無線通信システムとその時刻補正方法
【課題】 送信機が受信機にタイムスタンプを無線送信することで、両者間の時刻同期が正確に行われているか否かの判定や、両者間の時刻同期を正確に行う。
【解決手段】 送信機４１は、次の（ａ）の送信遅延時間を自身のローカル時刻に加算したタイムスタンプＴｓを受信機５１に送信し、受信機５１は、次の（ｂ）の受信遅延時間と（ｃ）の再生遅延時間の合計値をタイムスタンプＴｓに加算して補正時刻値を求める。（ａ）タイムスタンプＴｓのセット時から電波送信時までの送信遅延時間
（ｂ）電波受信時からＳＤＵ再生部５３へのプリアンブルの到達時までの受信遅延時間
（ｃ）ＳＤＵ再生部５３へのプリアンブルの到達時からタイムスタンプＴｓの取得時までの再生遅延時間。
【解決手段】 送信機４１は、次の（ａ）の送信遅延時間を自身のローカル時刻に加算したタイムスタンプＴｓを受信機５１に送信し、受信機５１は、次の（ｂ）の受信遅延時間と（ｃ）の再生遅延時間の合計値をタイムスタンプＴｓに加算して補正時刻値を求める。（ａ）タイムスタンプＴｓのセット時から電波送信時までの送信遅延時間
（ｂ）電波受信時からＳＤＵ再生部５３へのプリアンブルの到達時までの受信遅延時間
（ｃ）ＳＤＵ再生部５３へのプリアンブルの到達時からタイムスタンプＴｓの取得時までの再生遅延時間。
【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）として好適な無線通信システムに関する。より具体的には、その無線通信システムを構成する送信機と受信機との時刻補正方法に関する。
【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、こ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。
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。
【０００７】
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ことから、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。
このように、路側通信機の情報送信を優先的に行うためには、通信に用いる周波数帯域を一定時間ごとに時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、交差点ごとに設置された複数の路側通信機群で構成される通信システムを想定すると、路側通信機が無線送信する路側からの無線送信専用のタイムスロットをＴＤＭＡ方式で割り当て、残ったタイムスロットを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。
このような高度道路交通システムでは、例えば、各路側通信機が使用するタイムスロットに関するスロット情報をダウンリンク信号で車載通信機に通知し、車載通信機はそのタイムスロット以外の時間帯でＣＳＭＡ方式にて無線送信を行うことが考えられる。
【０００９】
この場合、路側通信機同士及び路側通信機と車載通信機とで正確な時刻同期が取られていないと、各路側通信機及び車載通信機が把握するタイムスロットの開始時刻と終了時刻にずれが生じてしまい、路側通信機のダウンリンク信号と車載通信機の送信信号とで電波干渉が生じることになる。
【００１０】
一方、路側通信機同士の時刻同期の方法としては、例えば、自身のローカル時刻をＧＰＳ（Global Positioning System）時刻に合わせるＧＰＳ同期や、自身のローカル時刻を他の路側通信機から通知された時刻情報（タイムスタンプ）に合わせるエア同期等が考えられる。
このうち、精度としては、ＧＰＳ時刻による同期方法が優れているが、例えばＧＰＳ受信機が故障したり、ＧＰＳ受信機のアンテナに氷雪が付着したりする等の不具合が発生すると、ＧＰＳ受信機から正確な基準時刻を取得できなくなる。
【００１１】
このため、かかるデバイスの故障や不具合を考慮すると、必ずしもＧＰＳ同期が一律に有利であるとは限らず、その故障や不具合がそのまま放置されると、路側通信機が通知するスロット情報が狂ったままで路車間通信が継続されることになる。
そこで、上記故障や不具合を検出可能であるとともに、通信機がＧＰＳ受信機を備えていなくても、エア同期による時刻同期を正確に行える無線通信システムが望まれる。
【００１２】
本発明は、このような問題点に鑑み、送信機が受信機にタイムスタンプを無線送信することで、両者間の時刻同期が正確に行われているか否かの判定や、両者間の時刻同期を正確に行うことができ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】
【００１３】
（１） 本発明の第１の無線通信システムは、送信機と受信機とを備えた無線通信システムであって、前記送信機は、タイムスタンプを付したＰＤＵを生成するＰＤＵ生成部と、前記ＰＤＵにより搬送波を変調して送信アンテナから電波送信する変調送信部と、次の（ａ）の送信遅延時間を自身のローカル時刻に加算して前記タイムスタンプを求める第１の時刻補正部と、を有しており、前記受信機は、受信アンテナに到達した電波信号から前記ＰＤＵを取り出す復調受信部と、前記ＰＤＵからＳＤＵと前記タイムスタンプとを再生するＳＤＵ再生部と、次の（ｂ）の受信遅延時間と（ｃ）の再生遅延時間との合計値を前記タイムスタンプに加算して補正時刻値を求める第２の時刻補正部と、を有することを特徴とする。
【００１４】
（ａ） タイムスタンプのセット時から電波送信時までの送信遅延時間
（ｂ） 電波受信時からＳＤＵ再生部へのプリアンブルの到達時までの受信遅延時間
（ｃ） ＳＤＵ再生部へのプリアンブルの到達時からタイムスタンプの取得時までの再生遅延時間
【００１５】
本発明の無線通信システムによれば、送信機の第１の時刻補正部が、上記送信遅延時間を送信側のローカル時刻に加算してタイムスタンプとするので、送信機のタイムスタンプは、ＰＤＵの電波を送信アンテナから送出する時点とほぼ厳密に一致する。
一方、受信機の第２の時刻補正部は、上記受信遅延時間と再生遅延時間との合計値をタイムスタンプに加算して補正時刻値を求めるが、この補正時刻値は送信機のローカル時刻とほぼ正確に一致する。
【００１６】
従って、受信機側において、上記補正時刻値を用いた送受信機間の時刻同期や、その間の時刻同期が正確であるか否かの判定を行うことができる。
（２） 例えば、送信機がＧＰＳ同期を行っているが、受信機がＧＰＳを搭載していない場合のように、送信機の方がローカル時刻の精度が高い場合には、前記第２の時刻補正部は、自身のローカル時刻を前記補正時刻値に合わせるようにすればよい。
【００１７】
（３） もっとも、第２の時刻補正部が、自身のローカル時刻を補正時刻値に合わせる同期処理を行うと、受信機側でのローカル時刻を基準とする内部処理のタイミングが一斉に不連続にシフトするので、時刻同期を行う頻度が多すぎると、受信機側のシステムが不安定になる可能性がある。
従って、所定の通信条件を満足しない程度のずれが生じた場合にだけ、第２の時刻補正部が補正時刻値にローカル時刻を合わせる同期処理を行い、受信機のローカル時刻が不連続にシフトして不安定化する頻度を、出来るだけ少なくすることが好ましい。
【００１８】
そこで、前記第２の時刻補正部は、自身のローカル時刻と前記補正時刻値とのずれが所定の閾値以上であるか否かを判定し、この判定結果が肯定的であることを条件として、自身のローカル時刻を前記補正時刻値に合わせることが好ましい。
（４） また、前記第２の時刻補正部は、上記判定結果が肯定的である場合において、前記送信機又は前記受信機若しくはこれらの双方についての異常発生時の対応処理を実行することにしてもよい。
【００１９】
この異常発生時の対応処理としては、送信機と受信機の双方が路側通信機に搭載されている場合を想定すると、例えば、路側通信機の内部クロックの異常発生を外部（中央装置）に通知したり、路側通信機の無線送信を中止したりする処理が考えられる。
（５） この場合、前記第２の時刻補正部は、自身のローカル時刻を前記補正時刻値に合わせた後に、更に前記判定結果が肯定的である場合に、前記送信機又は前記受信機若しくはこれらの双方についての異常発生時の対応処理を実行することにしてもよい。
【００２０】
（６） また、前記送信機と前記受信機にＯＦＤＭによる変復調方式が採用されている場合には、前記所定の閾値はＯＦＤＭ変調波のガードインターバルに設定されていることが好ましい。
この場合、送信機と受信機の間の時刻誤差をガードインターバル以下に抑えられるので、例えば、路側通信機同士の送信タイミングの時刻誤差を路路間通信によるエア同期によってガードインターバル以下に抑えることができ、シンボル間干渉による劣化を有効に回避できる。
【００２１】
なお、ここにいう「前記所定の閾値をＯＦＤＭ変調波のガードインターバルに設定する」とは、時刻誤差を確実にガードインターバル以下にするために、実質的にガードインターバルとほぼ同じ値であってガードインターバルよりも少し小さい値（例えば、規格等で定められたガードインターバル値の８０％や９０％程度の値）に設定することも含む。
従って、例えば、ガードインターバル値が３．２μ秒であれば、前記所定の閾値を３．１μ秒や３．０μ秒といった値に設定しておいても良い。
【００２２】
（７） 本発明の無線通信システムにおいて、前記第２の時刻補正部は、具体的には、前記ＰＤＵにおける前記タイムスタンプよりも前の部分の記載情報から特定可能な通信フレームの伝送速度に基づいて、前記再生遅延時間を求めることができる。
例えば、ＰＤＵがＭＡＣフレームの場合には、当該フレームのシグナルに変調方法が格納されており、この変調方法に基づいて伝送速度を特定することができる。従って、タイムスタンプの格納場所を受信機側が察知できるようにすれば、プリアンブルの到達時からタイムスタンプの到達時までの再生遅延時間を求めることができる。
【００２３】
（８） また、本発明の無線通信システムにおいて、前記ＰＤＵに前記送信機の位置特定情報が含まれている場合には、前記第２の時刻補正部は、更に次の（ｄ）の伝送遅延時間を前記タイムスタンプに加算して前記補正時刻値を求めることが好ましい。
（ｄ） 位置特定情報から定まる送信機の位置と自装置である受信機の位置までの距離に応じた伝送遅延時間
【００２４】
この場合、第２の時刻補正部が、上記伝送遅延時間をタイムスタンプに加算して補正時刻値を求めるので、送信機及び受信機の位置が変化しても、送信機のローカル時刻により正確に一致した補正時刻値を求めることができる。
このため、受信機のローカル時刻を送信機側に合わせるエア同期による時刻同期をより正確に行えるとともに、その両者間の時刻同期が正確に行われているか否かの判定についてもより正確に行うことができる。
【００２５】
（９） 本発明の無線通信システムにおいて、前記送信機と前記受信機にＯＦＤＭによる変復調方式が採用されている場合には、前記第１の時刻補正部が求める前記タイムスタンプの精度（当該タイムスタンプの送信アンテナからの送出時刻とそのスタンプ値との時刻差）がＯＦＤＭ変調波のガードインターバル以下であることが好ましい。
