JP2010016570A - 無線通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車々間通信においてパケット衝突を検出する無線通信装置を得ること。
【解決手段】パケット受信の有無を判断するためのしきい値を有し、しきい値以上の電力を検出した場合に復調処理を実行し、正しく復調できない場合にパケットの衝突が発生したことを検知する受信部１４と、自車両情報に基づいて送信するパケットの重要度を決定する車両情報統括部１１と、車両間のスロットタイミングの同期を確立しキャリアセンスの開始タイミングを指示するタイミング部１２と、開始タイミングに従って重要度に応じた時間にわたるキャリアセンスを実行し、他のキャリアが検出されなかった場合に、データ送信スロットでパケットを送信し、一方、受信部１４にてパケットの衝突が検知された場合に、衝突通知スロットでパケットの衝突を通知する送信部１３と、を備える。
【選択図】 図３

Description

本発明は、車々間通信においてパケット衝突を検出する無線通信装置に関する。

従来、車々間通信システムは、自車両の情報をブロードキャストで送信して周囲に存在を通知するとともに、ブロードキャストで送信される他車両の情報に基づいて事前に事故の危険性を検出して運転手に回避行動を促す。また、アクセス方式としてＣＳＭＡを用いることにより、自車両以外の送信を検出しパケットの衝突を回避する。たとえば、キャリアセンスの時間を重要度に応じて変えることで、重要度の高いパケットを優先的に送信することができる。また、下記特許文献１には、パケット衝突を回避する方法として、スロットの概念とＣＤＭＡ技術を用い、送信側が、重要度の異なるパケットに別のコードを割り当てて送信し、受信側が、同時刻に送信されたパケットを、上記各コードを用いて復調する技術が開示されている。

特開２００１−２５１２３５号公報

しかしながら、上記従来の技術によれば、たとえば、第１の通信エリアの中心で通信を行う第１の車両は、その通信エリアの外で通信を行う第２の車両のキャリアを検出できず、また、第１の通信エリアと第２の車両の通信エリアである第２の通信エリアとの両方のエリアに存在する第３の車両は、パケットの衝突により自身宛てのパケットを正しく受信できない可能性がある。

また、互いの通信エリアの重複部分に存在する車両同士であっても、キャリアセンスのタイミングが一致する場合は、互いにパケットが送信されている状況ではないと判断し、双方が同時にパケット送信を開始するため、パケットの衝突が発生する、という問題があった。

また、パケットをブロードキャストで送信する場合、そのパケットを送信した車両は、パケットの衝突を検出できない。そのため、再送を行うことができず、パケットの到達率が低下する、という問題があった。

また、ＣＤＭＡを用いる場合は、各車両がパワーコントロールを行う必要がある。しかしながら、時事刻々と変化する環境において、ブロードキャストでパケットを送信する車々間通信でパワーコントロールを行うことは困難である、という問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、車々間通信において、パケットを送信する車両が当該パケットの衝突を検出でき、さらに、重要度が高いパケットを優先的に送信可能な無線通信装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、車々間通信を行う車両に搭載される無線通信装置であって、パケット受信の有無を判断するためのしきい値を有し、当該しきい値以上の電力を検出した場合に復調処理を実行し、正しく復調できない場合に、パケットの衝突が発生したことを検知する受信手段と、自車両情報に基づいて、送信するパケットの重要度を決定する車両情報統括手段と、データ送信スロットと衝突通知スロットで構成される通信スロットを用いてパケット送信を行う場合において、車両間のスロットタイミングの同期を確立し、キャリアセンスの開始タイミングを指示するタイミング手段と、開始タイミングに従って重要度に応じた時間にわたるキャリアセンスを実行し、他のキャリアが検出されなかった場合に、データ送信スロットでパケットを送信し、一方、受信手段にてパケットの衝突が検知された場合に、衝突通知スロットでパケットの衝突を通知する送信手段と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、パケットの衝突を検出し、重要度が高いパケットを優先的に送信できる、という効果を奏する。

