JP2012019472A

JP2012019472A - 通信端末装置

Info

Publication number: JP2012019472A
Application number: JP2010157029A
Authority: JP
Inventors: Kenji Ito; 健二伊藤; Mathieu Lenoble; レノブル・マティユ; Noriyoshi Suzuki; 徳祥鈴木
Original assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 2010-07-09
Filing date: 2010-07-09
Publication date: 2012-01-26

Abstract

【課題】通信端末装置が移動することによって発生するパケット衝突の確率を低下させる。
【解決手段】スロット割当部１７が、複数のスロットの各々を複数の方向に対応付けて割り当て、自端末進行方向検出部１８が、自端末の進行方向を検出する。スロット選択部２０により、自端末進行方向検出部１８により検出された自端末進行方向に対応する方向にスロット割当部１７により割り当てられたスロットの中から、フレーム情報生成部１５により生成した自端末フレーム情報及び受信したパケットに含まれる他端末フレーム情報に基づいて、全てがＦＲＥＥのスロットを選択し、選択したスロットのタイミングで、生成した自端末フレーム情報を含むパケットを送信する。
【選択図】図１

Description

この発明は、通信端末装置に係り、特に、周辺の通信端末装置から送信されるパケットと多重化してパケットを送信する通信端末装置に関する。

従来から、通信方式の１つとしてＴＤＭＡ（ＴｉｍｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）方式が知られている。このＴＤＭＡ方式は、一つの情報伝送路を複数の通信端末装置で共有して短時間ずつ交代で各通信端末装置から通信情報を送信する通信方式である。

例えば、１つ以上の周辺端末との間で、所定周期で繰り返されるフレームを複数のスロットで時分割し、スロット単位でデータをブロードキャストする通信端末装置が知られている（特許文献１）。特許文献１の通信端末装置では、パケット衝突が発生した場合に、パケットを送信する送信スロットを変更している。また、特許文献１の通信端末装置では、受信したパケットに含まれるスロット毎の通信状況を示すフレーム情報に基づいて、自端末の通信可能エリア外であって、自端末で受信したパケットを送信した通信端末装置の通信可能エリア内の通信端末装置（いわゆる隠れ端末）が使用するスロットも把握している。

特開２００７−２８５５０

しかしながら、上記の特許文献１に記載の技術では、同一のスロットを使用する通信端末装置同士が接近した場合には、両方の通信可能エリア内に存在する他の通信端末装置からのパケットを受信するまでスロットの変更が行われない、という問題がある。例えば、図１５に示すように、端末Ｃに対する隠れ端末Ａと同一のスロットを使用している端末Ｄが端末Ｃに接近してきた場合、端末Ｄが、端末Ａの通信可能エリア内に存在する端末Ｂの通信可能エリア内に入るまで、端末Ａのパケットと端末Ｄのパケットとの衝突は検出されない。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、通信端末装置が移動することによって発生するパケット衝突の確率を低下させることができる通信端末装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の通信端末装置は、周辺の通信端末装置から、所定期間のフレームを時分割した複数のスロットの各々を一単位として周期的に送信されたパケットを受信する受信手段と、自端末の進行方向を検出する検出手段と、前記複数のスロットの各々を、予め定めた複数の方向に対応付けて割り当てる割当手段と、前記検出手段により検出された自端末の進行方向に対応する方向に割り当てられたスロットの中から、前記受信手段によりパケットを受信した際のスロット毎の受信状況に基づいて、パケットを送信するスロットを選択する選択手段と、前記選択手段により選択されたスロットのタイミングで、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。

本発明の通信端末装置によれば、受信手段が、周辺の通信端末装置から、所定期間のフレームを時分割した複数のスロットの各々を一単位として周期的に送信されたパケットを受信する。また、検出手段が、自端末の進行方向を検出する。そして、割当手段が、複数のスロットの各々を、予め定めた複数の方向に対応付けて割り当てる。選択手段が、検出手段により検出された自端末の進行方向に対応する方向に割り当てられたスロットの中から、受信手段によりパケットを受信した際のスロット毎の受信状況に基づいて、パケットを送信するスロットを選択し、送信手段が、選択手段により選択されたスロットのタイミングで、パケットを送信する。

