JP2004072268A - Inter-vehicle communication method - Google Patents

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JP2004072268A
JP2004072268A JP2002226533A JP2002226533A JP2004072268A JP 2004072268 A JP2004072268 A JP 2004072268A JP 2002226533 A JP2002226533 A JP 2002226533A JP 2002226533 A JP2002226533 A JP 2002226533A JP 2004072268 A JP2004072268 A JP 2004072268A
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Japanese (ja)
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Tomio Hashimoto
橋本 富夫
Shotaro Yamashita
山下 正太郎
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Mitsubishi Cable Industries Ltd
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Mitsubishi Cable Industries Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inter-vehicle communication system whereby a user can grasp the state of vehicles surrounding its own vehicle. <P>SOLUTION: A vehicle (A) is linked with vehicles a1 to a3 on adjacent lanes through CDMA communication (microwave communication). A vehicle (B) is linked with vehicles b1 to a4 on adjacent lanes through the CDMA communication (microwave communication). Information of its own vehicle and the utilization state of surrounding CDMA channels are basically communicated between CDMA links, and information obtained through the CDMA links is also transmitted between millimeter links in addition to the information of its own vehicle. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両と車両との間で通信を行う方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
車両同士が直接に通信リンクを形成して運転情報や道路交通情報などのやりとりを行う車々間通信の研究・開発が行われている。
(1)横須賀リサーチパーク(YRP)
YRPでは、ミリ波(60GHz帯)の鋭い指向性と酸素減衰という物理特性を活かし、通信範囲を前後車両に限定した研究を行っている。また、画像などの大容量の伝送に着目している。
【0003】
ここで研究されている通信方式では、同一車線上の前後の車両1台ずつとのみ通信を行う。最大通信距離は100m〜150mである。さらに前方または後方の車両との間では中継(ホッピング)により通信を行う方法も考えられている。側方および斜方の車両とは通信を行わない。
(2)自動車走行電子技術協会(JSK)
JSKで研究されている車々間通信プロトコル(DOLPHINE)では、通信範囲として自車の周囲車両8台を想定し、CSMA/CAによってネットワークを構成する。送信したい車両は、まず他車が送信していないことを確認する。送信している車両があれば待機し、その後 送信可能であれば送信を行う。通信周期は最速で20msである。
【0004】
DOLPHINEには、マイクロ波DOLPHINE(5.8GHz帯)とミリ波DOLPHINE(60GHz帯)とがある。マイクロ波DOLPHINEでは、送受信ともに無指向型の通信形態をとる。ミリ波DOLPHINEでは、受信は無指向型、送信は無線ゾーンを限定して複数アンテナやスキャニングで無指向型を構成する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ミリ波(60GHz帯)による車々間通信では、ミリ波の物理特性から通信ゾーンが限定されるため、単体(1つのアンテナ)では側方および斜方との通信ができない。また、車線変更時などに必要な隣接車線の車両情報が得られない。したがって、複数アンテナの配置やスキャニング技術が必要となりシステムが高価になると考えられる。
【0006】
