JP2014112753A - 光ビーコン - Google Patents

Abstract

【課題】 車載機の新旧に応じて提供情報の内容を差別化することができる新光ビーコンを提供する。
【解決手段】 本発明は、走行中の車両の車載機２と光信号による無線通信を行う光ビーコン４に関する。この光ビーコン４は、高低２種類の伝送速度での光電気変換が可能な光受信部１１と、所定の伝送速度での電気光変換が可能な光送信部１０と、下記の２種類のダウンリンク切り替えを実行可能な通信制御部（ビーコン制御機７）と、を備える。
第１のダウンリンク切り替え：低速フレームＵＬ１のアップリンク受信を条件として、その後に送信する第１の下りフレーム群ＤＬ２−２に、第１の提供情報Ｄ１を格納した下りフレームを含めるダウンリンク切り替え
第２のダウンリンク切り替え：高速フレームＵＬ２のアップリンク受信を条件として、その後に送信する第２の下りフレーム群ＤＬ２−２に、第２の提供情報Ｄ２を格納した下りフレームを含めるダウンリンク切り替え
【選択図】 図１０

Description

本発明は、走行中の車両の車載機と光信号による無線通信を行う光ビーコンに関する。

路車間通信システムを利用した交通情報サービスとして、光ビーコン、電波ビーコン又はＦＭ多重放送を用いたいわゆるＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System：（財）道路交通情報通信システムセンターの登録商標）が既に展開されている。
このうち、光ビーコンは、近赤外線を通信媒体とした光通信を採用しており、車載機との双方向通信が可能である。具体的には、車両の保持するビーコン間の旅行時間情報等を含むアップリンク情報が車載機からインフラ側の光ビーコンに送信される。

逆に、光ビーコンからは、渋滞情報、区間旅行時間情報、事象規制情報及び車線通知情報等を含むダウンリンク情報が車載機に送信されるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
このため、光ビーコンは、車載機との間で光信号を送受するビーコンヘッド（投受光器）を備え、投受光器には、ビーコン制御機から入力された送信信号を発光ダイオードに入力してダウンリンク光を送出する光送信部と、フォトダイオードが受光した光信号を電気信号に変換してビーコン制御機に出力する光受信部が搭載されている。

特開２００５−２６８９２５号公報

１９９３年から現在までの間に、約５４０００ヘッドの光ビーコンが全国各地の道路に配備されているが、かかる既設の光ビーコンを用いた従来の光通信システムよりも、通信容量を拡大してシステムを高度化することが検討されている。
通信容量を拡大する方策としては、アップリンク及びダウンリンクそれぞれについての伝送速度の高速化、通信領域の拡張あるいは通信プロトコルの変更などの方策がある。このうち、アップリンク速度を現状（６４ｋｂｐｓ）よりも高速化すれば、通信領域をさほど広げなくても、大容量のプローブデータを車載機から収集でき、交通信号制御の高度化に役立てることができる。

このように、アップリンク速度の高速化を実現するためには、高速アップリンク受信に対応する光ビーコン（以下、「新光ビーコン」ともいう。）と、高速アップリンク送信に対応する車載機（以下、「新車載機」ともいう。）を新たに導入する必要がある。
しかし、新光ビーコンや新車載機を導入するとしても、これらの新型の機器が、低速アップリンク通信しかできない従来の機器と互換性がなければ、既存の路車間通信システムと整合しなくなるため、アップリンク速度の高速化が阻害される。

そこで、新車載機が、高速フレームだけでなく、低速アップリンク送信のみを行う車載機（以下、「旧車載機」ともいう。）の低速フレームをアップリンク受信できる光ビーコン（以下、「旧光ビーコン」ともいう。）が認識可能な、車両の識別情報（以下、「車両ＩＤ」ともいう。）を格納した低速フレームをも送信する通信規約を採用すれば、旧光ビーコンにダウンリンク切り替えを行わせることができ、新車載機の上位互換性を確保することができる。

また、新車載機が、低速フレームを送信してから高速フレームを送信する場合を想定すると、最初の低速フレームとその後に送信する予定の高速フレームとの間に、車両ＩＤを格納した車線通知情報を含む下りフレームを受信するための送信中断期間を設ける通信規約を採用すれば、新車載機が自身の車両ＩＤを格納した下りフレームに気付かずに、複数の高速フレームの再送を繰り返すことによる、下りフレームの受信機会の喪失を防止することができる。

一方、新光ビーコンの上位互換性について考えると、新光ビーコンについても、旧光ビーコンと同様に、低速フレームのアップリンク受信に応じたダウンリンク切り替えを１回実施すれば、車載機の新旧に関係なく従来通りのダウンリンクデータを提供できる。
しかし、新光ビーコンが従来通りのダウンリンク切り替えしか行わない場合には、新車載機が、プローブデータなどの大容量のデータを含む高速フレームをアップリンク送信しても、旧車載機の場合と同様のダウンリンクデータしか得られない。

従って、新光ビーコンが低速フレームのアップリンク受信に応じたダウンリンク切り替えを１回しか行わないシステムでは、新車載機が、できるだけ多くの高速フレームをアップリンクしようとするインセンティブが働かず、アップリンク速度の高速化を早期に達成できない可能性がある。
本発明は、かかる従来の問題点に鑑み、車載機の新旧に応じて提供情報の内容を差別化することができる新光ビーコンを提供することを目的とする。

（１） 本発明の光ビーコンは、走行中の車両の車載機と光信号による無線通信を行う光ビーコンであって、高低２種類の伝送速度での光電気変換が可能な光受信部と、所定の伝送速度での電気光変換が可能な光送信部と、下記の２種類のダウンリンク切り替えを実行可能な通信制御部と、を備えていることを特徴とする。

第１のダウンリンク切り替え：低速フレームのアップリンク受信を条件として、その後に送信する下りフレーム群に、第１の提供情報を格納した下りフレームを含めるダウンリンク切り替え
第２のダウンリンク切り替え：高速フレームのアップリンク受信を条件として、その後に送信する下りフレーム群に、第２の提供情報を格納した下りフレームを含めるダウンリンク切り替え

本発明の光ビーコンによれば、通信制御部が、上記第２のダウンリンク切り替え、すなわち、高速フレームのアップリンク受信を条件として、その後に送信する第２の下りフレーム群に、第２の提供情報を格納した下りフレームを含めるダウンリンク切り替えを実行可能であるから、実際に高速フレームをアップリンク送信した新車載機にのみ、第２の提供情報を提供することができ、高速フレームをアップリンク送信しない旧車載機に第２の提供情報が渡ることがない。

従って、車載機の新旧に応じて提供情報の内容を差別化することができ、本発明の目的が達成される。
なお、第２の提供情報の例としては、例えば、高速フレームによりプローブデータをアップリンクする新車載機への提供を想定した、「信号オフセット情報」などがある。「オフセット」とは、系統制御されている隣接交差点間での青信号の開始時点のずれのことをいい、「信号オフセット情報」はそのずれを車側で特定可能な形式で表現した情報のことである。

（２） 本発明の光ビーコンにおいて、前記車載機が複数の前記高速フレームをアップリンク送信することを許容する通信規約の場合には、前記高速フレームのアップリンク受信は、複数の前記高速フレームのうちの所定の前記高速フレームの受信完了とすることが好ましい。
その理由は、複数の高速フレームがアップリンク送信される場合は、そのうちのいずれかの高速フレームの受信完了をもって条件成立と見なさない限り、第２のダウンリンク切り替えの条件が成立する時点を特定できないからである。

（３） 所定の前記高速フレームの受信完了としては、例えば、最初に受信できた前記高速フレームの受信完了を採用することができる。
この場合、第２のダウンリンク切り替えの条件成立（トリガー発生）が最も早期になり、条件成立後のデータ切り替えまでの処理時間に余裕ができ、処理負荷を軽減できる利点がある。最初に受信できた高速フレームは通常は先頭フレームになるが、通信エラーを考慮すると、２フレーム以降の高速フレームが最初に受信できた高速フレームになり得る。

（４） 所定の前記高速フレームの受信完了としては、複数の前記高速フレームのうちの最終フレームの受信完了を採用することにしてもよい。
このように、最終フレームの受信完了を第２のダウンリンク切り替えの条件成立とすると、それまでに受信した他の高速フレームのデータ内容を事前に察知することができる。このため、高速フレームのデータ内容に応じて第２の提供情報の内容を変更するなどの、後述するより詳細な通信制御が可能になる。

（５） 上記のように、最終フレームの受信完了を第２のダウンリンク切り替えの条件成立とした場合には、通信エラーなどで最終フレームを取り逃がすと、何時まで経っても第２のダウンリンク切り替えが行われない可能性がある。
そこで、前記高速フレームのアップリンク受信には、更に、最初に受信できた前記高速フレームの受信完了からの所定時間の経過、又は、最後に受信できた前記高速フレームの受信完了からの所定時間の経過、若しくはそれらの双方の経過を含むことが好ましい。
これらを条件成立に含めることにすれば、最終フレームが不明であるために、光ビーコンが第２のダウンリンク切り替えを行わなくなるのを未然に防止することができる。

（６）（７） 本発明の光ビーコンにおいて、前記車載機が複数の前記高速フレームをアップリンク送信することを許容する通信規約の場合には、前記高速フレームのアップリンク受信として、複数の前記高速フレームのうちの所定の前記高速フレームの受信完了からの所定時間の経過を、単独で採用することにしてもよい。
この場合、上記所定の高速フレームとしては、例えば、最初に受信できた前記高速フレームを採用することができる。

（８） 本発明において、前記通信制御部は、第２のダウンリンク切り替え時点（第２の下りフレーム群の送信開始時点）を、前記高速フレームのアップリンク受信時から見て今回以後となる前記第１の下りフレーム群のダウンリンクサイクルの終了時点以降に設定することが好ましい。
このようすれば、第２のダウンリンク切り替えの条件成立から、実際に第２の下りフレーム群の送信を開始するまでに時間的な余裕ができ易くなり、通信制御部の処理負荷を軽減できるという利点がある。

なお、「ダウンリンクサイクル」とは、光ビーコンがダウンリンク切り替え後に繰り返し送信する下りフレームよりなる一塊の下りフレーム群の送信時間のことをいう。
１つの下りフレーム群に含めるフレーム数は可変（通信規約上は、最大７９フレーム）であり、光ビーコンの通信制御部は、ダウンリンクすべき提供情報のデータ量に応じて、下りフレーム群を構成するフレーム数を決定し、決定した数の各下りフレームにそれぞれ区分けして提供情報を格納する。

（９） 本発明の光ビーコンにおいて、前記第１フレーム群の送信においては、これに先だって、車線通知情報を含む折り返しフレームの繰り返し送信を行い、前記第２フレーム群の送信においては、これに先立つ前記折り返しフレームの繰り返し送信を行わないことが好ましい。
その理由は、折り返しフレームの繰り返し送信は、通常、第１のダウンリンク切り替えの際に行われ、第２のダウンリンク切り替えの際に再度行わなくてもさほど問題がないので、第２のダウンリンク切り替えの際の折り返しフレームの繰り返し送信を止めれば、無駄な通信時間を省けるからである。

（１０） もっとも、本発明の光ビーコンにおいて、前記通信制御部は、前記第１フレーム群の送信においては、これに先だって、車線通知情報を含む折り返しフレームの繰り返し送信を行い、前記第２フレーム群の送信においても、これに先立って、前記折り返しフレームの繰り返し送信を行うことにしてもよい。
この場合、第２のダウンリンク切り替えの処理が、第１のダウンリンク切り替えと同様の処理となるので、通信制御部に対するソフトウェアの実装が簡単になる。

（１１） 本発明の光ビーコンにおいて、前記通信制御部は、前記第２の下りフレーム群に前記第２の提供情報を複数回含めることが好ましい。
このようにすれば、従来からの通信規約で必要とされる回数である、２回分以上のダウンリンク送信を第２の提供情報について確実に確保することができる。

（１２） 同様の理由で、前記通信制御部は、前記第２の下りフレーム群の前半側に前記第２の提供情報を含めることにしてもよい。
下りフレーム群の「前半側」とは、下りフレーム群の先頭フレームから中央に位置するフレームまでの範囲のことをいう。例えば７９フレームの下りフレーム群であれば、先頭フレームから４０フレームまでが前半側となる。従って、第２の提供情報を下りフレーム群の前半側に含めれば、所定時間内にダウンリンクサイクルを２回分確保できないほどフレーム数が多い第２の下りフレーム群の場合でも、従来からの通信規約で必要とされる回数である、２回分以上のダウンリンク送信を第２の提供情報について確保できる可能性を高めることができる。

（１３） 本発明の光ビーコンにおいて、下記のａ）〜ｄ）の順序でそれぞれのアップリンク受信を検出した場合には、前記通信制御部は、下記のｃ）及びｄ）に関係なく、下記のｂ）に対応する前記第２の下りフレーム群の送信を続けることが好ましい。
ａ） 第１の車両ＩＤを含む低速フレームのアップリンク受信
ｂ） 第１の車両ＩＤを含む高速フレームのアップリンク受信
ｃ） 第２の車両ＩＤを含む低速フレームの、ａ）から所定時間内におけるアップリンク受信
ｄ） 第２の車両ＩＤを含む高速フレームのアップリンク受信

この場合、第１の車両ＩＤの新車載機（以下、「先行車載機」ともいう。）のための第２の提供情報が、上記のｃ）以後も提供され続け、第２の車両ＩＤの新車載機（以下、「後続車載機」ともいう。）にも提供される。
従って、第２の提供情報が前記信号オフセット情報のような動的情報である場合を想定すると、後続車載機にとって僅かに古い情報を提供することになるが、先行車載機に対して第２の提供情報を確実に提供できるという利点がある。

（１４） 本発明の光ビーコンにおいて、上記のａ）〜ｄ）の順序でそれぞれのアップリンク受信を検出した場合には、前記通信制御部は、上記のｄ）を条件とする第２のダウンリンク切り替えを行うまで、上記のｂ）に対応する前記第２の下りフレーム群の送信を続けたあと、上記のｄ）に対応する前記第２の下りフレーム群の送信を行うことにしてもよい。

この場合、先行車載機のための第２の提供情報が、上記のｄ）まで提供され、後続車載機のための第２の提供情報が、上記のｄ）以降に提供される。
従って、先行車載機に対しては、後続車載機からの高速アップリンク受信を検出するまで、第２の提供情報の送信時間を延ばすことができ、後続車載機に対しては、最新の第２の提供情報を提供することができる。

（１５） また、本発明の光ビーコンにおいて、前記通信制御部は、下記のｃ）を条件として新たに第１のダウンリンク切り替えを行い、下記のｄ）を条件として新たに第２のダウンリンク切り替えを行うことにしてもよい。
この場合、いわゆる後勝ちの処理となり、先行車載機のための第２の提供情報が、上記のｃ）までしか提供されなくなるが、通常通りの第１及び第２のダウンリンク切り替えを行えば足りるので、通信制御部に対するソフトウェアの実装が簡単になる。

（１６） 本発明の光ビーコンにおいて、前記通信制御部は、前記高速フレーム又はそのデータ内容が所定の条件を満たすか否かに応じて、前記第２の下りフレーム群に含める前記第２の提供情報の内容を変更することが好ましい。
このようにすれば、所定の条件を満たす高速フレーム又はデータ内容をアップリンクしてきた新車載機にだけ、所定のデータ量の第２の提供情報を提供することができ、高速フレームによる高速アップリンク送信のインセンティブを高めることができる。

