【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両（路車）間無線通信を行う無線通信システム及び無線通信機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両間の無線通信技術の発展により、車両間の無線通信の可能性として、道路交通システムや鉄道車両システム等への応用が期待されている。例えば、高速道路や一般道路での慢性化した交通渋滞において車両速度情報や車両位置情報、ブレーキ情報、見通しの悪い交差点での見通し外の他車両の情報、進行経路における工事情報や故障車情報等は、走行中の車両にとって重要な情報となる。また、天気予報、同一目的地を目指す車両間に乗車する人同士の意志の交流等、車両の安全走行に重要な情報以外の情報も車両情報となる。このような車両間の車両情報の無線通信手段を有した無線通信システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１１８１９１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この無線通信システムでは、グループ構成の車群という制約があり、車両単体への応用が難しいシステムである。また、渋滞となれば、車間距離が短くなり、通信エリア内の車両数が増大する。このような通信情報量が増大するような状況下で同一チャンネルを使用して車両間通信を行う場合、通信チャンネル容量が圧迫され通信の効率が悪くなるという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、上述した従来技術が有する課題を解消し、通信情報量の増大による通信チャンネル容量の圧迫が低減され、通信の効率が向上する無線通信システム及び無線通信機器を提供することにある。
【０００６】
また、本発明の他の目的は、各無線通信機器に対するダイナミックなチャンネルの割り当てを可能とすることで、効率の良い無線チャンネルアクセスを行わせることが可能な無線通信システム及び無線通信機器を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するために、請求項１記載の発明は、複数の車両に少なくとも無線通信機器を備え、当該無線通信機器を利用して車両間で通信を行う無線通信システムであって、各無線通信機器は、各無線通信機器に共通の共通チャンネルにより送受信する共通チャンネル情報と、前記共通チャンネルとは異なる個別チャンネルにより送受信する個別チャンネル情報とを有するフレームを送受信する無線通信システムにおいて、前記各無線通信機器は、他の無線通信機器による前記個別チャンネルの使用状況を検出するための検出手段を備え、該検出手段により検出された前記個別チャンネルの使用状況に基づいて未使用個別チャンネルを検出し、自車両用の使用個別チャンネルとして選択し、当該使用個別チャンネルにより前記個別チャンネル情報を送信することを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、前記検出手段が、他の無線通信機器による前記個別チャンネルの使用中・未使用中を検出し、前記個別チャンネルの各々と使用中または未使用中（使用状況）とを対応づけた個別チャンネルテーブルを作成し、当該個別チャンネルテーブルを参照することで前記使用個別チャンネルを選択することを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、前記個別チャンネルテーブルがリアルタイムで作成もしくは更新されることを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明は、前記個別チャンネルテーブルが、前記フレームの送受信とは非同期に作成もしくは更新されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項５記載の発明は、前記検出手段が、前回使用した個別チャンネルを前記個別チャンネルテーブルと照らし合わせて、当該個別チャンネルの使用状況を検出し、未使用中の場合は当該個別チャンネルを今回の使用個別チャンネルとして利用し、使用中の場合は当該個別チャンネルの次番号に対応する個別チャンネルの使用状況を順次もしくは巡回的に検出することで、未使用中の個別チャンネルを検出し、今回の使用個別チャンネルとして利用することを特徴とする。
【００１２】
請求項６記載の発明は、前記検出手段が、他の無線通信機器による前記個別チャンネルの使用状況を、各個別チャンネルにおける送信搬送波の有無に基づいて検出することを特徴とする。
【００１３】
請求項７記載の発明は、前記検出手段が、前記送信搬送波の検出を行う前記個別チャンネルを順次切り替えて各個別チャンネルの使用状況を検出することを特徴とする。
【００１４】
請求項８記載の発明は、前記検出手段が、前記個別チャンネルの各々に対応して設けられ、前記個別チャンネルの数と等しい数の検出部からなり、各検出部は、前記個別チャンネルの各々における送信搬送波を検出して各個別チャンネルの使用状況を検出し、前記検出部全ての検出結果に基づいて、前記個別チャンネル全体の使用状況を検出することを特徴とする。
【００１５】
請求項９記載の発明は、前記共通チャンネルと前記個別チャンネルとが、周波数分割により割り当てられる無線チャンネルであることを特徴とする。
【００１６】
請求項１０記載の発明は、前記共通チャンネルと前記個別チャンネルとが、スペクトル拡散方式でコード分割により割り当てられる無線チャンネルであることを特徴とする。
【００１７】
請求項１１記載の発明は、前記共通チャンネル情報が、前記個別チャンネル情報に比べて重要度の高い情報であることを特徴とする。
【００１８】
請求項１２記載の発明は、複数の車両に搭載され、車両間の無線通信システムに利用される無線通信機器おいて、各無線通信機器は、各無線通信機器に共通の共通チャンネルにより送受信する共通チャンネル情報と、前記共通チャンネルとは異なる個別チャンネルにより送受信する個別チャンネル情報とを有するフレームを送受信する送受信部と、他の無線通信機器による前記個別チャンネルの使用状況を検出するための個別チャンネル検出部とを備え、該個別チャンネル検出部により検出された前記個別チャンネルの使用状況に基づいて未使用個別チャンネルを検出し、自車両用の使用個別チャンネルとして選択し、当該選択個別チャンネルにより前記個別チャンネル情報を送信することを特徴とする。
【００１９】
請求項１３記載の発明は、前記個別チャンネル検出部が、他の無線通信機器による前記個別チャンネルの使用・未使用を検出し、前記個別チャンネルの各々と使用中もしくは未使用中（使用状況）とを対応づけた個別チャンネルテーブルを作成し、当該個別チャンネルテーブルを参照することで前記使用個別チャンネルを選択することを特徴とする。
【００２０】
請求項１４記載の発明は、前記個別チャンネルテーブルがリアルタイムで作成もしくは更新されることを特徴とする。
【００２１】
請求項１５記載の発明は、前記個別チャンネルテーブルが、前記フレームの送受信とは非同期に作成もしくは更新されていることを特徴とする。
【００２２】
請求項１６記載の発明は、前記個別チャンネル検出部が、前回使用した個別チャンネルを前記個別チャンネルテーブルと照らし合わせて、当該個別チャンネルの使用状況を検出し、未使用中の場合は当該個別チャンネルを今回の使用個別チャンネルとして利用し、使用中の場合は当該個別チャンネルの次番号に対応する個別チャンネルの使用状況を順次もしくは巡回的に検出することで、未使用中の個別チャンネルを検索し、今回の使用個別チャンネルとして利用することを特徴とする。
【００２３】
請求項１７記載の発明は、前記個別チャンネル検出部が、他の無線通信機器による前記個別チャンネルの使用状況を、各個別チャンネルにおける送信搬送波の有無に基づいて検出することを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００２５】
図１は本実施の形態に係る無線通信システムの概要説明図を示し、１〜５は車両であり、それぞれ同様の無線通信機器が搭載される。６は路側機器であり、この路側機器６には車両１〜５と同様の無線通信機器が搭載される。各車両１〜５の無線通信機器からは、車両情報が配信され、路側機器６の無線通信機器からは、道路交通情報が配信される。ここで、これら無線通信機器は、互いに通信可能な範囲に存在しているものとし、各車両１〜５及び路側機器６における無線通信機器は、他の無線通信機器から情報を受信し、他の無線通信機器へ情報を送信することで車両間（路車間含む）通信が行われる。
【００２６】
図２は、無線通信機器が車両に搭載される場合を示す概略図である。１１は無線通信機器、１２は車両コンピュータ、１３はアンテナである。
【００２７】
車両コンピュータ１２は、例えば、ＧＰＳを利用したカーナビゲーションシステムから得られる車両位置情報、車速計から得られる車両速度情報、及びブレーキペダルから得られるブレーキ情報等の車両情報を管理制御する機器である。
【００２８】
図３は、無線通信機器が路側機器に搭載される場合を示すブロック図であり、路側機器６は、無線通信機器１１、アンテナ１３、及び路側制御機器１４を備えて構成される。路側制御機器１４は、路側管理装置から無線または有線にて送られてくる道路交通情報を管理制御する機器である。
【００２９】
図４は、無線通信機器１１の構成を示すブロック図である。図４で示される無線通信機器１１は、ＣＰＵ１０１と、メモリ１０２と、データリンク部１０３と、変復調部１０４と、ＲＦ部１０５とを有して構成される。なお、図４のＲＦ部１０５には、他の無線通信機器から個別チャンネル（後述）を介して送信されてきた送信搬送波を検出する個別データチャンネル検出用キャリア検出部１０６がさらに組み込まれている。
【００３０】
ＣＰＵ１０１は、無線通信機器１１の全体の制御を行うものであり、例えば、受信データのメモリ１０２への格納、送信データのメモリ１０２からの呼び出し、搬送波検出の判断等を行う。無線通信機器１１が車両に搭載された場合、ＣＰＵ１０１は、車両コンピュータ１２からの車両情報等のデータのメモリ１０２への格納を行い、無線通信機器１１が路側機器に搭載された場合は、ＣＰＵ１０１は路側制御機器１４からの道路情報や交通情報等のデータのメモリ１０２への格納を行う。
【００３１】
メモリ１０２は、ＣＰＵ１０１の制御の下で受信したデータを格納し、無線通信機器１１が車両に搭載された場合は、車両コンピュータ１２からの車両情報等のデータを格納し、無線通信機器１１が路側機器に搭載された場合は、路側制御機器１４からの道路情報や交通情報等のデータを格納する通信バッファとして機能する。
【００３２】
データリンク部１０３は、車両間（路車間を含む）の通信プロトコルに従って制御するものである。変復調部１０４は、送信データ信号の変調又は受信データ信号の復調を行うものである。ＲＦ部１０５は、データ信号の送受信を行うものであり、例えば、ＰＬＬ回路、ＡＧＣ回路、増幅回路等から構成される。この無線通信機器１１では、データ送信中のチャンネル以外のチャンネルであれば受信可能である同時双方向通信が行われる。
