JP2008244519A

JP2008244519A - 通信端末装置

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Publication number: JP2008244519A
Application number: JP2007077776A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Tadokoro; 幸浩田所; Noriyoshi Suzuki; 徳祥鈴木; Junshi Imai; 純志今井; Tomoshi Makido; 知史牧戸; Kenji Ito; 健二伊藤; Shinya Sugiura; 慎哉杉浦; Atsushi Kosaka; 敦志匂坂; Tomoyasu Harada; 知育原田
Original assignee: Toyota Motor Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Motor Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 2007-03-23
Filing date: 2007-03-23
Publication date: 2008-10-09
Anticipated expiration: 2027-03-23
Also published as: JP4967742B2

Abstract

【課題】簡易な制御で通信トラヒックを抑えつつ、かつ、所定間隔の間に少なくとも１つのパケットを送信できるように送信周期を制御する通信端末装置を提供する。
【解決手段】決定手段が、受信手段によりパケットを受信したときの受信状況に基づいて、規定距離の移動の間に少なくとも１つのパケットを送信するように定めた移動距離と移動体の速度とに基づいて定まる送信周期の上限値、または移動体の位置に応じて予め定められた送信周期の上限値を超えないように送信周期を決定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、通信端末装置に係り、特に、周期的に情報を送信して他の通信端末装置と通信を行う通信端末装置に関する。

周期的に情報を送信して他の通信端末装置と通信を行う通信方式の１つとして、例えば、ＴＤＭＡ方式が知られている。このＴＤＭＡ方式は、例えば、無線ＬＡＮや携帯電話機等の通信において用いられる場合、１つの周波数を使用して、所定周期で繰り返されるフレームの各々が時分割されたスロット単位で、各通信端末装置がデータをパケットで通信を行う通信方式である。

従来、各通信端末装置間で要求パケット、情報パケット、及び応答パケット等を交換することによって、各通信端末装置へのスロットの割り当てや、各通信端末装置の送信周期を制御する技術が知られている（例えば、非特許文献１参照）。これにより、データ転送効率の低下を抑制することが可能となる。
神崎映光、上向俊晃、原隆浩、西尾昇治郎「アドホックネットワークにおける端末数の変化に応じたＴＤＭＡスロット割当て手法」（情報処理学会論文誌Ｖｏｌ．４５Ｎｏ．３Ｍａｒ２００４）

しかしながら、非特許文献１に記載された技術では、各通信端末装置へのスロットの割り当てや、各通信端末装置の送信周期を制御するために、各通信端末装置間で要求パケット、情報パケット、及び応答パケット等を交換しているので、制御が煩雑となる、という問題点がある。また、周辺通信端末装置がパケットを送信していない期間を通信端末装置が見つけ、その期間においてパケットを送信する通信端末装置や非特許文献１に記載された技術を備えるようなパケットを所定周期で送信する通信端末装置では、各通信端末装置の送信周期が長くなると、各通信端末装置を搭載した各移動体（例えば、車両）が、所定時間の間に少なくとも１つのパケットを送信するとは限らず、受信側の通信端末装置に情報の届く時間間隔が保証できない、また、各通信端末装置の通信周期が短くなると、パケットが頻繁に送信されるために通信トラヒックが増加し、許容量を超えると通信不能になる、という問題点がある。

本発明は上記問題点を解決するために成されたもので、簡易な制御で通信トラヒックを抑え、かつ、所定間隔の間（所定時間の間）に少なくとも１つのパケットを送信できるように送信周期を制御する通信端末装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために第１の発明に係る通信端末装置は、移動体に搭載される通信端末装置であって、周辺通信端末装置から所定周期で送信されたパケットを受信する受信手段と、前記受信手段によりパケットを受信したときの受信状況に基づいて、規定距離の移動の間に少なくとも１つのパケットを送信するように定めた移動距離と前記移動体の速度とに基づいて定まる送信周期の上限値、または前記移動体の位置に応じて予め定められた送信周期の上限値を超えないように送信周期を決定する決定手段と、前記決定手段で決定された送信周期でパケットを送信する送信手段と、を含んで構成されている。

第１の発明に係る通信端末装置によれば、決定手段が、受信手段によりパケットを受信したときの受信状況に基づいて、規定距離の移動の間に少なくとも１つのパケットを送信するように定めた移動距離と前記移動体の速度とに基づいて定まる送信周期の上限値、または移動体の位置に応じて予め定められた送信周期の上限値を超えないように送信周期を決定するので、各通信端末装置間で要求パケット、情報パケット、及び応答パケット等を交換することなく、簡易な制御で通信トラヒックを抑えつつ、かつ、所定間隔の間に少なくとも１つのパケットを送信することができる。

また、上記の目的を達成するために第２の発明に係る通信端末装置は、移動体に搭載される通信端末装置であって、周辺通信端末装置から所定周期で送信され、かつ該周辺通信端末装置がパケットを受信したときの受信状況を示すデータを含むパケットを受信する受信手段と、前記受信手段により受信されたパケットに含まれる前記受信状況を示すデータに基づいて、規定距離の移動の間に少なくとも１つのパケットを送信するように定めた移動距離と前記移動体の速度とに基づいて定まる送信周期の上限値、または前記移動体の位置に応じて予め定められた送信周期の上限値を超えないように送信周期を決定する決定手段と、前記決定手段で決定された送信周期で、自身がパケットを受信したときの受信状況を示すデータを含むパケットを送信する送信手段と、を含んで構成されている。

第２の発明に係る通信端末装置によれば、決定手段が、受信手段により受信されたパケットに含まれる前記受信状況を示すデータに基づいて、規定距離の移動の間に少なくとも１つのパケットを送信するように定めた移動距離と前記移動体の速度とに基づいて定まる送信周期の上限値、または前記移動体の位置に応じて予め定められた送信周期の上限値を超えないように送信周期を決定するので、各通信端末装置間で要求パケット、情報パケット、及び応答パケット等を交換することなく、簡易な制御で通信トラヒックを抑えつつ、かつ、所定間隔の間に少なくとも１つのパケットを送信することができる。

また、第１の発明に係る通信端末装置において、前記受信手段は、所定周期で繰り返されるフレームの各々が時分割されたスロット単位で周辺通信端末装置から送信されたパケットを受信することができる。

また、第２の発明に係る通信端末装置において、前記受信手段は、所定周期で繰り返されるフレームの各々が時分割されたスロット単位で周辺通信端末装置から送信され、かつ該周辺通信端末装置がパケットを受信したときの受信状況を示すデータを含むパケットを受信することができる。

また、第１の発明に係る通信端末装置及び第２の発明に係る通信端末装置において、前記決定手段は、前記フレームの各々の総スロット数に対する使用されているスロット数の割合に応じて定まる送信周期、または前記フレームの各々における通信帯域の使用状況に応じて定まる送信周期が、前記送信周期の上限値を超えていた場合には、前記上限値を送信周期として決定するようにしてもよい。これにより、例えば、総スロット数に対する使用されているスロット数の割合が高くなるほど、送信周期が長くなるように送信周期を定めることにより、空きスロットが多くなるように送信周期を定めることができ、また、フレームの１周期内に発生している通信トラヒック量に応じて、例えば、フレームの１周期内のトラヒックを収容できるように送信周期を定めることができる。その結果、通信トラヒックの抑制効果が得られる。

以上説明したように、本発明の通信端末装置によれば、受信されたパケットに基づいて、送信周期の上限値を超えないように、データを送信するための送信周期を決定するので、各通信端末装置間で要求パケット、情報パケット、及び応答パケット等を交換することなく、簡易な制御で通信トラヒックを抑えつつ、かつ、所定間隔の間に少なくとも１つのパケットを送信することができる、という効果が得られる。

[第１の実施の形態]
以下、図面を参照して本発明の第１の実施の形態を詳細に説明する。本実施の形態では、本発明を適用した通信端末装置を車両等の移動体に各々搭載し、複数の通信端末装置の間で通信情報としてパケットをブロードキャストによって交換することにより無線通信を行う場合について説明する。なお、本実施の形態では、周期的に情報を送信して他の通信端末装置と通信を行う通信方式の例としてＴＤＭＡ方式を採用した通信端末装置について説明する。

図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る通信端末装置１０には、受信アンテナ１１を介して他の通信端末装置が送信したパケットを受信する受信回路１２が設けられている。受信回路１２は、パケット検出部１３に接続されている。

パケット検出部１３は、受信したパケットがどのスロットを用いて送信されてきたのかを検出する。パケット検出部１３は、パケット復調部１４とフレーム情報生成部１５とに接続されている。

パケット復調部１４は、受信したパケットから送信されてきたデータを復調する。また、フレーム情報生成部１５は、パケット検出部１３でパケットを検出したスロットの使用状態とパケット復調部１４によるパケットの復調の成否に基づいて、送信パケットに埋め込むフレーム情報を生成する。パケット復調部１４及びフレーム情報生成部１５は、情報蓄積部１６に接続されている。