この場合、例えば、路側通信機同士の送信タイミングの時刻誤差を路路間通信によるエア同期によってガードインターバル以下に抑えることができ、シンボル間干渉による劣化を有効に回避できる。
【００２６】
（１０） 本発明の無線通信システムは、専用のタイムスロットが時分割で割り当てられた複数の路側通信機と、前記タイムスロット以外の時間帯だけ無線送信するのが許容された複数の移動通信機と、を備えており、前記送信機が前記路側通信機に搭載され、前記受信機が前記路側通信機又は前記移動通信機若しくはこれらの双方に搭載されていることを特徴とする。
【００２７】
この無線通信システムによれば、前記送信機が路側通信機に搭載され、前記受信機が路側通信機又は移動通信機若しくはこれらの双方に搭載されているので、路路間又は路車間若しくはこれらの双方について、両者間の時刻同期が正確に行われているかの判定や、その両者間の時刻同期を正確に行うことができる。
【００２８】
（１１） 本発明の時刻補正方法は、本発明の無線通信システムの送信機と受信機がタイムスタンプの送受信の際に発生する遅延時間を分担して補正する方法であって、本発明の無線通信システムと同様の作用効果を奏する。
【発明の効果】
【００２９】
以上の通り、本発明によれば、送信機が受信機にタイムスタンプを送信することで、両者間の時刻同期が正確に行われているかの判定や、両者間の時刻同期を正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【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】無線通信システムの送信機と受信機の構成をプロトコルスタック形式で示すブロック図である。
【図６】（ａ）はタイムスタンプの送受信において生じるイベントを示すタイムチャートであり、（ｂ）はそのイベント間の遅延時間の内容を示す表である。
【図７】（ａ）は通信フレームのフォーマットの一例を示す図であり、（ｂ）は変調方法と伝送速度に応じたフレーム再生の所要時間を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
〔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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
〔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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
〔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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
路側通信機２は、自身が無線送信するための専用のタイムスロット（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。
【００４２】
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うことができる。
【００４３】
〔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。
【００４４】
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、自身のローカル時刻を補正したタイムスタンプＴｓを生成する時刻補正部２３Ｃとを有する。
【００４５】
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。
【００４６】
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）の情報を含むスロット情報Ｓ６を記憶している。このスロット情報Ｓ６は路側通信機２ごとに個別に設定されている。
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
【００４７】
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。
【００４８】
路側通信機２の送信時間は、自装置に割り当てられたタイムスロットＴ１の継続時間（スロット長）の最大限に設定してもよいが、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ことが好ましい。
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。
【００４９】
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、自装置のスロット情報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、上記スロット情報Ｓ６を含むダウンリンク信号に、時刻補正部２３Ｃが現在時刻に対して補正を加えたタイムスタンプＴｓを付して、無線通信部２１にブロードキャスト送信させる。
【００５０】
車載通信機３は、上記スロット情報Ｓ６と、時刻補正部２３Ｃが補正したタイムスタンプＴｓ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Ｔｓの値（以下、「スタンプ値」ということがある。）を基準として、スロット情報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をスロット情報Ｓ６に含めるようにすれば、スロットｉの開始時刻やスタンプ値をメイン周期Ｃｍ内の相対時刻で表現することができる。この場合、スタンプ値を絶対時刻で表現する場合に比べて、スロット情報Ｓ６のビット数を低減することができる。
【００５１】
上記スロット情報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のスロット情報Ｓ６が分かっている場合は、他装置のスロット情報Ｓ６を自装置から送信することにしてもよい。
なお、路側通信機３における、制御部２３の補正時刻部２３ＣによるタイムスタンプＴｓの生成処理については、後述する。
【００５２】
〔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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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の第１スロットＴ１に無線送信する路側通信機２を示し、ドット●が複数あるスロット１，２は、複数の路側通信機２が共用していることを示す。
すなわち、図４の例では、スロット１を、交差点Ｊ１と交差点Ｊ１１に設置された２つの路側通信機２が共用しており、スロット２を、交差点Ｊ２、交差点Ｊ９、交差点Ｊ１０に設置された３つの路側通信機２が共用している。
【００５６】
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が複数の路側通信機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。
【００５７】
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を共用することもできる。
【００５８】
〔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。
【００５９】
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。
【００６０】
車載通信機３の制御部３２は、前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、通信部３１の無線送信タイミングを制御する送信制御部３２Ａと、通信部３１の受信データの中継処理を行うデータ中継部３２Ｂと、受信したタイムスタンプＴｓを補正して補正時刻値Ｔａ（図５参照）を求める時刻補正部３２Ｃとを有する。
車載通信機３の送信制御部３２Ａは、路側通信機２から取得したスロット情報Ｓ６の開始時刻とスロット情報Ｓ６に従って、自身に許容された無線送信の時間帯を設定し、この時間帯だけ通信部３１に無線送信を行わせる。
【００６１】
すなわち、送信制御部３２Ａは、路側からのダウンリンク信号や車側からの受信フレームから路側通信機２のスロット情報Ｓ６を抽出するともに、ダウンリンク信号に含まれるタイムスタンプＴｓに時刻補正部３２Ｃが補正を加えた時刻を基準として、スロット情報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。
【００６２】
また、車載通信機３の送信制御部３２Ａ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を送信フレームに格納し、この送信フレームを、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る。
車載通信機３のデータ中継部３２Ｂは、通信部３１が受信した受信フレームから所定のデータを抽出し、抽出したデータを送信フレームに含めて同通信部３１に送信させる中継処理を行うことができる。
【００６３】
例えば、データ中継部３２Ｂは、路側通信機２のダウンリンク信号から交通情報Ｓ３や他の車両５の車両情報Ｓ３を抽出し、抽出したデータを含む送信フレームを生成して通信部３１に送信させる。
また、データ中継部３２Ｂは、路側通信機２のダウンリンク信号や他の車両５から受信した受信フレームにスロット情報Ｓ６が含まれている場合には、そのスロット情報Ｓ６を抽出して記憶部３３に一時的に記憶させるとともに、そのスロット情報Ｓ６を送信フレームに格納して通信部３１に送信させる。
【００６４】
本実施形態では、車載通信機３の制御部３２は、他の車両５（車載通信機３）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。
なお、車載通信機３における、制御部３２の時刻補正部３２ＣによるタイムスタンプＴｓの補正処理については、後述する。
【００６５】
〔時刻補正方法〕
上記の通り、本実施形態の無線通信システムでは、路側通信機２の時刻補正部２３Ｃが、自身のローカル時刻を補正したタイムスタンプＴｓを生成してこれを含むダウンリンク信号を車載通信機３に送信し、車載通信機３の時刻補正部３２Ｃが、取得したタイムスタンプＴｓを更に補正して補正時刻値Ｔａを求めることにより、路側通信機２のダウンリンク信号の送受信において生じる遅延時間を送信側と受信側でそれぞれ分担して補正する時刻補正方法を採用している。
【００６６】