マイクロ波(5.8GHz帯)による車々間通信では、通信範囲を的確に限定できない。CSMA方式の場合には、車両密度が増加すると確率的にまた隠れ端末の影響で通信の衝突が増え、送信成功率が低下する。送信成功率が低下すると情報のリアルタイム性にかける。
【0007】
【課題を解決するための手段】
この発明による車々間通信方法は、各車両に搭載された通信装置を用いて車両間でデータ通信を行う方法である。この車々間通信方法では、第1の車群に属する車両間でマイクロ波通信によるリンクを形成する。また、第1の車群に属する第1の車両と第1の車群には属さない第2の車両との間でミリ波通信によるリンクを形成する。
【0008】
好ましくは、上記第2の車両は第2の車群に属する。そして、第2の車群に属する車両間でマイクロ波通信によるリンクを形成する。
【0009】
好ましくは、上記マイクロ波通信はCDMA方式による通信である。
【0010】
【発明の実施の形態】
<通信リンクの形態>
この発明の実施の形態による車々間通信方式において形成される通信リンクの通常の形態を図1に示す。ここでは、3車線の道路上を9台の車両A,a1〜a3,B,b1〜b4が走行している場合を想定し、車両A,Bに注目する。車両Aは、隣接車線の車両a1〜a3とCDMA通信(マイクロ波通信)でリンクしている。車両Bは、隣接車線の車両b1〜b4とCDMA通信(マイクロ波通信)でリンクしている。車両Aと車両Bとはミリ波通信でリンクしている。車両A,a1〜a3は車群GR1を構成し、車両B,b1〜b4は車群GR2を構成している。CDMAリンク間では基本的には自車の情報と周囲のCDMAチャネルの利用状況とをやりとりし、ミリ波リンク間では自車の情報に加えCDMAリンクで得た情報も伝送する。
【0011】
図1に示した通信リンク形態において行われる通信例を図2に示す。車両Aは、CDMAリンクを形成している車両a1〜a3から周期的に送信される車両データを受信してCDMAリンク情報(CDMAリンクで得た情報)を更新する。また車両Aは、適切な時間間隔をもって車両Bとミリ波リンクで通信し、車両Bの情報と、車両BがCDMAリンクで得た情報とを得る。これらによって車両Aは前後左右(前方・後方・側方・斜方)の車両の運行状況を把握できる。車両Bについても同様である。
【0012】
<CDMAリンクへの参加手順>
次に、他車との間でCDMAリンクを形成していない車両がCDMAリンクへ参加する手順について説明する。ここでは図3(a)に示すように、他車との間でCDMAリンクを形成していない車両Cが、車両A,a1〜a3の間で形成されているCDMAリンクへ参加する場合を例にして説明する。なお、以下では図3(b)も参照しつつ説明する。
【0013】
車両A,a1〜a3のうちのいずれか1つ(たとえば車両a2)と車両Cとの間でミリ波リンクが確立している場合、車両CはCDMAチャネルの利用状況をミリ波リンクにより入手する(ST41,ST42)。車両A,a1〜a3のいずれともミリ波リンクが確立していない場合、車両CはCDMAリンクのアクセスチャネルで車両A,a1〜a3のいずれか(ここでは車両a3)にアクセスしてCDMAチャネルの利用状況を入手する(ST41,ST43,ST44)。空きチャネル(利用されていないチャネル)から自車(車両C)のCDMAチャネルを選択して(ST45)、利用チャネルを伝達し、通信相手のCDMAチャネルで自車(車両C)チャネルの登録状況を確認する(ST46〜ST48)。アクセスチャネルを用いてアクセスした場合の通信手順の例を図4(a)に、通信仕様の例を図4(b)示す。
【0014】
<CDMAリンクの中継>
次に、通常の通信リンクに異常が起こった場合の処理について説明する。ここでは図5(a)に示すように、車両Aと車両a1〜a3との間でCDMAリンクAが形成され、車両a3と車両A,a2との間でCDMAリンクa3が形成されているものとする。そしてCDMAリンクa3に関し、車両Aからの送信電力が大きいために車両a3が受信不能になった場合を想定する。このような場合に行われる中継処理について図5(b)を参照しつつ説明する。
【0015】
車両Aは車両a2からのデータを受信可能である。車両a3は車両Aへ車両a2の中継要求を行う。この要求に応答して車両Aは、現在持っている車両a2のデータを車両a3へ送信する。車両Aはこれ以降の定期送信において車両a2からのデータを受信するたびに当該データを車両a3へ転送する。
【0016】
<隠れ車両の検知および対処>
ここでは図6(a)のように、車両Aと車両a1〜a3との間および車両Bと車両b1〜b4との間でCDMAリンクが確立しているものとする。また、車両Aと車両Bとの間、車両Cと車両b2との間および車両Cと車両a2との間ではミリ波リンクが確立しているものとする。この実施形態による車々間通信方式では以下のルールでネットワークが確立している。
・ミリ波リンクでは、車両情報は自車がリンクしている車両も含めて伝送する。・CDMAリンクでは、車両情報はホッピングや中継以外は自車のみの情報を伝送する。
・CDMAチャネルの利用状況は自車がリンクしている車両のCDMAチャネルを伝達する。
【0017】
車両A,Bの車両情報マップおよびCDMAチャネルテーブルは図6(b)および(c)の通りである。ミリ波リンクとCDMAリンクとによって自車の周辺の車両情報が判る。
【0018】