情報蓄積部１６は、パケット復調部１４により復調されたデータに含まれるフレーム情報とフレーム情報生成部１５により生成されたフレーム情報とを所定フレーム分蓄積する。なお、詳細は後述するが、パケット復調部１４により復調されたデータに含まれるフレーム情報は周辺通信端末装置において生成されたフレーム情報であり、フレーム情報生成部１５により生成されたフレーム情報は、自身の通信端末装置１０において生成されたフレーム情報である。情報蓄積部１６は、送信周期決定部１７に接続されている。

送信周期決定部１７は、情報蓄積部１６に蓄積された各種情報、車速センサ（図示せず）からの移動体の速度、及び規定距離の移動の間に少なくとも１つのパケットを送信するように定めた移動距離（例えば、５ｍ）に基づいて、パケットを送信するスロットである送信スロット及び上記の移動距離を移動体が走行する間に少なくとも１つのパケットを送信するような送信周期を決定する。送信周期決定部１７及びフレーム情報生成部１５は、パケット生成部１８に接続されている。また、送信周期決定部１７は送信タイミング制御部１９に接続されている。

パケット生成部１８は、パケットを生成し、送信タイミング制御部１９は、パケットの送信タイミングを制御する。パケット生成部１８及び送信タイミング制御部１９は、送信回路２０に接続されている。

送信回路２０は、送信アンテナ２１を介してパケットを送信する。

図２には、本実施の形態に係る通信端末装置１０によって送受信されるパケットのデータ構造が示されている。

本実施の形態に係る通信端末装置１０では、フレームが周期的に繰り返されており、各フレームは、各々ｎ個（本実施の形態では４個）の期間に分割された各スロットにより構成されている。この１つのスロットは、１パケットを送信できる期間を示すものである。通信端末装置１０では、このスロットの単位でパケットをやりとりする。なお、１フレームの周期は各通信端末装置のデータ送信の基本周期に合わせて設定するとよい。例えば、各通信端末の基本周期が１００ｍｓである場合、１フレームの周期を１００ｍｓに設定すると良い。本実施の形態に係る通信端末装置１０では、フレームの周期は１００ｍｓとされているものとする。

また、本実施の形態に係る通信端末装置１０は、パケットを送信する送信周期をフレームの２のべき乗倍の周期の何れかにすることができるものとされており、本実施の形態では、送信周期をフレームの１倍（基本周期、例えば、０．１ｓｅｃ）、２倍（２倍周期、例えば、０．２ｓｅｃ）、４倍（４倍周期、例えば、０．４ｓｅｃ）、８倍（８倍周期、例えば、０．８ｓｅｃ）、１６倍（１６倍周期、例えば、１．６ｓｅｃ）の５つの何れかにすることができるものとされている。

パケットは、ヘッダ情報と、当該パケットを送信した通信端末装置での１フレーム中のスロットの使用状態を示すフレーム情報と、パケットが送信される周期を示す送信周期情報と、送信対象となる実データが含まれるデータ領域と、スロットの同期ずれの影響を軽減するためのガードタイムとを有している。なお、本発明ではスロットの同期方法に関しては限定しないが、例えば同期のための基準局を設ける等の何らかの手段によってガードタイムで補償できる程度の同期はとれているものとする。

フレーム情報には、スロット数分の領域が設けられ、各領域に各スロットにおける受信状況、例えば、各スロットの使用状態を示す値が設定される。本実施の形態に係るフレーム情報は、４個のスロットに対応して４個の領域［Ｓ１、Ｓ２、・・・、Ｓ４］が設けられている。フレーム情報の各領域には、”ＦＲＥＥ”（空き）、”ＡＣＫ”（受信成功）、”ＮＡＣＫ”（受信失敗）、及び”ＲＴＣ”（衝突発生）の何れかを示す値がフレーム情報生成部１５により設定される。

”ＦＲＥＥ”は、対象となるスロットにおいて、パケットが検出されなかったことを示す。”ＡＣＫ”は、対象となるスロットにおいて、パケットが正しく受信されたこと、すなわち、パケットが検出されかつデータの復元が成功したことを示す。”ＮＡＣＫ”は、対象となるスロットにおいて、パケットの受信が失敗したこと、すなわち、パケットが検出されたもののデータの復元が失敗したことを示す。”ＲＴＣ”は、対象となるスロットにおいて、周辺通信端末装置からのパケットの衝突が発生したことを示す。

なお、フレーム情報の各領域は、２ビットの領域とされており、”ＦＲＥＥ”の場合、”００”が設定され、”ＡＣＫ”の場合、”０１”が設定され、”ＮＡＣＫ”の場合、”１０”が設定され、”ＲＴＣ”の場合、”１１”が設定される。

また、本実施の形態に係る送信周期情報は、３ビットの領域とされており、パケットを送信する周期がフレームの１倍の場合、”０００”が設定され、パケットを送信する周期がフレームの２倍の場合、”００１”が設定され、パケットを送信する周期がフレームの４倍の場合、”０１０”が設定され、パケットを送信する周期がフレームの８倍の場合、”０１１”が設定され、パケットを送信する周期がフレームの１６倍の場合、”１００”が設定される。

次に、他の通信端末装置（周辺通信端末装置）とパケットを交換して無線通信を行なう際の本実施の形態に係る通信端末装置１０の作用を説明する。

通信端末装置１０は、他の通信端末装置から送信されたパケットを受信すると、次のように動作する。

パケット検出部１３は、受信回路１２で受信されたパケットの受信時刻等をもとに、どのスロットでパケットが送信されたかを検出する。パケット復調部１４は、検出されたパケットを復調して他の通信端末装置から送られてきたデータを復元する。

フレーム情報生成部１５は、受信した直近１フレーム分の各スロット毎に、パケット検出部１３においてパケットが検出されなかったスロットについては”ＦＲＥＥ”、パケット検出部１３においてパケットが検出され、かつパケット復調部１４においてパケットの復調が成功したスロットについては”ＡＣＫ”、パケット検出部１３においてパケットが検出され、かつパケット復調部１４においてパケットの復調が失敗したスロットについては”ＮＡＣＫ”、及びパケット検出部１３においてパケットの衝突を検出したスロットについては”ＲＴＣ”としたフレーム情報を生成する。

情報蓄積部１６は、フレーム情報生成部１５によって、パケット復調部１４により復調されたデータから当該データに含まれる他の通信端末装置のフレーム情報［Ｓ１、Ｓ２、・・・、Ｓ４］を取り出し、取り出したフレーム情報を他の通信端末装置により生成されたフレーム情報（他端末フレーム情報）として、受信されたスロットを示す情報を付して、新しいものから順に所定フレーム分をそれぞれ蓄積する。また、情報蓄積部１６は、フレーム情報生成部１５により生成されたフレーム情報を自身の通信端末装置１０のフレーム情報（自端末フレーム情報）として、新しいものから順に上記所定フレーム分を蓄積する。なお、本実施の形態に係る通信端末装置１０では、最も長い送信周期がフレームの１６倍の周期であるため、情報蓄積部１６は、１６フレーム分のデータをそれぞれ蓄積するものとする。

送信周期決定部１７は、情報蓄積部１６に蓄積された上記所定フレーム分の他端末フレーム情報、及び自端末フレーム情報に基づいて、パケットの送信に使用するスロット及びパケットの送信周期を決定する。

具体的には、送信周期決定部１７は、情報蓄積部１６に蓄積された上記所定フレーム分の他端末フレーム情報及び自端末フレーム情報に基づいて次のように決定する。

まず、送信周期決定部１７は、各スロット毎に、上記所定フレーム分の他端末フレーム情報及び自端末フレーム情報によりそれぞれ示される当該スロットの使用状態を判断し、使用状態の少なくとも１つが”ＡＣＫ”、”ＮＡＣＫ”、もしくは”ＲＴＣ”を示すスロットに関しては、そのスロットは他の通信端末装置に使用されているものと判断して当該スロットの使用を禁止し、使用状態のすべてにおいて”ＦＲＥＥ”を示すスロットに関しては、そのスロットは空きスロット（いずれの通信端末装置も使用していないスロット）であると判断する。そして、送信周期決定部１７は、空きスロットをパケットの送信で使用する送信スロットとして決定する。また、送信周期決定部１７は、１フレームの周期をパケット送信の基本周期と決定する。なお、本実施の形態に係る送信周期決定部１７は、空きスロットが複数ある場合、例えば、１フレーム内でのタイミングの早いものから順に使用するものとするが、これに限らず、例えば、ランダムに、あるいは１フレーム内でのタイミングの遅いものから順に使用するものとすることもできる。