このように、１フレーム内のスロットを複数の方向に対応して割り当て、自端末進行方向に対応した方向に割り当てられたスロットの中から、パケットを送信するスロットを選択するため、移動により接近する可能性のある移動体無線通信端末同士が使用するスロットが同一になることを回避して、通信端末装置が移動することによって発生するパケット衝突の確率を低下させることができる。

また、前記割当手段は、前記複数のスロットの各々を、第１の方向及び該第１の方向に対向する第２の方向のいずれかに割り当てることができる。進行方向が対向する場合は、端末同士が接近する可能性があるため、このように対向する方向によってそれぞれ割り当てられたスロットから選択することにより、接近する端末同士が使用するスロットが同一になることを回避して、通信端末装置が移動することによって発生するパケット衝突の確率を低下させることができる。

また、前記割当手段は、前記第１の方向に割り当てられたスロットの各々を、さらに該第１の方向と交差する第３の方向及び該第３の方向に対向する第４の方向のいずれかに割り当て、前記第２の方向に割り当てられたスロットの各々を、さらに前記第３の方向及び前記第４の方向のいずれかに割り当てることができる。これにより、より細かくスロットを割り当てることができる。

また、前記割当手段は、前記複数のスロットの各々を、同一の方向に割り当てられる所定数のスロットが連続するように割り当て、前記選択手段は、連続して割り当てられたスロットの中から、前記検出手段により検出された自端末の進行方向と前記割当手段によりスロットに割り当てられた方向との関係に応じたスロットを選択するようにすることができる。これにより、自端末の進行方向に応じてより適切なスロットを選択することができる。

また、前記割当手段は、前記受信手段によりパケットを受信した際のスロット毎の受信状況に基づいて、割り当てられた方向毎のスロット利用率を算出し、算出したスロット利用率に基づいて、方向毎に割り当てられるスロット数を更新することができる。これにより、混雑によるスロット不足を抑制することができる。

また、本発明の通信端末装置は、自端末が進行する経路を設定する設定手段をさらに含んで構成され、前記選択手段は、前記設定手段により設定された経路に基づいて、自端末の進行方向の変化量が予め定めた閾値を超える場合に、前記スロットを選択するようにすることができる。これにより、自端末の進行方向が頻繁に変化することに応じて、スロットの変更が頻繁に行われてしまうことを抑制して、処理を軽減することができる。

また、前記パケットは、１フレーム分のスロット毎の受信状況を含み、前記選択手段は、前記自端末の進行方向に対応する方向に割り当てられたスロットの中から、前記受信手段によりパケットを受信した際のスロット毎の受信状況、及び受信したパケットに含まれるスロット毎の受信状況に基づいて、前記スロットを選択するようにすることができる。これにより、隠れ端末が使用するスロットも把握することができるため、よりパケット衝突の確率を低下させることができる。

また、前記割当手段は、前記受信手段によりパケットを受信した際のスロット毎の受信状況、及び受信したパケットに含まれるスロット毎の受信状況に基づいて、割り当てられた方向毎のスロット利用率を算出し、算出したスロット利用率に基づいて、方向毎に割り当てられるスロット数を更新するようにすることができる。これにより、隠れ端末が使用するスロットも含めてスロット利用率を算出することができる。

以上説明したように、本発明の通信端末装置によれば、移動により接近する可能性のある通信端末同士が使用するスロットが同一にならないようにスロットを選択するため、通信端末装置が移動することによって発生するパケット衝突の確率を低下させることができる、という効果が得られる。

第１の実施の形態に係る移動体無線通信端末装置の構成を示すブロック図である。第１の実施の形態に係る移動体無線通信端末装置によって送受信されるフレームの構成を示すイメージ図である。スロットの割り当てを説明するための図である。スロットの割り当ての他の例を説明するための図である。スロットの割り当ての他の例を説明するための図である。フレームの切替ポイントを説明するための図である。フレームの切替ポイント情報を含むパケットの一例を示すイメージ図である。第１の実施の形態に係る移動体無線通信端末装置において実行される受信処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。第１の実施の形態に係る移動体無線通信端末装置において実行される送信処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。第２の実施の形態に係る移動体無線通信端末装置の構成を示すブロック図である。第２の実施の形態に係る移動体無線通信端末装置において実行される送信処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。第３の実施の形態に係る移動体無線通信端末装置の構成を示すブロック図である。設定された経路に基づく所定区間内の自端末進行方向の変化量を説明するための図である。第３の実施の形態に係る移動体無線通信端末装置において実行される送信処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。従来技術の問題点を説明するためのイメージ図である。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、本発明を適用した無線通信端末装置を車両などの移動する移動体に搭載し、複数の無線通信端末装置の間でパケット（ｐａｃｋｅｔ）を交換することにより無線通信を行なう場合を例に説明する。