図6(a)において、車両A,BのCDMAリンクに属していない車両Cは、運転者の視覚的には認知できるが直接的に情報認知ができない。このような車両を隠れ車両と定義する。具体的には、図6(b),(c)に示した、入手した車両情報とCDMAチャネル情報を比較すると、車両情報にはない車両の存在がCDMAチャネル情報に確認されることがある。これを隠れ車両と定義する。車両Aを例にとると、各リンクで得る車両情報とCDMAチャネル情報を比較すると、隠れ車両Cの存在に気づく。この場合、車両Cとリンクしている車両a2を中継して車両Cの車両情報を入手する。具体的には、以下の手順をもって情報伝達を行う。
▲1▼CDMAリンクのチャネル利用状況と実際に所有する情報を比較することで隠れ車両の存在を把握する。
▲2▼隠れ車両を発見した場合、隠れ車両とリンクしている車両に情報を請求する。▲3▼隠れ車両として情報請求があった場合、請求元に対して直ちに情報伝達を行う。
▲4▼以後、隠れ車両の情報が更新されるたびに伝達する。
【0019】
図7(a),(b)を参照して説明すると、隠れ車両Cは車両a2およびb2とミリ波でリンクしている。車両Aは各リンクで得られた車両情報とCDMAリンクのチャネル情報を比較することにより、隠れ車両Cの存在を認知できる。この場合、車両Aは、車両Cとリンクしている車両a2にCDMAリンクで情報請求し、車両a2から車両Cの車両情報を得ることができる。車両Aは直ちに自車のCDMAリンクで車両Cの車両情報を伝達する。車両Bについても同様である。
【0020】
<通信装置>
各車両に搭載される通信装置の構成を図8(a)に、オブジェクトモデルを図8(b)に示す。
【0021】
ミリ波リンクおよびCDMAリンクはお互いに物理的、方式的に独立し、複合方式プロトコル(上位プロトコル)レベルでデータを共有する。複合方式プロトコルでは、ミリ波リンクおよびCDMAリンク、センサ系、モニタ系のデータ、設定に関する制御を行う。また、得られた車両データを解析し、マッピング、状況判断などを行う。ミリ波リンクでは、自車がリンクしている車両情報(CDMAリンクおよびミリ波リンクで得た情報)と周囲のCDMAチャネルの利用状況を主として伝達する。CDMAリンクでは、自車の情報のみと周囲のCDMAチャネル利用状況を主として伝達する。双方のリンク情報から自車周囲の車両の運行状況が把握でき、マッピングを行う。
【0022】
CDMA方式の符号割り当ての補助として、通信時に自車がリンクしている車両の符号情報も同時に伝達することで、自車周囲の符号の利用状況が判り、符号間の衝突を回避する。
【0023】
自車の近距離にいる車両でも遠近問題で通信が不可能となる車両(隠れ車両)が存在する。これは、CDMAチャネルの利用状況から検知することができる。隠れ車両に関しては、CDMAリンクで間接的に車両情報を得ることができる。
【0024】
<ミリ波リンク>
ミリ波を利用した車々間無線通信では以下の特徴がある。
・指向性が鋭いため、前後車両のような直線的な通信に適している。
・伝搬減衰が大きく、通信距離が限定される(〜200m、実用的には120m程度まで)。
・キャリア周波数も高いことから、大容量の通信が可能である。
【0025】
ミリ波リンクのオブジェクトモデルを図9(a)に示す。また、ミリ波リンクに必要な機能を以下に述べる。
(1)通信方式
以下の機能が組み込まれる必要がある。
・一定周期の断続的な通信機能
・状況に応じて通信周期や通信速度を変更する機能
・ACKを返す機能
・ノイズや干渉によってパケットが失敗したときの再送要求機能
・干渉時に希望局の送信タイミングを変更させる機能
(2)通信周期
通信周期と支援・制御内容を図9(b)に示す。
(3)通信内容
・自車ID
・自車車両情報
・CDMAリンク車両情報
・CDMAチャネル利用状況
・緊急情報
【0026】
<CDMAリンク>
CDMAリンクの特徴を以下に示す。
・無線周波数帯は、ETCなどのDSRCと同じにすることでコストダウンが期待できるため、マイクロ波帯(5.8GHz)が望ましい。
・非同期CDMA方式を採用し、複雑なプロトコルは存在しない。
・基本的には一定周期で送信したいときに送信するが、近距離車両が送信しているときは送信しない。近距離車両の情報ほど重要度が高いためである。なお、単一周波数の無指向型の通信では、自局が送信状態のときは受信できない。
・通信エリアを近距離に限定したので、遠距離車両との通信を必要とせず、遠距離車両との送信信号は遠近問題によってキャンセルされる。
【0027】
CDMAリンクのオブジェクトモデルを図10(a)に示す。また、CDMAリンクに必要な機能を以下に述べる。
【0028】
再送要求・・・受信フレームにエラーがあった場合、その車両へデータを再送要求する。
【0029】
エラー判定・・・受信したフレームのエラーレートまたはパケット成功率などで、各チャネルの品質を管理する。品質悪く、エラーが発生する場合は、再送要求する。
(2)通信周期
通信周期と支援・制御内容を図10(b)に示す。
(3)通信内容
・自車ID
・自車情報
・CDMAチャネル情報
・他車情報(隠れ車両情報請求があった場合にのみ)
【0030】
<複合方式プロトコル>
複合方式プロトコルは、各オブジェクトに対し、図11(a)に示す機能を持ち、制御を行う。
(1)ミリ波リンク通信フレーム作成
複合方式プロトコルではミリ波リンクの通信フレームを作成する。上述のとおり、ミリ波リンクでは自車の情報の他に、自車とCDMAリンクを形成している車両の情報と、自車がリンクしているCDMAチャネル情報を伝達するため、必要最低限にこれらの情報を記載する通信フレームを作成する。図11(b)にフレームフォーマット例を示す。