【００３３】
図５は、データフレーム（パケット）のフォーマットを示し、データを送信するとき、共通チャンネルＣにより送信する共通チャンネル情報と、個別チャンネルＩにより送信する個別チャンネル情報とから構成されるフレームがデータリンク部１０３（生成手段）で生成される。
【００３４】
各チャンネルＣ、Ｉは、例えば、周波数分割等の分割手段により分割されたチャンネルを示したものであり、例えば、共通チャンネルＣには周波数ｆ０が割り当てられ、また、個別チャンネルＩには、各車両（路側機器を含む）に個別周波数（ｆ１，ｆ２，ｆ３等）が割り当てられる。ここで、共通チャンネルＣであるチャンネルｆ０は、各車両（路側機器を含む）の無線通信機器１１において共通である。
【００３５】
共通チャンネルＣでは、車両の安全走行や緊急性に大きく関与される重要度の高い情報（共通チャンネル情報）が送信され、個別チャンネルＩでは、それ以外の情報（個別チャンネル情報）が送信される。即ち、共通チャンネル情報は、個別チャンネル情報に比べて重要度の高い情報である。
【００３６】
図６（ａ）は共通チャンネルＣを介して送受信される共通チャンネル情報を示し、図６（ｂ）は個別チャンネルＩを介して送受信される個別チャンネル情報を示している。共通チャンネル情報は、ＧＰＳを利用したカーナビゲーションシステムから得られる車両位置情報、車速計から得られる車両速度情報、ブレーキペダルから得られるブレーキ情報、道路交通情報として送られてくる故障・緊急情報及び進行・進路情報、並びに個別チャンネル識別情報等である。また、個別チャンネル情報は、高速道路等の有料道路の料金情報、目的地道路情報、天気情報、及び車両間通信情報等である。
【００３７】
共通チャンネル情報における個別チャンネル識別情報では、複数の個別チャンネルｆ１、ｆ２、・・・のうち、どのチャンネルで個別チャンネル情報を配信するのかが指定される。そして、この個別チャンネル識別情報を受信した無線通信機器１１は、どのチャンネルによって個別チャンネル情報が配信されるのかが把握できる。
【００３８】
個別チャンネル情報における車両間通信情報は、車両に乗車する人同士の意志の交流といった情報である。
【００３９】
これら情報は、ＣＰＵ１０１によりメモリ１０２から呼び出され、データリンク部１０３により共通チャンネルＣで送る共通チャンネル情報と個別チャンネルＩで送る個別チャンネル情報とに分割されるとともに、所定の順番でこれら情報が配列される。
【００４０】
上述したように、共通チャンネルの車両情報は、車両位置情報、車両速度情報や移動方向等の車両自身にかかわる情報であり、個別チャンネル情報に比べて情報量が限定されるので、エリア内の車両台数が増大したときでも専用の共通チャンネルを設けることによる利用効率の向上を図ることができる。
【００４１】
一方、個別チャンネルは、全ての車両（無線通信機器）毎に異なるチャンネルを割り当てればよいが、実際には無線チャンネルは有限の資産であり、チャンネルの有効利用を考えれば、個々の無線通信機器が空いている（使用されていない）個別のチャンネルを探して利用することで、無線チャンネルの有効利用を実現することができる。これらのことを考慮して、本実施態様の無線通信機器１１には、各車両（無線通信機器）に対する個別チャンネルの割り当てを自動的に行う機能（個別チャンネルアクセス手段）が設けられている。後述するように、各無線通信機器１１は、他車両等の無線通信機器が使用していない個別チャンネルを自動的に検出し、この未使用の個別チャンネルを利用して個別情報を送信することで、個別チャンネルの有効利用を図っている。
【００４２】
以下、本実施態様の無線通信機器１１におけるフレームの送受信動作について図４を参照して説明する。
【００４３】
各車両の無線通信機器１１が他車両の無線通信機器からのフレームを受信する場合、他車両、又は路側機器から送信されたフレームのデータは、アンテナ１３を介してＲＦ部１０５により受信され、変復調部１０４により復調され、データリンク部１０３により通信手順に従ったデータの取り込みが行われる。データリンク部１０３で取り込まれたデータは、順次ＣＰＵ１０１によりメモリ１０２に格納される。ここで、一時的にデータリンク部１０３内に１回分のフレームのデータが保持され、受信動作終了後にＣＰＵ１０１により受信データがメモリ１０２に格納される構成であってもよい。
【００４４】
一方、フレームを送信する場合、まず、フレームデータを構成する共通情報が送信されるが、送信前にこの共通情報の送信に利用される共通チャンネルＣが使用可能かどうかを検出する。これは、他車両等の無線通信機器から共通チャンネルＣを利用して送信された信号の搬送波の有無を検出することで行われる。具体的には、ＲＦ部１０５により共通チャンネルＣにおける無線信号の有無が検出されて、ＣＰＵ１０１により共通チャンネルＣが空き状態か否かが判断される。
【００４５】
共通チャンネルＣが空き状態であれば（すなわち使用されていない）、共通チャンネルＣが取得され、ＣＰＵ１０１によりメモリ１０２から送信するデータが順次読み出され、データリンク部１０３により通信手順に従ってフレームデータが送出され、変復調部１０４で変調され、ＲＦ部１０５でアンテナ１３を介して送信される。
【００４６】
ここで、フレームを送信する場合、予め送信前に１回分のフレームの送信データをデータリンク部１０３へ転送して、データリンク部１０３で通信手順に従って送信するフレームを生成しておき、搬送波検出が行われるようにしてもよい。この場合、搬送波検出は、ＲＦ部１０５により無線信号の有無が検出されて、データリンク部１０３により共通チャンネルＣが空き状態か否かが判断される。
【００４７】
共通情報の送信に引き続き、フレームデータを構成する個別情報が各個別チャンネルを利用して送信される。上述したように、各車両等の実際の運行状態では、当該車両の周囲には多数の車両等が存在し、各車両等に個々に異なる個別チャンネルを割り当てることは事実上不可能に等しく、また、通信チャンネルの有効利用の点でも好ましくない。従って、本実施態様では、無線通信システムの構築時に、各車両に搭載されている無線通信機器が利用できる個別チャンネル情報が記載されているテーブル情報（個別チャンネルテーブル）を設定し、このテーブル情報に基づいて各車両が使用し得る個別チャンネルを選択することが行われている。
【００４８】
各無線通信機器には、周囲の他車両等の無線通信機器が使用している（あるいは使用していない）個別チャンネルを検出し（個別チャンネル使用状況の検索）、自身が使用できる未使用の個別チャンネルを選択（使用個別チャンネルの選択）する個別チャンネルアクセス手段が設けられており、この手段により各無線通信機器はリアルタイムに自身が利用できる個別チャンネルを選択し、この個別チャンネルを利用して個別情報を送信する。
【００４９】
個別チャンネル使用状況の検出は、共通チャンネルの搬送波検出と同様に、他車両等からの送信信号（個別情報）の搬送波の有無を検出することにより行う。この個別チャンネルの搬送波を検出する手段として、個別データ用キャリア検出部１０６がＲＦ部１０５に備えられており、システムとして登録されているチャンネルの識別と個別データ用キャリア検出部１０６により検出されたそれらのチャンネルの使用状況（使用中・未使用中）情報（個別チャンネルテーブル）がメモリー１０２の一部を構成するメモリーエリアもしくは、メモリー１０２とは別途に設けられたメモリーに随時記憶、更新される。
【００５０】
ここで、個別チャンネルの使用状況の検出は、自車両無線通信機器の無線チャンネルを用いた無線通信に係わりなく実行されることが望ましい。すなわち、基本無線通信手順（自車両の無線通信機器における、ＣＳ（後述）、共通チャンネルＣおよび個別チャンネルＩでのデータ受信および送信）とは非同期に個別チャンネルの検索が行われることが望ましい。具体的には、現在使用中の個別チャンネルを検索するには、通信の最小時間単位（例えば、共通チャンネルでの通信時間に相当）以内にすべての個別チャンネルを検査することが望ましい。通信システムの実際の運用では、具体的な時間数値、利用可能な個別チャンネルの数、および無線通信機器の性能に依存して、個別チャンネルの検出最高速度が決まり、最終的にはその最高速度と無線システムとしての要求から採用する検出速度が決定されることになる。
【００５１】
図７は、周波数分割時の個別チャンネルテーブルの一例を示している。図７の例では、使用可能な個別チャンネル数（システムとして登録されているチャンネルの数）はｎ（ｎは１以上の整数）で、各個別チャンネル番号１乃至ｎに対して周波数（名称）ｆ１、ｆ２・・・ｆｎが割り当てられているものとする。各車両等の無線通信機器に備えられた個別データ用キャリア検出部１０６により各個別チャンネル番号に対応する搬送波の有無が検出され、この搬送波の有無により各個別チャンネルの使用状況（使用中・未使用中）が所定のメモリーへ記憶される。
【００５２】
ここで、各車両等の無線通信機器には、製造時に所定の個別チャンネル番号（周波数）ｘ（１≦ｘ≦ｎ）があらかじめ割り当てられていて、各車両の実際の運行時に、周囲の他車両の無線通信機器の使用個別チャンネルを検出しながら、自身の利用可能な個別チャンネルを選択するようにしてもよい。従って、製造時に同一の個別チャンネル番号を割り当てられた無線通信機器を搭載した車両同士が周囲に存在する場合が生じたとしても、各無線通信機器は他車両等の無線通信機器が使用する個別チャンネル以外の未使用個別チャンネル（１乃至ｎのうちの任意の未使用個別チャンネルであって、製造時に予め割り当てられた個別チャンネル以外のチャンネルを含む）を選択し、使用すれば、このような車両が存在する通信エリアであっても、通信衝突なく車両間の個別情報の送信を可能とすることができる。
【００５３】
図８は、個別チャンネル使用状況検索の手順を示したフローチャートである。
【００５４】
図８に示されているように、個別チャンネルの使用状況は、各無線通信機器の基本通信手順とは非同期に、実質的にリアルタイムにその検出動作が行われている。まず、初期化（Ｓ１）を行った後、使用状況を検査する個別チャンネルを設定し、その個別チャンネルにおける搬送波の受信を行う（Ｓ２）。検査動作の開始時では、最初の検査対象となる個別チャンネルを、例えば個別チャンネル番号１（周波数ｆ１）に設定する。すなわち、周波数ｆ１の搬送波の有無を検出する（Ｓ３）。個別チャンネル番号１が現在使用中であれば、個別チャンネルテーブル中に”使用中”と記述して（Ｓ４），検査対象チャンネル番号を更新する（Ｓ５）。この場合、例えば個別チャンネル番号を２にして、個別チャンネル番号２の搬送波の受信を行う（Ｓ２）。一方、ステップＳ３で、個別チャンネル番号１が現在未使用中であれば、個別チャンネルテーブル中に”未使用中”と記述して（Ｓ６）、検査対象チャンネル番号を更新する（Ｓ５）。これらの搬送波の検出動作を個別チャンネル番号を更新しながら行い、最終的に個別チャンネル番号１乃至ｎと使用状況（使用中・未使用中）との関係が示された個別チャンネルテーブル（図７）が作成され、所定のメモリーエリアに記憶される。