図１に示すように、第１の実施の形態に係る無線通信ネットワークの移動体無線通信端末装置１０は、受信アンテナ１１を介して周辺の他の移動体無線通信端末装置１０が送信したパケットを受信する受信回路１２と、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と、検出されたパケットから送信されてきたデータを復元するパケット復調部１４と、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、及びパケット復調部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後述するフレーム情報を生成するフレーム情報生成部１５と、フレーム情報を蓄積するためのフレーム情報蓄積部１６と、複数のスロットの各々を複数の方向に対応付けて割り当てるスロット割当部１７と、方位センサ等で構成された自端末の進行方向を検出する自端末進行方向検出部１８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を埋め込んだパケットを生成するパケット生成部１９と、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、フレーム情報生成部１５により生成されたフレーム情報、スロット割当部１７によるスロットの割り当て、自端末進行方向検出部１８により検出された自端末進行方向に基づいて、パケットを送信するスロットを選択し、選択したスロットに基づいて、パケットの送信タイミングを制御するスロット選択部２０と、送信アンテナ２２を介してパケットを送信する送信回路２１とを備えている。

ここで、移動体無線通信端末装置１０によって送受信されるフレームの構成について図２を用いて説明する。１フレームは、例えば１００ｍｓに設定され、フレーム周期が周期的に繰り返されている。各フレーム周期は、Ｎ個の期間に分割されたＮ個の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。移動体無線通信端末装置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フレーム周期は各移動体無線通信端末装置１０のデータの送信周期に合わせて設定するとよい。例えば、各移動体無線通信端末装置１０において、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移動体無線通信端末装置１０では、フレーム周期は１００ｍｓとされているものとする。

パケットは、ヘッダ情報と、当該パケットを送信した移動体無線通信端末装置１０で検出された１フレーム周期中のスロットの使用状態を示すフレーム情報（ＦＩ）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、本実施の形態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が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ている。本実施の形態では、Ｎ個のスロットに対応してＮ個の領域［ＳＩ_１、ＳＩ_２、・・・、ＳＩ_Ｎ］が設けられている。各領域（ＣＳ）には、「ＡＣＫ」（正常受信）、「ＲＴＣ」（スロット変更要求：パケット衝突）、「ＮＡＣＫ」（受信失敗）、及び「ＦＲＥＥ」（空き）の何れかを示す観測情報が設定される。観測情報の「ＡＣＫ」は、対象となるスロットにおいて、パケットの受信が成功したことを示す。なお、パケットの受信が成功したとは、単にパケットを受信・検出しただけでなく、パケット内の情報を復調できたことをいう。また、「ＲＴＣ」は、パケットが衝突したことを示す。また、「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を示し、パケットを受信・検出したが、パケット内の情報を復調できなかったことを示す。「ＦＲＥＥ」は、対象となるスロットにおいて、パケットが受信されなかったことを示す。

次に、スロット割当部１７によるスロットの割り当てについて、例を挙げてその原理について説明する。南北方向または東西方向の道路を走行する車両に搭載された移動体無線通信端末装置１０同士が同一のスロットを使用しないように、１フレーム内のスロットを複数の方向に割り当てることを考える。例えば、図３に示すように、南北に対向する道路を走行中の場合には、１フレーム内のスロットの各々を、Ｎ（北）方向に対応するスロットまたはＳ（南）方向に対応するスロットに割り当てる。

より具体的には、１フレームがＮスロットの場合に、割り当ての基準となるフレームの切替ポイントＦｓ（詳細は後述）を中心にＮ／２スロット分をＮ方向に対応するスロット、（Ｆｓ＋Ｎ／２）のポイントを中心にＮ／２スロット分をＳ方向に対応するスロットとして割り当てることができる。

