JP2006311409A - 無線通信装置および無線通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 基地局がない場合であっても周波数資源を簡易に有効活用できる無線通信装置および無線通信方法を提供する。
【解決手段】 無線通信装置（１００）は、他無線通信装置と通信を行う通信手段（３０）を備えた無線通信装置において、通信ネットワークのサービスエリアを分割した複数のセルの位置情報と、複数のセルのそれぞれに隣接するセルと互いに異なるように割り当てられたチャネルとを記憶する記憶手段（４４）と、無線通信装置（１００）の位置情報を取得する位置取得手段（２０）と、無線通信装置（１００）の位置情報とセルの位置情報とに基づいて、無線通信装置（１００）が属するセルを判定するセル判定手段（４３）とを備え、通信手段（３０）は、無線通信装置（１００）が属するセルに割り当てられたチャネルで送信することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、無線通信装置および無線通信方法に関する。

近年、移動体通信システムに対する需要が高まっている。この移動体通信システムにおいては、システム全体として周波数利用効率を高めることが課題となっている。そのため、隣接するセル間で重複しないチャネルを固定的に割り当て、同一セル内では同一周波数を利用して基地局と移動体端末との通信を行う技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の技術によれば、移動体端末が基地局へ通信要求を行い、その通信要求を受信した基地局が移動体端末に対してチャネルを割り当てる動作を行う。

特開平１１−２６６４７８号公報

しかしながら、アドホックネットワークにおいては基地局が存在しない。したがって、アドホックネットワークにおいては、チャネルの有効活用を目的とするチャネルの割り当てを行うことは困難である。

本発明は、基地局がない場合であっても簡易に周波数資源を有効活用できる無線通信装置および無線通信方法を提供することを目的とする。

本発明に係る無線通信装置は、他無線通信装置と通信を行う通信手段を備えた無線通信装置において、通信ネットワークのサービスエリアを分割した複数のセルの位置情報と、複数のセルのそれぞれに隣接するセルと互いに異なるように割り当てられたチャネルとを記憶する記憶手段と、無線通信装置の位置情報を取得する位置取得手段と、無線通信装置の位置情報とセルの位置情報とに基づいて、無線通信装置が属するセルを判定するセル判定手段とを備え、通信手段は、無線通信装置が属するセルに割り当てられたチャネルで送信することを特徴とするものである。

本発明に係る無線通信装置においては、通信ネットワークのサービスエリアを分割した複数のセルの位置情報と、複数のセルのそれぞれに隣接するセルと互いに異なるように割り当てられたチャネルとが記憶手段により記憶され、無線通信装置の位置情報が位置取得手段により取得され、無線通信装置が属するセルがセル判定手段により判定され、無線通信装置が属するセルに割り当てられたチャネルで通信手段により送信される。この場合、各無線通信装置がそれぞれの周波数資源を有効活用するチャネルを判定することが可能となるため、基地局が存在しなくてもチャネルの割り当てが可能となる。したがって、簡易に周波数資源を有効活用することができる。また、送信チャネルは１つのチャネルに設定されることから、使用する送信チャネル数を少なくすることができる。したがって、本発明に係る無線通信装置の簡略化が可能である。

無線通信装置の位置情報と通信手段の通信可能距離とから通信手段の通信可能エリアを算出する通信エリア算出手段をさらに備え、通信手段は、通信可能エリアに含まれるセルに割り当てられたチャネルで受信してもよい。この場合、他のセルに位置する他の無線通信装置によって送信された情報を受信することができる。また、通信可能エリアが複数のセルにまたがらなければ１つのチャネルで受信されることから、使用する受信チャネル数を少なくすることができる。

通信手段の送信周期を変更する送信周期制御手段をさらに備え、送信周期制御手段は、無線通信装置が属するチャネルに応じて通信手段の送信周期を変更してもよい。この場合、他のセルに位置する他無線通信装置と自無線通信装置との間にキャリアセンスが機能しなくても、送信周期が異なることから、自無線通信装置および他無線通信装置の送信データの喪失が防止される。

本発明に係る他の無線通信装置は、他無線通信装置と通信を行う通信手段を備えた無線通信装置において、通信ネットワークのサービスエリアを分割した複数のセルの位置情報と、複数のセルのそれぞれに隣接するセルと互いに異なるように割り当てられたチャネルとを記憶する記憶手段と、無線通信装置が属する道路リンクを取得する位置取得手段と、無線通信装置が属する道路リンクが属するセルを判定するセル判定手段とを備え、通信手段は、道路リンクが属するセルに割り当てられたチャネルで送信することを特徴とするものである。

本発明に係る他の無線通信装置においては、通信ネットワークのサービスエリアを分割した複数のセルの位置情報と、複数のセルのそれぞれに隣接するセルと互いに異なるように割り当てられたチャネルとが記憶手段により記憶され、無線通信装置が属する道路リンクが位置取得手段により取得され、無線通信装置が属する道路リンクが属するセルがセル判定手段により判定され、道路リンクが属するセルに割り当てられたチャネルで通信手段により送信される。この場合、各無線通信装置がそれぞれ周波数資源を有効活用するチャネルを判定することが可能となるため、基地局が存在しなくてもチャネルの割り当てが可能となる。したがって、簡易に周波数資源を有効活用することができる。また、送信チャネルは１つのチャネルに設定されることから、使用する送信チャネル数を少なくすることができる。したがって、本発明に係る無線通信装置の簡略化が可能である。