図５は、上記時刻補正方法を示すための、無線通信システムの送信機４１と受信機５１の構成をプロトコルスタック形式で示すブロック図である。以下、この図５を参照して、本実施形態の時刻補正方法を説明する。
なお、ここでは路車間の時刻同期を問題にしているので、図５では、送信機４１が路側通信機２であり、受信機５１が車載通信機３である場合を例示している。
【００６７】
図５に示すように、送信機４１は、上位側から順に、上位レイヤ４２，ＭＡＣ（Media Access Control）部４３、ＰＨＹ（Physical）部４４及びＲＦ（Radio Frequency ）部４５を有しており、ＲＦ部４５には送信アンテナ４６が繋がっている。レイヤ４２〜４４のプロトコル制御は、路側通信機２の制御部２３が行う。
また、受信機５１は、上位側から順に、上位レイヤ５２，ＭＡＣ（Media Access Control）部５３、ＰＨＹ（Physical）部５４及びＲＦ（Radio Frequency ）部５５を有しており、ＲＦ部５５には送信アンテナ５６が繋がっている。レイヤ５２〜５４のプロトコル制御は、車載通信機３の制御部３２が行う。
【００６８】
送信機４１のＭＡＣ部（ＰＤＵ生成部）４３は、上位レイヤ４２からＳＤＵ（Servise Data Unit ）を受けると、このＳＤＵからＰＤＵ（Protocol Data Unit）を生成するに当たって、時刻補正部２３Ｃが求めたタイムスタンプＴｓを付して当該ＰＤＵを生成し、生成したＰＤＵを下位のＰＨＹ部４４に渡す。
ＰＨＹ部４４は、生成されたＰＤＵにより搬送波（マルチキャリア）を変調してデジタル変調を行い、この変調信号を下位のＲＦ部４５に渡す。ＲＦ部４５は、変調信号をアナログ信号に変換しかつ増幅して、送信アンテナ４６から外部に電波送信する。
【００６９】
従って、ＰＨＹ部４４とＲＦ部４５は、ＰＤＵにより搬送波を変調して送信アンテナから電波送信する変調送信部を構成している。
なお、本実施形態では、送信機４１のＰＨＹ部４４の変調には、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency-Division Multiplexing）方式の変調処理が含まれているものとする。従って、受信機５１のＰＨＹ部５４の復調には、ＯＦＤＭ方式による復調処理が含まれる。
【００７０】
一方、送信電波が受信アンテナ５６に到達すると、受信機５１のＲＦ部５５は、受信信号を増幅してデジタル信号に変換し、この信号をＰＨＹ部５４に渡す。ＰＨＹ部５４は、デジタル信号に所定のデジタル復調を施して搬送波からＰＤＵを取り出し、これをＭＡＣ部５３に渡す。
従って、ＰＨＹ部５４とＲＦ部５５は、受信アンテナに到達した電波信号からＰＤＵを取り出す復調受信部を構成している。
【００７１】
受信機５１のＭＡＣ部（ＳＤＵ再生部）５３は、取り出されたＰＤＵからＳＤＵとタイムスタンプＴｓを再生し、再生したＳＤＵを上位レイヤに５２に渡すとともに、再生したタイムスタンプＴｓを時刻補正部３２Ｃに渡す。
ここで、送信機４１の時刻補正部（第１の時刻補正部）２３Ｃは、送信側で補正すべき所定の遅延時間を自身のローカル時刻に加算してタイムスタンプＴｓを求め、このタイムスタンプＴｓをＭＡＣ部（ＰＤＵ生成部）４３に通知する。
【００７２】
また、受信機５１の時刻生成部３２Ｃは、ＭＡＣ部（ＳＤＵ再生部）５３から取得したタイムスタンプＴｓの値に、受信側で補正すべき所定の遅延時間を加算して補正時刻値Ｔａを求める。
この場合、送信側と受信側で加算すべき遅延時間を、送信機４１と受信機５１とにそれぞれ適切に設定しておれば、上記補正時刻値Ｔａを送信機４１のローカル時刻にほぼ厳密に一致させることができる。
【００７３】
〔遅延時間の内容〕
そこで、図６を参照して、通信フレームの送受信の際に発生する遅延時間の内容を説明する。
ここで、図６（ａ）は、タイムスタンプＴｓの送受信において生じるイベントを示すタイムチャートであり、図６（ｂ）はそのイベント間の遅延時間の内容を示す表である。
図６（ａ）に示すように、タイムスタンプＴｓが送受信される間のイベントには、次のものが含まれる。
【００７４】
１） 送信機ＭＡＣがタイムスタンプＴｓをセットする時点Ａ
２） 送信アンテナ４６が電波送信する時点Ｂ
３） 受信アンテナ５６が電波受信する時点Ｃ
４） 受信機ＭＡＣにプリアンブルが到達する時点Ｄ
５） 受信機ＭＡＣがタイムスタンプＴｓを取得する時刻Ｅ
【００７５】
このうち、時刻Ａから時刻Ｂまでの「送信遅延時間」は、送信機４１のＭＡＣ部４３やＰＨＹ部４４におけるデジタル信号処理や、送信機４１のＲＦ部４５におけるアナログフィルタの遅延特性によって発生し、送信機４１側において、回路特性をもとにした計算や事前に測定を行うことによって予測可能である。この時間は、例えば実機では５μ秒程度である。
【００７６】
時刻Ｂから時刻Ｃまでの「伝送遅延時間」は、送信機４１と受信機５１の間の距離に依存するため、送受信いずれの側でも単独では予測できないが、その距離が判明すれば演算可能である。
従って、送信機４１の座標（緯度・経度）等よりなる位置情報を、ＳＤＵやＰＤＵに含めておけば、受信機５１において、送信機４１の位置と自装置（受信機５１）の位置までの距離に基づいて、伝送遅延時間を算出することができる。
【００７７】
なお、この伝送遅延時間は、３００ｍ毎に約１μ秒増加するので、例えばＩＴＳでの通信距離を６００ｍとすると、最大で２μ秒程度になる。
また、送信機４１の位置を特定する情報としては、上記座標のような位置を直接特定するものだけでなく、例えば路側通信機２の通信機ＩＤのような識別情報であってもよい。この場合、受信機５１において、その通信機ＩＤと対応する位置情報を記憶しておけば、当該通信機ＩＤから送信機４１の位置を求めることができる。
【００７８】
時刻Ｃから時刻Ｄまでの「受信遅延時間」は、受信機５１のＲＦ部５５におけるアナログフィルタの遅延特性や、受信機５１のＭＡＣ部５３やＰＨＹ部５４におけるデジタル信号処理によって発生し、受信機５１側において、回路特性をもとにした計算や事前に測定を行うことによって予測可能である。また、この時間は例えば実機では５μ秒である。
【００７９】
時刻Ｄから時刻Ｅまでの「再生遅延時間」は、受信機５１における、ＭＡＣ部（ＳＤＵ再生部）５３へのプリアンブルの到達時からタイムスタンプＴｓの取得時までの時間である。この時間は、タイムスタンプＴｓを通信フレームのどの部分に格納するかと、通信速度によって変動する。
図７は、再生遅延時間の説明図であり、図７（ａ）は通信フレームのフォーマットの一例を示す図であり、図７（ｂ）は変調方法と伝送速度に応じたフレーム再生の所要時間を示す表である。
【００８０】
図７（ａ）に示すように、ＩＥＥＥ８０２．１１に準拠したフレームフォーマットでは、プリアンブルとシグナルの再生時間はそれぞれ固定長であり、ヘッダのデータ量は３０バイトである。また、図例では、時刻情報（タイムスタンプＴｓ）がデータの前から３０バイトの部分に格納されている。
また、ＭＡＣフレームでは、ヘッダの前の部分（従って、タイムスタンプＴｓの格納部分よりも前の部分）にあるシグナルに、当該フレームの変調方法（ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ又は１６ＱＡＭ）が記載されているので、これをもとに伝送速度を算出することができる。
【００８１】
従って、図７（ｂ）の表に示すように、ヘッダ部の先頭からタイムスタンプＴｓの先頭までの再生時間ｔ１と、プリアンブルの先頭からタイムスタンプＴｓの先頭までの再生時間ｔ２を、各変調方法に対応して求めることができる。
そこで、タイムスタンプＴｓの格納場所（データの先頭からのバイト数等）を予め取り決めしておき、図７（ｂ）のような参照テーブルを受信機５１のメモリに記憶させることにより、シグナルの変調速度から前記再生遅延時間を求めることができる。
【００８２】
なお、タイムスタンプＴｓの格納場所を予めデータの先頭付近に記録しておくことにしてもよい。この場合には、データの先頭部からタイムスタンプＴｓまでの所用時間を算出できるので、この時間に、データより前の部分の時間を合計することにより、前記再生遅延時間を求めることができる。
【００８３】
〔時刻補正の具体的内容〕
本実施形態では、上記各遅延時間を送信側と受信側で分担して補正するため、受信機５１の時刻補正部３２Ｃは、次の（ａ）の送信遅延時間を自身のローカル時刻に加算してタイムスタンプＴｓを求める。
（ａ） タイムスタンプＴｓのセット時から電波送信時までの送信遅延時間（図６の時点Ａ〜時点Ｂの時間）
【００８４】
また、本実施形態では、受信機５１の時刻補正部３２Ｃは、次の（ｂ）の受信遅延時間、（ｃ）の再生遅延時間及び（ｄ）の伝送遅延時間の合計値をタイムスロットＴｓに加算して、自身のローカル時刻を求める。
（ｂ） 電波受信時からＭＡＣ部（ＳＤＵ再生部）５３へのプリアンブルの到達時までの受信遅延時間（時点Ｃ〜時点Ｄの時間）
【００８５】
（ｃ） ＭＡＣ部（ＳＤＵ再生部）５３へのプリアンブルの到達時からタイムスタンプＴｓの取得時までの再生遅延時間（図６の時点Ｄ〜時点Ｅの時間）
（ｄ） 位置特定情報から定まる送信機４１の位置と自装置である受信機５１の位置までの距離に応じた伝送遅延時間（図６の時点Ｂ〜時点Ｃの時間）
【００８６】
このように、本実施形態の無線通信システムによれば、送信機４１の時刻補正部２３Ｃが、自装置内の上記送信遅延時間を自身のローカル時刻に加算してタイムスタンプＴｓを求めるので、送信機４１のタイムスタンプＴｓは、当該ＰＤＵの搬送波を送信アンテナ４６から送出する時点とほぼ厳密に一致する。
一方、受信機５１の時刻補正部３２Ｃは、上記受信遅延時間、再生遅延時間及び伝送遅延時間をタイムスタンプＴｓに加算して補正時刻値Ｔａを求めるので、この補正時刻値Ｔａは送信機４１のローカル時刻とほぼ厳密に一致する。
【００８７】
このため、本実施形態の無線通信システムによれば、例えば、受信機５１の時刻補正部３２Ｃが、自身のローカル時刻を上記補正時刻値Ｔａに合わせることにより、車載通信機（受信側）のローカル時刻を路側通信機２（送信側）のローカル時刻を精度よく一致させることができ、両者間の時刻同期を正確に行うことができる。
なお、路側通信機２と車載通信機３の路車間通信において、送信機４１と受信機５１の間の距離が６００ｍ程度であるとすると、図６（ｂ）に示すように、伝送遅延時間の値（２μ秒）は他の遅延時間に比べて小さいので、伝送遅延時間については補正処理の対象から外すことにしてもよい。
【００８８】
〔路路間通信の場合の時刻同期〕
図５の例では、送信機４１が路側通信機２にあり受信機５１が車載通信機４１にある路車間通信の場合を想定して、車載通信機３が路側通信機２のローカル時刻に合わせる時刻同期（エア同期）を例示したが、送信機４１と受信機５１は、電波到達範囲にある異なる路側通信機２にそれぞれ搭載されていてもよい。
この場合、特定の路側通信機２が他の路側通信機２のローカル時刻に合わせる時刻同期（エア同期）を行うことができる。
【００８９】
この路路間通信によるエア同期においては、例えば一方の路側通信機２がＧＰＳ同期を行っているが、他方の路側通信機２がＧＰＳを搭載していない場合に特に有効である。
