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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2021-76905(P2021-76905A)
(43)【公開日】2021年5月20日
(54)【発明の名称】路側無線機および無線通信システム
(51)【国際特許分類】
G06F 21/55 20130101AFI20210423BHJP
H04W 12/12 20210101ALI20210423BHJP
【ＦＩ】
G06F21/55
H04W12/12
【審査請求】未請求
【請求項の数】14
【出願形態】ＯＬ
【全頁数】23
(21)【出願番号】特願2019-200647(P2019-200647)
(22)【出願日】2019年11月5日
(71)【出願人】
【識別番号】302062931
【氏名又は名称】ルネサスエレクトロニクス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000350
【氏名又は名称】ポレール特許業務法人
(72)【発明者】
【氏名】藤田 卓
(72)【発明者】
【氏名】戸野 崇
【テーマコード（参考）】
5K067
【Ｆターム（参考）】
5K067AA21
5K067DD11
5K067EE02
5K067EE10
5K067HH22
5K067HH23
(57)【要約】
【課題】車載無線機のアプリケーション部に改竄が加えられると、なりすまし無線機を検出することができない。【解決手段】路側無線機は、車載無線機から無線データパケットを受信する第１の無線部と、無線データパケットに含まれるアプリケーションデータを受け取る第１のアプリケーション部を備える。第１のアプリケーション部は、アプリケーションデータに含まれる車両識別情報と通信種別情報を比較する車両クラス情報比較部を備える。車両クラス情報比較部が車両識別情報と通信種別情報が一致していると判断した場合、第１のアプリケーション部は、第１の無線部から受け取ったアプリケーションデータを処理する。車両クラス情報比較部が車両識別情報と通信種別情報が一致していないと判断した場合、第１のアプリケーション部は、第１の無線部から受け取ったアプリケーションデータを無効なデータとして扱う。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
車載無線機から無線データパケットを受信する第１の無線部と、
前記無線データパケットに含まれるアプリケーションデータを受け取る第１のアプリケーション部と、を備え、
前記無線データパケットは、前記車載無線機の第２の無線部によって付与された車両識別情報および前記車載無線機の第２のアプリケーション部によって付与された通信種別情報を含み、
前記車両識別情報は、前記車載無線機が搭載される車両を示す情報であり、
前記通信種別情報は、前記アプリケーションデータが関連する車両を示す情報であり、
前記車両識別情報および前記通信種別情報は、車両の種類を識別する車両クラス情報を用いて示され、
前記第１の無線部は、前記車両識別情報を前記アプリケーションデータに含めて前記第１のアプリケーション部へ出力する第１のセキュリティアプリケ―ションモジュール（ＳＡＭ）を備え、
前記第１のアプリケーション部は、前記アプリケーションデータに含まれる前記車両識別情報と前記通信種別情報を比較する車両クラス情報比較部を備え、
前記車両クラス情報比較部が前記車両識別情報と前記通信種別情報が一致していると判断した場合、前記第１のアプリケーション部は、前記第１の無線部から受け取った前記アプリケーションデータを処理し、
前記車両クラス情報比較部が前記車両識別情報と前記通信種別情報が一致していないと判断した場合、前記第１のアプリケーション部は、前記第１の無線部から受け取った前記アプリケーションデータを無効なデータとして扱う、
路側無線機。
前記無線データパケットに含まれるアプリケーションデータを受け取る第１のアプリケーション部と、を備え、
前記無線データパケットは、前記車載無線機の第２の無線部によって付与された車両識別情報および前記車載無線機の第２のアプリケーション部によって付与された通信種別情報を含み、
前記車両識別情報は、前記車載無線機が搭載される車両を示す情報であり、
前記通信種別情報は、前記アプリケーションデータが関連する車両を示す情報であり、
前記車両識別情報および前記通信種別情報は、車両の種類を識別する車両クラス情報を用いて示され、
前記第１の無線部は、前記車両識別情報を前記アプリケーションデータに含めて前記第１のアプリケーション部へ出力する第１のセキュリティアプリケ―ションモジュール（ＳＡＭ）を備え、
前記第１のアプリケーション部は、前記アプリケーションデータに含まれる前記車両識別情報と前記通信種別情報を比較する車両クラス情報比較部を備え、
前記車両クラス情報比較部が前記車両識別情報と前記通信種別情報が一致していると判断した場合、前記第１のアプリケーション部は、前記第１の無線部から受け取った前記アプリケーションデータを処理し、
前記車両クラス情報比較部が前記車両識別情報と前記通信種別情報が一致していないと判断した場合、前記第１のアプリケーション部は、前記第１の無線部から受け取った前記アプリケーションデータを無効なデータとして扱う、
路側無線機。
【請求項2】
請求項１に記載の路側無線機であって、
前記第１のアプリケーション部は、前記車両クラス情報比較部が前記車両識別情報と前記通信種別情報が一致していないと判断した場合、なりすまし無線機の情報として、前記車載無線機を識別するための情報を生成し、
前記第１の無線部は、前記車載無線機から無線通信用の周波数チャネルの割当を要求するための周波数チャネル要求信号を受信した場合、前記なりすまし無線機の情報に基づいて、前記車載無線機に対して周波数チャネルを割り当てるか否かを判断する第１の周波数チャネル割当制御部をさらに含む、
路側無線機。
前記第１のアプリケーション部は、前記車両クラス情報比較部が前記車両識別情報と前記通信種別情報が一致していないと判断した場合、なりすまし無線機の情報として、前記車載無線機を識別するための情報を生成し、
前記第１の無線部は、前記車載無線機から無線通信用の周波数チャネルの割当を要求するための周波数チャネル要求信号を受信した場合、前記なりすまし無線機の情報に基づいて、前記車載無線機に対して周波数チャネルを割り当てるか否かを判断する第１の周波数チャネル割当制御部をさらに含む、
路側無線機。
【請求項3】
請求項２に記載の路側無線機であって、
前記第１の周波数チャネル割当制御部は、
周波数チャネル割当管理情報を格納する割当管理情報格納部と、
前記周波数チャネル要求信号に応答して動作する周波数チャネル割当許可部と、を有し、
前記割当管理情報格納部は、前記なりすまし無線機の情報を前記周波数チャネル割当管理情報に登録し、
前記周波数チャネル割当許可部は、前記周波数チャネル割当管理情報に基づいて、前記車載無線機に対して前記周波数チャネルを割り当てるか否かを判断し、前記車載無線機に対して周波数チャネルを割り当てると判断した場合に、前記車載無線機に許可する周波数チャネルを決定する、
路側無線機。
前記第１の周波数チャネル割当制御部は、
周波数チャネル割当管理情報を格納する割当管理情報格納部と、
前記周波数チャネル要求信号に応答して動作する周波数チャネル割当許可部と、を有し、
前記割当管理情報格納部は、前記なりすまし無線機の情報を前記周波数チャネル割当管理情報に登録し、
前記周波数チャネル割当許可部は、前記周波数チャネル割当管理情報に基づいて、前記車載無線機に対して前記周波数チャネルを割り当てるか否かを判断し、前記車載無線機に対して周波数チャネルを割り当てると判断した場合に、前記車載無線機に許可する周波数チャネルを決定する、
路側無線機。
【請求項4】
請求項３に記載の路側無線機であって、
前記第１の周波数チャネル割当制御部は、決定された前記車載無線機に許可する周波数チャネルの情報を含む周波数チャネル割当信号を生成する割当信号生成部と、をさらに有し、
前記第１の無線部は、前記周波数チャネル割当信号を前記車載無線機へ送信する、
路側無線機。
前記第１の周波数チャネル割当制御部は、決定された前記車載無線機に許可する周波数チャネルの情報を含む周波数チャネル割当信号を生成する割当信号生成部と、をさらに有し、
前記第１の無線部は、前記周波数チャネル割当信号を前記車載無線機へ送信する、
路側無線機。
【請求項5】
請求項２に記載の路側無線機であって、
前記第１の無線部は、前記無線データパケットに含まれるＭＡＣ（Media Access Control）アドレスを前記アプリケーションデータに含める処理を行って、前記車両識別情報と前記アプリケーションデータを含むＳＡＭデータパケットを生成し、生成した前記ＳＡＭデータパケットを前記第１のＳＡＭへ出力する無線データ処理部をさらに備え、