セル判定手段は、道路リンクの両端のノードが属するセルを判定し、通信手段は、無線通信装置の進行方向のノードが属するセルに割り当てられたチャネルを用いて送信し、道路リンクの両端のノードが属するセルに割り当てられたチャネルを用いて受信してもよい。この場合、送信チャネルは１つのチャネルに設定されることから、使用する送信チャネル数を少なくすることができる。さらに、受信チャネルは多くても２チャネルであることから、通信手段に必要なチャネル数が低減される。したがって、本発明に係る無線通信装置の簡略化が可能である。

本発明に係るさらに他の無線通信装置は、他無線通信装置と通信を行う通信手段を備えた無線通信装置において、複数の道路リンクの位置情報と複数の道路リンクのそれぞれに隣接するリンクと互いに異なるように割り当てられたチャネルとを記憶する記憶手段と、無線通信装置の位置情報を取得する位置取得手段と、無線通信装置の位置情報と道路リンクの位置情報とに基づいて無線通信装置が属する道路リンクを判定する道路リンク判定手段とを備え、通信手段は無線通信装置が属する道路リンクに割り当てられたチャネルで送信を行うことを特徴とするものである。

本発明に係るさらに他の無線通信装置においては、複数の道路リンクの位置情報と複数の道路リンクのそれぞれに隣接する道路リンクと互いに異なるように割り当てられたチャネルとが記憶手段によって記憶され、無線通信装置の位置情報が位置取得手段によって取得され、無線通信装置の位置情報と道路リンクの位置情報とに基づいて無線通信装置が属する道路リンクが道路リンク判定手段により判定され、無線通信装置が属する道路リンクに割り当てられたチャネルで通信手段により送信がなされる。この場合、交差点においては進入方向ごとに異なるチャネルが割り当てられることになる。したがって、異なる方向から交差点に進入してくる他無線通信装置との情報の送受信が容易になる。また、各無線通信装置がそれぞれ周波数資源を有効活用するチャネルを判定することが可能となるため、基地局が存在しなくても各道路リンクごとにチャネルが割り当てられることが可能である。したがって、簡易に周波数資源の有効活用することが可能である。

本発明に係る無線通信方法は、他無線通信装置と通信を行う無線通信装置を用いた無線通信方法において、無線通信装置の位置情報を取得するステップと、無線通信装置の記憶手段に記憶されている、通信ネットワークのサービスエリアを分割した複数のセルの位置情報と無線通信装置の位置情報とに基づいて、無線通信装置が属するセルを判定するステップと、無線通信装置の記憶手段に記憶されている、複数のセルのそれぞれに隣接するセルと互いに異なるように割り当てられたチャネルを参照して、無線通信装置が属するセルに割り当てられたチャネルを判定するステップと、無線通信装置が属するセルに割り当てられたチャネルで通信手段により送信するステップとを備えることを特徴とするものである。

本発明に係る無線通信方法においては、無線通信装置の位置情報が取得され、無線通信装置の記憶手段に記憶されている、通信ネットワークのサービスエリアを分割した複数のセルの位置情報と無線通信装置の位置情報とに基づいて、無線通信装置が属するセルが判定され、無線通信装置の記憶手段に記憶されている、複数のセルのそれぞれに隣接するセルと互いに異なるように割り当てられたチャネルを参照して、無線通信装置が属するセルに割り当てられたチャネルが判定され、無線通信装置が属するセルに割り当てられたチャネルで通信手段により送信される。この場合、各無線通信装置がそれぞれの周波数資源を有効活用するチャネルを判定することが可能となるため、基地局が存在しなくてもチャネルの割り当てが可能となる。したがって、簡易に周波数資源を有効活用することができる。また、送信チャネルは１つのチャネルに設定されることから、使用する送信チャネル数を少なくすることができる。したがって、本発明に用いる無線通信装置の簡略化が可能である。

前記無線通信装置の位置情報と通信手段の通信可能距離とから通信手段の通信可能エリアを算出するステップと、通信可能エリアに含まれるセルに割り当てられたチャネルで受信するステップとをさらに含んでいてもよい。この場合、他のセルに位置する他の無線通信装置によって送信された情報を受信することができる。また、通信可能エリアが複数のセルにまたがらなければ１つのチャネルで受信されることから、使用する受信チャネル数を少なくすることができる。

無線通信装置が属するチャネルに応じて通信手段の送信周期を制御するステップをさらに含んでいてもよい。この場合、他のセルに位置する他無線通信装置と自無線通信装置との間にキャリアセンスが機能しなくても、送信周期が異なることから、自無線通信装置および他無線通信装置の送信データの喪失が防止される。

本発明に係る他の無線通信方法は、他無線通信装置と通信を行う無線通信装置を用いた無線通信方法において、無線通信装置が属する道路リンクを取得するステップと、無線通信装置の記憶手段に記憶されている、通信ネットワークのサービスエリアを分割した複数のセルの位置情報と無線通信装置が属する道路リンクとに基づいて、無線通信装置が属するセルを判定するステップと、無線通信装置の記憶手段に記憶されている、複数のセルのそれぞれに隣接するセルと互いに異なるように割り当てられたチャネルを参照して、無線通信装置が属するセルに割り当てられたチャネルを判定するステップと、無線通信装置が属するセルに割り当てられたチャネルで通信手段により送信するステップとを備えることを特徴とするものである。

本発明に係る他の無線通信方法においては、無線通信装置が属する道路リンクが取得され、無線通信装置の記憶手段に記憶されている、通信ネットワークのサービスエリアを分割した複数のセルの位置情報と無線通信装置が属する道路リンクとに基づいて、無線通信装置が属するセルが判定され、無線通信装置の記憶手段に記憶されている、複数のセルのそれぞれに隣接するセルと互いに異なるように割り当てられたチャネルを参照して、無線通信装置が属するセルに割り当てられたチャネルが判定され、無線通信装置が属するセルに割り当てられたチャネルで通信手段により送信される。この場合、各無線通信装置がそれぞれの周波数資源を有効活用するチャネルを判定することが可能となるため、基地局が存在しなくてもチャネルの割り当てが可能となる。したがって、簡易に周波数資源を有効活用することができる。また、送信チャネルは１つのチャネルに設定されることから、使用する送信チャネル数を少なくすることができる。したがって、本発明に用いる無線通信装置の簡略化が可能である。