【００５５】
各無線通信機器はこれらの動作をほぼリアルタイムに行うことで、最新の個別チャンネルテーブルを随時作成・更新している。
【００５６】
図９は、図８の手順により得られた個別チャンネルテーブルを利用して、自車両で使用する個別チャンネルを選択する手順を示したフローチャートを示したものである。
【００５７】
上記個別チャンネルの使用状況結果（個別チャンネルテーブル）を参照して、使用可能な個別チャンネルの検索をテーブルの先頭から行うと、同一の無線通信エリアに存在する他車両等の無線通信機器との通信衝突（同一個別チャンネルの選択）が生じる可能性が高い。従って、前回使用した個別チャンネルを基準に利用可能な空きチャンネル（未使用チャンネル）を選択するようにしてもよい。
【００５８】
使用個別チャンネルの選択を行うために、まず、前回選択した個別チャンネル番号の呼び出しを行う（Ｓ７）。この呼び出された個別チャンネル番号と図８の手順により得られた最新の個別チャンネルテーブルとを照らし合わせて、この個別チャンネル番号が使用中か未使用中かを判断する（Ｓ８）。使用中であれば、検査対象チャンネル番号を更新し（例えば次の番号の個別チャンネルに更新し）（Ｓ９）、再度ステップＳ８を繰り返す。一方、未使用中であれば、この個別チャンネルを使用個別チャンネルとして選択して（Ｓ１０）、使用個別チャンネルの選択処理を終了する（Ｓ１１）。
【００５９】
以上の処理により選択された使用個別チャンネルを利用して個別情報が送信される。
【００６０】
上述したように、共通チャンネル情報として送信される個別チャンネル識別情報では、個別チャンネルＩにおける複数の登録個別チャンネルの内、割り当てられたチャンネルが指定されている。この場合、この個別チャンネル識別情報を受信した無線通信機器１１は、どのチャンネルによって個別チャンネル情報が配信されたのかが把握できるが、これを自車両が利用する個別チャンネルの選択に利用することで、個別チャンネルの選択をより確実にすることができる。
【００６１】
図１０は、例えば３台の車両に搭載された各無線通信機器１１に互いに異なる３つの個別チャンネル（ｆ１、ｆ２、ｆ３）が予め割り当てられている状態で、各無線通信機器間で通信を行う場合の通信手順を示す図であり、また、図１１は、例えば７台の車両に搭載された各無線通信機器１１間で互いに異なる３つの個別チャンネル（ｆ１、ｆ２、ｆ３）を利用して通信を行う場合の通信手順を示す図である。
【００６２】
図１０において、ＣＳはキャリアセンス期間（共通チャンネル搬送波検出期間）、共通チャンネルＣは、各車両ともチャンネルｆ０で共通であり、個別チャンネルＩは、各車両Ａ、Ｂ、Ｃにそれぞれチャンネルｆ１、ｆ２、ｆ３が各々割り当てられているものとする。
【００６３】
まず、無線通信機器１１のＣＰＵ１０１において、時間軸上にスロットが規定される。スロットの時間間隔は、共通チャンネルＣでの送信時間（例えば、５００μｓｅｃ）と等しく設定され、共通チャンネルＣでの送信時間は、各車両（路側機器を含む）の無線通信機器１１において共通である。
【００６４】
図１０では、個別チャンネルＩの送信時間を２スロットで示しているが、これに限るものではなく、その長さは自由に設定することができる。また、個別チャンネル情報がない場合は、個別チャンネルＩは占有しないことになる。つまり、個別チャンネルＩでは送信されない。
【００６５】
共通チャンネルＣでの送信時間が各車両（路側機器を含む）の無線通信機器１１において共通であるので、フレームを受信する側の無線通信機器１１のＣＰＵ１０１は、共通チャンネルＣでの共通チャンネル情報の受信データを基にスロットのタイミングを合わせる。例えば、共通チャンネル情報の受信データの同期信号を検出してスロットのタイミングを合わせる場合であってもよいし、共通チャンネル情報の送信時間が決まっていることから、共通チャンネル情報の受信データの始点、又は終点を検出してスロットのタイミングを合わせる場合であってもよい。これによって、各車両間で同期をとることができる。
【００６６】
共通チャンネルＣのアクセス手順として、ＣＳＭＡ方式（搬送波検出多重アクセス）等のランダムアクセス手順が用いられる。ここで、周辺の不特定多数の車両を通信相手とするので、通常の受信応答確認は行わない。また、通信の衝突の際の再送信も行わない。共通チャンネルＣを取得する周期（送信周期）は、ランダムアクセスであり、常に同じ送信周期ではない。フレームは、高速道路等での高速移動中において、追突等を防止するのに必要な送信周期、かつ通信エリア内に無線通信機器１１を搭載した車両の数を考慮した送信周期で送信される（例えば１００ｍｓｅｃを上限としてランダムに１００ｍｓｅｃ又はこれに近い時間の送信周期）。この送信周期は、他車両から受信した共通チャンネル情報（車両位置情報、車両速度情報、ブレーキ情報等）、及び自車両の車両情報（車両位置情報、車両速度情報、ブレーキ情報等）からＣＰＵ１０１により判断されて決定される。
【００６７】
車両は移動体であるので、車両情報（車両位置情報、車両速度情報、ブレーキ情報等）は、常に新しい最新情報が各車両における無線通信機器１１から送出される。各車両（路側機器を含む）における無線通信機器１１は、上記のランダムに設定された送信周期で共通チャンネルＣの取得を行い、周辺車両に自車両最新情報を通報する。
【００６８】
図１０に例示した通信手順において、共通チャンネルＣでの共通チャンネル情報の送出の前に、共通チャンネルＣでの搬送波検出（図中「ＣＳ」）が１スロット間行われる。そして、搬送波検出ＣＳの結果、共通チャンネルＣが空き状態の場合、共通チャンネルＣにより送信する共通チャンネル情報と、個別チャンネルＩにより送信する個別チャンネル情報とを有するフレームが送信される。
【００６９】
例えば、車両Ｃに着目した場合、時刻ｎ〜ｎ＋１において、搬送波検出ＣＳにより他車両の共通チャンネルＣの使用状況が検出される。この場合、他車両が共通チャンネルＣを使用中であることが検出され、フレームの送信が待機状態となる。そして、車両Ａの共通チャンネルＣでの共通チャンネル情報の送信終了後、車両Ｃは、共通チャンネルＣが空き状態であることを検出し、車両Ｃの共通チャンネル情報が共通チャンネルＣにて送信される。
【００７０】
車両Ａでは、共通チャンネルＣの送信終了後、個別チャンネルＩで引き続き個別チャンネル情報の送信を継続する。
【００７１】
ここで、自車両の無線通信機器１１が送信中であっても、他車両の無線通信機器１１が自車両の無線通信機器１１とは異なるチャンネルで送信中である場合には、この他車両の無線通信機器１１の異なるチャンネルにおけるデータを受信することができる。
【００７２】
例えば、車両Ａに着目した場合、時刻ｎ＋１〜ｎ＋２では、チャンネルｆ１（個別チャンネルＩ）で個別チャンネル情報を送信中であるが、車両Ｃからのチャンネルｆ０（共通チャンネルＣ）における共通チャンネル情報は受信することができる。また、個別チャンネルＩが他車両と異なれば、例えば、車両Ａは、時刻ｎ＋２〜ｎ＋３では、チャンネルｆ１（個別チャンネルＩ）で個別チャンネル情報を送信中であるが、車両Ｃからのチャンネルｆ２（個別チャンネルＩ）における個別チャンネル情報は受信することができる。
【００７３】
また、例えば、ある時刻で共通チャンネルＣで共通チャンネル情報の送信が二つの車両間で同時に行われた場合、すなわち、二つの車両間で送信タイミングが一致して通信の衝突が発生した場合、受信する側の無線通信機器１１は受信不可能である。しかし、次の通信に衝突が生じなければ、受信は可能である。
【００７４】
一方、図１１で示される通信システムでは、使用可能な個別チャンネルは３つに制限されており、利用する車両（無線通信機器）は７台（Ａ乃至Ｇ）であるため、各無線通信機器は他車両の無線通信機器が使用している個別チャンネルと重ならないように自車両の使用する個別チャンネルを選択、使用しなければならない。このような状況下で、特に本願実施態様の個別チャンネルアクセス手段が有効になる。
【００７５】
図１１では、ＣＳ（キャリアセンス期間）および共通チャンネルＣの通信手順に関しては、図１０の通信手順と同一であるので説明を省略し、特に、個別チャンネルを利用した個別情報の送信動作を図１１を参照して説明する。
【００７６】
各車両Ａ乃至Ｇは、それぞれの基本通信手順（ＣＳ、共通チャンネルおよび個別チャンネルによるデータの送受信動作）に無関係（非同期）に、他車両により使用されている個別チャンネル（ｆ１、ｆ２、ｆ３）の使用状況を常に（ほぼリアルタイムに）監視している（個別チャンネルテーブルを随時更新している）。従って、各車両Ａ乃至Ｇは常に現在使用されていない個別チャンネル（未使用個別チャンネル）を把握しており、自車両から個別情報を送信する段階で、常に未使用の個別情報を通信衝突なく送信することができる。
【００７７】
従って、共通チャンネルＣ（ｆ０）を利用して共通情報を送信した後に個別情報を送信するために、他車両に使用されていない個別チャンネルをリアルタイムで選択、使用して、個別情報を送信することができる。
【００７８】
図１１に示されているように、各車両の運行状態（システム構築時）には、各車両には特定の個別チャンネルが固定されていないので（製造時に各無線通信機器に予め個別チャンネル番号が割り当てられている場合でも、システム構築時にはこの個別チャンネル番号に固定されずに、個別チャンネルを利用できる）、時間の経過とともに異なる個別チャンネルを用いて各々の個別情報が送信されることになる。
【００７９】
従って、限られた個数の利用可能な個別チャンネルを用いて、その数を上回る数の車両間でも個別情報の通信が可能となることから、無線チャンネルの有効利用を図ることができる。また、通信エリア内で車両の増減にかかわらず、個別チャンネルの選択を自動的に行うことができるので、通信衝突等の障害を回避することができる。
【００８０】
以上述べたように、本実施の形態によれば、各車両（路側機器を含む）の無線通信機器１１は、共通の無線チャンネルである共通チャンネルＣにより送信する共通チャンネル情報、及び共通チャンネルＣとは異なる無線チャンネルである個別チャンネルＩにより送信する個別チャンネル情報を有するフレーム（パケット）がデータリンク部１０３により生成され、無線通信機器１１がフレームを送信する場合、共通チャンネルＣで搬送波検出ＣＳを行い、搬送波検出ＣＳの結果、共通チャンネルＣが空き状態の場合、フレームのデータが変復調部１０４で変調され、ＲＦ部１０５によりアンテナ１３を介して送信される構成としたことから、車両位置情報や車両速度情報、ブレーキ情報、故障・緊急情報、進行・進路情報等の車両の安全走行上、重要度の高い情報（共通チャンネル情報）とそれ以外の情報（個別チャンネル情報）とに分割して、それぞれ異なる無線チャンネルで送信することにより、無線チャンネルの有効利用が図られる。つまり、用途に応じてチャンネルを分けることにより、個別チャンネル情報と比べて重要度の高い共通チャンネル情報を送信する共通チャンネルＣの占有時間が短くなり、通信エリア内の車両増大による通信情報量の増大による通信チャンネル容量の圧迫が低減され、通信の効率が向上する。