パケット生成部１８は、送信データを送信するために、送信周期決定部１７により決定されたパケットの送信周期を示す周期情報及びフレーム情報生成部１５で生成されたフレーム情報を埋め込んだパケットを生成する。送信タイミング制御部１９は、送信周期決定部１７で決定された送信スロットとなるタイミングでパケットを送信するように送信回路２０を制御する。送信回路２０は、パケット生成部１８で生成されたパケットを送信タイミング制御部１９からの制御に従って、送信アンテナ２１を介して送信する。

また、送信周期決定部１７は、送信アンテナ２１によりパケットの送信が開始されると、次のフレーム以降、フレーム毎に、データを送信するための送信スロット及び送信周期について次の決定を行なう。

まず、送信スロットの決定については、以下のようにして決定を行う。

送信周期決定部１７は、情報蓄積部１６に蓄積されている直近１フレームの他端末フレーム情報において、送信スロットの使用状態が”ＡＣＫ”あるいは”ＮＡＣＫ”を示すものが１つでも存在した場合、当該送信スロットは本通信端末装置１０が予約したものと判断し、次のフレームでも同一のスロットを送信スロットとして決定する。また、送信周期決定部１７は、情報蓄積部１６に蓄積されている直近１フレームの他端末フレーム情報において、送信スロットの使用状態が”ＲＴＣ”を示すものが１つでもあった場合、他の通信端末装置から送信されたパケットとの衝突が発生したものと判断し、次のフレームでは別の空きスロットを新たな送信スロットと決定する。

次に、データを送信するための送信周期の決定について説明する。

図３は、送信周期決定部１７によって実行される送信周期を決定するための送信周期決定処理ルーチンのフローチャートを示す図であり、図４は送信周期決定処理ルーチンを実行する送信周期決定部１７を機能ブロックで表した図である。

図４に示すように、送信周期決定処理ルーチンを実行する送信周期決定部１７を機能ブロックで表すと、送信周期の上限値を計算する送信周期上限値計算部３０、通信状況（例えば、スロット使用率もしくは通信帯域の使用状況）を計算する通信状況計算部３２、及び送信データを送信するための送信周期を決定する送信周期決定部３４で表すことができる。

図３に示す送信周期決定処理ルーチンは、送信アンテナ２１によりパケットの送信が開始されると、次のフレーム以降、１フレームの周期毎に実行される。

まず、ステップ１００では、送信周期の上限値を計算する。例えば、ステップ１００では、図５（Ａ）のグラフに示すように、規定距離の移動の間に少なくとも１つのパケットを送信するように定めた移動距離を用いて、本通信端末装置１０を搭載した移動体が移動距離を走行する間に少なくとも１つのパケットを送信するために必要な送信周期を下記の式（１）によって計算する。なお、本実施の形態では、移動距離の最大値を５ｍと定めた例について説明する。

ただし、式（１）中のａは移動距離の最大値で、この場合はａ＝５［ｍ］としており、Ｘは移動体の速度であり、Ｙは送信周期である。そして、本実施の形態においては、送信周期は、０．１ｓｅｃ（基本周期）、０．２ｓｅｃ（２倍周期）、０．４ｓｅｃ（４倍周期）、０．８ｓｅｃ（８倍周期）、及び１．６ｓｅｃ（１６倍周期）の何れかであるので、図５（Ａ）のグラフが示す送信周期Ｙを超えない、図５（Ｂ）に示す離散的なグラフによって、移動体の速度Ｘから送信周期の上限値を計算する。例えば、図示されるように、移動体の速度Ｘが２５ｍ／ｓの場合には、送信周期の上限値の計算結果が０．２ｓｅｃとなり、移動体の速度Ｘが１０ｍ／ｓの場合には、送信周期の上限値の計算結果が０．４ｓｅｃとなる。

なお、図５（Ｂ）に示す送信周期の上限値を表すグラフは、同図に図示するように、チャタリングの防止のために、速度ｖ_１〜ｖ_２の間、速度ｖ_３〜ｖ_４の間、速度ｖ_５〜ｖ_６の間、速度ｖ_７〜ｖ_８の間では移動体の速度Ｘに対してヒステリシス特性を有している。なお、詳細は後述するが、スロット使用率もしくは通信帯域の使用状況と決定される送信周期との関係において、スロット使用率もしくは通信帯域の使用状況に対してもヒステリシス特性を有している。

次のステップ１０２では、各フレームにおける通信状況を計算する。このとき、各フレームにおける通信状況を観測する観測エリアとして、自身の通信端末装置１０及び自身の通信端末装置１０が通信可能な周辺通信端末装置を含み、周辺通信端末装置が通信可能であって自身の通信端末装置１０が通信可能でない隠れ端末を含まないエリアを観測エリアとする場合が考えられるので、本実施の形態では、この場合について、図６を用いて説明する。

この場合の観測エリアとしては、例えば、図６（Ａ）に示すように、自身の通信端末装置Ａ（本通信端末装置１０）が通信可能な周辺通信端末装置Ｂ、Ｃ、Ｄを含み、周辺通信端末装置Ｂが通信可能であって通信端末装置Ａが通信可能でない隠れ端末である通信端末装置Ｅ、及び自身の通信端末装置Ａが通信可能でなく周辺通信端末装置Ｂ、Ｃ、Ｄも通信可能でない通信端末装置Ｆを含まない観測エリア６１が考えられるので、この観測エリア６１を例として、以下、説明をする。

図６（Ｂ）に示すように、時刻ｔ_０から時刻ｔ_１までの１フレームにおいて、スロット１〜４のうち、通信端末装置Ｂと通信端末装置Ｃとがスロット１を用いて通信を行い、通信端末装置Ａと通信端末装置Ｄとがスロット３を用いて通信を行った場合、通信端末装置Ａにおいて、時刻ｔ_１で以下のようなフレーム情報が生成される。すなわち、通信端末装置Ａは、スロット１のときに、通信端末装置Ｂからのパケットと通信端末装置Ｃからのパケットとが衝突したことを検出し、スロット３のときに通信端末装置Ｄからのパケットがデータが復調可能なように受信すると、図６（Ｃ）に示すように、領域Ｓ１には”ＲＴＣ”、領域Ｓ２及び領域Ｓ４には”ＦＲＥＥ”、領域Ｓ３には”ＡＣＫ”が各々関連付けられて設定されたフレーム情報を生成する。

そして、生成されたフレーム情報の各領域が示す受信状況から、通信状況として、例えば、フレームの各々の総スロット数に対する使用されているスロット数の割合であるスロット使用率を下記の式（２）によって計算する。

本実施の形態の場合、総スロットの数は”４”であり、”ＦＲＥＥの数”は”２”であるので、（４−２）／４＝０．５となり、スロット使用率は５０％となる。

なお、上記では通信状況としてスロット使用率を計算する例について説明したが、生成されたフレーム情報の各領域が示す受信状況から、通信状況として通信帯域の使用状況を下記の式（３）によって計算してもよい。

ここで、αは、同じスロットを用いてパケットを送信したことによりパケットの衝突が発生した通信端末装置の台数である。本実施の形態の場合、総スロットの数は”４”であり、”ＲＴＣ”の数は”１”であり、”ＡＣＫ”の数は”１”であり、”ＮＡＣＫ”の数は”０”であり、また、通信端末装置Ｂと通信端末装置Ｃが同じスロット３を用いてパケットの衝突が発生したためαは”２”であるので、（１×２＋１＋０）／４＝０．７５となり、通信帯域の使用状況は７５％となる。

次のステップ１０４では、ステップ１０２で計算したスロット使用率もしくは通信帯域の使用状況に基づいて、新たな送信周期を計算する。例えば、ステップ１０４では、ステップ１０２でスロット使用率を計算した場合には、計算したスロット使用率が、所定の値、例えば、４０％を超えたときには、現在の送信周期より長くなるように新たな送信周期を計算し、例えば、現在の送信周期の２倍の周期を新たな送信周期として計算し、４０％未満のときには、現在の送信周期をそのまま新たな送信周期として計算する。また、ステップ１０２で通信帯域の使用状況を計算した場合には、計算した通信帯域の使用状況が、所定の値、例えば、５０％を超えたときには通信トラヒックを抑えるために、現在の送信周期より長くなるように新たな送信周期を計算し、例えば、現在の送信周期の２倍の周期を新たな送信周期として計算し、５０％未満のときには、現在の送信周期をそのまま新たな送信周期として計算する。

なお、ステップ１０４における新たな送信周期の計算方法は、上記で説明したものに限られず、他の方法を用いて、スロット使用率もしくは通信帯域の使用状況に基づいて、送信周期を計算するようにしてもよい。例えば、ステップ１０４において、ステップ１０２で通信帯域の使用状況を計算した場合には、計算した通信帯域の使用状況が、上記の所定の値とは別の所定の値、例えば３０％未満の場合には、現在の送信周期より短くなるように新たな送信周期を計算し、３０％以上の場合には現在の送信周期をそのまま新たな送信周期として計算してもよい。