道路リンクの両端のノードが属するセルを判定するステップと、通信手段により、無線通信装置の進行方向のノードが属するセルに割り当てられたチャネルを用いて送信し、道路リンクの両端のノードが属するセルに割り当てられたチャネルを用いて受信するステップとをさらに含んでいてもよい。この場合、送信チャネルは１つのチャネルに設定されることから、使用する送信チャネル数を少なくすることができる。さらに、受信チャネルは多くても２チャネルであることから、通信手段に必要なチャネル数が低減される。したがって、本発明に用いる無線通信装置の簡略化が可能である。

本発明に係るさらに他の無線通信方法は、他無線通信装置と通信を行う無線通信装置を用いた無線通信方法において、無線通信装置の位置情報を取得するステップと、無線通信装置の記憶手段に記憶されている、複数の道路リンクの位置情報と無線通信装置の位置情報とに基づいて、無線通信装置が属する道路リンクを判定するステップと、無線通信装置の記憶手段に記憶されている、複数の道路リンクのそれぞれに隣接する道路リンクと互いに異なるように割り当てられたチャネルを参照して、無線通信装置が属する道路リンクに割り当てられたチャネルを判定するステップと、無線通信装置が属する道路リンクに割り当てられたチャネルで通信手段により送信するステップとを備えることを特徴とするものである。

本発明に係るさらに他の無線通信方法においては、無線通信装置の位置情報が取得され、無線通信装置の記憶手段に記憶されている、複数の道路リンクの位置情報と無線通信装置の位置情報とに基づいて、無線通信装置が属する道路リンクが判定され、無線通信装置の記憶手段に記憶されている、複数の道路リンクのそれぞれに隣接する道路リンクと互いに異なるように割り当てられたチャネルを参照して、無線通信装置が属する道路リンクに割り当てられたチャネルが判定され、無線通信装置が属する道路リンクに割り当てられたチャネルで通信手段により送信される。この場合、交差点においては進入方向ごとに異なるチャネルが割り当てられることになる。したがって、異なる方向から交差点に進入してくる他無線通信装置との情報の送受信が容易になる。また、各無線通信装置がそれぞれの周波数資源を有効活用するチャネルを判定することが可能となるため、基地局が存在しなくても各道路リンクごとにチャネルを割り当てることが可能である。したがって、簡易に周波数資源の有効活用をすることが可能である。

本発明によれば、基地局が存在しなくても簡易に周波数資源を有効活用することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。

図１は、本発明の第１実施例に係る無線通信装置１００の全体構成を示すブロック図である。図１に示すように、無線通信装置１００は、車両に搭載されている。図１に示すように、無線通信装置１００は、車両情報取得部１０、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）２０、通信機３０および制御部４０を備える。なお、図１の無線通信装置１００は、１または複数の他車両に搭載された無線通信装置とともに無線通信システムを構成する。また、以下の説明においては、自車両および他車両に無線通信装置１００が搭載されているものとする。

車両情報取得部１０は、無線通信装置１００が搭載された自車両の走行速度、ウィンカーの動作状態、ブレーキ装置の動作状態、故障情報等に関する自車両の車両情報を取得し、取得した車両情報を通信機３０および制御部４０の車両情報処理部４２に与える。ＧＰＳ２０は、道路リンク情報、自車両の現在位置（経度および緯度）、自車両の進行方向等のＧＰＳ情報を取得し、取得したＧＰＳ情報を通信エリア算出部４３および通信機３０に与える。

通信機３０は、他車両の無線通信装置が備える通信機とアドホックネットワークを構成する車々間通信機であり、他車両の通信機との間で情報の送受信を行う。例えば、通信機３０は、車両情報取得部１０から与えられた自車両の車両情報およびＧＰＳ２０から与えられたＧＰＳ情報を無線により他車両の通信機に送信する。また、通信機３０は、他車両の車両情報および他車両のＧＰＳ情報を無線により受信する。通信機３０は、受信した他車両の車両情報およびＧＰＳ情報を車両情報処理部４２および通信エリア算出部４３に与える。

制御部４０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）等からなり、通信制御部４１、車両情報処理部４２、通信エリア算出部４３および記憶部４４を含む。記憶部４４は、本実施例に係る無線通信システムが実現する通信ネットワークのサービスエリアの各位置におけるセル（無線通信エリア）の種類と各セルに対応するチャネルとをマップとして記憶する。詳細は後述する。

通信エリア算出部４３は、ＧＰＳ２０から与えられたＧＰＳ情報に基づいて、自車両の現在位置が属するセルを算出する。また、通信エリア算出部４３は、ＧＰＳ２０から与えられたＧＰＳ情報と通信機３０の無線による情報到達距離とに基づいて、通信機３０により通信可能な通信可能エリアＸを算出する。

通信制御部４１は、通信エリア算出部４３の算出結果に基づいて、各セルにおいて通信機３０が送受信を行う際のチャネルを設定する。具体的には、通信制御部４１は、通信機３０の送信チャネルを自車両が位置するセルに対応するチャネルに設定する。また、通信制御部４１は、通信可能エリアＸがまたがるすべてのセルに対応するチャネルを含むように通信機３０の受信チャネルを設定する。詳細は後述する。車両情報処理部４２は、ＧＰＳ２０から与えられたＧＰＳ情報、車両情報取得部１０から与えられた車両情報および通信機３０から与えられた他車両のＧＰＳ情報および車両情報に基づいて、自車両および他車両の走行状態を計算する。

