JP2002290310A - 無線通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 同一のネットワーク内の無線通信機器が１台
のビーコン局と複数台のスレーブ局で構成されている無
線通信システムの起動時に、送信異常及び受信異常の検
出手段を有する無線通信システムの提供。 【解決手段】 先頭車両１１がビーコン制御フレーム２
０の送信処理を終了すると、制御フレーム２０を基準と
したdata slot１タイミングでデータフレーム２１を送
信する（ａ）、（ｂ）。車両１２〜１４は車両１１から
受信した制御フレーム２０が自車両と同じグループＩＤ
を備えていることを確認すると、受信した制御フレーム
２０を基準としたdata slot２、３、４のタイミングで
それぞれ自車両のデータフレーム２２〜２４を送信する
（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）。車両１１はグループ内の各車
両からのデータ受信の有無から自車両の無線通信機器の
送信機能及び受信機能が正常に動作しているか否か、グ
ループ内の各車両の起動が行われ、各車両の無線通信機
器の送受信機能が正常に動作しているか否か、を確認で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、同一のネットワー
ク内の移動端末が１台のビーコン局と複数台のスレーブ
局で構成されている複数のネットワーク間及び同一ネッ
トワーク内での無線通信システムにおける送信異常、受
信異常検出技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】基地局なしで複数のネットワーク間及び
同一ネットワーク内での無線通信が行われる通信環境と
して、例えば、車両間の無線通信システムがあり、基地
局を用いることなく車両間の通信を行なうにはコンテン
ション方式を採用することが一般的である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】車両間での無線通信技
術の開発は、道路交通システムや鉄道車両システム等へ
の応用が大変期待されるものである。具体的には、同一
進路上の前方車両の速度や位置を後続車へ通報したり、
他車両の異常情報が入手できることは、走行中の車両制
御にとって大変貴重な情報となる。

【０００４】しかし、基地局を用いることなく車両間の
通信を行なうためにコンテンション方式をそのまま導入
すると車両の台数や運用形態を考慮したシステム設計が
不可能となるといった問題点がある。

【０００５】一方、車両間の通信手段として、線路や道
路側に各車両との無線通信制御を行なう装置等の高度な
バックボーンを必要とせず、簡便に利用できる無線シス
テムの構築が望まれているが、車両間のこのような無線
通信システムの構築に際しては無線通信であるが故に、
通信の信頼性、周波数の有効利用、隠れ端末問題や通信
チャンネルの確保等を考慮した無線通信システムが当然
考慮されなければならないという無線通信技術上の要請
がある。

【０００６】このような課題を解決するための技術とし
て、本願出願人が平成１１年１０月２０日に出願の特願
平１１−２９８３８６号に提案の無線通信システムがあ
る。

【０００７】上記特願平１１−２９８３８６号の無線通
信システムでは、例えば、図８に示す車両間無線通信シ
ステム３００で、無線通信機器を搭載した車両１−１、
・・、１−３、車両２−１、２−２、車両３−１、３−
２からなる車両グループ１、２、３、４・・・に属して
いる各車両の無線通信機器がビーコン（Beacon：基準信
号）制御フレーム（ビーコンフレーム）と呼ばれるグル
ープ内の各無線通信機器の通信チャンネル割当てを行う
機能を備えた制御フレームを用いて通信チャンネルの取
得を行なうようにすることにより、グループ内の各無線
通信機器（スレーブ局）が割当てられた各データスロッ
ト期間において特定の無線通信機器にのみデータフレー
ムの送信を行う権利があるようにし、他の無線通信機器
とのデータフレームの衝突が発生しないように構成して
いる。

【０００８】特願平１１−２９８３８６号のプロトコル
は、図９に示すビーコンを使用した無線通信システムの
通信プロトコルの説明図に示すように時間的に分割され
たビーコン期間９１とデータ期間９２を合わせたものを
一単位とし、これを一つのチャンネルとして使用する
(図９（ａ））。また、ビーコン期間、データ期間は図
９（ｂ）に示すようにそれぞれ複数のスロット９３で構
成されている。

【０００９】ここで、同一ネットワーク内（つまり、同
一グループ内）でチャンネルを取得して通信を行いたい
時は各ネットワークに１台存在するビーコン局はビーコ
ン期間からランダムに１つのスロットを選択する。そし
て、この選択したスロットを送信スロットとし、ビーコ
ンフレームを送信する準備をする。

【００１０】送信スロットとして選択しなかったスロッ
トでは、他のネットワークのビーコン局がビーコンフレ
ームを送信したか否かをチェックするために受信動作を
行う。ここで、自ネットワークのビーコン局がビーコン
フレームを送信する前に他のネットワークのビーコンを
受信すると、このチャンネルは他のネットワークのチャ
ンネルとなる。これに対し、他のネットワークのビーコ
ンを受信する前にビーコンフレームを送信できればこの
チャンネルは自ネットワークのチャンネルとなる。つま
り、自ネットワークのビーコンを送信、または受信する
ことでチャンネルを取得できればビーコン期間９１に続
くデータ期間９２でデータ通信が行われる。

【００１１】しかしながら、上記特願平１１−２９８３
８６号で提案の無線通信システムでは、グループ内の無
線通信がすでに確立していることを前提としており、無
線システム起動時における無線通信機器異常（送信異常
及び受信異常）の検出手段が明確でないという問題点が
あった。