次のステップ１０６では、ステップ１０４で計算された送信周期が、ステップ１００で計算された送信周期の上限値を超えているか否か判定を行う。

ステップ１０６で、肯定判定がされた場合、次のステップ１０８で、ステップ１００で計算された送信周期の上限値を送信データを送信するための送信周期として決定する。一方、ステップ１０６で、否定判定がされた場合、次のステップ１１０で、ステップ１０４で計算された送信周期を送信データを送信するための送信周期として決定する。例えば、ステップ１００で計算された送信周期の上限値が０．２ｓｅｃ（２倍周期）であって、ステップ１０４で計算された周期が２倍周期を超えた０．４ｓｅｃ（４倍周期）である場合、ステップ１０６では、肯定判定がされて、データを送信するための送信周期を０．２ｓｅｃと決定する。

なお、本送信周期決定処理ルーチンのステップ１００は、送信周期上限値計算部３０で実行され、ステップ１０２は、通信状況計算部３２で実行され、ステップ１０４〜ステップ１１０は、送信周期計算部３４で実行される。

図７は、本実施の形態において、送信周期決定部１７によって決定される送信周期と、移動体の速度及び通信状況との関係を表した図である。図示されるように、Ｘ軸は移動体の速度、Ｙ軸は通信状況、Ｚ軸は送信周期を示している。なお、ここでは、通信状況の例として、スロット使用率ξを用いている。図示されるように、例えば、移動体の速度が２０ｍ／ｓの場合には、データを送信するための送信周期として、スロット使用率ξに応じて、０．１ｓｅｃ（基本周期）もしくは０．２ｓｅｃ（第２周期）が決定されるが、０．４ｓｅｃ（第３周期）以上の周期は、送信周期として決定されない。このように、移動体の速度及び通信状況によって、送信周期を調整して通信トラヒックを抑えつつ上限値を超えないように、データを送信するための送信周期が決定される。

また、同図に図示されるように、チャタリングの防止のために、移動体の速度Ｘに対してまたはスロット使用率ξに対してヒステリシス特性を有している。なお、本実施の形態では、決定される送信周期と通信帯域の使用状況との関係において、通信帯域の使用状況についてもヒステリシス特性を有している。

以上、説明したように、本実施の形態の発明に係る通信端末装置１０によれば、決定手段としての送信周期決定部１７が、受信手段としての受信回路１２によりパケットを受信したときの受信状況に基づいて、規定距離の移動の間に少なくとも１つのパケットを送信するように定めた移動距離ａと移動体の速度Ｘとに基づいて定まる送信周期の上限値を超えないように送信周期を決定するので、各通信端末装置間で要求パケット、情報パケット、及び応答パケット等を交換することなく、簡易な制御で、かつ、所定間隔の間に少なくとも１つのパケットを送信することができる。

また、本実施の形態の発明に係る通信端末装置１０によれば、自身の通信端末装置１０が通信可能な周辺通信端末装置Ｂ、Ｃ、Ｄからのパケットの受信状況に基づいて送信周期を決定することにより、自身の通信端末装置１０の送信周期を決定するために自身の受信状況を観測するときのエリアが、自身の通信端末装置１０と自身の通信端末装置１０が通信可能な周辺端末装置Ｂ、Ｃ、Ｄとを含み、周辺端末装置が通信可能であって自身の通信端末装置が通信可能でない隠れ端末Ｅを含まないエリアとすることができるので、他のエリアの状況を考慮せずに簡易に送信周期を決定することができる。

また、本実施の形態の発明に係る通信端末装置１０によれば、送信周期決定処理ルーチンのステップ１０２で、通信状況として、フレームの各々の総スロット数に対する使用されているスロット数の割合であるスロット使用率を計算した場合には、ステップ１０４で、例えば、スロット使用率が高くなるほど新たな送信周期が長くなるように、決定手段としての送信周期決定部１７が新たな送信周期を計算することにより、ステップ１０８もしくはステップ１１０で、通信トラヒックを抑えつつ、空きスロットが多くなるように送信周期を決定することができる。

また、本実施の形態の発明に係る通信端末装置１０によれば、送信周期決定処理ルーチンのステップ１０２で、通信状況として、フレームの各々における通信トラヒック状況である通信帯域の使用率を計算した場合には、ステップ１０４で、例えば、フレームの１周期内に発生している通信トラヒック量に応じて、決定手段としての送信周期決定部１７が新たな送信周期を計算することができ、ステップ１０８もしくはステップ１１０で、例えば、フレームの１周期内のトラヒックを収容できるように送信周期を決定することができ、その結果、通信トラヒックが抑えられる。

なお、本実施の形態において、通信状況として通信帯域の使用状況を上記の式（３）によって計算する例について説明したが、本発明は通信帯域の使用状況の計算についてこのような上記の式（３）によって行われる計算に限定されるものではなく、例えば、パケット復調部１４と送信周期決定部１７の通信状況計算部３２とが接続され、パケット復調部１４は、受信したパケットから送信されてきたデータを復調すると共に、パケットの受信電力を検出するようにして、通信状況計算部３２が、下記の式（４）によって通信帯域の使用状況として、１フレーム内で想定する受信電力の総和に対する１フレーム内で受信したパケットの受信電力の総和の割合を計算するようにしてもよい。

なお、図８に示すように、Ｐ_ｋ（ｋ＝１、２、・・・、ｎ）は１フレーム中に受信したｎ個のパケットのうちｋパケット目のパケットの受信電力であり、Ｐ_Ｈはパケットの受信電力の最大値であり、Ｐ_Ｌはパケットの受信電力の最小値であり、Ｔ_Ｆは１フレームの送信周期であり、Ｔ_Ｐは１パケットあたりの受信時間である。上記の式（４）の分母は想定する受信電力の総和を示し、分子は受信したパケットの受信電力の総和を示す。

上記の式（４）によって計算された通信帯域の使用状況が大きいほど、受信電力の大きいパケットがたくさん観測されており、通信帯域がよく使用されている状況であることを示し、計算された通信帯域の使用状況が小さいほど、受信電力の大きいパケットがあまり観測されず、通信帯域はあまり使用されていない状況であることを示す。

[第２の実施形態]
次に、本発明の第２の実施の形態に係る通信端末装置４０について説明する。なお、第１の実施の形態と同様の構成及び同様の処理については、同一符号を付して、説明を省略する。

本実施の形態において、第１の実施の形態と異なる点は、送信周期決定処理ルーチンのステップ１０２において、第１の実施の形態では、通信端末１０の送信周期決定部１７が、自身の通信端末装置１０及び自身の通信端末装置１０が通信可能な周辺通信端末装置を含み、周辺通信端末装置が通信可能であって自身の通信端末装置１０が通信可能でない隠れ端末を含まないエリアを観測エリアとして観測する例について説明したが、本実施の形態では、送信周期決定処理ルーチンのステップ１０２において、図９に示す通信端末４０の送信周期決定部４１が、自身の通信端末装置４０、周辺端末装置、及び自身の通信端末装置４０に対して隠れ端末となる通信端末装置を含むエリアを観測エリアとして観測する点が異なる。

この場合の観測エリアとしては、例えば、図１０（Ａ）に示すように、自身の通信端末装置Ａ（通信端末装置４０）が通信可能な周辺通信端末装置Ｂ、Ｃ、Ｄを含み、通信端末装置Ａが通信可能でない隠れ端末である通信端末装置Ｅをも含み、通信端末装置Ａが通信可能でなく隠れ端末でもない通信端末装置Ｆを含まない観測エリア７１が考えられるので、この観測エリア７１を例として、以下、説明をする。なお、同図に図示するように、通信端末Ａが通信可能な通信エリア７２には、通信端末装置Ｂ、Ｃ、Ｄが含まれ、通信端末装置Ｂが通信可能な通信エリア７３には、通信端末装置Ａ、Ｅが含まれ、通信端末装置Ｃが通信可能な通信エリア７４には、通信端末装置Ａ、Ｄが含まれ、通信端末装置Ｄが通信可能な通信エリア７５には、通信端末装置Ａ、Ｃが含まれる。

