無線通信システムとこれに用いる路側通信機及びタイムスロットの割当方法
【課題】 複数の路側通信機２が無線通信を行うためのタイムスロットを割り当てる場合において、必要なスロット数を少なくして移動通信機３の送信機会を有効に確保する。
【解決手段】 本発明は、所定サイクルで繰り返す複数のタイムスロットＴ１のうちの少なくとも１つで無線送信する複数の路側通信機２Ａ，２Ｂと、タイムスロットＴ１以外の時間帯において無線送信が許容された移動通信機３とを備えた無線通信システムに関する。この無線通信システムにおいて、１つの移動通信機３に対してダウンリンク信号が同時に到達する直接干渉或いはその他の電波干渉が発生し得る位置関係にある複数の路側通信機２Ａ，２Ｂの送信時間を、同じタイムスロットＴ１内において時分割で割り当てる。
【解決手段】 本発明は、所定サイクルで繰り返す複数のタイムスロットＴ１のうちの少なくとも１つで無線送信する複数の路側通信機２Ａ，２Ｂと、タイムスロットＴ１以外の時間帯において無線送信が許容された移動通信機３とを備えた無線通信システムに関する。この無線通信システムにおいて、１つの移動通信機３に対してダウンリンク信号が同時に到達する直接干渉或いはその他の電波干渉が発生し得る位置関係にある複数の路側通信機２Ａ，２Ｂの送信時間を、同じタイムスロットＴ１内において時分割で割り当てる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、高度道路交通システム（ＩＴＳ：Intelligent Transport System）に好適である無線通信システムと、このシステムの構成要素となる路側通信機に関する。より具体的には、その路側通信機に対するタイムスロットの割当方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、交通安全の促進や交通事故の防止を目的として、道路に設置されたインフラ装置からの情報を受信し、或いは車両同士で情報交換を行い、これらの情報を活用することで車両の安全性を向上させる高度道路交通システムが検討されている（例えば、特許文献１参照）。
かかる高度道路交通システムは、主として、インフラ側の無線通信装置である複数の路側通信機と、各車両に搭載される無線通信装置である複数の車載通信機とによって構成される。
【０００３】
この場合、各通信主体間で行う通信の組み合わせには、路側通信機同士が行う路路間通信と、路側通信機と車載通信機とが行う路車（又は車路）間通信と、車載通信機同士が行う車車間通信とが含まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２８０６８０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記高度道路交通システムにおいては、車車間通信をはじめ、路車間通信や路路間通信及び路歩間通信も含め、これらの各通信の共存を図るに当たって、帯域を有効利用してどのような通信制御を行うかが課題となる。そこで、限られた周波数帯域内で路路間、路車間及び車車間の各通信を行うべく、マルチアクセス(Multiple Access)が用いられることが検討されている。
【０００６】
このマルチアクセス方式としては、周波数分割多重（ＦＤＭＡ：Frequency Division Multiple Access）や符号分割多重（ＣＤＭＡ：Code Division Multiple Access）があるが、山間部などで少数の車載通信機のみでの通信も想定される車車間通信としてのマルチアクセス方式としては、例えばＣＳＭＡ（Carrier Sense Multiple Access）に代表される自律的なランダムアクセス方式を採用するのが好ましい。
【０００７】
しかし、路側通信機が存在するエリアでは、路車間通信、路路間通信及び車車間通信が共存する。この場合、インフラ側である路側通信機の取り扱う情報の優先度が高いのが一般的であるため、車車間通信よりも路車間通信や路路間通信が優先的に行われる仕組みが必要である。
そこで、路側通信機の情報送信を優先的に行うためには、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が有効となる。
【０００８】
従って、例えば、複数の交差点に設置された路側通信機群で構成される無線通信システムを想定すると、各路側通信機が送信するタイムスロットをＴＤＭＡ方式で割り当て、残った時間スロットをＣＳＭＡ方式による車車間通信に使用させるのが、合理的な通信システムになると考えられる。
なお、この場合、各路側通信機からの送信タイミングを制御するため、各路側通信機は他の路側通信機との時刻同期機能を有している必要がある。
【０００９】
上記のような路側の送信制御のためのＴＤＭＡ方式と、車車間でのマルチアクセスのためのＣＳＭＡ方式が混在する高度道路交通システムでは、路側通信機に優先的に割り当てる送信時間が余りに長いと、車載通信機の送信時間が短くなり過ぎたり、車車間のパケット到達率が低下したりして、車車間通信に悪影響が及ぶことが懸念される。
特に、ＩＴＳ用の通信帯域としては、７００ＭＨｚ帯で概ね１０ＭＨｚ幅とする規格が検討されており、かかる比較的狭い帯域幅の場合は、路側通信機の送信信号が到達するダウンリンクエリアでの車載通信機の送信時間を如何に有効に確保するかが問題となる。
【００１０】
その反面、路側通信機の設置が本格的に普及すると、都市部において多数の路側通信機が比較的狭いエリア内の隣接交差点に集中して設置されることが想定される。
このように路側通信機を複数の交差点に設置する場合には、ダウンリンクエリアが重複する範囲にある車載通信機に対する電波干渉（以下、「直接干渉」ということがある。）が生じないように、当該直接干渉が発生する位置関係にある路側通信機の送信時間を、異なるタイムスロットに割り当てるのが合理的である。
【００１１】
しかし、上記のように、直接干渉が発生し得る複数の路側通信機の送信時間を異なるタイムスロットに割り当てる方法では、路側通信機の設置数の増加に伴って、定義すべきスロット数を増加せざるを得ない可能性が高く、その分だけ車側に開放する送信時間が短縮するという問題がある。なお、この問題は、後述する間接干渉が発生し得る複数の路側通信機の送信時間を異なるタイムスロットに割り当てる場合にも、同様に当てはまる。
本発明は、かかる従来の問題点に鑑み、複数の路側通信機が無線通信を行うためのタイムスロットを割り当てる場合において、必要なスロット数を少なくして移動通信機の送信機会を有効に確保することを第１の目的とする。
【００１２】
一方、上記直接干渉が生じない位置関係にある路側通信機同士については、当該路側通信機の送信信号の衝突のみを想定するならば、基本的に同じスロット番号のタイムスロットに割り当てることが可能である。
しかし、直接干渉が生じない位置関係にある複数の路側通信機であっても、各路側通信機のタイムスロットのスロット長が揃っていないと、特定の車載通信機に対して、路側通信機からのダウンリンク信号と、他の車載通信機からの送信信号とが電波干渉する（以下、「間接干渉」ということがある。）ことがあり、このため、当該特定の車載通信機がダウンリンク信号を適切に受信できない場合がある。
【００１３】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑み、移動通信機による無線通信を介した間接干渉を有効に防止できる無線通信システム等を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
（１） 本発明の無線通信システムは、所定サイクルで繰り返す複数のタイムスロットのうちの少なくとも１つで無線送信する複数の路側通信機と、前記タイムスロット以外の時間帯において無線送信が許容された移動通信機とを備えた無線通信システムであって、次の（ａ）で定義される直接干渉又は次の（ｂ）で定義される間接干渉が発生し得る位置関係にある複数の前記路側通信機の送信時間が、同じ前記タイムスロット内において時分割で割り当てられていることを特徴とする。
（ａ） １つの移動通信機に対して複数の路側通信機からのダウンリンク信号が同時に到達する直接干渉
【００１５】
（ｂ） 第１の路側通信機のダウンリンクエリアに第１の移動通信機があり、第１の路側通信機と前記直接干渉が生じない位置関係にある第２の路側通信機のダウンリンクエリアに、第２の移動通信機がある場合に、第１の路側通信機のダウンリンク信号と、第２の移動通信機の送信信号又はこの送信信号を契機として無線送信された他の移動通信機の送信信号とが、第１の移動通信機に対して同時に到達する間接干渉
【００１６】
本発明の無線通信システムによれば、上記直接干渉又は間接干渉が発生し得る位置関係にある複数の路側通信機の送信時間を、同じタイムスロット内において時分割で割り当てるようにしたので、直接干渉又は間接干渉が発生し得る路側通信機同士を一律に異なるタイムスロットに割り当てる場合に比べて、必要なスロット数を少なくすることができ、移動通信機に開放する送信時間をなるべく長く設定することができる。
このため、移動通信機の送信機会をより有効に確保することができ、前記第１の目的が達成される。
【００１７】
（２） 本発明の無線通信システムにおいて、同じ前記タイムスロット内において２番目以降に無線送信を行う前記路側通信機は、先行して無線送信する他の前記路側通信機のダウンリンク信号を受信可能であり、かつ、そのダウンリンク信号の送信完了を検出してから無線送信を開始することが好ましい。
この場合、先行して無線送信する路側通信機の時刻が不正確である等の理由で、その送信時間の終了が遅れても、後続の送信時間との重複による直接干渉を未然に防止できるという利点がある。
【００１８】
（３） また、本発明の無線通信システムにおいて、同じ前記タイムスロットに時分割で割り当れられる複数の前記路側通信機の送信時間を、所定のガードタイムを挟んで稠密に割り当てるようにすれば、１つのタイムスロットにできるだけ多くの路側通信機の送信時間を割り当てることができ、スロット数の増大をより有効に防止することができる。
【００１９】
（４） 本発明の無線通信システムにおいて、同じ前記タイムスロットに時分割で割り当てられる複数の前記路側通信機は、少なくとも１つの側道に繋がる中規模又は小規模の交差点に設置される前記路側通信機であることが好ましい。
その理由は、中規模又は小規模の交差点は、大規模の交差点に比べて道路の車線数が少なく、その分だけダウンリンク信号の情報量も少なく送信時間が短いので、所定のスロット長のタイムスロットにできるだけ多くの路側通信機の送信時間を割り当てることができるからである。
【００２０】
（５） もっとも、本発明の無線通信システムにおいて、幹線道路のみが流入する大規模の交差点に設置される前記路側通信機を更に含んでいてもよく、当該路側通信機については、その送信時間が単独で１つの前記タイムスロットに割り当てられていることが好ましい。
その理由は、大規模の交差点の場合は、ダウンリンク信号の送信データ量が多く送信時間が長いので、他の路側通信機の送信時間とともに同じタイムスロット内に時分割で割り当てると、当該タイムスロットのスロット長が大きくなり過ぎるからである。
【００２１】
（６） 一方、本発明の無線通信システムにおいて、前記間接干渉が発生し得る位置関係にある複数の前記路側通信機の送信時間については、開始時刻とスロット長がほぼ同じに揃えられた同じ前記タイムスロットに割り当てることにしてもよい。
この場合、直接干渉が生じないために同じタイムスロットが割り当てられる複数の路側通信機について、そのタイムスロットの開始時刻とスロット長が揃っていない場合に発生する、移動通信機間の無線通信を介した上記間接干渉を有効に防止することができ、前記第２の目的が達成される。
【００２２】
（７） 本発明の路側通信機は、本発明の無線通信システムを構成する路側通信機のうち、自装置の送信時間と他の路側通信機の送信時間とが同じタイムスロット内において時分割で割り当てられている、当該自装置に係る路側通信機に関するものである。
従って、本発明の路側通信機によれば、本発明の無線通信システムと同様に、前記第１の目的を達成することができる。
【００２３】
（８） 本発明のタイムスロットの割当方法は、本発明の無線通信システムを構成する路側通信機に対する割当方法であって、前記（ａ）で定義される直接干渉又は前記（ｂ）で定義される間接干渉が発生し得る位置関係にある複数の前記路側通信機を抽出するステップと、抽出された複数の前記路側通信機の送信時間を、同じ前記タイムスロット内において時分割で割り当てるステップと、を含むことを特徴とする。
従って、この割当方法によれば、本発明の無線通信システムと同様に、前記第１の目的を達成することができる。
【００２４】
（９） また、本発明のタイムスロットの割当方法は、前記間接干渉が発生し得る位置関係にあるものとして抽出された複数の前記路側通信機の送信時間を、開始時刻とスロット長がほぼ同じに揃えられた同じ前記タイムスロットに割り当てるステップを、更に含むものである。
従って、この割当方法によれば、本発明の無線通信システムと同様に、前記第２の目的を達成することができる。
【発明の効果】
【００２５】
以上の通り、本発明によれば、複数の路側通信機のスロット割当に必要なスロット数を少なくできるので、移動通信機の送信機会を有効に確保することができる。
また、本発明によれば、移動通信機による無線通信を介した間接干渉を防止できるので、ダウンリンク信号の受信不良をより確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】高度道路交通システムの全体構成を示す概略斜視図である。
【図２】高度道路交通システムの管轄エリアの一部を示す道路平面図である。
【図３】路側通信機と車載通信機の内部構成を示すブロック図である。
【図４】路車間通信のタイムスロットの一例を示す概念図である。
【図５】車載通信機が送信するデータフォーマットの一例を示す図である。
【図６】（ａ）は直接干渉の説明図であり、（ｂ）（ｃ）は直接干渉を回避するスロット割当を示すタイムチャートである。
【図７】（ａ）は間接干渉の説明図であり、（ｂ）は間接干渉が発生し得るスロット割当を示すタイムチャートであり、（ｃ）は間接干渉を回避するスロット割当を示すタイムチャートである。
