JP6060678B2 - Wireless communication system, mobile body, wireless communication method and program - Google Patents
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本発明は無線通信システム、移動体、無線通信方法及びプログラムに関し、特に狭帯域ビームを用いて通信を行う無線通信システム、移動体、無線通信方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to a radio communication system, a mobile unit, a radio communication method, and a program, and more particularly to a radio communication system, a mobile unit, a radio communication method, and a program that perform communication using a narrowband beam.
近年、複数の移動体が相互に無線通信を行うことによりアドホックネットワークを構成する通信方法が知られている。例えば、それぞれの移動体は、オムニアンテナを用いて他の移動体と無線通信を行う。さらに、移動体間の無線通信には、時分割多元アクセス通信方式(TDMA)が用いられており、それぞれの移動体には送信可能なタイムスロットが割り当てられている。 In recent years, there has been known a communication method in which an ad hoc network is configured by wireless communication between a plurality of mobile units. For example, each mobile unit performs wireless communication with another mobile unit using an omni antenna. Furthermore, time division multiple access communication (TDMA) is used for wireless communication between mobile units, and a time slot that can be transmitted is assigned to each mobile unit.
特許文献1には、複数の移動体を有するアドホックネットワークにおいて、それぞれの移動体の位置情報を共有する移動体情報共有システムが開示されている。具体的には、移動体情報共有システムは、複数の移動体及び大型移動体を含む。大型移動体は、それぞれの移動体における位置情報の演算処理負担を軽減させるために、それぞれの移動体から送信された機体情報等の情報に基づいてそれぞれの移動体の位置情報を生成する。大型移動体は、オムニアンテナを用いてそれぞれの移動体に対して生成した位置情報を送信する。それぞれの移動体は、大型移動体からオムニアンテナを用いて送信された送信データを受信し、無線ネットワーク内の複数の移動体の位置情報を共有する。
特許文献1に開示された移動体情報共有システムは、移動体間においては位置情報に関するデータ通信を行わず、それぞれの移動体は、大型移動体からオムニアンテナを用いて送信された位置情報に関するデータを受信することにより、他の移動体の位置情報を取得することができる。オムニアンテナは、全方位性アンテナである。そのため、オムニアンテナを用いて送信されるデータは、移動体情報共有システムにおいて情報共有が許可されていない移動体であっても、大型移動体から送信される送信データが到達する範囲内において容易に情報を取得することができるという問題がある。
The mobile body information sharing system disclosed in
本発明はこのような問題を解決するために、情報漏えいを防止して移動体に関する情報を共有することができる無線通信システム、移動体、無線通信方法及びプログラムを提供することを目的とする。 In order to solve such a problem, an object of the present invention is to provide a wireless communication system, a mobile body, a wireless communication method, and a program capable of preventing information leakage and sharing information about the mobile body.
本発明の第1の態様にかかる無線通信システムは、複数の移動体間において無線通信が行われる無線通信システムであって、第1の移動体が直接無線通信を行わない第2の移動体に関する情報を取得する場合、前記第1の移動体は、前記第1の移動体と狭帯域ビームを用いて直接無線通信を行いさらに前記第2の移動体と狭帯域ビームを用いて直接無線通信を行う第3の移動体から前記第2の移動体に関する情報を取得するように構成されるものである。 A wireless communication system according to a first aspect of the present invention is a wireless communication system in which wireless communication is performed between a plurality of mobile bodies, and the first mobile body relates to a second mobile body in which direct wireless communication is not performed. When acquiring information, the first mobile unit performs direct wireless communication with the first mobile unit using a narrowband beam and further performs direct wireless communication with the second mobile unit using a narrowband beam. It is comprised so that the information regarding the said 2nd moving body may be acquired from the 3rd moving body to perform.
本発明の第2の態様にかかる移動体は、複数の移動体間において無線通信が行われる無線通信システムに含まれる移動体であって、直接無線通信を行わない非接続移動体に関する情報を取得する場合、自装置と狭帯域ビームを用いて直接無線通信を行いさらに前記非接続移動体と狭帯域ビームを用いて直接無線通信を行う接続移動体から前記非接続移動体に関する情報を取得する通信部を備えるものである。 The mobile body according to the second aspect of the present invention is a mobile body included in a wireless communication system in which wireless communication is performed between a plurality of mobile bodies, and acquires information regarding a non-connected mobile body that does not perform direct wireless communication. In this case, direct wireless communication is performed using the narrow band beam with the own apparatus, and communication for acquiring information related to the unconnected mobile body from the connected mobile body that performs direct wireless communication with the unconnected mobile body using the narrow band beam. It has a part.
本発明の第3の態様にかかる無線通信方法は、複数の移動体間において無線通信が行われる無線通信システムに含まれる移動体の無線通信方法であって、直接無線通信を行わない非接続移動体に関する情報を取得する場合、自装置と狭帯域ビームを用いて直接無線通信を行いさらに前記非接続移動体と狭帯域ビームを用いて直接無線通信を行う接続移動体から前記非接続移動体に関する情報を取得する工程を備えるものである。 A radio communication method according to a third aspect of the present invention is a radio communication method for a mobile unit included in a radio communication system in which radio communication is performed between a plurality of mobile units, and is a non-connection mobile that does not perform direct radio communication. When acquiring information related to a body, the wireless communication device directly performs wireless communication using a narrow-band beam with its own device, and further relates to the non-connected mobile body from a connected mobile body that performs direct wireless communication using the narrow-band beam. A step of acquiring information.