図２は、通信ネットワークのサービスエリアの各セルについて説明するための図である。図２（ａ）は各セルの種類およびその配置を示す図であり、図２（ｂ）はＧＰＳ情報に含まれる位置情報の詳細を示す図であり、図２（ｃ）はＧＰＳ２０から与えられる位置情報から現在位置のセルの種類が決定される方法を示す図である。

図２（ａ）に示すように、各セルはサービスエリアが方形メッシュ状（例えば、２００ｍ（緯度方向）×２００ｍ（経度方向））に分割された形状を有する。各セルは、セルＡ〜セルＤの４種類のセルのいずれか１つのセルである。セルＡ〜セルＤには、それぞれチャネルＡ〜チャネルＤのチャネルが割り振られている。また、各セルは、互いに異なる種類のセルと隣接している。したがって、同じチャネルが割り振られたセル同士が隣接することはない。

なお、各チャネルの方式は、時分割多重（ＴＤＭ：Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式、周波数分割多重（ＦＤＭ：Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｇ）方式、符号分割多重（ＣＤＭ：Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｇ）方式等を適用することができる。

図２（ｂ）に示すように、ＧＰＳ２０から与えられる位置情報は、緯度情報および経度情報からなり、それぞれの情報は８ビットの信号からなる。緯度情報および経度情報は自車両の現在位置（緯度および経度）に対応して決定される。緯度情報の特定のビット（以下、ビットＡと呼ぶ）は、緯度方向において２００ｍごとに０と１とを繰り返す。また、経度情報の特定のビット（以下、ビットＢと呼ぶ）は、経度方向において２００ｍごとに０と１とを繰り返す。図２（ａ）の各セルは、ビットＡおよびビットＢに基づいて決定される。その対応関係を図２（ｃ）に示す。

図２（ｃ）に示すように、ビットＡおよびビットＢによって構成される４種類のデータに、セルＡ〜セルＤがそれぞれ対応している。このように、ビットＡおよびビットＢによって構成されるデータにセルＡ〜セルＤを対応させることによって、各セルは互いに異なる種類のセルと隣接することになる。

なお、本実施例においてはサービスエリアは方形のセルに分割されているが、各セルが互いに異なる種類のセルと隣接すればどのような形状であっても構わない。したがって、サービスエリアは、他の形状のセルに分割されていてもよい。また、セルの種類は４種類に限られず、セルの形状等によって適宜選択されてもよい。

図３は、通信機３０の送信チャネルおよび受信チャネルの設定方法について説明するための図である。図３（ａ）に示すように自車両２００の通信可能エリアＸがセルＡ内に納まる場合、通信制御部４１は、通信機３０の送信チャネルおよび受信チャネルのいずれもチャネルＡに設定する。この場合、通信可能エリアＸ内に位置する他車両もセルＡ内に位置することになる。したがって、他車両においては、送信チャネルがチャネルＡに設定され、受信チャネルがチャネルＡを含むように設定さている。以上のことから、チャネルＡによって自車両２００と他車両との通信が確保される。

図３（ｂ）に示すように自車両２００がセルＡ内に位置しかつ通信可能エリアＸがセルＢおよびセルＤにまたがる場合、通信制御部４１は、通信機３０の送信チャネルをチャネルＡに設定し、通信機３０の受信チャネルをチャネルＡ、チャネルＢおよびチャネルＤに設定する。この場合、セルＡ内の通信可能エリアＸ内に位置する他車両においては、送信チャネルがチャネルＡに設定され受信チャネルがチャネルＡを含むように設定される。したがって、チャネルＡによって自車両２００とその他車両との通信が確保される。

また、セルＢ内の通信可能エリアＸ内に位置する他車両の通信可能エリアは、セルＡにまたがることになる。したがって、その他車両においては、送信チャネルがチャネルＢに設定され、受信チャネルがチャネルＡを含むように設定される。その結果、チャネルＡおよびチャネルＢによって自車両２００とその他車両との通信が確保される。

さらに、セルＤ内の通信可能エリアＸ内に位置する他車両の通信可能エリアは、セルＡにまたがることになる。したがって、その他車両においては、送信チャネルがチャネルＤに設定され、受信チャネルがチャネルＡを含むように設定される。その結果、チャネルＡおよびチャネルＤによって自車両２００とその他車両との通信が確保される。

以上のように、各無線通信装置１００の記憶部４４にセルの位置情報と各セルに割り当てられたチャネルを記憶しておくことで、各無線通信装置１００のそれぞれが効率よく周波数資源を活用するよう割り当てられたチャネルを判定することができる。したがって、基地局がなくても周波数資源を簡易に有効活用することができる。

また、送信チャネルは１つのチャネルに設定されることから、使用する送信チャネル数を少なくすることができる。したがって、通信機３０の簡略化が可能である。さらに、受信チャネルは通信可能エリアＸが複数のセルにまたがらなければ１つのチャネルに設定されることから、使用する受信チャネル数を少なくすることができる。

図４は、制御部４０が無線通信装置１００を制御する際のフローチャートの一例を示す図である。制御部４０は、図４のフローチャートを周期的に繰り返す。図４に示すように、通信エリア算出部４３は、ＧＰＳ２０から自車両の現在位置情報を含むＧＰＳ情報を取得する（ステップＳ１）。次に、通信エリア算出部４３は、自車両の現在位置に基づいて自車両が位置するセルを算出する（ステップＳ２）。この場合、通信エリア算出部４３は、記憶部４４に記憶された位置とセルとの対応関係に基づいてセルを算出する。