【００１２】本発明は、上記課題の解決を目的としてな
されたものであり、同一のネットワーク内の無線通信機
器が１台のビーコン局と複数台のスレーブ局で構成され
ている複数のネットワーク間及び同一ネットワーク内で
の無線通信システムの起動時に、送信異常及び受信異常
の検出手段を有する無線通信システムの提供を目的とす
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、第１の発明の無線通信システムは、複数の無線通信
機器間で無線通信を行って構成される複数のネットワー
クと、各ネットワーク内の、一つの無線通信機器に割り
当てられたビーコン局及びそのネットワークの他の無線
通信機器にそれぞれ割り当てられたスレーブ局と、それ
ぞれ複数のスロットに時分割したビーコン期間とデータ
期間が交互に繰り返されるように構成され、ビーコン期
間とデータ期間の対を一単位とし、これを１チャンネル
として使用し、ビーコン期間でのビーコンフレームの送
受信により各ネットワークでチャンネル取得する手順
と、この手順によりチャンネル取得した場合は、ビーコ
ン期間の後に続くデータ期間において各スレーブ局にそ
れぞれ割り当てられたデータスロットにおいてのみスレ
ーブ局からデータフレームを送信するように制御する手
順を含む通信プロトコルと、を備えた無線通信システム
において、無線通信機器は、自機が属しているグループ
のビーコンフレームまたはデータフレームを受信する際
に、該グループ内の各無線通信機器からのフレーム受信
の有無を確認する手段を備えたことを特徴とする。

【００１４】また、第２の発明は上記第１の無線通信シ
ステムにおいて、無線通信機器は、起動時に、自機の送
受信動作の正否及び自機が所属するグループの他の無線
通信機器の送受信動作の正否を確認する送受信動作確認
手段を備えていることを特徴とする。

【００１５】また、第３の発明は上記第２の無線通信シ
ステムにおいて、無線通信機器は、更に、無線リンク状
態を検出する無線リンク状態検出手段を備えていること
を特徴とする。

【００１６】また、第４の発明は上記第３の無線通信シ
ステムにおいて、無線通信機器は、グループ内の自機以
外の無線通信機器の個数分のリンクカウンタを備え、無
線リンク状態検出手段は、更新周期及びカウンタ判定値
を設定する設定手段と、リンクカウンタの更新時間を検
出する更新時間検出手段と、更新時間検出手段により更
新時間が検出された場合は、各リンクカウンタをカウン
トアップするカウントアップ手段と、検出された更新時
間内で自グループの無線通信機器からのデータを受信し
た場合はそのデータを送信した無線通信機器に対応する
リンクカウンタをゼロクリアするカウンタクリア手段
と、更新時間が検出された場合に、各無線通信機器に対
応するリンクカウンタの値をそれぞれ調べ、リンクカウ
ンタの値がカウンタ判定値を超えている場合は、自機と
当該リンクカウンタに対応する無線通信機器との無線リ
ンクが切断されていると判定し、リンクカウンタの値が
カウンタ判定値を超えていない場合は、自機と当該リン
クカウンタに対応する無線通信機器との無線リンクが接
続していると判定する無線リンク状態判定手段と、を有
することを特徴とする。

【００１７】また、第５の発明は上記第４の無線通信シ
ステムにおいて、無線リンク状態検出手段による無線リ
ンク状態検出結果は、ビーコンフレーム及びデータフレ
ームに無線リンク情報として組み込まれることを特徴と
する。

【００１８】また、第６の発明は上記第５の無線通信シ
ステムにおいて、ビーコン局として割り当てられた無線
通信機器の送受信動作正否検出手段は、グループ内でス
レーブ局として割り当てられた無線通信機器からの応答
待ち時間を計測する応答時間計測手段と、グループ内で
スレーブ局として割り当てられた無線通信機器からのリ
ンク情報を基に送受信状態を判定する送受信状態判定手
段と、を備え、受信状態判定手段は、応答待ち時間内
に、自機がグループ内でスレーブ局として割り当てられ
た全ての無線通信機器から無線リンク接続を意味するリ
ンク情報を受け取ったときは自機の送受信動作は正常と
判定し、応答待ち時間内に、自機がグループ内でスレー
ブ局として割り当てられたどの無線通信機器からも無線
リンク接続を意味するリンク情報を受け取れなかったと
きは自機の受信動作は異常と判定し、応答待ち時間内
に、自機がグループ内でスレーブ局として割り当てられ
た一部の無線通信機器からのみ無線リンク接続を意味す
るリンク情報を受け取ったときは、無線リンク接続を意
味するリンク情報を受信できなかった無線通信機の送受
信動作は異常と判定する、ことを特徴とする。