前記車載無線機を特定するための情報は、前記アプリケーションデータに含められた前記ＭＡＣアドレスである、
路側無線機。
前記第１の無線部は、前記無線データパケットに含まれるＭＡＣ（Media Access Control）アドレスを前記アプリケーションデータに含める処理を行って、前記車両識別情報と前記アプリケーションデータを含むＳＡＭデータパケットを生成し、生成した前記ＳＡＭデータパケットを前記第１のＳＡＭへ出力する無線データ処理部をさらに備え、
前記車載無線機を特定するための情報は、前記アプリケーションデータに含められた前記ＭＡＣアドレスである、
路側無線機。
【請求項6】
請求項３に記載の路側無線機であって、
前記第１の周波数チャネル割当制御部は、前記第２の無線部の動作停止を要求するための動作停止要求信号を生成する停止信号生成部をさらに有し、
前記周波数チャネル割当許可部が前記車載無線機に対して周波数チャネルを割り当てないと判断した場合に、前記停止信号生成部は、前記動作停止要求信号を生成する、
路側無線機。
前記第１の周波数チャネル割当制御部は、前記第２の無線部の動作停止を要求するための動作停止要求信号を生成する停止信号生成部をさらに有し、
前記周波数チャネル割当許可部が前記車載無線機に対して周波数チャネルを割り当てないと判断した場合に、前記停止信号生成部は、前記動作停止要求信号を生成する、
路側無線機。
【請求項7】
請求項４に記載の路側無線機と、
前記路側無線機と無線通信を行う前記車載無線機と、を備え、
前記車載無線機は、
前記通信種別情報および前記アプリケーションデータを含むアプリケーションデータパケットを生成する前記第２のアプリケーション部と、
前記車両識別情報および前記アプリケーションデータパケットを含む前記無線データパケットを生成し、生成した前記無線データパケットを前記路側無線機へ送信する前記第２の無線部と、を備える、
無線通信システム。
前記路側無線機と無線通信を行う前記車載無線機と、を備え、
前記車載無線機は、
前記通信種別情報および前記アプリケーションデータを含むアプリケーションデータパケットを生成する前記第２のアプリケーション部と、
前記車両識別情報および前記アプリケーションデータパケットを含む前記無線データパケットを生成し、生成した前記無線データパケットを前記路側無線機へ送信する前記第２の無線部と、を備える、
無線通信システム。
【請求項8】
請求項７に記載の無線通信システムであって、
前記第２の無線部は、前記車載無線機に無線通信用の周波数チャネルが割り当てられているか否かを確認する第２の周波数チャネル割当制御部を備え、
前記第２の周波数チャネル割当制御部が前記車載無線機に無線通信用の周波数チャネルが割り当てられていることを確認した場合、前記第２の無線部は、割り当てられている周波数チャネルを用いて前記無線データパケットを前記路側無線機へ送信する、
無線通信システム。
前記第２の無線部は、前記車載無線機に無線通信用の周波数チャネルが割り当てられているか否かを確認する第２の周波数チャネル割当制御部を備え、
前記第２の周波数チャネル割当制御部が前記車載無線機に無線通信用の周波数チャネルが割り当てられていることを確認した場合、前記第２の無線部は、割り当てられている周波数チャネルを用いて前記無線データパケットを前記路側無線機へ送信する、
無線通信システム。
【請求項9】
請求項８に記載の無線通信システムであって、
前記第２の周波数チャネル割当制御部は、前記車載無線機に無線通信用の周波数チャネルが割り当てられていないことを確認した場合、前記周波数チャネル要求信号を生成し、
前記第２の無線部は、周波数チャネル要求用の周波数チャネルの組み合わせを用いて前記周波数チャネル要求信号を前記路側無線機へ送信する、
無線通信システム。
前記第２の周波数チャネル割当制御部は、前記車載無線機に無線通信用の周波数チャネルが割り当てられていないことを確認した場合、前記周波数チャネル要求信号を生成し、
前記第２の無線部は、周波数チャネル要求用の周波数チャネルの組み合わせを用いて前記周波数チャネル要求信号を前記路側無線機へ送信する、
無線通信システム。
【請求項10】
請求項９に記載の無線通信システムであって、
前記第２の周波数チャネル割当制御部は、
前記車載無線機に割り当てられている周波数チャネルを示す周波数チャネル割当許可情報を格納する割当許可情報格納部と、
前記周波数チャネル割当許可情報に基づいて、前記車載無線機に周波数チャネルが割り当てられているか否かを確認する周波数チャネル割当確認部と、を有する、
無線通信システム。
前記第２の周波数チャネル割当制御部は、
前記車載無線機に割り当てられている周波数チャネルを示す周波数チャネル割当許可情報を格納する割当許可情報格納部と、
前記周波数チャネル割当許可情報に基づいて、前記車載無線機に周波数チャネルが割り当てられているか否かを確認する周波数チャネル割当確認部と、を有する、
無線通信システム。
【請求項11】
請求項１０に記載の無線通信システムであって、
前記第２の周波数チャネル割当制御部は、前記路側無線機から送信された前記周波数チャネル割当信号から許可された周波数チャネルの情報を抽出し、抽出した前記周波数チャネルの情報を前記車載無線機に割り当てられた周波数チャネルの情報として、前記周波数チャネル割当許可情報に登録する割当情報抽出部をさらに有する、
無線通信システム。
前記第２の周波数チャネル割当制御部は、前記路側無線機から送信された前記周波数チャネル割当信号から許可された周波数チャネルの情報を抽出し、抽出した前記周波数チャネルの情報を前記車載無線機に割り当てられた周波数チャネルの情報として、前記周波数チャネル割当許可情報に登録する割当情報抽出部をさらに有する、
無線通信システム。
【請求項12】
請求項１１に記載の無線通信システムであって、
前記第１の周波数チャネル割当制御部は、前記第２の無線部の動作停止を要求するための動作停止要求信号を生成する停止信号生成部をさらに有し、
前記第２の無線部は、前記第２の無線部の動作停止を制御する動作停止制御部をさらに有し、
前記周波数チャネル割当許可部が前記車載無線機に対して周波数チャネルを割り当てないと判断した場合に、前記停止信号生成部は、前記動作停止要求信号を生成し、
前記第１の無線部は、前記動作停止要求信号を前記車載無線機へ送信し、
前記動作停止制御部は、前記動作停止要求信号に基づいて、前記第２の無線部の動作を停止するための制御を行う、
無線通信システム。
前記第１の周波数チャネル割当制御部は、前記第２の無線部の動作停止を要求するための動作停止要求信号を生成する停止信号生成部をさらに有し、
前記第２の無線部は、前記第２の無線部の動作停止を制御する動作停止制御部をさらに有し、
前記周波数チャネル割当許可部が前記車載無線機に対して周波数チャネルを割り当てないと判断した場合に、前記停止信号生成部は、前記動作停止要求信号を生成し、
前記第１の無線部は、前記動作停止要求信号を前記車載無線機へ送信し、
前記動作停止制御部は、前記動作停止要求信号に基づいて、前記第２の無線部の動作を停止するための制御を行う、
無線通信システム。
【請求項13】
請求項１１に記載の無線通信システムであって、
前記割当信号生成部は、ＳＡＭ情報切り替え要求信号を生成し、
前記第１の無線部は、前記ＳＡＭ情報切り替え要求信号を前記車載無線機へ送信し、
前記第２の無線部は、前記ＳＡＭ情報切り替え要求信号に基づいて、ＳＡＭ情報の切り替え処理を行う第２のＳＡＭをさらに備える、
無線通信システム。
前記割当信号生成部は、ＳＡＭ情報切り替え要求信号を生成し、
前記第１の無線部は、前記ＳＡＭ情報切り替え要求信号を前記車載無線機へ送信し、
前記第２の無線部は、前記ＳＡＭ情報切り替え要求信号に基づいて、ＳＡＭ情報の切り替え処理を行う第２のＳＡＭをさらに備える、
無線通信システム。
【請求項14】
請求項１３に記載の無線通信システムであって、
前記車載無線機は、異なるＳＡＭ情報を含む複数の無線データパケットを前記路側無線機に送信し、
前記第１の無線部は、前記異なるＳＡＭ情報を含む複数の無線データパケットに含まれるＳＡＭヘッダの情報を参照して、前記ＳＡＭ情報の切り替え処理が行われているか否かを確認するＳＡＭ切り替え確認部をさらに備える、
無線通信システム。
前記車載無線機は、異なるＳＡＭ情報を含む複数の無線データパケットを前記路側無線機に送信し、
前記第１の無線部は、前記異なるＳＡＭ情報を含む複数の無線データパケットに含まれるＳＡＭヘッダの情報を参照して、前記ＳＡＭ情報の切り替え処理が行われているか否かを確認するＳＡＭ切り替え確認部をさらに備える、
無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、路側無線機および無線通信システムに関する。
【背景技術】
【0002】
