JP2016163067A - 無線通信システム、無線通信システムの制御方法、及び無線通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 移動局と無線通信装置とを備える第１の無線通信システムの通信を行う際に、第２の無線通信システムから送出される電波による干渉を抑制する。【解決手段】 本発明は、１又は複数の移動局と、移動局と無線通信する無線通信装置とを備える無線通信システムに関する。おいて、無線通信装置が受信した電波の送信元と、無線通信装置との間の離隔距離を取得する離隔距離取得手段と、一定以上の離隔距離の送信元から送出された電波であって、無線通信装置で正常に受信できない電波を干渉波とし、無線通信装置で受信した当該干渉波の干渉波電力を取得する干渉波電力取得手段と、干渉波電力取得手段が取得した干渉波電力に応じて、無線通信装置と移動局との通信条件を決定する通信条件決定手段とを有することを特徴とする。【選択図】 図１

Description

本発明は、無線通信システム、無線通信システムの制御方法、及び無線通信装置に関し、例えば、無線基地局と移動局を備える通信システムと、移動局間で通信する通信システムが混在する通信システムに適用し得る。

従来、道路上の基地局と、基地局と無線通信する移動局としての車両とを備える無線通信システム（以下、「路車間通信システム」とも呼ぶ）として、例えば、自動車料金所収受システムや狭域通信システム等がある。従来の自動車料金所収受システムとしては、例えば、ＥＴＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｏｌｌ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）と呼ばれるシステムが普及している。従来のＥＴＣでは、１つの基地局が、１又は複数の移動局（車両に搭載された端末）と通信するために、基地局で移動局の送信タイミングを制御するＴＤＭＡ方式が採用されている。

また、従来、道路上に存在する通信システムとしては、複数の車両（移動局）間で無線通信を行う通信システム（以下、「車車間通信システム」と呼ぶ）が存在する。従来の車車間通信システムは、基地局などインフラ装置を介さず、周辺車両と直接無線通信を行うものである。そして、従来の車車間通信システムでは、例えば、走行情報を車両間（移動局間）で共有し、自車両にとって危険が生じる可能性がある場合、ドライバーに注意を喚起することで、ドライバーの安全運転支援を実現するものがある。従来の車車間システムでは、例えば、複数の移動局が送受同一チャネルを使用し、チャネルの使用状態を確認してから通信を開始することで、通信パケット衝突を回避するものがある。

そして、路車間通信システムと車車間通信システムは、いずれも道路上を無線通信するエリア（以下、「通信エリア」とも呼ぶ）とするため、２つの通信システムで、同一周波数帯又は近接する周波数帯を使用する場合、相互で干渉が発生するため、干渉を回避する手段が必要である。例えば、路車間通信システムの基地局の通信エリアに、車車間システムの車両（移動局）が入り込んできた場合にこのような事態が想定される。

従来、路車間通信システムの通信と、車車間通信システムの通信の電波干渉抑制に適用できる従来技術としては、例えば、特許文献１、２の記載技術が存在する。

特許文献１には、マイクロ波帯で使用される自動料金所収受用通信手段、狭域通信手段、車々間通信手段を保有し、かつ切り替えられる機能に対応した車載無線装置について記載されている。そして、特許文献１に記載された車載無線装置では、自動料金所収受用通信信号を検知した場合、狭域通信手段または車々間通信手段による通信を行われている場合には、自動料金所収受用通信手段に切り替える。

また、従来、自局の受信機にて干渉波を低減し、希望波信号を正常に受信する技術として特許文献２の記載技術がある。特許文献２には、干渉波を抽出および抑圧する形式の干渉波除去装置にについて記載されている。特許文献２に記載された干渉波除去装置は、受信機から干渉源までの距離を計測し、それにより得られた干渉波の遅延時間差に対応する遅延回路を干渉波抽出部に備えることで、干渉信号の遅延時間が変化しても良好に干渉波を低減する。

特開２００４−２４６６８７号公報 特開平７−３２１６８１号公報

しかしながら、特許文献１の記載技術において、車車間通信システムの車両（移動局）は、路車間通信システムの通信エリア内（路上の基地局の通信エリア内）及びその近傍での干渉を避けるため、運用停止（例えば、電波出力の停止）をしなければならない。すなわち、当該車車間通信システムでは、路車間通信システムの基地局や移動局に干渉を与えないように、必要な離隔距離を十分確保した地点にて路車間通信の通信サービスエリアを検知し、送信を停止する必要がある。

また、特許文献２の記載技術を、路車間通信システムと車車間通信システムとが混在する通信システムに適用した場合、路車間通信システムの基地局にて、車車間通信システムの車両（移動局）から発せられる干渉波を低減し、路車間通信システムの移動局との希望波信号を正常に受信するこができる。しかしながら、特許文献２の記載技術を、従来の路車間通信システムと車車間通信システムとが混在する通信システムに適用した場合、干渉波低減装置の干渉波減衰量に対して、希望波電力対干渉波電力比（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｒａｔｉｏ；以下、単に「ＳＩＲ」とも呼ぶものとする）と、基地局が移動局と通信するために必要となるＳＩＲ（以下、「所要ＳＩＲ」と呼ぶものとする）とが「所要ＳＩＲ＞ＳＩＲ−干渉波減衰量」という関係を満たす必要がある。そして、干渉波低減装置が上述の関係を満たす性能を発揮できない場合、路車間通信システムの通信品質を確保できないといことになる。