【００１９】また、第７の発明は上記第５の無線通信シ
ステムにおいて、スレーブ局として割り当てられた無線
通信機器の送受信動作正否検出手段は、グループ内のビ
ーコン局からのビーコンフレームを受信したか否かを検
出するビーコン受信検出手段と、ビーコン受信検出手段
によってビーコンフレームの受信が検出されたとき、グ
ループ内の各無線通信機器からの応答待ち時間を計測す
る応答時間計測手段と、グループ内の各無線通信機器か
らのリンク情報を基に送受信状態を判定する送受信状態
判定手段と、を備え、受信状態判定手段は、応答待ち時
間内に、自機がグループ内の全ての無線通信機器から無
線リンク接続を意味するリンク情報を受信したときは自
機及びグループ内の他の全ての無線通信機器の送受信動
作は正常と判定し、応答待ち時間内に、自機が無線リン
ク接続を意味するリンク情報を受信できなかった無線通
信機器がグループ内に１つでもあったときは自機の送信
動作は異常と判定し、応答待ち時間内に、自機がグルー
プ内の一部の無線通信機器からのみ無線リンク接続を意
味するリンク情報を受け取ったときは無線リンク情報を
意味するリンク情報を受信できなかった無線通信機の送
受信動作は異常と判定する、ことを特徴とする。

【００２０】また、第８の発明は上記第１乃至第７のい
ずれかの発明の無線通信システムにおいて、無線通信機
器は移動体に搭載されていることを特徴とする。

【００２１】また、第９の発明は上記第８の無線通信シ
ステムにおいて、ビーコン局として割り当てられた無線
通信機器を搭載した移動体は、グループ化された移動体
のうちで先頭を移動している移動体であることを特徴と
する。

【００２２】また、第１０の発明は上記第８または第９
の無線通信システムにおいて、移動体は車両であること
を特徴とする。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１は本発明の車両間の無線通信
システムにおいて各車両に搭載する無線通信機器の一実
施例の構成を示すブロック図であり、無線通信機器１０
０はアンテナ１１１、無線通信部１１２、制御部１１
３、メモリ１１４及び車両インターフェイス１１５を備
えている。

【００２４】無線通信部１１２は制御部１１３の制御下
で所定の通信手順によりアンテナ１１１を介してビーコ
ン制御フレームの受信及びデータフレームの送受信を行
なう。なお、無線通信機器１００が後述するビーコン局
の場合にはビーコン制御フレームの送受信及びデータフ
レームの送受信を行なう。

【００２５】制御部１１３は図示しないＣＰＵ、プログ
ラム格納メモリ及び内部時計１１９と周辺回路から構成
され、装置全体の制御及びプログラム格納メモリに格納
されている各プログラムを実行制御し、グループＩＤ情
報の比較や、優先度の判定、内部時計のビーコン時間に
基づく修正、他のグループとの時刻同期等の実行制御を
行なう。また、プログラム格納メモリには無線通信装置
全体の制御を行なう制御プログラムや通信プロトコルの
ほか、本発明の車両間無線通信システムにおける通信制
御等や必要な処理を行なうプログラムを格納している。

【００２６】また、メモリ１１４は無線通信部１１２を
介して受信したビーコン制御フレーム及びデータフレー
ムの記憶や車両インターフェース１１５を介して取得し
た車両データを制御部１１３の制御下で記憶する。

【００２７】図２は無線通信チャンネルの通信手順の説
明図であり、図３に示すような４台隊列構成時のグルー
プ内無線通信手順を示している。なお、図３はグループ
を４台隊列の各車両で構成した場合のグループ間の無線
通信手順の説明図であり、各車両はそれぞれ図１に示し
たような無線通信機器を搭載している。

【００２８】ここで、グループ内通信とは、図２（ａ）
に示すようなそのグループ１、２、３、４、・・に属し
ている車両の無線通信機器（この例ではグループ２の車
両）が通信チャンネルを取得している期間（図２
（ｃ））を示している。各グループ１、２、３、４、・
・の通信チャンネルはビーコン（Beacon：基準信号）制
御フレームと呼ばれる特別な制御フレームを用いて通信
チャンネルの取得を行なう。

【００２９】このビーコン制御フレームには、グループ
内の各無線通信機器の通信チャンネル割当て（slot）を
行う機能が備わっている（図２（ｂ））。この通信チャ
ンネル割当て機能とは、自無線通信機器が所属している
グループＩＤを持つビーコン制御フレームを受信した無
線通信機器が自無線通信機器に割当てられたデータスロ
ット（data slot）（図２（ｂ）の例では４個のスロッ
トslot１〜slot４）期間にデータフレームを送信する為
の割当て時刻を計算する基準時刻を示す機能である。従
って、グループ内の各無線通信機器は、割当てられた各
データスロット期間slot１〜slot４において、特定の無
線通信機器にのみデータフレーム送信を行う権利がある
ので他無線通信機器とのデータフレームの衝突が発生し
ない。このようにビーコン制御フレームを用いることに
より、通信チャンネルの確保、衝突の起こらないデータ
通信環境を実現することができる。

【００３０】ここで、グループ内の各無線通信機器が正
常に起動し、正しい初期設定（起動情報等を含む）が行
われれば、上述した図２の無線通信手順が実行される。
しかし、実際には、無線通信機器の故障や設定情報の誤
り等を起因として無線通信手順が動作できない場合が生
じ得る。

【００３１】このような状況を前提として、図３に示す
４台隊列の車両１１〜１４の間の無線通信手順の一例に
ついて説明する。図３で、先頭車両１１からは無線チャ
ンネル獲得を目的にビーコン制御フレーム２０が送信さ
れる（図３（ａ））。先頭車両１１はビーコン制御フレ
ーム２０の送信処理を終了すると、送信したビーコン制
御フレーム２０を基準としたdataslot１のタイミングで
車両データフレーム２１を送信する（図３（ｂ））。