【００８１】
また、各無線通信機器１１で、限られた数の個別チャンネルを利用して、互いに通信衝突することなく使用可能な個別チャンネルを使用個別チャンネルとして、自動的に選択、使用することができるので、利用可能な個別チャンネル数が制限されている場合でも、その数を上回る車両間での通信において通信衝突が低減され、さらには、通信エリア内の車両増大による通信情報量の増大による通信チャンネル容量の圧迫が低減され、通信の効率が向上する。
【００８２】
また、共通チャンネルＣを取得する周期（送信周期）は、他車両から受信した共通チャンネル情報（車両位置情報、車両速度情報、ブレーキ情報等）、及び自車両の車両情報（車両位置情報、車両速度情報、ブレーキ情報等）からＣＰＵ１０１により判断されて決定されるので、通信エリア内の車両増大による通信情報量の増大による通信チャンネル容量の圧迫が低減され、通信の効率が向上する。
【００８３】
以上、一実施の形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は、これに限定されるものでない。
【００８４】
例えば、上記の実施の形態において、分割手段として各チャンネルは、周波数分割により異なる周波数チャンネルが割り当てられる場合を説明したが、これに限るものではなく、各チャンネルは、スペクトル拡散方式を利用したコード分割により異なる拡散符号でチャンネルが割り当てられるようにしてもよい。
【００８５】
また、上記の実施の形態において、スロットの時間間隔は、共通チャンネルＣでの送信時間と等しく設定される場合を説明したが、これに限るものではなく、複数のスロットが、共通チャンネルＣでの送信時間と等しく設定される場合、例えば、２スロットが共通チャンネルＣでの送信時間と等しく設定される場合であってもよい。この場合、例えば共通チャンネルＣでの送信時間が２スロットであれば、共通チャンネルＣで共通チャンネル情報を送信しようとする無線通信機器１１における搬送波検出ＣＳは、２スロットにまたがって行われることもある。
【００８６】
【発明の効果】
本発明によれば、通信情報量の増大による通信チャンネル容量の圧迫が低減され、通信の効率が向上する。また、個別チャンネルをダイナミックに取得する手順を用いることで、無線チャンネルを固定的に割り当てる制限をなくし、且つ、無線チャンネルの有効利用を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による無線通信システムの概要説明図である。
【図２】無線通信機器が車両に搭載される場合を示すブロック図である。
【図３】無線通信機器が路側機器に搭載される場合を示すブロック図である。
【図４】無線通信機器を示すブロック図である。
【図５】無線フレームフォーマットを示す説明図である。
【図６】（ａ）は共通チャンネル情報の一例を示す図であり、（ｂ）は個別チャンネル情報の一例を示す図である。
【図７】個別チャンネルテーブルの例を示した図である。
【図８】個別チャンネル使用状況検索の手順を示したフローチャートである。
【図９】図８の手順により得られた個別チャンネルテーブルを利用して、自車両で使用する個別チャンネルを選択する手順を示したフローチャートを示したものである。
【図１０】各車両等に相互に異なる個別チャンネルが割り当てられている場合の通信手順を示す説明図である。
【図１１】利用可能な個別チャンネル数を上回る車両間の通信を行う場合の通信手順を示す説明図である。
【符号の説明】
１〜５ 車両
６ 路側機器
１１ 無線通信機器
１０１ ＣＰＵ
１０２ メモリ
１０３ データリンク部
１０４ 変復調器
１０５ ＲＦ部
１０６ 個別データ用キャリア検出部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a wireless communication system and a wireless communication device that perform wireless communication between vehicles (road vehicles).
[0002]
[Prior art]
With the development of wireless communication technology between vehicles, application to road traffic systems, railway vehicle systems, and the like is expected as the possibility of wireless communication between vehicles. For example, in chronic traffic congestion on expressways and general roads, vehicle speed information, vehicle position information, brake information, information on other vehicles out of sight at intersections with poor visibility, construction information on broken routes, information on broken vehicles, etc. Is important information for a running vehicle. In addition, information other than information important for safe driving of the vehicle, such as a weather forecast and an exchange of intentions of persons riding between vehicles aiming at the same destination, is also vehicle information. A wireless communication system having such wireless communication means of vehicle information between vehicles is known (for example, see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2001-118191 A
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, this wireless communication system is a system that is difficult to apply to a single vehicle because of the restriction of a group of vehicles. In addition, if traffic congestion occurs, the inter-vehicle distance becomes shorter and the number of vehicles in the communication area increases. When performing inter-vehicle communication using the same channel in a situation where the amount of communication information increases, there is a problem that the communication channel capacity is squeezed and communication efficiency deteriorates.
[0005]
Therefore, an object of the present invention is to provide a wireless communication system and a wireless communication device that solve the above-described problems of the conventional technology, reduce the pressure on the communication channel capacity due to an increase in the amount of communication information, and improve communication efficiency. It is in.
[0006]
Further, another object of the present invention is to provide a wireless communication system and a wireless communication device capable of performing efficient wireless channel access by enabling dynamic channel assignment to each wireless communication device. It is in.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is a wireless communication system that includes at least a wireless communication device in a plurality of vehicles and performs communication between the vehicles using the wireless communication device. The wireless communication device is a wireless communication system that transmits and receives a frame having common channel information transmitted and received on a common channel common to each wireless communication device and individual channel information transmitted and received on an individual channel different from the common channel. The wireless communication device includes detection means for detecting the usage status of the individual channel by another wireless communication device, and detects an unused individual channel based on the usage status of the individual channel detected by the detection unit. , Selected as a use individual channel for the own vehicle, and And transmitting the channel information.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, the detection means detects whether the individual channel is being used or not used by another wireless communication device, and determines whether each of the individual channels is being used or not being used (usage status). Is created, and the used individual channel is selected by referring to the individual channel table.