【図８】路側通信機の配置例を示す道路図である。
【図９】各交差点において必要な送信データ量と送信時間を示す表であり、（ａ）はＡ系列の場合、（ｂ）はＢ系列の場合、（ｃ）はＣ，Ｄ系列の場合である。
【図１０】（ａ）は初期段階（Ａ系列）のタイムスロットを示すタイムチャートであり、（ｂ）（ｃ）は、それぞれＢ系列及びＣ，Ｄ系列のスロット番号の割当表である。
【図１１】Ｃ，Ｄ系列の時分割のスロット割当を示すタイムチャートである。
【図１２】三次段階のスロット割当が終了した後の全系列Ａ〜Ｄのタイムスロットを示すタイムチャートである。
【図１３】本発明の変形例を示すための道路の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
〔システムの全体構成〕
図１は、本発明の実施形態に係る高度道路交通システム（ＩＴＳ）の全体構成を示す概略斜視図である。なお、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（図２及び図３参照）、中央装置４、車載通信機３を搭載した車両５、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。
【００２８】
交通信号機１と路側通信機２は、複数の交差点Ｊｉ（図例では、ｉ＝１〜１２）のそれぞれに設置されており、電話回線等の通信回線７を介してルータ８に接続されている。このルータ８は交通管制センター内の中央装置４に接続されている。
中央装置４は、自身が管轄するエリアに含まれる各交差点Ｊｉの交通信号機１及び路側通信機２とＬＡＮ（Local Area Network）を構成している。従って、中央装置４は、各交通信号機１及び各路側通信機２との間で双方向通信が可能である。なお、中央装置４は、交通管制センターではなく道路上に設置してもよい。
【００２９】
路側センサ６は、各交差点Ｊｉに流入する車両台数をカウントする等の目的で、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Ｓ４や画像データＳ５は通信回線７を介して中央装置４に送信される。
なお、図１及び図２では、図示を簡略化するために、各交差点Ｊｉに信号灯器が１つだけ描写されているが、実際の各交差点Ｊｉには、互いに交差する道路の上り下り用として少なくとも４つの信号灯器が設置されている。
【００３０】
〔中央装置〕
中央装置４は、ワークステーション（ＷＳ）やパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等よりなる制御部を有しており、この制御部は、路側通信機２、路側センサ６からの各種の交通情報の収集・処理（演算）・記録、信号制御及び情報提供を統括的に行う。
具体的には、中央装置４の制御部は、自身のネットワークに属する交差点Ｊｉの交通信号機１に対して、同一道路上の交通信号機１群を調整する系統制御や、この系統制御を道路網に拡張した広域制御（面制御）を行うことができる。
【００３１】
また、中央装置４は、通信回線７を介してＬＡＮ側と接続された通信インタフェースである通信部を有しており、この通信部は、信号灯器の灯色切り替えタイミングに関する信号制御指令Ｓ１や、渋滞情報等を含む交通情報Ｓ２を所定時間ごとに交通信号機１及び路側通信機２に送信している（図１参照）。
信号制御指令Ｓ１は、前記系統制御や広域制御を行う場合の信号制御パラメータの演算周期（例えば、１．０〜２．５分）ごとに送信され、交通情報Ｓ２は、例えば５分ごとに送信される。
【００３２】
また、中央装置４の通信部は、各交差点Ｊｉに対応する路側通信機２から、その通信機２が車載通信機３から受信した車両５の現在位置等を含む車両情報Ｓ３、車両通過時に生じるパルス信号よりなる車両感知器（図示せず）の感知情報Ｓ４、及び、監視カメラが撮影した道路のデジタル情報よりなる画像データＳ５等を受信しており、中央装置４の制御部は、これらの各種情報に基づいて前記系統制御や広域制御を実行する。
【００３３】
〔無線通信の方式等〕
図２は、上記高度道路交通システムの管轄エリアの一部を示す道路平面図である。
図２では、互いに交差する２つの道路の各々が上りと下りで片側１車線のものとして例示されているが、道路構造はこれに限られるものではない。
図２にも示すように、本実施形態の高度道路交通システムは、車載通信機３との間で無線通信が可能な複数の路側通信機２と、キャリアセンス方式で他の通信機２，３と無線通信を行う移動無線送受信機の一種である車載通信機３と備えた無線通信システムとしても機能している。
【００３４】
図１及び図２の例では、複数の路側通信機２は、それぞれ路側の交差点Ｊｉごとに設置されていて、交通信号機１の支柱に取り付けられている。一方、車載通信機３は、道路を走行する車両５の一部又は全部に搭載されている。
車両５に搭載された各車載通信機３は、路側通信機２からのダウンリンク信号の到達範囲であるダウンリンクエリアＡにおいてダウンリンク信号を受信可能である。
【００３５】
また、本実施形態では、車載通信機３の送信信号の到達距離は、路側通信機２のダウンリンク信号の到達距離以下であるとする。従って、各路側通信機２は、自装置のダウンリンクエリアＡの範囲内を走行する車載通信機３との無線通信が可能である。
このように、本実施形態ＩＴＳでは、車載通信機３同士（車車間通信）の通信と、路側通信機２と車載通信機３との間（「路」から「車」への路車間通信と「車」から「路」への車路間通信との双方を含む。）の通信については、無線通信が用いられている。
【００３６】
また、隣接する路側通信機２同士の設置位置が比較的近く、互いのダウンリンクエリアＡが重複（一部重複でも全部重複でもよい。）する場合には、その路側通信機２同士での無線通信（路路間通信）が可能である。
なお、前記した通り、交通管制センターに設けられた中央装置４は、各路側通信機２と有線での双方向通信が可能であるが、これらの間も無線通信であってもよい。
【００３７】
路側通信機２は、自身が無線送信するためのタイムスロット（図４の第１スロットＴ１）をＴＤＭＡ方式で割り当てており、このタイムスロット以外の時間帯（図４の第２スロットＴ２）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ＣＳＭＡ方式による送信時間として開放されている。
【００３８】
また、路側通信機２は、自身の送信タイミングを制御するために他の路側通信機２との時刻同期機能を有している。
この路側通信機２の時刻同期は、例えば、自身の時計をＧＰＳ衛星から取得した時刻に合わせるＧＰＳ同期や、自身の時計を他の路側通信機２からの送信信号に合わせるエア同期等によって行われる。
【００３９】
〔路側通信機〕
図３は、路側通信機２と車載通信機３の内部構成を示すブロック図である。
路側通信機２は、無線通信のためのアンテナ２０が接続された無線通信部（送受信部）２１と、中央装置４と双方向通信する有線通信部２２と、それらの通信制御を行うプロセッサ（ＣＰＵ：Central Processing Unit）等よりなる制御部２３と、制御部２３に接続されたＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置よりなる記憶部２４とを備えている。
【００４０】
路側通信機２の記憶部２４は、制御部２３が実行する通信制御のためのコンピュータプログラムや、各通信機２，３の通信機ＩＤ等を記憶している。
路側通信機２の制御部２３は、上記コンピュータプログラムを実行することで達成される機能部として、無線通信部２１の送信タイミングを制御する送信制御部２３Ａと、各通信部２１，２２の受信データの中継処理を行うデータ中継部２３Ｂとを有する。
【００４１】
路側通信機２のデータ中継部２３Ｂは、有線通信部２２が受信した中央装置４からの交通情報Ｓ２等を、いったん記憶部２４に一時的に記憶させ、無線通信部２１にブロードキャスト送信させる。
また、データ中継部２３Ｂは、無線通信部２１が受信した車両情報Ｓ３を、いったん記憶部２４に一時的に記憶させ、有線通信部２２を介して中央装置４に転送する。
【００４２】
路側通信機２の送信制御部２３Ａは、他装置との間で送信タイミングを同期させつつ、自装置に割り当てられた所定のスロット番号ｉのタイムスロットＴ１（図４参照：以下、「スロットｉ」ということがある。）内において、所定の送信時間だけ無線送信を行う。
すなわち、路側通信機２の記憶部２４は、例えば次のａ）及びｂ）の情報を含む割当情報Ｓ６を記憶している。この割当情報Ｓ６は路側通信機２ごとに個別に設定される。
ａ） 自装置が使用中のスロット番号ｉ（図４参照）
ｂ） スロット番号ｉの第１スロットＴ１（図４参照）の開始時刻及び継続時間
【００４３】
また、路側通信機２の記憶部２４は、自装置からダウンリンク送信すべき情報量（送信データ量）に対応する送信時間と、その送信開始時刻とを記憶している。この送信開始時刻と送信時間は、自装置に割り当てられたタイムスロットＴ１内に収まるように、路側通信機２ごとに個別に設定される。
送信制御部２３Ａは、設定された送信時間長のダウンリンク信号を生成して、このダウンリンク信号を設定された送信開始時刻に無線通信部２１に送信させる。
【００４４】
路側通信機２の送信時間は、自装置に割り当てられたスロット長の最大限に設定してもよいが、本実施形態では、他の通信機２，３との同期ずれや受信側の情報処理時間等を考慮して、所定のマージン（例えば１０μｓオーダーのガードタイム）をもってスロット長よりもやや短めに設定される。
また、路側通信機２の送信時間は、自装置に割り当てられたスロット長の範囲内で任意の時間長さに設定可能であり、そのスロット長よりも大幅に短い時間（例えば、１／３や１／２）に設定することもできる。
【００４５】
なお、ダウンリンク信号の送信開始時刻と送信時間のうち、送信開始時刻については、自装置の割当情報Ｓ６に含まれるスロットｉの開始時刻に基づいて、各路側通信機２の送信制御部２３Ａが自律的に生成するようにしてもよい。
路側通信機２の送信制御部２３Ａは、上記割当情報Ｓ６を含むダウンリンク信号に、現在時刻のタイムスタンプを付して無線通信部２１にブロードキャスト送信させる。
【００４６】
車載通信機３は、上記割当情報Ｓ６とタイムスタンプを含むダウンリンク信号を受信すると、そのタイムスタンプの現在時刻を基準として、割当情報Ｓ６に記されたスロット番号ｉの第１スロットＴ１以外の時間帯（図４の第２スロットＴ２）に無線送信を行う。
なお、後述するメイン周期Ｃｍを割当情報Ｓ６に含めるようにすれば、スロットｉの開始時刻やタイムスタンプの現在時刻をメイン周期Ｃｍ内の相対時刻で表現することができる。この場合、それらの時刻を絶対時刻で表現する場合に比べて、割当情報Ｓ６のビット数を低減することができる。
【００４７】
上記割当情報Ｓ６には、少なくとも、自装置が使用するスロットｉの時間が含まれていればよいが、路路間通信や中央装置４との通信によって他の路側通信機２の割当情報Ｓ６が分かっている場合は、他装置の割当情報Ｓ６を自装置から送信することにしてもよい。
各路側通信機２に対する、割当情報Ｓ６及び送信時間の設定方法（タイムスロットの割当方法）の詳細については後述する。
【００４８】
〔タイムスロットの内容〕
図４は、路車間通信のタイムスロットの一例を示す概念図である。
図４に示すように、路車間通信のタイムスロットは、第１スロットＴ１と第２スロットＴ２とを含み、これらの合計期間が一定のスロット周期Ｃｓで繰り返ようになっている。各スロット周期Ｃｓの第１スロットＴ１は、路側通信機２用のタイムスロットであり、この時間帯では路側通信機２による無線送信が許容される。
【００４９】
第１スロットＴ１にはスロット番号ｉが付されており、このスロット番号ｉは周期的にインクリメント（デクリメントであってもよい。）される。
また、第２スロットＴ２は、車載通信機３用のタイムスロットであり、この時間帯は車載通信機３による無線送信用として開放するため、路側通信機２の送信制御部２３Ａは第２スロットＴ２では無線送信を行わない。
【００５０】
スロット番号ｉは、予め定められた所定数ｎとなると当初番号（図例ではｉ＝１）に戻る。従って、ｎ回分のスロット周期Ｃｓをメイン周期Ｃｍとすると、各スロット番号ｉ〜ｎの第１スロットＴ１はそのメイン周期Ｃｍごとに１回ずつ生じる。
なお、各周期Ｃｓ，Ｃｍの時間長やスロット周期Ｃｓの総数ｎについては、システム事業者が適宜設定することができるが、本実施形態では、一例として、Ｃｓ＝１０ｍｓ、Ｃｍ＝１００ｍｓ及びｎ＝１０とする。
【００５１】
図４において、スロット番号ｉ＝１〜３の第１スロットＴ１に記したドット●は、当該スロット番号ｉの各第１スロットＴ１に複数の路側通信機２の送信時間が割り当てられていることを示している。
すなわち、図４の例では、スロット１に、交差点Ｊ１と交差点Ｊ１１に設置された２つの路側通信機２の送信時間が割り当てられ、スロット２に、交差点Ｊ２、交差点Ｊ９、交差点Ｊ１０に設置された２つの路側通信機２の送信時間が割り当てられている。
【００５２】
その理由は、例えば図１の交差点Ｊ１と交差点Ｊ１１のように、距離が離れた路側通信機２同士はダウンリンクエリアＡが重複しておらず、１つの車載通信機３が各路側通信機２から同時にダウンリンク信号を受ける直接干渉（図６（ａ）参照）が生じないか、或いはその可能性が極めて低いことから、これらに同じスロットｉを設定して各路側通信機２の送信時間が重複しても、車載通信機３が各路側通信機２からダウンリンク信号を適切に受信できるからである。
【００５３】
一方、１つの車載通信機３について上記直接干渉が発生し得る、比較的近い位置関係にある路側通信機２同士の場合は、スロット番号ｉを同じに設定して送信時間を重複させることはできない。
もっとも、直接干渉が発生し得る路側通信機２同士でも、第１スロットＴ１内において時分割で送信時間をスケジューリングすれば、同じスロット番号ｉに設定できるが、この点については後述する。また、直接干渉が生じない同じスロット番号ｉの路側通信機２同士でも、図７（ｂ）に示す間接干渉が生じる場合があるが、この点についても後述する。
【００５４】
〔車載通信機〕