【００３２】２番目の車両１２は先頭車両１１から受信
したビーコン制御フレーム２０が自車両と同じグループ
ＩＤを備えていることを確認すると、受信したビーコン
制御フレーム２０を基準としたdata slot２のタイミン
グで車両データフレーム２２を送信する（図３
（ｃ））。

【００３３】同様に、３番目の車両１３は先頭車両１１
から受信したビーコン制御フレーム２０が自車両と同じ
グループＩＤを備えていることを確認すると、受信した
ビーコン制御フレーム２０を基準としたdata slot３の
タイミングで車両データフレーム２３を送信する（図３
（ｄ））。

【００３４】同様に、４番目の車両１４は受信したビー
コン制御フレーム２０が自車両と同じグループＩＤを備
えていることを確認すると、受信したビーコン制御フレ
ーム２０を基準としたdata slot４のタイミングで車両
データフレーム２４を送信する（図３（ｅ））。

【００３５】このように、各車両は受信したビーコン制
御フレームが自車両と同じグループＩＤを備えているこ
とを確認すると、受信したビーコン制御フレームを基準
としたデータスロット（data slot）のタイミングで車
両データフレームを送信する。

【００３６】したがって、先頭車両では送信したビーコ
ン制御フレームに追従した各データスロットにおいて、
グループ内の各車両からのデータ受信の有無を確認する
ことにより、自車両の無線通信機器の送信機能及び受
信機能が正常に動作しているか否か、グループ内の各
車両の起動が行われ、各車両の無線通信機器の送信機能
及び受信機能が正常に動作しているか否か、を確認でき
る（図５〜図７参照）。

【００３７】また、図４は無線リンク状態検出手順の説
明図である。前述した無線通信手順（図２）によれば、
ビーコン制御フレームによりある間隔で通信チャンネル
を取得することができる。そこで、グループ内の各車両
（無線通信機器）との無線状況を把握するために、無線
通信機器は、 ａ：ある時間範囲内でのチャンネル取得の有無と自無線
通信機器が所属するグループのビーコン制御フレーム受
信後からの経過時間がシステムで定めた時間を超えたこ
とを検出する。これは、ビーコン送信機能の有効化手順
やグループ構成手順に関わる重要な情報となる。

【００３８】ｂ：取得したチャンネルにおける、各デー
タスロット（data slot）に対応する無線通信機器のデ
ータフレームの受信状況を把握する。例えば、グループ
内の各無線通信機器毎にリンクカウンタ３１を設けて、
対応する無線通信機器からの受信があればカウンタをク
リア、受信がなければカウンタを＋１するといった処理
を行なう。ここで、図４ではリンクカウンタ３１のみを
示したがリンクカウンタは各無線通信機器毎に同一グル
ープ内の無線通信機器の個数−１個（自無線通信機器用
のリンクカウンタは不要である）だけ設けられる。

【００３９】前述した無線通信手順では、ビーコン制御
フレームによりシステムで想定された最大チャンネル取
得間隔が決定される。これは、システムが無線通信に必
要とするデータ量やデータ発生頻度等から決定され、ビ
ーコン間隔やビーコン制御フレーム送信時のランダム遅
延量等のシステムパラメータを決定する。これらのパラ
メータより、チャンネル取得間隔が定められるので、こ
れを基に限界時間（リンクカウンタ値）を設定すればこ
の限界値を越えた場合には対応する無線通信機器との通
信が不可能となったことを検知できる。つまり、このリ
ンクカウンタ３１より、各無線通信機器では、グループ
内の各無線通信機器との受信状況情報を取得し、この受
信状況情報より、グループ内での通信の状態、つまり無
線リンク状態を判断することができる。

【００４０】したがって、上記図４の無線リンク状態検
出手順により得られた結果を図３のビーコン制御フレー
ム２０及びデータフレーム２１、２２、２３、２４内に
埋め込むことによりグループ内の各車両は自車両から送
信したビーコン制御フレームやデータフレームがグルー
プ内の各車両で受信されたことを確認することができ
る。つまり、これにより、各車両の無線通信機器の送信
機能が正常に動作したか否かを確認することができる。

【００４１】図５は先頭車両に搭載された無線通信機器
の起動時における無線通信動作確認手順の一実施例を示
すフローチャートであり、図３に示したグループの先頭
車両１１に搭載された無線通信機器（ビーコン局）を例
とする。

【００４２】ステップＳ１：（無線通信機器の初期化） 図３に示したような複数の車両の隊列で、先頭車両１１
に搭載された無線通信機器をビーコン局とすると、先頭
車両の無線通信機器が起動されると無線通信機器の制御
部（１１３）は内部の初期化、つまり、設定値の初期化
等を行い、自局の内部時計（１１９）によりビーコン送
信計画を立てる。ビーコン計画基準として、例えば、各
グループに割り当てられた通信時間＝１０msecとし、内
部時計は１０μsec単位とする。