車車間通信および路車間通信などの自動車における無線通信技術が知られている。自動運転技術の実用化において、これらの無線通信技術におけるセキュリティの必要性はますます重要になってきている。例えば、特許文献１には、リプレイアタックによるなりすましを検出する技術が開示されている。
【0003】
悪意のある第三者がＧＰＳ（Global Positioning System）モジュールに改造を加えることによって、外部時刻情報が改竄される脅威がある。特許文献１に開示された技術は、Ｖ２Ｘ（Vehicle to X）モジュールへの電源供給が再開された後、新たに取得される外部時刻情報と電源投入以前の内部時刻情報を比較することによって、外部時刻情報が改竄されているかどうかを検証する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１７−２８６５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、無線通信装置のアプリケーション部が実行するアプリケーションに改竄が加えられることによって無線通信装置がなりすまし無線通信装置となっている場合には、特許文献１に開示された技術では、当該なりすまし無線通信装置を検出することができない。
【0006】
その他の課題および新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【0007】
実施の形態に係る路側無線機は、車載無線機から無線データパケットを受信する第１の無線部と、無線データパケットに含まれるアプリケーションデータを受け取る第１のアプリケーション部を備える。第１のアプリケーション部は、アプリケーションデータに含まれる車両識別情報と通信種別情報を比較する車両クラス情報比較部を備える。車両クラス情報比較部が車両識別情報と通信種別情報が一致していると判断した場合、第１のアプリケーション部は、第１の無線部から受け取ったアプリケーションデータを処理する。車両クラス情報比較部が車両識別情報と通信種別情報が一致していないと判断した場合、第１のアプリケーション部は、第１の無線部から受け取ったアプリケーションデータを無効なデータとして扱う。
【発明の効果】
【0008】
実施の形態によれば、車載無線機のアプリケーション部に改竄が加えられることによって車載無線機がなりすまし無線機となっている場合であっても、路側無線機は、なりすまし無線機を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、明細書および図面において、同一の構成要素または対応する構成要素には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。また、図面では、説明の便宜上、構成を省略または簡略化している場合もある。
【0011】
［実施の形態１］図１は、実施の形態１に係る無線通信システム１００の構成の一例を示す図である。図１に示されるように、無線通信システム１００は、車両１１０に搭載された無線通信装置１１１、車両１２０に搭載された無線通信装置１２１および路側機１３０に搭載された無線通信装置１３１を含む。以下、無線通信装置１１１および１２１は、車載無線機１１１および１２１と称される。また、無線通信装置１３１は、路側無線機１３１と称される。
【0012】
車両１１０および１２０は、それぞれに搭載された車載無線機１１１および１２１を用いて、路側機１３０に搭載された路側無線機１３１との間でメッセージの送受信を行う。車両１１０および１２０から送信されるメッセージには、例えば、自車両の速度や進行方向などの車両情報が含まれる。車両１１０および１２０は、路側機１３０を経由して、互いの車両情報を交換することができる。また、路側機１３０からは、信頼性の高い周辺情報を含むメッセージが、車両１１０および１２０に送信される。車両１１０および１２０は、これらのメッセージを送受信することにより、車間距離の維持などの運転制御を適切に行うことができる。
【0013】
図１の無線通信システム１００では、車載無線機１１１および１２１以外にも、不図示の車両に搭載された多くの車載無線機を含む。また、無線通信システム１００に含まれる車載無線機は、様々なアプリケーションを実行し、多くのメッセージの送受信を行う。このように、多くのメッセージが送受信される無線通信システム１００では、十分な通信リソースを確保することが、安定した通信を実現する上で重要となる。
【0014】
しかしながら、例えば、車載無線機１２１がなりすまし無線機となっている場合には、このなりすまし無線機から送信されるメッセージによって、通信リソースが無駄に消費される。すなわち、通信リソースが十分に確保されないと、正常な無線通信装置、例えば、車載無線機１１１もしくは路側無線機１３１は、メッセージを適切に送信できない恐れがある。この状況を回避するためには、なりすまし無線機を適切に検出し、検出したなりすまし無線機を無線通信システム１００から排除することが必要である。以下、なりすまし無線機の検出および排除する仕組みについて説明する。
【0015】
次に、実施の形態１に係る車載無線機について説明する。図２は、実施の形態１に係る車載無線機１１１の構成の一例を示すブロック図である。車載無線機１１１および１２１は、同一の構成を有するため、ここでは車載無線機１１１の構成のみが説明される。図２に示されるように、車載無線機１１１は、アプリケーション部（第２のアプリケーション部）２１０および無線部（第２の無線部）２２０を備える。アプリケーション部２１０および無線部２２０は、互いに接続されている。
【0016】
車載無線機１１１が路側無線機１３１に対してデータの送信処理を開始する場合に、アプリケーション部２１０は、アプリケーションデータパケットを生成する。アプリケーション部２１０は、アプリケーションデータパケットを無線部２２０へ出力する。
【0017】
アプリケーションデータパケットは、アプリケーションヘッダ、通信種別情報およびアプリケーションデータから構成される。アプリケーションヘッダは、アプリケーションデータパケットの先頭を示す情報である。通信種別情報は、アプリケーションデータが関連する車両を示す情報である。アプリケーションデータは、アプリケーションが処理するデータである。
【0018】
通信種別情報は、車両クラス情報によって示される。車両クラス情報は、車両が一般車両であるのか、それとも特殊車両であるのかを識別する情報である。特殊車両には、緊急車両と旅客車両が含まれる。例えば、緊急車両としては、救急車両、消防車両、警察車両などが例示される。旅客車両としては、バス、タクシー、鉄道車両などが例示される。なお、特殊車両は、緊急車両と旅客車両を区別するようにしてもよい。
【0019】
また、車載無線機１１１が路側無線機１３１からのデータの受信処理を行う場合に、アプリケーション部２１０は、復調されたアプリケーションデータパケットを無線部２２０から受け取る。アプリケーション部２１０は、受け取ったアプリケーションデータパケットに含まれるアプリケーションデータを処理する。
【0020】
無線部２２０は、セキュアアプリケーションモジュール（ＳＡＭ）２３０、無線データ生成部２４０、無線データ処理部２５０、周波数チャネル割当制御部（第２の周波数チャネル割当制御部）２６０、無線信号変調部２７０および無線信号復調部２８０を備える。
【0021】
ＳＡＭ２３０は、アプリケーション部２１０に接続される。ＳＡＭ２３０は、送信処理を行う場合に、アプリケーション部２１０からアプリケーションデータパケットを受け取る。ＳＡＭ２３０は、アプリケーションデータパケットに、ＳＡＭヘッダおよびアプリケーション関連情報を付加することにより、ＳＡＭデータパケットを生成する。ＳＡＭ２３０は、無線データ生成部２４０に接続され、生成したＳＡＭデータパケットを無線データ生成部２４０へ出力する。
【0022】
ＳＡＭヘッダは、ＳＡＭデータパケットの先頭を示す情報である。アプリケーション関連情報は、車両識別情報および予約領域データから構成される。車両識別情報は、車載無線機１１１が搭載されている車両を示す情報である。車両識別情報は、通信種別情報と同様に、車両クラス情報によって示される。つまり、車両クラス情報は、車両識別情報と通信識別情報において、共通に使用されている。予約領域データは、今後のシステム拡張に備えた予備の情報領域のデータである。
【0023】
また、ＳＡＭ２３０は、無線データ処理部２５０に接続される。ＳＡＭ２３０は、受信処理を行う場合に、無線データ処理部２５０から復調されたＳＡＭデータパケットを受け取る。ＳＡＭ２３０は、復調されたＳＡＭデータパケットからアプリケーションデータパケットを復調する。具体的には、ＳＡＭ２３０は、復調されたＳＡＭデータパケットからＳＡＭヘッダおよびアプリケーション関連情報を取り除き、アプリケーションデータパケットを復調する。その際、ＳＡＭ２３０は、取り除いた情報の一部をアプリケーションデータに含める処理を行う。このようにして、復調されたアプリケーションデータパケットは、無線部２２０のＳＡＭ２３０からアプリケーション部２１０へ出力される。
