項２）。
【００１２】
また、前記無線環境状態は、希望波受信レベル、妨害波受信レベル、ノイズレベル、直達波レベル、及びマルチパス波レベルのうち少なくとも１つであり、前記第一無線通信装置は、前記無線環境状態に基づいて、前記複数の無線通信経路の通信速度を取得する通信速度取得手段を有し、取得した前記複数の無線通信経路の通信速度の所定時間内における平均値、最大値、最小値及び標準偏差のうち少なくとも１つに基づいて、前記複数の無線通信経路のうち少なくとも１つを選択して送信すると良い（請求項３）。
【００１３】
これらの発明によれば、複数存在する無線通信経路の無線環境状態を取得して、前記無線環境状態に基づいて、適切な無線通信経路を選択できるようになる。また、前記無線環境状態から得られる通信速度の平均値等に基づいて経路を選択することで、通信ネットワークを管理する者の意図に従ってきめ細かく経路選択をさせることが可能となる。
【００１４】
また、前記各無線通信経路の通信方式のうち少なくとも１つを直交周波数多重方式にすると良い（請求項４）。
【００１５】
直交周波数多重方式では、ある周波数帯を複数のサブキャリアに分割してデータの送受信を行うことができるため、例えば、ある周波数帯の無線環境状態が悪化した場合でも、その周波数帯の中でも無線環境状態が比較的良好な領域のサブキャリアを活用して通信を継続することが可能となる。
【００１６】
また、例えば、２つある無線通信経路のいずれにおいても直交周波数多重方式を採用し、双方の無線通信経路を同時に使用しており、そのうちの一方の無線通信経路において例えば３本のサブキャリアを使ってデータを送信していた場合、無線環境状態の悪化に応じて当該データ送信を他方の無線通信経路に振り替える際、当該他方の無線通信経路のサブキャリアのうち未使用の３本を割り当てるようにすることができる。
このようにすることで、他方の無線通信経路で行われていた既存のデータ送受信処理に一切影響を与えることなく、無線通信経路を振り替えることが可能となり大変有用である。
【００１７】
また、前記第一無線通信装置は、前記通信データの属性を取得する属性取得手段を有し、前記第一無線通信装置が前記第二無線通信装置宛に通信データを送信する場合に、取得した前記属性に基づいて、前記複数の無線通信経路のうち少なくとも１つを選択することも可能である（請求項５）。
【００１８】
この場合、前記第一無線通信装置は、属性毎に優先度を設定した優先度テーブルを有し、前記第一無線通信装置が前記第二無線通信装置宛に通信データを送信する場合に、取得した前記属性の優先度に応じて、前記複数の無線通信経路のうち少なくとも１つを選択して送信することが好ましい（請求項６）。
【００１９】
また、前記属性は、通信データの通信プロトコルの種類を示すプロトコル種別、通信データの種類を示すデータ種別、通信データの送信元装置の種類を示す送信元装置種別、通信データの送信先装置の種類を示す送信先装置種別、通信データが応答を要求するものであるか否かを示す応答要求有無、通信データを受信した受信手段を示す受信手段識別番号、通信データを送信する送信手段を示す送信手段識別番号、通信データの送信元ＩＰアドレス、通信データの送信元ポート番号、通信データの送信先ＩＰアドレス、及び通信データの送信先ポート番号のうち少なくとも１つとすることができる（請求項７）。
【００２０】
これらの発明によれば、データ種別や送信元装置種別といった通信データの属性に応じて複数存在する無線通信経路を使い分けることができる。この場合、属性に優先度を付与して、当該優先度に応じて経路を選択することもできる。また、前記無線通信状態等と優先度の双方に基づいて、各通信データの送信経路を選択することもでき、この場合、さらに適切な経路選択が可能となる。
【００２１】
また、本発明の無線通信装置は、前記無線通信システムに用いられる第一無線通信装置である（請求項８）。
【００２２】
また、本発明の路上ＩＰルータ装置は、前記第一無線通信装置を内蔵している（請求項９）。
【００２３】
また、本発明の交通信号制御機は、前記第一無線通信装置を内蔵している（請求項１０）。
【００２４】
また、本発明の車両感知器は、前記第一無線通信装置を内蔵している（請求項１１）。
【００２５】
これらの発明によれば、通信ネットワークの無線通信区間に前記第一無線通信装置を適用し、無線環境状態の良好な無線通信経路を選択して通信できるため、通信障害のリスクを低下させることができる。
また、路上ＩＰルータ装置や交通信号制御機に前記無線通信装置を内蔵することで、設置工事が容易化され、美観にも優れたものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明に係る無線通信システムを含む交通管制システムの全体構成の一例を示す図である。
【００２７】
交通管制センターに設置された中央装置８は、路上に設置された交通信号制御機３、光ビーコン４、及び車番読取装置５との間で、各装置の機器状態に関する情報や、各装置に対する制御方法に関する指示等に関する通信データを送受信している。
これらの通信データは、中央ルータ７、有線通信回線、端末ルータ６、第二無線通信装置２、及び第一無線通信装置１を介してやりとりされる。
【００２８】
この場合、第一無線通信装置１と第二無線通信装置２には、それぞれ無線通信用のアンテナ１Ａ〜１Ｃや２Ａ〜２Ｃが備えられており、各アンテナ間に無線通信経路Ａ、Ｂ及びＣが形成され、前記通信データが送受信される。
そして、これらの無線通信経路Ａ、Ｂ及びＣでは、それぞれ異なる周波数帯ｆａ、ｆｂ、及びｆｃを用いた通信方式が採用されている。
なお、前記無線通信経路Ａ〜Ｃには、無線通信を中継する中継局が設けられていても良い。
【００２９】
図２は、第一無線通信装置１の機能構成の一例を示すブロック図である。
端末通信手段１０１は、交通信号制御機３、光ビーコン４、及び車番読取装置５との間で通信データを送受信する。
この場合、受信した通信データについては、無線選択手段１３１の選択した無線通信手段Ａ〜Ｃのうち少なくとも１つによって第二無線通信装置２に送信される。
なお、上記送信に当たっては、通信データを２つに分割して、それぞれを無線通信手段Ａ及びＢが送信しても良い。
【００３０】
交通信号制御機３の送受信する情報としては、交通信号制御機３が所定の期間において動作した履歴を表す信号制御実行情報や、中央装置８が交通信号制御機３に対して送信する信号灯色の表示に関する指示である信号制御指令情報等がある。
また、光ビーコン４の送受信する情報としては、光ビーコン４が車両から受信した後中央装置８に対して送信する車両情報や、中央装置８が光ビーコン４を介して車両に提供するＶＩＣＳ情報（渋滞情報や旅行時間情報等）等がある。
また、車番読取装置５の送受信する情報としては、車番読取装置５の読み取った車番の情報等がある。
【００３１】
まず、無線選択手段１３１が無線通信手段を選択する手順について説明する。
無線環境状態取得手段１１１は、無線通信手段Ａ〜Ｃのそれぞれの希望波受信レベル、妨害波受信レベル、ノイズレベル、直達波レベル、及びマルチパス波レベルを常時監視している。そして、これらに基づいて、ノイズ特性であるＣ／Ｎ値、希望波と妨害波のレベルの比であるＤ／Ｕ値、及びキャリアセンスによるキャリアの有無を随時算出する。
そして、これらに基づいて、通信速度取得手段１２１は、リンクアダプテーション等により、無線通信経路Ａ〜Ｃが送信及び受信可能な通信速度を取得する。
また、得られた前記通信速度は、第二無線通信装置２に送信される。
なお、上記通信速度は、第二無線通信装置２等の他の装置が計測した値を別途通信によって取得する方法でも良い。
【００３２】