【００４３】ステップＳ２：（無線通信手順の準備） ビーコン期間では先頭車両１１の無線通信機器の無線通
信部（１１２）は、優先順位テーブル（図示せず）を参
照しながら自グループの順番（slot）を待つ。この順番
は、時間管理されており、例えば、内部時計（１０μse
c）を単位として順番に送信権が与えられる。自グルー
プの送信権の時にビーコン制御フレームの送信が可能で
あるので、チャンネルを取得したいグループは、優先順
位テーブルに従いビーコン制御フレームを送信する。

【００４４】ステップＳ３：（ビーコン送信手順の開
始） 先頭車両１１の無線通信機器の無線通信部（１１２）は
無線チャンネル獲得を目的にビーコン制御フレーム２０
を送信する。

【００４５】ステップＳ４：（応答待ちタイマの設定） 先頭車両１１の無線通信機器の制御部（１１３）（以
下、単に制御部と記す）はグループ内の他の車両に搭載
されている無線通信機器（スレーブ局）からの応答待ち
時間τ、つまり、データフレーム受信待ち時間をタイマ
（１１９）に設定する。

【００４６】ステップＳ５：（応答待ち時間内での受信
の有無判定） 次に、制御部はタイマに設定された応答待ち時間内に無
線通信部がグループ内の他の全ての車両の無線通信機器
からデータフレームを受信したか否かを調べ、全ての車
両の無線通信機器からデータフレームを受信した場合は
データフレームに埋め込まれているリンク情報（無線リ
ンク検出手順によって得られた結果）を全て受け取れる
ので、先頭車両の無線通信機器の送受信処理は正常とし
て起動処理を終了する。また、グループ内の他の全車両
の無線通信機器からのデータフレームを１つでも受信で
きなかった場合はステップＳ６に遷移する。

【００４７】なお、グループ内の他の車両の無線通信機
器からのデータフレームか否かは受信したフレームのグ
ループＩＤが自機のグループＩＤか否かを調べることに
よって判定できる。また、全ての車両の無線通信機器か
らデータフレームを受信したか否かは、自機のリンクカ
ウンタを順次調べることによって判定できる。

【００４８】ステップＳ６：（先頭車両の無線通信機器
の受信異常検出） 制御部は無線通信部がグループ内の他のいずれかの車両
の無線通信機器からデータフレームを受信したか否かを
調べ、いずれの車両の無線通信機器からもデータフレー
ムを受信していない場合はリンク情報を受け取れないの
で先頭車両に搭載された無線通信機器の受信異常により
リンクが切断されたと判定し起動処理を終了する。ま
た、いずれかの車両の無線通信機器からデータフレーム
を受信している場合はステップＳ７に遷移する。

【００４９】ステップＳ７：（未受信車両の無線通信機
器の異常検出） 制御部はデータフレームを受信していない車両（応答未
受信車両）の無線通信機器を特定し、それら無線通信機
器の受信異常によりリンクが切断されたと判定し起動処
理を終了する。また、未受信車両の無線通信機器の特定
は、自機のリンクカウンタを順次調べ、値が０でないリ
ンクカウンタに対応している無線通信機器のＩＤを取り
出すことによって行うことができる。なお、応答無受信
車両の無線通信機器は１台分とは限らず、複数の場合も
ある。

【００５０】上記図５のフローチャートにより、ビーコ
ン局は、応答時間内にグループ内の他のスレーブ局全て
からデータフレームを受信できればビーコン局の受信動
作は正常と判断でき、グループ内のビーコン局のいずれ
からもデータフレームを受信できなかった場合はビーコ
ン局の受信動作に異常があることを検出でき、グループ
内のビーコン局の少なくとも１つからデータフレームを
受信できたときはデータフレームを受信できなかったス
レーブ局の送受信動作のいずれかに異常があることを検
出できる。

【００５１】図６は先頭車両以外の車両に搭載された無
線通信機器の起動時の無線通信動作確認手順の一実施例
を示すフローチャートであり、図３に示したグループの
先頭車両１１以外の車両１２〜１４に搭載された無線通
信機器（スレーブ局）を例とする。

【００５２】ステップＴ１：（無線通信機器の初期化） 図３に示したような複数の車両の隊列で、先頭車両１１
以外の車両１２〜１４に搭載された無線通信機器をスレ
ーブとすると、先頭車両以外の無線通信機器が起動され
ると無線通信機器の制御部は内部の初期化、つまり、設
定値の初期化等を行なう。

【００５３】ステップＴ２：（無線通信手順の準備） データ期間で、先頭車両以外の車両の無線通信機器は優
先順位テーブル（図示せず）を参照しながら自無線通信
機器の順番（slot）を待つ。この順番は、時間管理され
ており、例えば、内部時計（１０μsec）を単位として
順番に送信権が与えられる。

【００５４】ステップＴ３：（自グループのビーコン受
信判定） 先頭車両以外の車両の無線通信機器の制御部（以下、制
御部）は無線通信部が自グループのビーコン制御フレー
ムを受信したか否かを調べ、自グループのビーコン制御
フレームを受信した場合はステップＴ４に遷移する。

【００５５】ステップＴ４：（応答待ちタイマの設定） 制御部はグループ内の他の車両に搭載されている無線通
信機器からの応答待ち時間τ、つまり、データフレーム
受信待ち時間をタイマに設定する。