[0009]
The invention according to claim 3 is characterized in that the individual channel table is created or updated in real time.
[0010]
The invention according to claim 4 is characterized in that the individual channel table is created or updated asynchronously with the transmission and reception of the frame.
[0011]
The invention according to claim 5 is characterized in that the detecting means compares the individual channel used last time with the individual channel table to detect the use status of the individual channel. It is used as a used individual channel, and if it is in use, the status of use of the individual channel corresponding to the next number of the individual channel is detected sequentially or cyclically to detect unused individual channels and use this time. It is characterized in that it is used as an individual channel.
[0012]
The invention according to claim 6 is characterized in that the detecting means detects the use status of the dedicated channel by another wireless communication device based on the presence or absence of a transmission carrier in each dedicated channel.
[0013]
The invention according to claim 7 is characterized in that the detecting means sequentially switches the individual channels for detecting the transmission carrier, and detects the use status of each individual channel.
[0014]
The invention according to claim 8 is such that the detecting means is provided corresponding to each of the individual channels and comprises a number of detecting sections equal to the number of the individual channels, and each detecting section is provided for each of the individual channels. The transmission carrier is detected to detect the usage status of each individual channel, and the usage status of the entire individual channel is detected based on the detection results of all the detection units.
[0015]
The invention according to claim 9 is characterized in that the common channel and the individual channel are radio channels assigned by frequency division.
[0016]
The invention according to claim 10 is characterized in that the common channel and the individual channel are radio channels assigned by code division in a spread spectrum system.
[0017]
An eleventh aspect of the present invention is characterized in that the common channel information is information having higher importance than the individual channel information.
[0018]
According to a twelfth aspect of the present invention, in a wireless communication device mounted on a plurality of vehicles and used in a wireless communication system between vehicles, each wireless communication device transmits and receives a common channel common to each wireless communication device. A transmission / reception unit for transmitting / receiving a frame having channel information and individual channel information transmitted / received on an individual channel different from the common channel, and an individual channel detection unit for detecting a use state of the individual channel by another wireless communication device And detects an unused individual channel based on the usage status of the individual channel detected by the individual channel detection unit, selects the unused individual channel as a used individual channel for the own vehicle, and uses the selected individual channel to generate the individual channel information. Is transmitted.
[0019]
According to a thirteenth aspect of the present invention, the individual channel detection unit detects use / non-use of the individual channel by another wireless communication device, and determines whether each of the individual channels is being used or not being used (usage status). Is created, and the used individual channel is selected by referring to the individual channel table.
[0020]
The invention according to claim 14 is characterized in that the individual channel table is created or updated in real time.
[0021]
The invention according to claim 15 is characterized in that the individual channel table is created or updated asynchronously with the transmission and reception of the frame.