図１０（Ｂ）に示すように、時刻ｔ_０から時刻ｔ_１までの１フレームにおいて、スロット１〜４のうち、通信端末装置Ｂと通信端末装置Ｃと通信端末装置Ｆとがスロット１を用いて通信を行い、通信端末装置Ａと通信端末装置Ｄとがスロット３を用いて通信を行い、通信端末装置Ｅがスロット４を用いて通信を行った場合、通信端末装置Ｂ、Ｃ、Ｄの各々において、時刻ｔ_１で以下のようなフレーム情報が生成される。すなわち、通信端末装置Ｂは、スロット３のときに、通信端末装置Ａからのパケットが、データが復調可能なように受信し、スロット４のときに、通信端末装置Ｅからのパケットが、データが復調できないように受信すると、図１０（Ｃ）に示すように、領域Ｓ１及び領域Ｓ２には”ＦＲＥＥ”、領域Ｓ３には”ＡＣＫ”、領域Ｓ４には”ＮＡＣＫ”が各々関連付けられて設定されたフレーム情報を生成する。また、通信端末装置Ｃは、スロット３のときに、通信端末装置Ａからのパケットと通信端末装置Ｄからのパケットとが衝突したことを検出すると、図１０（Ｃ）に示すように、領域Ｓ１、領域Ｓ２、及び領域Ｓ４には”ＦＲＥＥ”、領域Ｓ３には”ＲＴＣ”が各々関連付けられて設定されたフレーム情報を生成する。また、通信端末装置Ｄは、スロット１のときに、通信端末装置Ｃからのパケットが、データが復調可能なように受信し、スロット３のときに、通信端末装置Ａからのパケットが、データが復調可能なように受信すると、図１０（Ｃ）に示すように、領域Ｓ１及び領域Ｓ３には”ＡＣＫ”、領域Ｓ２及びＳ４には”ＦＲＥＥ”が各々関連付けられて設定されたフレーム情報を生成する。

そして、通信端末装置Ｂ、Ｃ、Ｄ（周辺通信端末装置）の各々が生成したフレーム情報を含んだパケットを時刻ｔ_１から時刻ｔ_２の間に、通信端末装置Ａが受け取ると、第１の実施の形態において説明した送信周期決定処理ルーチンのステップ１０２で、通信端末装置Ａの送信周期決定部４１は、各々のパケットから復調され取り出されたフレーム情報（他端末フレーム情報）に基づいて、観測エリア７１における周辺通信端末装置Ｂ、Ｃ、Ｄの受信状況を示す情報を作成する。

図１１は、本実施の形態の送信周期決定処理ルーチンのステップ１０２において、送信周期決定部４１が実行する、周辺通信端末Ｂ、Ｃ、Ｄから得た受信状況に基づく、観測エリア７１における受信状況情報作成処理ルーチンのフローチャートを示す図である。なお、本実施の形態では、図１０（Ｄ）に示すように、観測エリア７１の受信状況を示す情報７７は、フレームの各スロット１〜４に対応する各領域Ｓ１〜Ｓ４の各々に”ＦＲＥＥ”、”ＡＣＫ”、”ＮＡＣＫ”及び”ＲＴＣ”の何れか１つが関連付けられて設定されるものであるとする。

まず、ステップ２００では、受信したパケットの各々から復調され取り出された他端末フレーム情報の各々の各領域Ｓ１〜Ｓ４が示す受信状況を調べ、”ＲＴＣ”が設定されている領域があるか否かを判定する。

ステップ２００で否定判定がされた場合は、次のステップ２０４に進み、肯定判定がされた場合は、次のステップ２０２で、”ＲＴＣ”が設定されている領域に対応するスロットは観測エリア７１においてパケットの衝突が発生していると判断し、パケットの衝突を示す”ＲＴＣ”とパケットの衝突が発生していると判断したスロットに対応する領域とを関連付けて、観測エリア７１の受信状況を示す情報７７に設定する。

ステップ２０２では、例えば、図１０（Ｃ）に示すような通信端末装置Ｃが生成したフレーム情報がパケットから復調され取り出された場合では、領域Ｓ３で”ＲＴＣ”が設定されているので、図１０（Ｄ）に示すように、”ＲＴＣ”とスロット３に対応する領域Ｓ３とを関連付けて観測エリア７１の受信状況を示す情報７７に設定する。

ステップ２０４では、受信したパケットの各々から復調され取り出されたフレーム情報の各々の各領域Ｓ１〜Ｓ４が示す受信状況を調べ、”ＮＡＣＫ”が設定されている領域があるか否かを判定する。

ステップ２０４で否定判定がされた場合は次のステップ２０８へ進み、肯定判定がされた場合は、次のステップ２０６で、”ＮＡＣＫ”が設定されている領域に対応するスロットは観測エリア７１において何れかの周辺通信端末装置において、他端末からのパケットが検出されたもののデータの復調には失敗したと判断し、受信の失敗を示す”ＮＡＣＫ”と受信が失敗したと判断したスロットに対応する領域とを関連付けて、観測エリア７１の受信状況を示す情報７７に設定する。

ステップ２０６では、例えば、図１０（Ｃ）に示すような端末Ｂが生成したフレーム情報がパケットから復調され取り出された場合では、領域Ｓ４で”ＮＡＣＫ”が設定されているので、図１０（Ｄ）に示すように、”ＮＡＣＫ”とスロット４に対応する領域Ｓ４とを関連付けて観測エリア７１の受信状況を示す情報７７に設定する。

ステップ２０８では、受信したパケットの各々から復調され取り出されたフレーム情報の各々の各領域Ｓ１〜Ｓ４が示す受信状況を調べ、”ＡＣＫ”が設定されている領域があるか否かを判定する。

ステップ２０８で否定判定がされた場合は次のステップ２１２へ進み、肯定判定がされた場合は、次のステップ２１０で、”ＡＣＫ”が設定されている領域に対応するスロットは観測エリア７１において何れかの周辺通信端末装置において、他端末からのパケットが検出されデータの復調に成功したと判断し、受信の成功を示す”ＡＣＫ”と受信が成功したと判断したスロットに対応する領域とを関連付けて、観測エリア７１の受信状況を示す情報７７に設定する。

ステップ２１０では、例えば、図１０（Ｃ）に示すような端末Ｄが生成したフレーム情報がパケットから復調され取り出された場合では、領域Ｓ１で”ＡＣＫ”が設定されているので、図１０（Ｄ）に示すように、”ＡＣＫ”とスロット１に対応する領域Ｓ１とを関連付けて観測エリア７１の受信状況を示す情報７７に設定する。

ステップ２１２では、観測エリア７１の受信状況を示す情報７７の空いている領域に対応するスロットは観測エリア７１において、全ての周辺通信端末装置において、他端末からパケットが送信されなかったと判断し、空きを示す”ＦＲＥＥ”と、対応する領域とを関連付けて、観測エリア７１の受信状況を示す情報７７に設定する。

ステップ２１２では、例えば、図１０（Ｃ）に示すような端末Ｂ、Ｃ、Ｄが生成したフレーム情報の各々がパケットから復調され取り出された場合では、全てのフレーム情報の領域Ｓ２で”ＦＲＥＥ”が設定されているので、図１０（Ｄ）に示すように、”ＦＲＥＥ”とスロット２に対応する領域Ｓ２とを関連付けて観測エリア７１の受信状況を示す情報７７に設定する。

以上、説明したように、通信状況情報作成処理ルーチンを送信周期決定部１７が実行することにより、観測エリア７１の受信状況を示す情報７７が作成できる。

そして、この受信状況を示す情報７７の各領域が示す状態から、通信状況としてスロット使用率を上記の式（２）によって計算する以降の処理、通信状況として通信帯域の使用状況を上記の式（３）によって計算する以降の処理、もしくは、通信状況として通信帯域の使用状況を上記の式（４）によって計算する以降の処理については、第１の実施の形態と同様であるので説明は省略する。

以上、説明したように、本実施の形態に係る発明の通信端末装置４０によれば、決定手段としての送信周期決定部４１が、受信手段としての受信回路１２により受信されたパケットに含まれる受信状況を示すデータに基づいて、規定距離の移動の間に少なくとも１つのパケットを送信するように定めた移動距離と移動体の速度とに基づいて定まる送信周期の上限値、または移動体の位置に応じて予め定められた送信周期の上限値を超えないように送信周期を決定するので、各通信端末装置間で要求パケット、情報パケット、及び応答パケット等を交換することなく、簡易な制御で、かつ、所定間隔の間に少なくとも１つのパケットを送信することができる。

また、本実施の形態に係る発明の通信端末装置４０によれば、周辺通信端末装置Ｂ、Ｃ、Ｄの受信状況に基づいて送信周期を決定することにより、自身の通信端末装置４０の送信周期を決定するために受信状況を観測するときのエリアが、自身の通信端末装置４０と自身の通信端末装置４０が通信可能な周辺端末装置Ｂ、Ｃ、Ｄとを含み、周辺端末装置Ｂ、Ｃ、Ｄが通信可能であって自身の通信端末装置４０が通信可能でない隠れ端末Ｅをも含むエリアとすることができるので、隠れ端末Ｅの存在等を考慮して送信周期を決定することができる。