スロット選択部２０は、このようにスロット割当部１７により方向毎に割り当てられたスロットから、自端末進行方向検出部１８で検出された自端末進行方向に対応する方向が割り当てられているスロットの中から、送信スロットを選択する。例えば、自端末進行方向が「南」の場合には、Ｓ方向が割り当てられたスロットから送信スロットを選択する。

また、より一般的なスロット割り当ての例として、図４に示すように、Ｎ方向に対応するスロット及びＳ方向に対応するスロットに割り当てられたスロットを、さらにＥ（東）方向に対応するスロット及びＷ（西）方向に対応するスロットに割り当てることができる。

より具体的には、１フレームがＮスロットの場合に、フレームの切替ポイントＦｓを中心にＮ／２スロット分をＮ方向に対応するスロット、（Ｆｓ＋Ｎ／２）のポイントを中心にＮ／２スロット分をＳ方向に対応するスロット、（Ｆｓ＋Ｎ／４）のポイントを中心にＮ／２スロット分をＥ方向に対応するスロット、（Ｆｓ＋３Ｎ／４）のポイントを中心にＮ／２スロット分をＷ方向に対応するスロットとして割り当てることができる。

この場合、スロット選択部２０は、自端末進行方向検出部１８で検出された自端末進行方向が「北」、「南」、「東」及び「西」であれば、各々対応する方向が割り当てられたスロットの中から、送信スロットを選択すればよい。また、自端末進行方向が「北東」の場合には、北方向に対応するスロットと東方向に対応するスロットとが重複して割り当てられているスロットの中から、送信スロットを選択すればよい。

また、複数の方向の中心ポイントのみを割り当てておき、自端末進行方向検出部１８で自端末進行方向が検出された際に、自端末進行方向を中心とする所定数のスロットを自端末進行方向に対応するスロットとして割り当ててもよい。

より具体的には、図５に示すように、４方位（Ｎ、Ｓ、Ｅ、Ｗ）の中心位置をＦｓを基準にＮ／４スロットおきに割り当てておく。そして、例えば、自端末進行方向が「北東」であれば、ＮとＥとの中間を中心にＮ／２スロットを自端末進行方向に対応するスロットに割り当てる。

また、この場合、スロット選択部２０により、平均が自端末進行方向に対応するスロットの中心、３σがＮ／２のスロット（端部のスロット）となるような正規分布を与え、確率が高く設定されているスロットから優先的に選択するようにすることができる。

なお、ここで挙げたスロットの割り当ての方法は一例であり、これに限定されない。

次に、フレームの切替ポイントＦｓについて説明する。周辺に存在する移動体無線通信端末装置間において、上記のようなスロットの割り当てが共通して行われるように、スロットの割り当ての基準となるフレームの切替ポイントＦｓを検出する必要がある。

フレームの切替ポイントＦｓは、例えば、図６に示すように、ＧＰＳ装置の１ＰＰＳ信号及び絶対時刻を利用して検出することができる。フレーム周期の整数倍が１ＰＰＳ信号のタイミングと一致するようにフレーム周期を設定し、１ＰＰＳ信号のタイミングを取得し、絶対時刻が０のときがいずれかのフレームの先頭であると判断する。

また、図７（Ａ）に示すように、自端末の送信スロットからフレームの切替ポイントＦｓまで遡ったスロット数を、Ｆｓタイミング情報としてパケットに含めて送信して、この情報を用いてＦｓのずれを補正してもよい。同図（Ｂ）に示すように、自端末で検出しているＦｓと自端末の送信スロットとの間が６スロットの場合には、「Ｆｓタイミング情報＝６」をパケットに含めて送信する。そして、他端末から送信されたパケットに含まれるＦｓタイミング情報とそのパケットが送信されたスロットとに基づいて、他端末におけるＦｓの位置を算出し、自端末のＦｓの位置と他端末のＦｓの位置とを比較して、自端末のＦｓの位置を補正する。