前記取得した通信速度については、路上の天候、交通状況や時間帯等に応じて変動するため、所定時間毎に所定の期間における、平均値、最大値、最小値、及び標準偏差をそれぞれ算出してメモリ等の記憶部（図示せず）に記憶しておき、これらの値に基づいて、各無線通信経路の品質等を判断する。
【００３３】
例えば、ある時間において、無線通信経路Ａの通信速度の平均値が１００ｋｂｐｓ、無線通信経路Ｂの通信速度の平均値が１０ｋｂｐｓ、及び無線通信経路Ｃの通信速度の平均値が１ｋｂｐｓであって、送信すべき通信データのサイズが１００キロビットある場合、各無線通信経路を使用した場合の通信所要時間は、Ａが１秒、Ｂが１０秒、Ｃが１００秒と算出される。
【００３４】
この場合、前記通信データの送信タイムアウト時間が５秒とすると、無線選択手段１３１はタイムアウト時間内に通信可能な無線通信手段Ａを選択し、無線通信経路Ａを通じて第二無線通信装置宛に前記通信データを送信する。
なお、この場合、通信に使用しない無線通信手段Ｂ及びＣの通信用モジュールをスリープモードやパワーセーブモードで動作させ、省電力化するようにしても良い。
【００３５】
また、例えば、送信すべき通信データのサイズが１１０キロビットでかつ送信タイムアウト時間が１秒の場合、無線選択手段１３１は、無線通信手段Ａに１００キロビット、無線通信手段Ｂに１０キロビットのデータをそれぞれ振り分けて送信させることで、タイムアウト時間内に通信データを送信することもできる。
【００３６】
以上のように、複数の無線通信経路について、それぞれの通信速度を取得し、送信すべき通信データのデータ量や送信条件等から、通信に使用する無線通信手段を選択して送信することが可能となる。
【００３７】
例えば、無線通信手段Ａが特定小電力の規格である４００ＭＨｚ帯を使用する特定小電力通信方式、無線通信手段Ｂが２．４ＧＨｚ帯を使用する無線ＬＡＮ方式、及び無線通信手段Ｃが５ＧＨｚ帯を使用する無線ＬＡＮ方式の場合、同じ場所で２．４ＧＨｚ帯のｂｌｕｅｔｏｏｔｈ方式による通信が行われていると、当該ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ方式による干渉の影響を受けて、無線通信手段Ｂの無線環境状態が悪化し、通信速度が低下もしくは通信不可能な状態となる。
この場合、２．４ＧＨｚ帯の無線通信経路を複数使用するマルチリンクでは、全ての無線通信経路が前記干渉の影響を受けるため、通信の継続が困難となるが、本発明では、無線通信手段Ｂ以外のＡやＣを用いて通信を継続することが可能であり、大変有用である。
すなわち、異なる周波数帯の無線通信経路を複数確保することで、通信障害のリスクを分散し、耐環境性に優れた無線通信を実現することが可能となる。
【００３８】
本発明は、第１の実施形態に示すような交通管制システムに適用した場合、とりわけ交通信号制御機の通信を行う場合には極めて効果的である。
都市部の幹線道路に沿って設置された複数の交通信号制御機は、中央装置によって集中的に制御されており、隣り合う交差点の信号機が系統的に連携して動作するようにリアルタイム制御されている。
そのため、妨害波の影響を受けて、特定の交通信号制御機と中央装置間の通信が途切れた場合には、当該交通信号制御機のみが制御の対象外となってしまうため、前記系統的な動作が行われず、都市部の幹線道路で重大な交通渋滞を招く恐れがある。
本発明によれば、複数の異なる周波数帯による無線通信経路を確保できるため、交通信号制御機の通信が途切れるリスクを低下させることができ、上記系統的な動作を確実なものとすることができる。
【００３９】
（第２の実施形態）
図３は、第１の実施形態とは異なる第一無線通信装置１の機能構成の一例を示すブロック図である。
第１の実施形態との違いは、属性取得手段１４１と、優先度テーブル１４２を備えている点である。
【００４０】
端末通信手段１０１、無線環境状態取得手段１１１、通信速度取得手段１２１、及び無線通信手段Ａ〜Ｃの動作については第１の実施形態と同じである。
第２の実施形態では、属性取得手段１４１が、端末通信手段１０１によって受信された通信データの属性を取得し、前記属性を基に優先度テーブル１４２から当該通信データの優先度を取得する。
【００４１】
前記属性は、通信データの通信プロトコルの種類を示すプロトコル種別、通信データの種類を示すデータ種別、通信データの送信元装置の種類を示す送信元装置種別、通信データの送信先装置の種類を示す送信先装置種別、通信データが応答を要求するものであるか否かを示す応答要求有無、通信データを受信した受信手段を示す受信手段識別番号、通信データを送信する送信手段を示す送信手段識別番号、通信データの送信元ＩＰアドレス、通信データの送信元ポート番号、通信データの送信先ＩＰアドレス、及び通信データの送信先ポート番号のうち少なくとも１つである。
【００４２】
ここでは、属性として、通信データの種類を示すデータ種別を取得する場合について説明する。
データ種別とは、例えば、当該通信データがエンドアプリケーションメッセージかそれ以外のデータかを指し、エンドアプリケーションメッセージの場合には、さらに信号制御実行情報や車両情報等といった当該メッセージの種類を指す。
なお、データ種別は、当該通信データが信号制御に関連するデータであるのか、ＶＩＣＳに関連するデータであるのか、といった情報のカテゴリを示す種類であっても良い。
【００４３】
通常、エンドアプリケーションメッセージのうちどの種類のデータであるかについては、当該通信データに格納されているメッセージＩＤによって識別可能である。
メッセージＩＤとは、複数のノード番号の組み合わせによって表現される通信データの種類を識別するための情報であり、データの種類毎に固有の前記ノード番号の組み合わせが割り当てられている。
メッセージＩＤは、通信データのうちメッセージＩＤが格納されたフィールドを参照する方法によって取得できる。なお、上記メッセージＩＤの詳細については、ＵＴＭＳ協会から発行されている規格書に記載されている。
【００４４】
例えば、第一無線通信装置１が交通信号制御機３から信号制御実行情報を受信した場合、属性取得手段１４１は、受信した通信データの属性として「信号制御実行情報」を取得した後、当該属性に応じた優先度を優先度テーブル１４２（図４参照）から取得する。この場合、取得される前記通信データの優先度は「高」となる。
【００４５】
一方、第１の実施形態と同様に、通信速度取得手段１２１は各無線通信経路の通信速度の平均値と最小値を取得する。
例えば、取得される無線通信経路Ａの平均値が１００ｋｂｐｓで最小値が０ｋｂｐｓ、無線通信経路Ｂの通信速度の平均値が１０ｋｂｐｓで最小値が８ｋｂｐｓ、及び無線通信経路Ｃの通信速度の平均値が１ｋｂｐｓで最小値が０ｋｂｐｓであったとする。
【００４６】
この場合、無線選択手段１３１は以下のように判断する。無線通信経路Ａは通信速度の平均値は高いが、通信不可能となる場合（最小値０）があり、一方、無線通信経路Ｂの通信速度の平均値はＡに比べて低いが、通信不可能となる場合がなく、無線通信経路Ｃは、いずれの点でもＡやＢに劣る。
すなわち、無線選択手段１３１は、無線通信経路として、Ｂ、Ａ、Ｃの順位を割り当てる。
【００４７】
上記の場合、無線選択手段１３１は優先度「高」の通信データであるため、最も順位の高い無線通信経路Ｂを選択して確実に送信すべきであると判断し、無線通信手段Ｂを選択して前記信号制御実行情報を送信する。
【００４８】
また、例えば、前記通信速度が同じ条件で、優先度「標準」の車両情報を受信した場合には、順位が２番の無線通信手段Ａを選択し、優先度「低」の圧縮画像情報を受信した場合には、順位が３番の無線通信手段Ｃを選択し、優先度の高い他の通信データが無線通信手段ＡやＢを使用できるようにする。
【００４９】
以上のように、第２の実施形態に示す第一無線通信装置１は、無線の通信速度と通信データの優先度の双方に基づいて、適切な無線通信経路を選択して送信することができ、さらに有用である。