この場合、ローカル時刻の精度が高いＧＰＳ同期を行う路側通信機２の送信機４１が、補正したタイムスタンプＴｓを送信し、これを受けたＧＰＳ同期を行わない別の路側通信機２の受信機５１において、そのタイムスタンプＴｓを補正した補正時刻値Ｔａに自身のローカル時刻を合わせるようにすればよい。
【００９０】
〔タイムスロットと補正時刻値の精度について〕
ところで、本実施形態の送受信機４１，５１が採用するＯＦＤＭ方式では、ＯＦＤＭ変調波のガードインターバルが約３．２μ秒になっている。これに対して、図６（ｂ）に示すように、送信遅延時間（５μ秒）、受信遅延時間（５μ秒）及び再生遅延時間（８０〜２００μ秒）は、いずれもガードインターバルよりも大きい。
【００９１】
従って、これらの遅延時間を考慮せずに、例えば路側通信機２同士がエア同期を行うと、両者のローカル時刻にガードインターバルを超えた時刻誤差が生じる恐れがある。
このため、例えば、直接干渉の位置関係にある複数の路側通信機２の送信時間を１つのタイムスロットＴ１に連続的に割り当てるような場合に、連続して送信される路側通信機２の前後のダウンリンク信号について、シンボル間干渉による劣化を回避できない場合がある。
【００９２】
この点、本実施形態の無線通信システムでは、送信機４１が送信遅延時間を考慮して高精度のタイムスロットＴｓを生成するので、送信機４１が生成するタイムスタンプＴｓの精度（タイムスタンプＴｓの送信アンテナ４６からの送出時刻とそのスタンプ値との時刻差）をガードインターバル以下に抑えることができる。
また、受信機５１が、少なくとも受信遅延時間と再生遅延時間をタイムスタンプＴｓに加えて時刻補正値Ｔａを求めるので、この時刻補正値Ｔａの精度もガードインターバル以下に抑えることができる。
【００９３】
このため、本実施形態の無線通信システムによれば、複数の路側通信機２の送信時間を連続して割り当てるような場合でも、シンボル間干渉による劣化を有効に回避することができる。
【００９４】
〔エア同期の実行頻度〕
一方、受信機５１の時刻補正部３２Ｃが、自身のローカル時刻を補正時刻値Ｔａに合わせる時刻同期を行うと、ローカル時刻を基準とする受信機５１の内部処理のタイミングが一斉に不連続にシフトする。
このため、受信機５１が時刻合わせを行う頻度が多すぎると、受信機５１側の信号処理が不安定になる可能性がある。
【００９５】
そこで、受信機５１の時刻補正部３２Ｃは、自身のローカル時刻と補正時刻値Ｔａとのずれが所定の閾値以上であるか否かを判定し、この判定結果が肯定的である場合に、自身のローカル時刻を補正時刻値Ｔａに合わせることが好ましい。
このようにすれば、上記閾値を適切に設定することで、所定の通信条件を満足しない程度のずれが生じた場合にだけ、受信機５１が時刻同期を行うことができるので、受信機５１の時刻が不連続にシフトして不安定化する頻度が必要最小限に抑えられる。
【００９６】
上記所定の閾値としては、送信機４１と受信機５１にＯＦＤＭによる変復調方式が採用されている本実施形態の場合には、例えば、ＯＦＤＭ変調波の前記ガードインターバル（約３．２μ秒）に設定すればよい。
この場合、送信機４１と受信機５１の間の時刻誤差がＯＦＤＭ変調波のガードインターバル以下に抑えられる。従って、路路間通信の場合を想定すると、各路側通信機２の送信タイミングの時刻誤差がガードインターバル以下に抑えられるので、シンボル間干渉による劣化を回避できる無線通信システムが得られる。
【００９７】
〔補正時刻値の他の利用方法〕
また、本実施形態の無線通信システムにおいて、路路間通信の場合は、受信機５１の時刻補正部３２Ｃは、自身のローカル時刻を単純に補正時刻値Ｔａに合わせるだけでなく、その補正時刻値Ｔａを用いて送受信機４１，５１間の時刻が正確か否かを判定し、その判定結果に基づいて異常発生時の対応処理を行うこともできる。
【００９８】
例えば、補正時刻値Ｔａを求めた受信側の路側通信機２において、自装置のローカル時刻が複数の路側通信機２についての補正時刻値Ｔａに対して前記閾値以上のずれが生じておれば、自身の内部クロックに異常が発生している可能性があり、複数の路側通信機２についての補正時刻値Ｔａのうちのいずれか１つだけが前記閾値以上のずれを示す場合は、当該路側通信機２の内部クロックに異常が発生している可能性がある。
また、自装置のローカル時刻を、いったん１つの路側通信機２についての補正時刻値Ｔａに合わせたが、その後、所定時間（例えば１時間）以内に、再度、自装置のローカル時刻が補正時刻値Ｔａと閾値以上ずれている場合には、送信側と受信側の路側通信機２のうちの少なくとも一方の内部クロックに、異常が発生している可能性がある。
【００９９】
そこで、上記のような場合には、受信機５１の時刻補正部３２Ｃが、送信側又は受信側のいずれか若しくは双方の路側通信機２の内部クロックに異常がある旨の情報を生成し、この情報を路側通信機２の有線通信部２２を通じて中央装置４に送信することにより、内部クロックの異常発生を自動的に通知することができる。
また、この場合、異常発生情報の通知と併せて、或いはこの通知とは別に、内部クロックの異常が推定される路側通信機２の無線送信を停止することにしてもよい。
【０１００】
〔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。
【０１０１】
例えば、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）を用いることもできる。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】
【０１０２】
２ 路側通信機
３ 車載通信機（移動通信機）
２１ 無線通信部
２３ 制御部
２３Ａ 送信制御部
２３Ｂ データ中継部
２３Ｃ （第１の）時刻補正部
３１ 通信部
３２ 制御部
３２Ａ 送信制御部
３２Ｂ データ中継部
３２Ｃ （第２の）時刻補正部
４１ 送信機
４２ 上位レイヤ
４３ ＭＡＣ部（ＰＤＵ生成部）
４４ ＰＨＹ部（変調送信部）
４５ ＲＦ部（変調送信部）
４６ 送信アンテナ
５１ 受信機
５２ 上位レイヤ
５３ ＭＡＣ部（ＳＤＵ再生部）
５４ ＰＨＹ部（復調受信部）
５５ ＲＦ部（復調受信部）
５６ 受信アンテナ
Ｔｓ タイムスタンプ
Ｔａ 補正時刻値
【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）として好適な無線通信システムに関する。より具体的には、その無線通信システムを構成する送信機と受信機との時刻補正方法に関する。
【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、こ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。
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。
【０００７】
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ことから、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。
このように、路側通信機の情報送信を優先的に行うためには、通信に用いる周波数帯域を一定時間ごとに時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、交差点ごとに設置された複数の路側通信機群で構成される通信システムを想定すると、路側通信機が無線送信する路側からの無線送信専用のタイムスロットをＴＤＭＡ方式で割り当て、残ったタイムスロットを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。
このような高度道路交通システムでは、例えば、各路側通信機が使用するタイムスロットに関するスロット情報をダウンリンク信号で車載通信機に通知し、車載通信機はそのタイムスロット以外の時間帯でＣＳＭＡ方式にて無線送信を行うことが考えられる。
【０００９】
この場合、路側通信機同士及び路側通信機と車載通信機とで正確な時刻同期が取られていないと、各路側通信機及び車載通信機が把握するタイムスロットの開始時刻と終了時刻にずれが生じてしまい、路側通信機のダウンリンク信号と車載通信機の送信信号とで電波干渉が生じることになる。
【００１０】
一方、路側通信機同士の時刻同期の方法としては、例えば、自身のローカル時刻をＧＰＳ（Global Positioning System）時刻に合わせるＧＰＳ同期や、自身のローカル時刻を他の路側通信機から通知された時刻情報（タイムスタンプ）に合わせるエア同期等が考えられる。
このうち、精度としては、ＧＰＳ時刻による同期方法が優れているが、例えばＧＰＳ受信機が故障したり、ＧＰＳ受信機のアンテナに氷雪が付着したりする等の不具合が発生すると、ＧＰＳ受信機から正確な基準時刻を取得できなくなる。
【００１１】
このため、かかるデバイスの故障や不具合を考慮すると、必ずしもＧＰＳ同期が一律に有利であるとは限らず、その故障や不具合がそのまま放置されると、路側通信機が通知するスロット情報が狂ったままで路車間通信が継続されることになる。
そこで、上記故障や不具合を検出可能であるとともに、通信機がＧＰＳ受信機を備えていなくても、エア同期による時刻同期を正確に行える無線通信システムが望まれる。
【００１２】
本発明は、このような問題点に鑑み、送信機が受信機にタイムスタンプを無線送信することで、両者間の時刻同期が正確に行われているか否かの判定や、両者間の時刻同期を正確に行うことができ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】
【００１３】
（１） 本発明の第１の無線通信システムは、送信機と受信機とを備えた無線通信システムであって、前記送信機は、タイムスタンプを付したＰＤＵを生成するＰＤＵ生成部と、前記ＰＤＵにより搬送波を変調して送信アンテナから電波送信する変調送信部と、次の（ａ）の送信遅延時間を自身のローカル時刻に加算して前記タイムスタンプを求める第１の時刻補正部と、を有しており、前記受信機は、受信アンテナに到達した電波信号から前記ＰＤＵを取り出す復調受信部と、前記ＰＤＵからＳＤＵと前記タイムスタンプとを再生するＳＤＵ再生部と、次の（ｂ）の受信遅延時間と（ｃ）の再生遅延時間との合計値を前記タイムスタンプに加算して補正時刻値を求める第２の時刻補正部と、を有することを特徴とする。
【００１４】
（ａ） タイムスタンプのセット時から電波送信時までの送信遅延時間
（ｂ） 電波受信時からＳＤＵ再生部へのプリアンブルの到達時までの受信遅延時間
（ｃ） ＳＤＵ再生部へのプリアンブルの到達時からタイムスタンプの取得時までの再生遅延時間
【００１５】
本発明の無線通信システムによれば、送信機の第１の時刻補正部が、上記送信遅延時間を送信側のローカル時刻に加算してタイムスタンプとするので、送信機のタイムスタンプは、ＰＤＵの電波を送信アンテナから送出する時点とほぼ厳密に一致する。