本発明の第4の態様にかかるプログラムは、複数の移動体間において無線通信が行われる無線通信システムに含まれる移動体のコンピュータに実行させるプログラムであって、直接無線通信を行わない非接続移動体に関する情報を取得する場合、自装置と狭帯域ビームを用いて直接無線通信を行いさらに前記非接続移動体と狭帯域ビームを用いて直接無線通信を行う接続移動体から前記非接続移動体に関する情報を取得する工程をコンピュータに実行させるものである。 A program according to a fourth aspect of the present invention is a program that is executed by a mobile computer included in a wireless communication system in which wireless communication is performed between a plurality of mobile objects, and that is not connected directly and does not perform wireless communication. When acquiring information related to a body, the wireless communication device directly performs wireless communication using a narrow-band beam with its own device, and further relates to the non-connected mobile body from a connected mobile body that performs direct wireless communication using the narrow-band beam. A computer executes a process of acquiring information.
本発明により、情報漏えいを防止して移動体に関する情報を共有することができる無線通信システム、移動体及び無線通信方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a wireless communication system, a mobile body, and a wireless communication method capable of preventing information leakage and sharing information about the mobile body.
(実施の形態1)
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1を用いて本発明の実施の形態1にかかる無線通信システムの構成例について説明する。無線通信システムは、移動体1〜4を有している。移動体とは、例えば携帯端末(携帯電話、携帯情報端末(PDA)、ノートパソコン等)、自動車、航空機、船舶、鉄道もしくは歩行者等であってもよい。移動体1と移動体3とは狭帯域ビームを用いて無線通信を行う。例えば狭帯域ビームは、ペンシルビームと称されてもよい。同様に、移動体1及び移動体4、移動体2及び移動体3、移動体2及び移動体4についても狭帯域ビームを用いて無線通信を行う。移動体1及び移動体2については、直接無線通信を行わない。ここで、ビームとは、光、マイクロ波、ミリ波、X線等の電磁波ビームであってもよく、超音波ビームもしくは粒子ビームであってもよい。
(Embodiment 1)
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. A configuration example of the wireless communication system according to the first exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The wireless communication system includes
移動体1は、移動体2に関する情報を取得する際に、直接無線通信を行う移動体3から移動体2に関する情報を取得する。直接無線通信を行う移動体間においては、対向するそれぞれの移動体は、保持する情報を対向する移動体へ送信する。この場合、例えば、移動体3は、保持している移動体2に関する情報を移動体1へ送信する。対向するそれぞれの移動体が、他の移動体に関する情報を予め取得していない場合、例えば、移動体3が移動体2に関する情報を予め取得していない場合、移動体3は、移動体1の取得要求に応じて移動体2から移動体2に関する情報を取得し、取得した情報を移動体1へ送信してもよい。
When the
例えば移動体に関する情報として、移動体の位置情報、移動体が向かう目的地の情報又は移動体が有する画像情報等がある。移動体に関する情報は、これらに限定されず、移動体が有する情報の全てを収集対象の情報としてもよい。 For example, the information on the moving body includes the position information of the moving body, the information on the destination to which the moving body heads, the image information that the moving body has. The information regarding the moving body is not limited to these, and all of the information that the moving body has may be used as information to be collected.
以上説明したように、図1の無線通信システムにおいて、移動体間は、狭帯域ビームを用いて無線通信を行う。そのため、オムニアンテナを用いて無線通信を行う場合と比較して、情報共有を行う対象外の移動体に対して情報が漏えいする可能性を低く抑えることができる。 As described above, in the wireless communication system of FIG. 1, wireless communication is performed between mobile bodies using a narrowband beam. Therefore, compared with the case where wireless communication is performed using an omni antenna, it is possible to reduce the possibility of information leaking to mobile bodies that are not subject to information sharing.
続いて図2を用いて本発明の実施の形態1にかかる無線通信システムに含まれる移動体1の構成例について説明する。移動体1〜4は、同様の構成を有するため、図2においては移動体1の構成についてのみ説明し、その他の移動体に関する説明を省略する。
Next, a configuration example of the moving
移動体1は、通信部11、周辺移動体情報データベース(DB)12及びメッセージ生成部13を有する。
The
通信部11は、他の移動体に対して出力する狭帯域ビームを用いてデータ送信を行う。さらに、通信部11は、他の移動体から出力される狭帯域ビームを用いてデータ受信を行う。通信部11は、他の移動体に対して自己の位置情報及びどの移動体と接続しているかに関する情報を送信してもよい。また、通信部11は、他の移動体から他の移動体の位置情報及び他の移動体がどの移動体と接続しているかに関する情報を受信してもよい。ここで移動体と接続するとは、移動体と狭帯域ビームを用いてデータの送信及び受信を行うことができる状態とすることを意図している。
The
また、通信部11は、指向性アンテナを用いて構成され、他の移動体から出力される狭帯域ビームを用いてデータを受信するために、指向性アンテナを狭帯域ビームを送信する移動体の方向へ指向させる。これにより、他の移動体から送信される狭帯域ビームに対して、移動体1における受信アンテナ利得を向上させることができる。そのため、狭帯域ビームを送信する移動体は、移動体1においてオムニアンテナを用いる場合と比較して送信電力を減少させて狭帯域ビームを移動体1へ送信することができる。
In addition, the
ここで、図3を用いて狭帯域ビームについて説明を行う。図3には、移動体1から出力される狭帯域ビームは、移動体1から離れるほどビーム幅が拡がる様子を示している。例えば地点Aにおける狭帯域ビームのビーム幅は100メートルとなる。さらに、地点Bにおける狭帯域ビームのビーム幅は1キロメートルとなり、地点Cにおける狭帯域ビームのビーム幅は5キロメートルとなり、地点Dにおける狭帯域ビームのビーム幅は10キロメートルとなる。A〜Dは、移動体1からの距離を示す数値が用いられてもよい。地点A〜地点Dにおけるビーム幅は、角度を示すビーム拡がり角に応じて異なる。ビームの拡がり角は、移動体1において調整されてもよい。