以下に、本発明にかかる無線通信装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、車々間通信を行う車両と各車両の通信エリアを示す図である。図１において、車両１，２，３，４，５は車々間通信を実行可能な本実施の形態の無線通信装置を備えている。また、通信方式として、ＣＳＭＡを採用する。各車両を中心とする円は、中心の車両の通信エリアを示す。車両１，２，３は、それぞれが互いの通信エリア内に存在し、キャリアセンスによりそれぞれのキャリアを検出することができる。また、車両２と車両４も同様に、互いのキャリアを検出することができる。また、車両３と車両５も同様に、互いのキャリアを検出することができる。一方、車両１，３，５と車両４との間では、それぞれが互いの通信エリア内に存在していないので、それぞれのキャリアを検出することができない。また、車両１，２，４と車両５との間も同様に、互いのキャリアを検出することができない。

図２は、本実施の形態で使用する通信スロットの構成例を示す図である。１スロットは、データ送信スロットと、衝突通知スロットと、から構成される。

図３は、車両に搭載された無線通信装置１０の構成例を示す図である。無線通信装置１０は、車両情報統括部１１と、タイミング部１２と、送信部１３と、受信部１４と、アンテナ部１５と、から構成される。また、無線通信装置１０は、車両に備えられている車両装置部１６およびＧＰＳ（Global Positioning System）部１７と接続する。

車両情報統括部１１は、車両装置部１６（速度メーター，ウィンカーなど）からの情報、ＧＰＳ部１７からの位置情報、および受信部１４から受け取った他車両の情報、を更新しながら保持する。また、これらの情報から自車両が送信するパケットの重要度を決定し、パケットに重要度を付与して送信部１３に受け渡す。タイミング部１２は、ＧＰＳ部１７からの情報に基づいてスロット同期を確立し、キャリアセンスの開始タイミングを送信部１３に指示する。送信部１３は、車両情報統括部１１からパケットの入力があった場合や受信部１４からパケットの衝突が発生した旨の通知を受け取った場合などに、パケットを送信する。受信部１４は、他車両からのパケットを復調し、復調結果を車両情報統括部１１に受け渡す。復調できなかった場合は、送信部１３にパケットの衝突が発生した旨を通知する。また、受信電力のしきい値を規定し、受信電力としきい値を比較してパケットの衝突を検出する。

また、車両装置部１６は、速度メーターやウィンカーなどであり、車両の速度やウィンカーの点灯状態などの情報を車両情報統括部１１へ通知する。ＧＰＳ部１７は、位置情報を車両情報統括部１１へ通知し、また、同期をとるための情報をタイミング部１２へ通知する。車両１〜５は、全て同様の構成を備えるものとする。

ここで、上記パケットの重要度を決定する方法について説明する。図４は、パケットの重要度を決定する処理を示すフローチャートである。事故が発生しやすい状況に応じて重要度を決定する。たとえば、自車両に危険車両が接近している場合（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、ウィンカーを点灯している場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、自車両が車群の先頭または最後尾の場合（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、車両の速度が３０ｋｍ／ｈ以上の場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）のうちの少なくとも一つを満たす場合、車両情報統括部１１は、パケットの重要度を高くする。一方、いずれの場合も満たさない場合は（ステップＳ１：Ｎｏ，ステップＳ２：Ｎｏ，ステップＳ３：Ｎｏ，ステップＳ４：Ｎｏ）、パケットの重要度を低くする。なお、重要度を決定するフローチャートは、これに限定するものではなく、たとえば、位置情報やブレーキ情報などを用いることとしてもよい。

ここで、本実施の形態で使用するパケットの構成について説明する。図５は、パケットの構成例を示す図である。パケットはヘッダとデータから構成される。また、ヘッダは、送信元の車両ＩＤ（送信元ＩＤ）と、宛先の車両ＩＤ（宛先ＩＤ）と、パケットの重要度ら構成される。送信元ＩＤには、パケットを送信する車両のＩＤを付与する。宛先ＩＤには、パケットの宛先となる車両のＩＤを付与する。パケットの重要度には、図４の処理に基づいて決定した重要度を付与する。また、データには、車速，位置，走行方向，時刻などの情報を載せる。また、図示はしていないが、パケットの送信時には符号化やプリアンブル付与などの処理が行われる。