[第３の実施形態]
次に、本発明の第３の実施の形態に係る通信端末装置５０について説明する。なお、第１の実施の形態及び第２の実施の形態と同様の構成及び同様の処理については、同一符号を付して、説明を省略する。

第１の実施の形態では、送信周期決定処理ルーチンのステップ１０２において、通信端末１０の送信周期決定部１７が、自身の通信端末装置１０、及び自身の通信端末装置１０が通信可能な周辺通信端末装置のみを含むエリアを観測する例について説明した。また、第２の実施の形態では、送信周期決定処理ルーチンのステップ１０２において、図９に示す通信端末４０の送信周期決定部４１が、自身の通信端末装置４０、周辺端末装置、及び自身の通信端末装置４０に対して隠れ端末となる通信端末装置を含むエリアを観測する例について説明した。

本実施の形態では、送信周期決定処理ルーチンのステップ１０２において、図１２に示す通信装置端末５０の送信周期決定部５１が、自身の通信端末装置５０、及び自身の通信端末装置５０が通信可能な周辺通信端末装置を含み、自身の通信端末装置５０にとって隠れ端末となる通信端末装置を含まないエリアを観測エリアとするのか、それとも、自身の通信端末装置５０、周辺端末装置、及び自身の通信端末装置５０に対して隠れ端末となる通信端末装置を含むエリアを観測エリアとするのかを車速センサ（図示せず）からの移動体の速度に応じて選択し、選択に基づいて第１の実施形態もしくは第２の実施形態と同様に観測を行う点が異なる。

具体的には、移動体の速度が所定値、例えば３０ｋｍ／ｈ以上であった場合には、広域のエリアを観測する必要があるため、送信周期決定処理ルーチンのステップ１０２において、送信周期決定部５１は、第２の実施形態と同様に自身の通信端末装置５０、周辺端末装置Ｂ、Ｃ、Ｄ、及び自身の通信端末装置５０に対して隠れ端末となる通信端末装置Ｅを含むエリアを観測することを決定し、第２の実施形態と同様の処理を行う。一方、移動体の速度が所定値、例えば３０ｋｍ／ｈ未満であった場合は、広域のエリアを観測する必要がないため、送信周期決定処理ルーチンのステップ１０２において、第１の実施の形態と同様に自身の通信端末装置５０、及び自身の通信端末装置５０が通信可能な周辺通信端末装置Ｂ、Ｃ、Ｄを含み、隠れ端末Ｅを含まないエリアを観測することを決定し、第１の実施形態と同様の処理を行う。

これにより、例えば、通信端末装置５０が搭載された移動体の速度が所定値未満、例えば、３０ｋｍ／ｈ未満などの遅い場合には、広域のエリアの通信状況を観測する必要がないため、通信状況を観測するエリアが、自身の通信端末装置５０、及び自身の通信端末装置５０が通信可能な周辺通信端末装置Ｂ、Ｃ、Ｄを含み、隠れ端末である通信端末装置Ｅを含まないエリアとなり、他のエリアを考慮せずに簡易に、送信周期を決定することがでる。また、移動体の速度が所定値以上、例えば、３０ｋｍ／ｈ以上の速い場合には、広域のエリアの通信状況を観測する必要があるため、自身の通信端末装置５０からみて隠れ端末となる通信端末装置Ｅの状況等を考慮して送信周期を決定することができる。従って、本実施の形態の発明に係る通信端末装置５０によれば、移動体の速度に応じて適切に送信周期を決定することができる。

[第４の実施形態]
次に、本発明の第４の実施の形態に係る通信端末装置８０について説明する。なお、第１の実施の形態、第２の実施の形態、及び第３の実施の形態（以下、第１の実施の形態等と呼ぶ）と同様の構成及び同様の処理については、同一符号を付して、説明を省略する。

第１の実施の形態等では、送信周期決定処理ルーチンのステップ１００において、通信端末１０の送信周期決定部１７の送信周期上限値決定部３０等が、移動距離の最大値ａや移動体の速度Ｘを用いて、上記で説明したグラフ（Ｂ）により、送信周期の上限値を計算する例について説明した。本実施の形態において、第１の実施の形態等と異なる点は、送信周期決定処理ルーチンのステップ１００において、図１３及び図１４に示す通信端末装置８０の送信周期決定部８１の送信周期上限値８４が計算した送信周期の上限値を、ナビゲーション装置８３からの位置情報と共に関連付けて過去の履歴としてＨＤＤ（ハードディスクドライブ）８２等の記憶装置に記憶しておき、送信周期決定処理ルーチンのステップ１００で、送信周期上限値計算部８４が送信周期の上限値を計算するのではなく、ナビゲーション装置８３からの現在の位置情報をキーとして、そのキーに対応する過去に計算された送信周期の上限値をＨＤＤ８２から読み取る点が異なる。

本実施の形態の発明に係る通信端末装置８０によれば、車速センサが故障した場合に、移動体の速度の情報が入手できないときであっても、現在の位置情報をキーとしてＨＤＤ８２から送信周期の上限値を読み取り、読み取った送信周期の上限値を用いて送信周期決定部８１の送信周期計算部３４が送信周期を決定することができる。すなわち、本実施の形態の発明に係る通信端末装置８０によれば、移動体の位置に応じて予め定められた送信周期の上限値を用いて送信周期を決定することができる。

［第５の実施の形態］
次に、本発明の第５の実施の形態に係る通信端末装置９０について説明する。なお、第１の実施の形態、第２の実施の形態、第３の実施の形態、及び第４の実施の形態（以下、第１の実施の形態等と呼ぶ）と同様の構成及び同様の処理については、同一符号を付して、説明を省略する。

第１の実施の形態等では、通信端末１０がＴＤＭＡ方式によって周期的に情報を送信して他の通信端末装置と通信を行う例について説明したが、本実施の形態において、第１の実施の形態等と異なる点は、通信端末装置９０が、ＣＳＭＡ方式によって周期的に情報を送信して他の通信端末装置と通信を行う点が異なる。

図１５に示すように、本発明の第５の実施の形態に係る通信端末装置９０には、受信アンテナ１１を介して他の通信端末装置が送信したパケットを受信する受信回路１２が設けられている。受信回路１２は、パケット検出部８５に接続されている。

パケット検出部８５は、受信したパケットを検出する。パケット検出部８５は、パケット復調部８６に接続されている。

パケット復調部８６は、受信したパケットから送信されてきたデータを復調すると共に、パケットの受信電力を検出する。パケット復調部８６は、情報蓄積部８７に接続されている。

情報蓄積部８７は、パケット復調部８６により復調されたデータとパケット復調部８６により検出されたパケットの受信電力の値とを所定フレーム分蓄積する。情報蓄積部８７は、送信周期決定部８８に接続されている。

送信周期決定部８８は、情報蓄積部８７に蓄積された各種情報、車速センサ（図示せず）からの移動体の速度、及び規定距離の移動の間に少なくとも１つのパケットを送信するように定めた移動距離（例えば、５ｍ）に基づいて、上記の移動距離を移動体が走行する間に少なくとも１つのパケットを送信するような送信周期を決定する。送信周期決定部８８は、パケット生成部８９に接続されている。また、送信周期決定部８８は送信タイミング制御部９１に接続されている。

パケット生成部８９は、パケットを生成し、送信タイミング制御部９１は、パケットの送信タイミングを制御する。パケット生成部８９及び送信タイミング制御部９１は、送信回路９２に接続されている。

送信回路９２は、送信アンテナ２１を介してパケットを送信する。

図１６には、本実施の形態に係る通信端末装置９０によって送受信されるパケットのデータ構造が示されている。

本実施の形態に係る通信端末装置９０では、送信周期としてのフレームが周期的に繰り返されている。本実施形態の通信端末装置９０は、周辺通信端末装置によってパケットが送信されていない期間をフレーム毎に検出し、検出した期間においてパケットを送信する。なお、１フレームは各通信端末装置のデータ送信の基本周期に合わせて設定するとよい。例えば、各通信端末装置が１００ｍｓに１度のパケットの送信を保証するためには１００ｍｓに設定すると良い。本実施の形態に係る通信端末装置９０では、フレームは１００ｍｓとされているものとする。

また、本実施の形態に係る通信端末装置９０は、送信周期をフレームの２のべき乗倍の周期の何れかにすることができるものとされており、本実施の形態では、送信周期を、例として、フレームの１倍（基本周期、例えば、０．１ｓｅｃ）、２倍（２倍周期、例えば、０．２ｓｅｃ）、４倍（４倍周期、例えば、０．４ｓｅｃ）、８倍（８倍周期、例えば、０．８ｓｅｃ）、１６倍（１６倍周期、例えば、１．６ｓｅｃ）の５つの何れかにすることができるものとされている。

