JP3388409B2 - Roadside communication network - Google Patents
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- JP3388409B2 JP3388409B2 JP2000355246A JP2000355246A JP3388409B2 JP 3388409 B2 JP3388409 B2 JP 3388409B2 JP 2000355246 A JP2000355246 A JP 2000355246A JP 2000355246 A JP2000355246 A JP 2000355246A JP 3388409 B2 JP3388409 B2 JP 3388409B2
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、将来の高速道路な
どで必要とされる、危険警告、運転支援、自動運転など
に共通に使用される情報通信基盤の実現を目的とし、道
路上を走行する車両と路側の情報通信システムとの間お
よび路側の情報通信システムと路側に設置されるセンサ
システム等との間の情報伝達を仲介する路側通信網に関
するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention aims to realize an information communication base commonly used for danger warning, driving assistance, autonomous driving, etc., which is required on future highways and the like, and runs on roads. The present invention relates to a roadside communication network that mediates information transmission between a vehicle and a roadside information communication system and between a roadside information communication system and a roadside sensor system.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、車両と路側の情報通信システムと
の間に通信路を提供するものとしては、例えば、文献１
（西川正明他著、「ＶＩＣＳ（道路交通情報通信システ
ム）」、沖電気研究開発、Vol.63, No.3, pp.7-12, 199
6年7月。）や文献２（有住正人、山田豊著、「ＡＨＳと
車間側方コントロールシステム」、沖電気研究開発、 V
ol.63, No.3, pp.39-46, 1996年7月。）に記載されてい
るＶＩＣＳ及び車間側方コントロールシステムが知られ
ている。このうち、前者は路側に数km間隔で電波ビーコ
ンを配置してスポット的な無線ゾーンを形成し、電波ビ
ーコンと車両の間に間欠的な通信路を提供するものであ
る。また、後者は、路側に漏洩同軸ケーブルを敷設し、
この漏洩同軸ケーブルと車両の間に連続的な通信路を提
供するものである。2. Description of the Related Art Conventionally, as a communication path provided between a vehicle and a roadside information communication system, there is, for example, Document 1
(Nishikawa Masaaki et al., "VICS (Road Traffic Information and Communication Systems)", Oki Electric Research & Development, Vol.63, No.3, pp.7-12, 199
July 6th. ) And Reference 2 (Masato Arisumi, Yutaka Yamada, “AHS and lateral control system between vehicles”, Oki Electric R & D, V
ol.63, No.3, pp.39-46, July 1996. The VICS and the vehicle-to-vehicle lateral control system described in (1) are known. Among them, the former is to arrange radio beacons at a distance of several kilometers on the roadside to form a spot-like radio zone and provide an intermittent communication path between the radio beacon and the vehicle. In the latter, a leaky coaxial cable is laid on the roadside,
It provides a continuous communication path between the leaky coaxial cable and the vehicle.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の通信路を提供するシステム（以下、『路側通信
網』とする。）の場合、１つの電波ビーコンまたは漏洩
同軸ケーブルが形成する無線ゾーンの大きさに限界があ
るため、道路上の全域にわたり連続的な通信路を提供し
ようとすると、多数の電波ビーコンまたは漏洩同軸ケー
ブルを配列し、車両の移動と共にそれらを順次切り替え
るハンドオーバを行う事が必要となる。このため、この
ハンドオーバの際に通信路の一時的切断が生じる問題が
あった。この問題は、隣接する電波ビーコンまたは漏洩
同軸ケーブルを通して送信および受信される多重データ
信号の時間基準を一致させることにより解決されると考
えられるため、この手段による問題解決の実現が望まれ
ている。However, in the case of the system for providing the above-mentioned conventional communication path (hereinafter referred to as "roadside communication network"), one radio wave beacon or a leaky coaxial cable forms a wireless zone. Since there is a limit to the size, it is necessary to arrange a large number of radio beacons or leaky coaxial cables to provide a continuous communication path over the entire road, and perform a handover that sequentially switches them as the vehicle moves. Becomes Therefore, there is a problem that the communication path is temporarily disconnected during the handover. Since this problem is considered to be solved by making the time bases of multiple data signals transmitted and received through adjacent radio beacons or leaky coaxial cables coincide, it is desired to realize the problem solution by this means.