(2)ミリ波リンク優先度判定
図11(a)に示すとおり、ミリ波リンクでは定常状態およびイベント(アプリケーション)発生に対し、必要性および信頼性に対応する通信周期を取ることが望ましい。複合方式プロトコルでは、周囲の状況を把握して適切な通信周期を判定し選択する。
(3)CDMAリンク通信フレーム作成
複合方式プロトコルではCDMAリンクの通信フレームを作成する。上述のとおり、CDMAリンクでは自車情報とCDMAチャネル情報を伝達するため、最低限にこの情報が記載される。図11(c)にフレームフォーマット例を示す。
(4)CDMAリンク優先度判定
ミリ波リンク同様に、CDMAリンクでも定常状態およびイベント発生に対し、図11(a)に示すとおり、必要性および信頼性に対応する通信周期をとる。複合方式プロトコルでは、周囲の状況を把握して適切な通信周期を判定し選択する。
(5)周囲車両状況判定機能(演算機能)
ミリ波リンクおよびCDMAリンクで得た情報は、演算によって周囲状況が判断される。これによって自車の対処方法が判定され、制御系、モニタ系に対し命令を下す。周囲状況判定処理の例を図12に示す。
(6)CDMAチャネル選択
CDMA方式は通信相手の符号が判らないと受信不可能なので、通信時に周囲のチャネル情報を伝達し、符号の割り当てを軽減している。つまり、周囲の車両1台を受信できれば、周囲の符号の利用状況が判るシステムである。チャネル選択アルゴリズムについては、上述の<CDMAリンクへの参加手順>において示したとおりである。
(7)隠れ車両検知
CDMAリンクでは、隣接車線で比較的近距離にいる車両でも、遠近問題で通信が不可能となる車両(隠れ車両)の存在が予想される。しかし、これはCDMAチャネルの利用状況から検知することができ、複合方式プロトコルでその処理を行う。処理のアルゴリズムは上述の<隠れ車両の検知および対処>において示したとおりである。
【0031】
<効果>
この発明の実施の形態による車々間通信方式によれば以下の効果が得られる。
・側方、斜方の車々間通信にマイクロ波リンクを追加し、前後方向のミリ波リンクで自車のマイクロ波リンクで得た車両情報も伝達することで、自車を中心とした周囲車両の状況把握が可能となる。
・近距離車両の情報ほど重要度が高いので、遠距離車両とは通信する必要はない。したがって、マイクロ波リンクに非同期CDMAを採用したことにより、遠近問題によって通信範囲を方式的に限定できる。
【0032】
【発明の効果】
ミリ波通信を利用して、マイクロ波通信で得た情報を伝達することで、自車を中心とした周辺車両の状況把握が可能となる。これによって車線変更など2次元的な車両制御、運転支援が可能となる。
【0033】
マイクロ波通信にCDMA方式を用いることで、周辺車両との通信の干渉を緩和し、方式的に通信範囲を狭範囲に限定できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態による車々間通信方式において形成される通信リンクの通常の形態を示す図である。
【図2】図1に示した通信リンク形態において行われる通信例を示す図である。
【図3】(a)は、他車との間でCDMAリンクを形成していない車両がCDMAリンクへ参加する場合の車両の配置状況を示す図である。(b)は、他車との間でCDMAリンクを形成していない車両がCDMAリンクへ参加する手順を示すフローチャートである。
【図4】(a)は、アクセスチャネルを用いてアクセスした場合の通信手順の例を示す図である。(b)は、アクセスチャネルを用いてアクセスした場合の通信仕様の例を示す図である。
【図5】通常の通信リンクに異常が起こった場合の処理について説明するための図であり、(a)は車両配置を示し、(b)は処理の手順を示す。
【図6】隠れ車両の検知について説明するための図であり、(a)は車両配置を示し、(b)および(c)は車両AおよびBの入手情報を示す。
【図7】(a)および(b)は、隠れ車両との間での情報伝達の手順を示す図である。
【図8】(a)は、各車両に搭載される通信装置の構成を示すブロック図である。(b)は、(a)に示した通信装置のオブジェクトモデルを示す。
【図9】(a)は、ミリ波リンクのオブジェクトモデルを示す。(b)は、ミリ波リンクにおける通信周期と支援・制御内容を示す。
【図10】(a)は、CDMAリンクのオブジェクトモデルを示す。(b)は、CDMAリンクにおける通信周期と支援・制御内容を示す。
【図11】(a)は、複合方式プロトコルの機能を示す。(b)は、ミリ波リンクのフレームフォーマット例を示す。(c)はCDMAリンクのフレームフォーマット例を示す。
【図12】周囲状況判定処理の例を示す図である。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for performing communication between vehicles.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Research and development of inter-vehicle communication in which vehicles directly form a communication link to exchange driving information, road traffic information, and the like are being performed.