【００５６】ステップＴ５：（応答待ち時間内での受信
の有無判定等） 次に、制御部はタイマに設定された応答待ち時間内に無
線通信部がグループ内の他の全ての車両の無線通信機器
からのデータフレームを受信したか否かを調べ、受信し
た場合は、更に、受信したビーコン制御フレームまたは
データフレームに埋め込まれているリンク情報を調べ、
ビーコン制御フレームまたはデータフレームに埋め込ま
れているリンク情報が自車両からのデータフレームを受
信していることを意味する場合、つまり、無線リンク接
続を意味している場合は自車両の無線通信機器の受信処
理は正常として当該車両の無線通信機器の起動処理を終
了する。また、グループ内の他の全車両の無線通信機器
からのフレームを１つでも受信できなかった場合はステ
ップＴ６に遷移する。

【００５７】なお、グループ内の他の車両の無線通信機
器からのフレームか否かは受信したフレームのグループ
ＩＤが自機のグループＩＤか否かを調べることによって
判定できる。また、全ての車両の無線通信機器からフレ
ームを受信したか否かは、リンクカウンタの値が全て０
か否かを調べることによって判定できる。

【００５８】ステップＴ６：（リンク情報の確認） 制御部は、無線通信部がグループ内の他のいずれかの車
両の無線通信機器からフレームを受信したか否かを、受
信したビーコン制御フレームまたはデータフレームに埋
め込まれているリンク情報を調べ、ビーコン制御フレー
ムまたはデータフレームに埋め込まれているリンク情報
が自車両からのデータフレームを受信していることを意
味する場合はステップＴ７に遷移し、ビーコン制御フレ
ームまたはデータフレームに埋め込まれているリンク情
報が自車両からのデータフレームを受信していないこと
を意味する場合はステップＴ８に遷移する。

【００５９】ステップＴ７：（未受信自車両の無線通信
機器の異常検出） これにより、制御部は自車両の無線通信機器の送信動作
が正常であることを確認できる。また、制御部はビーコ
ン制御フレームまたはデータフレームに埋め込まれてい
るリンク情報が自車両からのデータフレームを受信でき
なかった車両の無線通信機器がどれかをリンクカウンタ
を基に調べ、自車両からのデータフレームを受信できな
かった無線通信機器の受信動作または送信動作に異常あ
りとして起動処理を終了する。

【００６０】ステップＴ８：（自車両の無線通信機器の
送信異常検出） 制御部は受信したビーコン制御フレームまたはデータフ
レームに埋め込まれているリンク情報が自車両からのデ
ータフレームを受信していないことを意味するので、自
車両の無線通信機器の送信動作に受信異常ありとして起
動処理を終了する。

【００６１】上記図６のフローチャートにより、スレー
ブ局は、応答時間内にグループ内のビーコン局または他
のスレーブ局全てからデータフレームを受信できれば自
局の受信動作は正常と判断できる。また、受信したビー
コン制御フレームまたはデータフレームに埋め込まれて
いるリンク情報を調べることができ、自局から送信した
データフレームが同一グループのいずれの局でも受信さ
れていない場合は自局の送信動作に異常があることを検
出できる。また、自局から送信したデータフレームが同
一グループのある局では受信され、ある局では受信され
ていない場合は、受信していない局の送受信動作のいず
れかに異常があることを検出できる。

【００６２】図７は無線リンク状態検出手順におけるリ
ンクカウンタの処理手順の一実施例を示すフローチャー
トである。

【００６３】ステップＵ１：（リンクカウンタ更新周期
タイマ設定） 無線通信機器はリンクカウンタ更新周期タイマ（以下、
周期タイマ）の更新周期値を設定すると共にカウント値
を設定する。ここで、自車両分のリンクカウンタは不要
であるため、リンクカウンタはグループ内の車両台数−
１台分準備されている。また、例えば、更新周期を１０
msecとし、カウント値を１０としリンクカウンタを１０
msec毎にカウントアップすると、周期タイマは１００ms
ecでカウンタオーバーとなる。

【００６４】ステップＵ２：（周期タイマの更新の要否
判定） 無線通信機器の制御部は周期タイマに更新周期値を加算
し、タイムオーバーか否かを調べタイムオーバーの場合
はステップＵ３に遷移し、タイムオーバーでない場合は
ステップＵ４に遷移する。

【００６５】ステップＵ３：（リンクカウンタの更新） 無線通信機器の制御部は各リンクカウンタに１を加えて
各リンクカウンタを更新する。

【００６６】ステップＵ４：（フレーム受信の有無判
定） 無線通信機器の制御部は、無線通信部がフレーム（無線
データ）を受信したか否かを調べ、フレームを受信した
場合はステップＵ５に遷移し、受信していない場合はス
テップＵ６に遷移する。

【００６７】ステップＵ５：（受信フレームの送信グル
ープ判定） 無線通信機器の制御部は、受信フレームに含まれている
グループＩＤを調べ、受信フレームが自グループの無線
通信機器から送信されたフレームか否かを判定し、自グ
ループの無線通信機器から送信されたフレームでない場
合はステップＵ６に遷移する。また、自グループの無線
通信機器から送信されたフレームの場合はデータスロッ
トのリンクカウンタ（つまり、受信フレームを送信した
無線通信機器に対応するリンクカウンタ）の値をゼロク
リアし、ステップＵ６に遷移する。