【０００４】そこで、この発明の目的は、前記のような
従来の路側通信網のもつ問題を解消し、ハンドオーバの
際に通信路の一時的切断や修正が生じることがないう
え、障害に強く、信頼性が高く、しかもコスト低減が可
能になる路側通信網を提供するにある。Therefore, an object of the present invention is to solve the problems of the conventional roadside communication network as described above, to prevent a temporary disconnection or modification of the communication path at the time of handover, and to be resistant to a failure. An object of the present invention is to provide a roadside communication network that is highly reliable and enables cost reduction.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】この発明は、前記のよう
な目的を達成するために、請求項１に記載の発明は路側
に設置された路側装置と集中局との間に伝送路を提供す
る路側通信網において、前記路側装置と集中局は、それ
ぞれ、路側接続装置と局接続装置を介して互いに逆方向
に信号を伝送する２重光ファイバ・リングに接続され、
前記路側装置、集中局は、それぞれ、路側クロック、集
中局クロックを含み、前記局接続装置は、時間フレーム
の境界を示す同期信号を前記２重光ファイバ・リングの
送信端から送信する２つの送信器と、この同期信号を前
記２重光ファイバ・リングの受信端から検出する２つの
受信器を含み、前記路側接続装置は、前記同期信号を前
記２重光ファイバ・リングの中継点から検出する２つの
受信器を含み、前記集中局クロックは、前記同期信号を
発生すべき時刻を示すと共に、前記局接続装置の受信器
が同期信号を検出した時刻を計測し、前記路側クロック
は、前記路側接続装置の受信器の一方が検出した同期信
号に同期して発振する従属発振器と、この従属発振器に
より駆動されるパルスカウンタを含み、このパルスカウ
ンタにより前記路側接続装置の２つの受信器が同期信号
を検出した時刻を計測し、これらの時刻と前記集中局ク
ロックが計測した時刻に基づき前記パルスカウンタの状
態を前進または後退させることを特徴とするものであ
る。In order to achieve the above object, the present invention provides a transmission line between a roadside device installed on a roadside and a central station. In the roadside communication network, the roadside device and the central station are connected to a double optical fiber ring that transmits signals in opposite directions via the roadside connecting device and the station connecting device, respectively.
The roadside device and the centralized station include a roadside clock and a centralized station clock, respectively, and the station connection device transmits two synchronization signals indicating a boundary of a time frame from a transmission end of the double optical fiber ring. And two receivers for detecting the synchronization signal from the receiving end of the double optical fiber ring, and the roadside connecting device includes two receivers for detecting the synchronization signal from a relay point of the double optical fiber ring. And the centralized station clock indicates the time when the synchronization signal should be generated, and measures the time when the receiver of the station connection device detects the synchronization signal, and the roadside clock is the roadside connection device. It includes a slave oscillator that oscillates in synchronization with a synchronization signal detected by one of the receivers, and a pulse counter driven by the slave oscillator. It is characterized in that the two receivers of the connection device measure the times at which the synchronization signal is detected, and the state of the pulse counter is moved forward or backward based on these times and the time measured by the central station clock. .
【０００６】また、請求項２に記載の発明は請求項１に
記載の発明において、前記路側接続装置が、２つのクロ
スバスイッチを含み、２重光ファイバ・リングを切断し
て折り返す機能を持つことを特徴とするものである。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the roadside connecting device includes two crossbar switches and has a function of cutting and folding the double optical fiber ring. It is a feature.
【０００７】また、請求項３に記載の発明は請求項１に
記載の発明において、前記集中局クロックが前記路側ク
ロックの機能をも併せ持ち、第２の路側接続装置、第２
の２重光ファイバ・リング、第２の局接続装置を介して
中心局クロックに接続され、それに従属同期することを
特徴とするものである。According to a third aspect of the present invention, in the invention of the first aspect, the centralized station clock also has a function of the roadside clock, and a second roadside connection device and a second roadside connection device are provided.
Is connected to the central station clock via the second optical fiber ring and the second station connecting device, and is slave-synchronized with the central station clock.
【０００８】また、請求項４に記載の発明は請求項１に
記載の発明において、前記路側装置が、無線基地局とセ
ンサを含み、無線基地局と前記集中局との間のデータ伝
送と、センサと前記集中局との間のデータ伝送が重複す
る時間スロットにおいて行われることを特徴とするもの
である。According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the first aspect of the present invention, the roadside device is a wireless base station and a security unit.
Include capacitors, it is characterized in that the data transmission between the radio base station the central station, the data transmission between the sensor and the central station is performed in time slots overlap.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】図１は本発明における路側通信網
の実施形態を示すブロック構成図であり、１は中心局、
２は局接続装置、３は路側接続装置、４は集中局、５は
路側装置、６は光ファイバである。ここで、道路上に連
続的な無線通信ゾーンと障害物等の探知エリアを実現す
るために、多数の路側装置５が道路に沿ってほぼ等間隔
に配列される。これらの路側装置５と集中局４の間でデ
ータ伝送を実現するために、路側装置５に対応して路側
接続装置３を、集中局４に対応して局接続装置２を設
け、多数の路側接続装置３と１つの局接続装置２を２条
の互いに逆方向に信号を伝送する光ファイバ６によりリ
ング状に接続し、下位の路側通信網を構成する。また、
多数の集中局４と中心局１の間でデータ伝送を実現する
ために、集中局４に対応して路側接続装置３を、中心局
１に対応して局接続装置２を設け、多数の路側接続装置
３と１つの局接続装置２を２条の互いに逆方向に信号を
伝送する光ファイバ６によりリング状に接続し、上位の
路側通信網を構成する。局接続装置２は光ファイバ・リ
ングの送信端と受信端に接続され、路側接続装置３は光
ファイバ６により構成される光ファイバ・リングの中継
点に接続される。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a roadside communication network according to the present invention, in which 1 is a central station,
2 is a station connection device, 3 is a roadside connection device, 4 is a centralized station, 5 is a roadside device, and 6 is an optical fiber. Here, in order to realize a continuous wireless communication zone and a detection area for obstacles and the like on the road, a large number of roadside devices 5 are arranged at substantially equal intervals along the road. In order to realize data transmission between the roadside device 5 and the central station 4, a roadside connection device 3 is provided corresponding to the roadside device 5 and a station connection device 2 is provided corresponding to the central station 4, and a large number of roadside devices are provided. The connection device 3 and one station connection device 2 are connected in a ring shape by two optical fibers 6 transmitting signals in opposite directions to form a lower roadside communication network. Also,
In order to realize data transmission between a large number of central stations 4 and the central station 1, a roadside connection device 3 is provided corresponding to the central station 4 and a station connection device 2 is provided corresponding to the central station 1, and a large number of roadside devices are provided. The connection device 3 and one station connection device 2 are connected in a ring shape by two optical fibers 6 that transmit signals in mutually opposite directions to form an upper roadside communication network. The station connection device 2 is connected to the transmission end and the reception end of the optical fiber ring, and the roadside connection device 3 is connected to the relay point of the optical fiber ring formed by the optical fiber 6.