(1) Yokosuka Research Park (YRP)
The YRP is conducting research on limiting the communication range to the front and rear vehicles by utilizing the physical characteristics of sharp directivity of millimeter waves (60 GHz band) and oxygen attenuation. Attention is also paid to large-capacity transmission of images and the like.
[0003]
In the communication method studied here, communication is performed only with one vehicle at a time before and after the vehicle on the same lane. The maximum communication distance is 100 m to 150 m. Further, a method of performing communication by relaying (hopping) with a vehicle ahead or behind has been considered. It does not communicate with side and diagonal vehicles.
(2) Automotive Electronics Engineering Association (JSK)
In the inter-vehicle communication protocol (DOLPHINE) studied by JSK, a network is configured by CSMA / CA, assuming eight vehicles around the own vehicle as a communication range. The vehicle to be transmitted first confirms that no other vehicle is transmitting. If there is a transmitting vehicle, it waits, and then transmits if it can transmit. The communication cycle is 20 ms at the fastest.
[0004]
DOLPHINE includes microwave DOLPHINE (5.8 GHz band) and millimeter-wave DOLPHINE (60 GHz band). In microwave DOLPHINE, both transmission and reception take an omnidirectional communication mode. In the millimeter wave DOLPHINE, reception is configured as an omnidirectional type, and transmission is configured as an omnidirectional type using a plurality of antennas and scanning in a limited wireless zone.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the vehicle-to-vehicle communication using the millimeter wave (60 GHz band), the communication zone is limited due to the physical characteristics of the millimeter wave, so that a single unit (one antenna) cannot communicate with the side and oblique directions. Further, vehicle information of an adjacent lane required when changing lanes cannot be obtained. Therefore, the arrangement of a plurality of antennas and a scanning technique are required, and the system is considered to be expensive.
[0006]
In the inter-vehicle communication using microwaves (5.8 GHz band), the communication range cannot be limited accurately. In the case of the CSMA system, when the vehicle density increases, communication collisions increase stochastically and under the influence of hidden terminals, and the transmission success rate decreases. When the transmission success rate decreases, the real-time nature of information is applied.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
An inter-vehicle communication method according to the present invention is a method for performing data communication between vehicles using a communication device mounted on each vehicle. In this inter-vehicle communication method, a link by microwave communication is formed between vehicles belonging to the first vehicle group. Further, a link by millimeter wave communication is formed between a first vehicle belonging to the first vehicle group and a second vehicle not belonging to the first vehicle group.
[0008]
Preferably, the second vehicle belongs to a second vehicle group. Then, a link by microwave communication is formed between vehicles belonging to the second vehicle group.
[0009]
Preferably, the microwave communication is CDMA communication.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
<Communication link form>
FIG. 1 shows a general form of a communication link formed in an inter-vehicle communication system according to an embodiment of the present invention. Here, it is assumed that nine vehicles A, a1 to a3, B, and b1 to b4 are traveling on a three-lane road, and attention is paid to the vehicles A and B. Vehicle A is linked to vehicles a1 to a3 in adjacent lanes by CDMA communication (microwave communication). Vehicle B is linked to vehicles b1 to b4 in adjacent lanes by CDMA communication (microwave communication). Vehicle A and vehicle B are linked by millimeter wave communication. The vehicles A, a1 to a3 constitute a vehicle group GR1, and the vehicles B, b1 to b4 constitute a vehicle group GR2. Basically, information of the own vehicle and the usage status of surrounding CDMA channels are exchanged between the CDMA links, and information obtained by the CDMA link is transmitted between the millimeter-wave links in addition to the information of the own vehicle.
[0011]
FIG. 2 shows an example of communication performed in the communication link configuration shown in FIG. The vehicle A receives vehicle data periodically transmitted from the vehicles a1 to a3 forming the CDMA link and updates CDMA link information (information obtained by the CDMA link). The vehicle A communicates with the vehicle B via the millimeter-wave link at appropriate time intervals, and obtains information on the vehicle B and information obtained by the vehicle B on the CDMA link. With these, the vehicle A can grasp the operation status of the vehicle in front, rear, left and right (front, rear, side, and oblique directions). The same applies to the vehicle B.
[0012]
<Participation procedure for CDMA link>
Next, a procedure in which a vehicle that does not form a CDMA link with another vehicle participates in the CDMA link will be described. Here, as shown in FIG. 3A, an example is shown in which a vehicle C that does not form a CDMA link with another vehicle participates in a CDMA link formed between vehicles A and a1 to a3. This will be explained. Hereinafter, description will be made with reference to FIG.