Here, the narrowband beam will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows a state in which the beam width of the narrow band beam output from the moving
図2に戻り、周辺移動体情報DB12には、通信部11において受信した他の移動体がどの移動体と接続しているかに関する情報に基づいて生成された他の移動体までのホップ数が保持されている。ここで、図4Aを用いて移動体1の周辺移動体情報DB12において保持されている情報について説明する。
Returning to FIG. 2, the peripheral mobile
周辺移動体情報DB12には、移動体番号とホップ数とが対応付けられている。機体番号は、移動体1〜4を識別するための符号であり、移動体1であれば1、移動体2であれば2、移動体3であれば3、移動体4であれば4が割り当てられている。ホップ数は、他の移動体がどの移動体と接続しているかに関する情報に基づいて決定される。具体的には、移動体1と直接無線通信を行っている移動体3及び移動体4についてはホップ数を1として周辺移動体情報DB12に記録する。さらに、移動体1は、移動体3が移動体2と接続しているとの情報を受信した場合、移動体2との間のホップ数を2として周辺移動体情報DB12に記録する。ここで、図4Bは、移動体2の周辺移動体情報DB12において保持されている情報であり、図4Cは、移動体3の周辺移動体情報DB12において保持されている情報であり、図4Dは、移動体4の周辺移動体情報DB12において保持されている情報である。図4B〜図4Dにおいても、図4Aと同様に移動体番号とホップ数とが対応付けられている。
In the peripheral mobile
図2に戻り、メッセージ生成部13は、通信部11から送信する送信メッセージを生成する。移動体間の無線通信においては、TDMA(Time Division Multiple Access:時分割多元アクセス通信方式)で割り当てられるタイムスロットを用いてペアとなる移動体間でデータを送受信する。メッセージ生成部13は、移動体1に割り当てられたタイムスロットに設定するメッセージを生成する。この時、ペアとなる移動体が互いに狭帯域ビームを照射し合うことにより全二重通信が可能となる。また、各タイムスロットにおいて、一方の移動体が他方の移動体へ狭帯域ビームを照射するように通信を行うことにより、半二重通信が可能となる。ここで、図5を用いてTDMAで割り当てられるタイムスロットの構成例について説明する。
Returning to FIG. 2, the
図5には、2秒間にフレーム1〜10が割り当てられる構成が示されている。さらに、それぞれのフレームは、複数の専用タイムスロット及び複数のプールタイムスロットを有する。プールタイムスロットは、専用タイムスロット以外の予備用として用いられるタイムスロットであり、予備用タイムスロットと称されてもよい。専用タイムスロットは、スロット番号として1、2、3等を用いて識別される。プールタイムスロットは、スロット番号として1'、2'、3'等を用いて識別される。以下に、それぞれのタイムスロットにおいて送信されるメッセージについて説明する。 FIG. 5 shows a configuration in which frames 1 to 10 are assigned in 2 seconds. In addition, each frame has a plurality of dedicated time slots and a plurality of pool time slots. The pool time slot is a time slot used as a spare other than the dedicated time slot, and may be referred to as a spare time slot. Dedicated time slots are identified using 1, 2, 3, etc. as slot numbers. Pool time slots are identified using 1 ′, 2 ′, 3 ′, etc. as slot numbers. Hereinafter, messages transmitted in each time slot will be described.
移動体1は、移動体2と直接無線通信を行わない。そのために、移動体1は、移動体2に関する情報を取得する必要がある場合に、移動体3から移動体2に関する情報を取得する。そこで、移動体1及び移動体3との間におけるデータの送受信を行うために割り当てられている専用タイムスロットが3である場合に、移動体1は、移動体3に対して移動体2に関する情報を送信することを要求するメッセージを専用タイムスロット3に設定する。さらに、移動体1は、移動体2に関する情報を送信する際にプールタイムスロット4を使用することを指示するメッセージも専用タイムスロット3に設定する。つまり、移動体1は、移動体2に関する情報をプールタイムスロット4に設定して送信することを指示するメッセージを専用タイムスロット3に設定する。
The
移動体3は、専用タイムスロット3に設定されたメッセージにおいて指示されたようにプールタイムスロット4に移動体2に関する情報を設定して送信する。
The
ここで、移動体3は、移動体1とは異なる他の移動体からもプールタイムスロット4を用いて移動体に関する情報を送信するように指示メッセージを受ける場合もある。例えば、移動体2及び移動体3との間におけるデータの送受信を行うために割り当てられている専用タイムスロットが7である場合に、移動体2が、専用タイムスロット7に移動体1に関する情報をタイムスロット4に設定して送信することを指示するメッセージを設定する。このように、異なる移動体1及び2が、同じプールスロットを指定して情報送信を指示した場合、移動体3は、専用タイムスロットに設定されている優先度に基づいてプールタイムスロットに設定する情報を選択してもよい。つまり、移動体3は、専用タイムスロットに設定されている優先度が高いメッセージの内容に従ってプールタイムスロットに設定する情報を選択してもよい。
Here, the
上述したように、専用タイムスロットには、直接無線通信が行われる対向装置間において、対向装置に対する指示メッセージが設定される。これに対して、プールタイムスロットには、指示メッセージを設定した移動体において必要とされる情報であって、指示メッセージを設定した移動体が直接無線通信を行わない移動体に関する情報が設定される。もしくは、プールタイムスロットには、専用タイムスロットに設定したメッセージの冗長性を確保するために、専用タイムスロットに設定されたメッセージが繰り返し設定されてもよい。また、1秒間に割り当てられるフレームの個数は5に制限されず、フレームに設定される時間を変更することにより、1秒間に割り当てられるフレームの個数は任意の個数とすることができる。 As described above, an instruction message for the opposite device is set in the dedicated time slot between the opposite devices in which direct wireless communication is performed. On the other hand, in the pool time slot, information related to a mobile unit that is required for the mobile unit that has set the instruction message and that does not directly perform wireless communication is set. . Alternatively, the message set in the dedicated time slot may be repeatedly set in the pool time slot in order to ensure the redundancy of the message set in the dedicated time slot. Further, the number of frames allocated to one second is not limited to five, and the number of frames allocated to one second can be set to an arbitrary number by changing the time set for the frame.