【0024】
無線データ生成部２４０は、ＳＡＭ２３０から受け取ったＳＡＭデータパケットに、無線通信用の情報が含まれる無線部ヘッダを付加することにより、無線データパケットを生成する。無線データ生成部２４０は、周波数チャネル割当制御部２６０に接続され、無線データパケットを周波数チャネル割当制御部２６０へ出力する。
【0025】
無線部ヘッダは、プリアンブル、周波数チャネル、ＭＡＣ（Media Access Control）アドレスおよび無線種別から構成される。プリアンブルは、無線データの有無を検出するための情報である。周波数チャネルは、無線通信で使用している周波数チャネルを示す情報である。ＭＡＣアドレスは、無線機を識別するための情報である。無線種別は、送信されるデータが周波数チャネル要求に関するデータであるか否かを示す情報である。なお、無線データ生成部２４０から出力される無線データパケットは、周波数チャネル要求に関するデータではないため、無線種別には、送信されるデータが周波数チャネル要求に関するデータではないことが示される。
【0026】
周波数チャネル割当制御部２６０は、無線信号変調部２７０に接続される。周波数チャネル割当制御部２６０は、車載無線機１１１に無線通信用の周波数チャネルが割り当てられているか否かの確認を行う。周波数チャネル割当制御部２６０は、周波数チャネルが割り当てられていることを確認した場合には、無線データ生成部２４０から受け取った無線データパケットを無線信号変調部２７０へ出力する。
【0027】
一方、周波数チャネル割当制御部２６０は、車載無線機１１１に無線通信用の周波数チャネルが割り当てられていないことを確認した場合には、周波数チャネル要求信号を生成する。周波数チャネル割当制御部２６０は、周波数チャネル要求信号を無線信号変調部２７０へ出力する。
【0028】
ここで、図３を参照して、周波数チャネル割当制御部２６０の構成について詳細に説明する。図３は、実施の形態１に係る周波数チャネル割当制御部２６０の構成の一例を示すブロック図である。図３に示されるように、周波数チャネル割当制御部２６０は、周波数チャネル割当確認部２６１、割当許可情報格納部２６２、要求信号生成部２６３および割当情報抽出部２６４を備える。
【0029】
割当許可情報格納部２６２は、周波数チャネル割当許可情報を格納する。周波数チャネル割当許可情報は、無線通信用として車載無線機１１１に割り当てられている周波数チャネルを示す情報である。
【0030】
周波数チャネル割当確認部２６１は、無線データ生成部２４０、無線信号変調部２７０、割当許可情報格納部２６２および要求信号生成部２６３に接続される。周波数チャネル割当確認部２６１は、周波数チャネル割当許可情報に基づいて、車載無線機１１１に無線通信用の周波数チャネルが割り当てられているかの確認を行う。具体的には、周波数チャネル割当確認部２６１は、無線データ生成部２４０から無線データパケットを受け取ると、割当許可情報格納部２６２から周波数チャネル割当許可情報を読み出す。周波数チャネル割当確認部２６１は、読み出した周波数チャネル割当許可情報と無線データパケットの無線部ヘッダに含まれる周波数チャネルを比較する。この比較の処理により、周波数チャネル割当確認部２６１は、車載無線機１１１に無線通信用の周波数チャネルが割り当てられているかの確認を行う。
【0031】
周波数チャネル割当確認部２６１は、車載無線機１１１に無線通信用の周波数チャネルが割り当てられていることを確認した場合には、無線データ生成部２４０から受け取った無線データパケットを無線信号変調部２７０へ出力する。
【0032】
一方、周波数チャネル割当確認部２６１は、車載無線機１１１に無線通信用の周波数チャネルが割り当てられていないことを確認した場合には、要求信号生成部２６３に対して、周波数チャネル要求信号の生成を指示するための制御信号を出力する。
【0033】
要求信号生成部２６３は、周波数チャネル割当確認部２６１から制御信号を受け取ると、車載無線機１１１に対して無線通信用の周波数チャネルを割り当てることを要求するための周波数チャネル要求信号を生成する。生成された周波数チャネル要求信号は、要求信号生成部２６３から無線信号変調部２７０へ出力される。
【0034】
なお、要求信号生成部２６３は、周波数チャネル要求信号の先頭に無線部ヘッダを配置する。無線部ヘッダの無線種別には、送信されるデータが周波数チャネル要求に関するデータであることを示す情報が示される。また、無線部ヘッダの周波数チャネルには、周波数チャネル要求用の周波数チャネルの組み合わせが示される。
【0035】
割当情報抽出部２６４は、無線信号復調部２８０、周波数チャネル割当確認部２６１および割当許可情報格納部２６２に接続される。割当情報抽出部２６４は、無線信号復調部２８０から復調された周波数チャネル割当信号を受け取る。このとき、割当情報抽出部２６４は、無線信号復調部２８０から受け取った信号（データ列）の無線ヘッダの無線種別を参照することによって、受け取った信号が周波数チャネル割当信号であると認識することができる。
【0036】
また、割当情報抽出部２６４は、周波数チャネル割当信号から許可された周波数チャネルの情報を抽出する。割当情報抽出部２６４は、抽出した周波数チャネルの情報を周波数チャネル割当確認部２６１へ通知する。加えて、割当情報抽出部２６４は、抽出した周波数チャネルの情報を車載無線機１１１に割り当てられた周波数チャネルの情報として、割当許可情報格納部２６２の周波数チャネル割当情報に登録する。
【0037】
なお、周波数チャネル割当確認部２６１は、割当情報抽出部２６４から周波数チャネル割当許可情報を通知されるまで、要求信号生成部２６３へ周波数チャネル割当要求信号の生成を指示するための制御信号を出力し続ける。つまり、要求信号生成部２６３は、制御信号を受けている間、所定の間隔で、周波数チャネル要求信号を繰り返し生成する。
【0038】
図２に戻り、車載無線機１１１の構成についての説明を続ける。無線信号変調部２７０は、周波数チャネル割当制御部２６０に接続される。無線信号変調部２７０は、周波数チャネル割当制御部２６０から無線データパケットを受け取った場合には、割り当てられている周波数チャネルを用いて周波数チャネル割当制御部２６０から受け取った無線データパケットの変調処理を行う。無線信号変調部２７０は、変調処理を行うことによって生成した無線データパケットの無線信号を不図示のアンテナを介して無線空間に放射する。このようにして、車載無線機１１１の無線部２２０は、割り当てられている周波数チャネルを用いて、路側無線機１３１へ無線データパケットを送信する。送信される無線データパケットには、無線部２２０によって付与された車両識別情報およびアプリケーション部２１０によって付与された通信種別情報が含まれる。
【0039】
また、無線信号変調部２７０は、周波数チャネル割当制御部２６０から周波数チャネル要求信号を受け取った場合には、周波数チャネル要求用の周波数チャネルの組み合わせを用いて周波数チャネル要求信号の変調処理を行う。無線信号変調部２７０は、変調処理を行うことによって生成した周波数チャネル要求信号の無線信号を不図示のアンテナを介して無線空間に放射する。このようにして、車載無線機１１１の無線部２２０は、周波数チャネル要求用の周波数チャネルの組み合わせを用いて、路側無線機１３１へ周波数チャネル要求信号を送信する。
【0040】
無線信号復調部２８０は、無線データ処理部２５０および周波数チャネル割当制御部２６０に接続される。無線信号復調部２８０は、路側無線機１３１から送信された無線信号を不図示のアンテナを介して受信する。無線信号復調部２８０は、受信した無線信号に対して復調処理、つまり、周波数変換処理およびデコード処理を行う。
【0041】
無線信号復調部２８０は、受信した無線信号に対して復調処理を行うことによって、無線データパケット、もしくは、周波数チャネル割当信号を復調する。復調された無線データパケットは、無線データ処理部２５０へ出力される。また、復調された周波数チャネル割当信号は、周波数チャネル割当制御部２６０へ出力される。
【0042】
無線データ処理部２５０は、無線信号復調部２８０およびＳＡＭ２３０に接続される。無線データ処理部２５０は、無線信号復調部２８０から復調された無線データパケットを受け取る。このとき、無線データ処理部２５０は、無線信号復調部２８０から受け取った信号（データ列）の無線ヘッダの無線種別を参照することによって、受け取った信号が無線データパケットであると認識することができる。
【0043】
また、無線データ処理部２５０は、無線データパケットに対する復調処理を行って、ＳＡＭデータパケットを復調する。具体的には、無線データ処理部２５０は、無線データパケットから無線部ヘッダを取り除き、取り除いた無線部ヘッダに含まれる情報の一部、例えば、ＭＡＣアドレスの情報をアプリケーションデータに含める処理を行う。このようにして、復調処理されたＳＡＭデータパケットは、無線データ処理部２５０からＳＡＭ２３０へ出力される。