パケットは、ヘッダ情報と、パケットが送信される周期を示す送信周期情報と、送信対象となる実データが含まれるデータ領域とを有している。

次に、他の通信端末装置（周辺通信端末装置）とパケットを交換して無線通信を行なう際の本実施の形態に係る通信端末装置９０の作用を説明する。

通信端末装置９０は、他の通信端末装置から送信されたパケットを受信すると、次のように動作する。

パケット検出部８５は、受信回路１２で受信されたパケットを検出する。パケット復調部８６は、検出されたパケットを復調して他の通信端末装置から送られてきたデータを復元すると共にパケットの受信電力を検出する。

情報蓄積部８７は、パケット復調部８６により復調されたデータとパケット復調部８６により検出されたパケットの受信電力の値とを所定フレーム分蓄積する。なお、本実施の形態に係る通信端末装置９０では、最も長い送信周期がフレームの１６倍の周期であるため、情報蓄積部８７は、１６フレーム分のデータをそれぞれ蓄積するものとする。

送信周期決定部８８は、まず、１フレームの周期をパケット送信の基本周期として送信周期を決定する。

パケット生成部８９は、送信データを送信するために、送信周期決定部８８により決定されたパケットの送信周期を示す周期情報を埋め込んだパケットを生成する。送信タイミング制御部９１は、送信周期決定部８８で決定された送信周期となるタイミングでパケットを送信するように送信回路９２を制御する。送信回路９２は、パケット生成部８９で生成されたパケットを送信タイミング制御部９１からの制御に従って、送信アンテナ２１を介して送信する。

また、送信周期決定部８８は、送信アンテナ２１によりパケットの送信が開始されると、次のフレーム以降、フレーム毎に、データを送信するための送信周期について次の決定を行なう。

図１７は、送信周期決定部８８によって実行される送信周期を決定するための送信周期決定処理ルーチンのフローチャートを示す図であり、図１８は送信周期決定処理ルーチンを実行する送信周期決定部８８を機能ブロックで表した図である。

図１８に示すように、送信周期決定処理ルーチンを実行する送信周期決定部８８を機能ブロックで表すと、送信周期の上限値を計算する送信周期上限値計算部３０、通信状況として、１フレームの時間に対する周辺通信端末装置からパケットが送信されている時間の割合（時間使用率）もしくは通信帯域の使用状況を計算する通信状況計算部９３、及び送信データを送信するための送信周期を決定する送信周期決定部９４で表すことができる。

図１７に示す送信周期決定処理ルーチンは、送信アンテナ２１によりパケットの送信が開始されると、次のフレーム以降、１フレームの周期毎に実行される。

まず、ステップ３００では、送信周期の上限値を計算する。例えば、ステップ３００では、図１９（Ａ）のグラフに示すように、規定距離の移動の間に少なくとも１つのパケットを送信するように定めた移動距離を用いて、本通信端末装置９０を搭載した移動体が移動距離を走行する間に少なくとも１つのパケットを送信するために必要な送信周期を下記の式（５）によって計算する。なお、本実施の形態では、移動距離の最大値を５ｍと定めた例について説明する。

ただし、式（５）中のａは移動距離の最大値で、この場合はａ＝５［ｍ］としており、Ｘは移動体の速度であり、Ｙは送信周期である。そして、本実施の形態においては、送信周期は、０．１ｓｅｃ（基本周期）、０．２ｓｅｃ（２倍周期）、０．４ｓｅｃ（４倍周期）、０．８ｓｅｃ（８倍周期）、及び１．６ｓｅｃ（１６倍周期）の何れかであるので、図１９（Ａ）のグラフが示す送信周期Ｙを超えない、図１９（Ｂ）に示す離散的なグラフによって、移動体の速度Ｘから送信周期の上限値を計算する。例えば、図示されるように、移動体の速度Ｘが２５ｍ／ｓの場合には、送信周期の上限値の計算結果が０．２ｓｅｃとなり、移動体の速度Ｘが１０ｍ／ｓの場合には、送信周期の上限値の計算結果が０．４ｓｅｃとなる。

なお、図１９（Ｂ）に示す送信周期の上限値を表すグラフは、同図に図示するように、チャタリングの防止のために、速度ｖ_１〜ｖ_２の間、速度ｖ_３〜ｖ_４の間、速度ｖ_５〜ｖ_６の間、速度ｖ_７〜ｖ_８の間では移動体の速度Ｘに対してヒステリシス特性を有している。なお、詳細は後述するが、時間使用率もしくは通信帯域の使用状況と決定される送信周期との関係において、時間使用率もしくは通信帯域の使用状況に対してもヒステリシス特性を有している。

次のステップ３０２では、各フレームにおける通信状況を計算する。例えば、ステップ３０２では、下記の式（６）により、通信状況として、１フレームの時間に対する周辺通信端末装置からパケットが送信されている時間の割合（時間使用率）を計算する。

なお、図１６に示すように、Ｔ_Ｆは１フレームの時間であり、Ｔ_Ｐは１パケットあたりの受信時間である。上記の式（６）の分母は１フレームの時間を示し、分子は１フレームの時間の中で周辺通信端末装置からパケットが送信されている時間を示す。なお、本実施の形態において、上記の式（６）に示す、”１フレーム内に周辺通信端末から送信されたパケット数”は通信端末装置９０での１フレーム内でのパケットの受信状況を示している。

同図に示すように、周辺通信端末装置から送信されているパケットの数が多いほど、１フレームの時間に対する周辺通信端末装置からパケットが送信されている時間の割合も増加する。

なお、ステップ３０２では、下記の式（７）により、通信状況として、通信帯域の使用状況を計算するようにしてもよい。下記の式（７）により、通信帯域の使用状況として、例えば、１フレーム内で想定する受信電力の総和に対する１フレーム内で受信したパケットの受信電力の総和の割合を求めることができる。

なお、図２０に示すように、Ｐ_ｋ（ｋ＝１、２、・・・、ｎ）は１フレーム中に受信したｎ個のパケットのうちｋパケット目のパケットの受信電力であり、Ｐ_Ｈはパケットの受信電力の最大値であり、Ｐ_Ｌはパケットの受信電力の最小値であり、Ｔ_Ｆは１フレームの送信周期であり、Ｔ_Ｐは１パケットあたりの受信時間である。上記の式（７）の分母は想定する受信電力の総和を示し、分子は受信したパケットの受信電力の総和を示す。

上記の式（７）によって計算された通信帯域の使用状況が大きいほど、受信電力の大きいパケットがたくさん観測されており、通信帯域がよく使用されている状況であることを示し、通信帯域の使用状況が小さいほど、受信電力の大きいパケットがあまり観測されず、通信帯域はあまり使用されていない状況であることを示す。なお、通信帯域の通信状況として、上記の１フレーム内での受信電力の割合を用いたが、これに限定するものではない。

次のステップ３０４では、ステップ３０２で計算した１フレームの時間に対する周辺通信端末装置からパケットが送信されている時間の割合、または通信帯域の使用状況に基づいて、新たな送信周期を計算する。例えば、ステップ３０４では、ステップ３０２で１フレームの時間に対する周辺通信端末装置からパケットが送信されている時間の割合を計算した場合には、計算した時間の割合が、所定の値、例えば、４０％を超えたときには、現在の送信周期より長くなるように新たな送信周期を計算し、例えば、現在の送信周期の２倍の周期を新たな送信周期として計算し、４０％未満のときには、現在の送信周期をそのまま新たな送信周期として計算する。また、ステップ３０２で通信帯域の使用状況を計算した場合には、計算した使用状況が、所定の値、例えば、５０％を超えたときには、現在の送信周期より長くなるように新たな送信周期を計算し、例えば、現在の送信周期の２倍の周期を新たな送信周期として計算し、５０％未満のときには、現在の送信周期をそのまま新たな送信周期として計算する。

なお、ステップ３０４における新たな送信周期の計算方法は、上記で説明したものに限られず、他の方法を用いて、送信周期を計算するようにしてもよい。例えば、ステップ３０４において、ステップ３０２で１フレームの時間に対する周辺通信端末装置からパケットが送信されている時間の割合を計算した場合には、計算した時間の割合が、上記の所定の値とは別の所定の値、例えば３０％未満の場合には、現在の送信周期より短くなるように新たな送信周期を計算し、３０％以上の場合には現在の送信周期をそのまま新たな送信周期として計算してもよい。また、ステップ３０４において、ステップ３０２で通信帯域の使用状況を計算した場合には、計算した通信帯域の使用状況が、上記の所定の値とは別の所定の値、例えば３０％未満の場合には、現在の送信周期より短くなるように新たな送信周期を計算し、３０％以上の場合には現在の送信周期をそのまま新たな送信周期として計算してもよい。