【００１０】図２は図１における中心局1の構成を示す
ブロック図であり、11はパケット交換機、12はサーバ、
13は中心局クロックである。ここで、パケット交換機11
は、サーバ12、局接続装置２、バックボーン網の相互間
でのメッセージ伝達の経路を提供する。サーバ12は、サ
ービスを提供する。中心局クロック13は、路側通信網全
体の時間基準を発生する。また、局接続装置２の内部に
は後述するがマルチプレクサ21（ＭＵＸ）、送信器26、
27（ＲＸ）、セレクタ28（ＳＥＬ）がそれぞれ設けられ
ている。FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the central station 1 in FIG. 1, 11 is a packet switch, 12 is a server,
13 is the central station clock. Here, the packet switch 11
Provides a path for message transmission among the server 12, the station connection device 2, and the backbone network. The server 12 provides a service. The central station clock 13 generates a time reference for the entire roadside communication network. In the station connection device 2, a multiplexer 21 (MUX), a transmitter 26,
27 (RX) and a selector 28 (SEL) are provided respectively.
【００１１】図３は図１における集中局４の構成を示す
ブロック図であり、41はパケット交換機、42はサーバ、
43は情報表示板接続部、44はセンサ処理部、45は無線回
線処理部、46は路側網管理部、47は集中局クロックであ
る。ここで、パケット交換機41は、サーバ42、情報表示
板接続部43、センサ処理部44、無線回線処理部45、路側
接続装置3の相互間でのメッセージ伝達の経路を提供す
る。情報表示板接続部43、センサ処理部44、無線回線処
理部45、路側網管理部46は、それぞれ、後述の路側装置
5の中の情報表示板51、センサ52、無線基地局53、シス
テム管理部54とメッセージをやり取りする。集中局クロ
ック47は、この集中局４に接続される下位路側通信網全
体の時間基準を発生する。FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the central station 4 in FIG. 1, in which 41 is a packet switch, 42 is a server,
43 is an information display board connecting unit, 44 is a sensor processing unit, 45 is a wireless line processing unit, 46 is a roadside network management unit, and 47 is a central station clock. Here, the packet switch 41 provides a path for message transmission among the server 42, the information display board connection unit 43, the sensor processing unit 44, the wireless line processing unit 45, and the roadside connection device 3. The information display board connecting unit 43, the sensor processing unit 44, the wireless line processing unit 45, and the roadside network management unit 46 are each a roadside device described later.
Messages are exchanged with the information display board 51, the sensor 52, the wireless base station 53, and the system management unit 54 in the table 5. The central station clock 47 generates a time reference for the entire lower roadside communication network connected to the central station 4.
【００１２】図４は図１における局接続装置２の構成を
示すブロック図であり、21はマルチプレクサ（ＭＵ
Ｘ）、22、23はデマルチプレクサ（ＤＥＭＵＸ）、24、
25は送信器（ＴＸ）、26、27は受信器（ＲＸ）、28はセ
レクタ（ＳＥＬ）である。マルチプレクサ21は、中心局
１または集中局４から送られるメッセージを時分割多重
化し、送信器24、25に送り、送信器24、25は多重化され
たメッセージを光信号に変換して光ファイバ６に送り出
す。受信器26、27は、光ファイバ６から取り出した光信
号を電気信号に変換し、それぞれ、デマルチプレクサ2
2、23に送ると共に、電気信号の中から同期信号を検出
し、中心局クロック13または集中局クロック47に送る。
中心局クロック13または集中局クロック47は、時間基準
をマルチプレクサ21に送る。セレクタ28は、デマルチプ
レクサ22、23のいずれか一方の出力を選択して、中心局
１または集中局４に送る。FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the station connection device 2 in FIG. 1, and 21 is a multiplexer (MU).
X), 22 and 23 are demultiplexers (DEMUX), 24,
Reference numeral 25 is a transmitter (TX), 26 and 27 are receivers (RX), and 28 is a selector (SEL). The multiplexer 21 time-division-multiplexes the message sent from the central station 1 or the central station 4 and sends it to the transmitters 24 and 25. The transmitters 24 and 25 convert the multiplexed message into an optical signal to convert the optical fiber 6 Send to. The receivers 26 and 27 convert the optical signals extracted from the optical fiber 6 into electric signals, and demultiplexer 2 respectively.
In addition to sending to 23 and 23, a sync signal is detected from the electric signal and sent to the central station clock 13 or the central station clock 47.