【0044】
次に、実施の形態１に係る路側無線機について説明する。図４は、実施の形態１に係る路側無線機１３１の構成の一例を示すブロック図である。路側無線機１３１は、車載無線機１１１および１２１との間で無線通信を行うが、ここでは、路側無線機１３１と車載無線機１１１との間の無線通信のみが例示される。図４に示されるように、路側無線機１３１は、アプリケーション部（第１のアプリケーション部）３１０および無線部（第１の無線部）３２０を備える。アプリケーション部３１０および無線部３２０は、互いに接続されている。
【0045】
無線部３２０は、ＳＡＭ（第１のＳＡＭ）３３０、無線データ生成部３４０、無線データ処理部３５０、周波数チャネル割当制御部（第１の周波数チャネル割当制御部）３６０、無線信号変調部３７０および無線信号復調部３８０を備える。
【0046】
無線信号復調部３８０は、無線データ処理部３５０および周波数チャネル割当制御部３６０に接続される。無線信号復調部３８０は、車載無線機１１１から送信された無線信号を不図示のアンテナを介して受信する。無線信号復調部３８０は、受信した無線信号に対して復調処理、つまり、周波数変換処理およびデコード処理を行う。
【0047】
無線信号復調部３８０は、受信した無線信号に対して復調処理を行って、無線データパケット、もしくは、周波数チャネル要求信号を復調する。復調された無線データパケットは、無線データ処理部３５０へ出力される。また、復調された周波数チャネル要求信号は、周波数チャネル割当制御部３６０へ出力される。このようにして、路側無線機１３１の無線部３２０は、車載無線機１１１から送信された無線データパケットおよび周波数チャネル要求信号を受信する。
【0048】
無線データ処理部３５０は、無線信号復調部３８０およびＳＡＭ３３０に接続される。無線データ処理部３５０は、無線信号復調部３８０から復調された無線データパケットを受け取る。
【0049】
無線データ処理部３５０は、無線データパケットに含まれる無線部ヘッダに対して復調処理を行って、ＳＡＭデータパケットを復調する。具体的には、無線データ処理部３５０は、無線データパケットから無線部ヘッダを取り除き、取り除いた無線部ヘッダ情報の一部、例えば、ＭＡＣアドレスの情報をアプリケーションデータに含める処理を行う。無線データ処理部３５０は、このようにして復調したＳＡＭデータパケットをＳＡＭ３３０へ出力する。
【0050】
周波数チャネル割当制御部３６０は、無線信号復調部３８０、無線信号変調部３７０およびアプリケーション部３１０に接続される。周波数チャネル割当制御部３６０は、無線信号復調部３８０から復調された周波数チャネル要求信号を受け取ると、なりすまし無線機の情報に基づいて、送信元（要求元）の車載無線機１１１に対して無線通信用の周波数チャネルを割り当てることが可能かどうかを判断する。周波数チャネルを割り当てることが可能であると判断した場合には、周波数チャネル割当制御部３６０は、許可する周波数チャネルの情報を含む周波数チャネル割当信号を生成する。周波数チャネル割当制御部３６０は、生成した周波数チャネル割当信号を無線信号変調部３７０へ出力する。
【0051】
ここで、図５を参照して、周波数チャネル割当制御部３６０の構成について詳細に説明する。図５は、実施の形態１に係る周波数チャネル割当制御部３６０の構成の一例を示すブロック図である。図５に示されるように、周波数チャネル割当制御部３６０は、周波数チャネル割当許可部３６１、割当管理情報格納部３６２、割当信号生成部３６３および要求信号受付部３６４を備える。
【0052】
割当管理情報格納部３６２は、周波数チャネル割当管理情報を格納する。周波数チャネル割当管理情報には、車載無線機に割り当て可能な周波数チャネルの情報が含まれる。また、割当管理情報格納部３６２は、アプリケーション部３１０に接続される。割当管理情報格納部３６２は、アプリケーション部３１０からなりすまし無線機の情報（例えば、なりすまし無線機のＭＡＣアドレス）を受け取り、周波数チャネル割当管理情報に登録する。すなわち、周波数チャネル割当管理情報は、車載無線機に割り当て可能な周波数チャネルの情報およびなりすまし無線機の情報を含む。
【0053】
要求信号受付部３６４は、無線信号復調部３８０および周波数チャネル割当許可部３６１に接続される。要求信号受付部３６４は、無線部ヘッダの無線種別を参照することによって、無線信号変調部２８０から復調された周波数チャネル要求信号を受け取る。要求信号受付部３６４は、周波数チャネル要求信号を周波数チャネル割当許可部３６１へ出力する。
【0054】
周波数チャネル割当許可部３６１は、要求信号受付部３６４、割当管理情報格納部３６２および割当信号生成部３６３に接続される。周波数チャネル割当許可部３６１は、車載無線機１１１から送信された周波数チャネル要求信号に応答して動作し、周波数チャネル割当管理情報に基づいて、車載無線機１１１に対して無線通信用の周波数チャネルを割り当てるか否かを判断する。周波数チャネル割当許可部３６１は、車載無線機１１１に対して周波数を割り当てると判断した場合、車載無線機１１１に許可する周波数チャネルを決定する。
【0055】
具体的には、周波数チャネル割当許可部３６１は、要求信号受付部３６４から車載無線機１１１から送信された周波数チャネル要求信号を受け取ると、割当管理情報格納部３６２から周波数チャネル割当管理情報を読み出す。周波数チャネル割当許可部３６１は、読み出した周波数チャネル割当管理情報に基づいて、車載無線機に割り当て可能な周波数チャネルが存在するか否かを確認する。
【0056】
また、周波数チャネル割当許可部３６１は、読み出した周波数チャネル割当管理情報に基づいて、周波数チャネル要求信号の送信元である車載無線機１１１がなりすまし無線機として登録されているか否かを確認する。具体的には、周波数チャネル割当許可部３６１は、周波数チャネル要求信号の無線部ヘッダに含まれるＭＡＣアドレスがなりすまし無線機のＭＡＣアドレスとして周波数チャネル割当管理情報に登録されているかどうかを確認する。
【0057】
周波数チャネル割当許可部３６１は、車載無線機に割り当て可能な周波数チャネルが存在し、かつ、周波数チャネル要求信号の送信元である車載無線機１１１がなりすまし無線機ではないと判断した場合、車載無線機１１１に対して許可する無線通信用の周波数チャネルを決定する。周波数チャネル割当許可部３６１は、割当信号生成部３６３へ許可する周波数チャネルの情報を出力するとともに、周波数チャネル割当信号の生成を指示するための制御信号を出力する。
【0058】
また、周波数チャネル割当許可部３６１は、車載無線機１１１に許可した周波数チャネルを割当管理情報格納部３６２へ出力する。割当管理情報格納部３６２は、この周波数チャネルの情報を周波数チャネル割当管理情報に含める。このようにして、周波数チャネル割当管理情報に含まれる車載無線機に割り当て可能な周波数チャネルの情報が更新される。
【0059】
一方、周波数チャネル割当許可部３６１は、車載無線機に割り当て可能な周波数チャネルが存在しない、もしくは、周波数チャネル要求信号の送信元である車載無線機１１１がなりすまし無線機であると判断した場合、周波数チャネル要求信号を無効な信号として扱う。例えば、周波数チャネル割当許可部３６１は、周波数チャネル要求信号に対する処理をしない、もしくは、周波数チャネル要求信号を破棄する。この場合には、周波数チャネル割当許可部３６１は、周波数チャネル要求信号の送信元である車載無線機１１１に無線通信用の周波数チャネルの割当を行わない。
【0060】
割当信号生成部３６３は、周波数チャネル割当許可部３６１および無線信号変調部３７０に接続される。割当信号生成部３６３は、周波数チャネル割当許可部３６１から許可する周波数チャネルの情報および周波数チャネル割当信号の生成を指示するための制御信号を受け取ると、車載無線機１１１に対して許可される周波数チャネルの情報を含む周波数チャネル割当信号を生成する。生成された周波数チャネル割当信号は、割当信号生成部３６３から無線信号変調部３７０へ出力される。
【0061】
なお、割当信号生成部３６３は、周波数チャネル割当信号の先頭に無線部ヘッダを配置する。無線部ヘッダの無線種別には、送信されるデータが周波数チャネル要求に関するデータであることを示す情報が示される。また、無線部ヘッダの周波数チャネルには、周波数チャネル要求用の周波数チャネルの組み合わせが示される。
【0062】