つづいて、車両がパケットを送信するときのタイミングについて説明する。図６は、スロットにおける送信タイミングを示す図である。スロットＡで車両情報統括部１１からパケットの入力があった送信部１３は、パケットを送信するため、次スロットであるスロットＢの開始タイミングまで待機し、スロットＢの開始タイミングでキャリアセンスを開始する。そして、重要度に応じた時間だけキャリアセンスを行い、キャリアが検出されない場合にパケットの送信を行う。ここでは、重要度の高いパケットを送信する場合は、重要度の低いパケットを送信する場合よりもキャリアセンスの時間を短くし、逆に、重要度の低いパケットを送信する場合は、キャリアセンスの時間を長くする。一方、キャリアが検出された場合は、次スロットであるスロットＣの開始タイミングまで待機し、上記同様に動作する。なお、キャリアセンスの開始時間を、キャリアセンスを行う度にランダムに変更することにより、車両間でキャリアセンスの開始時間が異なることとなり、互いの送信パケットを検出できる可能性を高めることができるので、重要度が同じパケットの衝突を低減することができる。

つづいて、車両が衝突通知を送信する場合の動作について説明する。まず、データ送信スロットで電力を検出した受信部１４は、受信信号の復調を試みる。正しく復調できた場合、受信部１４は、車両情報統括部１１に復調データを受け渡す。一方、復調できない場合、受信部１４は、受信電力が上記しきい値以上であればパケットを受信していると判断する。この場合は、データ送信スロットでパケットの衝突が発生していると判断し、その旨を送信部１３に通知する。そして、送信部１３は、衝突通知パケットを衝突通知スロットで送信する。ここでも、上記同様、キャリアセンスの開始時間をランダムにすることで、衝突通知パケットの衝突を低減することができる。

なお、上記しきい値は、スロットにおいて一定以上の電力を検出したときにパケットを受信していると判断するための値である。車々間通信のような移動を伴う通信では、受信電力は頻繁に変化する。そこで、しきい値を設定し、しきい値以上の電力を検出しているときに、パケットを受信している状態と判断する。そして、受信部１４は、しきい値以上の電力を検出しているがパケットを復調できない場合、そのパケットが衝突したため復調することができないと判断する。しきい値を求める方法としては、たとえば、送信電力と最低受信感度の中間の値をしきい値にする方法や、送信電力と距離に基づきある地点の受信電力の理論値をしきい値にする方法、などがあるが、これに限定するものではない。

また、パケット衝突を検出した車両が複数存在する場合は、各車両が衝突通知パケットを送信するため、さらにパケット衝突の可能性が高まる。しかしながら、パケットを送信した車両は、データ送信スロットの直後の衝突通知スロットでしきい値以上の電力を検出できれば、衝突通知スロットで衝突通知パケットの送信が行われたことを検知することができ、これにより、自車両が送信したパケットが衝突したことを検知することができる。これにより、送信したパケットの衝突を検知した車両は、所定の再送アルゴリズム（たとえば、ランダムスロット分だけ待機してから再送処理を行う、等）を用いてパケットの再送を行うことができる。

つづいて、車両間でパケット通信を行う場合の具体的な動作について説明する。図７は、図１の車両１，２，３がパケット通信を行う場合のタイムチャートを示す図である。ここでは、スロットＡにおいて、車両１，車両２のそれぞれの送信部１３に車両情報統括部１１からの入力があり、車両１，車両２が送信するパケットの重要度が同じ場合を想定する。なお、ＧＰＳなどの同期信号を用いて各車両のスロットタイミングは同期が取れているものとする。ただし、スロットに番号が付されている場合に、スロットの番号まで同期する必要はない。