Central station clock 13 or central station clock 47 feeds the time reference to multiplexer 21. The selector 28 selects one of the outputs of the demultiplexers 22 and 23 and sends it to the central station 1 or the central station 4.
【００１３】図５は図１における路側装置５の構成を示
すブロック図であり、51は道路交通情報を表示する情報
表示板、52は路上の障害物等を検出するセンサ、53は移
動局との間に路車間無線通信回線を実現する無線基地
局、54は路側装置の動作を管理するシステム管理部、55
は路側クロックである。これら情報表示板51、センサ5
2、無線基地局53、システム管理部54は、路側接続装置
３とデータのやり取りすることができる。路側クロック
55は、路側接続装置3から送られる同期信号に基づき時
間基準を発生し、これをセンサ52、無線基地局53に提供
する。FIG. 5 is a block diagram showing the structure of the roadside device 5 in FIG. 1, 51 is an information display board for displaying road traffic information, 52 is a sensor for detecting obstacles on the road, and 53 is a mobile station. A wireless base station that realizes a road-to-vehicle wireless communication line, 54 is a system management unit that manages the operation of a roadside device, and 55
Is the roadside clock. These information display plate 51, sensor 5
2. The wireless base station 53 and the system management unit 54 can exchange data with the roadside connection device 3. Roadside clock
55 generates a time reference based on the synchronization signal sent from the roadside connection device 3, and provides it to the sensor 52 and the radio base station 53.
【００１４】図６は図１における路側接続装置３の構成
を示すブロック図であり、31はマルチプレクサ（ＭＵ
Ｘ）、32はデマルチプレクサ（ＤＥＭＵＸ）、33、34は
クロスバスイッチ（ＸＳＷ）、35、36は送信器（Ｔ
Ｘ）、37、38は受信器（ＲＸ）である。ここで、受信器
37、38は、光ファイバ６から取り出した光信号を電気信
号に変換し、クロスバスイッチ34に送ると共に、電気信
号の中から同期信号を検出して集中局４（路側装置５）
の集中局クロック47または路側クロック55に送る。クロ
スバスイッチ34は、受信器37、38のいずれか一方をデマ
ルチプレクサ32に、他方をクロスバスイッチ33に継なが
れている。デマルチプレクサ32は、受信器37、38のいず
れかの出力信号の中から本路側接続装置３（図５）に接
続されている集中局４または路側装置５宛のもののみを
抜き出し、これらの宛先に送ると共に、残りのものをマ
ルチプレクサ31に送る。次いで、マルチプレクサ31は、
上記集中局４または路側装置５から送られてくるメッセ
ージを、これらの集中局４または路側装置５に割り当て
られたタイムスロット内に時分割多重化し、デマルチプ
レクサ32から直接送られてきた残りのものと合成し、ク
ロスバスイッチ33に送る。クロスバスイッチ33は、マル
チプレクサ31、クロスバスイッチ34の出力のいずれかを
送信器35、36のいずれかに接続する。送信器35、36は、
入力信号を光信号に変換し、光ファイバ６に送り出す。FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the roadside connection device 3 in FIG. 1, and 31 is a multiplexer (MU).
X), 32 is a demultiplexer (DEMUX), 33 and 34 are crossbar switches (XSW), and 35 and 36 are transmitters (T
X), 37 and 38 are receivers (RX). Where the receiver
The reference numerals 37 and 38 convert the optical signal extracted from the optical fiber 6 into an electric signal and send the electric signal to the crossbar switch 34, and at the same time, detect a synchronizing signal from the electric signal to detect the synchronous signal and to form the central station 4 (roadside device 5).
Send to central station clock 47 or roadside clock 55 of. In the crossbar switch 34, one of the receivers 37 and 38 is connected to the demultiplexer 32, and the other is connected to the crossbar switch 33. The demultiplexer 32 extracts only the one destined for the central station 4 or the roadside device 5 connected to the main roadside connection device 3 (FIG. 5) from the output signals of either of the receivers 37 and 38, and outputs these destinations. To the multiplexer 31 while sending the rest. Then the multiplexer 31
The rest of the messages sent from the central station 4 or the roadside device 5 are time-division-multiplexed in the time slots assigned to the centralized station 4 or the roadside device 5 and sent directly from the demultiplexer 32. And sends it to the crossbar switch 33. The crossbar switch 33 connects one of the outputs of the multiplexer 31 and the crossbar switch 34 to one of the transmitters 35 and 36. The transmitters 35 and 36 are
The input signal is converted into an optical signal and sent to the optical fiber 6.