（１７） 本発明の光ビーコンにおいて、前記車載機が複数の前記高速フレームをアップリンク送信することを許容する通信規約の場合には、前記通信制御部は、前記高速フレームの総フレーム数と規定フレーム数との比較結果に応じて、前記第２の下りフレーム群に含める前記第２の提供情報の内容を変更することが好ましい。
このようにすれば、規定フレーム数以上の高速フレームをアップリンクしてきた新車載機にだけ、所定のデータ量の第２の提供情報を提供することができ、複数の高速フレームによる高速アップリンク送信のインセンティブを高めることができる。

（１８） 本発明の光ビーコンにおいて、前記通信制御部は、前記高速フレームに含まれるプローブデータの軌跡数と規定軌跡数との比較結果に応じて、前記第２の下りフレーム群に含める前記第２の提供情報の内容を変更することにしてもよい。
このようにすれば、規定軌跡数以上の高速フレームをアップリンクしてきた新車載機にだけ、所定のデータ量の第２の提供情報を提供することができ、プローブデータの高速アップリンク送信のインセンティブを高めることができる。

（１９） また、本発明の光ビーコンにおいて、前記車載機が複数の前記高速フレームをアップリンク送信することを許容する通信規約の場合には、前記通信制御部は、最後の前記高速フレーム以外のフレームサイズと規定サイズとの比較結果に応じて、前記第２の下りフレーム群に含める前記第２の提供情報の内容を変更することにしてもよい。
このようにすれば、規定サイズ以上の高速フレームをアップリンクしてきた新車載機にだけ、所定のデータ量の第２の提供情報を提供することができ、複数の高速フレームによる高速アップリンク送信のインセンティブを高めることができる。

（２０） 本発明の光ビーコンにおいて、前記通信制御部は、前記高速フレーム又はそのデータ内容が所定の条件を満たさない場合には、第２のダウンリンク切り替えを実行しないことにしてもよい。
このようにすれば、所定の条件を満たす高速フレーム又はそのデータ内容をアップリンクしてきた新車載機にだけ、第２の提供情報が提供されるので、高速フレームによる高速アップリンク送信のインセンティブを高めることができる。

（２１） 本発明の光ビーコンにおいて、前記第２の提供情報は、静的情報及び動的情報のいずれでもよいが、動的情報の例として、系統制御されている隣接交差点間での青信号の開始時点のずれを車側で特定可能な形式で表現した、前記信号オフセット情報を採用することができる。

（２２） 本発明の光ビーコンにおいて、前記通信制御部は、前記高速フレームのアップリンク受信時から見て今回以後となる前記第１の下りフレーム群のダウンリンクサイクルの終了時点までに、前記第２の下りフレーム群に含めるダウンリンクデータの作成を完了することが好ましい。
このようにすれば、高速フレームのアップリンク受信を検出した後に上記ダウンリンクデータを作成する場合に比べて、その作成時期を早めることができ、そのダウンリンクデータの送信タイミングが遅延するのを未然に防止することができる。

（２３） 本発明の光ビーコンにおいて、前記通信制御部は、前記高速フレームのアップリンク受信までに、前記第２の下りフレーム群に含めるダウンリンクデータの作成を完了することにしてもよい。
この場合でも、高速フレームのアップリンク受信を検出した後に上記ダウンリンクデータを作成する場合に比べて、その作成時期を早めることができ、そのダウンリンクデータの送信タイミングが遅延するのを未然に防止することができる。

（２４） もっとも、前記第１の下りフレーム群に含めるダウンリンクデータを格納するメモリと、前記第２の下りフレーム群に含めるダウンリンクデータのメモリとを共用する場合には、前記通信制御部は、前記第１の下りフレーム群の送信開始までに、前記第２の下りフレーム群に含めるダウンリンクデータの作成を完了する必要がある。
その理由は、メモリを共用する場合は、第２の下りフレーム群に含めるダウンリンクデータの内容が、第１の下りフレーム群に含めるダウンリンクデータの送信開始までに定まっている必要があるからである。

なお、上述の（２２）〜（２４）において、第２の下りフレーム群に含めるダウンリンクデータの作成開始時期は、例えば、低速フレームのアップリンク受信を検出した時点とすればよい。

以上の通り、本発明によれば、車載機の新旧に応じて車載機への提供情報を差別化することができる新光ビーコンが得られる。

路車間通信システムの概略構成を示すブロック図である。 光ビーコンの設置部分を上から見た道路の平面図である。 光ビーコンの通信領域を示す側面図である。 従来の通信手順を示すシーケンス図である。 新旧の光ビーコンと車載機の混在状態を示す図である。 アップリンク情報のフレーム構成図である。 ダウンリンク情報のフレーム構成図である。 送信中断期間を設けない場合の路車間通信を示すシーケンス図である。 送信中断期間を設ける場合の路車間通信を示すシーケンス図である。 第２のダウンリンク切り替えを行う場合の路車間通信を示すシーケンス図である。 第２のダウンリンク切り替えを行う場合の路車間通信を示すシーケンス図である。 第２のダウンリンク切り替えの切り替え処理の例を示す説明図である。 複数の新車載機が別の車線で新光ビーコンと通信する場合の、ダウンリンクデータの説明図である。 複数の新車載機が別の車線で新光ビーコンと通信する場合の、ダウンリンクデータの説明図である。 先行作成方式によるダウンリンクデータの作成タイミングの具体例を示す説明図である。 先行作成方式によるダウンリンクデータの作成タイミングの他の具体例を示す説明図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態を説明する。
〔システムの全体構成〕
図１は、本発明の実施形態に係る路車間通信システムの全体構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態の路車間通信システムは、インフラ側の交通管制システム１と、道路Ｒを走行する車両２０に搭載された車載機２とを備えている。

交通管制システム１は、交通管制室等に設けられた中央装置３と、道路Ｒの各所に多数設置された光ビーコン（光学式車両感知器）４とを備え、光ビーコン４は、近赤外線を通信媒体とした光通信によって車載機２との間で無線通信を行うことができる。
光ビーコン４は、ビーコン制御機７と、このビーコン制御機７のセンサ用インタフェースに接続された複数（図１では４つ）のビーコンヘッド（投受光器ともいう。）８とを有している。

ビーコン制御機７は、インフラ側の通信部６に接続されており、通信部６は電話回線等の通信回線５によって中央装置３と接続されている。
通信部６は、例えば、信号灯器の灯色を制御する交通信号制御機や、インフラ側における交通情報の中継処理を行う情報中継装置等より構成することができる。

本実施形態の光ビーコン４は、全二重通信方式を採用している。すなわち、後述のビーコン制御機７は、光送信部１０に対するダウンリンク方向の送信制御と、光受信部１１に対するアップリンク方向の受信制御とを同時に行うことができる。
これに対して、本実施形態の車載機２は、半二重通信方式を採用している。すなわち、後述の車載制御機２１は、光送信部２３に対するアップリンク方向の送信制御と、光受信部２４に対するダウンリンク方向の受信制御とを同時には行わない。

なお、光送信部２３に対するアップリンク方向の送信制御と、光受信部２４に対するダウンリンク方向の受信制御は同時に行われていても良いが、実態として、どちらかのみしか機能しないように構成されているものとする。すなわち、アップリンクの送信中にはダウンリンクを受信することが困難な構成である。

〔光ビーコンの構成〕
光ビーコン４のビーコンヘッド８は、電気光変換が可能な光送信部１０と、光電気変換が可能な光受信部１１とを筐体の内部に有している。
このうち、光送信部１０は、近赤外線よりなるダウンリンク光（ダウンリンク方向の光信号）をダウンリンク領域ＤＡ（図３参照）に送出する発光素子を有し、光受信部１１は、アップリンク領域ＵＡ（図３参照）にある車載機２からの近赤外線よりなるアップリンク光（アップリンク方向の光信号）を受光する受光素子を有する。

光送信部１０は、ビーコン制御機７から送出される下りフレームを所定の伝送速度のシリアルな送信信号に変換する送信回路と、出力された送信信号をダウンリンク方向の光信号に変換する、発光ダイオード等よりなる発光素子とから構成されている。
本実施形態の光ビーコン４では、光送信部１０が送信する光信号の伝送速度は、従来の旧光ビーコンと同様に１０２４ｋｂｐｓである。

光受信部１１は、フォトダイオード等よりなる受光素子と、この受光素子が出力する電気信号を増幅してデジタルの受信信号を生成する受信回路とを備えている。
本実施形態の光ビーコン４では、光受信部１１は、高低２種類の伝送速度での光電気変換が可能なマルチレート対応であり、低い方の伝送速度は従来の旧光ビーコンと同様に６４ｋｂｐｓである。高い方の伝送速度は、１２８ｋｂｐｓ、１９２ｋｂｐｓ、２５６ｋｂｐｓ、３８４ｋｂｐｓ、５１２ｋｂｐｓ、１０２４ｋｂｐｓなどの速度を採用し得るが、本実施形態では２５６ｋｂｐｓであるとする。

図２は、本実施形態の光ビーコン４の設置部分を上から見た道路Ｒの平面図である。
図２に示すように、本実施形態の光ビーコン４は、同じ方向の複数（図例では４つ）の車線Ｒ１〜Ｒ４を有する道路Ｒに設置されており、車線Ｒ１〜Ｒ４に対応して設けられた複数のビーコンヘッド８と、これらのビーコンヘッド８を一括制御する制御部である１台のビーコン制御機７とを備えている。

ビーコン制御機７は、信号処理部、ＣＰＵ及びメモリなどを有するコンピュータ装置よりなり、通信部６（図１参照）を介した中央装置３との双方向通信と、車載機２との路車間通信を行う通信制御部としての機能を有する。
また、ビーコン制御機７は、通信制御のためのコンピュータプログラムを記憶装置に格納しており、このプログラムをＣＰＵが読み出して実行することにより、当該ＣＰＵが上記通信制御部として機能する。

ビーコン制御機７は、道路脇に立設した支柱１３に設置されている。また、各ビーコンヘッド８は、支柱１３から道路Ｒ側に水平に架設した架設バー１４に取り付けられ、道路Ｒの各車線Ｒ１〜Ｒ４の直上に配置されている。
ビーコンヘッド８の発光素子は、車線Ｒ１〜Ｒ４の直下よりも車両進行方向の上流側に向けて近赤外線を発光しており、これにより、車載機２との間で路車間通信を行うための通信領域Ａが当該ヘッド８の上流側に設定されている。

〔光ビーコンの通信領域〕
図３は、光ビーコン４の通信領域Ａを示す側面図である。
図３に示すように、光ビーコン４の通信領域Ａは、ダウンリンク領域（図３において実線のハッチングを設けた領域）ＤＡと、アップリンク領域（図３において破線のハッチングを設けた領域）ＵＡとからなる。

このうち、ダウンリンク領域ＤＡは、ビーコンヘッド８が送出するダウンリンク方向の光信号を、車載機２の投受光器である車載ヘッド２２にて受信できる領域であり、ビーコンヘッド８の投受光位置ｄ、地上１ｍ高さの位置ａ及びｃを頂点とする△ｄａｃで示された範囲である。
また、アップリンク領域ＵＡは、車載ヘッド２２が送出するアップリンク方向の光信号を、ビーコンヘッド８にて受信できる領域であり、上記投受光位置ｄと、地上１ｍ高さの位置ｂ及びｃを頂点とする△ｄｂｃで示された範囲である。

従って、ダウンリンク領域ＤＡとアップリンク領域ＵＡの上流端ｃは互いに一致し、アップリンク領域ＵＡは、ダウンリンク領域ＤＡの車両進行方向の上流部分（図３の右側部分）に重複している。また、ダウンリンク領域ＤＡの車両進行方向長さは、通信領域Ａ全体の同方向長さと一致している。
旧光ビーコン（光学式車両感知器）の場合、ダウンリンク領域ＤＡ及びアップリンク領域ＵＡの正式な領域寸法が規約によって規定されている。

例えば、一般道向けの旧光ビーコンの場合、ダウンリンク領域ＤＡの下流端ａが、ビーコンヘッド８の直下の１．０〜１．３ｍ上流側に位置し、ダウンリンク領域ＤＡの下流端ａからアップリンク領域ＵＡの下流端ｂまでの距離が２．１ｍと規定されている。
また、アップリンク領域ＵＡの下流端ｂから同領域ＵＡの上流端ｃまでの距離は１．６ｍと規定されている。従って、正式な通信領域Ａの車両進行方向の全長（ａｃ間の長さ）は３．７ｍとなる。

これに対して、本実施形態の光ビーコン４（新光ビーコン）では、ダウンリンク領域ＤＡの下流端ａをビーコン直下まで延ばし上流端ｃを上記規定よりも上流側に延ばすことにより、ダウンリンク領域ＤＡの車両進行方向の範囲を、高速アップリンク受信に非対応の旧光ビーコンの場合よりも広く設定している。

具体的な数値で例示すると、ビーコンヘッド８の真下を０ｍ（原点）として、そこから上流方向を正の方向とした場合、本実施形態のダウンリンク領域ＤＡの範囲（図３の位置ａから位置ｃまでの範囲）は、０．７０〜６．０４ｍとなっている。
このようにダウンリンク領域ＤＡを広めに設定すると、車載機２がダウンリンク方向の光信号を受信する確実性が増すとともに、通信時間が長くなるのでダウンリンク方向の通信容量を拡大することができる。

また、本実施形態のアップリンク領域ＵＡの範囲（図３の位置ｂから位置ｃまでの範囲）は、３．０４〜６．０４ｍとなっており、上流端ｃの位置が従来よりも１．０４ｍだけ上流側に拡張されている。
このようにアップリンク領域ＵＡを広めに設定すると、光ビーコン４がアップリンク方向の光信号を受信する確実性が増とともに、通信時間が長くなるのでアップリンク方向の通信容量を拡大することができる。

〔車載機の構成〕
図３に示すように、本実施形態の車載機２は、車載制御機２１と車載ヘッド２２とを備えており、車載ヘッド２２の内部には、光送信部２３と光受信部２４が収容されている。
このうち、光送信部２３は、近赤外線よりなるアップリンク光（アップリンク方向の光信号）を発光する発光素子を有し、光受信部２４は、ダウンリンク領域ＤＡに送出された近赤外線よりなるダウンリンク光（ダウンリンク方向の光信号）を受光する受光素子を有する。

光送信部２３は、車載制御機２１から出力される上りフレームを所定の伝送速度のシリアルな送信信号に変換する送信回路と、出力された送信信号をアップリンク方向の光信号に変換する、発光ダイオード等よりなる発光素子とから構成されている。
本実施形態の車載機２では、光送信部２３は、高低２種類の伝送速度での電気光変換が可能なマルチレート対応であり、低い方の伝送速度は従来の旧車載機と同様に６４ｋｂｐｓである。高い方の伝送速度は、１２８ｋｂｐｓ、１９２ｋｂｐｓ、２５６ｋｂｐｓ、３８４ｋｂｐｓ、５１２ｋｂｐｓ、１０２４ｋｂｐｓなどの速度を採用し得るが、本実施形態では２５６ｋｂｐｓであるとする。

光受信部２４は、フォトダイオード等よりなる受光素子と、この受光素子が出力する電気信号を増幅してデジタルの受信信号を生成する受信回路とを備えている。
本実施形態の車載機２では、光受信部２４が受信する光信号の伝送速度は、従来の旧車載機と同様に１０２４ｋｂｐｓである。