一方、受信機の第２の時刻補正部は、上記受信遅延時間と再生遅延時間との合計値をタイムスタンプに加算して補正時刻値を求めるが、この補正時刻値は送信機のローカル時刻とほぼ正確に一致する。
【００１６】
従って、受信機側において、上記補正時刻値を用いた送受信機間の時刻同期や、その間の時刻同期が正確であるか否かの判定を行うことができる。
（２） 例えば、送信機がＧＰＳ同期を行っているが、受信機がＧＰＳを搭載していない場合のように、送信機の方がローカル時刻の精度が高い場合には、前記第２の時刻補正部は、自身のローカル時刻を前記補正時刻値に合わせるようにすればよい。
【００１７】
（３） もっとも、第２の時刻補正部が、自身のローカル時刻を補正時刻値に合わせる同期処理を行うと、受信機側でのローカル時刻を基準とする内部処理のタイミングが一斉に不連続にシフトするので、時刻同期を行う頻度が多すぎると、受信機側のシステムが不安定になる可能性がある。
従って、所定の通信条件を満足しない程度のずれが生じた場合にだけ、第２の時刻補正部が補正時刻値にローカル時刻を合わせる同期処理を行い、受信機のローカル時刻が不連続にシフトして不安定化する頻度を、出来るだけ少なくすることが好ましい。
【００１８】
そこで、前記第２の時刻補正部は、自身のローカル時刻と前記補正時刻値とのずれが所定の閾値以上であるか否かを判定し、この判定結果が肯定的であることを条件として、自身のローカル時刻を前記補正時刻値に合わせることが好ましい。
（４） また、前記第２の時刻補正部は、上記判定結果が肯定的である場合において、前記送信機又は前記受信機若しくはこれらの双方についての異常発生時の対応処理を実行することにしてもよい。
【００１９】
この異常発生時の対応処理としては、送信機と受信機の双方が路側通信機に搭載されている場合を想定すると、例えば、路側通信機の内部クロックの異常発生を外部（中央装置）に通知したり、路側通信機の無線送信を中止したりする処理が考えられる。
（５） この場合、前記第２の時刻補正部は、自身のローカル時刻を前記補正時刻値に合わせた後に、更に前記判定結果が肯定的である場合に、前記送信機又は前記受信機若しくはこれらの双方についての異常発生時の対応処理を実行することにしてもよい。
【００２０】
（６） また、前記送信機と前記受信機にＯＦＤＭによる変復調方式が採用されている場合には、前記所定の閾値はＯＦＤＭ変調波のガードインターバルに設定されていることが好ましい。
この場合、送信機と受信機の間の時刻誤差をガードインターバル以下に抑えられるので、例えば、路側通信機同士の送信タイミングの時刻誤差を路路間通信によるエア同期によってガードインターバル以下に抑えることができ、シンボル間干渉による劣化を有効に回避できる。
【００２１】
なお、ここにいう「前記所定の閾値をＯＦＤＭ変調波のガードインターバルに設定する」とは、時刻誤差を確実にガードインターバル以下にするために、実質的にガードインターバルとほぼ同じ値であってガードインターバルよりも少し小さい値（例えば、規格等で定められたガードインターバル値の８０％や９０％程度の値）に設定することも含む。
従って、例えば、ガードインターバル値が３．２μ秒であれば、前記所定の閾値を３．１μ秒や３．０μ秒といった値に設定しておいても良い。
【００２２】
（７） 本発明の無線通信システムにおいて、前記第２の時刻補正部は、具体的には、前記ＰＤＵにおける前記タイムスタンプよりも前の部分の記載情報から特定可能な通信フレームの伝送速度に基づいて、前記再生遅延時間を求めることができる。
例えば、ＰＤＵがＭＡＣフレームの場合には、当該フレームのシグナルに変調方法が格納されており、この変調方法に基づいて伝送速度を特定することができる。従って、タイムスタンプの格納場所を受信機側が察知できるようにすれば、プリアンブルの到達時からタイムスタンプの到達時までの再生遅延時間を求めることができる。
【００２３】
（８） また、本発明の無線通信システムにおいて、前記ＰＤＵに前記送信機の位置特定情報が含まれている場合には、前記第２の時刻補正部は、更に次の（ｄ）の伝送遅延時間を前記タイムスタンプに加算して前記補正時刻値を求めることが好ましい。
（ｄ） 位置特定情報から定まる送信機の位置と自装置である受信機の位置までの距離に応じた伝送遅延時間
【００２４】
この場合、第２の時刻補正部が、上記伝送遅延時間をタイムスタンプに加算して補正時刻値を求めるので、送信機及び受信機の位置が変化しても、送信機のローカル時刻により正確に一致した補正時刻値を求めることができる。
このため、受信機のローカル時刻を送信機側に合わせるエア同期による時刻同期をより正確に行えるとともに、その両者間の時刻同期が正確に行われているか否かの判定についてもより正確に行うことができる。
【００２５】
（９） 本発明の無線通信システムにおいて、前記送信機と前記受信機にＯＦＤＭによる変復調方式が採用されている場合には、前記第１の時刻補正部が求める前記タイムスタンプの精度（当該タイムスタンプの送信アンテナからの送出時刻とそのスタンプ値との時刻差）がＯＦＤＭ変調波のガードインターバル以下であることが好ましい。
この場合、例えば、路側通信機同士の送信タイミングの時刻誤差を路路間通信によるエア同期によってガードインターバル以下に抑えることができ、シンボル間干渉による劣化を有効に回避できる。
【００２６】
（１０） 本発明の無線通信システムは、専用のタイムスロットが時分割で割り当てられた複数の路側通信機と、前記タイムスロット以外の時間帯だけ無線送信するのが許容された複数の移動通信機と、を備えており、前記送信機が前記路側通信機に搭載され、前記受信機が前記路側通信機又は前記移動通信機若しくはこれらの双方に搭載されていることを特徴とする。
【００２７】
この無線通信システムによれば、前記送信機が路側通信機に搭載され、前記受信機が路側通信機又は移動通信機若しくはこれらの双方に搭載されているので、路路間又は路車間若しくはこれらの双方について、両者間の時刻同期が正確に行われているかの判定や、その両者間の時刻同期を正確に行うことができる。
【００２８】
（１１） 本発明の時刻補正方法は、本発明の無線通信システムの送信機と受信機がタイムスタンプの送受信の際に発生する遅延時間を分担して補正する方法であって、本発明の無線通信システムと同様の作用効果を奏する。
【発明の効果】
【００２９】
以上の通り、本発明によれば、送信機が受信機にタイムスタンプを送信することで、両者間の時刻同期が正確に行われているかの判定や、両者間の時刻同期を正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【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】無線通信システムの送信機と受信機の構成をプロトコルスタック形式で示すブロック図である。
【図６】（ａ）はタイムスタンプの送受信において生じるイベントを示すタイムチャートであり、（ｂ）はそのイベント間の遅延時間の内容を示す表である。
【図７】（ａ）は通信フレームのフォーマットの一例を示す図であり、（ｂ）は変調方法と伝送速度に応じたフレーム再生の所要時間を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
〔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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
〔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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
〔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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
路側通信機２は、自身が無線送信するための専用のタイムスロット（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。
【００４２】
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うことができる。
【００４３】
〔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。
【００４４】
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、自身のローカル時刻を補正したタイムスタンプＴｓを生成する時刻補正部２３Ｃとを有する。
【００４５】
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。
【００４６】
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）の情報を含むスロット情報Ｓ６を記憶している。このスロット情報Ｓ６は路側通信機２ごとに個別に設定されている。
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
【００４７】
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。
【００４８】
路側通信機２の送信時間は、自装置に割り当てられたタイムスロットＴ１の継続時間（スロット長）の最大限に設定してもよいが、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ことが好ましい。
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。
【００４９】
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、自装置のスロット情報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、上記スロット情報Ｓ６を含むダウンリンク信号に、時刻補正部２３Ｃが現在時刻に対して補正を加えたタイムスタンプＴｓを付して、無線通信部２１にブロードキャスト送信させる。
【００５０】
車載通信機３は、上記スロット情報Ｓ６と、時刻補正部２３Ｃが補正したタイムスタンプＴｓ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Ｔｓの値（以下、「スタンプ値」ということがある。）を基準として、スロット情報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をスロット情報Ｓ６に含めるようにすれば、スロットｉの開始時刻やスタンプ値をメイン周期Ｃｍ内の相対時刻で表現することができる。この場合、スタンプ値を絶対時刻で表現する場合に比べて、スロット情報Ｓ６のビット数を低減することができる。
【００５１】