まず、車両１，車両２は、ともに次スロットであるスロットＢまで待機してから、キャリアセンスを開始する。ここでは、送信するパケットの重要度が同じであるため、同一タイミングでキャリアセンスが終了し、その後、パケットの送信が行われる。このとき、車両３は、車両１と車両２のパケットを同時に受信するため、パケットの衝突が発生してパケットを復調できない。車両３は、データ送信スロットにおいてしきい値以上の電力を検出していることから、パケットの衝突が発生したと判断し、衝突通知スロットで衝突通知パケットを送信する。車両１，車両２は、車両３からの衝突通知パケットを受信することで、自身が送信したパケットが衝突したことを検知することができる。このように、本実施の形態では、パケットを送信した車両が、同一重要度のパケットが衝突した場合においても、衝突を検出することができる。さらに、衝突検出後に再送処理を行うことで、パケットの到達率を向上させることもできる。

つぎに、図８を用いて、車両間でパケット通信を行う場合の具体的な動作を説明する。図８は、図１の車両１，２，４がパケット通信を行う場合のタイムチャートを示す図である。ここでは、スロットＡにおいて、車両１，車両４のそれぞれの送信部１３に車両情報統括部１１からの入力があり、車両１が送信するパケットの重要度が高く、車両４が送信するパケットの重要度が低い場合を想定する。また、車両１と車両４は互いの通信エリア外に存在しているため、キャリアセンスをしても互いのキャリアを検出できない状態である。

車両１，車両４は、ともに次スロットであるスロットＢまで待機してから、キャリアセンスを開始する。車両１は、重要度の高いパケットを送信するためキャリアセンス時間が短いので、パケット送信を車両４よりも早く開始する。一方、車両４は、通信エリア外の車両１のキャリアを検出できないため、車両１よりも長い時間にわたるキャリアセンスを実行後、パケット送信を開始する。このとき、車両２は、車両１と車両４のパケットを同時に受信するため、パケットの衝突が発生してパケットを復調できない。車両２は、データ送信スロットにおいてしきい値以上の電力を検出していることからパケットの衝突が発生したと判断し、衝突通知スロットで衝突通知パケットを送信する。車両１，車両４は、車両２からの衝突通知パケットを受信することで、自身が送信したパケットが衝突したことを検知することができる。このように、本実施の形態では、互いのキャリアが検出できない各車両（車両１，車両４）のパケットが衝突した場合であっても、各車両が、その衝突を検出することができる。また、上記と同様に再送処理を行うことで、パケットの到達率を向上させることもできる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、ブロードキャストにおける通信において、データパケットを送信する車両が、衝突通知スロットで衝突通知パケットの送信が行われたことを検知することができる構成とした。これにより、パケット衝突の通知を受けた車両は、再送処理を行うことができるため、パケットの到達率を向上させることができる。

実施の形態２．
本実施の形態では、パケットの衝突を検出した場合に、衝突を通知するタイミングを適応的に変える方法について説明する。

図９は、スロットにおける送信タイミングを示す図である。本実施の形態では、受信部１４が、受信電力しきい値を超える電力を検出したタイミングによって衝突通知パケットの送信タイミングを変えている点が、実施の形態１と異なる。キャリアセンスの動作については同様のため、説明を省略する。

ここで、車両が衝突通知を送信する場合の実施の形態２の動作を説明する。まず、データ送信スロットで電力を検出した受信部１４は、受信信号の復調を試みる。正しく復調できた場合、受信部１４は、車両情報統括部１１に復調データを受け渡す。一方、復調できない場合、受信部１４は、受信電力がしきい値以上であればパケットを受信していると判断する。この場合は、データ送信スロットでパケットの衝突が発生していると判断し、その旨を送信部１３に通知する。そして、送信部１３は、電力を検出したタイミングによって、衝突通知パケットを送信するタイミングを適応的に変えて送信する。

図１０を用いて、車両間でパケット通信を行う場合の実施の形態２の動作を具体的に説明する。図１０は、図１の車両１，２，４がパケット通信を行う場合のタイムチャートを示す図である。ここでは、スロットＡにおいて、車両１，車両４のそれぞれの送信部１３に車両情報統括部１１からの入力があり、また、車両１が送信するパケットの重要度が高く、車両４が送信するパケットの重要度が低い場合を想定する。また、車両１と車両４は互いの通信エリア外に存在しているため、キャリアセンスをしても互いのキャリアを検出できない状態である。そして、本実施の形態では、たとえば、重要度の高いパケットが衝突した場合は衝突通知パケットの送信タイミングを衝突通スロットの開始タイミングとし、重要度の低いパケットが衝突した場合は、衝突通知パケットの送信タイミングを、重要度の高いパケットが衝突した場合よりも遅いタイミングとする。