車載制御機２１は、信号処理部、ＣＰＵ及びメモリなどを有するコンピュータ装置よりなり、光ビーコン４との路車間通信を行う通信制御部としての機能を有する。
また、車載制御機２１は、通信制御のためのコンピュータプログラムを記憶装置に格納しており、このプログラムをＣＰＵが読み出して実行することにより、当該ＣＰＵが上記通信制御部として機能する。

更に、車載制御機２１は、アップリンクデータとして、自車両の走行データ（例えば、通過位置と通過時刻を時系列に並べた走行軌跡データであるプローブ情報など）を生成して、光送信部２３にアップリンク送信させる機能も有する。
この場合、アップリンク速度を高速化することで、より多くのプローブ情報（走行軌跡を記録する道路区間を長くしたり、同一道路区間における通過位置と通過時刻の記録密度を高くしたりした情報）を送信することが可能になる。

なお、本実施形態の車載制御機２１は、上記ＣＰＵを含む本体制御部とは別に、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit ）等を含む簡易制御部を設けた回路構成であってもよい。
この簡易制御部は、例えば、光受信部２４が何らかの下りフレームを受信した場合に、自機の車両２０の識別情報（以下、「車両ＩＤ」という。）を含む低速の上りフレームを生成する機能を有する。

〔用語の定義等〕
ここで、本明細書で用いる用語の定義を行う。
下りフレームＤＬ：光ビーコン４がダウンリンク送信するフレームの総称である。下りフレームＤＬには、後述する下りフレームＤＬ１や下りフレームＤＬ２が含まれる。
上りフレームＵＬ：車載機２がアップリンク送信するフレームの総称である。上りフレームＵＬには、後述する上りフレームＵＬ１や上りフレームＵＬ２が含まれる。

本明細書では、フレームの「連続送信」は、「繰り返し送信」と同義であり、各フレーム間にインターバルがない場合だけでなく、各フレーム間に所定時間長のインターバルを設けてバースト送信する場合を含む。
また、本明細書では、所定のフレーム数で連続送信（繰り返し送信）する一連のフレームを「フレーム群」という。例えば「下りフレーム群の送信」の場合には、その群を構成する各下りフレームＤＬの連続送信（繰り返し送信）のことを意味する。

なお、本明細書では、複数の下りフレームＤＬよりなる下りフレーム群を、「下りフレーム群ＤＬ」と表記する場合がある。
この点は、後述する下りフレームＤＬ１，ＤＬ２，ＤＬ２−１，ＤＬ２−２や、上りフレームＵＬ１，ＵＬ２についても同様である。

下りフレームＤＬ１：光ビーコン４が、後述するダウンリンク切り替え（ダウンリンク切り替えを２回行う場合は最初のダウンリンク切り替え）を行う前に、ダウンリンク領域ＤＡに向けて繰り返し送信する下りフレームＤＬのことをいう。
上りフレームＵＬ１：下りフレームＤＬ１の受信に応じて車載機２が送信する上りフレームＵＬであって、伝送速度が低速のものをいう。「低速フレームＵＬ１」ともいう。

上りフレームＵＬ２：新車載機２Ａが送信する伝送速度が高速の上りフレームＵＬのことをいう。「高速フレームＵＬ２」ともいう。
高速アップリンク送信に対応する新車載機２Ａ（図５参照）の場合は、上りフレームＵＬとして、低速フレームＵＬ１と高速フレームＵＬ２の双方を送信でき、高速アップリンク送信に非対応の旧車載機２Ｂ（図５参照）の場合には、上りフレームＵＬとして低速フレームＵＬ１しか送信できない。

下りフレームＤＬ２：光ビーコン４が、後述するダウンリンク切り替え（ダウンリンク切り替えを２回行う場合は最初のダウンリンク切り替え）の後に繰り返し送信する下りフレームＤＬのことをいう。
ダウンリンク切り替えを２回行う場合は、下りフレームＤＬ２は、次の下りフレームＤＬ２−１と下りフレームＤＬ２−２とから構成される。

下りフレームＤＬ２−１：ダウンリンク切り替えを２回可能な新光ビーコン４Ａ（図１０及び図１１参照）が、後述する「第１のダウンリンク切り替え」の後に繰り返し送信する下りフレームＤＬ２のことをいう。
下りフレームＤＬ２−２：ダウンリンク切り替えを２回可能な新光ビーコン４Ａ（図１０及び図１１参照）が、後述する「第２のダウンリンク切り替え」の後に繰り返し送信する下りフレームＤＬ２のことをいう。

ダウンリンク切り替えを１回だけ行う場合は、それ以後は下りフレーム群ＤＬ２に含めるダウンリンクデータの内容が変更されない。なお、この場合、下りフレームＤＬ２＝下りフレームＤＬ２−１であるとも言える。
一方、ダウンリンク切り替えを２回行う場合は、下りフレーム群ＤＬ２−１に含めるダウンリンクデータの内容の一部又は全部（本実施形態では一部）が、第２のダウンリンク切り替えによって変更され、変更後のダウンリンクデータにて下りフレーム群ＤＬ２−２が構成される。

ＩＤ格納フレーム：車載機２が、自車両の車両ＩＤの値を所定の格納領域（例えば、アップリンク情報のヘッダ部の「車両ＩＤ」（図６参照））に記して生成する、「低速」の上りフレームＵＬ１のことをいう。
折り返しフレーム：光ビーコン４が、ＩＤ格納フレームを受信した場合に、そのフレームに含まれる車両ＩＤと同じ値を所定の格納領域（例えば、ダウンリンク情報の実データ部の「車線通知情報」（図７参照））に記して生成する、下りフレームＤＬ２のことをいう。

ＩＤ折り返し：光ビーコン４が、ＩＤ格納フレームを受信した場合に、折り返しフレームを生成してダウンリンク送信する処理のことをいう。
車両ＩＤのループバック：車載機２がＩＤ格納フレームを生成し、生成したＩＤ格納フレームをアップリンク送信し、光ビーコン４がＩＤ折り返しを行うことにより、車両ＩＤを送信元の車載機２にループバックさせる一連の処理のことをいう。

ダウンリンク切り替え：光ビーコン４が繰り返して送信する下りフレーム群ＤＬに含める実質的なデータ内容（提供情報）を、当該切り替えの前後で変化させることをいう。
第１のダウンリンク切り替え：新光ビーコン４Ａがダウンリンク切り替えを２回行う場合に、低速フレームＵＬ１の受信を条件として行うダウンリンク切り替えのことをいう。
第２のダウンリンク切り替え：新光ビーコン４Ａがダウンリンク切り替えを２回行う場合に、高速フレームＵＬ２の受信を条件として行うダウンリンク切り替えのことをいう。

ダウンリンク切り替え（２回行う場合は第１のダウンリンク切り替え）の後の下りフレーム群ＤＬ２，ＤＬ２−１には、サブシステムキー情報や車両ＩＤなどに対応する、今回の路車間通信の通信相手である車両２０向けの提供情報（以下、「第１の提供情報」ともいう。）が含められる。
第１の提供情報は、例えば、渋滞情報、区間旅行時間情報及び事象規制情報などの、高速アップリンク送信に非対応の旧車載機２Ｂにも提供される提供情報である。

第２のダウンリンク切り替えの後の下りフレーム群ＤＬ２−２には、高速アップリンク送信に対応する新車載機２Ａを搭載した車両２０向けの提供情報（以下、「第２の提供情報」ともいう。）が含められる。
第２の提供情報は、例えば、隣接交差点間の青開始時刻のずれであるオフセットを車両２０の車載機２が特定可能な形式で表現された「信号オフセット情報」や、車両２０が電気自動車の場合に有用な情報である直近の充電ステーションまでの経路を示す「充電ステーション情報」などである。

上りフレームＵＬ及び下りフレームＤＬの車両ＩＤのデータ格納領域は、どの領域を使用してもよいが、例えば「ヘッダ部」や「車線通知情報」を使用することができる。
下りフレームＤＬの車線通知情報には、車線Ｒ１〜Ｒ４（図２参照）ごとに車両ＩＤを格納するフィールドがあり、各車両ＩＤに対して車線番号を付与できる。このため、異なる車線Ｒ１〜Ｒ４を走行する車両２０の車載機２は、格納フィールド内のいずれに自車両の車両ＩＤが含まれるかを読み取ることで、自車両がどの車線Ｒ１〜Ｒ４を走行中かを判定できる。

なお、低速フレームＵＬ１に基づく従来のダウンリンク切り替えのみを「ダウンリンク切り替え」と呼び、その後の高速フレームＵＬ２のアップリンク受信に伴うダウンリンクデータの内容の変更を、「ダウンリンク切り替え」とは呼ばない他の用語で定義することにしてもよい。
上記の他の用語としては、例えば、下りフレーム群の「データ変更」、「データ切り替え」、「データ入れ替え」、「データ更新」、「データ差し込み」及び「データ付加」などが考えられる。

〔上りフレームのフレーム構成〕
図６は、アップリンク情報（上りフレーム）のフレーム構成図である。
図６に示すように、上りフレームＵＬは、先頭から順に、受信側と同期を取るための同期用の伝送制御部（以下、「同期部」という。）、ヘッダ部、実データ部及びＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check ）用の伝送制御部（以下、「ＣＲＣ部」という。）を有する。

上りフレームＵＬには、同期部に１バイトが割り当てられ、ヘッダ部に１０バイトが割り当てられ、実データ部に最大５９バイトが割り当てられ、ＣＲＣ部には４バイト（１バイトのアイドル部＋２バイトのＣＲＣ＋１バイトの最終同期部）が割り当てられている。
アップリンク情報のヘッダ部には、「サブシステムキー情報数」、「車両ＩＤ」、「車載機種別」、「情報種別」及び「最終フレームフラグ」などの格納領域が含まれる。

「サブシステムキー情報数」（以下、「情報数」と略記することがある。）には、実データ部の先頭から順に格納する「サブシステムキー情報」の数が格納される。
すなわち、情報数がゼロの場合は、実データ部に「サブシステムキー情報」が含まれず、情報数が「１」の場合は、実データ部に１つの「サブシステムキー情報」が含まれ、情報数が「ｎ」の場合は、実データ部にｎ個の「サブシステムキー情報」が含まれる。

上記「サブシステムキー情報」は、光ビーコン４が、公共車両優先システム（ＰＴＰＳ）、車両運行管理システム（ＭＯＣＳ）、現場急行支援システム（ＦＡＳＴ）及び安全運転支援システム（ＤＳＳＳ）などのダウンリンク情報の付加情報を選択するためのキー情報である。
車載機２は、自車両がＵＴＭＳ規格のどのシステムに対応しているかに応じて、「サブシステムキー情報数」と「サブシステムキー情報」の内容を決定する。

例えば、車載機２は、自車両がＵＴＭＳ規格の１つのシステムに対応する場合は、ヘッダ部の「サブシステムキー情報数」の値を「１」に設定し、当該１つのシステムの規格に従った内容の「サブシステムキー情報（１）」を、実データ部に格納する。
また、車載機２は、自車両がＵＴＭＳ規格の２つのシステムに対応する場合は、ヘッダ部の「サブシステムキー情報数」の値を「２」に設定し、当該２つのシステムの規格にそれぞれ従った内容の「サブシステムキー情報（１）」及び「サブシステムキー情報（２）」を、実データ部に格納する。

なお、「サブシステムキー情報」のデータ形式は、各々のシステムの規格によって相違するので詳細は割愛するが、例えば、安全運転支援システム（ＤＳＳＳ）の場合には、ブレーキ状態、ターンシグナル状態、ハザード状態、車速、進行方向、加減速度及びアクセルペダル位置などの情報が含まれる。

一方、光ビーコン４は、アップリンク情報に含まれる「サブシステムキー情報」の種別により、車載機２が、ＵＴＭＳ規格に含まれるどのシステムに対応するかを判断し、当該システムの規格に応じた提供情報を、ダウンリンク切り替え後の下りフレームＤＬ２に格納してダウンリンク送信する。なお、この提供情報は、サブシステムキー情報の対価として提供されるという意味で、「対価サービス情報」ということがある。
このように、「サブシステムキー情報」は、ダウンリンク切り替え後の提供情報の種類を新旧の光ビーコン４が決定するのに使用される。

「車両ＩＤ」は、車載機２が自身で生成した、或いは、光ビーコン４が自動生成して車載機２に通知した車両ＩＤの値を格納する領域であり、車載機２は、アップリンク送信時に記憶している車両ＩＤの値を、上りフレームＵＬ１のヘッダ部の車両ＩＤに格納する。
「車載機種別」は、車載機２の種別を格納する領域であり、「情報種別」は、アップリンク情報の種別を格納する領域であり、本実施形態では、これらの領域の値により、アップリンク送信主体の新旧と、アップリンク情報が高速か低速かを表す。

具体的には、新車載機２Ａは、低速の上りフレームＵＬ１を送信する場合は、「車載機種別」に新車載機２Ａを示す所定値（例えば、「６」）を格納し、「情報種別」に低速であることを示す所定値（例えば、「１」）を格納する。
また、新車載機２Ａは、高速の上りフレームＵＬ２を送信する場合は、「車載機種別」に新車載機２Ａを示す所定値（例えば、「６」）を格納し、「情報種別」に高速であることを示す所定値（例えば、「４」）を格納する。

従って、新光ビーコン４Ａは、受信した上りフレームＵＬの車載機種別の値が「６」でかつ情報種別の値が「１」の場合は、新車載機２Ａからの低速フレームＵＬ１であると判定でき、受信した上りフレームＵＬの車載機種別の値が「６」でかつ情報種別の値が「４」の場合は、新車載機２Ａからの高速フレームＵＬ２であると判定できる。
なお、旧車載機２Ｂの場合は、車載機種別の値を「６」以外に設定するので、新光ビーコン４Ａは、「車載機種別」の値が「６」以外の上りフレームＵＬを受信した場合は、通信相手が高速アップリンク送信に非対応の旧車載機２Ｂであると判定できる。

本実施形態の新光ビーコン４Ａは、新車載機２Ａからの低速フレームＵＬ１の受信を完了すると、ヘッダ部に含まれる車両ＩＤの値を車線通知情報に格納した折り返しフレームを生成し、このフレームの繰り返し送信を伴う「第１のダウンリンク切り替え」を行う。
また、本実施形態の新光ビーコン４Ａは、新車載機２Ａからの高速フレームＵＬ２の受信に応じて「第２のダウンリンク切り替え」を行うが、この場合は、折り返しフレームの繰り返し送信を更に行ってもよいし、その繰り返し送信を行わないことにしてもよい。

このように、新車載機２Ａからの低速フレームＵＬ１のアップリンク受信は、新光ビーコン４Ａが折り返しフレームの繰り返し送信を伴う第１のダウンリンク切り替えを行うための条件となっている。
また、新車載機２Ａからの高速フレームＵＬ２のアップリンク受信は、新光ビーコン４Ａが折り返しフレームの繰り返し送信を伴う或いはそれを伴わない第２ダウンリンク切り替えを行うための条件となっている。

なお、新光ビーコン４Ａは、「車載機種別」の値が旧車載機２Ｂを示す所定値（本実施形態では「６」以外）である上りフレームＵＬを受信した場合は、高速アップリンク受信に非対応の旧光ビーコン４Ｂの場合と同様に、その上りフレームＵＬの受信完了を条件として、折り返しフレームの繰り返し送信を伴うダウンリンク切り替えを行う。
なお、新光ビーコン４Ａの通信相手が旧車載機２Ｂの場合には、高速フレームＵＬ２を受信することがないので、第２のダウンリンク切り替えは行われない。