このようにすることで、優先的かつ確実に送受信されるべき通信データをピックアップして、当該通信データが相手装置に到達する確率を高めることが可能となる。
【００５０】
なお、前記順位の決定に当たっては、例えば、各無線通信経路の通信品質の安定性を重視して、通信速度の標準偏差や最大値と最小値の差に基づいて前記順位を決定する方法でも良いし、ワーストケースにおける情報到達の確実性を重視して、通信速度の最小値のみに基づいて前記順位を決定する方法でも良い。また、平均値や標準偏差等に所定の重みを付与して合算した値を指標として用いて、当該指標値に基づいて前記順位を決定する方法でも良く、設置される地点等に応じて、前記重みを変更するようにしても良い。
【００５１】
本発明を第１の実施形態に示すような交通管制システムに適用した場合、とりわけ交通信号制御機と、光ビーコンや車番読取装置等の交通信号制御機以外の装置が同一の無線装置を使って通信する場合には極めて効果的である。
無線通信の品質が十分とは言えない無線通信環境で通信データをやりとりする場合であっても、交通信号制御機に関する通信データを他の装置のデータよりも優先的に送受信することができるようになるためである。
すなわち、本発明によれば、交通信号制御機の通信データが欠落するリスクを低下させることができ、前述のような系統的な動作を確実なものとすることができる。
【００５２】
なお、第２の実施形態では、通信データの属性としてデータ種別を採用した例を示したが、例えば、送信元の装置種別が交通信号制御機かそれ以外の装置かという属性に応じて、同様の方法で無線通信経路の選択を行っても良い。また、通信プロトコルの種類に応じて、例えばＤａｔｅｘ−ＡＳＮの通信データを他のプロトコル（例えば、ＴｅｌｎｅｔやＨＴＴＰ等）よりも優先しても良いし、送信相手先装置からの応答を要する通信データを優先するようにしても良い。
【００５３】
また、これらの属性を複数組み合わせて優先度を対応付けるように優先度テーブルを定義しても良い。
例えば、通信プロトコルがＤａｔｅｘ−ＡＳＮでかつ送信先の装置種別が交通信号制御機であれば、最も優先度を高くし、逆に、通信プロトコルがＤａｔｅｘ−ＡＳＮ以外でかつ送信先の装置種別が交通信号制御機以外であれば、優先度を最も低く設定するようにしても良い。
【００５４】
また、第２の実施形態では、無線の通信速度と通信データの優先度の双方に基づいて、適切な無線通信経路を選択する方法を示したが、通信速度に関係なく無線通信手段に予め１〜３の順番を与えておき、優先度の高い通信データは１番の無線通信手段を使って通信させ、優先度の低い通信データは３番の無線通信手段を使って通信させるという方法を用いても良い。
無線通信手段の通信速度や品質の変動が少ない場合には、上記のような方法であっても同様の効果が得られる。また、交通量の多い時間帯と少ない時間帯で無線通信の品質に差があるような場合であれば、時間帯に応じて前記順番を入れ替えるようにしても良い。
【００５５】
なお、優先度テーブル１４２や前記順番等については、第一無線通信装置１の保持するＲＯＭ等の記憶部（図示せず）に記憶させておくが、これらは外部から書換え可能としておくと大変便利である。
例えば、第一無線通信装置１に接続される端末装置の種類や無線通信の環境が変動した場合や、第一無線通信装置１を他の地点に移設した場合等には、それに応じて優先度等を書き換えて使用することができるようになる。
また、これらの値は第一無線通信装置１の設置地点に出向しなくても、交通管制センターから遠隔で書き換えられるようになっていれば、なお一層便利である。
【００５６】
また、第一無線通信装置１が、優先度「高」の信号制御実行情報と、優先度「低」の圧縮画像情報を同時に受信した場合に、通信可能な無線通信経路が１つしかない上に通信速度が小さいといった事情がある場合には、信号制御実行情報を優先して送信すると共に、圧縮画像情報は破棄するようにしても良い。
すなわち、明らかにタイムアウト時間等の所定の条件を満足するように送信することが不可能な優先度の低い通信データについては破棄するようにして、他の優先度の高い通信データが確実に相手装置に到達するようにすることができる。
なお、この場合、通信データを破棄した旨を、送信元装置や送信先装置に通知するようにしても良い。そうすることで、前記破棄した旨を受信した送信元装置は、当該通信データを所定期間後に再送するといったことができるようになり有用である。
【００５７】
また、第１及び第２の実施形態に示した第一無線通信装置１を交通信号制御機３、光ビーコン４等の車両感知器や端末ルータ（ＩＰルータ）等に内蔵するとさらに有用である。
路上に設置する装置が複数ある場合、これらの装置を１つの筐体にまとめて搭載することで、設置工事が容易化され低価格化できるとともに、美観にも優れたものとなる。
【００５８】
なお、１つの無線通信手段に、複数の異なる通信方式に対応したソフトウェアをダウンロードして切り替えて動作させるソフトウェア無線技術も存在するが、この場合、当該複数の通信方式を、互いに異なる周波数帯を用いる方式としておけば、妨害波による干渉を回避することができる。
ただし、前記ソフトウェア無線技術では、通信方式の切替えに当たって、妨害を受けていることを検出するための所要時間、及びソフトウェアをダウンロードするオーバヘッド時間を要するため、通信効率が低下するという問題があると共に、同時に複数の異なる周波数帯を使って通信することができない。
本発明では、異なる複数の周波数帯の無線環境状態を常時監視して、前記状態等に応じて無駄なく適切な通信経路を選択することができる点、及び同時に複数の周波数帯を使って通信できる点において有利である。
【００５９】
また、実施形態に示した無線通信経路Ａ〜Ｃが互いに近い周波数帯となっている場合であっても、異なる周波数帯として本発明を適用することができる。前記各無線通信経路Ａ〜Ｃの無線環境状態が悪化する時間帯、割合やその特徴が所定以上異なるのであれば、その都度、適切な無線通信経路を選択してデータを送受信することが可能だからである。
例えば、無線通信経路Ａが１．２ＧＨｚ帯、Ｂが２．４ＧＨｚ帯、Ｃが２．５ＧＨｚ帯といったように非常に近接する周波数帯であり、Ａは比較的時間帯に関係なく安定した通信が可能であるが、Ｂは昼間の時間帯に、Ｃは夜間に無線環境状態が悪化するといった場合には、本発明により無線通信経路を切り替えて使用することで、耐環境性に優れた無線通信を実現することが可能となる。
【００６０】
また、各無線通信経路の占有帯域幅の広さや空中線電力の大きさが異なる場合には、これらの特徴に基づいて無線通信経路を切り替えて使用することもできる。例えば、Ａの占有帯域幅が２０ＭＨｚで空中線電力が１０ｍＷで、Ｂの占有帯域幅が５ＭＨｚで空中線電力が１００ｍＷの場合、両者の周波数利用効率が同等であるとすると、Ａは高速伝送性、Ｂは回線マージンによる高信頼性という異なる性質を有するため、ＡとＢの無線環境状態の変化には差異が生じる。よって各無線通信経路の性質に応じて無線通信経路を切り替えて使用することで、耐環境性に優れた無線通信を実現することが可能となる。
【００６１】
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説明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およ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。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明に係る無線通信システムを含む交通管制システムの全体構成の一例を示す図である。
【図２】第一無線通信装置１の機能ブロック構成の一例を示す図である。