[0022]
The invention according to claim 16 is characterized in that the individual channel detection unit compares the individual channel used last time with the individual channel table to detect the use status of the individual channel, and if the individual channel is not used, detects the individual channel. This channel is used as the current individual channel. If the channel is in use, the usage status of the individual channel corresponding to the next number of the individual channel is detected sequentially or cyclically, and the unused individual channel is searched. Is used as an individual channel.
[0023]
The invention according to claim 17 is characterized in that the dedicated channel detection unit detects the usage status of the dedicated channel by another wireless communication device based on the presence or absence of a transmission carrier in each dedicated channel.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0025]
FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of a wireless communication system according to the present embodiment, and reference numerals 1 to 5 denote vehicles, each of which is equipped with the same wireless communication device. Reference numeral 6 denotes a roadside device, on which the same wireless communication devices as the vehicles 1 to 5 are mounted. Vehicle information is distributed from the wireless communication devices of the vehicles 1 to 5, and road traffic information is distributed from the wireless communication device of the roadside device 6. Here, it is assumed that these wireless communication devices exist in a range where they can communicate with each other, and the wireless communication devices in each of the vehicles 1 to 5 and the roadside device 6 receive information from another wireless communication device, and receive other information. By transmitting information to the wireless communication device, communication between vehicles (including road and vehicle) is performed.
[0026]
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a case where the wireless communication device is mounted on a vehicle. 11 is a wireless communication device, 12 is a vehicle computer, and 13 is an antenna.
[0027]
The vehicle computer 12 is a device that manages and controls vehicle information such as vehicle position information obtained from a car navigation system using GPS, vehicle speed information obtained from a vehicle speed meter, and brake information obtained from a brake pedal.
[0028]
FIG. 3 is a block diagram illustrating a case where the wireless communication device is mounted on a roadside device. The roadside device 6 includes a wireless communication device 11, an antenna 13, and a roadside control device 14. The roadside control device 14 is a device that manages and controls road traffic information transmitted wirelessly or by wire from the roadside management device.
[0029]
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of the wireless communication device 11. The wireless communication device 11 illustrated in FIG. 4 includes a CPU 101, a memory 102, a data link unit 103, a modem unit 104, and an RF unit 105. In addition, the RF unit 105 of FIG. 4 further incorporates a carrier detection unit 106 for detecting an individual data channel, which detects a transmission carrier transmitted from another wireless communication device via an individual channel (described later).
[0030]
The CPU 101 performs overall control of the wireless communication device 11, and performs, for example, storage of received data in the memory 102, calling of transmitted data from the memory 102, determination of carrier wave detection, and the like. When the wireless communication device 11 is mounted on the vehicle, the CPU 101 stores data such as vehicle information from the vehicle computer 12 in the memory 102, and when the wireless communication device 11 is mounted on the roadside device, the CPU 101 Data such as road information and traffic information from the roadside control device 14 is stored in the memory 102.
[0031]
The memory 102 stores data received under the control of the CPU 101, and stores data such as vehicle information from the vehicle computer 12 when the wireless communication device 11 is mounted on the vehicle. When mounted on a device, it functions as a communication buffer for storing data such as road information and traffic information from the roadside control device 14.
[0032]
The data link unit 103 controls according to a communication protocol between vehicles (including road and vehicle). The modulation and demodulation unit 104 modulates a transmission data signal or demodulates a reception data signal. The RF unit 105 transmits and receives data signals, and includes, for example, a PLL circuit, an AGC circuit, an amplifier circuit, and the like. The wireless communication device 11 performs simultaneous two-way communication that can receive any channel other than the channel on which data is being transmitted.
[0033]
FIG. 5 shows a format of a data frame (packet). When data is transmitted, a frame composed of common channel information transmitted on the common channel C and individual channel information transmitted on the individual channel I is transmitted to the data link unit. 103 (generating means).
[0034]
Each of the channels C and I indicates a channel divided by dividing means such as frequency division. For example, the common channel C is assigned a frequency f0, and the individual channel I is assigned to each vehicle. Individual frequencies (f1, f2, f3, etc.) are assigned to (including roadside equipment). Here, the channel f0, which is the common channel C, is common to the wireless communication devices 11 of each vehicle (including the roadside device).
[0035]
In the common channel C, information of high importance (common channel information) that is greatly involved in the safe driving and urgency of the vehicle is transmitted, and in the individual channel I, other information (individual channel information) is transmitted. That is, the common channel information is information having higher importance than the individual channel information.
[0036]
FIG. 6A shows common channel information transmitted and received via the common channel C, and FIG. 6B shows individual channel information transmitted and received via the individual channel I. The common channel information includes vehicle position information obtained from a car navigation system using GPS, vehicle speed information obtained from a speedometer, brake information obtained from a brake pedal, breakdown / emergency information sent as road traffic information, and progress. -Route information and individual channel identification information. The individual channel information is toll information of a toll road such as an expressway, destination road information, weather information, inter-vehicle communication information, and the like.
[0037]
In the individual channel identification information in the common channel information, which channel of the plurality of individual channels f1, f2,... Then, the wireless communication device 11 that has received the individual channel identification information can grasp which channel is used to distribute the individual channel information.
[0038]
The vehicle-to-vehicle communication information in the individual channel information is information such as an exchange of intentions between people who get on the vehicle.
[0039]
These pieces of information are called from the memory 102 by the CPU 101, are divided into common channel information sent on the common channel C and individual channel information sent on the individual channel I by the data link unit 103, and are arranged in a predetermined order. You.
[0040]
As described above, the vehicle information of the common channel is information relating to the vehicle itself, such as vehicle position information, vehicle speed information, and moving direction, and the amount of information is limited as compared with the individual channel information. Even when the number increases, the use efficiency can be improved by providing a dedicated common channel.
[0041]
On the other hand, the individual channel may be assigned to a different channel for every vehicle (wireless communication device). However, in reality, the wireless channel is a finite asset, and considering the effective use of the channel, the individual wireless communication device By searching for and using individual channels that are vacant (not used), it is possible to realize effective use of wireless channels. In consideration of these points, the wireless communication device 11 of the present embodiment is provided with a function (individual channel access means) for automatically assigning an individual channel to each vehicle (wireless communication device). As will be described later, each wireless communication device 11 automatically detects an individual channel that is not used by a wireless communication device such as another vehicle, and transmits individual information by using the unused individual channel. , Effective use of individual channels.
[0042]
Hereinafter, an operation of transmitting and receiving a frame in the wireless communication device 11 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
[0043]
When the wireless communication device 11 of each vehicle receives a frame from the wireless communication device of another vehicle, the data of the frame transmitted from the other vehicle or the roadside device is received by the RF unit 105 via the antenna 13 and modulated and demodulated. The data is demodulated by the unit 104, and the data is taken in by the data link unit 103 in accordance with the communication procedure. The data taken in by the data link unit 103 is sequentially stored in the memory 102 by the CPU 101. Here, data of one frame may be temporarily stored in the data link unit 103, and the received data may be stored in the memory 102 by the CPU 101 after the receiving operation is completed.
[0044]
On the other hand, when transmitting a frame, first, common information constituting frame data is transmitted. Before transmission, it is detected whether a common channel C used for transmitting the common information is available. This is performed by detecting the presence or absence of a carrier of a signal transmitted from a wireless communication device such as another vehicle using the common channel C. Specifically, the presence or absence of a radio signal on the common channel C is detected by the RF unit 105, and the CPU 101 determines whether the common channel C is empty.
[0045]
If the common channel C is empty (that is, not used), the common channel C is obtained, the data to be transmitted is sequentially read from the memory 102 by the CPU 101, and the frame data is transmitted by the data link unit 103 according to the communication procedure. The signal is modulated by the modulation / demodulation unit 104 and transmitted by the RF unit 105 via the antenna 13.
[0046]
Here, when transmitting a frame, the transmission data of one frame is transmitted to the data link unit 103 before transmission, and a frame to be transmitted is generated in the data link unit 103 in accordance with the communication procedure. It may be performed. In this case, in the carrier wave detection, the presence or absence of a radio signal is detected by the RF unit 105, and the data link unit 103 determines whether or not the common channel C is idle.
[0047]
Subsequent to the transmission of the common information, the individual information making up the frame data is transmitted using each individual channel. As described above, in the actual operation state of each vehicle and the like, there are many vehicles and the like around the vehicle, and it is virtually impossible to assign different individual channels to each vehicle and the like, and However, it is not preferable in terms of effective use of the communication channel. Therefore, in this embodiment, at the time of constructing a wireless communication system, table information (individual channel table) in which individual channel information that can be used by the wireless communication device mounted on each vehicle is set, and this table information is set. On the basis of this, individual channels that can be used by each vehicle are selected.