上記スロット情報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のスロット情報Ｓ６が分かっている場合は、他装置のスロット情報Ｓ６を自装置から送信することにしてもよい。
なお、路側通信機３における、制御部２３の補正時刻部２３ＣによるタイムスタンプＴｓの生成処理については、後述する。
【００５２】
〔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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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の第１スロットＴ１に無線送信する路側通信機２を示し、ドット●が複数あるスロット１，２は、複数の路側通信機２が共用していることを示す。
すなわち、図４の例では、スロット１を、交差点Ｊ１と交差点Ｊ１１に設置された２つの路側通信機２が共用しており、スロット２を、交差点Ｊ２、交差点Ｊ９、交差点Ｊ１０に設置された３つの路側通信機２が共用している。
【００５６】
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が複数の路側通信機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。
【００５７】
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を共用することもできる。
【００５８】
〔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。
【００５９】
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。
【００６０】
車載通信機３の制御部３２は、前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、通信部３１の無線送信タイミングを制御する送信制御部３２Ａと、通信部３１の受信データの中継処理を行うデータ中継部３２Ｂと、受信したタイムスタンプＴｓを補正して補正時刻値Ｔａ（図５参照）を求める時刻補正部３２Ｃとを有する。
車載通信機３の送信制御部３２Ａは、路側通信機２から取得したスロット情報Ｓ６の開始時刻とスロット情報Ｓ６に従って、自身に許容された無線送信の時間帯を設定し、この時間帯だけ通信部３１に無線送信を行わせる。
【００６１】
すなわち、送信制御部３２Ａは、路側からのダウンリンク信号や車側からの受信フレームから路側通信機２のスロット情報Ｓ６を抽出するともに、ダウンリンク信号に含まれるタイムスタンプＴｓに時刻補正部３２Ｃが補正を加えた時刻を基準として、スロット情報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。
【００６２】
また、車載通信機３の送信制御部３２Ａ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を送信フレームに格納し、この送信フレームを、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る。
車載通信機３のデータ中継部３２Ｂは、通信部３１が受信した受信フレームから所定のデータを抽出し、抽出したデータを送信フレームに含めて同通信部３１に送信させる中継処理を行うことができる。
【００６３】
例えば、データ中継部３２Ｂは、路側通信機２のダウンリンク信号から交通情報Ｓ３や他の車両５の車両情報Ｓ３を抽出し、抽出したデータを含む送信フレームを生成して通信部３１に送信させる。
また、データ中継部３２Ｂは、路側通信機２のダウンリンク信号や他の車両５から受信した受信フレームにスロット情報Ｓ６が含まれている場合には、そのスロット情報Ｓ６を抽出して記憶部３３に一時的に記憶させるとともに、そのスロット情報Ｓ６を送信フレームに格納して通信部３１に送信させる。
【００６４】
本実施形態では、車載通信機３の制御部３２は、他の車両５（車載通信機３）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。
なお、車載通信機３における、制御部３２の時刻補正部３２ＣによるタイムスタンプＴｓの補正処理については、後述する。
【００６５】
〔時刻補正方法〕
上記の通り、本実施形態の無線通信システムでは、路側通信機２の時刻補正部２３Ｃが、自身のローカル時刻を補正したタイムスタンプＴｓを生成してこれを含むダウンリンク信号を車載通信機３に送信し、車載通信機３の時刻補正部３２Ｃが、取得したタイムスタンプＴｓを更に補正して補正時刻値Ｔａを求めることにより、路側通信機２のダウンリンク信号の送受信において生じる遅延時間を送信側と受信側でそれぞれ分担して補正する時刻補正方法を採用している。
【００６６】
図５は、上記時刻補正方法を示すための、無線通信システムの送信機４１と受信機５１の構成をプロトコルスタック形式で示すブロック図である。以下、この図５を参照して、本実施形態の時刻補正方法を説明する。
なお、ここでは路車間の時刻同期を問題にしているので、図５では、送信機４１が路側通信機２であり、受信機５１が車載通信機３である場合を例示している。
【００６７】
図５に示すように、送信機４１は、上位側から順に、上位レイヤ４２，ＭＡＣ（Media Access Control）部４３、ＰＨＹ（Physical）部４４及びＲＦ（Radio Frequency ）部４５を有しており、ＲＦ部４５には送信アンテナ４６が繋がっている。レイヤ４２〜４４のプロトコル制御は、路側通信機２の制御部２３が行う。
また、受信機５１は、上位側から順に、上位レイヤ５２，ＭＡＣ（Media Access Control）部５３、ＰＨＹ（Physical）部５４及びＲＦ（Radio Frequency ）部５５を有しており、ＲＦ部５５には送信アンテナ５６が繋がっている。レイヤ５２〜５４のプロトコル制御は、車載通信機３の制御部３２が行う。
【００６８】
送信機４１のＭＡＣ部（ＰＤＵ生成部）４３は、上位レイヤ４２からＳＤＵ（Servise Data Unit ）を受けると、このＳＤＵからＰＤＵ（Protocol Data Unit）を生成するに当たって、時刻補正部２３Ｃが求めたタイムスタンプＴｓを付して当該ＰＤＵを生成し、生成したＰＤＵを下位のＰＨＹ部４４に渡す。
ＰＨＹ部４４は、生成されたＰＤＵにより搬送波（マルチキャリア）を変調してデジタル変調を行い、この変調信号を下位のＲＦ部４５に渡す。ＲＦ部４５は、変調信号をアナログ信号に変換しかつ増幅して、送信アンテナ４６から外部に電波送信する。
【００６９】
従って、ＰＨＹ部４４とＲＦ部４５は、ＰＤＵにより搬送波を変調して送信アンテナから電波送信する変調送信部を構成している。
なお、本実施形態では、送信機４１のＰＨＹ部４４の変調には、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency-Division Multiplexing）方式の変調処理が含まれているものとする。従って、受信機５１のＰＨＹ部５４の復調には、ＯＦＤＭ方式による復調処理が含まれる。
【００７０】
一方、送信電波が受信アンテナ５６に到達すると、受信機５１のＲＦ部５５は、受信信号を増幅してデジタル信号に変換し、この信号をＰＨＹ部５４に渡す。ＰＨＹ部５４は、デジタル信号に所定のデジタル復調を施して搬送波からＰＤＵを取り出し、これをＭＡＣ部５３に渡す。
従って、ＰＨＹ部５４とＲＦ部５５は、受信アンテナに到達した電波信号からＰＤＵを取り出す復調受信部を構成している。
【００７１】
受信機５１のＭＡＣ部（ＳＤＵ再生部）５３は、取り出されたＰＤＵからＳＤＵとタイムスタンプＴｓを再生し、再生したＳＤＵを上位レイヤに５２に渡すとともに、再生したタイムスタンプＴｓを時刻補正部３２Ｃに渡す。
ここで、送信機４１の時刻補正部（第１の時刻補正部）２３Ｃは、送信側で補正すべき所定の遅延時間を自身のローカル時刻に加算してタイムスタンプＴｓを求め、このタイムスタンプＴｓをＭＡＣ部（ＰＤＵ生成部）４３に通知する。
【００７２】
また、受信機５１の時刻生成部３２Ｃは、ＭＡＣ部（ＳＤＵ再生部）５３から取得したタイムスタンプＴｓの値に、受信側で補正すべき所定の遅延時間を加算して補正時刻値Ｔａを求める。
この場合、送信側と受信側で加算すべき遅延時間を、送信機４１と受信機５１とにそれぞれ適切に設定しておれば、上記補正時刻値Ｔａを送信機４１のローカル時刻にほぼ厳密に一致させることができる。
【００７３】
〔遅延時間の内容〕
そこで、図６を参照して、通信フレームの送受信の際に発生する遅延時間の内容を説明する。
ここで、図６（ａ）は、タイムスタンプＴｓの送受信において生じるイベントを示すタイムチャートであり、図６（ｂ）はそのイベント間の遅延時間の内容を示す表である。
図６（ａ）に示すように、タイムスタンプＴｓが送受信される間のイベントには、次のものが含まれる。
【００７４】
１） 送信機ＭＡＣがタイムスタンプＴｓをセットする時点Ａ
２） 送信アンテナ４６が電波送信する時点Ｂ
３） 受信アンテナ５６が電波受信する時点Ｃ
４） 受信機ＭＡＣにプリアンブルが到達する時点Ｄ
５） 受信機ＭＡＣがタイムスタンプＴｓを取得する時刻Ｅ
【００７５】
このうち、時刻Ａから時刻Ｂまでの「送信遅延時間」は、送信機４１のＭＡＣ部４３やＰＨＹ部４４におけるデジタル信号処理や、送信機４１のＲＦ部４５におけるアナログフィルタの遅延特性によって発生し、送信機４１側において、回路特性をもとにした計算や事前に測定を行うことによって予測可能である。この時間は、例えば実機では５μ秒程度である。
【００７６】
時刻Ｂから時刻Ｃまでの「伝送遅延時間」は、送信機４１と受信機５１の間の距離に依存するため、送受信いずれの側でも単独では予測できないが、その距離が判明すれば演算可能である。
従って、送信機４１の座標（緯度・経度）等よりなる位置情報を、ＳＤＵやＰＤＵに含めておけば、受信機５１において、送信機４１の位置と自装置（受信機５１）の位置までの距離に基づいて、伝送遅延時間を算出することができる。
【００７７】
なお、この伝送遅延時間は、３００ｍ毎に約１μ秒増加するので、例えばＩＴＳでの通信距離を６００ｍとすると、最大で２μ秒程度になる。
また、送信機４１の位置を特定する情報としては、上記座標のような位置を直接特定するものだけでなく、例えば路側通信機２の通信機ＩＤのような識別情報であってもよい。この場合、受信機５１において、その通信機ＩＤと対応する位置情報を記憶しておけば、当該通信機ＩＤから送信機４１の位置を求めることができる。
【００７８】
時刻Ｃから時刻Ｄまでの「受信遅延時間」は、受信機５１のＲＦ部５５におけるアナログフィルタの遅延特性や、受信機５１のＭＡＣ部５３やＰＨＹ部５４におけるデジタル信号処理によって発生し、受信機５１側において、回路特性をもとにした計算や事前に測定を行うことによって予測可能である。また、この時間は例えば実機では５μ秒である。
【００７９】