【図３】第一無線通信装置１の機能ブロック構成の一例を示す図である。
【図４】優先度テーブルの一例を示す図である。
【符号の説明】
【００６３】
１ 第一無線通信装置
２ 第二無線通信装置
１Ａ〜１Ｃ、２Ａ〜２Ｃ 無線通信用アンテナ
３ 交通信号制御機
４ 光ビーコン
５ 車番読取装置
６ 端末ルータ
７ 中央ルータ
８ 中央装置
１０１ 端末通信手段
１１１ 無線環境状態取得手段
１２１ 通信速度取得手段
１３１ 無線選択手段
１４１ 属性取得手段
１４２ 優先度テーブル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路上に設置された複数の装置間において通信を行うための無線通信システム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
交通管制システムでは、設置工事の低価格化やメンテナンスの容易化を目的として、無線通信によってネットワークを構築することが検討されており、交通管制システム用端末装置間の通信に無線通信装置を適用する例が増えている。
【０００３】
無線通信の技術として、例えば、特許文献１には、マルチリンク方法により、複数の無線回線（無線通信経路）を使って無線通信を行う技術が紹介されている。
マルチリンク方法とは、２つの装置間で無線による通信を行う場合に、同じ通信方式を採用する複数の無線回線を使用し、通信データを各無線回線に分割して同時に送信することで、通信を高速化する方法である。
【０００４】
また、近年の交通管制システムでは、いわゆるＯＳＩ参照モデルのネットワーク層（第３層）にインターネットプロトコル（以下、ＩＰという。）を用いたネットワークシステムが普及してきており、第３層にＩＰ、第５〜７層にＤａｔｅｘ−ＡＳＮを採用したＵＤ伝送方式が規格化されている。
なお、ＵＤ形伝送方式の通信フォーマットや手順の詳細等は、社団法人新交通管理システム協会（以下、ＵＴＭＳ協会）から発行されている規格書に記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１７４７７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記マルチリンク方法では、使用する複数の無線回線は同一の周波数帯を使用し、同じ通信方式を採用している。このため、妨害波による干渉を受けた場合、全ての無線回線が同時に使用できなくなる可能性が高い。
また、仮に、前記複数の無線回線がそれぞれ異なる通信方式（通信手順）を採用している場合であっても、周波数帯が同一であれば、同じように妨害波によって全ての無線回線が同時に使用できなくなる。
【０００７】
そこで、本発明は、妨害波による通信障害のリスクを小さくする無線通信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の無線通信システムは、道路上に設置された第一無線通信装置及び第二無線通信装置を含み、前記第一無線通信装置及び第二無線通信装置の間には、第一無線通信経路及び第二無線通信経路を含む少なくとも２つの無線通信経路が存在し、前記第一無線通信経路及び第二無線通信経路に採用される通信方式は、互いに異なる周波数帯を用いる（請求項１）。
【０００９】
この発明によれば、妨害波等の干渉によって、１つの無線通信経路が通信不可能な状態に陥った場合であっても、周波数帯の異なる他の無線通信経路を利用して通信を継続することができる。
なお、２つの装置間で無線通信をする場合に、前記２つの装置のそれぞれが対応する無線通信用のメディアを有しており、当該メディア１対の間に形成される無線による通信を無線通信経路とする。すなわち、前記２つの装置間に３つの無線通信経路がある場合、前記２つの装置は、それぞれ３つの対応する無線通信用のメディアを有する。
この場合、前記各メディアがアンテナ部分を共用するように構成されていても良い。すなわち異なる無線通信経路の電波を同一のアンテナで受け、当該アンテナから各メディアが各無線通信経路用の電波をそれぞれ取り出すようにしても良い。
【００１０】
また、ここにいう「互いに異なる周波数帯」とは、無線による通信状態が異なる程度に周波数帯が離隔していることを意味し、原則として、無線信号の波長を基準にして周波数帯を区別する。すなわち、超長波帯（周波数３〜３０ｋＨｚ、波長１０〜１００ｋｍ）、長波帯（周波数３０〜３００ｋＨｚ、波長１〜１０ｋｍ）、中波帯（周波数３００ｋＨｚ〜３ＭＨｚ、波長１００ｍ〜１ｋｍ）、短波帯（周波数３〜３０ＭＨｚ、波長１０〜１００ｍ）、超短波帯（周波数３０〜３００ＭＨｚ、波長１〜１０ｍ）、極超短波帯（周波数３０００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ、波長１０ｃｍ〜１ｍ）、マイクロ波帯（周波数３〜３０ＧＨｚ、波長１〜１０ｃｍ）、ミリ波帯（周波数３０〜３００ＧＨｚ、波長１ｍｍ〜１ｃｍ）、サブミリ波帯（周波数３００ＧＨｚ〜３ＴＨｚ、波長０．１〜１ｍｍ）などというように分類することができる。なお、無線装置間の距離が長い場合には、無線信号の減衰が大きいため波長の違いが小さくても無線による通信状態が大きく異なる場合がある。無線信号の最も基本的な自由空間における伝搬損失は、波長の２乗に比例して増えるためである。よって、適用されるシステムの構成やアプリケーションに応じて、上記分類をさらに細かく規定することもできる。例えば、上記極超短波帯のうち周波数の高い領域を準マイクロ波帯（周波数１〜３ＧＨｚ）と分類することやマイクロ波帯うち周波数の高い領域を準ミリ波帯（周波数１０〜３０ＧＨｚ）と分類することもできる。
なお、前記分類の細かさや程度は、通信方式の占有帯域幅の広さや空中線電力の大きさによって変更することができる。
【００１１】
また、本発明の前記第一無線通信装置は、前記第二無線通信装置との間に形成された複数の無線通信経路の無線環境状態を取得する無線環境状態取得手段を備え、前記第一無線通信装置が前記第二無線通信装置宛に通信データを送信する場合に、取得した前記無線環境状態に基づいて、前記複数の無線通信経路のうち少なくとも１つを選択して送信することが好ましい（請求項２）。
【００１２】
また、前記無線環境状態は、希望波受信レベル、妨害波受信レベル、ノイズレベル、直達波レベル、及びマルチパス波レベルのうち少なくとも１つであり、前記第一無線通信装置は、前記無線環境状態に基づいて、前記複数の無線通信経路の通信速度を取得する通信速度取得手段を有し、取得した前記複数の無線通信経路の通信速度の所定時間内における平均値、最大値、最小値及び標準偏差のうち少なくとも１つに基づいて、前記複数の無線通信経路のうち少なくとも１つを選択して送信すると良い（請求項３）。
【００１３】
これらの発明によれば、複数存在する無線通信経路の無線環境状態を取得して、前記無線環境状態に基づいて、適切な無線通信経路を選択できるようになる。また、前記無線環境状態から得られる通信速度の平均値等に基づいて経路を選択することで、通信ネットワークを管理する者の意図に従ってきめ細かく経路選択をさせることが可能となる。
【００１４】
また、前記各無線通信経路の通信方式のうち少なくとも１つを直交周波数多重方式にすると良い（請求項４）。
【００１５】
直交周波数多重方式では、ある周波数帯を複数のサブキャリアに分割してデータの送受信を行うことができるため、例えば、ある周波数帯の無線環境状態が悪化した場合でも、その周波数帯の中でも無線環境状態が比較的良好な領域のサブキャリアを活用して通信を継続することが可能となる。
【００１６】
また、例えば、２つある無線通信経路のいずれにおいても直交周波数多重方式を採用し、双方の無線通信経路を同時に使用しており、そのうちの一方の無線通信経路において例えば３本のサブキャリアを使ってデータを送信していた場合、無線環境状態の悪化に応じて当該データ送信を他方の無線通信経路に振り替える際、当該他方の無線通信経路のサブキャリアのうち未使用の３本を割り当てるようにすることができる。