車両１，車両４は、ともに次スロットであるスロットＢまで待機してから、キャリアセンスを開始する。車両１は、重要度の高いパケットを送信するためキャリアセンス時間が短いので、パケット送信を車両４よりも早く開始する。一方、車両４は、通信エリア外の車両１のキャリアを検出できないため、車両１よりも長い時間にわたるキャリアセンスを実行後、パケット送信を開始する。このとき、車両２は、車両１と車両４のパケットを同時に受信するため、パケットの衝突が発生してパケットを復調できない。しかしながら、車両２は、パケットの受信開始時間から、キャリアセンスの時間が短い車両が存在すると判断できるため、伴って、重要度の高いパケットが衝突している状態であると判断することができる。したがって、車両２は、重要度の高いパケットが衝突した場合の送信タイミングで衝突通知パケットを送信する。

車両１，車両４は、車両２からの衝突通知パケットを受信することで、自身が送信したパケットが衝突したことを検知できる。このとき、車両４は、衝突通知パケットの受信タイミングから、自身が送信した重要度の低いパケットが、重要度の高いパケットと衝突したことも検知できる。また、車両２からの衝突通知パケットが衝突して復調できない場合でも、車両１，車両４は、衝突通知スロットにおいて受信電力がしきい値以上であることから衝突通知パケットが送信されたことを検知できる。また、受信タイミングから重要度の高いパケットが衝突したことを検知することができる。このように、本実施の形態では、互いのキャリアが検出できない各車両（車両１，車両４）のパケットが衝突した場合であっても、その衝突を検出することができる。また、重要度の低いパケットを送信した車両４は、再送を行わないこととしてもよい。重要度の高いパケットを送信した車両１が再送する際、パケットの衝突を回避することができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、パケットを送信した車両は、重要度の異なるパケットが衝突したことも検知できることとした。これにより、重要度の低いパケットを送信した車両が再送を控えることで、重要度の高いパケットを送信した車両がパケットを再送する際、パケットの衝突を回避することができる。

実施の形態３．
本実施の形態では、パケットの衝突を検出した場合に、衝突を通知するパケットのパケット長を適応的に変える方法について説明する。

図１１は、スロットにおける送信タイミングを示す図である。本実施の形態では、受信部１４が、受信電力しきい値を超える電力を検出したタイミングによって衝突通知パケットの長さを適応的に変えている点が、実施の形態１と異なる。以降、実施の形態１および２と異なる部分について説明する。

図１２を用いて、車両間でパケット通信を行う場合の実施の形態３の動作を具体的に説明する。図１２は、図１の車両１，２，４がパケット通信を行う場合のタイムチャートを示す図である。本実施の形態では、たとえば、重要度の高いパケットが衝突した場合は、衝突通知パケットのパケット長を長く、重要度の低いパケットが衝突した場合は、衝突通知パケットのパケット長を、重要度の高いパケットが衝突した場合よりも短くする。図１２の場合、車両２は、重要度の高いパケットが衝突したと判断できるため、重要度の高いパケットが衝突した場合のパケット長で衝突通知パケットを送信する。

車両１，車両４は、車両２からの衝突通知パケットを受信することで、自身が送信したパケットが衝突したことを検知できる。このとき、車両４は、衝突通知パケットのパケット長から、自身が送信した重要度の低いパケットが、重要度の高いパケットと衝突したことも検知できる。また、車両２からの衝突通知パケットが衝突して復調できない場合でも、車両１，車両４は、衝突通知スロットにおいて受信電力がしきい値以上あることから衝突通知パケットが送信されたことを検知でき、電力を検出している時間（パケット長）から重要度の高いパケットが衝突したことを検知することもできる。このように、本実施の形態では、互いのキャリアが検出できない各車両（車両１，車両４）のパケットが衝突した場合であっても、その衝突を検出することができる。また、重要度の低いパケットを送信した車両４は、再送を行わないこととしてもよい。これにより、重要度の高いパケットを送信した車両１が再送する際、パケットの衝突を回避することができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、パケットを送信した車両は、重要度の異なるパケットが衝突したことも検出できることとした。これにより、重要度の低いパケットを送信した車両が再送を控えることで、重要度の高いパケットを送信した車両がパケットを再送する際、パケットの衝突を回避することができる。