時刻Ｄから時刻Ｅまでの「再生遅延時間」は、受信機５１における、ＭＡＣ部（ＳＤＵ再生部）５３へのプリアンブルの到達時からタイムスタンプＴｓの取得時までの時間である。この時間は、タイムスタンプＴｓを通信フレームのどの部分に格納するかと、通信速度によって変動する。
図７は、再生遅延時間の説明図であり、図７（ａ）は通信フレームのフォーマットの一例を示す図であり、図７（ｂ）は変調方法と伝送速度に応じたフレーム再生の所要時間を示す表である。
【００８０】
図７（ａ）に示すように、ＩＥＥＥ８０２．１１に準拠したフレームフォーマットでは、プリアンブルとシグナルの再生時間はそれぞれ固定長であり、ヘッダのデータ量は３０バイトである。また、図例では、時刻情報（タイムスタンプＴｓ）がデータの前から３０バイトの部分に格納されている。
また、ＭＡＣフレームでは、ヘッダの前の部分（従って、タイムスタンプＴｓの格納部分よりも前の部分）にあるシグナルに、当該フレームの変調方法（ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ又は１６ＱＡＭ）が記載されているので、これをもとに伝送速度を算出することができる。
【００８１】
従って、図７（ｂ）の表に示すように、ヘッダ部の先頭からタイムスタンプＴｓの先頭までの再生時間ｔ１と、プリアンブルの先頭からタイムスタンプＴｓの先頭までの再生時間ｔ２を、各変調方法に対応して求めることができる。
そこで、タイムスタンプＴｓの格納場所（データの先頭からのバイト数等）を予め取り決めしておき、図７（ｂ）のような参照テーブルを受信機５１のメモリに記憶させることにより、シグナルの変調速度から前記再生遅延時間を求めることができる。
【００８２】
なお、タイムスタンプＴｓの格納場所を予めデータの先頭付近に記録しておくことにしてもよい。この場合には、データの先頭部からタイムスタンプＴｓまでの所用時間を算出できるので、この時間に、データより前の部分の時間を合計することにより、前記再生遅延時間を求めることができる。
【００８３】
〔時刻補正の具体的内容〕
本実施形態では、上記各遅延時間を送信側と受信側で分担して補正するため、受信機５１の時刻補正部３２Ｃは、次の（ａ）の送信遅延時間を自身のローカル時刻に加算してタイムスタンプＴｓを求める。
（ａ） タイムスタンプＴｓのセット時から電波送信時までの送信遅延時間（図６の時点Ａ〜時点Ｂの時間）
【００８４】
また、本実施形態では、受信機５１の時刻補正部３２Ｃは、次の（ｂ）の受信遅延時間、（ｃ）の再生遅延時間及び（ｄ）の伝送遅延時間の合計値をタイムスロットＴｓに加算して、自身のローカル時刻を求める。
（ｂ） 電波受信時からＭＡＣ部（ＳＤＵ再生部）５３へのプリアンブルの到達時までの受信遅延時間（時点Ｃ〜時点Ｄの時間）
【００８５】
（ｃ） ＭＡＣ部（ＳＤＵ再生部）５３へのプリアンブルの到達時からタイムスタンプＴｓの取得時までの再生遅延時間（図６の時点Ｄ〜時点Ｅの時間）
（ｄ） 位置特定情報から定まる送信機４１の位置と自装置である受信機５１の位置までの距離に応じた伝送遅延時間（図６の時点Ｂ〜時点Ｃの時間）
【００８６】
このように、本実施形態の無線通信システムによれば、送信機４１の時刻補正部２３Ｃが、自装置内の上記送信遅延時間を自身のローカル時刻に加算してタイムスタンプＴｓを求めるので、送信機４１のタイムスタンプＴｓは、当該ＰＤＵの搬送波を送信アンテナ４６から送出する時点とほぼ厳密に一致する。
一方、受信機５１の時刻補正部３２Ｃは、上記受信遅延時間、再生遅延時間及び伝送遅延時間をタイムスタンプＴｓに加算して補正時刻値Ｔａを求めるので、この補正時刻値Ｔａは送信機４１のローカル時刻とほぼ厳密に一致する。
【００８７】
このため、本実施形態の無線通信システムによれば、例えば、受信機５１の時刻補正部３２Ｃが、自身のローカル時刻を上記補正時刻値Ｔａに合わせることにより、車載通信機（受信側）のローカル時刻を路側通信機２（送信側）のローカル時刻を精度よく一致させることができ、両者間の時刻同期を正確に行うことができる。
なお、路側通信機２と車載通信機３の路車間通信において、送信機４１と受信機５１の間の距離が６００ｍ程度であるとすると、図６（ｂ）に示すように、伝送遅延時間の値（２μ秒）は他の遅延時間に比べて小さいので、伝送遅延時間については補正処理の対象から外すことにしてもよい。
【００８８】
〔路路間通信の場合の時刻同期〕
図５の例では、送信機４１が路側通信機２にあり受信機５１が車載通信機４１にある路車間通信の場合を想定して、車載通信機３が路側通信機２のローカル時刻に合わせる時刻同期（エア同期）を例示したが、送信機４１と受信機５１は、電波到達範囲にある異なる路側通信機２にそれぞれ搭載されていてもよい。
この場合、特定の路側通信機２が他の路側通信機２のローカル時刻に合わせる時刻同期（エア同期）を行うことができる。
【００８９】
この路路間通信によるエア同期においては、例えば一方の路側通信機２がＧＰＳ同期を行っているが、他方の路側通信機２がＧＰＳを搭載していない場合に特に有効である。
この場合、ローカル時刻の精度が高いＧＰＳ同期を行う路側通信機２の送信機４１が、補正したタイムスタンプＴｓを送信し、これを受けたＧＰＳ同期を行わない別の路側通信機２の受信機５１において、そのタイムスタンプＴｓを補正した補正時刻値Ｔａに自身のローカル時刻を合わせるようにすればよい。
【００９０】
〔タイムスロットと補正時刻値の精度について〕
ところで、本実施形態の送受信機４１，５１が採用するＯＦＤＭ方式では、ＯＦＤＭ変調波のガードインターバルが約３．２μ秒になっている。これに対して、図６（ｂ）に示すように、送信遅延時間（５μ秒）、受信遅延時間（５μ秒）及び再生遅延時間（８０〜２００μ秒）は、いずれもガードインターバルよりも大きい。
【００９１】
従って、これらの遅延時間を考慮せずに、例えば路側通信機２同士がエア同期を行うと、両者のローカル時刻にガードインターバルを超えた時刻誤差が生じる恐れがある。
このため、例えば、直接干渉の位置関係にある複数の路側通信機２の送信時間を１つのタイムスロットＴ１に連続的に割り当てるような場合に、連続して送信される路側通信機２の前後のダウンリンク信号について、シンボル間干渉による劣化を回避できない場合がある。
【００９２】
この点、本実施形態の無線通信システムでは、送信機４１が送信遅延時間を考慮して高精度のタイムスロットＴｓを生成するので、送信機４１が生成するタイムスタンプＴｓの精度（タイムスタンプＴｓの送信アンテナ４６からの送出時刻とそのスタンプ値との時刻差）をガードインターバル以下に抑えることができる。
また、受信機５１が、少なくとも受信遅延時間と再生遅延時間をタイムスタンプＴｓに加えて時刻補正値Ｔａを求めるので、この時刻補正値Ｔａの精度もガードインターバル以下に抑えることができる。
【００９３】
このため、本実施形態の無線通信システムによれば、複数の路側通信機２の送信時間を連続して割り当てるような場合でも、シンボル間干渉による劣化を有効に回避することができる。
【００９４】
〔エア同期の実行頻度〕
一方、受信機５１の時刻補正部３２Ｃが、自身のローカル時刻を補正時刻値Ｔａに合わせる時刻同期を行うと、ローカル時刻を基準とする受信機５１の内部処理のタイミングが一斉に不連続にシフトする。
このため、受信機５１が時刻合わせを行う頻度が多すぎると、受信機５１側の信号処理が不安定になる可能性がある。
【００９５】
そこで、受信機５１の時刻補正部３２Ｃは、自身のローカル時刻と補正時刻値Ｔａとのずれが所定の閾値以上であるか否かを判定し、この判定結果が肯定的である場合に、自身のローカル時刻を補正時刻値Ｔａに合わせることが好ましい。
このようにすれば、上記閾値を適切に設定することで、所定の通信条件を満足しない程度のずれが生じた場合にだけ、受信機５１が時刻同期を行うことができるので、受信機５１の時刻が不連続にシフトして不安定化する頻度が必要最小限に抑えられる。
【００９６】
上記所定の閾値としては、送信機４１と受信機５１にＯＦＤＭによる変復調方式が採用されている本実施形態の場合には、例えば、ＯＦＤＭ変調波の前記ガードインターバル（約３．２μ秒）に設定すればよい。
この場合、送信機４１と受信機５１の間の時刻誤差がＯＦＤＭ変調波のガードインターバル以下に抑えられる。従って、路路間通信の場合を想定すると、各路側通信機２の送信タイミングの時刻誤差がガードインターバル以下に抑えられるので、シンボル間干渉による劣化を回避できる無線通信システムが得られる。
【００９７】
〔補正時刻値の他の利用方法〕
また、本実施形態の無線通信システムにおいて、路路間通信の場合は、受信機５１の時刻補正部３２Ｃは、自身のローカル時刻を単純に補正時刻値Ｔａに合わせるだけでなく、その補正時刻値Ｔａを用いて送受信機４１，５１間の時刻が正確か否かを判定し、その判定結果に基づいて異常発生時の対応処理を行うこともできる。
【００９８】
例えば、補正時刻値Ｔａを求めた受信側の路側通信機２において、自装置のローカル時刻が複数の路側通信機２についての補正時刻値Ｔａに対して前記閾値以上のずれが生じておれば、自身の内部クロックに異常が発生している可能性があり、複数の路側通信機２についての補正時刻値Ｔａのうちのいずれか１つだけが前記閾値以上のずれを示す場合は、当該路側通信機２の内部クロックに異常が発生している可能性がある。
また、自装置のローカル時刻を、いったん１つの路側通信機２についての補正時刻値Ｔａに合わせたが、その後、所定時間（例えば１時間）以内に、再度、自装置のローカル時刻が補正時刻値Ｔａと閾値以上ずれている場合には、送信側と受信側の路側通信機２のうちの少なくとも一方の内部クロックに、異常が発生している可能性がある。
【００９９】
そこで、上記のような場合には、受信機５１の時刻補正部３２Ｃが、送信側又は受信側のいずれか若しくは双方の路側通信機２の内部クロックに異常がある旨の情報を生成し、この情報を路側通信機２の有線通信部２２を通じて中央装置４に送信することにより、内部クロックの異常発生を自動的に通知することができる。
また、この場合、異常発生情報の通知と併せて、或いはこの通知とは別に、内部クロックの異常が推定される路側通信機２の無線送信を停止することにしてもよい。
【０１００】
〔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。
【０１０１】
例えば、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）を用いることもできる。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】
【０１０２】
２ 路側通信機
３ 車載通信機（移動通信機）
２１ 無線通信部
２３ 制御部
２３Ａ 送信制御部
２３Ｂ データ中継部
２３Ｃ （第１の）時刻補正部
３１ 通信部
３２ 制御部
３２Ａ 送信制御部
３２Ｂ データ中継部
３２Ｃ （第２の）時刻補正部
４１ 送信機
４２ 上位レイヤ
４３ ＭＡＣ部（ＰＤＵ生成部）
４４ ＰＨＹ部（変調送信部）
４５ ＲＦ部（変調送信部）
４６ 送信アンテナ
５１ 受信機
５２ 上位レイヤ