このようにすることで、他方の無線通信経路で行われていた既存のデータ送受信処理に一切影響を与えることなく、無線通信経路を振り替えることが可能となり大変有用である。
【００１７】
また、前記第一無線通信装置は、前記通信データの属性を取得する属性取得手段を有し、前記第一無線通信装置が前記第二無線通信装置宛に通信データを送信する場合に、取得した前記属性に基づいて、前記複数の無線通信経路のうち少なくとも１つを選択することも可能である（請求項５）。
【００１８】
この場合、前記第一無線通信装置は、属性毎に優先度を設定した優先度テーブルを有し、前記第一無線通信装置が前記第二無線通信装置宛に通信データを送信する場合に、取得した前記属性の優先度に応じて、前記複数の無線通信経路のうち少なくとも１つを選択して送信することが好ましい（請求項６）。
【００１９】
また、前記属性は、通信データの通信プロトコルの種類を示すプロトコル種別、通信データの種類を示すデータ種別、通信データの送信元装置の種類を示す送信元装置種別、通信データの送信先装置の種類を示す送信先装置種別、通信データが応答を要求するものであるか否かを示す応答要求有無、通信データを受信した受信手段を示す受信手段識別番号、通信データを送信する送信手段を示す送信手段識別番号、通信データの送信元ＩＰアドレス、通信データの送信元ポート番号、通信データの送信先ＩＰアドレス、及び通信データの送信先ポート番号のうち少なくとも１つとすることができる（請求項７）。
【００２０】
これらの発明によれば、データ種別や送信元装置種別といった通信データの属性に応じて複数存在する無線通信経路を使い分けることができる。この場合、属性に優先度を付与して、当該優先度に応じて経路を選択することもできる。また、前記無線通信状態等と優先度の双方に基づいて、各通信データの送信経路を選択することもでき、この場合、さらに適切な経路選択が可能となる。
【００２１】
また、本発明の無線通信装置は、前記無線通信システムに用いられる第一無線通信装置である（請求項８）。
【００２２】
また、本発明の路上ＩＰルータ装置は、前記第一無線通信装置を内蔵している（請求項９）。
【００２３】
また、本発明の交通信号制御機は、前記第一無線通信装置を内蔵している（請求項１０）。
【００２４】
また、本発明の車両感知器は、前記第一無線通信装置を内蔵している（請求項１１）。
【００２５】
これらの発明によれば、通信ネットワークの無線通信区間に前記第一無線通信装置を適用し、無線環境状態の良好な無線通信経路を選択して通信できるため、通信障害のリスクを低下させることができる。
また、路上ＩＰルータ装置や交通信号制御機に前記無線通信装置を内蔵することで、設置工事が容易化され、美観にも優れたものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明に係る無線通信システムを含む交通管制システムの全体構成の一例を示す図である。
【００２７】
交通管制センターに設置された中央装置８は、路上に設置された交通信号制御機３、光ビーコン４、及び車番読取装置５との間で、各装置の機器状態に関する情報や、各装置に対する制御方法に関する指示等に関する通信データを送受信している。
これらの通信データは、中央ルータ７、有線通信回線、端末ルータ６、第二無線通信装置２、及び第一無線通信装置１を介してやりとりされる。
【００２８】
この場合、第一無線通信装置１と第二無線通信装置２には、それぞれ無線通信用のアンテナ１Ａ〜１Ｃや２Ａ〜２Ｃが備えられており、各アンテナ間に無線通信経路Ａ、Ｂ及びＣが形成され、前記通信データが送受信される。
そして、これらの無線通信経路Ａ、Ｂ及びＣでは、それぞれ異なる周波数帯ｆａ、ｆｂ、及びｆｃを用いた通信方式が採用されている。
なお、前記無線通信経路Ａ〜Ｃには、無線通信を中継する中継局が設けられていても良い。
【００２９】
図２は、第一無線通信装置１の機能構成の一例を示すブロック図である。
端末通信手段１０１は、交通信号制御機３、光ビーコン４、及び車番読取装置５との間で通信データを送受信する。
この場合、受信した通信データについては、無線選択手段１３１の選択した無線通信手段Ａ〜Ｃのうち少なくとも１つによって第二無線通信装置２に送信される。
なお、上記送信に当たっては、通信データを２つに分割して、それぞれを無線通信手段Ａ及びＢが送信しても良い。
【００３０】
交通信号制御機３の送受信する情報としては、交通信号制御機３が所定の期間において動作した履歴を表す信号制御実行情報や、中央装置８が交通信号制御機３に対して送信する信号灯色の表示に関する指示である信号制御指令情報等がある。
また、光ビーコン４の送受信する情報としては、光ビーコン４が車両から受信した後中央装置８に対して送信する車両情報や、中央装置８が光ビーコン４を介して車両に提供するＶＩＣＳ情報（渋滞情報や旅行時間情報等）等がある。
また、車番読取装置５の送受信する情報としては、車番読取装置５の読み取った車番の情報等がある。
【００３１】
まず、無線選択手段１３１が無線通信手段を選択する手順について説明する。
無線環境状態取得手段１１１は、無線通信手段Ａ〜Ｃのそれぞれの希望波受信レベル、妨害波受信レベル、ノイズレベル、直達波レベル、及びマルチパス波レベルを常時監視している。そして、これらに基づいて、ノイズ特性であるＣ／Ｎ値、希望波と妨害波のレベルの比であるＤ／Ｕ値、及びキャリアセンスによるキャリアの有無を随時算出する。
そして、これらに基づいて、通信速度取得手段１２１は、リンクアダプテーション等により、無線通信経路Ａ〜Ｃが送信及び受信可能な通信速度を取得する。
また、得られた前記通信速度は、第二無線通信装置２に送信される。
なお、上記通信速度は、第二無線通信装置２等の他の装置が計測した値を別途通信によって取得する方法でも良い。
【００３２】
前記取得した通信速度については、路上の天候、交通状況や時間帯等に応じて変動するため、所定時間毎に所定の期間における、平均値、最大値、最小値、及び標準偏差をそれぞれ算出してメモリ等の記憶部（図示せず）に記憶しておき、これらの値に基づいて、各無線通信経路の品質等を判断する。
【００３３】
例えば、ある時間において、無線通信経路Ａの通信速度の平均値が１００ｋｂｐｓ、無線通信経路Ｂの通信速度の平均値が１０ｋｂｐｓ、及び無線通信経路Ｃの通信速度の平均値が１ｋｂｐｓであって、送信すべき通信データのサイズが１００キロビットある場合、各無線通信経路を使用した場合の通信所要時間は、Ａが１秒、Ｂが１０秒、Ｃが１００秒と算出される。
【００３４】
この場合、前記通信データの送信タイムアウト時間が５秒とすると、無線選択手段１３１はタイムアウト時間内に通信可能な無線通信手段Ａを選択し、無線通信経路Ａを通じて第二無線通信装置宛に前記通信データを送信する。
なお、この場合、通信に使用しない無線通信手段Ｂ及びＣの通信用モジュールをスリープモードやパワーセーブモードで動作させ、省電力化するようにしても良い。
【００３５】
また、例えば、送信すべき通信データのサイズが１１０キロビットでかつ送信タイムアウト時間が１秒の場合、無線選択手段１３１は、無線通信手段Ａに１００キロビット、無線通信手段Ｂに１０キロビットのデータをそれぞれ振り分けて送信させることで、タイムアウト時間内に通信データを送信することもできる。
【００３６】
以上のように、複数の無線通信経路について、それぞれの通信速度を取得し、送信すべき通信データのデータ量や送信条件等から、通信に使用する無線通信手段を選択して送信することが可能となる。
【００３７】