[0013]
When a millimeter-wave link is established between any one of the vehicles A and a1 to a3 (for example, the vehicle a2) and the vehicle C, the vehicle C obtains the usage status of the CDMA channel through the millimeter-wave link. (ST41, ST42). When the millimeter wave link has not been established with any of the vehicles A, a1 to a3, the vehicle C accesses any of the vehicles A, a1 to a3 (here, the vehicle a3) through the CDMA link access channel, and The usage status is obtained (ST41, ST43, ST44). The CDMA channel of the own vehicle (vehicle C) is selected from the available channels (unused channels) (ST45), the use channel is transmitted, and the registration status of the own vehicle (vehicle C) channel is determined by the CDMA channel of the communication partner. Confirmation (ST46 to ST48). FIG. 4A shows an example of a communication procedure when an access is made using an access channel, and FIG. 4B shows an example of a communication specification.
[0014]
<Relay of CDMA link>
Next, a process when an abnormality occurs in a normal communication link will be described. Here, as shown in FIG. 5A, a CDMA link A is formed between the vehicle A and the vehicles a1 to a3, and a CDMA link a3 is formed between the vehicle a3 and the vehicles A and a2. And Then, it is assumed that the vehicle a3 becomes unreceivable due to the large transmission power from the vehicle A with respect to the CDMA link a3. The relay process performed in such a case will be described with reference to FIG.
[0015]
The vehicle A can receive data from the vehicle a2. The vehicle a3 requests the vehicle A to relay the vehicle a2. In response to this request, the vehicle A transmits the data of the vehicle a2 currently held to the vehicle a3. The vehicle A transfers the data to the vehicle a3 each time it receives data from the vehicle a2 in the subsequent periodic transmission.
[0016]
<Hidden vehicle detection and handling>
Here, it is assumed that a CDMA link has been established between the vehicle A and the vehicles a1 to a3 and between the vehicle B and the vehicles b1 to b4 as shown in FIG. Further, it is assumed that a millimeter-wave link has been established between vehicle A and vehicle B, between vehicle C and vehicle b2, and between vehicle C and vehicle a2. In the inter-vehicle communication system according to this embodiment, a network is established according to the following rules.
-In the millimeter wave link, vehicle information is transmitted including the vehicle to which the vehicle is linked. -In the CDMA link, vehicle information transmits information of only the own vehicle except hopping and relaying.
The usage status of the CDMA channel transmits the CDMA channel of the vehicle to which the own vehicle is linked.
[0017]
The vehicle information maps and the CDMA channel tables of the vehicles A and B are as shown in FIGS. 6B and 6C. Vehicle information around the own vehicle can be determined by the millimeter wave link and the CDMA link.
[0018]
In FIG. 6A, the vehicle C that does not belong to the CDMA link of the vehicles A and B can visually recognize the driver but cannot directly recognize the information. Such a vehicle is defined as a hidden vehicle. Specifically, when the obtained vehicle information and the CDMA channel information shown in FIGS. 6B and 6C are compared, the presence of a vehicle not included in the vehicle information may be confirmed in the CDMA channel information. This is defined as a hidden vehicle. Taking the vehicle A as an example, when the vehicle information obtained on each link is compared with the CDMA channel information, the presence of the hidden vehicle C is noticed. In this case, the vehicle information of the vehicle C is obtained by relaying the vehicle a2 linked to the vehicle C. Specifically, information is transmitted according to the following procedure.
(1) The existence of a hidden vehicle is grasped by comparing the channel usage status of the CDMA link with the information actually owned.
(2) When a hidden vehicle is found, information is requested from a vehicle linked to the hidden vehicle. (3) When information is requested as a hidden vehicle, information is immediately transmitted to the request source.
(4) Thereafter, the information is transmitted each time the information on the hidden vehicle is updated.
[0019]
Referring to FIGS. 7A and 7B, the hidden vehicle C is linked to the vehicles a2 and b2 by millimeter waves. The vehicle A can recognize the presence of the hidden vehicle C by comparing the vehicle information obtained on each link with the channel information of the CDMA link. In this case, the vehicle A can request information on the vehicle a2 linked to the vehicle C via the CDMA link, and can obtain the vehicle information of the vehicle C from the vehicle a2. The vehicle A immediately transmits the vehicle information of the vehicle C via its own CDMA link. The same applies to the vehicle B.
[0020]
<Communication device>
FIG. 8A shows a configuration of a communication device mounted on each vehicle, and FIG. 8B shows an object model.