ここで、図6を用いて1フレーム内における専用タイムスロット及びプールタイムスロットの個数について説明する。1フレーム内における専用タイムスロット及びプールタイムスロットの個数を決定する際に、次のような前提条件を設定する。 Here, the number of dedicated time slots and pool time slots in one frame will be described with reference to FIG. The following preconditions are set when determining the number of dedicated time slots and pool time slots in one frame.
一つ目の前提条件として、対向装置間は、全二重通信による通信を行うことができるとする。この場合、全二重通信に用いられる送信周波数と受信周波数との間には十分なガードバンドを確保することとする。 As a first precondition, it is assumed that communication between opposite devices can be performed by full-duplex communication. In this case, a sufficient guard band is secured between the transmission frequency and the reception frequency used for full-duplex communication.
二つ目の前提条件として、無線通信システム内には8の移動体が存在し、1タイムスロットにおいて4ペアが同時に通信を行うことができることとする。 As a second precondition, there are 8 mobile units in the wireless communication system, and 4 pairs can simultaneously communicate in one time slot.
三つ目の前提条件として、1フレームの時間幅を200msとし、1タイムスロットの時間幅を約10msとして、1フレーム内には20個のタイムスロットを設定することとする。 As a third precondition, it is assumed that the time width of one frame is 200 ms, the time width of one time slot is about 10 ms, and 20 time slots are set in one frame.
このように三つの前提条件を考慮した場合、8の移動体がそれぞれ全二重による対向通信を行う組み合わせは、28通り存在する。28通りは、8C2=28の計算結果に基づいている。 In this way, considering the three preconditions, there are 28 combinations in which 8 mobile units respectively perform full duplex opposite communication. The 28 ways are based on the calculation result of 8C2 = 28.
また、1タイムスロットにおいて4ペアが同時に通信を行うことができることから、7タイムスロットを用いることにより28通りの組み合わせに対してタイムスロットを割り当てることができる。 In addition, since 4 pairs can communicate simultaneously in one time slot, time slots can be assigned to 28 combinations by using 7 time slots.
これより、予め移動体のペアが定められている対向通信用に用いられる専用タイムスロットの数は7個とすることができる。専用タイムスロットのスロット番号を1〜7とする。残りの13個をプールタイムスロットとして用いることができるが、プールタイムスロットは次のように使用用途が定められてもよい。 As a result, the number of dedicated time slots used for opposing communication in which a pair of mobile objects is determined in advance can be seven. The slot numbers of the dedicated time slots are 1-7. The remaining 13 can be used as pool time slots, but the pool time slots may be used in the following manner.
はじめに、専用タイムスロットの個数と同じ7個のタイムスロットをプールタイムスロットIとする。プールタイムスロットIのスロット番号を1'〜7'とする。プールタイムスロットIは、専用タイムスロットに設定したメッセージの冗長性を確保するために、専用タイムスロットに設定されたメッセージを繰り返し設定するために用いられてもよい。もしくは、プールタイムスロットIは、専用タイムスロットに指示メッセージを設定した移動体と無線通信が直接行われない移動体に関する情報を設定するために用いられてもよい。 First, the same seven time slots as the number of dedicated time slots are defined as pool time slot I. The slot numbers of the pool time slot I are 1 ′ to 7 ′. The pool time slot I may be used to repeatedly set the message set in the dedicated time slot in order to ensure the redundancy of the message set in the dedicated time slot. Alternatively, the pool time slot I may be used to set information related to a mobile unit that does not directly perform wireless communication with a mobile unit that has set an instruction message in a dedicated time slot.
また、残りのタイムスロットの6個をプールタイムスロットIIとする。プールタイムスロットIIのスロット番号をA〜Fとする。プールタイムスロットIIは、専用タイムスロットに指示メッセージを設定した移動体と無線通信が直接行われない移動体に関する情報を設定するために用いられてもよく、その他の用途に用いられてもよい。 The remaining six time slots are designated as pool time slot II. The slot numbers of pool time slot II are A to F. The pool time slot II may be used to set information related to a mobile unit that does not directly communicate with a mobile unit that has set an instruction message in the dedicated time slot, or may be used for other purposes.
このように、専用タイムススロット及びプールタイムスロットは、主に無線通信システム内に存在する移動体の数と、1タイムスロットにおいて同時に通信することができるペア数とに応じて、割り当てられる個数が定められる。 As described above, the number of dedicated time slots and pool time slots is determined mainly depending on the number of mobile units existing in the wireless communication system and the number of pairs that can simultaneously communicate in one time slot. It is done.