【００１５】図７は、図１におけるフレーム同期系の構
成を示すものであり、71、72、73は、それぞれ、中心局
クロック16の主発振器、パルスカウンタ、時間レジス
タ、81、82は、それぞれ、集中局クロック47の従属発振
器、パルスカウンタ、83、84、85は集中局クロック47の
時間レジスタ、91、92は、それぞれ、路側クロック55の
従属発振器、パルスカウンタ、93、94は路側クロック55
の時間レジスタである。ここで、主発振器71はパルスカ
ウンタ72を駆動し、パルスカウンタ72はフレーム同期信
号を発生して上位路側通信網の局接続装置２のマルチプ
レクサ21に送り、マルチプレクサ21はこの同期信号を送
信器24および25に送り、送信器24および25はこの同期信
号を光信号に変換して光ファイバ６に送り出す。そし
て、上位路側通信網の路側接続装置３の受信器37はこの
同期信号の一方を受信し、集中局クロック47の従属発振
器81と時間レジスタ84に送る。路側接続装置３の受信器
38はこの同期信号の一方が途中で折り返されたものまた
は他方を受信し、集中局クロック47の時間レジスタ85に
送る。従属発振器81はパルスカウンタ82を駆動する。FIG. 7 shows the structure of the frame synchronization system shown in FIG. 1. Reference numerals 71, 72 and 73 denote the main oscillator of the central station clock 16, a pulse counter, a time register, and 81 and 82, respectively. , 83, 84, 85 are the time registers of the central station clock 47, 91, 92 are the dependent oscillators of the roadside clock 55, the pulse counters, 93, 94 are the roadside clocks 55.
It is a time register of. Here, the main oscillator 71 drives the pulse counter 72, the pulse counter 72 generates a frame synchronization signal and sends it to the multiplexer 21 of the station connection device 2 of the upper roadside communication network, and the multiplexer 21 sends this synchronization signal to the transmitter 24. And 25, and the transmitters 24 and 25 convert this synchronizing signal into an optical signal and send it to the optical fiber 6. Then, the receiver 37 of the roadside connection device 3 of the upper roadside communication network receives one of the synchronization signals and sends it to the slave oscillator 81 of the central office clock 47 and the time register 84. Receiver of roadside connection device 3
38 receives the one of the synchronizing signals folded back in the middle or the other, and sends it to the time register 85 of the central station clock 47. The slave oscillator 81 drives the pulse counter 82.
【００１６】また、時間レジスタ84、85は、それぞれ、
受信器37、38から信号が送られた時点でパルスカウンタ
82の内容を読み込む。局接続装置2の受信器26または27
は、前記受信器38を通過した同期信号を受信し、時間レ
ジスタ73に送る。時間レジスタ73は、この信号が送られ
た時点でパルスカウンタ72の内容を読み込む。以上が上
位路側通信網におけるフレーム同期系の構成である。ま
た、下位路側通信網におけるフレーム同期系の構成も上
記と同様である。The time registers 84 and 85 are respectively
Pulse counter when signals are sent from receivers 37 and 38
Read the contents of 82. Receiver 26 or 27 of station connection device 2
Receives the synchronization signal passed through the receiver 38 and sends it to the time register 73. The time register 73 reads the contents of the pulse counter 72 when this signal is sent. The above is the configuration of the frame synchronization system in the upper roadside communication network. The configuration of the frame synchronization system in the lower roadside communication network is also the same as above.
【００１７】図８は、本発明の実施形態における路側通
信網のフレーム構成を示す図である。すなわち、本発明
ではある固定の時間を基本周期とする時間フレームを定
め、このフレームを多数の時間スロットに分割してい
る。下位路側通信網では、１つの路側通信網に接続され
る路側装置5の最大数をＭ（図８の例では12）、無線基
地局53の上り回線と下り回線のチャネル数の和をＮ（図
８の例では８）の場合には、「Ｍ×Ｎ個」の時間スロッ
トを設ける。この各時間スロットが、１つの移動局と集
中局4の間および各路側装置５の情報表示板51、センサ5
2、システム管理部54と集中局4の間の片方向の通信リン
クを形成するために割り当てられる。ただし、センサの
ような高速伝送を必要とする装置には複数の時間スロッ
トを割り当てることもできる。ここで、無線回線がＴＤ
Ｄ(time division duplex)方式で実現される場合には、
図８に示すように、無線回線の下り回線（無線基地局か
ら移動局に向かう回線）と上り回線（下り回線とは逆方
向の回線）の時間スロットと路側通信網において無線基
地局53と集中局４の間の接続に用いられる時間スロット
の時間のずれが最小になるように配置することにより、
無線基地局53における伝送遅延時間を最小に抑えること
ができる。この場合には、無線基地局53と集中局４の間
の接続には光ファイバ・リングの片側（集中局4から路
側装置５まで、または路側装置５から集中局４まで）し
か用いられないので、残りの片側を情報表示板51、セン
サ52、システム管理部54と集中局４との間の接続に使用
することができる。FIG. 8 is a diagram showing a frame structure of the roadside communication network in the embodiment of the present invention. That is, in the present invention, a time frame whose basic period is a fixed time is defined, and this frame is divided into a number of time slots. In the lower roadside communication network, the maximum number of roadside devices 5 connected to one roadside communication network is M (12 in the example of FIG. 8), and the sum of the numbers of uplink and downlink channels of the wireless base station 53 is N ( In the case of 8) in the example of FIG. 8, “M × N” time slots are provided. These time slots are used to connect the information display board 51 and the sensor 5 between one mobile station and the central station 4 and each roadside device 5.