次いで、通信制御部４１は、通信機３０の送信チャネルを自車両が位置するセルに対応するチャネルに設定する（ステップＳ３）。次に、通信エリア算出部４３は、通信可能エリアＸが自車両の位置するセル内に納まるか否かを判定する（ステップＳ４）。ステップＳ４において通信可能エリアＸが自車両の位置するセル内に納まると判定された場合、通信制御部４１は、通信機３０の受信チャネルを自車両の位置するセルに対応するチャネルに設定する。その後、制御部４０は動作を終了させる。

ステップＳ４において通信可能エリアＸが自車両の位置するセル内に納まると判定されなかった場合、通信制御部４１は、通信可能エリアＸがまたがるすべてのセルに対応するチャネルを含むように通信機３０の受信チャネルを設定する（ステップＳ６）。その後、制御部４０は動作を終了させる。

以上のようなフローチャートに基づく無線通信方法によれば、送信チャネルは１つのチャネルに設定されることから、使用する送信チャネル数を少なくすることができる。さらに、受信チャネルは通信可能エリアＸが複数のセルにまたがらなければ１つのチャネルに設定されることから、使用するチャネル受信チャネル数を少なくすることができる。

本実施例においては、通信機３０が通信手段に相当し、記憶部４４が記憶手段に相当し、ＧＰＳ２０が位置取得手段に相当し、通信エリア算出手段４３がセル判定手段および通信エリア算出手段に相当する。

なお、本発明においては、無線通信装置の記憶手段として無線通信装置と一体の記憶部４４に記憶されたセルの位置情報と各セルに割り当てられたチャネルを用いているが、無線通信装置の記憶手段はこれに限定されない。例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、携帯型メモリ等の外部記憶手段を無線通信装置の記憶手段として用いてもよい。すなわち、無線通信装置が記憶手段に記憶されている情報が必要になったときに、必要な情報が読み込める記憶手段であればよい。以下の実施例においても同様である。

続いて、本発明の第２実施例に係る無線通信装置１００ａについて説明する。無線通信装置１００ａの構成は、図１の無線通信装置１００と同様である。無線通信装置１００ａが無線通信装置１００と異なる点は、記憶部４４が異なる情報を記憶している点および制御部４０による無線通信装置１００ａの制御方法が異なる点である。以下、無線通信装置１００ａの詳細を説明する。

本実施例に係る記憶部４４は、無線通信システムが実現する通信ネットワークのサービスエリアの各位置におけるセルの種類と各セルに対応するチャネルと道路リンクを構成するノードの番号とをマップとして記憶する。各ノードの番号は、各ノードが属するセルと関連付けられている。したがって、ノードの番号とセルの種類とそのセルに対応するチャネルとが対応することになる。なお、本実施例に係るセルは、第１実施例に係るセルと同様のセルである。

通信エリア算出部４３は、ＧＰＳ２０から与えられたＧＰＳ情報に含まれる現在位置情報に基づいて、自車両の現在位置が属するセルを算出する。また、通信エリア算出部４３は、ＧＰＳ２０から与えられるＧＰＳ情報に含まれる道路リンク情報に基づいて、自車両が位置する道路リンクを構成するノード番号および自車両の進行方向を算出する。

通信制御部４１は、通信エリア算出部４３の算出結果に基づいて、各セルにおいて通信機３０が送受信を行う際のチャネルを設定する。具体的には、通信制御部４１は、通信機３０の送信チャネルを自車両前方の最初のノードのノード番号に対応するチャネルに設定する。また、通信制御部４１は、通信機３０の受信チャネルを自車両前方の最初のノードのノード番号と自車両後方の最初のノードのノード番号とに対応するチャネルに設定する。以下、詳細を説明する。

図５は、通信機３０の送信チャネルおよび受信チャネルの設定方法について説明するための図である。図５（ａ）に示すように、１つのセルに含まれるノードに対応するチャネルは、それぞれ同一のチャネルである。また、同じチャネルが割り振られたセル同士が隣接することはないことから、セルをまたぐ道路リンクの両端のノードに対応するチャネルは必ず異なるチャネルになる。

図５（ｂ）および図５（ｃ）は、自車両２００の送信チャネルおよび受信チャネルについて説明するための図である。ノードＮ１およびノードＮ２に対応するチャネルはチャネルＡであって、ノードＮ３に対応するチャネルはチャネルＢである場合について考える。位置Ｌ１はノードＮ１およびＮ２に挟まれた道路リンク上に存在し、位置Ｌ２はノードＮ２およびノードＮ３に挟まれた道路リンク上に存在する。

図５（ｂ）に示すように自車両２００が位置Ｌ１からノードＮ１の方向に進行している場合、通信制御部４１は、通信機３０の送信チャネルおよび受信チャネルをチャネルＡに設定する。ノードＮ１に向かって進行する他車両の送信チャネルはチャネルＡに設定されており、その他車両の受信チャネルはチャネルＡを含むように設定されている。したがって、チャネルＡによって自車両２００とその他車両との通信が確保される。

図５（ｃ）に示すように自車両２００が位置Ｌ２からノードＮ２の方向に進行している場合、通信制御部４１は、通信機３０の送信チャネルをチャネルＢに設定し、通信機３０の受信チャネルをチャネルＡおよびチャネルＢに設定する。ノードＮ２に向かって進行する他車両の送信チャネルはチャネルＢに設定されており、その他車両の受信チャネルはチャネルＢを含むように設定されている。したがって、チャネルＢによって自車両２００とその他車両との通信が確保される。

以上のように、各無線通信装置１００ａの記憶部４４にセルの位置情報と各セルに割り当てられたチャネルを記憶しておくことで、各無線通信装置１００ａのそれぞれが効率よく周波数資源を活用するよう割り当てられたチャネルを判定することができる。したがって、基地局がなくても周波数資源を簡易に有効活用することができる。