[0048]
Each wireless communication device detects an individual channel used (or not used) by a wireless communication device such as another vehicle in the vicinity (search for individual channel use status), and detects unused individual channels that can be used by itself. Individual channel access means for selecting a channel (selection of an individual channel to be used) is provided. With this means, each wireless communication device selects an individual channel that can be used by itself in real time, and uses this individual channel to generate individual information. Send
[0049]
The detection of the use state of the individual channel is performed by detecting the presence or absence of the carrier of the transmission signal (individual information) from another vehicle or the like, similarly to the detection of the carrier of the common channel. As a means for detecting the carrier of the individual channel, an individual data carrier detection unit 106 is provided in the RF unit 105 to identify channels registered as a system and to detect the channels detected by the individual data carrier detection unit 106. The information (individual channel table) of the use status (in use / not in use) of the channel is stored and updated as needed in a memory area constituting a part of the memory 102 or a memory provided separately from the memory 102.
[0050]
Here, it is desirable that the detection of the use status of the individual channel is executed irrespective of the wireless communication using the wireless channel of the own vehicle wireless communication device. That is, it is desirable that the search for the individual channel is performed asynchronously with the basic wireless communication procedure (data reception and transmission on the CS (described later), the common channel C, and the individual channel I in the wireless communication device of the own vehicle). Specifically, in order to search for an individual channel currently in use, it is desirable to inspect all individual channels within a minimum unit of communication (for example, equivalent to communication time on a common channel). In the actual operation of the communication system, the maximum detection speed of the individual channel is determined depending on the specific time value, the number of available individual channels, and the performance of the wireless communication device, and finally the maximum speed is determined. The detection speed to be adopted is determined from the request as a wireless system.
[0051]
FIG. 7 shows an example of the individual channel table at the time of frequency division. In the example of FIG. 7, the number of available individual channels (the number of channels registered as a system) is n (n is an integer of 1 or more), and the frequency (name) f1 is assigned to each of the individual channel numbers 1 to n. , F2... Fn are assigned. The presence / absence of a carrier corresponding to each individual channel number is detected by the individual data carrier detection unit 106 provided in a wireless communication device such as each vehicle, and the use status of each individual channel (in use / unused) Is stored in a predetermined memory.
[0052]
Here, a predetermined individual channel number (frequency) x (1 ≦ x ≦ n) is assigned in advance to the wireless communication device such as each vehicle at the time of manufacture, and when each vehicle is actually operated, other surrounding vehicles are assigned. It is also possible to select an available individual channel while detecting the individual channel used by the wireless communication device. Therefore, even if vehicles equipped with wireless communication devices to which the same individual channel number is assigned at the time of manufacturing exist around each other, each wireless communication device is an individual channel used by a wireless communication device such as another vehicle. By selecting and using unused individual channels other than the individual channels (any unused individual channel among 1 to n and channels other than the individual channels pre-assigned at the time of manufacture), such a vehicle can be used. Even in an existing communication area, it is possible to transmit individual information between vehicles without communication collision.
[0053]
FIG. 8 is a flowchart showing the procedure of the individual channel use status search.
[0054]
As shown in FIG. 8, the use status of the individual channel is detected substantially in real time asynchronously with the basic communication procedure of each wireless communication device. First, after initialization (S1), an individual channel for which use status is to be checked is set, and a carrier is received on the individual channel (S2). At the start of the inspection operation, the first individual channel to be inspected is set to, for example, the individual channel number 1 (frequency f1). That is, the presence or absence of the carrier wave of the frequency f1 is detected (S3). If the individual channel number 1 is currently in use, "in use" is described in the individual channel table (S4), and the channel number to be inspected is updated (S5). In this case, for example, the individual channel number is set to 2, and the carrier of the individual channel number 2 is received (S2). On the other hand, if the individual channel number 1 is currently unused in step S3, "unused" is described in the individual channel table (S6), and the inspection target channel number is updated (S5). These carrier detection operations are performed while updating the individual channel numbers, and an individual channel table showing the relationship between the individual channel numbers 1 to n and the use status (in use / in use) (FIG. 7) Is created and stored in a predetermined memory area.
[0055]
Each wireless communication device performs these operations almost in real time, and creates and updates the latest individual channel table as needed.
[0056]
FIG. 9 is a flowchart showing a procedure for selecting an individual channel to be used in the own vehicle using the individual channel table obtained by the procedure of FIG.
[0057]
By referring to the use result of the individual channel (individual channel table) and searching for an available individual channel from the top of the table, communication with a wireless communication device such as another vehicle existing in the same wireless communication area is performed. There is a high possibility that collision (selection of the same individual channel) will occur. Therefore, an available free channel (unused channel) may be selected based on the previously used individual channel.
[0058]
In order to select a used individual channel, first, the previously selected individual channel number is called (S7). The called individual channel number is compared with the latest individual channel table obtained by the procedure of FIG. 8 to determine whether the individual channel number is in use or unused (S8). If the channel is being used, the channel number to be inspected is updated (for example, to the next individual channel) (S9), and step S8 is repeated again. On the other hand, if it is not used, this individual channel is selected as the used individual channel (S10), and the process of selecting the used individual channel is ended (S11).
[0059]
Individual information is transmitted using the used individual channel selected by the above processing.
[0060]
As described above, the individual channel identification information transmitted as the common channel information specifies the assigned channel among the plurality of registered individual channels in the individual channel I. In this case, the wireless communication device 11 that has received the individual channel identification information can determine which channel the individual channel information has been distributed to, but by using this to select an individual channel used by the own vehicle, Selection of an individual channel can be made more reliable.
[0061]
FIG. 10 illustrates an example in which three different individual channels (f1, f2, f3) are assigned in advance to the respective wireless communication devices 11 mounted on three vehicles, and communication is performed between the respective wireless communication devices. FIG. 11 is a diagram showing a communication procedure in a case, and FIG. 11 shows, for example, communication using three different individual channels (f1, f2, f3) among wireless communication devices 11 mounted on seven vehicles. FIG. 6 is a diagram showing a communication procedure in the case of performing.
[0062]
In FIG. 10, CS is a carrier sense period (common channel carrier wave detection period), common channel C is common to channel f0 for each vehicle, and individual channel I is channels f1, f2 for vehicles A, B, and C, respectively. , F3 are assigned.
[0063]
First, the CPU 101 of the wireless communication device 11 defines a slot on the time axis. The slot time interval is set equal to the transmission time on the common channel C (for example, 500 μsec), and the transmission time on the common channel C is common to the wireless communication devices 11 of each vehicle (including the roadside device).
[0064]
In FIG. 10, the transmission time of the individual channel I is shown by two slots, but the present invention is not limited to this, and the length can be freely set. If there is no individual channel information, the individual channel I is not occupied. That is, it is not transmitted on the individual channel I.
[0065]
Since the transmission time on the common channel C is common to the wireless communication devices 11 of the vehicles (including the roadside devices), the CPU 101 of the wireless communication device 11 on the frame receiving side transmits the common channel information of the common channel C on the common channel C. The slot timing is adjusted based on the received data. For example, the timing of the slot may be adjusted by detecting the synchronization signal of the reception data of the common channel information, or since the transmission time of the common channel information is determined, the starting point of the reception data of the common channel information, Alternatively, the timing of the slot may be adjusted by detecting the end point. As a result, synchronization can be achieved between the vehicles.
[0066]
As an access procedure of the common channel C, a random access procedure such as the CSMA scheme (carrier detection multiple access) is used. Here, since an unspecified large number of vehicles in the vicinity are set as communication partners, normal reception response confirmation is not performed. Also, retransmission is not performed in the event of a communication collision. The period (transmission period) for acquiring the common channel C is random access, and is not always the same transmission period. The frame is transmitted at a transmission cycle necessary to prevent a rear-end collision or the like during high-speed movement on a highway or the like, and at a transmission cycle in consideration of the number of vehicles equipped with the wireless communication device 11 in the communication area ( For example, a transmission cycle of 100 msec or a time close to 100 msec at random with an upper limit of 100 msec). The transmission cycle is determined by the CPU 101 from common channel information (vehicle position information, vehicle speed information, brake information, etc.) received from another vehicle and vehicle information of the own vehicle (vehicle position information, vehicle speed information, brake information, etc.). It is decided.