図３に戻り、車載通信機３は、無線通信のためのアンテナ３０に接続された通信部（送受信部）３１と、この通信部３１に対する通信制御を行うプロセッサ等よりなる制御部３２と、この制御部３２に接続されたＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置よりなる記憶部３３とを備えている。
記憶部３３は、制御部３２が実行する通信制御のためのコンピュータプログラムや、各通信装置２，３の通信機ＩＤ等を記憶している。
【００５５】
車載通信機３の制御部３２は、車車間通信のためのキャリアセンス方式による無線通信を通信部３１に行わせるものであり、路側通信機２のような時分割多重方式での通信制御機能は有していない。
従って、車載通信機３の通信部３１は、所定の搬送波周波数の受信レベルを常時感知しており、その値がある閾値以上である場合は無線送信を行わず、当該閾値未満になった場合にのみ無線送信を行うようになっている。
【００５６】
また、車載通信機３の制御部３２は、ある路側通信機２から通信部３１がダウンリンク信号を受信すると、そのダウンリンク信号から当該路側通信機２の割当情報Ｓ６とタイムスタンプを抽出する。
そして、制御部３２は、上記タイムスタンプの時刻を基準として、割当信号Ｓ６に記されたスロット番号ｉのタイムスロットＴ１以外の時間帯（図４の第２スロットＴ２）においてのみ、キャリアセンス方式による無線送信を通信部３１に行わせる。
【００５７】
更に、車載通信機３の制御部３２は、車両５（車載通信機３）の現時の位置、方向及び速度等を含む車両情報Ｓ３を、通信部３１を介して外部にブロードキャストで無線送信させている。
また、車載通信機３の制御部３２は、他の車両５から直接受信した車両情報Ｓ３や、路側通信機２から受信した他の車両５の車両情報Ｓ３に含まれる、位置、速度及び方向に基づいて、右直衝突や出合い頭衝突等を回避する安全運転支援制御を行うことができる。
【００５８】
図５は、車載通信機３が送信するデータフォーマットの一例を示す図である。
図５に示すように、車載通信機３の送信信号には、プリアンブル、ヘッダ、データ、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）が含まれている。
このうち、データには、車両５の位置、方向（進行方向）及び速度が含まれるが、路側通信機２からの送信信号を受信した場合の受信レベルを含めることもできる。車両５の位置や方向は、通常は、ＧＰＳ等の車両５側のセンサ類が自律的に測定した情報であるが、光ビーコン等のインフラ側から取得可能な場合もある。速度は、車両５の速度センサに基づいた情報である。
【００５９】
〔直接干渉を避けるスロット割当方法〕
図６（ａ）は、直接干渉の説明図であり、図６（ｂ）及び（ｃ）は、直接干渉を回避するスロット割当を示すタイムチャートである。
ここで、「直接干渉」とは、１つの車載通信機３に対して複数の路側通信機２からのダウンリンク信号が同時に到達することをいう。この場合、複数のダウンリンク信号が衝突して電波干渉するため、車載通信機３がダウンリンク信号を適切に受信できなくなる可能性が高い。
【００６０】
かかる直接干渉は、図６（ａ）に示すように、２つの路側通信機２Ａ，２ＢのダウンリンクエリアＡ，Ａが重複する範囲にある車両５に対して、各路側通信機２Ａ，２Ｂが同時にダウンリンク送信する場合に発生する。
そこで、このような直接干渉を回避するには、例えば図６（ｂ）に示すように、一方の路側通信機２Ａの送信時間Ｔａをスロットｋ（スロット番号ｉ＝ｋの第１スロットＴ１）に割り当て、他方の路側通信機２Ｂの送信時間Ｔｂをスロットｋ＋１に割り当てるというように、両者の送信時間Ｔａ，Ｔｂを異なるスロット番号に割り当てればよい。
【００６１】
しかし、路側通信機２Ａ，２Ｂの送信時間Ｔａ，Ｔｂを一律に異なるスロットｋ，ｋ＋１に割り当てる方法では、路側通信機２の設置数の増加に伴って、定義すべきスロット数ｉを増加せざるを得ない可能性が高くなり、従って、その分だけ車載通信機３に開放する送信時間が短縮される可能性が高くなる。
そこで、図６（ｃ）に示すように、直接干渉が発生し得る位置関係にある路側通信機２Ａ，２Ｂ同士でも、ダウンリンク送信に必要な送信時間Ｔａ，Ｔｂを、同じスロット番号ｋのタイムスロットＴ１内に時分割で割り当てることにしてもよい。
【００６２】
このように、同じスロット番号ｋのタイムスロットＴ１に複数の路側通信機２Ａ，２Ｂ送信時間Ｔａ，Ｔｂを時分割で割り当てれば、路側通信機２Ａ，２Ｂの送信時間Ｔａ，Ｔｂを必ず異なるタイムスロットＴ１に割り当てる方法（図６（ｂ）の場合）に比べて、必要なスロット数を少なくすることができ、車載通信機３に開放する送信時間をなるべく長く設定できる可能性がある。
【００６３】
また、本実施形態では、同じタイムスロットＴ１（スロットｋ）に時分割で割り当れられる路側通信機２Ａ，２Ｂの送信時間Ｔａ，Ｔｂは、所定のガードタイムＧを挟んで稠密に割り当てられる。
なお、図６（ｃ）では、１つのスロットｋに２つの路側通信機２Ａ，２Ｂの送信時間Ｔａ，Ｔｂを割り当てているが、１つのスロットｋに割り当てる路側通信機２の送信時間は、３つ以上であってもよく、この場合、３つ以上の送信時間がガードタイムＧを挟んでスロットｋの内部に稠密に割り当てられる。
【００６４】
このように、所定のガードタイムＧを挟んで複数の送信時間を稠密に割り当てるようにすれば、１つのスロットｋにできるだけ多くの路側通信機２の送信時間を割り当てることができ、スロット数の増大をより有効に防止することができる。
一方、図６（ｃ）において、例えば、先行して無線送信する路側通信機２Ａの時刻が不正確であるため、送信時間Ｔａの終了がガードタイムＧを超えて遅れた場合には、後で無線送信する路側通信機２Ｂの送信時間Ｔｂと重複し、直接干渉が生じる可能性がある。
【００６５】
そこで、スロットｋ内において後から無線送信を行う路側通信機２Ｂが、先行して無線送信する路側通信機２Ａのダウンリンク信号を受信可能である場合には、その路側通信機２Ｂは、先行して無線送信する路側通信機２Ａのダウンリンク信号の送信完了を検出してから、無線送信を開始することが好ましい。
このようにすれば、路側通信機２Ｂの送信時間ＴａがガードタイムＧを超えて遅れた場合でも、路側通信機２Ｂの送信時間Ｔｂとの重複を避けることができ、送信時間Ｔａ，Ｔｂの重複に伴う直接干渉を未然に防止することができる。
【００６６】
〔間接干渉を避けるスロット割当方法〕
図７（ａ）は、間接干渉の説明図であり、図７（ｂ）は、間接干渉が発生し得るスロット割当を示すタイムチャートである。また、図７（ｃ）は、間接干渉を回避するスロット割当を示すタイムチャートである。
ここで、図７（ａ）に示すように、第１の路側通信機２ＡのダウンリンクエリアＡに第１の車載通信機３Ａがあり、第１の路側通信機２Ａと直接干渉が生じない位置関係にある第２の路側通信機２ＢのダウンリンクエリアＡに、第２の車載通信機３Ｂがある場合を想定する。
【００６７】
上記の場合において、「間接干渉」とは、第１の路側通信機２Ａのダウンリンク信号と、第２の車載通信機３Ｂの送信信号Ｓｂ、又は、この送信信号Ｓｂを契機として無線送信された他の車載通信機３Ｃの送信信号Ｓｃとが、第１の車載通信機３Ａに対して同時に到達することをいう。
【００６８】
かかる間接干渉は、図７（ｂ）に示すように、各路側通信機２Ａ，２ＢのタイムスロットＴ１の継続時間（スロット長）が異なる場合に発生し得る問題である。以下、この点について説明する。
すなわち、図７（ｂ）に示すように、路側通信機２Ａ，２Ｂの送信時間Ｔａ，Ｔｂがいずれも同じスロット番号ｋのタイムスロットＴ１に割り当てられているが、路側通信機２Ａに割り当てられたスロット長Ｌａが、路側通信機２Ｂに割り当てられたスロット長Ｌｂよりも長いと仮定する。
【００６９】
この場合、路側通信機２ＡのダウンリンクエリアＡでその路側通信機２Ａの割当情報Ｓ６を取得した第１の車載通信機３Ａは、長い方のスロット長Ｌａの範囲で無線送信が規制される。
これに対して、路側通信機２ＢのダウンリンクエリアＡでその路側通信機２Ｂの割当情報Ｓ６を取得した第２の車載通信機３Ｂは、短い方のスロット長Ｌｂの範囲でしか無線送信が規制されず、スロット長Ｌｂの経過後でかつスロット長Ｌａの経過前の時間帯（図６（ｂ）のＬａ−Ｌｂの時間帯）に無線送信を行うことができる。
【００７０】
従って、第２の車載通信機３Ｂが上記時間帯（Ｌａ−Ｌｂ）で無線送信を行うと、車載通信機３Ａ，３Ｂ間の距離が車載通信機３の電波到達距離以下の場合には、当該時間帯（Ｌａ−Ｌｂ）に送信された第２の車載通信機３Ｂの送信信号Ｓｂが、第１の車載通信機３Ａに到達する。
また、車載通信機３Ａ，３Ｂ間の距離が電波到達距離を超える場合でも、第２の車載通信機３Ｂの送信信号Ｓｂを受けて車両情報Ｓ３を中継する第３の車載通信機３Ｃの送信信号Ｓｃが、第１の車載通信機３Ａに到達することもあり得る。
【００７１】
このように、直接干渉が生じない位置関係にあるため、路側通信機２Ａ，２Ｂの送信時間Ｔａ，Ｔｂを同じスロットｋに割り当てる場合であっても、互いのスロット長Ｌａ，Ｌｂが異なっている場合には、長い方のスロット長Ｌａの路側通信機２Ａに従う第１の車載通信機３Ａに対して、その路側通信機２Ａからのダウンリンク信号と、短い方のスロット長Ｌｂに従う第２の車載通信機３Ｂからの送信信号Ｓｂ、或いは、この送信信号Ｓｂを契機とした別の送信信号Ｓｃとが同時に到達する場合（間接干渉）があり、このような間接干渉が生じると、第１の車載通信機３Ａが、路側通信機２Ａのダウンリンク信号を適切に受信できなくなる恐れがある。
【００７２】
なお、図７（ｂ）の例では、各路側通信機２Ａ，２Ｂのスロットｋの開始時刻が同じであることを前提として、スロット長Ｌａ，Ｌｂが異なる場合を例示したが、そのスロット長Ｌａ，Ｌｂが相違する場合だけでなく、各路側通信機２Ａ，２Ｂのスロットｋの開始時刻がずれて設定されている場合や、そのスロットｋの開始時刻とスロット長の双方が相違する場合にも、上記間接干渉が発生し得る。
【００７３】
そこで、このような間接干渉を回避するため、本実施形態では、図７（ｃ）に示すように、直接干渉が生じない路側通信機２Ａ，２Ｂの送信時間Ｔａ，Ｔｂを同じスロットｋ（スロット番号ｉ＝ｋの第１スロットＴ１）に割り当てる場合において、各スロットｋの開始時刻とスロット長Ｌａ，Ｌｂをほぼ同じに揃えた状態で、路側通信機２Ａ，２ＢにタイムスロットＴ１を割り当てるようにしている。
このようにすれば、直接干渉が生じないために同じスロットｋが割り当てられる路側通信機２Ａ，２Ｂについて、そのスロットｋの開始時刻とスロット長Ｌａ，Ｌｂが揃っていないために発生する、車載通信機３Ａ〜３Ｃの無線通信を介した間接干渉を有効に防止することができる。
【００７４】
なお、上記間接干渉は、第１の車載通信機３Ａに対する、第１の路側通信機２Ａのダウンリンク信号と他の車載通信機３Ｂ，３Ｃの送信信号Ｓｂとの電波干渉であるから、第２の車載通信機３Ｂからの送信信号Ｓｂだけを想定するとすれば、ダウンリンクエリアＡの端同士が車載通信機３の電波到達距離よりも遠い路側通信機２Ａ，２Ｂ同士は、間接干渉の問題がないとして取り扱うことができる。
また、第３の車載通信機３Ｃの送信信号Ｓｃについても想定する場合には、ダウンリンクエリアＡの端同士が、車載通信機３の電波到達距離に車車間通信の中継可能回数を乗じた距離よりも遠い路側通信機２Ａ，２Ｂ同士を、間接干渉の問題がないとして取り扱うようにすればよい。
【００７５】
従って、間接干渉が生じ得る位置関係にある路側通信機２Ａ，２Ｂを抽出するには、直接干渉が生じない複数の路側通信機２の中から、ダウンリンクエリアＡの端同士が、車載通信機３の電波到達距離以下、或いは、この距離に中継可能回数を乗じた距離以下になっているか否かを判定し、この判定結果が肯定的である路側通信機２Ａ，２Ｂを採用すればよい。
【００７６】
更に、間接干渉の位置関係にある路側通信機２Ａ，２Ｂのスロットｋの開始時刻とスロット長を揃える場合においては、その時刻及び時間を単純に厳密に同値に設定するのが簡便であるが、他の車載通信機３Ｂ，３Ｃによる送信信号Ｓｂ，Ｓｃの信号処理時間等に伴う、当該送信信号Ｓｂ，Ｓｃが第１の車載通信機３Ａに到達するまでの遅延時間を考慮して、それらの時刻及び時間を若干相違させることにしてもよい。
【００７７】
なお、図７（ａ）に示す間接干渉が発生し得る位置関係にある路側通信機２Ａ，２Ｂの送信時間Ｔａ，Ｔｂについても、図６（ｃ）に示すように、同じスロット番号ｋのタイムスロットＴ１に時分割で割り当てることにしてもよい。
この場合、路側通信機２Ａ，２Ｂの送信時間Ｔａ，Ｔｂが異なるため、間接干渉が原因である車載通信機３の受信不良を未然に防止できると同時に、必要なスロット数もできるだけ少なくすることができる。
【００７８】
〔スロット割当方法の具体例〕
以下、図８〜図１２を参照しつつ、本実施形態に係るスロット割当方法の具体例を説明する。ここで、図８は、路側通信機２の配置例を示す道路図である。
図８において、南北方向の６つの道路Ｒ１〜Ｒ６のうち、２つの道路Ｒ２，Ｒ４は幹線道路（例えば、合計４車線以上の道路）であり、その他の道路Ｒ１，Ｒ３，Ｒ５，Ｒ６は幹線道路よりも規模が小さい側道であるとする。
【００７９】
また、東西方向の４つのＲａ〜Ｒｄのうち、２つの道路Ｒａ，Ｒｂは幹線道路であり、その他の道路Ｒｃ，Ｒｄは側道であるとする。
更に、図８に示す道路エリアにおいて、路側通信機２の運用を開始する初期段階に、幹線道路Ｒａの交差点Ａ１〜Ａ６（Ａ系列）に路側通信機２を設置し、次の二次段階に、幹線道路Ｒｂの交差点Ｂ１〜Ｂ６（Ｂ系列）に路側通信機２を設置し、設置の普及が進行する三次段階に、側道Ｒｃ，Ｒｄの交差点Ｃ１〜Ｃ６，Ｄ１〜Ｄ６（Ｃ系列とＤ系列）に路側通信機６を設置するものとする。
【００８０】
また、図８に示す、東西方向の道路Ｒａに沿うＡ系列の交差点Ａ１〜Ａ６において、隣接する交差点間は直接干渉が生じる距離であるものとする。その他の系列Ｂ〜Ｄの場合も同様である。
更に、図８に示す、南北方向の道路Ｒ１に沿う交差点Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１において、隣接する交差点間は直接干渉が生じる距離であるが、交差点Ｃ１，Ｄ１と交差点Ａ１は直接干渉が生じない距離であるものとする。その他の南北方向の道路Ｒ２〜Ｒ６に沿う交差点Ａｊ，Ｂｊ，Ｃｊ，Ｄｊ（ｊ＝２〜６）の場合も同様である。
【００８１】