また、送信チャネルは１つのチャネルに設定されることから、使用する送信チャネル数を少なくすることができる。さらに、受信チャネルは多くても２チャネルであることから、通信機３０に必要なチャネル数が低減される。したがって、通信機３０の簡略化が可能である。

図６は、制御部４０が無線通信装置１００ａを制御する際のフローチャートの一例を示す図である。制御部４０は、以下のフローチャートを周期的に繰り返す。図６に示すように、通信エリア算出部４３は、ＧＰＳ２０から与えられるＧＰＳ情報に基づいて自車両が属する道路リンク両端のノード番号および自車両の進行方向を算出する（ステップＳ１１）。次に、通信エリア算出部４３は、自車両の前方および後方のノードのノード番号に対応するチャネルを参照する（ステップＳ１２）。この場合、通信エリア算出部４３は、記憶部４４に記憶されたノード番号とチャネルとの対応関係を参照する。

次いで、通信エリア算出部４３は、前方ノードのノード番号に対応するチャネルと後方ノードのノード番号に対応するチャネルとが同一であるか否かを判定する（ステップＳ１３）。ステップＳ１３において前方ノードのノード番号に対応するチャネルと後方ノードのノード番号に対応するチャネルとが同一であると判定された場合、通信制御部４１は、通信機３０の送信チャネルおよび受信チャネルを前方ノードのノード番号に対応するチャネルに設定する（ステップＳ１４）。その後、制御部４０は動作を終了させる。

ステップＳ１３において前方ノードのノード番号に対応するチャネルと後方ノードのノード番号に対応するチャネルとが同一であると判定されなかった場合、通信制御部４１は、通信機３０の送信チャネルを前方ノードのノード番号に対応するチャネルに設定し、通信機３０の受信チャネルを前方ノードのノード番号に対応するチャネルと後方ノードのノード番号に対応するチャネルとに設定する（ステップＳ１５）。その後、制御部４０は動作を終了させる。

以上のような無線通信方法によれば、送信チャネルは１つのチャネルに設定されることから、使用する送信チャネル数を少なくすることができる。さらに、受信チャネルは多くても２チャネルであることから、通信機３０に必要なチャネル数が低減される。したがって、通信機３０の簡略化が可能である。

なお、サービスエリアは、各道路リンクごとのセルに分割されていてもよい。この場合、交差点においては進入方向ごとに異なるチャネルが割り当てられることになる。したがって、異なる方向から交差点に進入してくる他車両との情報の送受信が容易になる。また、各道路リンクのノード番号を記憶していなくても、自車両が属する道路リンクからチャネルを判定することが可能である。さらに、基地局が存在しなくても各道路リンクごとにチャネルが割り当てられることから、周波数資源の有効活用が可能である。この場合においては、通信エリア算出部４３が道路リンク判定手段に相当することになる。

図７は、本発明の第３実施例に係る無線通信装置１００ｂの全体構成を示すブロック図である。無線通信装置１００ｂが図１の無線通信装置１００と異なる点は、通信制御部４１の代わりに通信制御部４１ａが備わっている点である。通信制御部４１ａは、ランダム係数生成部４５を備えている。ランダム係数生成部４５は、例えば、０．９〜１．０の範囲内のランダム係数Ｋ１を生成する。通信制御部４１ａは、あらかじめ記憶している送信周期（例えば１００ｍｓ）にランダム係数Ｋ１を掛け合わせることによって求められた送信周期（例えば、９０ｍｓ〜１００ｍｓ）で通信機３０に送信を行わせる。したがって、送信機３０の送信周期は、一定ではなく変動することになる。

次に、通信機３０によってなされる送信について詳細を説明する。一例として、互いに通信できない無線通信装置同士のそれぞれが別の無線通信装置と通信を行うケースについて説明する。

図８は、上記ケースにおいて通信機３０によってなされる送信について説明するための図である。図８（ａ）は互いに通信できない通信機同士のそれぞれが別の通信機と通信を行う場合を説明するための図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）の場合にランダム係数生成部を備えない無線通信装置が送信を行う場合について説明するための図であり、図８（ｃ）は図８（ａ）の場合に本実施例に係る無線通信装置１００ｂが送信を行う場合について説明するための図である。

図８（ａ）に示すように、他車両２０２は、自車両２００と他車両２０１との間に位置している。自車両２００と他車両２０１との間の距離が大きい場合、自車両２００および他車両２０１は他車両２０２にデータを送信できても自車両２００および他車両２０１は互いにデータを送信できなくなる。この場合、自車両２００と他車両２０１との間においてキャリアセンスが機能しないことが起こりうる。

ランダム係数生成部を備えない無線通信装置の送信周期は同一である。したがって、図８（ｂ）に示すように自車両２００の無線通信装置の送信期間と他車両２０１の無線通信装置の送信期間とは、一度重複するとその後も連続して重複することになる。したがって、自車両２００および他車両２０１が送信するデータが他車両２０２において衝突する可能性がある。この場合、自車両２００および他車両２０１の送信データが喪失される可能性がある。

一方、ランダム係数生成部を備える無線通信装置の送信周期は変動する。したがって、図８（ｃ）に示すように、自車両２００の無線通信装置の送信期間と他車両２０１の無線通信装置の送信期間とは、一度重複してもその後において重複しないことになる。したがって、自車両２００および他車両２０１の送信データが喪失されることが防止される。

以上のことから、キャリアセンスできない無線通信装置同士のデータの衝突が防止される。したがって、本実施例に係る無線通信装置１００ｂを用いることにより、基地局が存在しなくても送信データの喪失を防止することができる。したがって、周波数資源を有効活用することができる。