2. Allocated to form a one-way communication link between the system management unit 54 and the central station 4. However, it is possible to allocate a plurality of time slots to a device such as a sensor that requires high-speed transmission. Here, the wireless line is TD
When the D (time division duplex) method is used,
As shown in FIG. 8, the time slots of the downlink (the line from the radio base station to the mobile station) and the uplink (the line in the opposite direction to the downlink) of the radio line and the radio base station 53 are concentrated in the roadside communication network. By arranging so that the time lag of the time slots used for the connection between the stations 4 is minimized,
It is possible to minimize the transmission delay time in the wireless base station 53. In this case, only one side of the optical fiber ring (from the central station 4 to the roadside device 5 or from the roadside device 5 to the central station 4) is used for the connection between the radio base station 53 and the centralized station 4. The remaining one side can be used for connection between the information display board 51, the sensor 52, the system management unit 54 and the central station 4.
【００１８】上位路側通信網では、１つの路側通信網に
接続される集中局４の最大数をＬ（図８の例では12）と
すると、Ｌ個の時間スロットを設けるようにしている。
この時間スロットは中心局１と各集中局４の間に両方向
の通信リンクを形成するために割り当てられる。フレー
ムの開始点を表すために伝送路にフレーム同期信号が送
出される。局接続装置２および路側接続装置３の受信器
26、27、37、38は、この同期信号を検出し、中心局クロ
ック13、集中局クロック47、路側クロック55に送り、伝
送路の遅延時間の計測を可能にする。ここで、上位およ
び下位の路側通信網のそれぞれは、「通常モード」と
「折り返しモード」との２つの動作モードのいずれかで
運用される。ここで、「通常モード」とは、光ファイバ
の２重リングをそれぞれ独立の伝送路として構成し、そ
のうちの一方をデータと同期信号の伝送に、他方を同期
信号のみの伝送に用いるモードのことであり、「折り返
しモード」とは、路側接続装置３または光ファイバ６の
どこかに障害が生じた場合には、障害点の両隣りの路側
接続装置３において２重リングを切断し、２つの往復伝
送路を構成するもので、各往復伝送路では、データと同
期信号を伝送するモードのことである。そして、これら
２つの動作モードの切換えは、路側接続装置３のクロス
バスイッチ33、34の切換えと局接続装置２のセレクタ28
の選択動作により実現される。In the upper roadside communication network, assuming that the maximum number of centralized stations 4 connected to one roadside communication network is L (12 in the example of FIG. 8), L time slots are provided.
This time slot is assigned to form a bidirectional communication link between the central station 1 and each central station 4. A frame synchronization signal is sent to the transmission line to indicate the start point of the frame. Receiver of station connection device 2 and roadside connection device 3
26, 27, 37, 38 detect this synchronization signal and send it to the central station clock 13, central station clock 47, and roadside clock 55 to enable measurement of the delay time of the transmission path. Here, each of the upper and lower roadside communication networks is operated in one of two operation modes: a "normal mode" and a "turnback mode". Here, the "normal mode" is a mode in which the double rings of the optical fiber are configured as independent transmission paths, and one of them is used for transmission of data and synchronization signal and the other is used for transmission of synchronization signal only. The “turnback mode” means that when a failure occurs somewhere in the roadside connection device 3 or the optical fiber 6, the double ring is cut in the roadside connection devices 3 on both sides of the failure point, and two It constitutes a round-trip transmission line, and is a mode in which data and a synchronization signal are transmitted in each round-trip transmission line. Switching between these two operation modes is performed by switching the crossbar switches 33 and 34 of the roadside connection device 3 and the selector 28 of the station connection device 2.
It is realized by the selection operation of.
【００１９】そして、すべての集中局クロック47は、以
下のようにして中心局クロック13に従属同期される。す
なわち、中心局のパルスカウンタ72の基準点において、
マルチプレクサ21は周期的に同期信号を発生し、送信器
24、25に送る。送信器24、25は、互いに逆方向に信号を
伝送する２条の光ファイバ６に、この同期信号を伝送す
る。路側接続装置3の受信器37は一方の伝送路で送られ
たこの同期信号を検出し、集中局クロック47の従属発振
器81に入力して従属発振器81の発振周波数を中心局クロ
ック13の主発振器71の発振周波数に同期させる。それと
同時に、その同期信号の検出時刻におけるパルスカウン
タ82の内容「T1」を時間レジスタ84に読み取らせる。一
方、路側接続装置3の受信器38および局接続装置の受信
器26または27は、他方の伝送路で送られたこの同期信号
を検出し、その検出時刻におけるパルスカウンタ82およ
び72の内容「T2」および「T3」を、それぞれ、時間レジ
スタ85および73に読み取らせる。次いで、内容「T3」の
値を中心局１から集中局４に伝送し、集中局４において
前記「T1「T2」「T3」の各値を基に、以下の「数１」に
示す演算式により「ΔT」を求める。All central station clocks 47 are then slaved to the central station clock 13 as follows. That is, at the reference point of the pulse counter 72 of the central station,
The multiplexer 21 periodically generates the synchronization signal, and the transmitter