図９（ａ）〜（ｃ）は、各交差点において必要な送信データ量と送信時間を示す表であり、図９（ａ）はＡ系列の場合、図９（ｂ）はＢ系列の場合、図９（ｃ）はＣ，Ｄ系列の場合である。なお、送信データ量は１６ＱＡＭでのデジタル変調を想定している。
Ａ系列において、交差点Ａ２，Ａ４は、東西方向の幹線道路Ｒａと南北方向の幹線道路Ｒ２，Ｒ４が交差する大規模の交差点であるため、図９（ａ）の表に示すように、必要な送信データ量が大きく（図例では５０００バイト）、これに対応して必要な送信時間が長い（図例では３５４０μ秒）ものとする。
【００８２】
また、Ａ系列において、交差点Ａ１，Ａ３，Ａ５，Ａ６は、東西方向の幹線道路Ｒａと南北方向の側道Ｒ１，Ｒ３，Ｒ５，Ｒ６が交差する中規模の交差点であるため、必要な送信データ量も中程度（図例では３０００バイト）であり、これに対応して必要な送信時間も中程度（図例では２１４０μ秒）であるとする。
Ｂ系列についても同様であり、交差点Ｂ１〜Ｂ６の規模に対応する送信データ量に応じて、路側通信機２のダウンリンク信号に必要な送信時間が、図９（ｂ）の表のように定まるものとする。
【００８３】
更に、Ｃ系列とＤ系列においても、交差点Ｃ１〜Ｃ６の規模に対応する送信データ量に応じて、路側通信機２のダウンリンク信号に必要な送信時間が、図９（ｃ）の表のように定まるものとする。
なお、後述する通り、Ｃ系列とＤ系列に設置する路側通信機２の送信時間は、同じスロットｋに時分割で割り当てられるので、図９（ｃ）の表の最右列には、Ｃ系列とＤ系列の送信時間の合計時間が記載されている。
【００８４】
図１０（ａ）は、初期段階（Ａ系列）のタイムスロットを示すタイムチャートである。
この初期段階は、図８に示す道路エリアのＡ系列（交差点Ａ１〜Ａ６）に路側通信機２を新規に設置する最初の段階であるから、各交差点Ａ１〜Ａ６に設置する路側通信機２の送信時間を、順番にスロット１〜６にそれぞれ割り当てるようにする。
【００８５】
図１０（ｂ）は、Ｂ系列のスロット番号の割当表である。
ここで、前記した通り、交差点Ｂ１は、南北方向の道路Ｒ１を通るＡ系列の交差点Ａ１と近接しており、交差点Ａ１と直接干渉が生じる位置関係にある。同様に、Ｂ系列の他の交差点Ｂ２〜Ｂ６も、それぞれ交差点Ａ２〜Ａ６と直接干渉が生じる位置関係にある。
そこで、図１０（ｂ）に示す例では、Ｂ系列の交差点Ｂｊ（ｊ＝１〜６）に設置する路側通信機２については、Ａ系列の交差点Ａｊ（ｊ＝１〜６）に設置する路側通信機２との直接干渉を回避すべく、Ａ系列の場合とはスロット番号を入れ替えるようにしている。
【００８６】
この場合、Ａ系列とＢ系列との間で、同じスロット内での時分割割当（図６（ｃ）の割当）を採用しない理由は、次の通りである。
すなわち、Ａ系列とＢ系列には、幹線道路Ｒａ，Ｒｂ，Ｒ２，Ｒ４のみが流入する大規模の交差点Ａ２，Ａ４，Ｂ２，Ｂ４が含まれており（図８参照）、かかる大規模の交差点Ａ２，Ａ４，Ｂ２，Ｂ４の場合には、路側通信機２の送信データ量が多く必要な送信時間（３５４０μ秒）が非常に大きい。
【００８７】
従って、このような大規模の交差点Ａ２，Ａ４，Ｂ２，Ｂ４についても、他の路側通信機２の送信時間とともに同じスロットに時分割で割り当てると、そのスロットのスロット長が大きくなり過ぎるからである。
例えば、交差点Ａ２と交差点Ｂ２の送信時間は３５４０μ秒であり、この送信時間を１つのスロットに割り当てると７０００μ秒を超えるスロット長になるが、これでは、交差点Ａ２と交差点Ｂ２間にある車載通信機３は、スロット周期Ｃｓ（＝１０ｍ秒）内の７０％超で無線送信できなくなる。
さらには、交差点Ａ２や交差点Ｂ２の路側通信機２と間接干渉が生じ得る位置関係にある路側通信機２との間に位置する車載通信機３においても、スロット周期Ｃｓ内の７０％超で無線送信ができなくなる。
【００８８】
一方、Ｂ系列の交差点Ｂｊ（ｊ＝１〜６）に設置する路側通信機２に、Ａ系列の交差点Ｂｊ（ｊ＝１〜６）に設置済みの路側通信機２と同じスロット番号を割り付ける場合において、新設するＢ系列と既設のＡ系列とでスロット長を揃えないと、前記した間接干渉（図７（ｃ）参照）が発生する恐れがある。
そこで、図１０（ｂ）の表に示すＢ系列のスロット割当では、新設するＢ系列の路側通信機２のスロット長が、既設のＡ系列のスロット長と同じになるようにスロット番号を入れ替えている。
【００８９】
例えば、交差点Ｂ１の送信時間（２１４０μ秒）は交差点Ａ５の送信時間（２１４０μ秒）と同じであるから（図９参照）、交差点Ｂ１に設置する路側通信機２のスロットとして、交差点Ａ５のスロット５（スロット長＝２．２ｍ秒）がそのまま採用されている。
また、交差点Ｂ２の送信時間（３５４０μ秒）は交差点Ａ４の送信時間（３５４０μ秒）と同じであるから（図９参照）、交差点Ｂ２に設置する路側通信機２のスロットとして、交差点Ａ４のスロット４（スロット長＝３．６ｍ秒）がそのまま採用されている。
【００９０】
図１０（ｃ）は、Ｃ，Ｄ系列のスロット番号の割当表である。
前記した通り、Ｃ系列の交差点Ｃｊ（ｊ＝１〜６）とＤ系列の交差点Ｄｊ（ｊ＝１〜６）は、いずれも、同じ番号ｊのＡ系列の交差点Ａｊ（ｊ＝１〜６）と直接干渉が生じない位置関係にある。
そこで、図１０（ｃ）に示す通り、これらＣ系列とＤ系列については、既設のＡ系列のスロット１〜６をそのまま採用している。
【００９１】
図１１は、Ｃ，Ｄ系列の時分割のスロット割当を示すタイムチャートである。
ここで、前記した通り、Ｃ系列の交差点Ｃｊ（ｊ＝１〜６）とＤ系列の交差点Ｄｊ（ｊ＝１〜６）とは、同じ番号ｊ同士のものについて互いに直接干渉する位置関係にある。
また、図９（ｃ）に示すように、交差点Ｃ１と交差点Ｄ１の送信時間の合計は、交差点Ａ１の送信時間ととほぼ同等であり、スロット１のスロット長に納めることができる。
【００９２】
そこで、本実施形態では、図１１に示すように、交差点Ｃ１に設置する路側通信機２の送信時間と、交差点Ｄ１に設置する路側通信機２の送信時間とを、既設の交差点Ａ１に対応するスロット１の内部に時分割で割り当てるようにしている。
同様に、交差点Ｃｊ（ｊ＝２〜６）に設置する路側通信機２の送信時間と、交差点Ｄｊ（ｊ＝２〜６）に設置する路側通信機２の送信時間とは、既設の交差点Ａｊ（ｊ＝２〜６）に対応するスロット２〜６の内部に時分割に割り当てられる。
【００９３】
図１２は、上記三次段階のスロット割当が終了した後の全系列Ａ〜Ｄのタイムスロットを示すタイムチャートである。
路側通信機２の普及が進む三次段階においては、中規模或いは小規模の交差点Ｃｊ，Ｄｊ（ｊ＝１〜６）に設置する路側通信機２にスロット割当を行う必要が生じるが、中規模或いは小規模の交差点の場合には、必要な送信時間が比較的小さいため、既に決定済みのスロット１〜６のスロット長の範囲内で、送信時間を時分割で割り当て可能となる場合が多いと考えられる。
【００９４】
〔変形例：指向性のある路側通信機〕
図１３は、本発明の変形例を示すための道路の平面図である。
この変形例に係る各路側通信機２は、指向性が異なる複数のアンテナを用いた無線通信が可能な無線通信部を搭載している。
上記無線通信部の各アンテナは、図１１に矢印で示すように、交差点に流入する各道路の進行方向に沿った指向性を有しており、無線通信部は、そのアンテナごとに送受信タイミングを設定することができる。
【００９５】
上記のような路側通信機２の場合には、１つの路側通信機２に対して、アンテナごとに独立した複数の通信エリアがあるものと見なすことができる。
そこで、路側通信機２ごとではなくアンテナごとに通信機が存在すると見なして、電波干渉の有無の判定やスロット割当を行うようにすれば、指向性アンテナごとに無線通信が可能な路側通信機２の場合にも、本発明を適用することができる。
【００９６】
〔その他の変形例〕
今回開示した各実施形態は本発明の例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は、上記実施形態ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲とその構成と均等な意味及び範囲内での全ての変更が含まれる。
例えば、上記実施形態において、所定エリア内にある複数の路側通信機２のスロット割当を中央装置４その他のインフラ側の制御装置が自動的に行ってもよいし、複数の路側通信機２の中から１つの親機を予め選定しておき、この親機が子機に対する総括的なスロット割当を行うことにしてもよい。
【００９７】
更に、上記実施形態の高度道路交通システムおいて、車載通信機３の代わりに或いは車載通信機３に加えて、歩行者等が携帯する通信機（携帯通信端末）を用いてもよい。もっとも、この場合には、その携帯通信端末が、上記実施形態の車載通信機３の場合と同様に、路側通信機２の送信時間（第１スロットＴ１）中においては無線送信を行わないという規約に従う必要がある。
【符号の説明】
【００９８】
１ 交通信号機
２ 路側通信機
３ 車載通信機（移動通信機）
４ 中央装置
５ 車両
２１ 無線通信部
２２ 有線通信部
２３ 制御部
２３Ａ 送信制御部
２３Ｂ データ中継部
２４ 記憶部
３０ アンテナ
３１ 通信部
３２ 制御部
３３ 記憶部
Ｓ１ 信号制御指令
Ｓ２ 交通情報
Ｓ３ 車両情報
Ｓ４ 感知情報
Ｓ５ 画像データ
Ｓ６ 割当情報
Ｔ１ 第１スロット（タイムスロット）
Ｔ２ 第２スロット（タイムスロット）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、高度道路交通システム（ＩＴＳ：Intelligent Transport System）に好適である無線通信システムと、このシステムの構成要素となる路側通信機に関する。より具体的には、その路側通信機に対するタイムスロットの割当方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、交通安全の促進や交通事故の防止を目的として、道路に設置されたインフラ装置からの情報を受信し、或いは車両同士で情報交換を行い、これらの情報を活用することで車両の安全性を向上させる高度道路交通システムが検討されている（例えば、特許文献１参照）。
かかる高度道路交通システムは、主として、インフラ側の無線通信装置である複数の路側通信機と、各車両に搭載される無線通信装置である複数の車載通信機とによって構成される。
【０００３】
この場合、各通信主体間で行う通信の組み合わせには、路側通信機同士が行う路路間通信と、路側通信機と車載通信機とが行う路車（又は車路）間通信と、車載通信機同士が行う車車間通信とが含まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２８０６８０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記高度道路交通システムにおいては、車車間通信をはじめ、路車間通信や路路間通信及び路歩間通信も含め、これらの各通信の共存を図るに当たって、帯域を有効利用してどのような通信制御を行うかが課題となる。そこで、限られた周波数帯域内で路路間、路車間及び車車間の各通信を行うべく、マルチアクセス(Multiple Access)が用いられることが検討されている。
【０００６】
このマルチアクセス方式としては、周波数分割多重（ＦＤＭＡ：Frequency Division Multiple Access）や符号分割多重（ＣＤＭＡ：Code Division Multiple Access）があるが、山間部などで少数の車載通信機のみでの通信も想定される車車間通信としてのマルチアクセス方式としては、例えばＣＳＭＡ（Carrier Sense Multiple Access）に代表される自律的なランダムアクセス方式を採用するのが好ましい。
【０００７】
しかし、路側通信機が存在するエリアでは、路車間通信、路路間通信及び車車間通信が共存する。この場合、インフラ側である路側通信機の取り扱う情報の優先度が高いのが一般的であるため、車車間通信よりも路車間通信や路路間通信が優先的に行われる仕組みが必要である。
そこで、路側通信機の情報送信を優先的に行うためには、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が有効となる。
【０００８】
従って、例えば、複数の交差点に設置された路側通信機群で構成される無線通信システムを想定すると、各路側通信機が送信するタイムスロットをＴＤＭＡ方式で割り当て、残った時間スロットをＣＳＭＡ方式による車車間通信に使用させるのが、合理的な通信システムになると考えられる。
なお、この場合、各路側通信機からの送信タイミングを制御するため、各路側通信機は他の路側通信機との時刻同期機能を有している必要がある。
【０００９】
上記のような路側の送信制御のためのＴＤＭＡ方式と、車車間でのマルチアクセスのためのＣＳＭＡ方式が混在する高度道路交通システムでは、路側通信機に優先的に割り当てる送信時間が余りに長いと、車載通信機の送信時間が短くなり過ぎたり、車車間のパケット到達率が低下したりして、車車間通信に悪影響が及ぶことが懸念される。
特に、ＩＴＳ用の通信帯域としては、７００ＭＨｚ帯で概ね１０ＭＨｚ幅とする規格が検討されており、かかる比較的狭い帯域幅の場合は、路側通信機の送信信号が到達するダウンリンクエリアでの車載通信機の送信時間を如何に有効に確保するかが問題となる。
【００１０】
その反面、路側通信機の設置が本格的に普及すると、都市部において多数の路側通信機が比較的狭いエリア内の隣接交差点に集中して設置されることが想定される。
このように路側通信機を複数の交差点に設置する場合には、ダウンリンクエリアが重複する範囲にある車載通信機に対する電波干渉（以下、「直接干渉」ということがある。）が生じないように、当該直接干渉が発生する位置関係にある路側通信機の送信時間を、異なるタイムスロットに割り当てるのが合理的である。
【００１１】
しかし、上記のように、直接干渉が発生し得る複数の路側通信機の送信時間を異なるタイムスロットに割り当てる方法では、路側通信機の設置数の増加に伴って、定義すべきスロット数を増加せざるを得ない可能性が高く、その分だけ車側に開放する送信時間が短縮するという問題がある。なお、この問題は、後述する間接干渉が発生し得る複数の路側通信機の送信時間を異なるタイムスロットに割り当てる場合にも、同様に当てはまる。