図４に戻り、路側無線機１３１の構成についての説明を続ける。無線信号変調部３７０は、周波数チャネル割当制御部３６０および無線データ生成部３４０に接続される。無線信号変調部３７０は、無線データ生成部３４０から無線データパケットを受け取った場合には、路側無線機１３１専用の周波数チャネルを用いて無線データ生成部３４０から受け取った無線データパケットの変調処理を行う。無線信号変調部３７０は、変調処理を行うことによって生成した無線データパケットの無線信号を不図示のアンテナを介して無線空間に放射する。このようにして、路側無線機１３１の無線部３２０は、車載無線機１１１へ無線データパケットを送信する。
【0063】
また、無線信号変調部３７０は、周波数チャネル割当制御部３６０から周波数チャネル割当信号を受け取った場合には、路側無線機１３１専用の周波数チャネルを用いて周波数チャネル割当信号に対する変調処理を行う。無線信号変調部３７０は、変調処理を行うことによって生成した周波数チャネル割当信号の無線信号を不図示のアンテナを介して無線空間に放射する。このようにして、路側無線機１３１の無線部３２０は、周波数チャネル要求信号の送信元である車載無線機１１１に対して、周波数チャネル割当信号を送信する。
【0064】
無線データ生成部３４０は、ＳＡＭ３３０および無線信号変調部３７０に接続される。無線データ生成部３４０は、ＳＡＭ３３０から受け取ったＳＡＭデータパケットに、無線部ヘッダを付加することにより、無線データパケットを生成する。無線データ生成部３４０は、無線データパケットを無線信号変調部３７０へ出力する。
【0065】
ＳＡＭ３３０は、無線データ処理部３５０、無線データ生成部３４０およびアプリケーション部３１０に接続される。ＳＡＭ３３０は、受信処理を行う場合に、無線データ処理部３５０から復調されたＳＡＭデータパケットを受け取る。ＳＡＭ３３０は、ＳＡＭデータパケットに対する復調処理を行って、アプリケーションデータパケットを復調する。具体的には、ＳＡＭ３３０は、ＳＡＭデータパケットからＳＡＭヘッダおよびアプリケーション関連情報を取り除き、アプリケーション関連情報に含まれる車両識別情報をアプリケーションデータに含める処理を行う。また、ＳＡＭ３３０は、ＳＡＭヘッダおよびアプリケーション関連情報に含まれる車両識別情報以外の情報の一部もアプリケーションデータに含める処理を行ってもよい。ＳＡＭ３３０は、このようにして復調したアプリケーションデータパケットをアプリケーション部３１０へ出力する。
【0066】
また、ＳＡＭ３３０は、送信処理を行う場合に、アプリケーション部３１０からアプリケーションデータパケットを受け取る。ＳＡＭ３３０は、アプリケーションデータパケットに、ＳＡＭヘッダおよびアプリケーション関連情報を付加することにより、ＳＡＭデータパケットを生成する。ＳＡＭ３３０は、無線データ生成部３４０に接続され、生成したＳＡＭデータパケットを無線データ生成部３４０へ出力する。
【0067】
路側無線機１３１が車載無線機１１１に対してデータの送信処理を開始する場合に、アプリケーション部３１０は、アプリケーションデータパケットを生成する。アプリケーションデータパケットは、アプリケーションヘッダ、通信種別情報およびアプリケーションデータから構成される。アプリケーション部３１０は、アプリケーションデータパケットを無線部３２０へ出力する。
【0068】
また、路側無線機１３１が車載無線機１１１からのデータの受信処理を行う場合、アプリケーション部３１０は、復調されたアプリケーションデータパケットを無線部３２０から受け取る。復調されたアプリケーションデータパケットには、通信種別情報とアプリケーションデータが含まれる。通信種別情報は、車載無線機１１１のアプリケーション部２１０によって付与された情報である。また、アプリケーションデータには、ＳＡＭ３３０による復調処理によって、車両識別情報が含められている。車両識別情報は、車載無線機１１１の無線部２２０によって付与された情報である。
【0069】
アプリケーション部３１０は、車両クラス情報比較部３１１を備える。車両クラス情報比較部３１１は、アプリケーションデータパケットに含まれる車両識別情報と通信種別情報とを比較する。上述した通り、車両識別情報と通信種別情報では、共通の車両クラス情報が使われているため、車両クラス情報比較部３１１は、アプリケーションデータパケットに含まれる２つの車両クラス情報の比較を行うことになる。
【0070】
また、車載無線機１１１のアプリケーション部２１０が実行するアプリケーションに改竄が加えられていなければ、すなわち、なりすまし無線機から送信された無線データパケットでなければ、アプリケーションデータパケットに含まれる車両識別情報と通信種別情報は一致するはずである。それゆえ、路側無線機１３１のアプリケーション部３１０は、アプリケーションデータパケットに含まれる車両識別情報と通信種別情報を比較することによって、無線データパケットの送信元である車載無線機１１１がなりすまし無線機であるか否かの判断をすることができる。
【0071】
車両クラス情報比較部３１１が車両識別情報と通信種別情報が一致していると判断した場合、アプリケーション部３１０は、アプリケーションデータを処理する。すなわち、アプリケーションデータは、なりすまし無線機から送信されたデータではないと判断され、アプリケーション部３１０によって活用される。
【0072】
一方、車両クラス情報比較部３１１が車両識別情報と通信種別情報が一致しないと判断した場合、アプリケーション部３１０は、なりすまし無線機の情報として、送信元である無線機を識別するための情報、例えば、アプリケーションデータに含められたＭＡＣアドレスの情報を生成する。アプリケーション部３１０は、周波数チャネル割当制御部３６０に接続され、なりすまし無線機の情報を周波数チャネル割当制御部３６０へ出力する。また、アプリケーション部３１０は、アプリケーションデータを無効なデータとして扱う。例えば、アプリケーション部３１０は、アプリケーションデータに対する処理をしない、もしくは、アプリケーションデータを破棄する。
【0073】
次に、車載無線機から送信される無線データパケットの具体例について説明する。図６は、車載無線機から送信される無線データパケットのデータ構成を示す構成図である。図６は、上から順に、無線データパケットのデータ構成、無線機が搭載される車両が一般車両である場合の無線データパケットのデータＡ（一般車両データＡ）の一例、無線機が搭載される車両が特殊車両である場合の無線データパケットのデータＢ（特殊車両データＢ）の一例および車載無線機がなりすまし無線機である場合の無線データパケットのデータＣ（なりすましデータＣ）の一例を示す。
【0074】
図６に示されるように、一般車両の車両クラス情報として、「１１１０００１１１００」が使用されている。また、特殊車両の車両クラス情報として、「１１１０１０１１１０１」が使用されている。これらの車両クラス情報は、無線部２２０で生成される車両識別情報とアプリケーション部２１０で生成される通信種別情報において、共通に用いられている。
【0075】
一般車両データＡおよび特殊車両データＢは、なりすまし無線機から送信されたデータではない、つまり、正常な無線機から送信されたデータである。すなわち、一般車両データＡに含まれる車両識別情報と通信種別情報は一致する。また、一般車両データＢに含まれる車両識別情報と通信種別情報は一致する。そのため、車両クラス情報比較部３１１は、一般車両データＡおよび特殊車両データＢをなりすまし無線機から送信されたデータではないと判断する。
【0076】
これに対し、なりすましデータＣは、なりすまし無線機から送信されたデータある、つまり、異常な無線機から送信されたデータである。図６に示される例では、一般車両用の無線部２２０と特殊車両用のアプリケーション部２１０のなりすましアプリケーションの組合せで構成されている。すなわち、車両識別情報の「１１１０１０１１１０１」と通信種別情報の「１１１０００１１１００」は不一致となる。そのため、車両クラス情報比較部３１１は、比較処理の結果、なりすましデータＣをなりすまし無線機から送信されたデータであると判断する。このようにして、なりすまし無線機は検出される。
【0077】
なりすまし無線機（無線通信装置）が検出された場合、例えば、復調処理によってアプリケーションデータに含められたＭＡＣアドレスの情報が、なりすまし無線機の情報として、割当管理情報格納部３６２の周波数チャネル割当管理情報に登録される。図６に示されるように、ＭＡＣアドレスは、無線機ごとにユニークな情報が使われている。そのため、なりすまし無線機で使用されているＭＡＣアドレスをなりすまし無線機の情報として保持しておけば、路側無線機１３１は、なりすまし無線機と正常な無線機を適切に識別することができる。
【0078】
なお、上述の説明では、ＭＡＣアドレスがなりすまし無線機を識別するための情報として使用されることが例示されているが、これに限定されない。つまり、無線機を識別することができる情報であれば、ＭＡＣアドレス以外の情報であってもよい。例えば、改竄が困難なＳＡＭヘッダに含まれる個々のＳＡＭが保有する情報を、無線機を識別する情報として使用してもよい。この場合には、ＳＡＭ３３０は、アプリケーションデータパケットを復調する際に、ＳＡＭヘッダに含まれる無線機を識別可能な情報をアプリケーションデータに含める処理を行う。