例えば、無線通信手段Ａが特定小電力の規格である４００ＭＨｚ帯を使用する特定小電力通信方式、無線通信手段Ｂが２．４ＧＨｚ帯を使用する無線ＬＡＮ方式、及び無線通信手段Ｃが５ＧＨｚ帯を使用する無線ＬＡＮ方式の場合、同じ場所で２．４ＧＨｚ帯のｂｌｕｅｔｏｏｔｈ方式による通信が行われていると、当該ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ方式による干渉の影響を受けて、無線通信手段Ｂの無線環境状態が悪化し、通信速度が低下もしくは通信不可能な状態となる。
この場合、２．４ＧＨｚ帯の無線通信経路を複数使用するマルチリンクでは、全ての無線通信経路が前記干渉の影響を受けるため、通信の継続が困難となるが、本発明では、無線通信手段Ｂ以外のＡやＣを用いて通信を継続することが可能であり、大変有用である。
すなわち、異なる周波数帯の無線通信経路を複数確保することで、通信障害のリスクを分散し、耐環境性に優れた無線通信を実現することが可能となる。
【００３８】
本発明は、第１の実施形態に示すような交通管制システムに適用した場合、とりわけ交通信号制御機の通信を行う場合には極めて効果的である。
都市部の幹線道路に沿って設置された複数の交通信号制御機は、中央装置によって集中的に制御されており、隣り合う交差点の信号機が系統的に連携して動作するようにリアルタイム制御されている。
そのため、妨害波の影響を受けて、特定の交通信号制御機と中央装置間の通信が途切れた場合には、当該交通信号制御機のみが制御の対象外となってしまうため、前記系統的な動作が行われず、都市部の幹線道路で重大な交通渋滞を招く恐れがある。
本発明によれば、複数の異なる周波数帯による無線通信経路を確保できるため、交通信号制御機の通信が途切れるリスクを低下させることができ、上記系統的な動作を確実なものとすることができる。
【００３９】
（第２の実施形態）
図３は、第１の実施形態とは異なる第一無線通信装置１の機能構成の一例を示すブロック図である。
第１の実施形態との違いは、属性取得手段１４１と、優先度テーブル１４２を備えている点である。
【００４０】
端末通信手段１０１、無線環境状態取得手段１１１、通信速度取得手段１２１、及び無線通信手段Ａ〜Ｃの動作については第１の実施形態と同じである。
第２の実施形態では、属性取得手段１４１が、端末通信手段１０１によって受信された通信データの属性を取得し、前記属性を基に優先度テーブル１４２から当該通信データの優先度を取得する。
【００４１】
前記属性は、通信データの通信プロトコルの種類を示すプロトコル種別、通信データの種類を示すデータ種別、通信データの送信元装置の種類を示す送信元装置種別、通信データの送信先装置の種類を示す送信先装置種別、通信データが応答を要求するものであるか否かを示す応答要求有無、通信データを受信した受信手段を示す受信手段識別番号、通信データを送信する送信手段を示す送信手段識別番号、通信データの送信元ＩＰアドレス、通信データの送信元ポート番号、通信データの送信先ＩＰアドレス、及び通信データの送信先ポート番号のうち少なくとも１つである。
【００４２】
ここでは、属性として、通信データの種類を示すデータ種別を取得する場合について説明する。
データ種別とは、例えば、当該通信データがエンドアプリケーションメッセージかそれ以外のデータかを指し、エンドアプリケーションメッセージの場合には、さらに信号制御実行情報や車両情報等といった当該メッセージの種類を指す。
なお、データ種別は、当該通信データが信号制御に関連するデータであるのか、ＶＩＣＳに関連するデータであるのか、といった情報のカテゴリを示す種類であっても良い。
【００４３】
通常、エンドアプリケーションメッセージのうちどの種類のデータであるかについては、当該通信データに格納されているメッセージＩＤによって識別可能である。
メッセージＩＤとは、複数のノード番号の組み合わせによって表現される通信データの種類を識別するための情報であり、データの種類毎に固有の前記ノード番号の組み合わせが割り当てられている。
メッセージＩＤは、通信データのうちメッセージＩＤが格納されたフィールドを参照する方法によって取得できる。なお、上記メッセージＩＤの詳細については、ＵＴＭＳ協会から発行されている規格書に記載されている。
【００４４】
例えば、第一無線通信装置１が交通信号制御機３から信号制御実行情報を受信した場合、属性取得手段１４１は、受信した通信データの属性として「信号制御実行情報」を取得した後、当該属性に応じた優先度を優先度テーブル１４２（図４参照）から取得する。この場合、取得される前記通信データの優先度は「高」となる。
【００４５】
一方、第１の実施形態と同様に、通信速度取得手段１２１は各無線通信経路の通信速度の平均値と最小値を取得する。
例えば、取得される無線通信経路Ａの平均値が１００ｋｂｐｓで最小値が０ｋｂｐｓ、無線通信経路Ｂの通信速度の平均値が１０ｋｂｐｓで最小値が８ｋｂｐｓ、及び無線通信経路Ｃの通信速度の平均値が１ｋｂｐｓで最小値が０ｋｂｐｓであったとする。
【００４６】
この場合、無線選択手段１３１は以下のように判断する。無線通信経路Ａは通信速度の平均値は高いが、通信不可能となる場合（最小値０）があり、一方、無線通信経路Ｂの通信速度の平均値はＡに比べて低いが、通信不可能となる場合がなく、無線通信経路Ｃは、いずれの点でもＡやＢに劣る。
すなわち、無線選択手段１３１は、無線通信経路として、Ｂ、Ａ、Ｃの順位を割り当てる。
【００４７】
上記の場合、無線選択手段１３１は優先度「高」の通信データであるため、最も順位の高い無線通信経路Ｂを選択して確実に送信すべきであると判断し、無線通信手段Ｂを選択して前記信号制御実行情報を送信する。
【００４８】
また、例えば、前記通信速度が同じ条件で、優先度「標準」の車両情報を受信した場合には、順位が２番の無線通信手段Ａを選択し、優先度「低」の圧縮画像情報を受信した場合には、順位が３番の無線通信手段Ｃを選択し、優先度の高い他の通信データが無線通信手段ＡやＢを使用できるようにする。
【００４９】
以上のように、第２の実施形態に示す第一無線通信装置１は、無線の通信速度と通信データの優先度の双方に基づいて、適切な無線通信経路を選択して送信することができ、さらに有用である。
このようにすることで、優先的かつ確実に送受信されるべき通信データをピックアップして、当該通信データが相手装置に到達する確率を高めることが可能となる。
【００５０】
なお、前記順位の決定に当たっては、例えば、各無線通信経路の通信品質の安定性を重視して、通信速度の標準偏差や最大値と最小値の差に基づいて前記順位を決定する方法でも良いし、ワーストケースにおける情報到達の確実性を重視して、通信速度の最小値のみに基づいて前記順位を決定する方法でも良い。また、平均値や標準偏差等に所定の重みを付与して合算した値を指標として用いて、当該指標値に基づいて前記順位を決定する方法でも良く、設置される地点等に応じて、前記重みを変更するようにしても良い。
【００５１】
本発明を第１の実施形態に示すような交通管制システムに適用した場合、とりわけ交通信号制御機と、光ビーコンや車番読取装置等の交通信号制御機以外の装置が同一の無線装置を使って通信する場合には極めて効果的である。
無線通信の品質が十分とは言えない無線通信環境で通信データをやりとりする場合であっても、交通信号制御機に関する通信データを他の装置のデータよりも優先的に送受信することができるようになるためである。
すなわち、本発明によれば、交通信号制御機の通信データが欠落するリスクを低下させることができ、前述のような系統的な動作を確実なものとすることができる。
【００５２】
なお、第２の実施形態では、通信データの属性としてデータ種別を採用した例を示したが、例えば、送信元の装置種別が交通信号制御機かそれ以外の装置かという属性に応じて、同様の方法で無線通信経路の選択を行っても良い。また、通信プロトコルの種類に応じて、例えばＤａｔｅｘ−ＡＳＮの通信データを他のプロトコル（例えば、ＴｅｌｎｅｔやＨＴＴＰ等）よりも優先しても良いし、送信相手先装置からの応答を要する通信データを優先するようにしても良い。