【００６８】ステップＵ６：（カウンターオーバーの判
定及びリンク切断等） 無線通信機器の制御部は、周期タイマの値を調べ、カウ
ンタオーバーであればリンク切断状態と判定し、それ以
外の場合はリンク接続状態と判定してステップＵ２に戻
る。

【００６９】以上、本発明の一実施例について説明した
が本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々
の変形実施が可能であることはいうまでもない。

【００７０】

【発明の効果】上記説明したように、第１〜第６の発明
の無線通信システムによれば、各無線通信機器は、同一
グループの無線通信機器からのフレーム受信の有無を確
認する手段を設けているので、グループ内の全ての無線
通信機からフレームを受信できた場合は自機の受信動作
は正常と判定することができ、グループ内の全ての無線
通信機からフレームを受信できなかった場合は自機の受
信動作異常と判断することができ、フレームを受信でき
なかった無線通信機があった場合はその無線通信機の送
信動作及び／または受信動作異常と判断することができ
る。つまり、無線システム設計上必要な無線通信システ
ムの起動時における無線通信機の異常を検出できる。

【００７１】また、第６の発明の無線通信システムによ
れば、ビーコン局として割り当てられた無線通信機は起
動時に自機の送受信動作の正否及び同一グループ内のス
レーブ局の送受信動作の異常を検出できる。

【００７２】また、第７の発明の無線通信システムによ
れば、スレーブ局として割り当てられた無線通信機は起
動時に自機の送受信動作の正否及び同一グループ内の他
の無線通信機の送受信動作の異常を検出できる。

【００７３】また、第８〜１０の発明の無線通信システ
ムによれば、起動時に、グループ化された移動体等に搭
載された各無線通信装置の通信確立と共に、効率のよい
無線通信異常検出ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の車両間の無線通信システムにおいて各
車両に搭載する無線通信機器の一実施例の構成を示すブ
ロック図である。

【図２】無線通信チャンネルの通信手順の説明図であ
る。

【図３】グループを４台隊列の各車両で構成した場合
の、グループ間の無線通信手順の説明図である。

【図４】無線リンク状態検出手順の説明図である。

【図５】先頭車両に搭載された無線通信機器の起動時に
おける無線通信動作確認手順の一実施例を示すフローチ
ャートである。

【図６】先頭車両以外の車両に搭載された無線通信機器
の起動時の無線通信動作確認手順の一実施例を示すフロ
ーチャートである。

【図７】無線リンク状態検出手順におけるリンクカウン
タの処理手順の一実施例を示すフローチャートである。

【図８】ビーコンを使用した無線通信システムの通信プ
ロトコルの説明図である。

【図９】車両間無線通信システムの説明図である。

【符号の説明】

１−１、１−２、１−３、２−１、２−２、３−１、３
−２、１１〜１４ 車両（移動体） ２０ ビーコン制御フレーム（ビーコンフレーム） ２１〜２４ データフレーム ３１ リンクカウンタ １００ 無線通信機器 ２００ 無線通信システム ３００ 無線通信システム

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１３年７月２３日（２００１．７．２
３）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２８】ここで、グループ内通信とは、図２（ａ）
に示すようにグループ１、２、３、４、・・に属してい
る車両の無線通信機器（この例ではグループ２の車両）
が通信チャンネルを取得している期間（図２（ｃ））を
示している。各グループ１、２、３、４、・・の通信チ
ャンネルはビーコン（Beacon：基準信号）制御フレーム
と呼ばれる特別な制御フレームを用いて通信チャンネル
の取得を行なう。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図８

【補正方法】変更

【補正内容】

【図８】車両間無線通信システムの説明図である。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図９

【補正方法】変更

【補正内容】

【図９】ビーコンを使用した無線通信システムの通信プ
ロトコルの説明図である。

フロントページの続き (72)発明者 川端 昭弘 東京都文京区白山５丁目35番２号 クラリ オン株式会社内 (72)発明者 佐々木 健史 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 5H180 AA01 BB04 BB15 FF13 5K067 AA33 BB03 CC04 DD15 DD25 DD30 EE25 EE71 FF05 FF18 GG03 HH22