【0079】
また、図６に示される無線データパケットのデータ構成は、全てのデータを表示したものではない。無線データパケットには、パケット管理を行う情報、パケットの終わりを示す情報、誤り訂正を行うための情報などの他のデータ領域があることは言うまでもない。
【0080】
以上に記載の通り、実施の形態１に係る路側無線機の無線部は、車載無線機の無線部によって付与された車両識別情報をアプリケーションデータに含めて路側無線機のアプリケーション部へ出力するＳＡＭを備える。また、実施の形態１に係る路側無線機のアプリケーション部は、アプリケーションデータに含まれる車両識別情報と通信種別情報とを比較する車両クラス情報比較部を備える。
【0081】
車両クラス情報比較部が車両識別情報と通信種別情報が一致していると判断した場合、路側無線機のアプリケーション部は、路側無線機の無線部から受け取ったアプリケーションデータを処理する。この場合、路側無線機は、無線データパケットの送信元である車載無線機をなりすまし無線機ではないと判断する。
【0082】
一方、車両クラス情報比較部が車両識別情報と通信種別情報が一致していないと判断した場合、路側無線機のアプリケーション部は、路側無線機の無線部から受け取ったアプリケーションデータを無効なデータとして扱う。例えば、路側無線機のアプリケーション部は、アプリケーションデータに対する処理をしない、もしくは、アプリケーションデータを破棄する。この場合、路側無線機は、無線データパケットの送信元である車載無線機をなりすまし無線機であると判断する。
【0083】
このように、車載無線機のアプリケーション部が実行するアプリケーションに改竄が加えられることによって車載無線機がなりすまし無線機となっている場合であっても、路側無線機のアプリケーション部は、なりすまし無線機から送信される車両識別情報と通信種別情報を比較することによって、なりすまし無線機を検出することができる。これにより、なりすまし無線機による通信によって、正常な無線機による通信が阻害されるという問題を防ぐことができる。
【0084】
なお、路側無線機は、なりすまし無線機から送信される車両識別情報と通信種別情報を比較することによってなりすまし無線機を検出するため、なりすまし無線機に一度は周波数チャネルの割当を許可する。つまり、無線通信を開始する際に、なりすまし無線機は、路側無線機に対して周波数チャネル要求信号を送信する。これに対して、路側無線機は、周波数チャネル割当信号を送信し、なりすまし無線機に対して周波数チャネルの割当を行う。しかしながら、その後、なりすまし無線機がその周波数チャネルを用いて無線データパケットを送信した場合には、路側無線機は、無線データパケットの送信元をなりすまし無線機であると判断することができる。路側無線機は、なりすまし無線機であると判断した無線機から送信される無線データパケット（アプリケーションデータ）を無効なデータとして扱うとともに、なりすましと判断した無線機から周波数チャネル要求信号を受けたとしても、二度と周波数チャネルの割当を行わない。このようにして、路側無線機は、無線通信システムからなりすまし無線機を排除することができる。
【0085】
［実施の形態２］次に、実施の形態２について説明する。実施の形態２に係る路側無線機は、なりすまし無線機から周波数チャネル要求信号を受け取った場合に、なりすまし無線機に対して無線部を停止するための動作停止要求信号を送信する点で、実施の形態１に係る路側無線機とは異なる。図７は、実施の形態２に係る周波数チャネル割当制御部３６０ａの構成の一例を示すブロック図である。周波数チャネル割当制御部３６０ａは、周波数チャネル割当制御部３６０の他の実施の形態に相当する。
【0086】
図７に示されるように、図５の周波数チャネル割当制御部３６０の周波数チャネル割当許可部３６１は、周波数チャネル割当許可部３６１ａに変更される。また、周波数チャネル割当制御部３６０ａは、図５に示された周波数チャネル割当制御部３６０の構成に加えて、停止信号生成部３６５を備える。
【0087】
周波数チャネル割当許可部３６１ａは、要求信号受付部３６４から周波数チャネル要求信号を受け取ると、割当管理情報格納部３６２から周波数チャネル割当管理情報を読み出す。周波数チャネル割当許可部３６１ａは、読み出した周波数チャネル割当管理情報に基づいて、周波数チャネル要求信号の送信元である車載無線機がなりすまし無線機として登録されているか否かを確認する。
【0088】
周波数チャネル割当許可部３６１ａは、周波数チャネル要求信号の送信元である車載無線機がなりすまし無線機であると判断した場合、周波数チャネル要求信号を無効な信号として扱うとともに、車載無線機の無線部の動作停止を指示するための動作停止指示信号を生成する。生成された動作停止指示信号は、停止信号生成部３６５へ出力される。
【0089】
停止信号生成部３６５は、動作停止指示信号を受けると、周波数チャネル要求信号の送信元である車載無線機に対して無線部の動作停止を要求するための動作停止要求信号を生成する。すなわち、周波数チャネル割当許可部３６１ａが周波数チャネル要求信号の送信元である車載無線機に対して周波数チャネルを割り当てないと判断した場合に、停止信号生成部３６５は、動作停止要求信号を生成する。動作停止要求信号は、無線信号変調部３７０を経由して、周波数チャネル要求信号の送信元である車載無線機に送信される。
【0090】
図８は、実施の形態２に係る車載無線機１１１ａの構成の一例を示すブロック図である。車載無線機１１１ａは、車載無線機１１１および１２１の他の実施の形態に相当する。図８に示されるように、図２の車載無線機１１１の無線部２２０、ＳＡＭ２３０および無線信号変調部２７０は、それぞれ、無線部２２０ａ、ＳＡＭ２３０ａおよび無線信号変調部２７０ａに変更される。また、無線部２２０ａは、図２に示された無線部２２０の構成に加えて、動作停止制御部２９０を備える。
【0091】
動作停止制御部２９０は、ＳＡＭ２３０ａ、無線信号変調部２７０ａおよび無線信号復調部２８０に接続される。動作停止制御部２９０は、無線信号復調部２８０を介して、路側無線機から送信された動作停止要求信号を受け取る。動作停止制御部２９０は、動作停止要求信号に基づいて、無線部２２０ａの動作を停止するための制御を行う。
【0092】
例えば、動作停止制御部２９０は、動作停止要求信号に基づいて、無線信号変調部２７０ａに対して変調処理を停止する制御信号を出力する。無線信号変調部２７０ａは、動作停止制御部２９０からの制御信号に応答して、変調処理の動作を停止する。これにより、車載無線機１１１ａは、無線データパケットなどのデータを送信することができなくなる。
【0093】
また、例えば、動作停止制御部２９０は、動作停止要求信号に基づいて、ＳＡＭ２３０ａに対して送受信データに対する信号処理の動作を停止する制御信号を出力する。ＳＡＭ２３０ａは、動作停止制御部２９０からの制御信号に応答して、送受信データに対する信号処理の動作を停止する。これにより、車載無線機１１１ａは、無線データパケットに係る送受信処理を行うことができなくなる。
【0094】
このように、実施の形態２に係る路側無線機は、なりすまし無線機として登録されている車載無線機に対して無線部の動作停止を要求する動作停止要求信号を送信する。また、実施の形態２に係る車載無線機は、動作停止要求信号を受け取ると、無線部の動作を停止するための制御を行う。これにより、路側無線機になりすまし無線機として登録がなされた異常な車載無線機を無線通信システムから確実に排除することができる。
【0095】
［実施の形態３］次に、実施の形態３について説明する。実施の形態１および２では、車載無線機の無線部によって付与された車両識別情報と車載無線機のアプリケーション部によって付与された通信種別情報との違いを検出することによって、アプリケーション部に改竄が加えられたなりすまし無線機を検出することが説明された。しかしながら、実施の形態１および２の手法では、正常な車載無線機の無線データパケットに含まれる車両識別情報と通信種別情報の両方をコピーすることによってなりすましが行われた場合には、なしすましの検出ができない。実施の形態３では、車両識別情報と通信種別情報が同一であるなりすまし無線機であっても、なりすましの検出ができる実施の形態について説明される。
【0096】
図９は、実施の形態３に係る路側無線機１３１ｂの構成の一例を示すブロック図である。路側無線機１３１ｂは、路側無線機１３１の他の実施の形態に相当する。図９に示されるように、図４の路側無線機１３１の無線部３２０、無線データ処理部３５０および周波数チャネル割当制御部３６０は、それぞれ、無線部３２０ｂ、無線データ処理部３５０ｂおよび周波数チャネル割当制御部３６０ｂに変更される。また、無線データ処理部３５０ｂは、ＳＡＭ切り替え確認部３５１を有する。