例えば、１つの方向に対応して割り当てられたスロットがＮ／２の場合において、複数の他端末のＦｓの位置を平均したＦｓの位置と自端末のＦｓの位置との差がＮ／４以上の場合には、自端末のＦｓの位置をＮ／４スロット分平均のＦｓの位置に近づけるように補正する。補正量をＮ／４とすることで、半分のスロットが現在割り当てられている方向のままとなり、スロットの割り当ての大幅な変更を防止できる。また、平均したＦｓの位置と自端末のＦｓの位置との差がＮ／４未満の場合には、Ｎ／（４×ｎ）（ｎは整数）のうち、平均したＦｓの位置と自端末のＦｓの位置との差以下で最大となるｎを選択し、自端末のＦｓの位置をＮ／（４×ｎ）スロット分平均のＦｓの位置に近づけるように補正するとよい。

なお、ここで挙げたフレームの切替ポイントＦｓの検出及び補正の方法は一例であり、これに限定されない。

次に、図８を参照して、第１の実施の形態の移動体無線通信端末装置１０において実行される受信処理ルーチンについて説明する。なお、以下では、フレーム情報生成部１５で生成したフレーム情報と、受信したパケットに含まれるフレーム情報とを区別するために、フレーム情報生成部１５で生成したフレーム情報を自端末フレーム情報（自端末ＦＩ）、受信したパケットに含まれるフレーム情報を他端末フレーム情報（他端末ＦＩ）という。

ステップ１００で、パケット検出部１３により、スロットｉのタイミングで受信回路１２の状態を取り込み、パケットが受信されたか否かを示す受信成否情報を生成してフレーム情報生成部１５へ送出する。

次に、ステップ１０２で、パケット復調部１４により、検出されたパケットを復調して他の移動体無線通信端末装置１０から送られてきたデータを復元する。また、復調できたか否かを示す復調成否情報を生成してフレーム情報生成部１５へ送出し、パケットに含まれる他端末フレーム情報をフレーム情報蓄積部１６へ蓄積する。

次に、ステップ１０４で、フレーム情報生成部１５により、上記ステップ１００で送出された受信成否情報、及び上記ステップ１０２で送出された復調成否情報に基づいて、スロットｉの受信状況である自端末観測情報（自端末観測ＣＳ_ｉ）を生成する。具体的には、受信成否情報がパケットが受信されなかったことを示す場合には、自端末観測ＣＳ_ｉ＝「ＦＲＥＥ」を生成する。パケット成否情報がパケットが受信されたことを示し、かつ復調成否情報が成功を示す場合には、自端末観測ＣＳ_ｉ＝「ＡＣＫ」を生成する。パケット成否情報がパケットが受信されたことを示し、かつ復調成否情報が失敗を示す場合には、自端末観測ＣＳ_ｉ＝「ＮＡＣＫ」を生成する。パケット成否情報がパケットの衝突を示す場合には、自端末観測ＣＳ_ｉ＝「ＲＴＣ」を生成する。

この受信処理をスロット毎に１フレーム分実行することで、直近１フレーム分のフレーム情報を生成することができる。

次に、図９を参照して、第１の実施の形態の移動体無線通信端末装置１０において実行される送信処理ルーチンについて説明する。なお、ここでは、図４に示す例のように複数の方向（Ｎ、Ｓ、Ｅ、Ｗ）に対応してスロットが割り当てられているものとする。

ステップ１５０で、自端末進行方向検出部１８により、自端末進行方向を検出する。

次に、ステップ１５２で、スロット選択部２０により、フレーム情報生成部１５で生成された自端末フレーム情報、及びフレーム情報蓄積部１６に蓄積された他端末フレーム情報を参照して、使用しようとするスロットの使用状況を確認する。前フレームで既にパケットを送信済みの場合には、前フレームでパケットを送信したスロットと同一のスロットの使用状況を確認する。具体的には、使用しようとするスロットについて、自端末観測ＣＳ及び他端末観測ＣＳに１つでも「ＲＴＣ」が含まれているか否かを判定する。「ＲＴＣ」が含まれている場合には、ステップ１５４へ移行し、含まれていない場合にはステップ１５６へ移行する。

ステップ１５４では、上記ステップ１５０で検出された自端末進行方向に対応する方向に割り当てられているスロットの中から、自端末観測ＣＳ及び他端末観測ＣＳが全て「ＦＲＥＥ」となるスロットを１つ選択する。例えば、上記ステップ１５０で検出された自端末進行方向が「北東」の場合には、Ｎ方向に対応するスロットとＥ方向に対応するスロットとが重複して割り当てられているスロットの中から選択すればよい。