本発明は、かかる従来の問題点に鑑み、複数の路側通信機が無線通信を行うためのタイムスロットを割り当てる場合において、必要なスロット数を少なくして移動通信機の送信機会を有効に確保することを第１の目的とする。
【００１２】
一方、上記直接干渉が生じない位置関係にある路側通信機同士については、当該路側通信機の送信信号の衝突のみを想定するならば、基本的に同じスロット番号のタイムスロットに割り当てることが可能である。
しかし、直接干渉が生じない位置関係にある複数の路側通信機であっても、各路側通信機のタイムスロットのスロット長が揃っていないと、特定の車載通信機に対して、路側通信機からのダウンリンク信号と、他の車載通信機からの送信信号とが電波干渉する（以下、「間接干渉」ということがある。）ことがあり、このため、当該特定の車載通信機がダウンリンク信号を適切に受信できない場合がある。
【００１３】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑み、移動通信機による無線通信を介した間接干渉を有効に防止できる無線通信システム等を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
（１） 本発明の無線通信システムは、所定サイクルで繰り返す複数のタイムスロットのうちの少なくとも１つで無線送信する複数の路側通信機と、前記タイムスロット以外の時間帯において無線送信が許容された移動通信機とを備えた無線通信システムであって、次の（ａ）で定義される直接干渉又は次の（ｂ）で定義される間接干渉が発生し得る位置関係にある複数の前記路側通信機の送信時間が、同じ前記タイムスロット内において時分割で割り当てられていることを特徴とする。
（ａ） １つの移動通信機に対して複数の路側通信機からのダウンリンク信号が同時に到達する直接干渉
【００１５】
（ｂ） 第１の路側通信機のダウンリンクエリアに第１の移動通信機があり、第１の路側通信機と前記直接干渉が生じない位置関係にある第２の路側通信機のダウンリンクエリアに、第２の移動通信機がある場合に、第１の路側通信機のダウンリンク信号と、第２の移動通信機の送信信号又はこの送信信号を契機として無線送信された他の移動通信機の送信信号とが、第１の移動通信機に対して同時に到達する間接干渉
【００１６】
本発明の無線通信システムによれば、上記直接干渉又は間接干渉が発生し得る位置関係にある複数の路側通信機の送信時間を、同じタイムスロット内において時分割で割り当てるようにしたので、直接干渉又は間接干渉が発生し得る路側通信機同士を一律に異なるタイムスロットに割り当てる場合に比べて、必要なスロット数を少なくすることができ、移動通信機に開放する送信時間をなるべく長く設定することができる。
このため、移動通信機の送信機会をより有効に確保することができ、前記第１の目的が達成される。
【００１７】
（２） 本発明の無線通信システムにおいて、同じ前記タイムスロット内において２番目以降に無線送信を行う前記路側通信機は、先行して無線送信する他の前記路側通信機のダウンリンク信号を受信可能であり、かつ、そのダウンリンク信号の送信完了を検出してから無線送信を開始することが好ましい。
この場合、先行して無線送信する路側通信機の時刻が不正確である等の理由で、その送信時間の終了が遅れても、後続の送信時間との重複による直接干渉を未然に防止できるという利点がある。
【００１８】
（３） また、本発明の無線通信システムにおいて、同じ前記タイムスロットに時分割で割り当れられる複数の前記路側通信機の送信時間を、所定のガードタイムを挟んで稠密に割り当てるようにすれば、１つのタイムスロットにできるだけ多くの路側通信機の送信時間を割り当てることができ、スロット数の増大をより有効に防止することができる。
【００１９】
（４） 本発明の無線通信システムにおいて、同じ前記タイムスロットに時分割で割り当てられる複数の前記路側通信機は、少なくとも１つの側道に繋がる中規模又は小規模の交差点に設置される前記路側通信機であることが好ましい。
その理由は、中規模又は小規模の交差点は、大規模の交差点に比べて道路の車線数が少なく、その分だけダウンリンク信号の情報量も少なく送信時間が短いので、所定のスロット長のタイムスロットにできるだけ多くの路側通信機の送信時間を割り当てることができるからである。
【００２０】
（５） もっとも、本発明の無線通信システムにおいて、幹線道路のみが流入する大規模の交差点に設置される前記路側通信機を更に含んでいてもよく、当該路側通信機については、その送信時間が単独で１つの前記タイムスロットに割り当てられていることが好ましい。
その理由は、大規模の交差点の場合は、ダウンリンク信号の送信データ量が多く送信時間が長いので、他の路側通信機の送信時間とともに同じタイムスロット内に時分割で割り当てると、当該タイムスロットのスロット長が大きくなり過ぎるからである。
【００２１】
（６） 一方、本発明の無線通信システムにおいて、前記間接干渉が発生し得る位置関係にある複数の前記路側通信機の送信時間については、開始時刻とスロット長がほぼ同じに揃えられた同じ前記タイムスロットに割り当てることにしてもよい。
この場合、直接干渉が生じないために同じタイムスロットが割り当てられる複数の路側通信機について、そのタイムスロットの開始時刻とスロット長が揃っていない場合に発生する、移動通信機間の無線通信を介した上記間接干渉を有効に防止することができ、前記第２の目的が達成される。
【００２２】
（７） 本発明の路側通信機は、本発明の無線通信システムを構成する路側通信機のうち、自装置の送信時間と他の路側通信機の送信時間とが同じタイムスロット内において時分割で割り当てられている、当該自装置に係る路側通信機に関するものである。
従って、本発明の路側通信機によれば、本発明の無線通信システムと同様に、前記第１の目的を達成することができる。
【００２３】
（８） 本発明のタイムスロットの割当方法は、本発明の無線通信システムを構成する路側通信機に対する割当方法であって、前記（ａ）で定義される直接干渉又は前記（ｂ）で定義される間接干渉が発生し得る位置関係にある複数の前記路側通信機を抽出するステップと、抽出された複数の前記路側通信機の送信時間を、同じ前記タイムスロット内において時分割で割り当てるステップと、を含むことを特徴とする。
従って、この割当方法によれば、本発明の無線通信システムと同様に、前記第１の目的を達成することができる。
【００２４】
（９） また、本発明のタイムスロットの割当方法は、前記間接干渉が発生し得る位置関係にあるものとして抽出された複数の前記路側通信機の送信時間を、開始時刻とスロット長がほぼ同じに揃えられた同じ前記タイムスロットに割り当てるステップを、更に含むものである。
従って、この割当方法によれば、本発明の無線通信システムと同様に、前記第２の目的を達成することができる。
【発明の効果】
【００２５】
以上の通り、本発明によれば、複数の路側通信機のスロット割当に必要なスロット数を少なくできるので、移動通信機の送信機会を有効に確保することができる。
また、本発明によれば、移動通信機による無線通信を介した間接干渉を防止できるので、ダウンリンク信号の受信不良をより確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】高度道路交通システムの全体構成を示す概略斜視図である。
【図２】高度道路交通システムの管轄エリアの一部を示す道路平面図である。
【図３】路側通信機と車載通信機の内部構成を示すブロック図である。
【図４】路車間通信のタイムスロットの一例を示す概念図である。
【図５】車載通信機が送信するデータフォーマットの一例を示す図である。
【図６】（ａ）は直接干渉の説明図であり、（ｂ）（ｃ）は直接干渉を回避するスロット割当を示すタイムチャートである。
【図７】（ａ）は間接干渉の説明図であり、（ｂ）は間接干渉が発生し得るスロット割当を示すタイムチャートであり、（ｃ）は間接干渉を回避するスロット割当を示すタイムチャートである。
【図８】路側通信機の配置例を示す道路図である。
【図９】各交差点において必要な送信データ量と送信時間を示す表であり、（ａ）はＡ系列の場合、（ｂ）はＢ系列の場合、（ｃ）はＣ，Ｄ系列の場合である。
【図１０】（ａ）は初期段階（Ａ系列）のタイムスロットを示すタイムチャートであり、（ｂ）（ｃ）は、それぞれＢ系列及びＣ，Ｄ系列のスロット番号の割当表である。
【図１１】Ｃ，Ｄ系列の時分割のスロット割当を示すタイムチャートである。
【図１２】三次段階のスロット割当が終了した後の全系列Ａ〜Ｄのタイムスロットを示すタイムチャートである。
【図１３】本発明の変形例を示すための道路の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
〔システムの全体構成〕
図１は、本発明の実施形態に係る高度道路交通システム（ＩＴＳ）の全体構成を示す概略斜視図である。なお、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（図２及び図３参照）、中央装置４、車載通信機３を搭載した車両５、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。
【００２８】
交通信号機１と路側通信機２は、複数の交差点Ｊｉ（図例では、ｉ＝１〜１２）のそれぞれに設置されており、電話回線等の通信回線７を介してルータ８に接続されている。このルータ８は交通管制センター内の中央装置４に接続されている。
中央装置４は、自身が管轄するエリアに含まれる各交差点Ｊｉの交通信号機１及び路側通信機２とＬＡＮ（Local Area Network）を構成している。従って、中央装置４は、各交通信号機１及び各路側通信機２との間で双方向通信が可能である。なお、中央装置４は、交通管制センターではなく道路上に設置してもよい。
【００２９】
路側センサ６は、各交差点Ｊｉに流入する車両台数をカウントする等の目的で、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Ｓ４や画像データＳ５は通信回線７を介して中央装置４に送信される。
なお、図１及び図２では、図示を簡略化するために、各交差点Ｊｉに信号灯器が１つだけ描写されているが、実際の各交差点Ｊｉには、互いに交差する道路の上り下り用として少なくとも４つの信号灯器が設置されている。
【００３０】
〔中央装置〕
中央装置４は、ワークステーション（ＷＳ）やパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等よりなる制御部を有しており、この制御部は、路側通信機２、路側センサ６からの各種の交通情報の収集・処理（演算）・記録、信号制御及び情報提供を統括的に行う。
具体的には、中央装置４の制御部は、自身のネットワークに属する交差点Ｊｉの交通信号機１に対して、同一道路上の交通信号機１群を調整する系統制御や、この系統制御を道路網に拡張した広域制御（面制御）を行うことができる。
【００３１】
また、中央装置４は、通信回線７を介してＬＡＮ側と接続された通信インタフェースである通信部を有しており、この通信部は、信号灯器の灯色切り替えタイミングに関する信号制御指令Ｓ１や、渋滞情報等を含む交通情報Ｓ２を所定時間ごとに交通信号機１及び路側通信機２に送信している（図１参照）。
信号制御指令Ｓ１は、前記系統制御や広域制御を行う場合の信号制御パラメータの演算周期（例えば、１．０〜２．５分）ごとに送信され、交通情報Ｓ２は、例えば５分ごとに送信される。
【００３２】
また、中央装置４の通信部は、各交差点Ｊｉに対応する路側通信機２から、その通信機２が車載通信機３から受信した車両５の現在位置等を含む車両情報Ｓ３、車両通過時に生じるパルス信号よりなる車両感知器（図示せず）の感知情報Ｓ４、及び、監視カメラが撮影した道路のデジタル情報よりなる画像データＳ５等を受信しており、中央装置４の制御部は、これらの各種情報に基づいて前記系統制御や広域制御を実行する。
【００３３】
〔無線通信の方式等〕
図２は、上記高度道路交通システムの管轄エリアの一部を示す道路平面図である。
図２では、互いに交差する２つの道路の各々が上りと下りで片側１車線のものとして例示されているが、道路構造はこれに限られるものではない。
図２にも示すように、本実施形態の高度道路交通システムは、車載通信機３との間で無線通信が可能な複数の路側通信機２と、キャリアセンス方式で他の通信機２，３と無線通信を行う移動無線送受信機の一種である車載通信機３と備えた無線通信システムとしても機能している。
【００３４】
図１及び図２の例では、複数の路側通信機２は、それぞれ路側の交差点Ｊｉごとに設置されていて、交通信号機１の支柱に取り付けられている。一方、車載通信機３は、道路を走行する車両５の一部又は全部に搭載されている。
車両５に搭載された各車載通信機３は、路側通信機２からのダウンリンク信号の到達範囲であるダウンリンクエリアＡにおいてダウンリンク信号を受信可能である。
【００３５】
また、本実施形態では、車載通信機３の送信信号の到達距離は、路側通信機２のダウンリンク信号の到達距離以下であるとする。従って、各路側通信機２は、自装置のダウンリンクエリアＡの範囲内を走行する車載通信機３との無線通信が可能である。
このように、本実施形態ＩＴＳでは、車載通信機３同士（車車間通信）の通信と、路側通信機２と車載通信機３との間（「路」から「車」への路車間通信と「車」から「路」への車路間通信との双方を含む。）の通信については、無線通信が用いられている。
【００３６】
また、隣接する路側通信機２同士の設置位置が比較的近く、互いのダウンリンクエリアＡが重複（一部重複でも全部重複でもよい。）する場合には、その路側通信機２同士での無線通信（路路間通信）が可能である。
なお、前記した通り、交通管制センターに設けられた中央装置４は、各路側通信機２と有線での双方向通信が可能であるが、これらの間も無線通信であってもよい。
【００３７】
路側通信機２は、自身が無線送信するためのタイムスロット（図４の第１スロットＴ１）をＴＤＭＡ方式で割り当てており、このタイムスロット以外の時間帯（図４の第２スロットＴ２）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ＣＳＭＡ方式による送信時間として開放されている。
【００３８】
また、路側通信機２は、自身の送信タイミングを制御するために他の路側通信機２との時刻同期機能を有している。