実施の形態４．
本実施の形態では、パケットを受信したタイミングによって受信電力しきい値を適応的に変えて衝突通知パケットの送信を制御する方法について説明する。

図１３は、スロットにおける送信タイミングを示す図である。本実施の形態では、受信部１４が、電力を検出したデータ送信スロットの区間によって受信電力しきい値を変えている点が、実施の形態１と異なる。キャリアセンスの動作については同様のため、説明を省略する。

ここで、車両が衝突通知を送信する場合の実施の形態４の動作を説明する。まず、データ送信スロットで電力を検出した受信部１４は、受信信号の復調を試みる。正しく復調できた場合、受信部１４は、車両情報統括部１１に復調データを受け渡す。一方、復調できない場合、受信部１４は、受信電力がしきい値以上であればパケットを受信していると判断する。この場合は、データ送信スロットでパケットの衝突が発生していると判断し、その旨を送信部１３に通知する。このとき、受信部１４は、電力を検出したタイミングによって受信電力のしきい値を適応的に変える。ここでは、データ送信スロットの区間ａで電力を検出した場合は受信電力しきい値を−８０ｄＢｍ、区間ｂで電力を検出した場合は−６５ｄＢｍ、区間ｃで電力を検出した場合は−５０ｄＢｍ、とする。送信部１３は、受信部１４から通知があった場合、衝突通知パケットを送信する。送信の際、キャリアセンスの開始時間をランダムにすることで、衝突通知パケットの衝突を低減することが可能である。

図１４を用いて、車両間でパケット通信を行う場合の実施の形態４の動作を具体的に説明する。図１４は、図１の車両１，２，４がパケット通信を行う場合のタイムチャートを示す図である。ここでは、スロットＡにおいて、車両１，車両４のそれぞれの送信部１３に車両情報統括部１１からの入力があり、また、車両１が送信するパケットの重要度が高く、車両４が送信するパケットの重要度が低い場合を想定する。また、車両１と車両４は互いの通信エリア外に存在しているため、キャリアセンスをしても互いのキャリアを検出できない状態である。そして、本実施の形態では、車両２は、電力を検出したタイミングによって受信電力しきい値を変える。電力を受信したタイミングが早い場合、重要度の高いパケットが衝突したと判断し、しきい値を下げて衝突通知パケットを送信しやすい設定とする。電力を受信したタイミングが遅い場合、重要度の低いパケット同士が衝突したと判断し、しきい値を上げて衝突通知パケットを送信しにくい設定とする。各区間における受信電力しきい値については、図１３の設定と同様とする。

車両１，車両４は、ともに次スロットであるスロットＢまで待機してから、キャリアセンスを開始する。車両１は、重要度の高いパケットを送信するためキャリアセンス時間が短いので、パケット送信を車両４よりも早く開始する。一方、車両４は、通信エリア外の車両１のキャリアを検出できないため、車両１よりも長い時間にわたるキャリアセンスを実行後、パケット送信を開始する。このとき、車両２は、車両１と車両４のパケットを同時に受信するため、パケットの衝突が発生してパケットを復調できない。しかしながら、車両２は、区間ｂで−６５ｄＢｍ以上の電力を検出しているため、パケットの衝突が発生していると判断し、衝突通知スロットで衝突通知パケットを送信する。