図2に戻り、メッセージ生成部13は、専用タイムスロットに設定するメッセージ及びプールタイムスロットに設定するメッセージを生成し、生成したメッセージを通信部11へ出力する。この時、メッセージ生成部13は、専用タイムスロットに設定するメッセージに対して優先度を設定してもよい。さらに、メッセージ生成部13は、取得する必要のある情報をどの移動体から取得するかを選択してもよい。例えば、移動体1が移動体2に関する情報を取得する場合、移動体3もしくは移動体4から移動体2に関する情報を取得することができる。このような場合、移動体1は、移動体3及び移動体4との間の電界強度又は移動体2までのホップ数等に基づいて移動体を選択してもよい。
Returning to FIG. 2, the
続いて、図7を用いて移動体におけるメッセージ送信処理の流れについて説明する。はじめに、移動体1は、入手する必要のある情報(以下、入手情報とする)を決定する(S11)。入手情報の決定は、例えば移動体1におけるCPU(Central Processing Unit)等の制御部(図示せず)において決定されてもよい。例えば移動体1において入手する必要のある情報とは、直接無線通信を行わない移動体2の位置情報等である。
Next, the flow of message transmission processing in the mobile unit will be described with reference to FIG. First, the mobile 1 determines information that needs to be obtained (hereinafter referred to as obtained information) (S11). The acquisition information may be determined by a control unit (not shown) such as a CPU (Central Processing Unit) in the
次に、メッセージ生成部13は、決定した入手情報の優先度を設定する(S12)。優先度は、例えば高、中もしくは低等を示す識別子が用いられてもよい。それぞれの移動体は、入手情報に対して優先度を設定するために予め定められたルールがある場合、予め定められたルールに基づいてメッセージに優先度を設定してもよい。
Next, the
次に、メッセージ生成部13は、入手情報をどの移動体から取得するかを選択する(S13)。例えば、移動体1が移動体2に関する情報を取得する必要がある場合、移動体1は、移動体3もしくは移動体4から移動体2に関する情報を取得することができる。移動体1は、入手情報を取得する移動体を、移動体2までのホップ数もしくは移動体3及び移動体4との間の電界強度等に基づいて選択してもよい。例えば、移動体2までのホップ数は、移動体3及び移動体4ともに1である。移動体1から移動体2までのホップ数は同じであるため、移動体1は、移動体3もしくは4との電界強度が大きい方を入手情報を取得する移動体として選択してもよい。
Next, the
メッセージ生成部13は、入手情報を取得する移動体として選択した移動体との間の通信に割り当てられた専用タイムスロットに、入手情報の優先度及び入手情報を設定するプールタイムスロット番号を設定する(S14)。
The
次に、通信部11は、メッセージ生成部13において設定されたメッセージを送信する(S15)。
Next, the
続いて図8を用いて、図7の送信処理を経て送信されたメッセージを受信する場合の移動体における処理の流れについて説明する。図8においては、移動体3におけるメッセージの受信処理の流れについて説明する。移動体3は、移動体装置3に割り当てられた専用タイムスロットに設定されている自己宛のメッセージを抽出する(S21)。次に、移動体3は、移動体の情報を要求する複数のメッセージがあるか否かを判定する(S22)。移動体3は、移動体の情報を要求するメッセージが複数ではなく1つである場合、指定されたプールタイムスロットに指定された情報を設定する(S23)。
Next, the flow of processing in the mobile unit when a message transmitted through the transmission processing in FIG. 7 is received will be described with reference to FIG. In FIG. 8, the flow of message reception processing in the mobile 3 will be described. The mobile 3 extracts a message addressed to itself set in a dedicated time slot assigned to the mobile device 3 (S21). Next, the
ステップS22において、移動体3は、移動体の情報を要求する複数のメッセージがあると判定した場合、複数のメッセージにおいて情報を送信するために指定されたプールタイムスロットが重複しているか否かを判定する(S24)。移動体3は、指定されたプールタイムスロットが重複していないと判定した場合、指定されたプールタイムスロットに指定された情報を設定する(S23)。
In step S22, when the
ステップS24において、移動体3は、指定されたプールタイムスロットが重複していると判定した場合、抽出したメッセージに設定されている優先度を確認する(S25)。移動体3は、指定されたプールタイムスロットに、優先度の高いメッセージにおいて指定された情報を設定する(S23)。
In step S24, when the
ここで、優先度を比較された結果、指定したプールタイムスロットを用いて情報を取得することができなかった移動体は、次のフレームにおいて再度同じ情報を取得することを指示するメッセージを専用タイムスロットに設定してもよい。この時、移動体のメッセージ生成部13は、メッセージに設定する優先度を一段階高くして設定してもよい。このように優先度を一段階高くして設定することにより、次のフレームにおいてプールタイムスロットを用いて情報を取得することができる可能性を高めることができる。
Here, as a result of the comparison of priorities, the mobile unit that has not been able to acquire information using the designated pool time slot displays a message instructing to acquire the same information again in the next frame. It may be set to a slot. At this time, the
以上説明したように、本発明の実施の形態1にかかる無線通信システムを用いることにより、専用タイムスロット及びプールタイムスロットを用いて移動体間の通信を行うことができる。また、プールタイムスロットを用いることにより、直接接続されていない移動体に関する情報を取得することができる。そのため、無線通信システム内の移動体が全て接続されているフルメッシュ接続の状態を構成しなくても、無線通信システム内の移動体は、他の移動体に関する情報を共有することができる。 As described above, by using the wireless communication system according to the first embodiment of the present invention, it is possible to perform communication between mobile units using dedicated time slots and pool time slots. Further, by using the pool time slot, it is possible to acquire information related to a mobile body that is not directly connected. Therefore, even if it does not comprise the state of the full mesh connection in which all the mobile bodies in the radio communication system are connected, the mobile bodies in the radio communication system can share information regarding other mobile bodies.