この路側通信機２の時刻同期は、例えば、自身の時計をＧＰＳ衛星から取得した時刻に合わせるＧＰＳ同期や、自身の時計を他の路側通信機２からの送信信号に合わせるエア同期等によって行われる。
【００３９】
〔路側通信機〕
図３は、路側通信機２と車載通信機３の内部構成を示すブロック図である。
路側通信機２は、無線通信のためのアンテナ２０が接続された無線通信部（送受信部）２１と、中央装置４と双方向通信する有線通信部２２と、それらの通信制御を行うプロセッサ（ＣＰＵ：Central Processing Unit）等よりなる制御部２３と、制御部２３に接続されたＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置よりなる記憶部２４とを備えている。
【００４０】
路側通信機２の記憶部２４は、制御部２３が実行する通信制御のためのコンピュータプログラムや、各通信機２，３の通信機ＩＤ等を記憶している。
路側通信機２の制御部２３は、上記コンピュータプログラムを実行することで達成される機能部として、無線通信部２１の送信タイミングを制御する送信制御部２３Ａと、各通信部２１，２２の受信データの中継処理を行うデータ中継部２３Ｂとを有する。
【００４１】
路側通信機２のデータ中継部２３Ｂは、有線通信部２２が受信した中央装置４からの交通情報Ｓ２等を、いったん記憶部２４に一時的に記憶させ、無線通信部２１にブロードキャスト送信させる。
また、データ中継部２３Ｂは、無線通信部２１が受信した車両情報Ｓ３を、いったん記憶部２４に一時的に記憶させ、有線通信部２２を介して中央装置４に転送する。
【００４２】
路側通信機２の送信制御部２３Ａは、他装置との間で送信タイミングを同期させつつ、自装置に割り当てられた所定のスロット番号ｉのタイムスロットＴ１（図４参照：以下、「スロットｉ」ということがある。）内において、所定の送信時間だけ無線送信を行う。
すなわち、路側通信機２の記憶部２４は、例えば次のａ）及びｂ）の情報を含む割当情報Ｓ６を記憶している。この割当情報Ｓ６は路側通信機２ごとに個別に設定される。
ａ） 自装置が使用中のスロット番号ｉ（図４参照）
ｂ） スロット番号ｉの第１スロットＴ１（図４参照）の開始時刻及び継続時間
【００４３】
また、路側通信機２の記憶部２４は、自装置からダウンリンク送信すべき情報量（送信データ量）に対応する送信時間と、その送信開始時刻とを記憶している。この送信開始時刻と送信時間は、自装置に割り当てられたタイムスロットＴ１内に収まるように、路側通信機２ごとに個別に設定される。
送信制御部２３Ａは、設定された送信時間長のダウンリンク信号を生成して、このダウンリンク信号を設定された送信開始時刻に無線通信部２１に送信させる。
【００４４】
路側通信機２の送信時間は、自装置に割り当てられたスロット長の最大限に設定してもよいが、本実施形態では、他の通信機２，３との同期ずれや受信側の情報処理時間等を考慮して、所定のマージン（例えば１０μｓオーダーのガードタイム）をもってスロット長よりもやや短めに設定される。
また、路側通信機２の送信時間は、自装置に割り当てられたスロット長の範囲内で任意の時間長さに設定可能であり、そのスロット長よりも大幅に短い時間（例えば、１／３や１／２）に設定することもできる。
【００４５】
なお、ダウンリンク信号の送信開始時刻と送信時間のうち、送信開始時刻については、自装置の割当情報Ｓ６に含まれるスロットｉの開始時刻に基づいて、各路側通信機２の送信制御部２３Ａが自律的に生成するようにしてもよい。
路側通信機２の送信制御部２３Ａは、上記割当情報Ｓ６を含むダウンリンク信号に、現在時刻のタイムスタンプを付して無線通信部２１にブロードキャスト送信させる。
【００４６】
車載通信機３は、上記割当情報Ｓ６とタイムスタンプを含むダウンリンク信号を受信すると、そのタイムスタンプの現在時刻を基準として、割当情報Ｓ６に記されたスロット番号ｉの第１スロットＴ１以外の時間帯（図４の第２スロットＴ２）に無線送信を行う。
なお、後述するメイン周期Ｃｍを割当情報Ｓ６に含めるようにすれば、スロットｉの開始時刻やタイムスタンプの現在時刻をメイン周期Ｃｍ内の相対時刻で表現することができる。この場合、それらの時刻を絶対時刻で表現する場合に比べて、割当情報Ｓ６のビット数を低減することができる。
【００４７】
上記割当情報Ｓ６には、少なくとも、自装置が使用するスロットｉの時間が含まれていればよいが、路路間通信や中央装置４との通信によって他の路側通信機２の割当情報Ｓ６が分かっている場合は、他装置の割当情報Ｓ６を自装置から送信することにしてもよい。
各路側通信機２に対する、割当情報Ｓ６及び送信時間の設定方法（タイムスロットの割当方法）の詳細については後述する。
【００４８】
〔タイムスロットの内容〕
図４は、路車間通信のタイムスロットの一例を示す概念図である。
図４に示すように、路車間通信のタイムスロットは、第１スロットＴ１と第２スロットＴ２とを含み、これらの合計期間が一定のスロット周期Ｃｓで繰り返ようになっている。各スロット周期Ｃｓの第１スロットＴ１は、路側通信機２用のタイムスロットであり、この時間帯では路側通信機２による無線送信が許容される。
【００４９】
第１スロットＴ１にはスロット番号ｉが付されており、このスロット番号ｉは周期的にインクリメント（デクリメントであってもよい。）される。
また、第２スロットＴ２は、車載通信機３用のタイムスロットであり、この時間帯は車載通信機３による無線送信用として開放するため、路側通信機２の送信制御部２３Ａは第２スロットＴ２では無線送信を行わない。
【００５０】
スロット番号ｉは、予め定められた所定数ｎとなると当初番号（図例ではｉ＝１）に戻る。従って、ｎ回分のスロット周期Ｃｓをメイン周期Ｃｍとすると、各スロット番号ｉ〜ｎの第１スロットＴ１はそのメイン周期Ｃｍごとに１回ずつ生じる。
なお、各周期Ｃｓ，Ｃｍの時間長やスロット周期Ｃｓの総数ｎについては、システム事業者が適宜設定することができるが、本実施形態では、一例として、Ｃｓ＝１０ｍｓ、Ｃｍ＝１００ｍｓ及びｎ＝１０とする。
【００５１】
図４において、スロット番号ｉ＝１〜３の第１スロットＴ１に記したドット●は、当該スロット番号ｉの各第１スロットＴ１に複数の路側通信機２の送信時間が割り当てられていることを示している。
すなわち、図４の例では、スロット１に、交差点Ｊ１と交差点Ｊ１１に設置された２つの路側通信機２の送信時間が割り当てられ、スロット２に、交差点Ｊ２、交差点Ｊ９、交差点Ｊ１０に設置された２つの路側通信機２の送信時間が割り当てられている。
【００５２】
その理由は、例えば図１の交差点Ｊ１と交差点Ｊ１１のように、距離が離れた路側通信機２同士はダウンリンクエリアＡが重複しておらず、１つの車載通信機３が各路側通信機２から同時にダウンリンク信号を受ける直接干渉（図６（ａ）参照）が生じないか、或いはその可能性が極めて低いことから、これらに同じスロットｉを設定して各路側通信機２の送信時間が重複しても、車載通信機３が各路側通信機２からダウンリンク信号を適切に受信できるからである。
【００５３】
一方、１つの車載通信機３について上記直接干渉が発生し得る、比較的近い位置関係にある路側通信機２同士の場合は、スロット番号ｉを同じに設定して送信時間を重複させることはできない。
もっとも、直接干渉が発生し得る路側通信機２同士でも、第１スロットＴ１内において時分割で送信時間をスケジューリングすれば、同じスロット番号ｉに設定できるが、この点については後述する。また、直接干渉が生じない同じスロット番号ｉの路側通信機２同士でも、図７（ｂ）に示す間接干渉が生じる場合があるが、この点についても後述する。
【００５４】
〔車載通信機〕
図３に戻り、車載通信機３は、無線通信のためのアンテナ３０に接続された通信部（送受信部）３１と、この通信部３１に対する通信制御を行うプロセッサ等よりなる制御部３２と、この制御部３２に接続されたＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置よりなる記憶部３３とを備えている。
記憶部３３は、制御部３２が実行する通信制御のためのコンピュータプログラムや、各通信装置２，３の通信機ＩＤ等を記憶している。
【００５５】
車載通信機３の制御部３２は、車車間通信のためのキャリアセンス方式による無線通信を通信部３１に行わせるものであり、路側通信機２のような時分割多重方式での通信制御機能は有していない。
従って、車載通信機３の通信部３１は、所定の搬送波周波数の受信レベルを常時感知しており、その値がある閾値以上である場合は無線送信を行わず、当該閾値未満になった場合にのみ無線送信を行うようになっている。
【００５６】
また、車載通信機３の制御部３２は、ある路側通信機２から通信部３１がダウンリンク信号を受信すると、そのダウンリンク信号から当該路側通信機２の割当情報Ｓ６とタイムスタンプを抽出する。
そして、制御部３２は、上記タイムスタンプの時刻を基準として、割当信号Ｓ６に記されたスロット番号ｉのタイムスロットＴ１以外の時間帯（図４の第２スロットＴ２）においてのみ、キャリアセンス方式による無線送信を通信部３１に行わせる。
【００５７】
更に、車載通信機３の制御部３２は、車両５（車載通信機３）の現時の位置、方向及び速度等を含む車両情報Ｓ３を、通信部３１を介して外部にブロードキャストで無線送信させている。
また、車載通信機３の制御部３２は、他の車両５から直接受信した車両情報Ｓ３や、路側通信機２から受信した他の車両５の車両情報Ｓ３に含まれる、位置、速度及び方向に基づいて、右直衝突や出合い頭衝突等を回避する安全運転支援制御を行うことができる。
【００５８】
図５は、車載通信機３が送信するデータフォーマットの一例を示す図である。
図５に示すように、車載通信機３の送信信号には、プリアンブル、ヘッダ、データ、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）が含まれている。
このうち、データには、車両５の位置、方向（進行方向）及び速度が含まれるが、路側通信機２からの送信信号を受信した場合の受信レベルを含めることもできる。車両５の位置や方向は、通常は、ＧＰＳ等の車両５側のセンサ類が自律的に測定した情報であるが、光ビーコン等のインフラ側から取得可能な場合もある。速度は、車両５の速度センサに基づいた情報である。
【００５９】
〔直接干渉を避けるスロット割当方法〕
図６（ａ）は、直接干渉の説明図であり、図６（ｂ）及び（ｃ）は、直接干渉を回避するスロット割当を示すタイムチャートである。
ここで、「直接干渉」とは、１つの車載通信機３に対して複数の路側通信機２からのダウンリンク信号が同時に到達することをいう。この場合、複数のダウンリンク信号が衝突して電波干渉するため、車載通信機３がダウンリンク信号を適切に受信できなくなる可能性が高い。
【００６０】
かかる直接干渉は、図６（ａ）に示すように、２つの路側通信機２Ａ，２ＢのダウンリンクエリアＡ，Ａが重複する範囲にある車両５に対して、各路側通信機２Ａ，２Ｂが同時にダウンリンク送信する場合に発生する。
そこで、このような直接干渉を回避するには、例えば図６（ｂ）に示すように、一方の路側通信機２Ａの送信時間Ｔａをスロットｋ（スロット番号ｉ＝ｋの第１スロットＴ１）に割り当て、他方の路側通信機２Ｂの送信時間Ｔｂをスロットｋ＋１に割り当てるというように、両者の送信時間Ｔａ，Ｔｂを異なるスロット番号に割り当てればよい。
【００６１】
しかし、路側通信機２Ａ，２Ｂの送信時間Ｔａ，Ｔｂを一律に異なるスロットｋ，ｋ＋１に割り当てる方法では、路側通信機２の設置数の増加に伴って、定義すべきスロット数ｉを増加せざるを得ない可能性が高くなり、従って、その分だけ車載通信機３に開放する送信時間が短縮される可能性が高くなる。
そこで、図６（ｃ）に示すように、直接干渉が発生し得る位置関係にある路側通信機２Ａ，２Ｂ同士でも、ダウンリンク送信に必要な送信時間Ｔａ，Ｔｂを、同じスロット番号ｋのタイムスロットＴ１内に時分割で割り当てることにしてもよい。
【００６２】
このように、同じスロット番号ｋのタイムスロットＴ１に複数の路側通信機２Ａ，２Ｂ送信時間Ｔａ，Ｔｂを時分割で割り当てれば、路側通信機２Ａ，２Ｂの送信時間Ｔａ，Ｔｂを必ず異なるタイムスロットＴ１に割り当てる方法（図６（ｂ）の場合）に比べて、必要なスロット数を少なくすることができ、車載通信機３に開放する送信時間をなるべく長く設定できる可能性がある。
【００６３】
また、本実施形態では、同じタイムスロットＴ１（スロットｋ）に時分割で割り当れられる路側通信機２Ａ，２Ｂの送信時間Ｔａ，Ｔｂは、所定のガードタイムＧを挟んで稠密に割り当てられる。
なお、図６（ｃ）では、１つのスロットｋに２つの路側通信機２Ａ，２Ｂの送信時間Ｔａ，Ｔｂを割り当てているが、１つのスロットｋに割り当てる路側通信機２の送信時間は、３つ以上であってもよく、この場合、３つ以上の送信時間がガードタイムＧを挟んでスロットｋの内部に稠密に割り当てられる。
【００６４】
このように、所定のガードタイムＧを挟んで複数の送信時間を稠密に割り当てるようにすれば、１つのスロットｋにできるだけ多くの路側通信機２の送信時間を割り当てることができ、スロット数の増大をより有効に防止することができる。
一方、図６（ｃ）において、例えば、先行して無線送信する路側通信機２Ａの時刻が不正確であるため、送信時間Ｔａの終了がガードタイムＧを超えて遅れた場合には、後で無線送信する路側通信機２Ｂの送信時間Ｔｂと重複し、直接干渉が生じる可能性がある。
【００６５】
そこで、スロットｋ内において後から無線送信を行う路側通信機２Ｂが、先行して無線送信する路側通信機２Ａのダウンリンク信号を受信可能である場合には、その路側通信機２Ｂは、先行して無線送信する路側通信機２Ａのダウンリンク信号の送信完了を検出してから、無線送信を開始することが好ましい。
このようにすれば、路側通信機２Ｂの送信時間ＴａがガードタイムＧを超えて遅れた場合でも、路側通信機２Ｂの送信時間Ｔｂとの重複を避けることができ、送信時間Ｔａ，Ｔｂの重複に伴う直接干渉を未然に防止することができる。
【００６６】
〔間接干渉を避けるスロット割当方法〕
図７（ａ）は、間接干渉の説明図であり、図７（ｂ）は、間接干渉が発生し得るスロット割当を示すタイムチャートである。また、図７（ｃ）は、間接干渉を回避するスロット割当を示すタイムチャートである。