Send to 24, 25. The transmitters 24 and 25 transmit this synchronizing signal to the two optical fibers 6 that transmit signals in opposite directions. The receiver 37 of the roadside connection device 3 detects this synchronization signal sent through one of the transmission lines and inputs it to the slave oscillator 81 of the central station clock 47 to set the oscillation frequency of the slave oscillator 81 to the main oscillator of the central station clock 13. Synchronize to the oscillation frequency of 71. At the same time, the time register 84 is caused to read the content "T1" of the pulse counter 82 at the detection time of the synchronizing signal. On the other hand, the receiver 38 of the roadside connection device 3 and the receiver 26 or 27 of the station connection device detect this synchronization signal sent on the other transmission line, and the contents of the pulse counters 82 and 72 at the detection time "T2 , ”And“ T3 ”in time registers 85 and 73, respectively. Then, the value of the content "T3" is transmitted from the central station 1 to the central station 4, and the central station 4 calculates the arithmetic expression shown in the following "Equation 1" based on the values of "T1" T2 "" T3 ". “ΔT” is calculated by
【００２０】[0020]
【数１】ΔT = （T3 − T1 − T2）／2[Equation 1] ΔT = (T3 − T1 − T2) / 2
【００２１】すなわち、中心局１と集中局４の間の往復
の伝送路の伝送遅延が等しいと仮定すると、「ΔT」は
中心局クロック13に対する集中局クロック47の遅れを表
すこととなる。このため、この「ΔT」値だけパルスカ
ウンタ82の状態を進めることにより、中心局クロック13
と集中局クロック47の時刻を同期させることができる。
同様にして、集中局クロック47と路側クロック55の時刻
を同期させることができるので、上位および下位路側通
信網で相互接続された全ての路側クロック55の時刻を同
期させることができる。以下、路側クロック55からセン
サ52、無線基地局53に時刻が正確に同期されたクロック
が提供され、このクロックに同期してセンサ52は出力信
号を送り出し、無線基地局53は送信信号を送り出す。That is, assuming that the transmission delays of the round-trip transmission lines between the central station 1 and the central station 4 are equal, "ΔT" represents the delay of the central station clock 47 with respect to the central station clock 13. Therefore, by advancing the state of the pulse counter 82 by this “ΔT” value, the central station clock 13
And the time of the central station clock 47 can be synchronized.
Similarly, since the centralized station clock 47 and the roadside clock 55 can be synchronized in time, the times of all the roadside clocks 55 interconnected by the upper and lower roadside communication networks can be synchronized. Hereinafter, a clock whose time is accurately synchronized is provided from the roadside clock 55 to the sensor 52 and the wireless base station 53, the sensor 52 sends an output signal and the wireless base station 53 sends a transmission signal in synchronization with this clock.
【００２２】[0022]
【発明の効果】本発明の場合、路側に設置される多数の
路側装置及び集中局のクロックの時刻を正確に同期させ
ることができるため、無線基地局から送信される信号の
時間基準を正確にあわせることができ、ハンドオーバの
際に移動局のクロックの時刻を大幅に修正することがな
くなり、伝送遅延時間の増加や伝送パケットの消失を防
ぐことができるという効果がある。また、センサにも正
確なクロックを提供できるので、センサのフレームと伝
送路のフレームのずれにより生ずる遅延を防止できると
いう効果がある。さらに、本発明では路側に敷設された
８条の光ファイバを用いて上位および下位の２重光ファ
イバ・リングからなる路側通信網を構成し、多数の路側
装置を集中局および中心局に接続できるので、各路側装
置と集中局の間を個別の光ファイバで接続する場合に比
べて大幅なコスト低減が可能になる。そして、光ファイ
バおよび路側接続装置からなる伝送路の一部に障害が発
生した場合には、２重リング型から折り返し型に網を再
構成することにより運用を続けることができるので、障
害に強く、且つ信頼性の高い路側通信網を実現すること
ができるという優れた効果がある。According to the present invention, since the clock times of a large number of roadside devices and centralized stations installed on the roadside can be accurately synchronized, the time reference of the signal transmitted from the radio base station can be accurately measured. It is possible to adjust the time, and it is possible to prevent the time of the clock of the mobile station from being significantly modified at the time of handover, and it is possible to prevent an increase in transmission delay time and loss of transmission packets. Further, since an accurate clock can be provided to the sensor as well, there is an effect that it is possible to prevent a delay caused by a shift between the sensor frame and the transmission path frame. Further, in the present invention, a roadside communication network composed of upper and lower double optical fiber rings is constructed by using eight optical fibers laid on the roadside, and a large number of roadside devices can be connected to a central station and a central station. As compared with the case where each roadside device and the central office are connected by an individual optical fiber, it is possible to significantly reduce the cost. If a failure occurs in a part of the transmission line consisting of the optical fiber and the roadside connection device, the operation can be continued by reconfiguring the network from the double ring type to the folded type. In addition, there is an excellent effect that a highly reliable roadside communication network can be realized.
【図１】本発明における路側通信網の概要を示す全体構
成図である。FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an outline of a roadside communication network in the present invention.
【図２】図１における中心局の構成を示すブロック図で
ある。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a central station in FIG.
【図３】同集中局の構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the centralized station.
【図４】同局接続装置の構成を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of the same station connection device.
【図５】同路側装置の構成を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a roadside apparatus.
【図６】同路側接続装置の構成を示すブロック図であ
る。FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a roadside connection device.
【図７】同路側通信網のフレーム同期系の構成を示す図
である。FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a frame synchronization system of the roadside communication network.
【図８】路側通信網のフレーム構成を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a frame structure of a roadside communication network.