(実施の形態2)
続いて、図9を用いて本発明の実施の形態2にかかる無線通信システムの構成例について説明する。本図にかかる無線通信システムは、直線上に移動体21〜23が並んでいる例を示している。移動体21〜23のそれぞれの構成は、図2における移動体1の構成と同様であるため詳細な説明を省略する。本図における移動体間の通信にも狭帯域ビームが用いられる。本図のように移動体21〜23が直線上に並んでいる場合、移動体22が、移動体21及び移動体23の間の狭帯域ビームをさえぎる。そのため、移動体21は、移動体23と直接無線通信を行うことができない。
(Embodiment 2)
Next, a configuration example of the wireless communication system according to the second exemplary embodiment of the present invention is described with reference to FIG. The radio | wireless communications system concerning this figure has shown the example in which the mobile bodies 21-23 are located in a line on a straight line. Since each structure of the moving bodies 21-23 is the same as that of the moving
ここで、図10A〜図10Cを用いて移動体21〜23のそれぞれの周辺移動体情報DB12において保持されている情報について説明する。 Here, the information hold | maintained in each periphery moving body information DB12 of the moving bodies 21-23 is demonstrated using FIG. 10A-FIG. 10C.
図10Aは、移動体21の周辺移動体情報DB12において保持されている情報を示している。移動体21は、移動体22と直接無線通信を行うことができるためホップ数を1としている。また移動体21は、移動体23とは直接無線通信を行うことができないが、移動体22及び移動体23が直接無線通信を行うことができるため、ホップ数を2としている。図10Bは、移動体22の周辺移動体情報DB12において保持されている情報を示している。移動体22は、移動体21及び移動体23と直接無線通信を行うことができるためそれぞれホップ数を1としている。図10Cは、移動体23の周辺移動体情報DB12において保持されている情報を示している。移動体23は、移動体22と直接無線通信を行うことができるためホップ数を1としている。また移動体23は、移動体21とは直接無線通信を行うことができないが、移動体21及び移動体22が直接無線通信を行うことができるため、ホップ数を2としている。
FIG. 10A shows information held in the peripheral mobile
このような場合に、例えば移動体21は、直接無線通信をおこなわない移動体23に関する情報を取得する場合、移動体22から移動体23に関する情報を取得する。具体的には、図5に示される専用タイムスロット2が移動体21及び移動体22の対向通信用に割り当てられている場合、移動体21は、移動体22に対して専用タイムスロット2に、移動体23に関する情報を例えばプールタイムスロット4に設定して送信することを指示するメッセージを設定する。
In such a case, for example, when the
専用タイムスロット2に設定されている指示メッセージを受信した移動体22は、指定されたプールタイムスロット4に、移動体23に関する情報を設定して送信する。
The
以上説明したように、本発明の実施の形態2に示すように直線上に移動体が並ぶことによって、移動体間の直接通信が遮られる場合においても、プールタイムスロットを用いて直接接続されていない移動体に関する情報を取得することができる。 As described above, even when direct communication between moving bodies is blocked by arranging moving bodies on a straight line as shown in the second embodiment of the present invention, they are directly connected using pool time slots. Information about no moving objects can be obtained.
(実施の形態3)
続いて、図11を用いて本発明の実施の形態3にかかる1フレーム内における専用タイムスロット及びプールタイムスロットの個数の設定方法について説明する。1フレーム内における専用タイムスロット及びプールタイムスロットの個数を決定する際に、次のような前提条件を設定する。なお、下記に記載する一つ目と三つ目の前提条件は、図6において説明した前提条件と同様である。二つ目の前提条件が、図6において説明した前提条件と異なる。
(Embodiment 3)
Next, a method for setting the number of dedicated time slots and pool time slots in one frame according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The following preconditions are set when determining the number of dedicated time slots and pool time slots in one frame. The first and third preconditions described below are the same as the preconditions described in FIG. The second precondition is different from the precondition described in FIG.
一つ目の前提条件として、対向装置間は、全二重通信による通信を行うことができるとする。この場合、全二重通信に用いられる送信周波数と受信周波数との間には十分なガードバンドを確保することとする。 As a first precondition, it is assumed that communication between opposite devices can be performed by full-duplex communication. In this case, a sufficient guard band is secured between the transmission frequency and the reception frequency used for full-duplex communication.
二つ目の前提条件として、無線通信システム内には8の移動体が存在し、1タイムスロットにおいて2ペアが同時に通信を行うことができることとする。 As a second precondition, there are 8 mobile units in the wireless communication system, and two pairs can simultaneously communicate in one time slot.
三つ目の前提条件として、1フレームの時間幅を200msとし、1タイムスロットの時間幅を約10msとして、1フレーム内には20個のタイムスロットを設定することとする。 As a third precondition, it is assumed that the time width of one frame is 200 ms, the time width of one time slot is about 10 ms, and 20 time slots are set in one frame.
このように三つの前提条件を考慮した場合、8の移動体がそれぞれ全二重による対向通信を行う組み合わせは、28通り存在する。28通りは、8C2=28の計算結果に基づいている。 In this way, considering the three preconditions, there are 28 combinations in which 8 mobile units respectively perform full duplex opposite communication. The 28 ways are based on the calculation result of 8C2 = 28.