[0067]
Since the vehicle is a moving body, the vehicle information (vehicle position information, vehicle speed information, brake information, etc.) is always sent from the wireless communication device 11 of the latest new information. The wireless communication device 11 in each vehicle (including the roadside device) acquires the common channel C at the above-described randomly set transmission cycle, and reports the latest information of the own vehicle to the nearby vehicles.
[0068]
In the communication procedure illustrated in FIG. 10, before transmission of the common channel information on the common channel C, carrier detection (“CS” in the figure) on the common channel C is performed for one slot. Then, as a result of the carrier detection CS, when the common channel C is idle, a frame having common channel information transmitted by the common channel C and individual channel information transmitted by the individual channel I is transmitted.
[0069]
For example, when attention is paid to the vehicle C, the use state of the common channel C of another vehicle is detected by the carrier detection CS at times n to n + 1. In this case, it is detected that another vehicle is using the common channel C, and the transmission of the frame is in a standby state. After the transmission of the common channel information on the common channel C of the vehicle A is completed, the vehicle C detects that the common channel C is idle, and the common channel information of the vehicle C is transmitted on the common channel C. .
[0070]
After the transmission of the common channel C is completed, the vehicle A continues to transmit the individual channel information on the individual channel I.
[0071]
Here, even when the wireless communication device 11 of the own vehicle is transmitting, if the wireless communication device 11 of another vehicle is transmitting on a channel different from that of the wireless communication device 11 of the own vehicle, The data in different channels of the wireless communication device 11 can be received.
[0072]
For example, when focusing on vehicle A, at time n + 1 to n + 2, individual channel information is being transmitted on channel f1 (individual channel I), but common channel information on channel f0 (common channel C) from vehicle C is received. can do. Further, if the individual channel I is different from other vehicles, for example, the vehicle A is transmitting individual channel information on the channel f1 (individual channel I) at the time n + 2 to n + 3, but the channel f2 (the individual Individual channel information on channel I) can be received.
[0073]
Also, for example, when the transmission of the common channel information on the common channel C is performed simultaneously between two vehicles at a certain time, that is, when the transmission timing coincides between the two vehicles and a communication collision occurs, The receiving wireless communication device 11 cannot receive. However, reception is possible if no collision occurs in the next communication.
[0074]
On the other hand, in the communication system shown in FIG. 11, the number of usable individual channels is limited to three, and seven vehicles (wireless communication devices) are used (A to G). An individual channel used by the own vehicle must be selected and used so as not to overlap with an individual channel used by a wireless communication device of another vehicle. Under such circumstances, the individual channel access means of the embodiment of the present invention is particularly effective.
[0075]
In FIG. 11, the communication procedure of the CS (Carrier Sense Period) and the common channel C is the same as the communication procedure of FIG. 10, and therefore the description is omitted. In particular, the transmission operation of the individual information using the individual channel is described in FIG. This will be described with reference to FIG.
[0076]
Each of the vehicles A to G is connected to the individual channel (f1, f2, f3) used by another vehicle regardless of the respective basic communication procedure (CS, data transmission / reception operation by the common channel and the individual channel) (asynchronously). The usage is constantly monitored (almost in real time) (the individual channel table is constantly updated). Therefore, each of the vehicles A to G always knows an individual channel that is not currently used (unused individual channel), and always transmits unused individual information without communication collision at the stage of transmitting individual information from the own vehicle. can do.
[0077]
Therefore, in order to transmit the individual information after transmitting the common information using the common channel C (f0), the individual information that is not used by another vehicle is selected and used in real time, and the individual information is transmitted. Can be.
[0078]
As shown in FIG. 11, in the operation state of each vehicle (at the time of system construction), since a specific individual channel is not fixed to each vehicle (an individual channel number is previously assigned to each wireless communication device at the time of manufacture). Even if it is assigned, the individual channel can be used without being fixed to the individual channel number when the system is constructed), and each individual information is transmitted using a different individual channel over time.
[0079]
Therefore, the communication of the individual information can be performed between the limited number of available individual channels and the number of vehicles exceeding the number, so that the wireless channel can be effectively used. In addition, since the selection of the individual channel can be automatically performed regardless of the number of vehicles in the communication area, obstacles such as communication collision can be avoided.
[0080]
As described above, according to the present embodiment, the wireless communication device 11 of each vehicle (including the roadside device) transmits the common channel information transmitted by the common channel C that is a common wireless channel, When the data link unit 103 generates a frame (packet) having individual channel information to be transmitted on the individual channel I, which is a different wireless channel, and performs the carrier detection CS on the common channel C when the wireless communication device 11 transmits the frame. As a result of the carrier detection CS, when the common channel C is idle, the frame data is modulated by the modem 104 and transmitted by the RF unit 105 via the antenna 13. Safe driving of the vehicle such as speed information, brake information, failure / emergency information, progress / path information, etc. , More important information (common channel information) and other information is divided into the (individual channel information) by transmitting each with a different radio channel, effective use of the radio channel can be achieved. That is, by dividing the channel according to the application, the occupation time of the common channel C for transmitting the common channel information that is more important than the individual channel information is shortened, and the amount of communication information increases due to the increase of vehicles in the communication area. Of the communication channel capacity due to the communication is reduced, and the communication efficiency is improved.
[0081]
In addition, since each wireless communication device 11 can use a limited number of individual channels and automatically select and use individual channels that can be used without collision with each other as use individual channels, Even when the number of available individual channels is limited, communication collisions are reduced in communication between vehicles exceeding the number, and the communication channel capacity is increased due to an increase in the amount of communication information due to an increase in vehicles in the communication area. Compression is reduced and communication efficiency is improved.
[0082]
The cycle (transmission cycle) for acquiring the common channel C includes common channel information (vehicle position information, vehicle speed information, brake information, etc.) received from another vehicle, and vehicle information (vehicle position information, vehicle speed) of the own vehicle. (Information, brake information, etc.), and is determined by the CPU 101. Therefore, pressure on the communication channel capacity due to an increase in the amount of communication information due to an increase in vehicles in the communication area is reduced, and communication efficiency is improved.
[0083]
As described above, the present invention has been described based on one embodiment, but the present invention is not limited to this.
[0084]
For example, in the above-described embodiment, a case has been described in which, as the dividing means, each channel is assigned a different frequency channel by frequency division. However, the present invention is not limited to this. May be assigned with different spreading codes.
[0085]
Further, in the above-described embodiment, the case has been described where the time interval between slots is set equal to the transmission time on the common channel C. However, the present invention is not limited to this. When the transmission time is set to be equal to the transmission time, for example, two slots may be set to be equal to the transmission time in the common channel C. In this case, for example, if the transmission time on the common channel C is two slots, the carrier detection CS in the wireless communication device 11 that attempts to transmit the common channel information on the common channel C may be performed over two slots. .
[0086]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, pressure on the communication channel capacity due to an increase in the amount of communication information is reduced, and communication efficiency is improved. In addition, by using a procedure for dynamically acquiring an individual channel, it is possible to eliminate the limitation of fixedly allocating a wireless channel and realize effective use of the wireless channel.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic explanatory diagram of a wireless communication system according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a case where a wireless communication device is mounted on a vehicle.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a case where a wireless communication device is mounted on a roadside device.
FIG. 4 is a block diagram illustrating a wireless communication device.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a radio frame format.
FIG. 6A is a diagram illustrating an example of common channel information, and FIG. 6B is a diagram illustrating an example of individual channel information.
FIG. 7 is a diagram showing an example of an individual channel table.
FIG. 8 is a flowchart illustrating a procedure of an individual channel use status search.
9 is a flowchart showing a procedure for selecting an individual channel to be used in the own vehicle using the individual channel table obtained by the procedure of FIG.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a communication procedure in a case where mutually different individual channels are assigned to vehicles and the like.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a communication procedure when performing communication between vehicles that exceeds the number of available individual channels.
[Explanation of symbols]
1-5 vehicle
6 Roadside equipment
11 Wireless communication equipment
101 CPU
102 memory
103 Data link section
104 modem
105 RF unit
106 Individual Data Carrier Detector