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の無線通信機器間で無線通信を行っ
   て構成される複数のネットワークと、 前記各ネットワーク内の、一つの無線通信機器に割り当
   てられたビーコン局及びそのネットワークの他の無線通
   信機器にそれぞれ割り当てられたスレーブ局と、 それぞれ複数のスロットに時分割したビーコン期間とデ
   ータ期間が交互に繰り返されるように構成され、ビーコ
   ン期間とデータ期間の対を一単位とし、これを１チャン
   ネルとして使用し、ビーコン期間でのビーコンフレーム
   の送受信により各ネットワークでチャンネル取得する手
   順と、この手順によりチャンネル取得した場合は、ビー
   コン期間の後に続くデータ期間において各スレーブ局に
   それぞれ割り当てられたデータスロットにおいてのみス
   レーブ局からデータフレームを送信するように制御する
   手順を含む通信プロトコルと、を備えた無線通信システ
   ムにおいて、 前記無線通信機器は、自機が属しているグループのビー
   コンフレームまたはデータフレームを受信する際に、該
   グループ内の各無線通信機器からのデータ受信の有無を
   確認する手段を備えたことを特徴とする無線通信システ
   ム。
2. 【請求項２】 前記無線通信機器は、起動時に、自機の
   送受信動作の正否及び自機が所属するグループの他の無
   線通信機器の送受信動作の正否を確認する送受信動作確
   認手段を備えていることを特徴とする請求項１記載の無
   線通信システム。
3. 【請求項３】 前記無線通信機器は、更に、無線リンク
   状態を検出する無線リンク状態検出手段を備えているこ
   とを特徴とする請求項２記載の無線通信システム。
4. 【請求項４】 前記無線通信機器は、前記グループ内の
   自機以外の無線通信機器の個数分のリンクカウンタを備
   え、 前記無線リンク状態検出手段は、 更新周期及びカウンタ判定値を設定する設定手段と、 前記リンクカウンタの更新時間を検出する更新時間検出
   手段と、 前記更新時間検出手段により更新時間が検出された場合
   は、前記各リンクカウンタをカウントアップするカウン
   トアップ手段と、 前記検出された更新時間内で自グループの無線通信機器
   からのデータを受信した場合はそのデータを送信した無
   線通信機器に対応するリンクカウンタをゼロクリアする
   カウンタクリア手段と、 前記更新時間が検出された場合に、各無線通信機器に対
   応するリンクカウンタの値をそれぞれ調べ、リンクカウ
   ンタの値が前記カウンタ判定値を超えている場合は、自
   機と当該リンクカウンタに対応する無線通信機器との無
   線リンクが切断されていると判定し、リンクカウンタの
   値が前記カウンタ判定値を超えていない場合は、自機と
   当該リンクカウンタに対応する無線通信機器との無線リ
   ンクが接続していると判定する無線リンク状態判定手段
   と、を有することを特徴とする請求項３記載の無線通信
   システム。
5. 【請求項５】 前記無線リンク状態検出手段による前記
   無線リンク状態検出結果は、前記ビーコンフレーム及び
   データフレームに無線リンク情報として組み込まれるこ
   とを特徴とする請求項４記載の無線通信システム。
6. 【請求項６】 前記ビーコン局として割り当てられた無
   線通信機器の送受信動作正否検出手段は、 前記グループ内でスレーブ局として割り当てられた無線
   通信機器からの応答待ち時間を計測する応答時間計測手
   段と、 前記グループ内でスレーブ局として割り当てられた無線
   通信機器からのリンク情報を基に送受信状態を判定する
   送受信状態判定手段と、を備え、 前記受信状態判定手段は、 前記応答待ち時間内に、自機が前記グループ内でスレー
   ブ局として割り当てられた全ての無線通信機器から無線
   リンク接続を意味するリンク情報を受け取ったときは自
   機の送受信動作は正常と判定し、 前記応答待ち時間内に、自機が前記グループ内でスレー
   ブ局として割り当てられたどの無線通信機器からも無線
   リンク接続を意味するリンク情報を受け取れなかったと
   きは自機の受信動作は異常と判定し、 前記応答待ち時間内に、自機が前記グループ内でスレー
   ブ局として割り当てられた一部の無線通信機器からのみ
   無線リンク接続を意味するリンク情報を受け取ったとき
   は、無線リンク接続を意味するリンク情報を受信できな
   かった無線通信機の送受信動作は異常と判定する、こと
   を特徴とする請求項５記載の無線通信システム。
7. 【請求項７】 前記スレーブ局として割り当てられた無
   線通信機器の送受信動作正否検出手段は、 前記グループ内のビーコン局からのビーコンフレームを
   受信したか否かを検出するビーコン受信検出手段と、 前記ビーコン受信検出手段によってビーコンフレームの
   受信が検出されたとき、前記グループ内の各無線通信機
   器からの応答待ち時間を計測する応答時間計測手段と、 前記グループ内の各無線通信機器からのリンク情報を基
   に送受信状態を判定する送受信状態判定手段と、を備
   え、 前記受信状態判定手段は、 前記応答待ち時間内に、自機が前記グループ内の全ての
   無線通信機器から無線リンク接続を意味するリンク情報
   を受信したときは自機及び前記グループ内の他の全ての
   無線通信機器の送受信動作は正常と判定し、 前記応答待ち時間内に、自機が無線リンク接続を意味す
   るリンク情報を受信できなかった無線通信機器がグルー
   プ内に１つでもあったときは自機の送信動作は異常と判
   定し、 前記応答待ち時間内に、自機が前記グループ内の一部の
   無線通信機器からのみ無線リンク接続を意味するリンク
   情報を受け取ったときは無線リンク情報を意味するリン
   ク情報を受信できなかった無線通信機の送受信動作は異
   常と判定する、ことを特徴とする請求項５記載の無線通
   信システム。
8. 【請求項８】 前記無線通信機器は移動体に搭載されて
   いることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に
   記載の無線通信システム。
9. 【請求項９】 前記ビーコン局として割り当てられた無
   線通信機器を搭載した移動体は、グループ化された移動
   体のうちで先頭を移動している移動体であることを特徴
   とする請求項８記載の無線通信システム。
10. 【請求項１０】 前記移動体は車両であることを特徴と
    する請求項８または９記載の無線通信システム。