また、1タイムスロットにおいて2ペアが同時に通信を行うことができることから、14タイムスロットを用いることにより28通りの組み合わせに対してタイムスロットを割り当てることができる。 Further, since two pairs can communicate simultaneously in one time slot, time slots can be assigned to 28 combinations by using 14 time slots.
これより、予め移動体のペアが定められている対向通信用に用いられる専用タイムスロットの数は14個とすることができる。専用タイムスロットのスロット番号を1〜14とする。残りの6個をプールタイムスロットとして用いることができる。 As a result, the number of dedicated time slots used for opposing communication in which a pair of mobile objects is determined in advance can be 14. The slot numbers of the dedicated time slots are 1-14. The remaining 6 can be used as pool time slots.
6個のプールタイムスロットのスロット番号をA〜Fとする。プールタイムスロットは、専用タイムスロットに指示メッセージを設定した移動体と無線通信を直接行わない移動体に関する情報を設定するために用いられてもよく、その他の用途に用いられてもよい。 The slot numbers of the six pool time slots are A to F. The pool time slot may be used to set information related to a mobile unit that does not directly perform wireless communication with a mobile unit that has set an instruction message in a dedicated time slot, or may be used for other purposes.
本図における専用タイムスロット及びプールタイムスロットの割り当ては、図6と比べて1タイムスロットにおいて同時に通信することができるペア数が少ない場合を想定している。1タイムスロットにおいて同時に通信することができるペア数が少ない場合とは、対向通信時に割り当てられる送信及び受信周波数が図6の場合と比べて少ないことを示している。このように同時に通信することができないペア数が少ない場合には、専用タイムスロットの数を増加させる必要があるため、プールタイムスロットの数が減少する。そのため、プールタイムスロットの使用用途として、専用タイムスロットに設定したメッセージの冗長性を確保するために用いるのではなく、主に専用タイムスロットに指示メッセージを設定した移動体と直接無線通信が行われていない移動体に関する情報を設定するために用いられることが望ましい。 The assignment of dedicated time slots and pool time slots in this figure assumes a case where the number of pairs that can simultaneously communicate in one time slot is smaller than in FIG. The case where the number of pairs that can simultaneously communicate in one time slot is small indicates that the transmission and reception frequencies assigned at the time of opposite communication are smaller than in the case of FIG. When the number of pairs that cannot communicate at the same time is small, it is necessary to increase the number of dedicated time slots, so the number of pool time slots decreases. For this reason, the pool time slot is not used to ensure the redundancy of the message set in the dedicated time slot, but is mainly used for direct wireless communication with the mobile unit in which the instruction message is set in the dedicated time slot. It is desirable to be used to set information about moving objects that are not.
上述の実施の形態では、本発明をハードウェアの構成として説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明は、移動体におけるメッセージ送信処理を、CPUにコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。) In the above-described embodiments, the present invention has been described as a hardware configuration, but the present invention is not limited to this. The present invention can also realize message transmission processing in a mobile body by causing a CPU to execute a computer program. )
上述の例において、プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体(non-transitory computer readable medium)を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体(例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ)、光磁気記録媒体(例えば光磁気ディスク)、CD−ROM(Read Only Memory)、CD−R、CD−R/W、半導体メモリ(例えば、マスクROM、PROM(Programmable ROM)、EPROM(Erasable PROM)、フラッシュROM、RAM(Random Access Memory))を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体(transitory computer readable medium)によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。 In the above example, the program can be stored and supplied to a computer using various types of non-transitory computer readable media. Non-transitory computer readable media include various types of tangible storage media. Examples of non-transitory computer-readable media include magnetic recording media (for example, flexible disks, magnetic tapes, hard disk drives), magneto-optical recording media (for example, magneto-optical disks), CD-ROMs (Read Only Memory), CD-Rs, CD-R / W, semiconductor memory (for example, mask ROM, PROM (Programmable ROM), EPROM (Erasable PROM), flash ROM, RAM (Random Access Memory)) are included. The program may also be supplied to the computer by various types of transitory computer readable media. Examples of transitory computer readable media include electrical signals, optical signals, and electromagnetic waves. The temporary computer-readable medium can supply the program to the computer via a wired communication path such as an electric wire and an optical fiber, or a wireless communication path.
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
1 移動体
2 移動体
3 移動体
4 移動体
11 通信部
12 周辺移動体情報DB
13 メッセージ生成部
21 移動体
22 移動体
23 移動体
DESCRIPTION OF
13
Claims (17)
第1の移動体が直接無線通信を行わない第2の移動体に関する情報を取得する場合、
前記第1の移動体は、前記第1の移動体と狭帯域ビームを用いて直接無線通信を行いさらに前記第2の移動体と狭帯域ビームを用いて直接無線通信を行う第3の移動体から前記第2の移動体に関する情報を取得するように構成され、
前記第1の移動体は、前記複数の移動体のうちから前記第2の移動体までのホップ数に基づいて前記第3の移動体を選択し、
前記ホップ数が同一である場合、前記第1の移動体が受信した電界強度が最も大きな移動体を前記第3の移動体として選択する、
無線通信システム。 A wireless communication system in which wireless communication is performed between a plurality of mobile objects,
When acquiring information related to a second mobile unit that is not directly wirelessly communicated by the first mobile unit,
The first moving body performs direct wireless communication with the first moving body using a narrowband beam and further performs direct wireless communication with the second moving body using a narrowband beam. is configured to obtain information about the second mobile from,
The first mobile unit selects the third mobile unit based on the number of hops from the plurality of mobile units to the second mobile unit,
When the number of hops is the same, the mobile body having the highest electric field strength received by the first mobile body is selected as the third mobile body.