【００５３】
また、これらの属性を複数組み合わせて優先度を対応付けるように優先度テーブルを定義しても良い。
例えば、通信プロトコルがＤａｔｅｘ−ＡＳＮでかつ送信先の装置種別が交通信号制御機であれば、最も優先度を高くし、逆に、通信プロトコルがＤａｔｅｘ−ＡＳＮ以外でかつ送信先の装置種別が交通信号制御機以外であれば、優先度を最も低く設定するようにしても良い。
【００５４】
また、第２の実施形態では、無線の通信速度と通信データの優先度の双方に基づいて、適切な無線通信経路を選択する方法を示したが、通信速度に関係なく無線通信手段に予め１〜３の順番を与えておき、優先度の高い通信データは１番の無線通信手段を使って通信させ、優先度の低い通信データは３番の無線通信手段を使って通信させるという方法を用いても良い。
無線通信手段の通信速度や品質の変動が少ない場合には、上記のような方法であっても同様の効果が得られる。また、交通量の多い時間帯と少ない時間帯で無線通信の品質に差があるような場合であれば、時間帯に応じて前記順番を入れ替えるようにしても良い。
【００５５】
なお、優先度テーブル１４２や前記順番等については、第一無線通信装置１の保持するＲＯＭ等の記憶部（図示せず）に記憶させておくが、これらは外部から書換え可能としておくと大変便利である。
例えば、第一無線通信装置１に接続される端末装置の種類や無線通信の環境が変動した場合や、第一無線通信装置１を他の地点に移設した場合等には、それに応じて優先度等を書き換えて使用することができるようになる。
また、これらの値は第一無線通信装置１の設置地点に出向しなくても、交通管制センターから遠隔で書き換えられるようになっていれば、なお一層便利である。
【００５６】
また、第一無線通信装置１が、優先度「高」の信号制御実行情報と、優先度「低」の圧縮画像情報を同時に受信した場合に、通信可能な無線通信経路が１つしかない上に通信速度が小さいといった事情がある場合には、信号制御実行情報を優先して送信すると共に、圧縮画像情報は破棄するようにしても良い。
すなわち、明らかにタイムアウト時間等の所定の条件を満足するように送信することが不可能な優先度の低い通信データについては破棄するようにして、他の優先度の高い通信データが確実に相手装置に到達するようにすることができる。
なお、この場合、通信データを破棄した旨を、送信元装置や送信先装置に通知するようにしても良い。そうすることで、前記破棄した旨を受信した送信元装置は、当該通信データを所定期間後に再送するといったことができるようになり有用である。
【００５７】
また、第１及び第２の実施形態に示した第一無線通信装置１を交通信号制御機３、光ビーコン４等の車両感知器や端末ルータ（ＩＰルータ）等に内蔵するとさらに有用である。
路上に設置する装置が複数ある場合、これらの装置を１つの筐体にまとめて搭載することで、設置工事が容易化され低価格化できるとともに、美観にも優れたものとなる。
【００５８】
なお、１つの無線通信手段に、複数の異なる通信方式に対応したソフトウェアをダウンロードして切り替えて動作させるソフトウェア無線技術も存在するが、この場合、当該複数の通信方式を、互いに異なる周波数帯を用いる方式としておけば、妨害波による干渉を回避することができる。
ただし、前記ソフトウェア無線技術では、通信方式の切替えに当たって、妨害を受けていることを検出するための所要時間、及びソフトウェアをダウンロードするオーバヘッド時間を要するため、通信効率が低下するという問題があると共に、同時に複数の異なる周波数帯を使って通信することができない。
本発明では、異なる複数の周波数帯の無線環境状態を常時監視して、前記状態等に応じて無駄なく適切な通信経路を選択することができる点、及び同時に複数の周波数帯を使って通信できる点において有利である。
【００５９】
また、実施形態に示した無線通信経路Ａ〜Ｃが互いに近い周波数帯となっている場合であっても、異なる周波数帯として本発明を適用することができる。前記各無線通信経路Ａ〜Ｃの無線環境状態が悪化する時間帯、割合やその特徴が所定以上異なるのであれば、その都度、適切な無線通信経路を選択してデータを送受信することが可能だからである。
例えば、無線通信経路Ａが１．２ＧＨｚ帯、Ｂが２．４ＧＨｚ帯、Ｃが２．５ＧＨｚ帯といったように非常に近接する周波数帯であり、Ａは比較的時間帯に関係なく安定した通信が可能であるが、Ｂは昼間の時間帯に、Ｃは夜間に無線環境状態が悪化するといった場合には、本発明により無線通信経路を切り替えて使用することで、耐環境性に優れた無線通信を実現することが可能となる。
【００６０】
また、各無線通信経路の占有帯域幅の広さや空中線電力の大きさが異なる場合には、これらの特徴に基づいて無線通信経路を切り替えて使用することもできる。例えば、Ａの占有帯域幅が２０ＭＨｚで空中線電力が１０ｍＷで、Ｂの占有帯域幅が５ＭＨｚで空中線電力が１００ｍＷの場合、両者の周波数利用効率が同等であるとすると、Ａは高速伝送性、Ｂは回線マージンによる高信頼性という異なる性質を有するため、ＡとＢの無線環境状態の変化には差異が生じる。よって各無線通信経路の性質に応じて無線通信経路を切り替えて使用することで、耐環境性に優れた無線通信を実現することが可能となる。
【００６１】
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説明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およ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。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明に係る無線通信システムを含む交通管制システムの全体構成の一例を示す図である。
【図２】第一無線通信装置１の機能ブロック構成の一例を示す図である。
【図３】第一無線通信装置１の機能ブロック構成の一例を示す図である。
【図４】優先度テーブルの一例を示す図である。
【符号の説明】
【００６３】
１ 第一無線通信装置
２ 第二無線通信装置
１Ａ〜１Ｃ、２Ａ〜２Ｃ 無線通信用アンテナ
３ 交通信号制御機
４ 光ビーコン
５ 車番読取装置
６ 端末ルータ
７ 中央ルータ
８ 中央装置
１０１ 端末通信手段
１１１ 無線環境状態取得手段
１２１ 通信速度取得手段
１３１ 無線選択手段
１４１ 属性取得手段
１４２ 優先度テーブル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路上に設置された第一無線通信装置及び第二無線通信装置を含む無線通信システムであって、
前記第一無線通信装置及び第二無線通信装置の間には、第一無線通信経路及び第二無線通信経路を含む少なくとも２つの無線通信経路が存在し、
前記第一無線通信経路及び第二無線通信経路に採用される通信方式は、互いに異なる周波数帯を用いることを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記第一無線通信装置は、
前記第二無線通信装置との間に形成された複数の無線通信経路の無線環境状態を取得する無線環境状態取得手段を備え、
前記第一無線通信装置が前記第二無線通信装置宛に通信データを送信する場合に、取得した前記無線環境状態に基づいて、前記複数の無線通信経路のうち少なくとも１つを選択して送信すること
を特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記無線環境状態は、