【0097】
図１０は、実施の形態３に係る周波数チャネル割当制御部３６０ｂの構成の一例を示すブロック図である。図１０に示されるように、図７の周波数チャネル割当制御部３６０ａの周波数チャネル割当許可部３６１ａ、割り当て管理情報格納部３６２および割当信号生成部３６３は、それぞれ、周波数チャネル割当許可部３６１ｂ、割当管理情報格納部３６２ｂおよび割当信号生成部３６３ｂに変更される。
【0098】
図１１は、実施の形態３に係る車載無線機１１１ｂの構成の一例を示すブロック図である。車載無線機１１１ｂは、車載無線機１１１の他の実施の形態に相当する。図１１に示されるように、図８の車載無線機１１１ａの無線部２２０ａ、ＳＡＭ２３０ａおよび周波数チャネル割当制御部２６０は、それぞれ、無線部２２０ｂ、ＳＡＭ（第２のＳＡＭ）２３０ｂおよび周波数チャネル割当制御部２６０ｂに変更される。
【0099】
図１２は、実施の形態３に係る周波数チャネル割当制御部２６０ｂの構成の一例を示すブロック図である。図１２に示されるように、図３の周波数チャネル割当制御部２６０の割当情報抽出部２６４は、割当情報抽出部２６４ｂに変更される。
【0100】
続いて、図９ないし１２を参照しながら、実施の形態３に係る路側無線機１３１ｂおよび車載無線機１１１ｂの各ブロックの機能および動作につき、処理の流れに沿って説明する。まず、図１０に示されるように、周波数チャネル割当許可部３６１ｂは、車載無線機１１１ｂから送信された最初の周波数チャネル要求信号を受け取ると、割り当て信号生成部３６３ｂへ許可する周波数チャネルの情報を出力するとともに、周波数チャネル割当信号およびＳＡＭ情報切り替え要求信号の生成を指示するための制御信号を出力する。
【0101】
割当信号生成部３６３ｂは、周波数チャネル割当許可部３６１ｂから周波数チャネル割当信号およびＳＡＭ情報切り替え要求信号の生成を指示するための制御信号を受け取ると、車載無線機１１１ｂに対して許可される周波数チャネルの情報を含む周波数チャネル割当信号およびＳＡＭ情報切り替え要求信号を生成する。生成された周波数チャネル割当信号およびＳＡＭ情報切り替え要求信号は、無線信号変調部３７０を介して、車載無線機１１１ｂへ送信される。なお、周波数チャネル割当信号およびＳＡＭ情報切り替え要求信号は、１つの信号として車載無線機１１１ｂへ送信されてもよい。また、割当信号生成部３６３ｂは、無線データ処理部３５０ｂに接続され、ＳＡＭ情報切り替え要求信号が出力された旨を無線データ処理部３５０ｂへ通知する。
【0102】
図１２に示されるように、割当情報抽出部２６４ｂは、路側無線機１３１ｂから送信された周波数チャネル割当信号およびＳＡＭ情報切り替え要求信号を受け取ると、周波数チャネル割当信号から許可された周波数チャネルの情報を抽出する。抽出された周波数チャネルの情報は、周波数チャネル割当確認部２６１および割当許可情報格納部２６２へ出力される。また、割当情報抽出部２６４ｂは、ＳＡＭ２３０ｂに接続され、ＳＡＭ情報切り替え指示信号をＳＡＭ２３０へ出力する。
【0103】
図１１に示されるように、ＳＡＭ２３０ｂは、複数のＳＡＭ情報（例えば、ＳＡＭ情報１およびＳＡＭ情報２）を保有する。ＳＡＭ２３０ｂは、周波数チャネル割当制御部２６０ｂの割当情報抽出部２６４ｂからＳＡＭ情報切り替え指示信号を受け取ると、ＳＡＭ情報の切り替え処理を行う。具体的には、ＳＡＭ２３０ｂは、異なるＳＡＭ情報が使用されたＳＡＭヘッダを含む複数のＳＡＭデータパケットを生成する。このように、ＳＡＭ２３０ｂにおいてＳＡＭ情報の切り替え処理が行われると、車載無線機１１１ｂは、送信処理において、異なるＳＡＭ情報を含む複数の無線データパケットを送信することとなる。
【0104】
図９に示されるように、無線データ処理部３５０ｂは、許可された周波数チャネルを用いて車載無線機１１１ｂから送信された複数の無線データパケットを受け取る。周波数チャネル割当制御部３６０ｂの割当信号生成部３６３ｂから無線データ処理部３５０ｂへＳＡＭ情報切り替え要求信号が出力された旨が通知されている場合には、ＳＡＭ切り替え確認部３５１は、受け取った無線データパケットのＳＡＭヘッダを参照して、ＳＡＭ情報の切り替え処理が行われているか否かを確認する。例えば、ＳＡＭ切り替え確認部３５１は、ＳＡＭヘッダに含まれるデータ列が異なる複数の無線データパケットを確認することによって、ＳＡＭ情報の切り替え処理が行われているか否かを確認することができる。
【0105】
ＳＡＭ切り替え確認部３５１が、ＳＡＭ情報の切り替え処理が行われていることを確認した場合には、無線データ処理部３５０ｂは、車載無線機１１１ｂがなりすまし無線機ではないと判断する。この場合には、受け取った無線データパケットをＳＡＭ３３０へ出力する。一方、ＳＡＭ切り替え確認部３５１が、ＳＡＭ情報の切り替え処理が行われていることを確認できない場合には、無線データ処理部３５０ｂは、車載無線機１１１ｂがなりすまし無線機であると判断する。なりすまし無線機では、ＳＡＭ情報切り替え要求信号に応答して、ＳＡＭ情報の切り替え処理を行うことができないからである。この場合には、無線データ処理部３５０ｂは、受け取った無線データパケットを無効なデータとして扱うと共に、なりすまし無線機の情報を生成する。生成されたなりすまし無線機の情報は、無線データ処理部３５０ｂから割当管理情報格納部３６２ｂへ出力され、周波数チャネル割当管理情報に登録される。また、加えて、路側無線機１３１ｂから車載無線機１１１ｂへ動作停止要求信号を出力するようにしてもよい。
【0106】
なお、周波数チャネル割当管理情報になりすまし無線機の情報として登録されてしまうと、たとえなりすまされた正常な車載無線機であったとしても、なりすまし無線機と判断され、無線通信ができなくなってしまう。これを防ぐために、周波数チャネル割当管理情報になりすまし無線機として登録されている車載無線機であったとしても、最初の無線通信では、周波数チャネルを割り当てて、ＳＡＭ情報の切り替え処理を実行するようにしてもよい。このとき、ＳＡＭ情報の切り替え処理が正常に実行できることを確認できれば、当該車載無線機は、なりすまし無線機ではないと判断される。この場合、なりすましに使用されたＳＡＭ情報は、今後使用しないようにしてもよい。
【0107】
実施の形態１ないし３では、車載無線機および路側無線機の構成および機能が、図面のブロック図を参照して説明された。図中のブロックの機能は、ハードウェア（Ｈ／Ｗ）、ソフトウェア（Ｓ／Ｗ）、もしくは、Ｈ／ＷとＳ／Ｗの組合せによって構成されることができる。
【0108】
図１３は、車載無線機および路側無線機のＨ／Ｗ構成の一例を示すブロック図である。図１３に示されるように、ＣＰＵ４０１、メモリ４０２および送受信回路４０３は、バス４０４を経由して互いに接続されている。例えば、実施の形態１ないし３に係る無線信号変調部および無線信号復調部は、送受信回路４０３によって構成され得る。また、例えば、実施の形態１ないし３に係るアプリケーション部、ＳＡＭ、無線データ生成部、無線データ処理部および周波数チャネル割当制御部などは、ＣＰＵ４０１がメモリ４０２に格納された所定のプログラムを読み出し、読み出したプログラムを実行することで実現され得る。すなわち、アプリケーション部、ＳＡＭ、無線データ生成部、無線データ処理部および周波数チャネル割当制御部などは、Ｈ／ＷとＳ／Ｗの組合せによって構成されることができる。
【0109】
なお、実施の形態１ないし３に係る車載無線機は、無線通信装置が車両本体に部品の一部として組み込まれている態様に限定されない。例えば、スマートフォンなどのモバイル端末を車両に持ち込まれる態様が含まれてもよい。
【0110】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【0111】
１００： 無線通信システム１１０、１２０： 車両
１１１、１１１ａ、１１１ｂ、１２１： 車載無線機
１３０： 路側機
１３１、１３１ｂ： 路側無線機
２１０、３１０： アプリケーション部
２２０、２２０ａ、２２０ｂ、３２０、３２０ｂ： 無線部
２３０、２３０ａ、２３０ｂ、３３０： ＳＡＭ
２４０、３４０ 無線データ生成部
２５０、３５０、３５０ｂ： 無線データ処理部
２６０、２６０ｂ、３６０、３６０ａ、３６０ｂ： 周波数チャネル割当制御部
２６１： 周波数チャネル割当確認部
２６２： 割当許可情報格納部
２６３： 要求信号生成部
２６４、２６４ｂ： 割当情報抽出部
２７０、２７０ａ、３７０： 無線信号変調部
２８０、３８０： 無線信号復調部
２９０： 動作停止制御部
３１１： 車両クラス情報比較部
３５１： ＳＡＭ切り替え確認部
３６１、３６１ａ、３６１ｂ： 周波数チャネル割当許可部
３６２、３６２ｂ： 割当管理情報格納部
３６３、３６３ｂ： 割当信号生成部
３６４： 要求信号受付部
３６５： 停止信号生成部
４０１： ＣＰＵ
４０２： メモリ
４０３： 送受信回路
４０４： バス