なお、本実施例に係る通信制御部４１ａを図１の無線通信装置１００に適用することもできる。この場合、図１の通信機３０の送信周期をランダムな周期に設定することによって、同一のセル内において同一のチャネルを使用する複数の無線通信装置が存在しても、それぞれの無線通信装置の間でキャリアセンス機能が働かなくなることが防止される。また、図１の通信機３０の送信周期をランダムな周期に設定することによって、各無線通信装置がそれぞれ異なるセルに位置しかつ各無線通信装置に時分割方式のチャネルが割り当てられることと同様の効果が得られることになる。さらに、本実施例においては、通信制御部４１ａが送信周期制御手段に相当する。

図９は、本発明の第４実施例に係る無線通信装置１００ｃの全体構成を示すブロック図である。無線通信装置１００ｃが図１の無線通信装置と異なる点は、記憶部４４が異なる情報を記憶している点および通信制御部４１の代わりに通信制御部４１ｂが備わっている点である。

本実施例に係る記憶部４４は、無線通信システムが実現する通信ネットワークのサービスエリアの各位置におけるセルの種類と各セルに対応する係数Ｋ２とをマップとして記憶する。詳細は後述する。通信制御部４１ｂは、係数生成部４６を備えている。係数生成部４６は、記憶部４４を参照して自車両が属するセルに対応する係数Ｋ２を取得し、取得した係数Ｋ２を通信制御部４１に与える。

図１０は、各セルと係数Ｋ２との対応関係を示す図である。図１０に示すように、本実施例においてはセルＡに対応する係数Ｋ２は１．００であり、セルＢに対応する係数Ｋ２は０．９５であり、セルＣに対応する係数Ｋ２は０．９０であり、セルＤに対応する係数Ｋ２は０．８５である。なお、各セルにおける係数Ｋ２の値は、上記値に限られず、セルの種類によって異なる値であれば本発明の効果を有する。

通信制御部４１ｂは、あらかじめ記憶している送信周期（例えば、１００ｍｓ）に係数Ｋ２を掛け合わせることによって求められた送信周期（例えば、８５ｍｓ〜１００ｍｓ）で通信機３０に送信を行わせる。したがって、送信機３０の送信周期は、自車両が属するセルの種類ごとに異なる周期となる。

以上のことから、自車両が位置するセルと異なる種類のセルに位置する他車両と自車両との間にキャリアセンスが機能しなくても、送信周期が異なることから、自車両および他車両の送信データの喪失が防止される。したがって、本実施例に係る無線通信装置１００ｃを用いることにより、基地局が存在しなくても送信データの喪失を防止することができる。したがって、周波数資源を有効活用することができる。なお、自車両と他車両とが同一のセル内に位置する場合はそれぞれの送信周期は同一となるが、自車両と他車両との距離が小さくなることからキャリアセンスは機能すると考えられる。

図１１は、制御部４０が無線通信装置１００ｃを制御する際のフローチャートの一例を示す図である。制御部４０は、以下のフローチャートを周期的に繰り返す。図１１に示すように、通信エリア算出部４３は、ＧＰＳ２０から自車両の現在位置情報を含むＧＰＳ情報を取得する（ステップＳ２１）。次に、通信エリア算出部４３は、自車両の現在位置に基づいて自車両が位置するセルを算出する（ステップＳ２２）。

次いで、係数生成部４６は、自車両が位置するセルに基づいて係数Ｋ２を決定する（ステップＳ２３）。次に、制御部４１は、ステップＳ２３において決定された送信周期で通信機３０に送信を行わせる（ステップＳ２４）。その後、制御部４０は動作を終了させる。

以上のような無線通信方法によれば、自車両が位置するセルと異なる種類のセルに位置する他車両と自車両との間にキャリアセンスが機能しなくても、それぞれの送信周期が異なることから、自車両および他車両の送信データの喪失が防止される。

なお、本実施例に係る通信制御部４１ｂを図１の無線通信装置１００に適用することもできる。この場合、図１の通信機３０の送信周期を各セルごとに定めることによって、各セルに時分割方式のチャネルが割り当てられることと同様の効果が得られることになる。また、本実施例においては、通信制御部４１ｂが送信周期制御手段に相当する。

本発明の第１実施例に係る無線通信装置の全体構成を示すブロック図である。 通信ネットワークのサービスエリアの各セルについて説明するための図である。 通信機の送信チャネルおよび受信チャネルの設定方法について説明するための図である。 制御部が無線通信装置を制御する際のフローチャートの一例を示す図である。 通信機の送信チャネルおよび受信チャネルの設定方法について説明するための図である。 制御部が無線通信装置を制御する際のフローチャートの一例を示す図である。 本発明の第３実施例に係る無線通信装置の全体構成を示すブロック図である。 通信機によってなされる送信について説明するための図である。 本発明の第４実施例に係る無線通信装置の全体構成を示すブロック図である。 各セルと係数Ｋ２との対応関係を示す図である。 制御部が無線通信装置を制御する際のフローチャートの一例を示す図である。

符号の説明

２０ ＧＰＳ
３０ 通信機
４０ 制御部
４１，４１ａ，４１ｂ 通信制御部
４２ 通信エリア算出部
４３ 記憶部
４５ ランダム係数生成部
４６ 係数生成部
１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ 無線通信装置
２００ 自車両
Ｘ 通信可能エリア

Claims (12)