次のステップ３０６では、ステップ３０４で計算された送信周期が、ステップ３００で計算された送信周期の上限値を超えているか否か判定を行う。

ステップ３０６で、肯定判定がされた場合、次のステップ３０８で、ステップ３００で計算された送信周期の上限値を送信データを送信するための送信周期として決定する。一方、ステップ３０６で、否定判定がされた場合、次のステップ３１０で、ステップ３０４で計算された送信周期を送信データを送信するための送信周期として決定する。例えば、ステップ３００で計算された送信周期の上限値が０．２ｓｅｃ（２倍周期）であって、ステップ３０４で計算された周期が２倍周期を超えた０．４ｓｅｃ（４倍周期）である場合、ステップ３０６では、肯定判定がされて、データを送信するための送信周期を０．２ｓｅｃと決定する。

なお、本送信周期決定処理ルーチンのステップ３００は、送信周期上限値計算部３０で実行され、ステップ３０２は、通信状況計算部９３で実行され、ステップ３０４〜ステップ３１０は、送信周期計算部９４で実行される。

図２１は、本実施の形態において、送信周期決定部８８によって決定される送信周期と、移動体の速度及び通信状況との関係を表した図である。図示されるように、Ｘ軸は移動体の速度、Ｙ軸は通信状況、Ｚ軸は送信周期を示している。なお、ここでは、通信状況の例として、時間使用率αを用いている。図示されるように、例えば、移動体の速度が２０ｍ／ｓの場合には、データを送信するための送信周期として、時間使用率αに応じて、０．１ｓｅｃ（基本周期）もしくは０．２ｓｅｃ（第２周期）が決定されるが、０．４ｓｅｃ（第３周期）以上の周期は、送信周期として決定されない。このように、移動体の速度及び通信状況によって、上限値を超えないように、データを送信するための送信周期が決定される。

また、同図に図示されるように、チャタリングの防止のために、移動体の速度Ｘに対してまたは時間使用率αに対してヒステリシス特性を有している。なお、本実施形態では、決定される送信周期と通信帯域の使用状況との関係において、通信帯域の使用状況についてもヒステリシス特性を有している。

以上、説明したように、本実施の形態の発明に係る通信端末装置９０によれば、決定手段としての送信周期決定部８８が、受信手段としての受信回路１２によりパケットを受信したときの受信状況に基づいて、規定距離の移動の間に少なくとも１つのパケットを送信するように定めた移動距離ａと移動体の速度Ｘとに基づいて定まる送信周期の上限値を超えないように送信周期を決定するので、各通信端末装置間で要求パケット、情報パケット、及び応答パケット等を交換することなく、簡易な制御で、かつ、所定間隔の間に少なくとも１つのパケットを送信することができる。

また、本実施の形態の発明に係る通信端末装置９０によれば、送信周期決定処理ルーチンのステップ３０２で、通信状況として、１フレームの時間に対する周辺通信端末装置からパケットが送信されている時間の割合を計算した場合には、ステップ３０４で、例えば、上記の時間の割合が高くなるほど新たな送信周期が長くなるように、決定手段としての送信周期決定部８８が新たな送信周期を計算することにより、ステップ３０８もしくはステップ３１０で、例えば、フレームの１周期内のトラヒックを収容できるように送信周期を決定することができる。

また、本実施の形態の発明に係る通信端末装置９０によれば、送信周期決定処理ルーチンのステップ３０２で、通信状況として、通信帯域の使用状況を計算した場合には、ステップ３０４で、例えば、フレームの１周期内に周辺通信端末装置から送信されたパケットの数に応じて、決定手段としての送信周期決定部８８が新たな送信周期を計算することができ、ステップ３０８もしくはステップ３１０で、例えば、フレームの１周期内のトラヒックを収容できるように送信周期を決定することができる。

以上、本発明の第１の実施の形態、第２の実施の形態、第３の実施の形態、第４の実施の形態、及び第５の実施の形態について説明した。なお、これらの実施の形態において、ＴＤＭＡ方式、またはＣＳＭＡ方式によって通信を行う例について説明したが、本発明はＴＤＭＡ方式またはＣＳＭＡ方式によって通信を行う場合に限られず、周期的に情報を送信して他の通信端末装置と通信を行う通信方式であればどのような通信方式でもよい。

本発明の第１の実施の形態を示す概略図である。本発明の第１の実施の形態において、通信端末装置によって送受信されるフレーム及びパケットの構成を示す図である。本発明の第１の実施の形態において、送信周期を決定するための送信周期決定処理ルーチンのフローチャートを示す図である。本発明の第１の実施の形態において、送信周期決定処理ルーチンを実行する送信周期決定部を機能ブロックで表した図である。本発明の第１の実施の形態において、送信周期の上限値の計算について説明するための図である。本発明の第１の実施の形態において、各フレームにおける通信状況を観測する観測エリアとして、自身の通信端末装置、及び自身の通信端末装置が直接通信可能な周辺通信端末装置のみを含むエリアを観測エリアとする例について説明するための図である。本発明の第１の実施の形態において、決定される送信周期と、移動体の速度及び通信状況との関係を表した図である。本発明の第１の実施の形態において、１フレームにおける通信端末装置の受信電力レベルを示す図である。本発明の第２の実施の形態を示す概略図である。本発明の第２の実施の形態において、各フレームにおける通信状況を観測する観測エリアとして、自身の通信端末装置、周辺端末装置、及び自身の通信端末装置に対して隠れ端末となる通信端末装置を含むエリアを観測エリアとする例について説明するための図である。本発明の第２の実施の形態において、受信状況情報作成処理ルーチンのフローチャートを示す図である。本発明の第３の実施の形態を示す概略図である。本発明の第４の実施の形態を示す概略図である。本発明の第４の実施の形態における送信周期決定処理ルーチンを実行する送信周期決定部を機能ブロックで表した図である。本発明の第５の実施の形態を示す概略図である。本発明の第５の実施の形態において、通信端末装置によって送受信されるフレーム及びパケットの構成、並びに１フレームの時間の中で周辺通信端末装置から送信されたパケットの受信時間を示す図である。本発明の第５の実施の形態において、送信周期を決定するための送信周期決定処理ルーチンのフローチャートを示す図である。本発明の第５の実施の形態において、送信周期決定処理ルーチンを実行する送信周期決定部を機能ブロックで表した図である。本発明の第５の実施の形態において、送信周期の上限値の計算について説明するための図である。本発明の第５の実施の形態において、１フレームにおける通信端末装置の受信電力レベルを示す図である。本発明の第５の実施の形態において、送信周期決定部によって決定される送信周期と、移動体の速度及び通信状況との関係を表した図である。

符号の説明

１０通信端末装置
１１受信アンテナ
１２受信回路
１３パケット検出部
１４パケット復調部
１５フレーム情報生成部
１６情報蓄積部
１７送信周期決定部
１８パケット生成部
１９送信タイミング制御部
２０送信回路
２１送信アンテナ

Claims

移動体に搭載される通信端末装置であって、
周辺通信端末装置から所定周期で送信されたパケットを受信する受信手段と、
前記受信手段によりパケットを受信したときの受信状況に基づいて、規定距離の移動の間に少なくとも１つのパケットを送信するように定めた移動距離と前記移動体の速度とに基づいて定まる送信周期の上限値、または前記移動体の位置に応じて予め定められた送信周期の上限値を超えないように送信周期を決定する決定手段と、
前記決定手段で決定された送信周期でパケットを送信する送信手段と、
を含む通信端末装置。
移動体に搭載される通信端末装置であって、
周辺通信端末装置から所定周期で送信され、かつ該周辺通信端末装置がパケットを受信したときの受信状況を示すデータを含むパケットを受信する受信手段と、
前記受信手段により受信されたパケットに含まれる前記受信状況を示すデータに基づいて、規定距離の移動の間に少なくとも１つのパケットを送信するように定めた移動距離と前記移動体の速度とに基づいて定まる送信周期の上限値、または前記移動体の位置に応じて予め定められた送信周期の上限値を超えないように送信周期を決定する決定手段と、
前記決定手段で決定された送信周期で、自身がパケットを受信したときの受信状況を示すデータを含むパケットを送信する送信手段と、
を含む通信端末装置。
前記受信手段は、所定周期で繰り返されるフレームの各々が時分割されたスロット単位で周辺通信端末装置から送信されたパケットを受信する請求項１記載の通信端末装置。
前記受信手段は、所定周期で繰り返されるフレームの各々が時分割されたスロット単位で周辺通信端末装置から送信され、かつ該周辺通信端末装置がパケットを受信したときの受信状況を示すデータを含むパケットを受信する請求項２記載の通信端末装置。
前記決定手段は、前記フレームの各々の総スロット数に対する使用されているスロット数の割合に応じて定まる送信周期、または前記フレームの各々における通信帯域の使用状況に応じて定まる送信周期が、前記送信周期の上限値を超えていた場合には、前記上限値を送信周期として決定する請求項３または請求項４記載の通信端末装置。