一方、ステップ１５６では、前フレームでパケットを送信したときの自端末進行方向から上記ステップ１５０で検出された自端末進行方向が変更になったか否かを判定する。変更になった場合には、変更後の自端末進行方向に対応する方向に割り当てられたスロットを使用するため、ステップ１５４へ移行する。変更になっていない場合には、スロット変更の必要がないため、ステップ１５８へ移行して、前フレームでパケットを送信したスロットと同一のスロットを選択する。すなわち、送信スロットの変更を行わない。

次に、ステップ１６０で、１フレーム期間において、上記ステップ１５４またはステップ１５８で選択したスロットのタイミングで、フレーム情報生成部１５により生成したフレーム情報を含むパケットを送信する。

次に、ステップ１６２で、フレーム情報生成部１５により生成したフレーム情報を、フレーム情報蓄積部１６に記録した上でリセットして、受信処理の待機状態となる。

なお、上記ステップ１５４では、自端末観測ＣＳ及び他端末観測ＣＳが全て「ＦＲＥＥ」となるスロットを選択する場合について説明したが、全てが「ＦＲＥＥ」となるスロットが存在しない場合も想定される。その場合には、自端末観測ＣＳ及び他端末観測ＣＳに基づいて、スロットの選択方法の優先順位を予め定めておき、その優先順位に従って、スロットを選択するようにするとよい。また、スロット使用率が高い場合には、自端末観測ＣＳが「ＲＴＣ」の場合のみ、送信スロットを変更するようにしてもよい。

以上説明したように、第１の実施の形態の移動体無線通信端末装置によれば、１フレーム内のスロットを複数の方向に対応して割り当て、自端末進行方向に対応した方向に割り当てられたスロットの中から、パケットを送信するスロットを選択するため、移動により接近する可能性のある移動体無線通信端末同士が使用するスロットが同一になることを回避して、通信端末装置が移動することによって発生するパケット衝突の確率を低下させることができる。

なお、上記第１の実施の形態において、フレーム情報生成部１５で生成されるフレーム情報の観測情報の「ＡＣＫ」及び「ＮＡＣＫ」は、いずれも他端末が該当スロットを使用していることを示す情報であるため、これらを区別することなく「ＢＵＳＹ」としてもよい。

次に、第２の実施の形態の移動体無線通信端末装置について説明する。第２の実施の形態では、スロットの利用率に応じてスロットを割り当てる場合について説明する。なお、第１の実施の形態の移動体無線通信端末装置１０と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

図１０に示すように、第２の実施の形態に係る無線通信ネットワークの移動体無線通信端末装置２１０は、受信回路１２と、パケット検出部１３と、パケット復調部１４と、フレーム情報生成部１５と、フレーム情報蓄積部１６と、利用率算出部２１７ａにより算出したスロットの利用率に応じてスロットの割り当てを更新するスロット割当部２１７と、自端末進行方向検出部１８と、パケット生成部１９と、スロット選択部２２０と、送信回路２１とを備えている。

スロット割当部２１７は、スロットの利用率を算出する利用率算出部２１７ａを含んで構成されている。利用率算出部２１７ａは、方向毎に割り当てられたスロットの利用率を、自端末フレーム情報及び他端末フレーム情報に基づいて算出する。方向ｊのスロット利用率Ｕ_ｊは、自端末フレーム情報から得られる方向ｊに割り当てられたスロットの利用数をＭ_ｊ、他端末フレーム情報から得られる方向ｊに割り当てられたスロットの利用数をＯ_ｊとすると、
Ｕ_ｊ＝（Ｍ_ｊ＋Ｏ_ｊ）／更新前の方向ｊに割り当てられたスロット数
として算出することができる。そして、スロット割当部２１７は、各方向のスロット利用率Ｕ_ｊの比率に応じて、方向毎のスロット割当数を増減する。

第２の実施の形態の移動体無線通信端末装置２１０において実行される受信処理は、第１の実施の形態の受信処理と同様であるため、説明を省略する。

次に、図１１を参照して、第２の実施の形態の移動体無線通信端末装置２１０において実行される送信処理ルーチンについて説明する。なお、ここでは、図３に示す例のように複数の方向（Ｎ、Ｓ）に対応してスロットが割り当てられているものとする。また、第１の実施の形態の送信処理と同一の処理については、同一の符号を付して説明を省略する。