希望波受信レベル、妨害波受信レベル、ノイズレベル、直達波レベル、及びマルチパス波レベルのうち少なくとも１つであり、
前記第一無線通信装置は、
前記無線環境状態に基づいて、前記複数の無線通信経路の通信速度を取得する通信速度取得手段を有し、
取得した前記複数の無線通信経路の通信速度の所定時間内における平均値、最大値、最小値及び標準偏差のうち少なくとも１つに基づいて、前記複数の無線通信経路のうち少なくとも１つを選択して送信すること
を特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記各無線通信経路の通信方式のうち少なくとも１つは直交周波数多重方式であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記第一無線通信装置は、
前記通信データの属性を取得する属性取得手段を有し、
前記第一無線通信装置が前記第二無線通信装置宛に通信データを送信する場合に、取得した前記属性に基づいて、前記複数の無線通信経路のうち少なくとも１つを選択すること
を特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記第一無線通信装置は、
属性毎に優先度を設定した優先度テーブルを有し、
前記第一無線通信装置が前記第二無線通信装置宛に通信データを送信する場合に、取得した前記属性の優先度に応じて、前記複数の無線通信経路のうち少なくとも１つを選択して送信すること
を特徴とする請求項５に記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記属性は、通信データの通信プロトコルの種類を示すプロトコル種別、通信データの種類を示すデータ種別、通信データの送信元装置の種類を示す送信元装置種別、通信データの送信先装置の種類を示す送信先装置種別、通信データが応答を要求するものであるか否かを示す応答要求有無、通信データを受信した受信手段を示す受信手段識別番号、通信データを送信する送信手段を示す送信手段識別番号、通信データの送信元ＩＰアドレス、通信データの送信元ポート番号、通信データの送信先ＩＰアドレス、及び通信データの送信先ポート番号のうち少なくとも１つであること、
を特徴とする請求項５又は６に記載の無線通信システム。
【請求項８】
請求項１乃至７に記載のいずれかに記載の無線通信システムに用いられることを特徴とする無線通信装置。
【請求項９】
請求項８に記載の第一無線通信装置を内蔵した路上ＩＰルータ装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の第一無線通信装置を内蔵した交通信号制御機。
【請求項１１】
請求項８に記載の第一無線通信装置を内蔵した車両感知器。
【請求項１】
道路上に設置された第一無線通信装置及び第二無線通信装置を含む無線通信システムであって、
前記第一無線通信装置及び第二無線通信装置の間には、第一無線通信経路及び第二無線通信経路を含む少なくとも２つの無線通信経路が存在し、
前記第一無線通信経路及び第二無線通信経路に採用される通信方式は、互いに異なる周波数帯を用いることを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記第一無線通信装置は、
前記第二無線通信装置との間に形成された複数の無線通信経路の無線環境状態を取得する無線環境状態取得手段を備え、
前記第一無線通信装置が前記第二無線通信装置宛に通信データを送信する場合に、取得した前記無線環境状態に基づいて、前記複数の無線通信経路のうち少なくとも１つを選択して送信すること
を特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記無線環境状態は、
希望波受信レベル、妨害波受信レベル、ノイズレベル、直達波レベル、及びマルチパス波レベルのうち少なくとも１つであり、
前記第一無線通信装置は、
前記無線環境状態に基づいて、前記複数の無線通信経路の通信速度を取得する通信速度取得手段を有し、
取得した前記複数の無線通信経路の通信速度の所定時間内における平均値、最大値、最小値及び標準偏差のうち少なくとも１つに基づいて、前記複数の無線通信経路のうち少なくとも１つを選択して送信すること
を特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記各無線通信経路の通信方式のうち少なくとも１つは直交周波数多重方式であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記第一無線通信装置は、
前記通信データの属性を取得する属性取得手段を有し、
前記第一無線通信装置が前記第二無線通信装置宛に通信データを送信する場合に、取得した前記属性に基づいて、前記複数の無線通信経路のうち少なくとも１つを選択すること
を特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記第一無線通信装置は、
属性毎に優先度を設定した優先度テーブルを有し、
前記第一無線通信装置が前記第二無線通信装置宛に通信データを送信する場合に、取得した前記属性の優先度に応じて、前記複数の無線通信経路のうち少なくとも１つを選択して送信すること
を特徴とする請求項５に記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記属性は、通信データの通信プロトコルの種類を示すプロトコル種別、通信データの種類を示すデータ種別、通信データの送信元装置の種類を示す送信元装置種別、通信データの送信先装置の種類を示す送信先装置種別、通信データが応答を要求するものであるか否かを示す応答要求有無、通信データを受信した受信手段を示す受信手段識別番号、通信データを送信する送信手段を示す送信手段識別番号、通信データの送信元ＩＰアドレス、通信データの送信元ポート番号、通信データの送信先ＩＰアドレス、及び通信データの送信先ポート番号のうち少なくとも１つであること、
を特徴とする請求項５又は６に記載の無線通信システム。
【請求項８】
請求項１乃至７に記載のいずれかに記載の無線通信システムに用いられることを特徴とする無線通信装置。
【請求項９】
請求項８に記載の第一無線通信装置を内蔵した路上ＩＰルータ装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の第一無線通信装置を内蔵した交通信号制御機。
【請求項１１】
請求項８に記載の第一無線通信装置を内蔵した車両感知器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００８−２０５７６５（Ｐ２００８−２０５７６５Ａ）
【公開日】平成２０年９月４日（２００８．９．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３８９０７（Ｐ２００７−３８９０７）
【出願日】平成１９年２月２０日（２００７．２．２０）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＶＩＣＳ
２．Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月４日（２００８．９．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月２０日（２００７．２．２０）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＶＩＣＳ
２．Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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