１ 中心局 ２ 局接続装置 ３ 路側接続装置 ４ 集中局 ５ 路側装置 ６ 光ファイバ 11，41 パケット交換機 12，42 サーバ 13 中心局クロック 21，31 マルチプレクサ（ＭＵＸ） 22、23，32 デマルチプレクサ（ＤＥＭＵＸ） 24、25、35、36 送信器（ＴＸ） 26、27、37、38 受信器（ＲＸ） 28 セレクタ（ＳＥＬ） 41 パケット交換機、 42 サーバ、 43 情報表示板接続部 44 センサ処理部 45 無線回線処理部 46 路側網管理部 47 集中局クロック 51 情報表示板 52 センサ 53 無線基地局 54 システム管理部 55 路側クロック 72、82、92 パルスカウンタ 81、91 従属発信器 73、83、84、85、93、94 時間レジスタ 1 Central station 2-station connection device 3 Roadside connection device 4 central stations 5 Roadside equipment 6 optical fiber 11,41 Packet switch 12, 42 servers 13 Central station clock 21,31 Multiplexer (MUX) 22, 23, 32 Demultiplexer (DEMUX) 24, 25, 35, 36 Transmitter (TX) 26, 27, 37, 38 Receiver (RX) 28 Selector (SEL) 41 packet switch, 42 servers, 43 Information display board connection 44 Sensor processing unit 45 Wireless line processor 46 Roadside network management department 47 Central station clock 51 Information display board 52 sensor 53 Radio base station 54 System Management Department 55 roadside clock 72, 82, 92 pulse counter 81, 91 slave transmitter 73, 83, 84, 85, 93, 94 time registers
Claims (4)
間に伝送路を提供する路側通信網において、 前記路側装置と集中局は、それぞれ、路側接続装置と局
接続装置を介して互いに逆方向に信号を伝送する２重光
ファイバ・リングに接続され、 前記路側装置、集中局は、それぞれ、路側クロック、集
中局クロックを含み、 前記局接続装置は、時間フレームの境界を示す同期信号
を前記２重光ファイバ・リングの送信端から送信する２
つの送信器と、この同期信号を前記２重光ファイバ・リ
ングの受信端から検出する２つの受信器を含み、 前記路側接続装置は、前記同期信号を前記２重光ファイ
バ・リングの中継点から検出する２つの受信器を含み、 前記集中局クロックは、前記同期信号を発生すべき時刻
を示すと共に、前記局接続装置の受信器が同期信号を検
出した時刻を計測し、 前記路側クロックは、前記路側接続装置の受信器の一方
が検出した同期信号に同期して発振する従属発振器と、
この従属発振器により駆動されるパルスカウンタを含
み、このパルスカウンタにより前記路側接続装置の２つ
の受信器が同期信号を検出した時刻を計測し、これらの
時刻と前記集中局クロックが計測した時刻に基づき前記
パルスカウンタの状態を前進または後退させることを特
徴とする路側通信網。1. A roadside communication network that provides a transmission path between a roadside device installed on a roadside and a central station, wherein the roadside device and the central station are mutually connected via a roadside connecting device and a station connecting device, respectively. Connected to a double optical fiber ring that transmits signals in the opposite direction, the roadside device and the centralized station include a roadside clock and a centralized station clock, respectively, and the station connection device transmits a synchronization signal indicating a boundary of a time frame. Transmit from the transmitting end of the double fiber optic ring 2
One transmitter and two receivers for detecting the synchronizing signal from the receiving end of the double optical fiber ring, and the roadside connecting device detects the synchronizing signal from a relay point of the double optical fiber ring. The centralized station clock includes two receivers, the centralized station clock indicates a time at which the synchronization signal is to be generated, and the receiver of the station connection device measures a time at which the synchronization signal is detected, and the roadside clock is the roadside clock. A slave oscillator that oscillates in synchronization with a synchronization signal detected by one of the receivers of the connection device,
A pulse counter driven by the slave oscillator is included, and the time when the two receivers of the roadside connection device detect the synchronization signal is measured by the pulse counter, and based on these times and the time measured by the central station clock. A roadside communication network in which the state of the pulse counter is moved forward or backward.
前記路側接続装置が、２つのクロスバスイッチを含み、
２重光ファイバ・リングを切断して折り返す機能を持つ
ことを特徴とする路側通信網。2. The roadside communication network according to claim 1,
The roadside connecting device includes two crossbar switches,
A roadside communication network that has the function of cutting and folding back a double optical fiber ring.
前記集中局クロックが、前記路側クロックの機能をも併
せ持ち、第２の路側接続装置、第２の２重光ファイバ・
リング、第２の局接続装置を介して中心局クロックに接
続され、それに従属同期することを特徴とする路側通信
網。3. The roadside communication network according to claim 1,
The central station clock also has the function of the roadside clock, a second roadside connection device, a second double optical fiber
A roadside communication network, which is connected to a central station clock via a ring and a second station connection device and is slave-synchronized with the central station clock.
前記路側装置が、無線基地局とセンサを含み、無線基地
局と前記集中局との間のデータ伝送と、センサと前記集
中局との間のデータ伝送が重複する時間スロットにおい
て行われることを特徴とする路側通信網。4. The roadside communication network according to claim 1,
The roadside device comprises a sensor and a radio base station, characterized in that the data transmission between the radio base station the central station, the data transmission between the sensor and the central station is performed in time slots that overlap Roadside communication network.
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