車両１，車両４は、車両２からの衝突通知パケットを受信することで、自身が送信したパケットが衝突したことを検知できる。このとき、車両２からの衝突通知パケットが衝突して復調できない場合でも、車両１，車両４は、衝突通知スロットにおいて受信電力がしきい値以上あることから衝突通知パケットが送信されたことを検知できる。このように、
本実施の形態では、電力を検出したデータ送信スロットの区間に応じて異なるしきい値を設定することにより、たとえば、重要度の高いパケットが衝突した場合は、衝突通知パケットを容易に送信可能な設定とする。したがって、このような設定とした場合には、重要度の高いパケットを送信した車両は、パケットの衝突が発生したことを高い確立で検知することができる。一方、重要度の低いパケット同士が衝突した場合は、衝突通知パケットを容易に送信できない設定とする。これにより、重要度の低いパケットを送信した車両は、衝突が発生したことを、重要度が高いパケットを送信した車両ほど高い確率で検知することができなくなるため、再送の機会は減ることになる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、重要度の低いパケット同士の衝突の場合は、衝突通知パケットを容易に送信しない設定とした。これにより、重要度の低いパケットの再送による帯域の消費を抑えることができる。

実施の形態５．
本実施の形態では、緊急通信を開始する方法について説明する。

図１５は、スロットにおける送信タイミングを示す図である。緊急通信を行う車両は、事故を回避するため、重要度の高いパケットを送信する時よりもさらにキャリアセンス時間を短くして緊急通信開始パケットを送信する。緊急通信が同時に発生しない限り、パケットの衝突を避けることができる。パケットの衝突が発生した場合は実施の形態１と同様の再送処理を行う。緊急通信開始パケットを受信した車両は、次スロットに跨るように緊急通信通知パケットを送信する。このため、緊急通信通知パケットを受信した周囲の車両は、次スロットで必ずＢｕｓｙとなり送信を行わない。ここで複数の車両が緊急通信開始パケットを受信した場合、複数の車両が緊急通信通知パケットを送信するため、緊急通信通知パケットの衝突が発生する。しかしながら、緊急通信通知パケットは、周囲の車両にＢｕｓｙを検出させてデータの送信を停止（待機状態に）させるためのものなので、データの復調ができなくてもよい。緊急通信開始パケットを送信した車両は、次スロットで緊急通信通知パケットの受信が完了した後、緊急通信パケットを送信する。

図１６を用いて、車両間で緊急通信を行う場合の実施の形態５の動作を具体的に説明する。図１６は、図１の車両１，２，３，４，５が緊急通信を行う場合のタイムチャートを示す図である。ここでは、スロットＡにおいて、車両１の送信部１３に車両情報統括部１１からの入力があり、車両１が緊急通信を開始する場合を想定する。このとき、車両１は、キャリアセンスをしても、通信エリア外に存在する車両４，車両５のキャリアを検出できない状態であり、同様に、車両１の通信エリア外に存在する車両４，車両５が、キャリアセンスをしても、車両１のキャリアを検出できない状態である。

ただし、車両４は、車両１の通信エリア内の車両２と通信を行うことができる。車両１が車両２と通信を行う場合、車両４が車両２に向けてパケットを送信すると、車両１と車両２の通信に影響を与えることになる。このように、直接通信することはできないが、自車両（車両１）の通信に影響を与える車両（車両４）を「隠れ端末」という。同様に、車両１においては、車両５も「隠れ端末」である。

車両１は、緊急通信を開始するため、まず、緊急通信開始パケットを送信する。車両２と車両３は、車両１からの緊急通信開始パケットを受信すると、次スロットに跨るように緊急通信通知パケットを送信する。車両２が送信した緊急通信通知パケットにより、隠れ端末の車両４はＢｕｓｙとなり、パケットの送信を停止して待機状態になる。同様に、車両３が送信した緊急通信通知パケットにより、隠れ端末の車両５はＢｕｓｙとなり、パケットの送信を停止して待機状態になる。緊急通信開始パケットを送信した車両１は、緊急通信通知パケットの受信終了後、緊急通信パケットを送信する。

以上説明したように、本実施の形態によれば、緊急通信を行う車両は、通信エリア内の車両および隠れ端末の車両が送信を停止して待機状態になってから緊急通信を開始することとした。これにより、緊急通信を行う車両は、パケットの衝突が発生しない状況で、緊急通信を開始することができる。