ここで、図７（ａ）に示すように、第１の路側通信機２ＡのダウンリンクエリアＡに第１の車載通信機３Ａがあり、第１の路側通信機２Ａと直接干渉が生じない位置関係にある第２の路側通信機２ＢのダウンリンクエリアＡに、第２の車載通信機３Ｂがある場合を想定する。
【００６７】
上記の場合において、「間接干渉」とは、第１の路側通信機２Ａのダウンリンク信号と、第２の車載通信機３Ｂの送信信号Ｓｂ、又は、この送信信号Ｓｂを契機として無線送信された他の車載通信機３Ｃの送信信号Ｓｃとが、第１の車載通信機３Ａに対して同時に到達することをいう。
【００６８】
かかる間接干渉は、図７（ｂ）に示すように、各路側通信機２Ａ，２ＢのタイムスロットＴ１の継続時間（スロット長）が異なる場合に発生し得る問題である。以下、この点について説明する。
すなわち、図７（ｂ）に示すように、路側通信機２Ａ，２Ｂの送信時間Ｔａ，Ｔｂがいずれも同じスロット番号ｋのタイムスロットＴ１に割り当てられているが、路側通信機２Ａに割り当てられたスロット長Ｌａが、路側通信機２Ｂに割り当てられたスロット長Ｌｂよりも長いと仮定する。
【００６９】
この場合、路側通信機２ＡのダウンリンクエリアＡでその路側通信機２Ａの割当情報Ｓ６を取得した第１の車載通信機３Ａは、長い方のスロット長Ｌａの範囲で無線送信が規制される。
これに対して、路側通信機２ＢのダウンリンクエリアＡでその路側通信機２Ｂの割当情報Ｓ６を取得した第２の車載通信機３Ｂは、短い方のスロット長Ｌｂの範囲でしか無線送信が規制されず、スロット長Ｌｂの経過後でかつスロット長Ｌａの経過前の時間帯（図６（ｂ）のＬａ−Ｌｂの時間帯）に無線送信を行うことができる。
【００７０】
従って、第２の車載通信機３Ｂが上記時間帯（Ｌａ−Ｌｂ）で無線送信を行うと、車載通信機３Ａ，３Ｂ間の距離が車載通信機３の電波到達距離以下の場合には、当該時間帯（Ｌａ−Ｌｂ）に送信された第２の車載通信機３Ｂの送信信号Ｓｂが、第１の車載通信機３Ａに到達する。
また、車載通信機３Ａ，３Ｂ間の距離が電波到達距離を超える場合でも、第２の車載通信機３Ｂの送信信号Ｓｂを受けて車両情報Ｓ３を中継する第３の車載通信機３Ｃの送信信号Ｓｃが、第１の車載通信機３Ａに到達することもあり得る。
【００７１】
このように、直接干渉が生じない位置関係にあるため、路側通信機２Ａ，２Ｂの送信時間Ｔａ，Ｔｂを同じスロットｋに割り当てる場合であっても、互いのスロット長Ｌａ，Ｌｂが異なっている場合には、長い方のスロット長Ｌａの路側通信機２Ａに従う第１の車載通信機３Ａに対して、その路側通信機２Ａからのダウンリンク信号と、短い方のスロット長Ｌｂに従う第２の車載通信機３Ｂからの送信信号Ｓｂ、或いは、この送信信号Ｓｂを契機とした別の送信信号Ｓｃとが同時に到達する場合（間接干渉）があり、このような間接干渉が生じると、第１の車載通信機３Ａが、路側通信機２Ａのダウンリンク信号を適切に受信できなくなる恐れがある。
【００７２】
なお、図７（ｂ）の例では、各路側通信機２Ａ，２Ｂのスロットｋの開始時刻が同じであることを前提として、スロット長Ｌａ，Ｌｂが異なる場合を例示したが、そのスロット長Ｌａ，Ｌｂが相違する場合だけでなく、各路側通信機２Ａ，２Ｂのスロットｋの開始時刻がずれて設定されている場合や、そのスロットｋの開始時刻とスロット長の双方が相違する場合にも、上記間接干渉が発生し得る。
【００７３】
そこで、このような間接干渉を回避するため、本実施形態では、図７（ｃ）に示すように、直接干渉が生じない路側通信機２Ａ，２Ｂの送信時間Ｔａ，Ｔｂを同じスロットｋ（スロット番号ｉ＝ｋの第１スロットＴ１）に割り当てる場合において、各スロットｋの開始時刻とスロット長Ｌａ，Ｌｂをほぼ同じに揃えた状態で、路側通信機２Ａ，２ＢにタイムスロットＴ１を割り当てるようにしている。
このようにすれば、直接干渉が生じないために同じスロットｋが割り当てられる路側通信機２Ａ，２Ｂについて、そのスロットｋの開始時刻とスロット長Ｌａ，Ｌｂが揃っていないために発生する、車載通信機３Ａ〜３Ｃの無線通信を介した間接干渉を有効に防止することができる。
【００７４】
なお、上記間接干渉は、第１の車載通信機３Ａに対する、第１の路側通信機２Ａのダウンリンク信号と他の車載通信機３Ｂ，３Ｃの送信信号Ｓｂとの電波干渉であるから、第２の車載通信機３Ｂからの送信信号Ｓｂだけを想定するとすれば、ダウンリンクエリアＡの端同士が車載通信機３の電波到達距離よりも遠い路側通信機２Ａ，２Ｂ同士は、間接干渉の問題がないとして取り扱うことができる。
また、第３の車載通信機３Ｃの送信信号Ｓｃについても想定する場合には、ダウンリンクエリアＡの端同士が、車載通信機３の電波到達距離に車車間通信の中継可能回数を乗じた距離よりも遠い路側通信機２Ａ，２Ｂ同士を、間接干渉の問題がないとして取り扱うようにすればよい。
【００７５】
従って、間接干渉が生じ得る位置関係にある路側通信機２Ａ，２Ｂを抽出するには、直接干渉が生じない複数の路側通信機２の中から、ダウンリンクエリアＡの端同士が、車載通信機３の電波到達距離以下、或いは、この距離に中継可能回数を乗じた距離以下になっているか否かを判定し、この判定結果が肯定的である路側通信機２Ａ，２Ｂを採用すればよい。
【００７６】
更に、間接干渉の位置関係にある路側通信機２Ａ，２Ｂのスロットｋの開始時刻とスロット長を揃える場合においては、その時刻及び時間を単純に厳密に同値に設定するのが簡便であるが、他の車載通信機３Ｂ，３Ｃによる送信信号Ｓｂ，Ｓｃの信号処理時間等に伴う、当該送信信号Ｓｂ，Ｓｃが第１の車載通信機３Ａに到達するまでの遅延時間を考慮して、それらの時刻及び時間を若干相違させることにしてもよい。
【００７７】
なお、図７（ａ）に示す間接干渉が発生し得る位置関係にある路側通信機２Ａ，２Ｂの送信時間Ｔａ，Ｔｂについても、図６（ｃ）に示すように、同じスロット番号ｋのタイムスロットＴ１に時分割で割り当てることにしてもよい。
この場合、路側通信機２Ａ，２Ｂの送信時間Ｔａ，Ｔｂが異なるため、間接干渉が原因である車載通信機３の受信不良を未然に防止できると同時に、必要なスロット数もできるだけ少なくすることができる。
【００７８】
〔スロット割当方法の具体例〕
以下、図８〜図１２を参照しつつ、本実施形態に係るスロット割当方法の具体例を説明する。ここで、図８は、路側通信機２の配置例を示す道路図である。
図８において、南北方向の６つの道路Ｒ１〜Ｒ６のうち、２つの道路Ｒ２，Ｒ４は幹線道路（例えば、合計４車線以上の道路）であり、その他の道路Ｒ１，Ｒ３，Ｒ５，Ｒ６は幹線道路よりも規模が小さい側道であるとする。
【００７９】
また、東西方向の４つのＲａ〜Ｒｄのうち、２つの道路Ｒａ，Ｒｂは幹線道路であり、その他の道路Ｒｃ，Ｒｄは側道であるとする。
更に、図８に示す道路エリアにおいて、路側通信機２の運用を開始する初期段階に、幹線道路Ｒａの交差点Ａ１〜Ａ６（Ａ系列）に路側通信機２を設置し、次の二次段階に、幹線道路Ｒｂの交差点Ｂ１〜Ｂ６（Ｂ系列）に路側通信機２を設置し、設置の普及が進行する三次段階に、側道Ｒｃ，Ｒｄの交差点Ｃ１〜Ｃ６，Ｄ１〜Ｄ６（Ｃ系列とＤ系列）に路側通信機６を設置するものとする。
【００８０】
また、図８に示す、東西方向の道路Ｒａに沿うＡ系列の交差点Ａ１〜Ａ６において、隣接する交差点間は直接干渉が生じる距離であるものとする。その他の系列Ｂ〜Ｄの場合も同様である。
更に、図８に示す、南北方向の道路Ｒ１に沿う交差点Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１において、隣接する交差点間は直接干渉が生じる距離であるが、交差点Ｃ１，Ｄ１と交差点Ａ１は直接干渉が生じない距離であるものとする。その他の南北方向の道路Ｒ２〜Ｒ６に沿う交差点Ａｊ，Ｂｊ，Ｃｊ，Ｄｊ（ｊ＝２〜６）の場合も同様である。
【００８１】
図９（ａ）〜（ｃ）は、各交差点において必要な送信データ量と送信時間を示す表であり、図９（ａ）はＡ系列の場合、図９（ｂ）はＢ系列の場合、図９（ｃ）はＣ，Ｄ系列の場合である。なお、送信データ量は１６ＱＡＭでのデジタル変調を想定している。
Ａ系列において、交差点Ａ２，Ａ４は、東西方向の幹線道路Ｒａと南北方向の幹線道路Ｒ２，Ｒ４が交差する大規模の交差点であるため、図９（ａ）の表に示すように、必要な送信データ量が大きく（図例では５０００バイト）、これに対応して必要な送信時間が長い（図例では３５４０μ秒）ものとする。
【００８２】
また、Ａ系列において、交差点Ａ１，Ａ３，Ａ５，Ａ６は、東西方向の幹線道路Ｒａと南北方向の側道Ｒ１，Ｒ３，Ｒ５，Ｒ６が交差する中規模の交差点であるため、必要な送信データ量も中程度（図例では３０００バイト）であり、これに対応して必要な送信時間も中程度（図例では２１４０μ秒）であるとする。
Ｂ系列についても同様であり、交差点Ｂ１〜Ｂ６の規模に対応する送信データ量に応じて、路側通信機２のダウンリンク信号に必要な送信時間が、図９（ｂ）の表のように定まるものとする。
【００８３】
更に、Ｃ系列とＤ系列においても、交差点Ｃ１〜Ｃ６の規模に対応する送信データ量に応じて、路側通信機２のダウンリンク信号に必要な送信時間が、図９（ｃ）の表のように定まるものとする。
なお、後述する通り、Ｃ系列とＤ系列に設置する路側通信機２の送信時間は、同じスロットｋに時分割で割り当てられるので、図９（ｃ）の表の最右列には、Ｃ系列とＤ系列の送信時間の合計時間が記載されている。
【００８４】
図１０（ａ）は、初期段階（Ａ系列）のタイムスロットを示すタイムチャートである。
この初期段階は、図８に示す道路エリアのＡ系列（交差点Ａ１〜Ａ６）に路側通信機２を新規に設置する最初の段階であるから、各交差点Ａ１〜Ａ６に設置する路側通信機２の送信時間を、順番にスロット１〜６にそれぞれ割り当てるようにする。
【００８５】
図１０（ｂ）は、Ｂ系列のスロット番号の割当表である。
ここで、前記した通り、交差点Ｂ１は、南北方向の道路Ｒ１を通るＡ系列の交差点Ａ１と近接しており、交差点Ａ１と直接干渉が生じる位置関係にある。同様に、Ｂ系列の他の交差点Ｂ２〜Ｂ６も、それぞれ交差点Ａ２〜Ａ６と直接干渉が生じる位置関係にある。
そこで、図１０（ｂ）に示す例では、Ｂ系列の交差点Ｂｊ（ｊ＝１〜６）に設置する路側通信機２については、Ａ系列の交差点Ａｊ（ｊ＝１〜６）に設置する路側通信機２との直接干渉を回避すべく、Ａ系列の場合とはスロット番号を入れ替えるようにしている。
【００８６】
この場合、Ａ系列とＢ系列との間で、同じスロット内での時分割割当（図６（ｃ）の割当）を採用しない理由は、次の通りである。
すなわち、Ａ系列とＢ系列には、幹線道路Ｒａ，Ｒｂ，Ｒ２，Ｒ４のみが流入する大規模の交差点Ａ２，Ａ４，Ｂ２，Ｂ４が含まれており（図８参照）、かかる大規模の交差点Ａ２，Ａ４，Ｂ２，Ｂ４の場合には、路側通信機２の送信データ量が多く必要な送信時間（３５４０μ秒）が非常に大きい。
【００８７】
従って、このような大規模の交差点Ａ２，Ａ４，Ｂ２，Ｂ４についても、他の路側通信機２の送信時間とともに同じスロットに時分割で割り当てると、そのスロットのスロット長が大きくなり過ぎるからである。
例えば、交差点Ａ２と交差点Ｂ２の送信時間は３５４０μ秒であり、この送信時間を１つのスロットに割り当てると７０００μ秒を超えるスロット長になるが、これでは、交差点Ａ２と交差点Ｂ２間にある車載通信機３は、スロット周期Ｃｓ（＝１０ｍ秒）内の７０％超で無線送信できなくなる。
さらには、交差点Ａ２や交差点Ｂ２の路側通信機２と間接干渉が生じ得る位置関係にある路側通信機２との間に位置する車載通信機３においても、スロット周期Ｃｓ内の７０％超で無線送信ができなくなる。
【００８８】
一方、Ｂ系列の交差点Ｂｊ（ｊ＝１〜６）に設置する路側通信機２に、Ａ系列の交差点Ｂｊ（ｊ＝１〜６）に設置済みの路側通信機２と同じスロット番号を割り付ける場合において、新設するＢ系列と既設のＡ系列とでスロット長を揃えないと、前記した間接干渉（図７（ｃ）参照）が発生する恐れがある。
そこで、図１０（ｂ）の表に示すＢ系列のスロット割当では、新設するＢ系列の路側通信機２のスロット長が、既設のＡ系列のスロット長と同じになるようにスロット番号を入れ替えている。
【００８９】
例えば、交差点Ｂ１の送信時間（２１４０μ秒）は交差点Ａ５の送信時間（２１４０μ秒）と同じであるから（図９参照）、交差点Ｂ１に設置する路側通信機２のスロットとして、交差点Ａ５のスロット５（スロット長＝２．２ｍ秒）がそのまま採用されている。
また、交差点Ｂ２の送信時間（３５４０μ秒）は交差点Ａ４の送信時間（３５４０μ秒）と同じであるから（図９参照）、交差点Ｂ２に設置する路側通信機２のスロットとして、交差点Ａ４のスロット４（スロット長＝３．６ｍ秒）がそのまま採用されている。
【００９０】
図１０（ｃ）は、Ｃ，Ｄ系列のスロット番号の割当表である。
前記した通り、Ｃ系列の交差点Ｃｊ（ｊ＝１〜６）とＤ系列の交差点Ｄｊ（ｊ＝１〜６）は、いずれも、同じ番号ｊのＡ系列の交差点Ａｊ（ｊ＝１〜６）と直接干渉が生じない位置関係にある。
そこで、図１０（ｃ）に示す通り、これらＣ系列とＤ系列については、既設のＡ系列のスロット１〜６をそのまま採用している。
【００９１】
図１１は、Ｃ，Ｄ系列の時分割のスロット割当を示すタイムチャートである。
ここで、前記した通り、Ｃ系列の交差点Ｃｊ（ｊ＝１〜６）とＤ系列の交差点Ｄｊ（ｊ＝１〜６）とは、同じ番号ｊ同士のものについて互いに直接干渉する位置関係にある。
また、図９（ｃ）に示すように、交差点Ｃ１と交差点Ｄ１の送信時間の合計は、交差点Ａ１の送信時間ととほぼ同等であり、スロット１のスロット長に納めることができる。
【００９２】
そこで、本実施形態では、図１１に示すように、交差点Ｃ１に設置する路側通信機２の送信時間と、交差点Ｄ１に設置する路側通信機２の送信時間とを、既設の交差点Ａ１に対応するスロット１の内部に時分割で割り当てるようにしている。
同様に、交差点Ｃｊ（ｊ＝２〜６）に設置する路側通信機２の送信時間と、交差点Ｄｊ（ｊ＝２〜６）に設置する路側通信機２の送信時間とは、既設の交差点Ａｊ（ｊ＝２〜６）に対応するスロット２〜６の内部に時分割に割り当てられる。
【００９３】
図１２は、上記三次段階のスロット割当が終了した後の全系列Ａ〜Ｄのタイムスロットを示すタイムチャートである。