ステップ２５０で、利用率算出部２１７ａにより、方向毎にスロット利用率を算出し、その比率を求め、比率に応じて方向毎に割り当てられたスロット数を増減する。例えば、更新前には、Ｎ方向にＮ／２スロット、Ｓ方向にＮ／２スロット割り当てられていたとする。利用率算出部２１７ａにより算出されたＮ方向のスロット利用率Ｕ_ＮとＳ方向のスロット利用率Ｕ_Ｓとの比Ｕ_Ｎ：Ｕ_Ｓが３：１だった場合には、Ｎ方向のスロット数を３Ｎ／４に増加させ、Ｓ方向のスロット数をＮ／４に減少させるようにスロットの割り当てを更新する。

次に、ステップ１５０〜１５６を経て、前フレームでパケットを送信したときの自端末進行方向から上記ステップ１５０で検出された自端末進行方向が変更になっていないと判定されると、ステップ２５２へ移行する。

ステップ２５２では、送信しようとするスロットに割り当てられている方向が更新前に割り当てられていた方向と同一か否かを判定する。例えば、更新前に使用していたスロットが、Ｎ方向に割り当てられたスロットであった場合、更新後も該当スロットがＮ方向に割り当てられている場合には同一であると判定され、更新後は該当スロットがＳ方向に割り当てられている場合には同一ではないと判定される。同一の場合には、スロット変更の必要がないため、ステップ１５８へ移行して、前フレームでパケットを送信したスロットと同一のスロットを選択する。同一ではない場合には、更新後の割り当てに対応したスロットを使用するため、ステップ１５４へ移行する。

以上説明したように、第２の実施の形態の移動体無線通信端末装置によれば、方向毎のスロット利用率に応じて割り当てるスロット数を更新するため、進行方向によって混雑度が異なっている場合などでも、スロット数が不足することを抑制することができる。

次に、第３の実施の形態の移動体無線通信端末装置について説明する。第３の実施の形態では、自端末進行方向の変更による頻繁なスロット変更を抑制する場合について説明する。なお、第１の実施の形態の移動体無線通信端末装置１０と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

図１２に示すように、第３の実施の形態に係る無線通信ネットワークの移動体無線通信端末装置３１０は、受信回路１２と、パケット検出部１３と、パケット復調部１４と、フレーム情報生成部１５と、フレーム情報蓄積部１６と、スロット割当部１７と、自端末進行方向検出部１８と、パケット生成部１９と、スロット選択部３２０と、送信回路２１と、地図情報を含むカーナビゲーションシステム等で構成された経路設定部３２３とを備えている。

経路設定部３２３は、地図情報に対応して目的地までの経路を設定する。経路は、図１３に概略的に示すように、進行方向及びその進行方向へ進む距離で表される１区間を複数接続して構成される。

スロット選択部３２０は、経路設定部３２３で設定された経路に基づいて、予測される自端末進行方向の変化量を算出し、この変化量が所定の閾値を超える場合に、自端末進行方向に基づいたスロットの変更を行う。自端末進行方向の変化量とは、図１３に示すように、設定された経路の所定区間内における区間毎の進行方向と進行方向との幅（角度）として算出することができる。より具体的には、所定区間内の各区間の進行方向の組み合わせ毎の変化量を算出し、この変化量の最大値や平均値をその所定区間内の予測される自端末進行方向の変化量とすることができる。例えば、図１３に示す経路が所定区間内の経路だとすると、区間（２）の進行方向と区間（４）の進行方向との組み合わせの変化量が、この所定区間内の進行方向の変化量の最大値となる。

第３の実施の形態の移動体無線通信端末装置３１０において実行される受信処理は、第１の実施の形態の受信処理と同様であるため、説明を省略する。

次に、図１４を参照して、第３の実施の形態の移動体無線通信端末装置３１０において実行される送信処理ルーチンについて説明する。

ステップ３５０で、スロット選択部３２０により、経路設定部３２３から設定された経路を読み込むタイミングか否かを判定する。読み込むタイミングは、所定時間間隔毎としてもよいし、上記の変化量を算出する所定区間を通過する毎としてもよい。読み込むタイミングの場合には、ステップ３５２へ移行し、まだ読み込むタイミングではない場合には、自端末進行方向が前フレームから変更ないものとして、ステップ１５２以降の処理を実行する。