５３ ＭＡＣ部（ＳＤＵ再生部）
５４ ＰＨＹ部（復調受信部）
５５ ＲＦ部（復調受信部）
５６ 受信アンテナ
Ｔｓ タイムスタンプ
Ｔａ 補正時刻値
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信機と受信機とを備えた無線通信システムであって、
前記送信機は、
タイムスタンプを付したＰＤＵを生成するＰＤＵ生成部と、
前記ＰＤＵにより搬送波を変調して送信アンテナから電波送信する変調送信部と、
次の（ａ）の送信遅延時間を自身のローカル時刻に加算して前記タイムスタンプを求める第１の時刻補正部と、を有しており、
前記受信機は、
受信アンテナに到達した電波信号から前記ＰＤＵを取り出す復調受信部と、
前記ＰＤＵからＳＤＵと前記タイムスタンプとを再生するＳＤＵ再生部と、
次の（ｂ）の受信遅延時間と（ｃ）の再生遅延時間との合計値を前記タイムスタンプに加算して補正時刻値を求める第２の時刻補正部と、を有することを特徴とする無線通信システム。
（ａ） タイムスタンプのセット時から電波送信時までの送信遅延時間
（ｂ） 電波受信時からＳＤＵ再生部へのプリアンブルの到達時までの受信遅延時間
（ｃ） ＳＤＵ再生部へのプリアンブルの到達時からタイムスタンプの取得時までの再生遅延時間
【請求項２】
前記第２の時刻補正部は、自身のローカル時刻を前記補正時刻値に合わせる請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記第２の時刻補正部は、自身のローカル時刻と前記補正時刻値とのずれが所定の閾値以上であるか否かを判定し、この判定結果が肯定的であることを条件として、自身のローカル時刻を前記補正時刻値に合わせる請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記第２の時刻補正部は、自身のローカル時刻と前記補正時刻値とのずれが所定の閾値以上であるか否かを判定し、この判定結果が肯定的である場合に、前記送信機又は前記受信機若しくはこれらの双方についての異常発生時の対応処理を実行する請求項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】
前記第２の時刻補正部は、自身のローカル時刻を前記補正時刻値に合わせた後に、更に前記判定結果が肯定的である場合に、前記送信機又は前記受信機若しくはこれらの双方についての異常発生時の対応処理を実行する請求項４に記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記送信機と前記受信機にＯＦＤＭによる変復調方式が採用されており、
前記所定の閾値はＯＦＤＭ変調波のガードインターバルに設定されている請求項３〜５のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記第２の時刻補正部は、前記ＰＤＵにおける前記タイムスタンプよりも前の部分の記載情報から特定可能な通信フレームの伝送速度に基づいて、前記再生遅延時間を求める請求項１〜６のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項８】
前記ＰＤＵに前記送信機の位置特定情報が含まれており、
前記第２の時刻補正部は、更に次の（ｄ）の伝送遅延時間を前記タイムスタンプに加算して前記補正時刻値を求める請求項１〜７のいずれか１項に記載の無線通信システム。
（ｄ） 位置特定情報から定まる送信機の位置と自装置である受信機の位置までの距離に応じた伝送遅延時間
【請求項９】
前記送信機と前記受信機にＯＦＤＭによる変復調方式が採用されており、
前記第１の時刻補正部が求める前記タイムスタンプの精度がＯＦＤＭ変調波のガードインターバル以下である請求項１〜８のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項１０】
専用のタイムスロットが時分割で割り当てられた複数の路側通信機と、前記タイムスロット以外の時間帯だけ無線送信するのが許容された複数の移動通信機と、を備えており、
前記送信機が前記路側通信機に搭載され、前記受信機が前記路側通信機又は前記移動通信機若しくはこれらの双方に搭載されている請求項１〜９のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項１１】
送信機と受信機とを備えた無線通信システムの時刻補正方法であって、
前記送信機が、次の（ａ）の送信遅延時間を自身のローカル時刻に加算したタイムスタンプを前記受信機に送信するステップと、
前記受信機が、次の（ｂ）の受信遅延時間と（ｃ）の再生遅延時間との合計値を前記タイムスタンプに加算して補正時刻値を求めるステップと、
を含むことを特徴とする無線通信システムの時刻補正方法。
（ａ） タイムスタンプのセット時から電波送信時までの送信遅延時間
（ｂ） 電波受信時からＳＤＵ再生部へのプリアンブルの到達時までの受信遅延時間
（ｃ） ＳＤＵ再生部へのプリアンブルの到達時からタイムスタンプの取得時までの再生遅延時間
【請求項１】
送信機と受信機とを備えた無線通信システムであって、
前記送信機は、
タイムスタンプを付したＰＤＵを生成するＰＤＵ生成部と、
前記ＰＤＵにより搬送波を変調して送信アンテナから電波送信する変調送信部と、
次の（ａ）の送信遅延時間を自身のローカル時刻に加算して前記タイムスタンプを求める第１の時刻補正部と、を有しており、
前記受信機は、
受信アンテナに到達した電波信号から前記ＰＤＵを取り出す復調受信部と、
前記ＰＤＵからＳＤＵと前記タイムスタンプとを再生するＳＤＵ再生部と、
次の（ｂ）の受信遅延時間と（ｃ）の再生遅延時間との合計値を前記タイムスタンプに加算して補正時刻値を求める第２の時刻補正部と、を有することを特徴とする無線通信システム。
（ａ） タイムスタンプのセット時から電波送信時までの送信遅延時間
（ｂ） 電波受信時からＳＤＵ再生部へのプリアンブルの到達時までの受信遅延時間
（ｃ） ＳＤＵ再生部へのプリアンブルの到達時からタイムスタンプの取得時までの再生遅延時間
【請求項２】
前記第２の時刻補正部は、自身のローカル時刻を前記補正時刻値に合わせる請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記第２の時刻補正部は、自身のローカル時刻と前記補正時刻値とのずれが所定の閾値以上であるか否かを判定し、この判定結果が肯定的であることを条件として、自身のローカル時刻を前記補正時刻値に合わせる請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記第２の時刻補正部は、自身のローカル時刻と前記補正時刻値とのずれが所定の閾値以上であるか否かを判定し、この判定結果が肯定的である場合に、前記送信機又は前記受信機若しくはこれらの双方についての異常発生時の対応処理を実行する請求項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】
前記第２の時刻補正部は、自身のローカル時刻を前記補正時刻値に合わせた後に、更に前記判定結果が肯定的である場合に、前記送信機又は前記受信機若しくはこれらの双方についての異常発生時の対応処理を実行する請求項４に記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記送信機と前記受信機にＯＦＤＭによる変復調方式が採用されており、
前記所定の閾値はＯＦＤＭ変調波のガードインターバルに設定されている請求項３〜５のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記第２の時刻補正部は、前記ＰＤＵにおける前記タイムスタンプよりも前の部分の記載情報から特定可能な通信フレームの伝送速度に基づいて、前記再生遅延時間を求める請求項１〜６のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項８】
前記ＰＤＵに前記送信機の位置特定情報が含まれており、
前記第２の時刻補正部は、更に次の（ｄ）の伝送遅延時間を前記タイムスタンプに加算して前記補正時刻値を求める請求項１〜７のいずれか１項に記載の無線通信システム。
（ｄ） 位置特定情報から定まる送信機の位置と自装置である受信機の位置までの距離に応じた伝送遅延時間
【請求項９】
前記送信機と前記受信機にＯＦＤＭによる変復調方式が採用されており、
前記第１の時刻補正部が求める前記タイムスタンプの精度がＯＦＤＭ変調波のガードインターバル以下である請求項１〜８のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項１０】
専用のタイムスロットが時分割で割り当てられた複数の路側通信機と、前記タイムスロット以外の時間帯だけ無線送信するのが許容された複数の移動通信機と、を備えており、
前記送信機が前記路側通信機に搭載され、前記受信機が前記路側通信機又は前記移動通信機若しくはこれらの双方に搭載されている請求項１〜９のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項１１】
送信機と受信機とを備えた無線通信システムの時刻補正方法であって、
前記送信機が、次の（ａ）の送信遅延時間を自身のローカル時刻に加算したタイムスタンプを前記受信機に送信するステップと、
前記受信機が、次の（ｂ）の受信遅延時間と（ｃ）の再生遅延時間との合計値を前記タイムスタンプに加算して補正時刻値を求めるステップと、
を含むことを特徴とする無線通信システムの時刻補正方法。
（ａ） タイムスタンプのセット時から電波送信時までの送信遅延時間
（ｂ） 電波受信時からＳＤＵ再生部へのプリアンブルの到達時までの受信遅延時間
（ｃ） ＳＤＵ再生部へのプリアンブルの到達時からタイムスタンプの取得時までの再生遅延時間
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−１７２１１（Ｐ２０１３−１７２１１Ａ）
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１８７８２２（Ｐ２０１２−１８７８２２）
【出願日】平成２４年８月２８日（２０１２．８．２８）
【分割の表示】特願２０１０−６５３４３（Ｐ２０１０−６５３４３）の分割
【原出願日】平成２２年３月２２日（２０１０．３．２２）
【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２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年８月２８日（２０１２．８．２８）
【分割の表示】特願２０１０−６５３４３（Ｐ２０１０−６５３４３）の分割
【原出願日】平成２２年３月２２日（２０１０．３．２２）
【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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