「最終フレームフラグ」は、車載機２（新旧いずれでもよい。）が複数の上りフレームＵＬよりなる上りフレーム群を送信する場合に、その上りフレーム群のどれが最終フレームであるかを示すための格納領域である。
すなわち、車載機２は、上りフレーム群を構成する複数の上りフレームＵＬのうち、最終フレームの「最終フレームフラグ」にのみ所定のフラグ値（例えば、「１」）を格納し、それ以外の上りフレームＵＬにはそのフラグ値を格納しない。

〔下りフレームのフレーム構成〕
図７は、ダウンリンク情報（下りフレーム）のフレーム構成図である。
図７に示すように、下りフレームＤＬのフレーム構成も、上りフレームＵＬのフレーム構成（図６）の場合と同様に、先頭から順に、同期部、ヘッダ部、実データ部及びＣＲＣ部とからなる。

下りフレームＤＬには、同期部に１バイトが割り当てられ、ヘッダ部に５バイトが割り当てられ、実データ部に１２３バイトが割り当てられ、ＣＲＣ部に４バイト（１バイトのアイドル部＋２バイトのＣＲＣ＋１バイトの最終同期部）が割り当てられている。
下りフレームＤＬの実データ部には、車両２０向けの提供情報として、例えば図１０及び図１１に示す各種の提供情報のうちのいずれか１つが格納される。

具体的には、光ビーコン４（新旧いずれでもよい。）は、ダウンリンク切り替え前の下りフレームＤＬ１の実データ部には、「車線通知情報」を含める。
また、光ビーコン４は、ダウンリンク切り替え後の下りフレームＤＬ２の実データ部には、その下りフレームＤＬ２が折り返しフレームである場合を除き、車載機２からアップリンクされたサブシステムキー情報に対応する提供情報を選択し、選択した提供情報を実データ部に含める。

なお、光ビーコン４は、提供情報が実データ部の容量（１２３バイト）に収まる場合は、１つの下りフレームＤＬ２で提供情報を送信するが、収まらない場合は、複数の下りフレームＤＬ２（下りフレーム群）にて提供情報を送信することもある。

図７に示すように「車線通知情報」の格納領域には、「車両ＩＤ」、「車線番号」及び「ビーコン識別フラグ」などが含まれる。
光ビーコン４は、ダウンリンク切り替え前の下りフレームＤＬ１の場合は、「車線通知情報」の「車両ＩＤ」に値を格納せず、車載機２からＩＤ格納フレームを受信すると、そのヘッダ部に含まれる車両ＩＤの値を、「車線通知情報」の「車両ＩＤ」に格納して折り返しフレームを生成する。光ビーコン４は、アップリンク情報を取得したビーコンヘッド８に対応する車線番号値を「車線番号」に記す。

「ビーコン識別フラグ」は、自機が高速アップリンク受信に対応するか否かを示す格納領域である。
光ビーコン４は、自機が高速アップリンク受信に対応する「新光ビーコン４Ａの場合は、下りフレームＤＬの「ビーコン識別フラグ」に所定のフラグ値（例えば、「０１」）を格納し、自機が高速アップリンク受信に対応しない旧光ビーコン４Ｂの場合は、下りフレームＤＬの「ビーコン識別フラグ」にそれ以外の値（例えば、「００」）を格納する。

従って、高速アップリンク送信に対応する新車載機２Ａは、下りフレームＤＬの「車線通知情報」に含まれる「ビーコン識別フラグ」の値により、通信相手の光ビーコン４が、新光ビーコン４Ａであるか旧光ビーコン４Ｂであるかを判定することができる。

ダウンリンク切り替え後に光ビーコン４の光送信部１０から繰り返し送信される下りフレーム群は、１〜８０個の下りフレームＤＬ２で構成され、その繰り返し送信の送信可能時間は２５０ｍｓである。
また、下りフレームＤＬ２は、ダウンリンク方向に送出すべきデータ量に応じた任意数のフレームで構成され、上記送信可能時間の範囲内で繰り返し送信される。また、下りフレームＤＬ２の送信周期は約１ｍｓである。

従って、例えば、３つの下りフレームＤＬ２で１つの有意なデータを構成する場合は、その送信周期が約３ｍｓになるので、そのデータは所定の送信可能時間（２５０ｍｓ）内に約８０回繰り返して送信されることになる。
もっとも、本実施形態のように、ダウンリンク領域ＤＡをビーコンヘッド８の直下付近まで拡大すれば（図３参照）、繰り返し送信する下りフレームＤＬ２の個数を最大２００個程度まで増加させることができる。

なお、後述の図９の路車間通信に示すように、新車載機２Ａが、先行の低速フレームＵ０の後に送信中断期間を設けて後続の高速フレームＵ１〜Ｕ３を連送する場合には、高速フレームＵ１〜Ｕ３のアップリンク送信の時間とダウンリンク切り替え後のダウンリンク送信の時間が重複し得るので、ダウンリンク切り替え後の下りフレームＤＬ２の送信可能期間は（２５０＋α）ｍｓ（例えば、３５０ｍｓ）とすることが好ましい。

〔従来の路車間通信〕
図４は、通信領域Ａで行われる従来の通信手順を示すシーケンス図である。
ここで、図４において、白丸を付したフレームは、車両ＩＤを含まないフレーム（車両ＩＤなしの車線通知情報を有するフレーム）であることを示し、黒丸を付したフレームは、路車間のＩＤ折り返しに利用するフレーム（上りの「ＩＤ格納フレーム」又は下りの「折り返しフレーム」）であることを示す。この点は、図８〜図１１の路車間通信において同様である。

また、以下の路車間通信の説明では、動作主体が光ビーコン４と車載機２であるとして説明するが、実際の通信制御は、光ビーコン４のビーコン制御機（通信制御部）７と、車載機２の車載制御機（通信制御部）２１が実行する。この点も、図８〜１１の路車間通信において同様である。

図４に示すように、光ビーコン４（図４の場合は旧光ビーコン４Ｂ）は、車線Ｒ１〜Ｒ４ごとに設けられたビーコンヘッド８から、下りフレームＤＬ１を所定の送信周期で送信し続けている。この段階では、車線通知情報に車両ＩＤが格納されていない。
車両２０がダウンリンク領域ＤＡに入ると、車載機２（図４の場合は旧車載機２Ｂ）が車線通知情報（車両ＩＤ無し）を含む下りフレームＤＬ１或いはその他の下りフレームＤＬ１を受信し、車両２０が光ビーコン４の通信領域Ａ内に入ったことを察知する。

この際、車載機２は、ヘッダ部に車両ＩＤを格納した低速の上りフレームＵＬ１（図４のＩＤ格納フレームＵ１）を生成し、自機の通信をいったん受信から送信に切り替えて、生成した低速の上りフレームＵＬ１をアップリンク送信し、その後、自機の通信を送信から受信に戻す。
なお、旅行時間情報などの光ビーコン４に提供すべき情報がある場合には、ＩＤ格納フレームＵ１の実データ部にその情報が格納される。

受信フレームのＣＲＣチェック等を経てＩＤ格納フレームＵ１が光ビーコン４において正規に受信されると、光ビーコン４は、遅くとも１０ｍ秒以内でダウンリンク切り替えを行ったあと、下りフレームＤＬ２の繰り返し送信を開始する。
ダウンリンク切り替えの後に繰り返し送信させる複数の下りフレームＤＬ２は、先頭部分で連送される複数の折り返しフレーム（黒丸付きの下りフレームＤＬ２）と、その後に繰り返し送信される所定の提供情報を含む下りフレームＤＬ２とからなる。

この下りフレームＤＬ２の繰り返し送信は、前記した所定時間内において可能な限り繰り返される。
また、図４に示すように、折り返しフレーム（黒丸付きの下りフレームＤＬ２）は、提供情報の送信期間中においてダウンリンク情報を構成する一連の複数の下りフレームＤＬ２（例えば５個の下りフレームＤＬ２）の１つであり、従来は、一連の複数の下りフレームＤＬ２の先頭にのみ含まれて繰り返し（図４の例では５フレームごと）送信される。

なお、ダウンリンク情報を構成する一連の下りフレームＤＬ２は最大で８０個まで格納できるため、折り返しフレーム（黒丸付きの下りフレームＤＬ２）は、最も少ない頻度の場合には８０フレームに１つの割合で格納されることとなる。
車載機２は、光ビーコン４から複数の下りフレームＤＬ２を受信し、その複数の下りフレームＤＬ２の中で、自車両の車両ＩＤが記された車線通知情報を含むものがあるか否かを判定する。

車載機２は、その判定結果が肯定的である場合に、自車両の車両ＩＤのループバックが成功したことを確認し、この時点で自機の通信を受信のままに維持する。
逆に、車載機２は、その判定結果が否定的である間は、自車両の車両ＩＤのループバックが成功していないと判断し、自機の通信を受信から送信に切り替えて、上りフレームＵＬ１を再送する。この場合、車載機２は、例えば、先に送信した上りフレームＵ１の送信後所定時間（例えば３０ｍｓ）後に、再び上りフレームＵＬ１を送信する。車載機２は、この再送の動作を車両ＩＤのループバックが成功するまで繰り返す。

〔混在状況における問題点〕
図５は、新旧の光ビーコン４Ａ，４Ｂと車載機２Ａ，２Ｂの混在状態を示す図である。
図５に示すように、新光ビーコン４Ａは、低速の伝送速度（６４ｋｂｐｓ）だけでなく高速の伝送速度（例えば２５６ｋｂｐｓ）でのアップリンク受信に対応している。本実施形態の光ビーコン４は、新光ビーコン４Ａに該当する。
同様に、新車載機２Ａは、低速の伝送速度（６４ｋｂｐｓ）だけでなく高速の伝送速度（例えば２５６ｋｂｐｓ）でのアップリンク送信に対応している。本実施形態の車載機２は新車載機２Ａに該当する。

これに対して、旧光ビーコン４Ｂは、低速の伝送速度（６４ｋｂｐｓ）でのアップリンク受信のみを行う光ビーコン、すなわち、高速の伝送速度（例えば２５６ｋｂｐｓ）でのアップリンク受信に非対応の光ビーコンである。
同様に、旧車載機２Ｂは、低速の伝送速度（６４ｋｂｐｓ）でのアップリンク送信のみを行う車載機、すなわち、高速の伝送速度（例えば２５６ｋｂｐｓ）でのアップリンク送信に非対応の車載機である。

上述の用語の定義で記載した通り、図５の「ＤＬ１」は、ダウンリンク切り替え前に新旧の光ビーコン４Ａ，４Ｂが送信する下りフレームを示し、図５の「ＵＬ１」は、下りフレームＤＬ１の受信を契機として、新旧の車載機２Ａ，２Ｂが送信可能な低速フレームを示し、図５の「ＵＬ２」は、新車載機２Ａのみが送信可能な高速フレームを示している。
また、図５の「ＤＬ２」は、ダウンリンク切り替え後に新旧の光ビーコン４Ａ，４Ｂが送信する下りフレームを示している。

ここで、新光ビーコン４Ａと新車載機２Ａが路車間通信する場合を想定する。光ビーコン４の新旧タイプを判別不能な場合は、新車載機２Ａは、上りフレームＵＬを確実に受信して貰うために低速でアップリンク送信を行うとする。
この場合、ダウンリンク方向の伝送速度は、新旧いずれの場合も「１０２４ｋｂｐｓ」であるから、新車載機２Ａは、新光ビーコン４Ａから下りフレームＤＬ１を受信しただけでは、通信相手が新光ビーコン４Ａであることを察知できない。

このように、新車載機２Ａが、新光ビーコン４Ａのダウンリンク領域ＤＡを通過する間に新光ビーコン４Ａと通信していることを認識できなければ、高速のアップリンク送信が可能である筈の新車載機２Ａが、新光ビーコン４Ａに対しても低速でアップリンク送信を行ってしまい、アップリンク速度の高速化が実現できなくなる。
そこで、本実施形態では、自機が高速アップリンク受信に対応する新光ビーコン４Ａである旨のビーコン識別情報（例えば、図８の「ビーコン識別フラグ」）を、ビーコン制御機７が下りフレームＤＬ１，ＤＬ２に含めることができる。

具体的には、前述の通り、光送信部１０にダウンリンク送信させる下りフレームＤＬ１，ＤＬ２の「車線通知情報」（「ヘッダ部」でもよい。）に、光ビーコン４の新旧タイプを示すフラグフィールドを予め定義しておく。
そして、ビーコン制御機７は、自機を新光ビーコン４Ａとして動作させる場合には、繰り返し送信するすべての下りフレームＤＬ１，ＤＬ２又は所定周期ごとの下りフレームＤＬ１，ＬＤ２のフラグフィールドをオンにし、自機を旧光ビーコン４Ｂとして動作させる場合には、その下りフレームＤＬ１，ＤＬ２のフラグフィールドをオフにする。

このため、新車載機２Ａは、受信した下りフレームＤＬ１，ＤＬ２のフラグフィールドがオンである場合には、通信相手が新光ビーコン４Ａであると判定でき、オフの場合や当該フラグフィールドが検出できなかった場合には、通信相手が旧光ビーコン４Ｂであると判定できる。

もっとも、新車載機２Ａが、上りフレーム群に必ず低速フレームＵＬ１を含める通信規約とすれば、通信相手の光ビーコン４の新旧タイプを判定しなくても、両タイプの光ビーコン４との通信が可能である。
その理由は、低速フレームＵＬ１を利用すれば新旧双方の光ビーコン４Ａ，４Ｂと従来通りの通信ができるし、上りフレーム群の他のフレームを一律に高速フレームＵＬ２としても、旧光ビーコン４Ｂがそれを受信できないだけで、特に問題はないからである。

従って、新車載機２Ａの態様としては、上記の光ビーコン４の新旧判定を行い、通信相手が新光ビーコン４Ａの場合にだけ高速フレームＵＬ２を送信する「第１タイプ」と、光ビーコン４の新旧判定を行わずに、低速フレームＵＬ１と高速フレームＵＬ２を送信する「第２タイプ」とを採用し得る。

〔送信中断期間を設けない場合の問題点〕
図８は、新車載機２Ａが「送信中断期間」を設けずに上りフレームＵＬ１，ＵＬ２を送信するため、新車載機２ＡがＩＤ確認を失敗する場合の路車間通信を示すシーケンス図である。

図８において、Ｕ０〜Ｕ３は、下りフレームＤＬ１を検出した新車載機２Ａがアップリンク送信する、複数の上りフレーム（上りフレーム群）ＵＬ１，ＵＬ２を示している。
図８では、上りフレーム群のフレーム数が４フレームになっているが、そのフレーム数は４つに限定されるものではなく、例えば、高速フレームＵＬ２が３つ以上送信される場合もあるし、比較的長いデータ長である高速フレームＵＬ２が１つだけ送信される場合もあり得る。

また、ハッチングを付していない上りフレームＵ０は、伝送速度が低速（本実施形態では６４ｋｂｐｓ）の「低速フレーム」であることを示し、ハッチングを付した上りフレームＵ１〜Ｕ３は、伝送速度が高速（本実施形態では２５６ｋｂｐｓ）の「高速フレーム」であることを示している。
なお、低速フレームＵ０と高速フレームＵ１〜Ｕ３の図示上の区別については、図９〜図１１の路車間通信においても同様である。