[0021]
The millimeter-wave link and the CDMA link are physically and systematically independent of each other and share data at a complex protocol (upper protocol) level. In the composite protocol, control is performed on data and settings of a millimeter-wave link and a CDMA link, a sensor system, and a monitor system. In addition, the obtained vehicle data is analyzed, and mapping, situation determination, and the like are performed. The millimeter-wave link mainly transmits vehicle information (information obtained by the CDMA link and the millimeter-wave link) to which the own vehicle is linked and the use status of surrounding CDMA channels. The CDMA link mainly transmits only the information of the own vehicle and the usage status of the surrounding CDMA channels. The operation status of vehicles around the own vehicle can be grasped from both link information, and mapping is performed.
[0022]
By transmitting code information of the vehicle to which the own vehicle is linked at the same time as communication as an aid to code allocation of the CDMA system, the use status of codes around the own vehicle can be understood, and collision between codes can be avoided.
[0023]
There is a vehicle (hidden vehicle) in which communication becomes impossible due to a near-far problem even if the vehicle is in a short distance from the own vehicle. This can be detected from the usage status of the CDMA channel. For hidden vehicles, vehicle information can be obtained indirectly over a CDMA link.
[0024]
<Millimeter wave link>
Inter-vehicle wireless communication using millimeter waves has the following features.
・ Since the directivity is sharp, it is suitable for linear communication such as vehicles in front and behind.
-The propagation attenuation is large and the communication distance is limited (up to 200 m, practically up to about 120 m).
-Since the carrier frequency is high, large-capacity communication is possible.
[0025]
FIG. 9A shows an object model of the millimeter wave link. The functions required for the millimeter wave link are described below.
(1) Communication system The following functions need to be incorporated.
・ Intermittent communication function of fixed period ・ Function to change communication period and communication speed according to the situation ・ Function to return ACK ・ Resend request function when packet fails due to noise or interference ・ Sending timing of desired station at the time of interference (2) Communication cycle The communication cycle and the contents of support / control are shown in FIG. 9B.
(3) Communication contents and own vehicle ID
・ Vehicle information of the own vehicle ・ CDMA link vehicle information ・ CDMA channel usage status ・ Emergency information
<CDMA link>
The features of the CDMA link are described below.
The radio frequency band is desirably the same as DSRC such as ETC, so that cost reduction can be expected. Therefore, a microwave band (5.8 GHz) is desirable.
-Asynchronous CDMA is adopted, and there is no complicated protocol.
-Basically transmit when you want to transmit at a fixed cycle, but do not transmit when a short-range vehicle is transmitting. This is because information of a short-range vehicle has higher importance. In the case of single-frequency omnidirectional communication, reception is not possible when the own station is in the transmission state.
-Since the communication area is limited to a short distance, communication with a long-distance vehicle is not required, and a transmission signal with a long-distance vehicle is canceled due to a distance problem.
[0027]
FIG. 10A shows an object model of the CDMA link. The functions required for the CDMA link are described below.
[0028]
Retransmission request: If there is an error in the received frame, request retransmission of data to the vehicle.
[0029]
Error determination: Manages the quality of each channel based on the error rate of the received frame or the packet success rate. If the quality is poor and an error occurs, request retransmission.
(2) Communication cycle The communication cycle and the contents of support and control are shown in FIG.
(3) Communication contents and own vehicle ID
・ Vehicle information ・ CDMA channel information ・ Other vehicle information (only when hidden vehicle information is requested)
[0030]
<Composite protocol>
The composite protocol has the function shown in FIG. 11A for each object and controls each object.
(1) Millimeter-wave link communication frame creation In the combined protocol, a millimeter-wave link communication frame is created. As described above, in the millimeter wave link, in addition to the information on the own vehicle, information on the vehicle forming the CDMA link with the own vehicle and information on the CDMA channel to which the own vehicle is linked are transmitted. A communication frame describing these pieces of information is created. FIG. 11B shows an example of a frame format.
(2) Millimeter Wave Link Priority Determination As shown in FIG. 11A, in a millimeter wave link, it is desirable to take a communication cycle corresponding to necessity and reliability in a steady state and an event (application) occurrence. In the multi-mode protocol, an appropriate communication cycle is determined and selected by grasping surrounding conditions.
(3) CDMA Link Communication Frame Creation In the combined protocol, a CDMA link communication frame is created. As described above, since the CDMA link transmits own vehicle information and CDMA channel information, this information is described at a minimum. FIG. 11C shows a frame format example.
(4) CDMA Link Priority Determination Like the millimeter-wave link, the CDMA link takes a communication cycle corresponding to necessity and reliability as shown in FIG. In the multi-mode protocol, an appropriate communication cycle is determined and selected by grasping surrounding conditions.