ステップ３５２では、スロット選択部３２０により、経路設定部３２３から設定された経路を読み込んで、所定区間内の進行方向の変化量を算出する。次に、上記ステップ３５２で算出した変化量が閾値を超えるか否かを判定し、超える場合のみステップ１５０で、自端末進行方向検出部１８により自端末進行方向を検出した上で、ステップ１５２以降の処理を実行する。

以上説明したように、第３の実施の形態の移動体無線通信端末装置によれば、設定された経路に基づいて自端末進行方向を予測し、自端末進行方向の変化量が予め定めた閾値を超える場合のみ、検出した自端末進行方向に基づくスロットの変更を行うため、自端末進行方向の変更による頻繁なスロット変更を抑制して、処理を軽減することができる。

１０、２１０、３１０移動体無線通信端末装置
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フレーム情報蓄積部
１７、２１７スロット割当部
２１７ａ利用率算出部
１８自端末進行方向検出部
１９パケット生成部
２０、２２０、３２０スロット選択部
２１送信回路
２２送信アンテナ
３２３経路設定部

Claims

周辺の通信端末装置から、所定期間のフレームを時分割した複数のスロットの各々を一単位として周期的に送信されたパケットを受信する受信手段と、
自端末の進行方向を検出する検出手段と、
前記複数のスロットの各々を、予め定めた複数の方向に対応付けて割り当てる割当手段と、
前記検出手段により検出された自端末の進行方向に対応する方向に割り当てられたスロットの中から、前記受信手段によりパケットを受信した際のスロット毎の受信状況に基づいて、パケットを送信するスロットを選択する選択手段と、
前記選択手段により選択されたスロットのタイミングで、パケットを送信する送信手段と、
を含む通信端末装置。
前記割当手段は、前記複数のスロットの各々を、第１の方向及び該第１の方向に対向する第２の方向のいずれかに割り当てる請求項１記載の通信端末装置。
前記割当手段は、前記第１の方向に割り当てられたスロットの各々を、さらに該第１の方向と交差する第３の方向及び該第３の方向に対向する第４の方向のいずれかに割り当て、前記第２の方向に割り当てられたスロットの各々を、さらに前記第３の方向及び前記第４の方向のいずれかに割り当てる請求項２記載の通信端末装置。
前記割当手段は、前記複数のスロットの各々を、同一の方向に割り当てられる所定数のスロットが連続するように割り当て、
前記選択手段は、連続して割り当てられたスロットの中から、前記検出手段により検出された自端末の進行方向と前記割当手段によりスロットに割り当てられた方向との関係に応じたスロットを選択する
請求項３記載の通信端末装置。
前記割当手段は、前記受信手段によりパケットを受信した際のスロット毎の受信状況に基づいて、割り当てられた方向毎のスロット利用率を算出し、算出したスロット利用率に基づいて、方向毎に割り当てられるスロット数を更新する請求項１〜請求項４のいずれか１項記載の通信端末装置。
自端末が進行する経路を設定する設定手段を含み、
前記選択手段は、前記設定手段により設定された経路に基づいて、自端末の進行方向の変化量が予め定めた閾値を超える場合に、前記スロットを選択する
請求項１〜請求項５のいずれか１項記載の通信端末装置。
前記パケットは、１フレーム分のスロット毎の受信状況を含み、
前記選択手段は、前記自端末の進行方向に対応する方向に割り当てられたスロットの中から、前記受信手段によりパケットを受信した際のスロット毎の受信状況、及び受信したパケットに含まれるスロット毎の受信状況に基づいて、前記スロットを選択する
請求項１〜請求項６のいずれか１項記載の通信端末装置。
前記割当手段は、前記受信手段によりパケットを受信した際のスロット毎の受信状況、及び受信したパケットに含まれるスロット毎の受信状況に基づいて、割り当てられた方向毎のスロット利用率を算出し、算出したスロット利用率に基づいて、方向毎に割り当てられるスロット数を更新する請求項７記載の通信端末装置。