路側通信機２の普及が進む三次段階においては、中規模或いは小規模の交差点Ｃｊ，Ｄｊ（ｊ＝１〜６）に設置する路側通信機２にスロット割当を行う必要が生じるが、中規模或いは小規模の交差点の場合には、必要な送信時間が比較的小さいため、既に決定済みのスロット１〜６のスロット長の範囲内で、送信時間を時分割で割り当て可能となる場合が多いと考えられる。
【００９４】
〔変形例：指向性のある路側通信機〕
図１３は、本発明の変形例を示すための道路の平面図である。
この変形例に係る各路側通信機２は、指向性が異なる複数のアンテナを用いた無線通信が可能な無線通信部を搭載している。
上記無線通信部の各アンテナは、図１１に矢印で示すように、交差点に流入する各道路の進行方向に沿った指向性を有しており、無線通信部は、そのアンテナごとに送受信タイミングを設定することができる。
【００９５】
上記のような路側通信機２の場合には、１つの路側通信機２に対して、アンテナごとに独立した複数の通信エリアがあるものと見なすことができる。
そこで、路側通信機２ごとではなくアンテナごとに通信機が存在すると見なして、電波干渉の有無の判定やスロット割当を行うようにすれば、指向性アンテナごとに無線通信が可能な路側通信機２の場合にも、本発明を適用することができる。
【００９６】
〔その他の変形例〕
今回開示した各実施形態は本発明の例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は、上記実施形態ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲とその構成と均等な意味及び範囲内での全ての変更が含まれる。
例えば、上記実施形態において、所定エリア内にある複数の路側通信機２のスロット割当を中央装置４その他のインフラ側の制御装置が自動的に行ってもよいし、複数の路側通信機２の中から１つの親機を予め選定しておき、この親機が子機に対する総括的なスロット割当を行うことにしてもよい。
【００９７】
更に、上記実施形態の高度道路交通システムおいて、車載通信機３の代わりに或いは車載通信機３に加えて、歩行者等が携帯する通信機（携帯通信端末）を用いてもよい。もっとも、この場合には、その携帯通信端末が、上記実施形態の車載通信機３の場合と同様に、路側通信機２の送信時間（第１スロットＴ１）中においては無線送信を行わないという規約に従う必要がある。
【符号の説明】
【００９８】
１ 交通信号機
２ 路側通信機
３ 車載通信機（移動通信機）
４ 中央装置
５ 車両
２１ 無線通信部
２２ 有線通信部
２３ 制御部
２３Ａ 送信制御部
２３Ｂ データ中継部
２４ 記憶部
３０ アンテナ
３１ 通信部
３２ 制御部
３３ 記憶部
Ｓ１ 信号制御指令
Ｓ２ 交通情報
Ｓ３ 車両情報
Ｓ４ 感知情報
Ｓ５ 画像データ
Ｓ６ 割当情報
Ｔ１ 第１スロット（タイムスロット）
Ｔ２ 第２スロット（タイムスロット）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定サイクルで繰り返す複数のタイムスロットのうちの少なくとも１つで無線送信する複数の路側通信機と、前記タイムスロット以外の時間帯において無線送信が許容された移動通信機とを備えた無線通信システムであって、
次の（ａ）で定義される直接干渉又は次の（ｂ）で定義される間接干渉が発生し得る位置関係にある複数の前記路側通信機の送信時間が、同じ前記タイムスロット内において時分割で割り当てられていることを特徴とする無線通信システム。
（ａ） １つの移動通信機に対して複数の路側通信機からのダウンリンク信号が同時に到達する直接干渉
（ｂ） 第１の路側通信機のダウンリンクエリアに第１の移動通信機があり、第１の路側通信機と前記直接干渉が生じない位置関係にある第２の路側通信機のダウンリンクエリアに、第２の移動通信機がある場合に、第１の路側通信機のダウンリンク信号と、第２の移動通信機の送信信号又はこの送信信号を契機として無線送信された他の移動通信機の送信信号とが、第１の移動通信機に対して同時に到達する間接干渉
【請求項２】
同じ前記タイムスロット内において２番目以降に無線送信を行う前記路側通信機が、先行して無線送信する他の前記路側通信機のダウンリンク信号を受信可能であり、かつ、そのダウンリンク信号の送信完了を検出してから無線送信を開始する請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
同じ前記タイムスロットに時分割で割り当れられる複数の前記路側通信機の送信時間が、所定のガードタイムを挟んで稠密に割り当てられている請求項１又は２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
同じ前記タイムスロットに時分割で割り当てられる複数の前記路側通信機は、少なくとも１つの側道に繋がる中規模又は小規模の交差点に設置される前記路側通信機である請求項１〜３のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項５】
幹線道路のみが流入する大規模の交差点に設置される前記路側通信機を更に含み、
当該路側通信機については、その送信時間が単独で１つの前記タイムスロットに割り当てられている請求項１〜４のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記間接干渉が発生し得る位置関係にある複数の前記路側通信機の送信時間が、開始時刻とスロット長がほぼ同じに揃えられた同じ前記タイムスロットに割り当てられている請求項１〜５のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項７】
所定サイクルで繰り返す複数のタイムスロットのうちの少なくとも１つで無線送信し、前記タイムスロット以外の時間帯を移動通信機による無線送信のために開放する路側通信機であって、
特定の前記路側通信機の送信時間と、次の（ａ）で定義される直接干渉又は次の（ｂ）で定義される間接干渉が発生し得る位置関係にある他の前記路側通信機の送信時間とが、同じ前記タイムスロット内において時分割で割り当てられていることを特徴とする路側通信機。
（ａ） １つの移動通信機に対して複数の路側通信機からのダウンリンク信号が同時に到達する直接干渉
（ｂ） 第１の路側通信機のダウンリンクエリアに第１の移動通信機があり、第１の路側通信機と前記直接干渉が生じない位置関係にある第２の路側通信機のダウンリンクエリアに、第２の移動通信機がある場合に、第１の路側通信機のダウンリンク信号と、第２の移動通信機の送信信号又はこの送信信号を契機として無線送信された他の移動通信機の送信信号とが、第１の移動通信機に対して同時に到達する間接干渉
【請求項８】
所定サイクルで繰り返す複数のタイムスロットのうちの少なくとも１つで無線送信し、前記タイムスロット以外の時間帯を移動通信機による無線送信のために開放する路側通信機に対する、タイムスロットの割当方法であって、
次の（ａ）で定義される直接干渉又は次の（ｂ）で定義される間接干渉が発生し得る位置関係にある複数の前記路側通信機を抽出するステップと、
抽出された複数の前記路側通信機の送信時間を、同じ前記タイムスロット内において時分割で割り当てるステップと、
を含むことを特徴とするタイムスロットの割当方法。
（ａ） １つの移動通信機に対して複数の路側通信機からのダウンリンク信号が同時に到達する直接干渉
（ｂ） 第１の路側通信機のダウンリンクエリアに第１の移動通信機があり、第１の路側通信機と前記直接干渉が生じない位置関係にある第２の路側通信機のダウンリンクエリアに、第２の移動通信機がある場合に、第１の路側通信機のダウンリンク信号と、第２の移動通信機の送信信号又はこの送信信号を契機として無線送信された他の移動通信機の送信信号とが、第１の移動通信機に対して同時に到達する間接干渉
【請求項９】
前記間接干渉が発生し得る位置関係にあるものとして抽出された複数の前記路側通信機の送信時間を、開始時刻とスロット長がほぼ同じに揃えられた同じ前記タイムスロットに割り当てるステップを、
更に含む請求項８に記載のタイムスロットの割当方法。
【請求項１】
所定サイクルで繰り返す複数のタイムスロットのうちの少なくとも１つで無線送信する複数の路側通信機と、前記タイムスロット以外の時間帯において無線送信が許容された移動通信機とを備えた無線通信システムであって、
次の（ａ）で定義される直接干渉又は次の（ｂ）で定義される間接干渉が発生し得る位置関係にある複数の前記路側通信機の送信時間が、同じ前記タイムスロット内において時分割で割り当てられていることを特徴とする無線通信システム。
（ａ） １つの移動通信機に対して複数の路側通信機からのダウンリンク信号が同時に到達する直接干渉
（ｂ） 第１の路側通信機のダウンリンクエリアに第１の移動通信機があり、第１の路側通信機と前記直接干渉が生じない位置関係にある第２の路側通信機のダウンリンクエリアに、第２の移動通信機がある場合に、第１の路側通信機のダウンリンク信号と、第２の移動通信機の送信信号又はこの送信信号を契機として無線送信された他の移動通信機の送信信号とが、第１の移動通信機に対して同時に到達する間接干渉
【請求項２】
同じ前記タイムスロット内において２番目以降に無線送信を行う前記路側通信機が、先行して無線送信する他の前記路側通信機のダウンリンク信号を受信可能であり、かつ、そのダウンリンク信号の送信完了を検出してから無線送信を開始する請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
同じ前記タイムスロットに時分割で割り当れられる複数の前記路側通信機の送信時間が、所定のガードタイムを挟んで稠密に割り当てられている請求項１又は２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
同じ前記タイムスロットに時分割で割り当てられる複数の前記路側通信機は、少なくとも１つの側道に繋がる中規模又は小規模の交差点に設置される前記路側通信機である請求項１〜３のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項５】
幹線道路のみが流入する大規模の交差点に設置される前記路側通信機を更に含み、
当該路側通信機については、その送信時間が単独で１つの前記タイムスロットに割り当てられている請求項１〜４のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記間接干渉が発生し得る位置関係にある複数の前記路側通信機の送信時間が、開始時刻とスロット長がほぼ同じに揃えられた同じ前記タイムスロットに割り当てられている請求項１〜５のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項７】
所定サイクルで繰り返す複数のタイムスロットのうちの少なくとも１つで無線送信し、前記タイムスロット以外の時間帯を移動通信機による無線送信のために開放する路側通信機であって、
特定の前記路側通信機の送信時間と、次の（ａ）で定義される直接干渉又は次の（ｂ）で定義される間接干渉が発生し得る位置関係にある他の前記路側通信機の送信時間とが、同じ前記タイムスロット内において時分割で割り当てられていることを特徴とする路側通信機。
（ａ） １つの移動通信機に対して複数の路側通信機からのダウンリンク信号が同時に到達する直接干渉
（ｂ） 第１の路側通信機のダウンリンクエリアに第１の移動通信機があり、第１の路側通信機と前記直接干渉が生じない位置関係にある第２の路側通信機のダウンリンクエリアに、第２の移動通信機がある場合に、第１の路側通信機のダウンリンク信号と、第２の移動通信機の送信信号又はこの送信信号を契機として無線送信された他の移動通信機の送信信号とが、第１の移動通信機に対して同時に到達する間接干渉
【請求項８】
所定サイクルで繰り返す複数のタイムスロットのうちの少なくとも１つで無線送信し、前記タイムスロット以外の時間帯を移動通信機による無線送信のために開放する路側通信機に対する、タイムスロットの割当方法であって、
次の（ａ）で定義される直接干渉又は次の（ｂ）で定義される間接干渉が発生し得る位置関係にある複数の前記路側通信機を抽出するステップと、
抽出された複数の前記路側通信機の送信時間を、同じ前記タイムスロット内において時分割で割り当てるステップと、
を含むことを特徴とするタイムスロットの割当方法。
（ａ） １つの移動通信機に対して複数の路側通信機からのダウンリンク信号が同時に到達する直接干渉
（ｂ） 第１の路側通信機のダウンリンクエリアに第１の移動通信機があり、第１の路側通信機と前記直接干渉が生じない位置関係にある第２の路側通信機のダウンリンクエリアに、第２の移動通信機がある場合に、第１の路側通信機のダウンリンク信号と、第２の移動通信機の送信信号又はこの送信信号を契機として無線送信された他の移動通信機の送信信号とが、第１の移動通信機に対して同時に到達する間接干渉
【請求項９】
前記間接干渉が発生し得る位置関係にあるものとして抽出された複数の前記路側通信機の送信時間を、開始時刻とスロット長がほぼ同じに揃えられた同じ前記タイムスロットに割り当てるステップを、
更に含む請求項８に記載のタイムスロットの割当方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−２５７２７５（Ｐ２０１２−２５７２７５Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１６３４７７（Ｐ２０１２−１６３４７７）
【出願日】平成２４年７月２４日（２０１２．７．２４）
【分割の表示】特願２０１０−６６１８７（Ｐ２０１０−６６１８７）の分割
【原出願日】平成２２年３月２３日（２０１０．３．２３）
【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２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年７月２４日（２０１２．７．２４）
【分割の表示】特願２０１０−６６１８７（Ｐ２０１０−６６１８７）の分割
【原出願日】平成２２年３月２３日（２０１０．３．２３）
【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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