プローブ情報などの大容量のデータをアップリンク送信する場合には、低速フレームＵ０にデータを格納しきれないことが多い。そこで、図８の例では、新車載機２Ａが合計３つの高速フレームＵ１〜Ｕ３を低速フレームＵ０の後に続けて送信している。
具体的には、新車載機２Ａは、ダウンリンク領域ＤＡにおいて下りフレームＤＬ１を受信すると、低速フレームＵ０を即座に低速でアップリンク送信し、それに続けて高速フレームＵ１〜Ｕ３をアップリンク送信する。

なお、図８の例では、新車載機２Ａが通信相手の新旧を判定しない場合を想定しており、低速フレームＵ０と高速フレームＵ１〜Ｕ３の連続送信（繰り返し送信）は、新車載機２Ａの通信相手が新光ビーコン４Ａか旧光ビーコン４Ｂかに拘わらず実行される。
新車載機２Ａの通信相手の光ビーコン４は、上りフレーム群に含まれる低速フレームＵ０の受信完了を契機として、そのヘッダ部から車両ＩＤ値を抽出し、その値を車線通知情報に格納した折り返しフレームの連送とダウンリンク切り替えを行う。

すなわち、光ビーコン４が新光ビーコン４Ａの場合は、低速フレームＵ０の「車載機種別」の値が「６」でかつ「情報種別」の値が「１」であることを検出すると、折り返しフレームの連送とダウンリンク切り替えを行う。
また、光ビーコン４が旧光ビーコン４Ｂの場合は、上記のような種別判定を行うことができないので、低速フレームＵ０の受信が完了すると、従来通り、即座に折り返しフレームの連送とダウンリンクを行う。

このように、旧光ビーコン４Ｂでは、大容量のアップリンク送信はされないという想定の下で、ＩＤ格納フレームである低速フレームＵ０を受信すると、即座に折り返しフレームを連送してダウンリンク切り替えを出来るだけ素早く行う運用になっているため、新光ビーコン４Ａも、旧車載機２Ｂとの互換性を維持するため、低速フレームＵ０の受信完了を契機としてダウンリンク切り替えを即座に行うようになっている。
従って、図８に示すように、高速フレームＵ１〜Ｕ３の送信期間（図８の例ではＵ３）によっては、その送信中に折り返しフレームが新車載機２Ａに到達することがある。

この場合、新車載機２Ａが半二重通信方式を採用している場合には、光受信部２４に折り返しフレームが届いているにも拘わらず、新光ビーコン４Ａが車両ＩＤを認識済みであることを新車載機２Ａが察知できない。
また、この場合、図８に破線で示すように、新車載機２Ａは、ＩＤ格納フレームである低速フレームＵ０を含む大容量の上りフレーム群Ｕ０〜Ｕ１を再送信する。

この現象は、ダウンリンク情報に含めるべき車線通知情報以外の提供情報のデータ量が多いほど発生しやすくなる。
その理由は、提供情報のデータ量が多くなるほど、新光ビーコン４Ａが繰り返し送信する下りフレームＤＬ２に折り返しフレームを含める頻度が少なくなるため、新車載機２Ａがループバックを認識できない確率が高くなるためである。

従って、ダウンリンク切り替え後に定期的（図８の例では５フレームごと）にダウンリンク送信される折り返しフレームについても、上りフレーム群Ｕ０〜Ｕ３の送信期間と重なるタイミングになって、新車載機２Ａが受信できる可能性が低くなることがある。
この場合、上りフレーム群Ｕ０〜Ｕ３を再送信した後でも、新車載機２Ａが折り返しフレームに気付かず、上りフレーム群Ｕ０〜Ｕ３のアップリンク送信（再送）が無駄に継続されることになる。

そして、新車載機２Ａがアップリンク送信するフレーム数が多いほど、折り返しフレームに気付かないままアップリンク領域ＵＡにおいて上りフレーム群Ｕ０〜Ｕ３の送信が継続される可能性が増すことになる。
従って、より多くのデータを新光ビーコン４Ａにアップリンクしようとする新車載機２Ａほど、限られた期間（例えば２５０ｍｓ）にしか送信されない下りフレームＤＬ２の受信機会を大幅に喪失したり、極端な場合は、下りフレームＤＬ２を受信できずに通信領域Ａを通過したりするという、不合理な結果になるおそれがある。

〔送信中断期間を設ける場合の路車間通信〕
図９は、新車載機２Ａが「送信中断期間」を設けて上りフレームＵＬ１，ＵＬ２を送信するため、新車載機２ＡがＩＤ確認を成功する場合の路車間通信を示すシーケンス図である。
図９の例では、新車載機２Ａが低速フレームＵ０の後に高速フレームＵ１〜Ｕ３を連送する場合に、最初の低速フレームＵ０と高速フレームＵ１の間に「送信中断期間」を設けることにより、上述の問題点を解決している。

この「送信中断期間」は、新車載機２Ａが、自機が行う車両ＩＤのループバックの成功を確認するとともに、高速フレームＵ１の送信の準備をするために必要な所定の時間長に設定される。
例えば、新光ビーコン４ＡがＩＤ格納フレームＵ０の受信から下りフレームＤＬ２の送信開始までに５〜１０ｍ秒程度要すると仮定し、さらに、新車載機２Ａが自車の車両ＩＤのループバックを確認し、高速フレームＵ１の送信を開始するのに必要な遅延時間を１０ｍ秒と仮定すれば、送信中断期間は概ね１５〜２０ｍ秒の範囲で設定すればよい。

かかる送信中断期間を設けることにすれば、ダウンリンク切り替え後に連送される折り返しフレームＵ０が当該期間中に新車載機２Ａの光受信部２４に到達し、新車載機２Ａは、受信した折り返しフレームＵ０に含まれる車両ＩＤが自機のものと一致するか否かを判定することにより、車両ＩＤのループバックの成功を確認できる。
上記の確認の後、新車載機２Ａは、高速フレームＵ１〜Ｕ３を連送し、その連送が終了したあと、自機の通信を受信に切り替える。

このように、低速フレームＵ０と高速フレームＵ１の間に送信中断期間を設ける新車載機２Ａによれば、送信中断期間に新光ビーコン４Ａから受信した折り返しフレームにより、新光ビーコン４Ａが車両ＩＤを認識済みであることを確実に察知することができる。
このため、複数の上りフレームＵ０〜Ｕ３の送信を新車載機２Ａが無駄に継続することによる、下りフレームＤＬ２の受信機会の喪失を未然に防止することができる。

送信中断期間を設定する方法としては、車載制御機２１が消灯状態を示す信号をその期間中に光送信部２３に出力し続ける方法や、その期間の始期に光送信部２３の発光素子への電源供給を停止して消灯させ、その期間の終期に発光素子への電源供給を再開して再発光させる方法がある。
また、光信号が光ビーコン４に到達できない程度に、発光素子のパワーを低下させる方法を採用してもよい。このようにすれば、発光素子の再発光時のパワーの復帰を迅速に行え、上りフレームＵ１の先頭側の同期部の乱れを抑制できるという利点がある。

一方、何らかの原因（車両２０のフロントガラスの曇りやワイパーによる遮光等）で、ＩＤ格納フレームである低速フレームＵ０が新光ビーコン４Ａに届かなかった場合には、光ビーコン４が折り返しフレームを返して来ないので、新車載機２Ａはループバックの成功を確認できない。
そこで、新車載機２Ａは、送信中断期間にループバックの成功を確認できなかった場合には、図９に破線で示すように、ＩＤ格納フレームである低速フレームＵ０のみを光送信部２３に再送信させ、再送信した低速フレームＵ０の後を送信中断期間とする。

従って、再送信した低速フレームＵ０を新光ビーコン４Ａが正規に受信できた場合は、上述と同様に、送信中断期間に新光ビーコン４Ａから受信した折り返しフレームにより、車両ＩＤのループバックの成功を確認することができる。

図９の例において、最初の上りフレームである低速フレームＵ０のデータサイズは、できるだけ小さいことが好ましい。例えば、多くとも高速フレームＵ１〜Ｕ３のいずれか１つよりも小さいことが好ましい。
より好ましくは、例えば、低速フレームＵ０に格納するデータを、車両ＩＤ情報、ビーコン間の旅行時間や新車載機２Ａが対応するサービス種別等の必要最小限とすることにより、低速フレームＵ０のデータサイズを、１回の通信で送信する複数の上りフレームＵ０〜Ｕ３の中で最小（例えば、実データ部で５バイト程度）に設定することが好ましい。

その理由は、再送信の可能性がある低速フレームＵ０のフレーム長が長ければ、その分だけ、低速フレームＵ０を再送信した場合の、アップリンク送信が可能な残り時間が少なくなり、アップリンク送信する予定の複数の高速フレームＵ１〜Ｕ３のうちの、例えば最後の高速フレームＵ３が新光ビーコン４Ａに正常に到達しなくなる可能性があるからである。

なお、図９の例において、新車載機２Ａが、下りフレームＤＬ１や送信中断期間中に受信した下りフレームＤＬ２に含まれるビーコン識別フラグに基づいて、通信相手が高速アップリンク受信に対応する新光ビーコン４Ａか非対応の旧光ビーコン４Ｂかを判定し、その判定結果に応じて、送信中断期間の後に高速フレームＵ１〜Ｕ３を送信するか否かを決定するようにしてもよい。

〔ダウンリンク切り替えを１回行う場合の問題点〕
図８及び図９に示すように、新光ビーコン４Ａが、旧光ビーコン４Ｂと同様に、低速フレームＵＬ１のアップリンク受信に応じた従来通りのダウンリンク切り替えを１回実施すれば、新車載機２Ａに対して従来通りのダウンリンクデータ（渋滞情報など）を提供することができる。

しかし、新光ビーコン４Ａが従来通りのダウンリンク切り替えしか行わないと、新車載機２Ａは、プローブデータなどの大容量のデータを含む高速フレームＵＬ２をアップリンク送信したにも拘わらず、旧車載機２Ｂと同じダウンリンクデータしか得られない。
従って、新光ビーコン４Ａが低速フレームＵＬ１のアップリンク受信に応じたダウンリンク切り替えを１回しか行わないシステムでは、新車載機２Ａが、できるだけ多くの高速フレームＵＬ２をアップリンクしようとするインセンティブが働かない。

逆に言うと、プローブデータを高速フレームＵＬ２にてアップリンク送信する新車載機２Ａに、その情報提供に見合った信号オフセット情報などの有用な新情報を与えることにすれば、新車載機２Ａによる高速フレームＵＬ２の利用が促進される。
そこで、高速フレームＵＬ２でプローブデータをアップリンクする車両２０に、信号オフセット情報などの新情報を提供する方策として、新車載機２Ａが、高速フレームＵＬ２の送信予定を低速フレームＵＬ１により申告させる「申告方式」が考えられる。

この申告方式の運用は、例えば次のようになる。
１） 新車載機２Ａは，高速フレームＵＬ２のアップリンク送信を予定する場合は、低速フレームＵＬ１の「車載機種別」に「６」を格納する。
２） 新車載機２Ａは，高速フレームＵＬ２のアップリンク送信の予定がない場合は、低速フレームＵＬ１の「車載機種別」に「６」以外を格納する。

３） 新光ビーコン４Ａは、「車載機種別」が「６」の低速フレームＵＬ１を受信すると、信号オフセット情報などの新情報を加えてダウンリンクデータを生成し、ダウンリンク切り替えを行う。
４） 新光ビーコン４Ａは、「車載機種別」が「６以外」の低速フレームＵＬ１を受信すると、信号オフセット情報などの新情報を含まない従来情報のみのダウンリンクデータを生成し、ダウンリンク切り替えを行う。

しかし、上記の申告方式では、新車載機２Ａの申告を契機として、ダウンリンクデータに新情報を入れるか否かを判定するので、例えば、高速フレームＵＬ２の送信予定がないのに申告を行う偽装的な新車載機２Ａに対しても、一律に新情報が提供されることになり、公平性の観点から見て適切な運用とは言えない。

〔第２のダウンリンク切り替えを行う場合の路車間通信〕
図１０及び図１１は、第２のダウンリンク切り替えを行う場合の路車間通信を示すシーケンス図である。
図１０及び図１１の例では、低速フレームＵＬ１に基づく「第１のダウンリンク切り替え」（ダウンリンク切替１）に加えて、高速フレームＵＬ２に基づく「第２のダウンリンク切り替え」（ダウンリンク切替２）を行う「ダブル切り替え方式」を採用している。

そして、第２のダウンリンク切り替えの後に送信する下りフレーム群ＤＬ２−２に、信号オフセット情報などの第２の提供情報を含める運用とすることにより、上述の申告方式の問題点を解決している。
すなわち、この場合、実際に高速フレームＵＬ２をアップリンク送信した新車載機２Ａにのみ第２の提供情報が与えられ、偽装的な新車載機２Ａには提供されないので、公平性の観点から見てより適切な運用であると言える。

以下、図１０及び図１１を参照して、「ダブル切り替え方式」の路車間通信の内容をより具体的に説明する。
図１０及び図１１において、新光ビーコン４Ａは、第１のダウンリンク切り替えを行うための条件として、次の第１の条件を採用し、第２のダウンリンク切り替えを行うための条件として、次の第２の条件を採用している。
第１の条件：低速フレームＵＬ１のアップリンク受信
第２の条件：高速フレームＵＬ２のアップリンク受信

そして、新光ビーコン４Ａは、第１の条件が成立すると、通信相手が旧車載機２Ｂの場合と同様の「第１のダウンリンク切り替え」を行い、折り返しフレームの繰り返し送信の後に、渋滞情報などの第１の提供情報を含む下りフレーム群ＤＬ２−１の繰り返し送信を行う。
また、新光ビーコン４Ａは、第２の条件が成立すると、「第２のダウンリンク切り替え」を行い、信号オフセット情報などの第２の提供情報を含む下りフレーム群ＤＬ２−２の送信を行う。

なお、第２のダウンリンク切り替えの場合には、車線通知情報に車両ＩＤを格納した折り返しフレームの連送を行うことにしてもよいし（図１０参照）、行わないことにしてもよいが（図１１参照）、この点については後述する。

〔アップリンク受信の検出方法〕
第１の条件の成立は、低速フレームＵＬ１のＣＲＣチェックが正常に行われたことによって検出することができる。
また、第２の条件の成立は、高速フレームＵＬ２が単数の場合は、当該１つの高速フレームＵＬ２のＣＲＣチェックが正常に行われたことによって検出することができる。

しかし、本実施形態において想定する、新車載機２Ａが複数の高速フレームＵＬ２をアップリンク送信することを許容する通信規約の場合には、そのうちの所定の高速フレームＵＬ２の受信完了をもって条件成立と見なさない限り、第２の条件が成立する時点を特定できない。
そこで、本実施形態の新光ビーコン４Ａは、高速フレームＵＬ２が複数の場合のアップリンク受信の検出方法として、次の検出方法１〜３を行う。

（検出方法１）
検出方法１は、最初に受信できた高速フレームＵＬ２の受信完了を、第２の条件の成立とするものである。
具体的には、新光ビーコン４Ａは、低速フレームＵＬ１と同じ車両ＩＤが格納されている高速フレームＵＬ２のＣＲＣチェックが最初に正常となった時点を、複数の高速フレームＵＬ２についてのアップリンク受信と見なす。

検出方法１では、通常、図１０に示す先頭フレームＵ１の受信完了が第２の条件の成立となる。もっとも、先頭フレームＵ１に通信エラー（フロントガラスの曇りやワイパーによる遮光で光信号が到達しない場合等）があった場合には、第２フレームＵ２以降の受信完了になり得る。
この検出方法１によれば、第２の条件の成立が最も早期になり、条件成立後に行う第２のダウンリンク切り替えにおいて、データ切り替えまでの処理時間に余裕ができることから、ビーコン制御機７のＣＰＵの処理負荷を軽減できる利点がある。