以上のように、本発明にかかる無線通信装置は、車々間通信に有用であり、特に、車々間通信においてパケット衝突を検出する無線通信装置に適している。

車両と通信エリアを示す図である。 スロットの構成例を示す図である。 無線通信装置の構成例を示す図である。 パケットの重要度を決定するフローチャートである。 パケットの構成例を示す図である。 スロットにおける送信タイミングを示す図である。 パケット通信を行う車両の動作を示す図である。 パケット通信を行う車両の動作を示す図である。 スロットにおける送信タイミングを示す図である。 パケット通信を行う車両の動作を示す図である。 スロットにおける送信タイミングを示す図である。 パケット通信を行う車両の動作を示す図である。 スロットにおける送信タイミングを示す図である。 パケット通信を行う車両の動作を示す図である。 スロットにおける送信タイミングを示す図である。 緊急通信を行う車両の動作を示す図である。

符号の説明

１，２，３，４，５ 車両
１０ 無線通信装置
１１ 車両情報統括部
１２ タイミング部
１３ 送信部
１４ 受信部
１５ アンテナ部
１６ 車両装置部
１７ ＧＰＳ部

Claims (11)

1. 車々間通信を行う車両に搭載される無線通信装置であって、
   パケット受信の有無を判断するためのしきい値を有し、当該しきい値以上の電力を検出した場合に復調処理を実行し、正しく復調できない場合に、パケットの衝突が発生したことを検知する受信手段と、
   自車両情報に基づいて、送信するパケットの重要度を決定する車両情報統括手段と、
   データ送信スロットと衝突通知スロットで構成される通信スロットを用いてパケット送信を行う場合において、車両間のスロットタイミングの同期を確立し、キャリアセンスの開始タイミングを指示するタイミング手段と、
   前記開始タイミングに従って前記重要度に応じた時間にわたるキャリアセンスを実行し、他のキャリアが検出されなかった場合に、前記データ送信スロットでパケットを送信し、一方、前記受信手段にてパケットの衝突が検知された場合に、前記衝突通知スロットでパケットの衝突を通知する送信手段と、
   を備えることを特徴とする無線通信装置。
2. 前記データ送信スロットでパケットを送信した場合、
   前記受信手段は、直後の前記衝突通知スロットにおけるしきい値判断で、パケットの衝突を検知することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記送信手段は、重要度が高いほどキャリアセンス時間が短くなるように、キャリアセンスを実行することを特徴とする請求項１または２に記載の無線通信装置。
4. キャリアセンスの開始時間を、キャリアセンスを行う度にランダムに変更することを特徴とする請求項１、２または３に記載の無線通信装置。
5. 前記受信手段がパケットの衝突を検知した場合、
   前記送信手段は、前記受信手段が前記しきい値以上の電力を検出したタイミングに応じて、パケットの衝突を通知する通知タイミングを変更することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の無線通信装置。
6. 前記送信手段は、前記衝突したパケットの重要度が高いほど、前記通知タイミングが早くなるように変更することを特徴とする請求項５に記載の無線通信装置。
7. 前記受信手段がパケットの衝突を検知した場合、
   前記送信手段は、前記受信手段が前記しきい値以上の電力を検出したタイミングに応じて、パケットの衝突を通知する衝突通知パケットの長さを変更することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の無線通信装置。
8. 前記送信手段は、前記衝突したパケットの重要度が高いほど、パケット長が長くなるように変更することを特徴とする請求項７に記載の無線通信装置。
9. 前記受信手段は、前記しきい値として、前記データ送信スロットにおける所定区間毎に、異なる値のしきい値を設定することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の無線通信装置。
10. 前記送信手段は、
    緊急通信を行う場合、前記キャリアセンス時間よりもさらに短時間のキャリアセンスを実行し、当該キャリアセンスが終了したタイミングで緊急通信開始パケットを送信し、前記受信手段が他の車両から前記通信スロットを跨ぐ緊急通信通知パケットを受信した後、緊急通信を開始することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の無線通信装置。
11. さらに、前記受信手段が他の車両から緊急通信開始パケットを受信した場合に、前記通信スロットを跨ぐ緊急通信通知パケットを送信することを特徴とする請求項１０に記載の無線通信装置。

Images