1. 他無線通信装置と通信を行う通信手段を備えた無線通信装置において、
   通信ネットワークのサービスエリアを分割した複数のセルの位置情報と、前記複数のセルのそれぞれに隣接するセルと互いに異なるように割り当てられたチャネルとを記憶する記憶手段と、
   前記無線通信装置の位置情報を取得する位置取得手段と、
   前記無線通信装置の位置情報と前記セルの位置情報とに基づいて、前記無線通信装置が属するセルを判定するセル判定手段とを備え、
   前記通信手段は、前記無線通信装置が属するセルに割り当てられたチャネルで送信することを特徴とする無線通信装置。
2. 前記無線通信装置の位置情報と前記通信手段の通信可能距離とから前記通信手段の通信可能エリアを算出する通信エリア算出手段をさらに備え、
   前記通信手段は、前記通信可能エリアに含まれる前記セルに割り当てられたチャネルで受信することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
3. 前記通信手段の送信周期を変更する送信周期制御手段をさらに備え、
   前記送信周期制御手段は、前記無線通信装置が属する前記チャネルに応じて前記通信手段の送信周期を変更することを特徴とする請求項１または２記載の無線通信装置。
4. 他無線通信装置と通信を行う通信手段を備えた無線通信装置において、
   通信ネットワークのサービスエリアを分割した複数のセルの位置情報と、前記複数のセルのそれぞれに隣接するセルと互いに異なるように割り当てられたチャネルとを記憶する記憶手段と、
   前記無線通信装置が属する道路リンクを取得する位置取得手段と、
   前記無線通信装置が属する前記道路リンクが属するセルを判定するセル判定手段とを備え、
   前記通信手段は、前記道路リンクが属するセルに割り当てられたチャネルで送信することを特徴とする無線通信装置。
5. 前記セル判定手段は、前記道路リンクの両端のノードが属するセルを判定し、
   前記通信手段は、前記無線通信装置の進行方向の前記ノードが属するセルに割り当てられたチャネルを用いて送信し、前記道路リンクの両端のノードが属するセルに割り当てられたチャネルを用いて受信することを特徴とする請求項４記載の無線通信装置。
6. 他無線通信装置と通信を行う通信手段を備えた無線通信装置において、
   複数の道路リンクの位置情報と前記複数の道路リンクのそれぞれに隣接する道路リンクと互いに異なるように割り当てられたチャネルとを記憶する記憶手段と、
   前記無線通信装置の位置情報を取得する位置取得手段と、
   前記無線通信装置の位置情報と前記道路リンクの位置情報とに基づいて、前記無線通信装置が属する道路リンクを判定する道路リンク判定手段とを備え、
   前記通信手段は、前記無線通信装置が属する道路リンクに割り当てられたチャネルで送信を行うことを特徴とする無線通信装置。
7. 他無線通信装置と通信を行う無線通信装置を用いた無線通信方法において、
   前記無線通信装置の位置情報を取得するステップと、
   前記無線通信装置の記憶手段に記憶されている、通信ネットワークのサービスエリアを分割した複数のセルの位置情報と前記無線通信装置の位置情報とに基づいて、前記無線通信装置が属するセルを判定するステップと、
   前記無線通信装置の記憶手段に記憶されている、前記複数のセルのそれぞれに隣接するセルと互いに異なるように割り当てられたチャネルを参照して、前記無線通信装置が属するセルに割り当てられたチャネルを判定するステップと、
   前記無線通信装置が属するセルに割り当てられたチャネルで通信手段により送信するステップとを備えることを特徴とする無線通信方法。
8. 前記無線通信装置の位置情報と前記通信手段の通信可能距離とから前記通信手段の通信可能エリアを算出するステップと、
   前記通信可能エリアに含まれる前記セルに割り当てられたチャネルで受信するステップとをさらに含むことを特徴とする請求項７記載の無線通信方法。
9. 前記無線通信装置が属する前記チャネルに応じて前記通信手段の送信周期を制御するステップをさらに含むことを特徴とする請求項７または８記載の無線通信方法。
10. 他無線通信装置と通信を行う無線通信装置を用いた無線通信方法において、
    前記無線通信装置が属する道路リンクを取得するステップと、
    前記無線通信装置の記憶手段に記憶されている、通信ネットワークのサービスエリアを分割した複数のセルの位置情報と前記無線通信装置が属する道路リンクとに基づいて、前記無線通信装置が属するセルを判定するステップと、
    前記無線通信装置の記憶手段に記憶されている、前記複数のセルのそれぞれに隣接するセルと互いに異なるように割り当てられたチャネルを参照して、前記無線通信装置が属するセルに割り当てられたチャネルを判定するステップと、
    前記無線通信装置が属するセルに割り当てられたチャネルで通信手段により送信するステップとを備えることを特徴とする無線通信方法。
11. 前記道路リンクの両端のノードが属するセルを判定するステップと、
    前記通信手段により、前記無線通信装置の進行方向の前記ノードが属するセルに割り当てられたチャネルを用いて送信し、前記道路リンクの両端のノードが属するセルに割り当てられたチャネルを用いて受信するステップとをさらに含むことを特徴とする請求項１０記載の無線通信方法。
12. 他無線通信装置と通信を行う無線通信装置を用いた無線通信方法において、
    前記無線通信装置の位置情報を取得するステップと、
    前記無線通信装置の記憶手段に記憶されている、複数の道路リンクの位置情報と前記無線通信装置の位置情報とに基づいて、前記無線通信装置が属する道路リンクを判定するステップと、
    前記無線通信装置の記憶手段に記憶されている、前記複数の道路リンクのそれぞれに隣接する道路リンクと互いに異なるように割り当てられたチャネルを参照して、前記無線通信装置が属する道路リンクに割り当てられたチャネルを判定するステップと、
    前記無線通信装置が属する道路リンクに割り当てられたチャネルで通信手段により送信するステップとを備えることを特徴とする無線通信方法。
    
    

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