すなわち、新光ビーコン４Ａの処理負荷をできるだけ軽減するには、第２の条件の成立から第２のダウンリンク切り替えの開始までの時間がなるべく長いことが好ましい。
この点、後述の検出方法２では、最終フレームＵ３の受信完了から第２のダウンリンク切り替えまでの時間を余り長く取れないのに対して、検出方法１では、最終フレームＵ３ではなく、主に先頭フレームＵ１の受信完了がトリガーとなるので、切り替えまでの時間を比較的長く取ることができ、ＣＰＵの処理負荷を軽減できる。

（検出方法２）
検出方法２は、複数の高速フレームＵＬ２のうちの最終フレームＵ３の受信完了を、第２の条件の成立とするものである。
具体的には、新光ビーコン４Ａは、最終フレームフラグに「１」がセットされている高速フレームＵＬ２（図１１の最終フレームＵ３）を検出した時点を、複数の高速フレームＵＬ２についてのアップリンク受信と見なす。

検出方法２によれば、図１１に示すように、新車載機２Ａが、第２のダウンリンク切り替え後に連続送信される下りフレームＤＬ２−２を先頭フレームから受信できる。
このように、最終フレームＵ３の受信完了を第２の条件の成立とすると、新光ビーコン４Ａが、それまでに受信した他の高速フレームＵ１，Ｕ２のデータ内容を事前に察知することができる。このため、高速フレームＵ１〜Ｕ３のデータ内容に応じて第２の提供情報の内容を変更するなどの、後述するより詳細な通信制御が可能になるという利点がある。

（検出方法３）
検出方法３は、任意の高速フレームＵＬ２の受信完了からの所定時間Ｔ１（図１１参照）の経過を、第２の条件の成立と見なすものである。
具体的には、新光ビーコン４Ａは、高速フレームＵＬ２の受信が最初に完了（最初のＣＲＣチェックが完了）した時点から、予め定められた固定時間（例えば、３５．５ｍ秒）が経過した時点を、第２の条件の成立と見なす。

或いは、新光ビーコン４Ａは、高速フレームＵＬ２の受信が最後に完了（最後のＣＲＣチェックが完了）した時点から、予め定められた固定時間（例えば、３．０ｍ秒）が経過した時点を、第２の条件の成立と見なす。
上述の検出方法２では、通信エラーなどで最終フレームＵ３を取り逃がすと、何時まで経っても第２のダウンリンク切り替えが行われない可能性がある。そこで、検出方法２を採用する場合は、検出方法３を併用することが好ましい。なお、検出方法３のみを採用してもよい。

検出方法３は、高速フレームＵＬ２の送信時間を固定長とする場合に特に有効であり、固定時間の値を高速フレームＵＬ２の送信時間に応じて比較的長めに設定できる。このため、ビーコン制御機７の処理負荷を軽減できるという利点がある。

（検出方法４）
もっとも、検出方法３では、高速フレームＵＬ２の送信時間をデータ量に応じて可変とする実装の場合には、高速フレームＵＬ２の実際の送信時間が、ビーコン側で設定された固定時間よりも小さくても、その固定時間が経過しないと第２の条件が成立せず、高速フレームＵＬ２を用いたダウンリンク切り替えの開始が無駄に遅れる。

そこで、第２の条件の成立を、複数の高速フレームＵＬ２のうち受信完了後の高速フレームＵＬ２に続いて受信し得る、残りの高速フレームＵＬ２のフレーム数から算出可能な予測時間の経過によって判定する方法（検出方法４）を採用してもよい。
上記予測時間は、例えば、高速フレームＵＬ２の総フレーム数から受信済みの高速フレームＵＬ２の数を減算して求まる残フレーム数と、高速フレームＵＬ２の通信速度とから算出することができる。

検出方法４によれば、新光ビーコン４Ａが高速フレームＵＬ２の総フレーム数を察知する必要がある。これについては、新車載機２Ａが、低速フレームＵＬ１や高速フレームＵＬ２の先頭フレームに高速フレームＵＬ２の総フレーム数を記すことにすればよい。
検出方法４によれば、第２の条件の成立する予測時間を、通信相手が異なるごとに演算する必要があるが、新車載機２Ａが送信する高速フレームＵＬ２の数が変動しても、残りの高速フレームＵＬ２のフレーム数に応じて第２の条件の成立時期を正確に算出でき、高速フレームＵＬ２を用いたダウンリンク切り替えを正確に実行できる。

上述の検出方法１〜４は、新光ビーコン４Ａにそれぞれ単独で採用することにしてもよいが、検出方法１〜４から選択可能な複数の方法を、１つの新光ビーコン４Ａに組み合わせて採用することにしてもよい。

〔ダウンリンクの切り替え処理〕
次に、第２のダウンリンク切り替えにおける、切り替え処理のバリエーションについて説明する。
本実施形態の新光ビーコン４Ａが、第２のダウンリンク切り替えの際に採用し得る切り替え処理には、次の切り替え処理１〜３がある。

（切り替え処理１）
切り替え処理１は、第２の条件（高速フレームＵＬ２のアップリンク受信）が成立した場合も、第１のダウンリンク切り替えの場合と同様に、車線通知情報を含む下りフレームＤＬである折り返しフレームの繰り返し送信を行うものである（図１０参照）。
すなわち、新光ビーコン４Ａは、折り返しフレームを繰り返し送信してから、第２の提供情報を含めた下りフレーム群ＤＬ２−２の送信を行う。

なお、新光ビーコン４Ａは、第２の条件の成立から２５０ｍ秒の経過後には、処理を初期状態に戻し、下りフレームＤＬ１の送信に切り替える。
切り替え処理１によれば、第２のダウンリンク切り替えの処理が、第１のダウンリンク切り替えと同様の処理となるので、ビーコン制御機７に対するソフトウェアの実装が簡単になるという効果がある。

（切り替え処理２）
しかし、第１のダウンリンク切り替えの際に実行される折り返しフレームの繰り返し送信により、車載機２に対する車両ＩＤのループバックが完了することが多いので、第２のダウンリンク切り替えの際に同じ繰り返し送信を行わなくてもさほど問題はないと考えられる。
そこで、図１１に示すように、第２のダウンリンク切り替えでは、折り返しフレームの繰り返し送信を伴わない「切り替え処理２」を行うことにしてもよい。

切り替え処理２によれば、第２の条件（高速フレームＵＬ２の受信完了）に応じた折り返しフレームの繰り返し送信が行われないため、余り必要とは言えない下りフレームＤＬの繰り返し送信による無駄な通信時間を省けるので、その他の有用な下りフレームＤＬの送信機会が奪われるのを防止することができる。
なお、新光ビーコン４Ａは、切り替え処理２の場合も、第２の条件の成立から２５０ｍ秒の経過後には、処理を初期状態に戻し、下りフレームＤＬ１の送信に切り替える。

（切り替え処理３）
図１２は、切り替え処理３の内容を示す説明図である。
図１２の凡例に示す通り、「Ｄ」は、第１のダウンリンク切り替え前のデータ（下りフレーム群ＤＬ１のダウンリンクデータ）を示し、「Ｃ」は、車両ＩＤを含む車線通知情報の連続送信（折り返しフレームの繰り返し送信）を示す。

また、「Ｄ１」は、第１のダウンリンク切り替え後に提供されるデータ（第１の提供情報）であり、「Ｄ２」は、第２のダウンリンク切り替え後にのみ提供されるデータ（第２の提供情報）である。
図１２に示すように、本実施形態の新光ビーコン４Ａは、第１のダウンリンク切り替え後の下りフレーム群ＤＬ２−１には、第１の提供情報Ｄ１のみを含め、第２のダウンリンク切り替え後の下りフレーム群ＤＬ２−２には、第１の提供情報Ｄ１と第２の提供情報Ｄ２を含める。

図１２の矢印に示すように、切り替え処理３は、高速フレームＵＬ２のアップリンク受信を検出したら、即座に下りフレーム群ＤＬ２−２に切り替えるのではなく、その検出時に送信中の下りフレーム群ＤＬ２−１の送信を済ませてから、下りフレーム群ＤＬ−２の送信を開始するものである。
すなわち、この場合の新光ビーコン４Ａは、下りフレーム群ＤＬ２−２の送信開始時点を、高速フレームＵＬ２のアップリンク受信時から見て今回以降となる下りフレーム群ＤＬ２−１のダウンリンクサイクルの終了時点に設定する。

ここで、「ダウンリンクサイクル」とは、光ビーコン４がダウンリンク切り替え後に繰り返し送信する所定数の下りフレームよりなる、一塊の下りフレーム群ＤＬの送信時間のことをいう。
１つの下りフレーム群ＤＬに含めるフレーム数は可変（通信規約上は、最大７９フレーム）であり、光ビーコン４のビーコン制御機７は、ダウンリンクすべき提供情報のデータ量に応じて、下りフレーム群ＤＬを構成するフレーム数を決定し、決定した数の各下りフレームＤＬにそれぞれ区分けして提供情報を格納する。

従って、切り替え処理３の場合は、図１２の上段と下段に分けて示すように、下りフレーム群ＤＬ２−２の送信開始が下りフレーム群ＤＬ２−１のフレーム数によって変動し、下りフレーム群ＤＬ２−１の今回のサイクルの終了時点ｔｍとなったり、次回のサイクルの開始時点ｔｎとなったりする。
例えば、図１２の上段側の場合は、ダウンリンクする下りフレーム数が多く、アップリンク受信から今回サイクルの終了時点ｔｍまでの時間が処理遅延Ｔｄを超えているので、その終了時点ｔｍに下りフレーム群ＤＬ２−２の送信が開始される。

一方、図１２の下段側の場合は、ダウンリンクする下りフレーム数が少なく、アップリンク受信から今回サイクルの終了時点ｔｍまでの時間が処理遅延Ｔｄを超えていないので、次回のダウンリンクサイクルの終了時点ｔｎに、下りフレーム群ＤＬ２−２の送信が開始される。
切り替え処理３によれば、第２の条件の成立（高速フレームＵＬ２の受信）から、実際に下りフレーム群ＤＬ２−２の送信を開始するまでに時間的な余裕ができ易く、ビーコン制御機７の処理負荷を軽減できるという利点がある。

上記の通り、切り替え処理３の趣旨は、下りフレーム群ＤＬ２−２の送信開始について時間的な余裕を確保することである。
従って、下りフレーム群ＤＬ２−２の送信開始時点は、必ずしも厳密に下りフレームＤＬ２−１のダウンリンクサイクルの終了時点ｔｍ，ｔｎに合わせ込む必要はなく、その終了時点ｔｍ，ｔｎ以降であればよい。

図１２の「データ配列１」に示すように、１回のダウンリンクサイクルで送信する下りフレーム群ＤＬ２−２の前半側に、第２の提供情報Ｄ２を含めることが好ましい。
このようにすれば、通信規約で必要とされる回数である、２回分以上のダウンリンク送信を第２の提供情報Ｄ２について確保できる可能性を高めることができる。なお、第２の提供情報Ｄ２の前半側への配置は、その情報Ｄ１を、「サブシステム情報」の前後に配置することによって実現できる。

なお、下りフレーム群ＤＬ２−２の「前半側」とは、下りフレーム群ＤＬ２−２の先頭フレームから中央に位置するフレームまでの範囲のことをいう。従って、例えば７９フレームの下りフレーム群ＤＬ２−２での場合には、先頭フレームから４０フレームまでが前半側となる。

また、図１２の「データ配列２」に示すように、１回のダウンリンクサイクルで送信する下りフレーム群ＤＬ２−２に、第２の提供情報Ｄ２を少なくとも２回含めることにしてもよい。
このようにすれば、通信規約で必要とされる回数である、２回分以上のダウンリンク送信を第２の提供情報Ｄ２について確実に確保することができる。なお、この場合の複数回の第２の提供情報Ｄ２は、図示のように離れて配置してもよいし、連続させてもよい。

〔信号オフセット情報等の提供方法〕
高速フレームＵＬ２の受信を条件とした２回目のダウンリンク切り替えにより、信号オフセット情報などの第２の提供情報を提供する運用としても、例えば、常に１つの高速フレームＵＬ２にて１つの軌跡分のプローブデータしかアップリンクしない、半偽装的な新車載機２Ａに対してもすべて情報提供すると、測定できた分のプローブデータを愚直にアップリンクする新車載機２Ａとの公平性を欠くことになる。

そこで、新車載機２Ａの公平性を担保するため、複数の高速フレームＵＬ２の内容に応じて、第２の提供情報の内容（例えば、信号オフセット情報の場合にはその「詳細レベル」）を変更したり、第２の提供情報を提供するか提供しないかを判定したりする提供方法を採用することが望ましい。かかる提供方法には、例えば次の提供方法１〜４が考えられる。

（提供方法１）
提供方法１は、第２の提供情報が信号オフセット情報である場合に、高速フレームＵＬ２の「総フレーム数」に応じて、当該情報の詳細レベルを変更するものである。
具体的には、新光ビーコン４Ａは、高速フレームＵＬ２の総フレーム数（例えば、最大で１６フレーム）が規定フレーム数（例えば、３フレーム）未満であれば、交差点数の少ない簡易な信号オフセット情報（例えば、２交差点分の当該情報）を提供し、規定フレーム数以上であれば、フルバージョンの信号オフセット情報（例えば、５交差点分の当該情報）を提供する。

上記の規定フレーム数は、すべての新光ビーコン４Ａで共通の値に設定してもよいし、地点ごとに固有値に設定してもよい。固有値とする場合は、当該光ビーコン４の上流の光ビーコン４までの距離に見合う、高速フレームＵＬ２のフレーム数に応じて設定することが好ましい。
なお、交通管制センターの中央装置３と通信可能な光ビーコン４の場合は、中央装置３からの通信により規定フレーム数を指定すればよい。

また、提供方法１を採用する場合は、実際にアップリンクされた複数の高速フレームＵＬ２のフレーム数を特定する必要があるので、アップリンク受信の検出方法として、前述の「検出方法２」を採用する必要がある。
提供方法１によれば、高速フレームＵＬ２のデータ内容を読み取る必要がないので、その読み取りが必要となる次の提供方法２及び３に比べて、処理が容易である。

（提供方法２）
提供方法２は、第２の提供情報が信号オフセット情報である場合に、高速フレームＵＬ２の「フレームサイズ」に応じて、当該情報の詳細レベルを変更するものである。
具体的には、新光ビーコン４Ａは、最終フレームを除く、いずれかの高速フレームＵＬ２のフレームサイズが規定サイズ未満であれば、交差点数の少ない簡易な信号オフセット情報を提供し、規定サイズ以上であれば、フルバージョンの信号オフセット情報を提供する。

上記の規定サイズは、すべての新光ビーコン４Ａで共通の値に設定してもよいし、地点ごとに固有値としてもよい。
なお、交通管制センターの中央装置３と通信可能な光ビーコン４の場合は、中央装置３からの通信により規定サイズを指定すればよい。

また、提供方法２を採用する場合は、実際にアップリンクされた各高速フレームＵＬ２のフレームサイズを特定する必要があるので、この場合も、アップリンク受信の検出方法として、前述の「検出方法２」を採用する必要がある。
提供方法２によれば、高速フレームＵＬ２のフレームサイズを読み取る必要があるので、提供方法１よりも処理が複雑になるが、プローブデータの軌跡数を特定する必要がある次の提供情報３よりは処理が容易である。