(5) Surrounding vehicle situation determination function (calculation function)
The surroundings of the information obtained by the millimeter wave link and the CDMA link are determined by calculation. Thus, the coping method of the own vehicle is determined, and a command is issued to the control system and the monitor system. FIG. 12 shows an example of the surrounding situation determination processing.
(6) CDMA channel selection In the CDMA system, reception is impossible unless the code of the communication partner is known, so that surrounding channel information is transmitted during communication to reduce code allocation. In other words, the system is capable of recognizing the use status of the surrounding codes if one surrounding vehicle can be received. The channel selection algorithm is as described in the above <Participation procedure for CDMA link>.
(7) Hidden Vehicle Detection In the CDMA link, it is anticipated that even a vehicle that is relatively close in the adjacent lane may have a vehicle (hidden vehicle) in which communication is impossible due to a perspective problem. However, this can be detected from the usage status of the CDMA channel, and the processing is performed by the hybrid protocol. The processing algorithm is as described in the above <Detection and handling of hidden vehicle>.
[0031]
<Effect>
According to the inter-vehicle communication system according to the embodiment of the present invention, the following effects can be obtained.
・ Adding a microwave link to side-to-side and diagonal vehicle-to-vehicle communication, and transmitting vehicle information obtained through the microwave link of the vehicle using the millimeter-wave link in the front-rear direction. The situation can be grasped.
・ It is not necessary to communicate with long-distance vehicles because information on short-distance vehicles is more important. Therefore, by employing asynchronous CDMA for the microwave link, the communication range can be systematically limited due to the near-far problem.
[0032]
【The invention's effect】
By transmitting the information obtained by the microwave communication using the millimeter wave communication, the situation of the surrounding vehicles centering on the own vehicle can be grasped. This enables two-dimensional vehicle control and driving support such as lane change.
[0033]
By using the CDMA system for microwave communication, interference in communication with surrounding vehicles can be reduced, and the communication range can be systematically limited to a narrow range.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a normal form of a communication link formed in an inter-vehicle communication system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of communication performed in the communication link mode illustrated in FIG. 1;
FIG. 3A is a diagram illustrating a vehicle arrangement situation when a vehicle that does not form a CDMA link with another vehicle participates in the CDMA link; (B) is a flowchart illustrating a procedure in which a vehicle that does not form a CDMA link with another vehicle participates in the CDMA link.
FIG. 4A is a diagram showing an example of a communication procedure when accessing using an access channel. FIG. 3B is a diagram illustrating an example of communication specifications when accessing using an access channel.
FIGS. 5A and 5B are diagrams for explaining processing when an abnormality occurs in a normal communication link, where FIG. 5A shows a vehicle arrangement and FIG. 5B shows a processing procedure;
6A and 6B are diagrams for explaining detection of a hidden vehicle, wherein FIG. 6A shows a vehicle arrangement, and FIGS. 6B and 6C show acquisition information of vehicles A and B.
FIGS. 7A and 7B are diagrams showing a procedure of information transmission with a hidden vehicle.
FIG. 8A is a block diagram illustrating a configuration of a communication device mounted on each vehicle. (B) shows the object model of the communication device shown in (a).
FIG. 9A shows an object model of a millimeter wave link. (B) shows the communication cycle and the contents of support and control in the millimeter wave link.
FIG. 10A shows an object model of a CDMA link. (B) shows the communication cycle and the contents of support and control in the CDMA link.
FIG. 11A shows a function of a composite protocol. (B) shows a frame format example of the millimeter wave link. (C) shows a frame format example of the CDMA link.
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a surrounding situation determination process.

Claims (3)

各車両に搭載された通信装置を用いて車両間でデータ通信を行う方法であって、
第1の車群に属する車両間でマイクロ波通信によるリンクを形成し、
前記第1の車群に属する第1の車両と前記第1の車群には属さない第2の車両との間でミリ波通信によるリンクを形成する
ことを特徴とする車々間通信方法。
A method for performing data communication between vehicles using a communication device mounted on each vehicle,
Forming a link by microwave communication between vehicles belonging to the first vehicle group,
An inter-vehicle communication method comprising forming a link by millimeter-wave communication between a first vehicle belonging to the first vehicle group and a second vehicle not belonging to the first vehicle group.
請求項1において、
前記第2の車両は第2の車群に属し、
前記第2の車群に属する車両間でマイクロ波通信によるリンクを形成する
ことを特徴とする車々間通信方法。
In claim 1,
The second vehicle belongs to a second vehicle group,
A vehicle-to-vehicle communication method comprising forming a link by microwave communication between vehicles belonging to the second vehicle group.
請求項1または請求項2において、
前記マイクロ波通信はCDMA方式による通信である
ことを特徴とする車々間通信方法。
In claim 1 or claim 2,
The inter-vehicle communication method, wherein the microwave communication is a CDMA communication.
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