Wireless communication system.
前記第1の移動体は、所定の前記専用タイムスロットに前記第2の移動体の情報の取得を要望するメッセージを設定し、
前記第3の移動体は、所定の前記予備用タイムスロットに前記第2の移動体に関する情報を設定して前記第2の移動体に関する情報を前記第1の移動体へ送信する、請求項2に記載の無線通信システム。 The frame is composed of a plurality of dedicated time slots and a plurality of spare time slots,
The first mobile body sets a message requesting acquisition of information of the second mobile body in a predetermined dedicated time slot,
The third mobile unit sets information on the second mobile unit in a predetermined spare time slot, and transmits information on the second mobile unit to the first mobile unit. The wireless communication system according to 1.
直接無線通信を行わない非接続移動体に関する情報を取得する場合、
自装置と狭帯域ビームを用いて直接無線通信を行いさらに前記非接続移動体と狭帯域ビームを用いて直接無線通信を行う接続移動体から前記非接続移動体に関する情報を取得する通信部を備え、
前記複数の移動体のうちから前記非接続移動体までのホップ数に基づいて前記接続移動体を選択し、
前記ホップ数が同一である場合、前記自装置が受信した電界強度が最も大きな移動体を前記接続移動体として選択する、
移動体。 A mobile unit included in a radio communication system in which radio communication is performed between a plurality of mobile units,
When obtaining information about unconnected mobiles that do not perform direct wireless communication,
A communication unit that performs direct wireless communication with the own device using a narrowband beam and further acquires information about the unconnected mobile body from a connected mobile body that performs direct wireless communication with the unconnected mobile body using a narrowband beam; ,
Selecting the connected mobile based on the number of hops from the plurality of mobiles to the unconnected mobile;
When the number of hops is the same, the mobile unit having the largest electric field strength received by the device is selected as the connection mobile unit.
Moving body.
所定の前記専用タイムスロットに前記非接続移動体に関する情報の取得を要望するメッセージを設定するメッセージ生成部をさらに備え、
前記通信部は、
前記接続移動体から所定の予備用タイムスロットに設定された前記非接続移動体に関する情報を取得する、請求項11に記載の移動体。 The frame is composed of a plurality of dedicated time slots and a plurality of spare time slots,
A message generator configured to set a message for requesting acquisition of information on the unconnected mobile unit in the predetermined dedicated time slot;
The communication unit is
The mobile body according to claim 11, wherein information on the non-connected mobile body set in a predetermined spare time slot is acquired from the connected mobile body.
前記所定の専用タイムスロットに前記複数の予備用タイムスロットの中から前記非接続移動体に関する情報を設定する前記所定の予備用タイムスロットを指定するメッセージを設定する、請求項12に記載の移動体。 The message generator is
13. The mobile unit according to claim 12, wherein a message for specifying the predetermined spare time slot for setting information on the unconnected mobile unit from among the plurality of spare time slots is set in the predetermined dedicated time slot. .
直接無線通信を行わない非接続移動体に関する情報を取得する場合、
自装置と狭帯域ビームを用いて直接無線通信を行いさらに前記非接続移動体と狭帯域ビームを用いて直接無線通信を行う接続移動体から前記非接続移動体に関する情報を取得する工程と、
前記複数の移動体のうちから前記非接続移動体までのホップ数に基づいて前記接続移動体を選択する工程と、
前記ホップ数が同一である場合、前記自装置が受信した電界強度が最も大きな移動体を前記接続移動体として選択する工程と、
を備える無線通信方法。 A wireless communication method for a mobile body included in a wireless communication system in which wireless communication is performed between a plurality of mobile bodies,
When obtaining information about unconnected mobiles that do not perform direct wireless communication,
Performing direct wireless communication with the device itself using a narrowband beam, and obtaining information about the unconnected mobile body from a connected mobile body that performs direct wireless communication with the unconnected mobile body using a narrowband beam ;
Selecting the connected mobile based on the number of hops from the plurality of mobiles to the unconnected mobile;
When the number of hops is the same, the step of selecting the mobile body having the largest electric field intensity received by the device as the connection mobile body;
A wireless communication method comprising:
直接無線通信を行わない非接続移動体に関する情報を取得する場合、
自装置と狭帯域ビームを用いて直接無線通信を行いさらに前記非接続移動体と狭帯域ビームを用いて直接無線通信を行う接続移動体から前記非接続移動体に関する情報を取得する工程と、
前記複数の移動体のうちから前記非接続移動体までのホップ数に基づいて前記接続移動体を選択する工程と、
前記ホップ数が同一である場合、前記自装置が受信した電界強度が最も大きな移動体を前記接続移動体として選択する工程と、
をコンピュータに実行させるプログラム。 A program to be executed by a mobile computer included in a wireless communication system in which wireless communication is performed between a plurality of mobile bodies,
When obtaining information about unconnected mobiles that do not perform direct wireless communication,
Performing direct wireless communication with the device itself using a narrowband beam, and obtaining information about the unconnected mobile body from a connected mobile body that performs direct wireless communication with the unconnected mobile body using a narrowband beam ;
Selecting the connected mobile based on the number of hops from the plurality of mobiles to the unconnected mobile;
When the number of hops is the same, the step of selecting the mobile body having the largest electric field intensity received by the device as the connection mobile body;
A program that causes a computer to execute.
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