（提供方法３）
提供方法３は、第２の提供情報が信号オフセット情報である場合に、高速フレームＵＬ２に含まれるプローブデータの「総軌跡数」に応じて、当該情報の詳細レベルを変更するものである。
具体的には、新光ビーコン４Ａは、総軌跡数が規定軌跡数未満であれば、交差点数の少ない簡易な信号オフセット情報を提供し、規定軌跡数以上であれば、フルバージョンの信号オフセット情報を提供する。

上記の規定軌跡数は、すべての新光ビーコン４Ａで共通の値に設定してもよいし、地点ごとに固有値に設定してもよい。固有値とする場合は、当該光ビーコン４の上流の光ビーコン４までの距離に見合う、高速フレームＵＬ２のフレーム数に応じて設定することが好ましい。
なお、交通管制センターの中央装置３と通信可能な光ビーコン４の場合は、中央装置３からの通信により規定軌跡数を指定すればよい。

また、提供方法３を採用する場合は、実際にアップリンクされた複数の高速フレームＵＬ２に含まれるプローブデータから軌跡数を特定する必要があるので、この場合も、アップリンク受信の検出方法として、前述の「検出方法２」を採用する必要がある。
提供方法３によれば、プローブデータの軌跡数を特定する必要があるので、提供方法２よりも更に処理が複雑になるが、実際にアップリンクされた軌跡数に基づく判定となるため、提供方法１及び２に比べてより正確な判定が可能となる。

なお、アップリンクデータをサイズダウンさせる目的で、高速フレームＵＬ２の中身が圧縮されている場合がある。この場合、所定の解凍ロジックでデータを解凍しないと総軌跡数を容易に確認できない恐れがあり、これでは提供方法３の処理ができなくなる。
従って、提供方法３を採用する場合には、新車載機２Ａが高速フレームＵＬ２に含めるアップリンクデータを圧縮する際に、「軌跡数」については非圧縮とし、それ以外のデータを圧縮する規約を採用することが好ましい。

上記の提供方法１〜３では、第２の提供情報が信号オフセット情報である場合を想定して、その詳細レベルを変更するようにしているが、「第２の提供情報」に関する「内容の変更」は、それに限られるものでなく、車側のアップリンク量に応じてダウンリンク情報の内容を実質的に変化させ得る、情報内容の追加・変更・削除が含まれる。

（提供方法４）
上述の提供方法１〜３は、高速フレームＵＬ２又はそのデータ内容（具体的には、総フレーム数、フレームサイズ、高速フレームＵＬ２中のプローブデータの総軌跡数）が、所定の条件を満たさない場合は、満たす場合よりも詳細レベルを落とした信号オフセット情報を提供するというものであるが、高速フレームＵＬ２又はそのデータ内容が所定の条件を満たさない場合は、信号オフセット情報そのものをダウンリンクしない、すなわち、第２のダウンリンク切り替えを実行しないという実装を採用することにしてもよい。

例えば、所定の条件の正否を「総フレーム数」で判定する場合は、高速フレームＵＬ２の総フレーム数（例えば、最大１６フレーム）が規定フレーム数（例えば、３フレーム）未満であれば、第２のダウンリンク切り替えを実行しないことにすればよい。
また、所定の条件の正否を「フレームサイズ」で判定する場合は、最終フレームを除く、いずれかの高速フレームＵＬ２のフレームサイズが規定サイズ未満であれば、第２のダウンリンク切り替えを実行しないことにすればよい。

更に、所定の条件の正否をプローブデータの「総軌跡数」で判定する場合は、１又は複数の高速フレームＵＬ２にて新車載機２Ａがアップリンクしてきた総軌跡数が、規定軌跡数未満であれば、第２のダウンリンク切り替えを実行しないことにすればよい。
なお、所定の条件の規定値（閾値）をどの程度に設定するかにもよるが、例えば、所定の条件を満たさないときは、高速フレームＵＬ２のアップリンク送信自体がされていないと同視できるような場合には、上記の提供方法４のような実装を行っても、特に差し支えないと考えられる。

〔複数車線の場合のダウンリンク切り替え〕
図１３は、複数の新車載機２Ａが別の車線Ｒ１，Ｒ２で新光ビーコン４Ａと通信する場合の、ダウンリンク切り替えの説明図である。
図１３の凡例において、「Ｄ」、「Ｃ」及び「Ｄ１」は、図１２の場合と同様である。「Ｄ２ａ」は、車線Ｒ１を通行する車両２０（車両ＩＤａ）の新車載機２Ａについての、第２のダウンリンク切り替え後にのみ提供されるデータ（第２の提供情報）であり、「Ｄ２ｂ」は、車線Ｒ２を通行する車両２０（車両ＩＤｂ）の新車載機２Ａについての、第２のダウンリンク切り替え後にのみ提供されるデータ（第２の提供情報）である。

図１３の例では、車線Ｒ１を通行する車両２０（車両ＩＤａ）の新車載機２Ａ（以下、「先行車載機」ともいう。）が、先行して通信領域Ａに進入し、第２のダウンリンク切り替え後の下りフレーム群Ｄ２−２を受信していたところ、その最中に、車線Ｒ２を通行する車両２０（車両ＩＤｂ）の新車載機２Ａ（以下、「後続車載機」ともいう。）が、通信領域Ａに進入し、同じ新光ビーコン４Ａとの間で路車間通信を開始するタイミングとなる場合を想定している。

ここで、新光ビーコン４Ａは、低速フレームＵＬ１のアップリンク受信から所定時間Ｔ（＝３５０ｍ秒）以内に新たな低速フレームＵＬ１を受信しない場合には、ダウンリンクを下りフレームＵＬ１に切り替えて初期状態に戻る。
従って、上記想定が成立するためには、先行車載機の低速フレームＵＬ１のアップリンク受信から所定時間Ｔ以内に、後続車載機の低速フレームＵＬ１のアップリンク受信が検出されることが条件となる。

図１３の通信タイミングを箇条書きに纏めると、新光ビーコン４Ａは、下記のａ）〜ｄ）の順序でそれぞれのアップリンク受信を検出することになる。
ａ） 車線Ｒ１のビーコンヘッド８にて検出される、車両ＩＤａを含む低速フレームＵＬ１のアップリンク受信
ｂ） 車線Ｒ１のビーコンヘッド８にて検出される、車両ＩＤａを含む高速フレームＵＬ２のアップリンク受信

ｃ） 車線Ｒ２のビーコンヘッド８にて検出される、車両ＩＤｂを含む低速フレームＵＬ１の、ａ）から所定時間Ｔ内におけるアップリンク受信
ｄ） 車線Ｒ２のビーコンヘッド８にて検出される、車両ＩＤｂを含む高速フレームＵＬ２のアップリンク受信

なお、図１３の例では、高速フレームＵＬ２のアップリンク受信を検出すると、第２のダウンリンク切り替えを即座に行うが、車線通知情報の連続送信Ｃを行わない場合（前述の「切り替え処理２」）を想定している。

（パターン１）
図１３に示す「パターン１」は、新光ビーコン４Ａが、上記のｃ）を条件として新たに第１のダウンリンク切り替えを行い、上記のｄ）を条件として新たに第２のダウンリンク切り替えを行うものである。
すなわち、新光ビーコン４Ａは、後続の車両ＩＤｂの低速フレームＵＬ１のアップリンク受信を契機として、先行の車両ＩＤａについての路車間通信をすべてキャンセルする、いわゆる後勝ちの処理を行う。

パターン１によれば、車両ＩＤａの先行車載機のための第２の提供情報Ｄ２ａが、上記のｃ）までしか提供されなくなり、先行車載機にとっては不合理となり得る。
しかし、どの車線Ｒ１〜Ｒ４のビーコンヘッド８に対しても、通常通りの第１及び第２のダウンリンク切り替えを行えば足りるので、ビーコン制御機７に設定する制御ロジックが簡単になり、ソフトウェアの実装が容易になるという利点がある。

（パターン２）
図１３に示す「パターン２」は、新光ビーコン４Ａが、上記のｃ）及びｄ）に関係なく、上記のｂ）に対応するダウンリンクデータ（Ｄ１＋Ｄ２ａ）を含む下りフレーム群ＤＬ２−２の送信を続けるものである。
もっとも、上記のｃ）に対応する車線通知情報の連続送信Ｃは行われる。この連続送信Ｃを行わないと、新光ビーコン４Ａが後続車載機を認識済みであることを当該後続車載機に通知できず、後続車載機がアップリンク送信を行い続けるからである。

パターン２によれば、車両ＩＤａの先行車載機のための第２の提供情報Ｄ２ａが、上記のｃ）以後も提供され続け、車両ＩＤｂの後続車載機にも提供される。従って、双方の新車載機２Ａに、第２の提供情報Ｄ２ａを確実に提供できるという利点がある。
なお、第２の提供情報Ｄ２ａが信号オフセット情報のような動的情報である場合には、先行車載機用の提供情報Ｄ２ａは後続車載機にとっては僅かに古い情報であるが、１００ｍ秒オーダの遅延に過ぎないので特に問題はないと考えられる。

（パターン３）
図１３に示す「パターン３」は、新光ビーコン４Ａが、上記のｄ）を条件とする第２のダウンリンク切り替えを行うまで、上記のｂ）に対応するダウンリンクデータ（Ｄ１＋Ｄ２ａ）の下りフレーム群ＤＬ２−２の送信を続けたあと、上記のｄ）に対応するダウンリンクデータ（Ｄ１＋Ｄ２ｂ）の送信に切り替えるものである。

この場合、車両ＩＤａの先行車載機のための第２の提供情報Ｄ２ａが、上記のｄ）まで提供され、車両ＩＤｂの後続車載機のための第２の提供情報Ｄ２ｂが、上記のｄ）以降に提供される。
パターン３によれば、先行車載機に対しては、後続車載機からの高速アップリンク受信を検出するまで、第２の提供情報Ｄ２ａの送信時間を延ばすことができ、後続車載機に対しては、最新の第２の提供情報Ｄ２ｂを提供することができる。このため、両車両２０に折衷した妥当な情報提供を行うことができる。

〔複数車線の場合のダウンリンク切り替えの変形例〕
図１４は、複数の新車載機２Ａが別の車線Ｒ１，Ｒ２で新光ビーコン４Ａと通信する場合の、ダウンリンク切り替えの変形例を示す説明図である。
図１４の変形例が図１３の例と異なる点は、新光ビーコン４Ａが、第２のダウンリンク切り替えにおける切り替え処理として、前述の「切り替え処理３」（送信中の下りフレーム群ＤＬ２−１の送信を済ませてから、下りフレーム群ＤＬ−２の送信を開始する処理）を採用している点にある。

このため、図１４の変形例では、各パターン１〜３において、各車線Ｒ１，Ｒ２で検出される高速フレームＵＬ２の受信完了と、提供情報Ｄ２ａ又はＤ２ｂを含む下りフレーム群ＤＬ２−２の送信開始時点との間に、タイムラグΔｔが存在している。
なお、その他の点は図１３の例と同様であるから、図１４に示す各パターン１〜３の場合も、図１３に示す各パターン１〜３と同様の作用効果が得られる。

〔ダウンリンクデータの作成方式〕
上述の実施形態のように、低速フレームＵＬ１及び高速フレームＵＬ２のアップリンク受信に対応してそれぞれダウンリンク切り替えを行う場合の、ダウンリンクデータの作成方式の１つとして、例えば、ビーコン制御機７のＣＰＵが、低速フレームＵＬ１の受信を契機としたダウンリンクデータＤ１の作成だけでなく、高速フレームＵＬ２の受信を契機としたダウンリンクデータ（Ｄ１＋Ｄ２）の作成についても、高速フレームＵＬ２の受信を検出した場合に事後的に行ってメモリに記憶する方式（以下、「事後作成方式」という。）とすることが考えられる。

しかし、事後作成方式では、高速フレームＵＬ２の受信を検出した時点でダウンリンクデータ（Ｄ１＋Ｄ２）の作成を始めからやり直すことになり、１回の路車間通信で低速フレームＵＬ１の後に高速フレームＵＬ２を送信する新車載機２Ａと通信する場合には、ビーコン制御機７のＣＰＵは、ダウンリンクデータの作成を必ず２回行わねばならない。
このため、ＣＰＵの処理遅延が発生し易く、特に高速フレームＵＬ２に対応するダウンリンクデータ（Ｄ１＋Ｄ２）を適切なタイミングで送信できなくなる可能性がある。

そこで、高速フレームＵＬ２のアップリンク受信を検出する前から、その受信を検出した場合に必要となるダウンリンクデータ（Ｄ１＋Ｄ２）を予め作成してメモリに記憶しておく方式（以下、「先行作成方式」という。）を採用し、その後、高速フレームＵＬ２のアップリンク受信を実際に検出した場合に、記憶したダウンリンクデータ（Ｄ１＋Ｄ２）を送信することが好ましい。

このようにすれば、高速フレームＵＬ２の受信を検出した後にダウンリンクデータ（Ｄ１＋Ｄ２）の作成を開始する場合に比べて、作成時期を早めることができ、ダウンリンクデータＤ１とダウンリンクデータ（Ｄ１＋Ｄ２）を同時並行的に作成できる。
従って、高速フレームＵＬ２に対応するダウンリンクデータ（Ｄ１＋Ｄ２）の作成を、高速フレームＵＬ２の受信を検出した後に開始する事後作成方式に比べて、ＣＰＵの処理遅延が発生し難くなり、ダウンリンクデータ（Ｄ１＋Ｄ２）の送信タイミングが遅延するのを未然に防止できるという利点がある。

（先行作成方式の具体例１）
図１５は、先行作成方式によるダウンリンクデータの作成タイミングの具体例を示す説明図である。
図１５では、図１３の「パターン２」の場合において、ビーコン制御機７のＣＰＵが行うダウンリンクデータの作成タイミングの具体例を示している。

図１５中の「データ作成期間１」は、ビーコン制御機７が、ダウンリンクデータＤ１用の送信バッファＢ１とダウンリンクデータ（Ｄ１＋Ｄ２）用の送信バッファＢ２を個別に有する場合における、ダウンリンクデータの作成可能期間である。
また、図１５中の「データ作成期間２」は、ビーコン制御機７が、ダウンリンクデータＤ１とダウンリンクデータ（Ｄ１＋Ｄ２）とで同じ送信バッファＢを共用する場合における、ダウンリンクデータの作成可能期間である。

ビーコン制御機７は、ソフトウェアで動作するプログラム制御の「ＣＰＵ」と、所定のデータを記憶する「メモリ」（上記送信バッファを含む。）と、ワイヤードロジックで動作して光送信部１０のダウンリンク送信を制御する「通信ＩＣ」とを含む。
通信ＩＣは、ＣＰＵの制御信号に応じて送信バッファ内のデータを送信する。ＣＰＵは、「ＵＬ２受信フラグ」を管理しており、高速フレームＵＬ２の受信を検出するとそのフラグをオンにし（例えば、値を「１」に設定）、低速フレームＵＬ１を検出した場合や所定時間が経過した場合にそのフラグをオフに戻す（例えば、値を「０」に設定）。なお、「ＵＬ２受信フラグ」の管理を通信ＩＣが行ってもよい。

図１５の「データ作成期間１」に示すように、ビーコン制御機７が専用の２種類の送信バッファＢ１，Ｂ２を有する場合には、ビーコン制御機７のＣＰＵは、低速フレームＵＬ１のアップリンク受信を契機としてダウンリンクデータＤ１の作成を開始する。
ＣＰＵは、ダウンリンクデータＤ１の作成については、遅くとも車線通知情報の連続送信Ｃの完了（＝ダウンリンクデータＤ１の送信開始時点：以下同様。）までに終了し、作成したダウンリンクデータＤ１を送信バッファＢ１に格納する。

また、ビーコン制御機７のＣＰＵは、低速フレームＵＬ１のアップリンク受信を検出すると、高速フレームＵＬ２のアップリンク受信の検出如何に関係なく、ダウンリンクデータ（Ｄ１＋Ｄ２ａ）の作成も開始する。
ＣＰＵは、ダウンリンクデータ（Ｄ１＋Ｄ２ａ）の作成については、遅くとも高速フレームＵＬ２のアップリンク受信を検出するまでに終了し、作成したダウンリンクデータ（Ｄ１＋Ｄ２ａ）を送信バッファＢ２に格納する。

ＣＰＵ（通信ＩＣがフラグを管理する場合は、当該通信ＩＣ）は、高速フレームＵＬ２のアップリンク受信を実際に検出すると、ＵＬ２受信フラグをオンにする。
通信ＩＣは、ＵＬ２受信フラグが「オフ」の場合は、ダウンリンクデータＤ１用の送信バッファＢ１からデータを読み出して、光送信部１０にダウンリンク送信を行わせ、ＵＬ２受信フラグが「オン」の場合は、ダウンリンクデータ（Ｄ１＋Ｄ２）用の送信バッファＢ２からデータを読み出して、光送信部１０にダウンリンク送信を行わせる。

図１５の「データ作成期間２」に示すように、１つの送信バッファＢを共用する場合には、ビーコン制御機７のＣＰＵは、低速フレームＵＬ１の受信を契機として、高速フレームＵＬ２に対応するダウンリンクデータ（Ｄ１＋Ｄ２ａ）の作成を開始する。
ＣＰＵは、ダウンリンクデータ（Ｄ１＋Ｄ２ａ）の作成を、遅くとも車線通知情報の連続送信Ｃが完了するまでに終了し、作成したダウンリンクデータ（Ｄ１＋Ｄ２ａ）を送信バッファＢの所定の格納領域にそれぞれ格納する。

図１５の例では、ダウンリンクデータＤ２の格納領域が、送信バッファＢの先頭側に設定されており、ダウンリンクデータＤ２の後の領域がダウンリンクデータＤ１の格納領域となっている。
そこで、ＣＰＵは、ダウンリンクデータＤ２については、送信バッファＢの先頭からデータ量に応じた所定のアドレス値までに格納し、ダウンリンクデータＤ１については、その所定のアドレス値の次のアドレス値以後に格納する。

ＣＰＵ（通信ＩＣがフラグを管理する場合は、当該通信ＩＣ）は、高速フレームＵＬ２のアップリンク受信を実際に検出すると、ＵＬ２受信フラグをオンにする。
通信ＩＣは、ＵＬ２受信フラグが「オフ」の場合は、送信バッファＢの所定のアドレス値の次のアドレス値以後からデータを読み出して、光送信部１０にダウンリンク送信を行わせ、ＵＬ２受信フラグが「オン」の場合は、送信バッファＢの先頭からデータを読み出して、光送信部１０にダウンリンク送信を行わせる。

なお、図１５のデータ作成期間２において、ダウンリンクデータ（Ｄ１＋Ｄ２ａ）の作成終了時点が、車線通知情報の連続送信Ｃの終了時点となっている理由は、共用する送信バッファＢに格納するすべてのダウンリンクデータ（Ｄ１＋Ｄ２ａ）の内容が、ダウンリンクデータＤ１の送信開始までに定まっている必要があるからである。

上記の通り、図１５の先行作成方式によれば、高速フレームＵＬ２に対応するダウンリンクデータ（Ｄ１＋Ｄ２ａ）の作成を、高速フレームＵＬ２の受信を検出する前に予め行うことから、高速フレームＵＬ２の受信を契機としてダウンリンクデータ（Ｄ１＋Ｄ２ａ）の作成を開始する場合（前述の「事後作成方式」の場合）に比べて、その作成に伴うＣＰＵの処理遅延が発生し難く、ダウンリンクデータ（Ｄ２＋Ｄ２ａ）の送信タイミングが遅延するのを防止することができる。

なお、図１５では、図１３の「パターン２」を例にとって、先行作成方式の具体例を説明したが、図１３の「パターン１」及び「パターン３」の場合や、１つの車線Ｒ１を通過する１つの新車載機２Ａと通信するだけの場合も、上記と同様の先行作成方式を採用することができる。

（先行作成方式の具体例２）
図１６は、先行作成方式によるダウンリンクデータの作成タイミングの他の具体例を示す説明図である。
図１６では、図１４の「パターン２」の場合において、ビーコン制御機７のＣＰＵが行うダウンリンクデータの作成タイミングの具体例を示している。

図１６中の「データ作成期間１」も、ビーコン制御機７が、ダウンリンクデータＤ１用の送信バッファＢ１とダウンリンクデータ（Ｄ１＋Ｄ２）用の送信バッファＢ２を個別に有する場合における、ダウンリンクデータの作成可能期間である。
また、図１６中の「データ作成期間２」も、ビーコン制御機７が、送信バッファＢを１つだけ有しており、ダウンリンクデータＤ１とダウンリンクデータ（Ｄ１＋Ｄ２）とで同じ送信バッファＢを共用する場合における、ダウンリンクデータの作成可能期間である。

図１６の先行作成方式が図１５のそれと異なる点は、２つの送信バッファＢ１，Ｂ２がある場合の「データ作成期間１」において、ダウンリンクデータ（Ｄ１＋Ｄ２ａ）の作成終了時点が、ダウンリンクデータＤ１の送信完了時点までに延長可能な点にある。
すなわち、ビーコン制御機７のＣＰＵは、低速フレームＵＬ１のアップリンク受信を契機として、ダウンリンクデータ（Ｄ１＋Ｄ２ａ）の作成を開始するが、既に送信中のダウンリンクデータＤ１の送信完了までに、そのデータ（Ｄ１＋Ｄ２ａ）の作成を終了する。

換言すると、ＣＰＵは、ダウンリンクデータ（Ｄ１＋Ｄ２ａ）の作成が可能な終了時点を、高速フレームＵＬ２のアップリンク受信時から見て今回以後となる、下りフレーム群ＤＬ２−１のダウンリンクサイクルの終了時点に設定する。
なお、図１６の先行作成方式のその他の内容は、図１５の先行作成方式の場合と同様である。従って、図１６の先行作成方式は、図１５の先行作成方式と同様の作用効果を奏する。

〔その他の変形例〕
今回開示した実施形態（上述の各変形例を含む。）はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の権利範囲は、上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された構成と均等の範囲内でのすべての変更が含まれる。

例えば、上述の実施形態において、新車載機２Ａが行う複数の高速フレームＵ１〜Ｕ３の連続送信（繰り返し送信）についても、各フレーム間に所定時間長のインターバルを設けてバースト送信する場合が含まれる。
また、本明細書において、「車載機」とは、車両２０に搭載されたあと常にその状態に固定されるものを含むことは勿論、ドライバが利用したい時だけ車両２０に持ち込まれ、一時的に車両２０に搭載されるものも含まれる。

２ 車載機
２Ａ 新車載機
２Ｂ 旧車載機
４ 光ビーコン
４Ａ 新光ビーコン
４Ｂ 新光ビーコン
７ ビーコン制御機（通信制御部）
８ ビーコンヘッド
１０ 光送信部
１１ 光受信部
２０ 車両
２１ 車載制御機（通信制御部）
２２ 車載ヘッド
２３ 光送信部
２４ 光受信部

Claims (24)

1. 走行中の車両の車載機と光信号による無線通信を行う光ビーコンであって、
   高低２種類の伝送速度での光電気変換が可能な光受信部と、
   所定の伝送速度での電気光変換が可能な光送信部と、
   下記の２種類のダウンリンク切り替えを実行可能な通信制御部と、を備えていることを特徴とする光ビーコン。
   第１のダウンリンク切り替え：低速フレームのアップリンク受信を条件として、その後に送信する第１の下りフレーム群に、第１の提供情報を格納した下りフレームを含めるダウンリンク切り替え
   第２のダウンリンク切り替え：高速フレームのアップリンク受信を条件として、その後に送信する第２の下りフレーム群に、第２の提供情報を格納した下りフレームを含めるダウンリンク切り替え
2. 前記車載機が複数の前記高速フレームをアップリンク送信することを許容する通信規約の場合には、
   前記高速フレームのアップリンク受信は、複数の前記高速フレームのうちの所定の前記高速フレームの受信完了である請求項１に記載の光ビーコン。
3. 所定の前記高速フレームの受信完了は、最初に受信できた前記高速フレームの受信完了である請求項２に記載の光ビーコン。
4. 所定の前記高速フレームの受信完了は、複数の前記高速フレームのうちの最終フレームの受信完了である請求項２に記載の光ビーコン。
5. 前記高速フレームのアップリンク受信には、最初に受信できた前記高速フレームの受信完了からの所定時間の経過、又は、最後に受信できた前記高速フレームの受信完了からの所定時間の経過、若しくはそれらの双方の経過を含む請求項４に記載の光ビーコン。
6. 前記車載機が複数の前記高速フレームをアップリンク送信することを許容する通信規約の場合には、
   前記高速フレームのアップリンク受信は、複数の前記高速フレームのうちの所定の前記高速フレームの受信完了からの所定時間の経過である請求項１に記載の光ビーコン。
7. 所定の前記高速フレームは、最初に受信できた前記高速フレームである請求項６に記載の光ビーコン。
8. 前記通信制御部は、第２のダウンリンク切り替え時点を、前記高速フレームのアップリンク受信時から見て今回以後となる前記第１の下りフレーム群のダウンリンクサイクルの終了時点以降に設定する請求項１〜７のいずれか１項に記載の光ビーコン。
9. 前記通信制御部は、前記第１フレーム群の送信においては、これに先だって、車線通知情報を含む折り返しフレームの繰り返し送信を行い、前記第２フレーム群の送信においては、これに先立つ前記折り返しフレームの繰り返し送信を行わない請求項１〜８のいずれか１項に記載の光ビーコン。
10. 前記通信制御部は、前記第１フレーム群の送信においては、これに先だって、車線通知情報を含む折り返しフレームの繰り返し送信を行い、前記第２フレーム群の送信においても、これに先立って、前記折り返しフレームの繰り返し送信を行う請求項１〜８のいずれか１項に記載の光ビーコン。
11. 前記通信制御部は、前記第２の下りフレーム群に前記第２の提供情報を複数回含める請求項１〜１０のいずれか１項に記載の光ビーコン。
12. 前記通信制御部は、前記第２の下りフレーム群の前半側に前記第２の提供情報を含める請求項１〜１１のいずれか１項に記載の光ビーコン。
13. 下記のａ）〜ｄ）の順序でそれぞれのアップリンク受信を検出した場合には、
    前記通信制御部は、下記のｃ）及びｄ）に関係なく、下記のｂ）に対応する前記第２の下りフレーム群の送信を続ける請求項１〜１２のいずれか１項に記載の光ビーコン。
    ａ） 第１の車両ＩＤを含む低速フレームのアップリンク受信
    ｂ） 第１の車両ＩＤを含む高速フレームのアップリンク受信
    ｃ） 第２の車両ＩＤを含む低速フレームの、ａ）から所定時間内におけるアップリンク受信
    ｄ） 第２の車両ＩＤを含む高速フレームのアップリンク受信
14. 下記のａ）〜ｄ）の順序でそれぞれのアップリンク受信を検出した場合には、
    前記通信制御部は、下記のｄ）を条件とする第２のダウンリンク切り替えを行うまで、下記のｂ）に対応する前記第２の下りフレーム群の送信を続けたあと、下記のｄ）に対応する前記第２の下りフレーム群の送信を行う請求項１〜１２のいずれか１項に記載の光ビーコン。
    ａ） 第１の車両ＩＤを含む低速フレームのアップリンク受信
    ｂ） 第１の車両ＩＤを含む高速フレームのアップリンク受信
    ｃ） 第２の車両ＩＤを含む低速フレームの、ａ）から所定時間内におけるアップリンク受信
    ｄ） 第２の車両ＩＤを含む高速フレームのアップリンク受信
15. 下記のａ）〜ｄ）の順序でそれぞれのアップリンク受信を検出した場合には、
    前記通信制御部は、下記のｃ）を条件として新たに第１のダウンリンク切り替えを行い、下記のｄ）を条件として新たに第２のダウンリンク切り替えを行う請求項１〜１２のいずれか１項に記載の光ビーコン。
    ａ） 第１の車両ＩＤを含む低速フレームのアップリンク受信
    ｂ） 第１の車両ＩＤを含む高速フレームのアップリンク受信
    ｃ） 第２の車両ＩＤを含む低速フレームの、ａ）から所定時間内におけるアップリンク受信
    ｄ） 第２の車両ＩＤを含む高速フレームのアップリンク受信
16. 前記通信制御部は、前記高速フレーム又はそのデータ内容が所定の条件を満たすか否かに応じて、前記第２の下りフレーム群に含める前記第２の提供情報の内容を変更する請求項１〜１５のいずれか１項に記載の光ビーコン。
17. 前記車載機が複数の前記高速フレームをアップリンク送信することを許容する通信規約の場合には、
    前記通信制御部は、前記高速フレームの総フレーム数と規定フレーム数との比較結果に応じて、前記第２の下りフレーム群に含める前記第２の提供情報の内容を変更する請求項１６に記載の光ビーコン。
18. 前記通信制御部は、前記高速フレームに含まれるプローブデータの軌跡数と規定軌跡数との比較結果に応じて、前記第２の下りフレーム群に含める前記第２の提供情報の内容を変更する請求項１６に記載の光ビーコン。
19. 前記車載機が複数の前記高速フレームをアップリンク送信することを許容する通信規約の場合には、
    前記通信制御部は、最後の前記高速フレーム以外のフレームサイズと規定サイズとの比較結果に応じて、前記第２の下りフレーム群に含める前記第２の提供情報の内容を変更する請求項１６に記載の光ビーコン。
20. 前記通信制御部は、前記高速フレーム又はそのデータ内容が所定の条件を満たさない場合には、第２のダウンリンク切り替えを実行しない請求項１〜１５のいずれか１項に記載の光ビーコン。
21. 前記第２の提供情報は、系統制御されている隣接交差点間での青信号の開始時点のずれを車側で特定可能な形式で表現した、信号オフセット情報である請求項１〜２０に記載の光ビーコン。
22. 前記通信制御部は、前記高速フレームのアップリンク受信時から見て今回以後となる前記第１の下りフレーム群のダウンリンクサイクルの終了時点までに、前記第２の下りフレーム群に含めるダウンリンクデータの作成を完了する請求項１〜２１のいずれか１項に記載の光ビーコン。
23. 前記通信制御部は、前記高速フレームのアップリンク受信までに、前記第２の下りフレーム群に含めるダウンリンクデータの作成を完了する請求項１〜２１のいずれか１項に記載の光ビーコン。
24. 前記第１の下りフレーム群に含めるダウンリンクデータを格納するメモリと、前記第２の下りフレーム群に含めるダウンリンクデータのメモリとを共用する場合には、
    前記通信制御部は、前記第１の下りフレーム群の送信開始までに、前記第２の下りフレーム群に含めるダウンリンクデータの作成を完了する請求項２２又は２３に記載の光ビーコン。

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