以上のような問題に鑑みて、移動局と無線通信装置（例えば、基地局）とを備える第１の無線通信システムの通信を行う際に、第２の無線通信システムから送出される電波による干渉を抑制することができる無線通信システム、無線通信システムの制御方法、及び無線通信装置が望まれている。

第１の本発明は、１又は複数の移動局と、上記移動局と無線通信する無線通信装置とを備える無線通信システムにおいて、（１）上記無線通信装置が受信した電波の送信元と、上記無線通信装置との間の離隔距離を取得する離隔距離取得手段と、（２）一定以上の離隔距離の送信元から送出された電波であって、上記無線通信装置で正常に受信できない電波を干渉波とし、上記無線通信装置で受信した当該干渉波の干渉波電力を取得する干渉波電力取得手段と、（３）上記干渉波電力取得手段が取得した干渉波電力に応じて、上記無線通信装置と上記移動局との通信条件を決定する通信条件決定手段とを有することを特徴とする。

第２の本発明は、１又は複数の移動局と、上記移動局と無線通信する無線通信装置とを備える通信システムの通信制御方法において、（１）離隔距離取得手段、干渉波電力取得手段、及び通信条件決定手段を備え、（２）上記離隔距離取得手段は、上記無線通信装置が受信した電波の送信元と、上記無線通信装置との間の離隔距離を取得し、（３）上記干渉波電力取得手段は、一定以上の離隔距離の送信元から送出された電波であって、上記無線通信装置で正常に受信できない電波を干渉波とし、上記無線通信装置で受信した当該干渉波の干渉波電力を取得し、（４）上記通信条件決定手段は、上記干渉波電力取得手段が取得した干渉波電力に応じて、上記無線通信装置と上記移動局との通信条件を決定することを特徴とする。

第３の本発明は、１又は複数の移動局と無線通信する無線通信装置において、（１）受信した電波の送信元と、当該無線通信装置との間の離隔距離を取得する離隔距離取得手段と、（２）一定以上の離隔距離の送信元から送出された電波であって、正常に受信できない電波を干渉波とし、受信した当該干渉波の干渉波電力を取得する干渉波電力取得手段と、（３）上記干渉波電力取得手段が取得した干渉波電力に応じて、上記移動局との通信条件を決定する通信条件決定手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、移動局と無線通信装置とを備える第１の無線通信システムの通信を行う際に、第２の無線通信システムから送出される電波による干渉を抑制することができる。

実施形態に係る基地局（無線通信装置）の機能的構成について示したブロック図である。 実施形態に係る路車間通信システムを含む通信システムの全体構成の例について示した説明図である。 実施形態に係る到来方向推定部における離隔距離算出の例について示した説明図である。 実施形態に係る到来方向推定部が離隔距離算出を行う際の角度と距離の関係について示したグラフである。 実施形態に係る移動局管理情報の構成例について示した説明図である。 実施形態に係る干渉波電力情報の構成例について示した説明図である。 実施形態に係る基地局（制御部）の動作について示したフローチャートである。 実施形態に係る通信システムの動作について示したタイミングチャートである。 実施形態に係る路車間通信システム上の送信フレームの構成例について示した説明図である。

（Ａ）主たる実施形態
以下、本発明による無線通信システム、無線通信システムの制御方法、及び無線通信装置の一実施形態を、図面を参照しながら詳述する。以下では、本発明の無線通信システム及び無線通信装置を、路車間通信システム及び基地局に適用した例について説明する。

（Ａ−１）実施形態の構成
図２は、通信システム１の全体構成について示した説明図である。

通信システム１では、道路Ｒ上に路車間通信システム２Ａと車車間通信システム２Ｂの２つの無線通信システムが配置されている。

路車間通信システム２Ａは、道路Ｒ上に固定配置された基地局１０と、道路Ｒ上を移動（走行）する車両に搭載された１又は複数の移動局Ａを有しているものとする。図２では、１つの基地局１０と、３つの移動局Ａ１〜Ａ３を図示しているが、路車間通信システム２Ａに配置される基地局１０及び移動局Ａの数は限定されないものである。

移動局Ａの具体的構成については限定されないものであるが、例えば、従来のＥＴＣ用の端末（車載装置）等を適用することができる。また、移動局Ｂの具体的な構成については限定されないものであるが、例えば、種々の無線ＬＡＮインタフェースを備えた無線通信装置等を適用することができる。

車車間通信システム２Ｂは、道路Ｒ上を移動（走行）する車両に搭載された複数の移動局Ｂを有している。図２では、３つの移動局Ｂ１〜Ｂ３を図示しているが、車車間通信システム２Ｂに配置される移動局Ｂの数は限定されないものである。

なお、路車間通信システム２Ａ及び車車間通信システム２Ｂでは、同一又は近傍の周波数帯の通信チャネルを用いて通信するため、同時に電波送出を行った場合２つのシステムの無線通信は互いに干渉する場合があるものとする。この実施形態では、例として、路車間通信システム２Ａ及び車車間通信システム２Ｂは、いずれも５．８ＧＨｚ帯（５．７２５〜５．８７５ＧＨｚ）の通信チャネルを用いた無線通信を行うものとして説明する。そして、図２に示すように道路Ｒ上では、路車間通信システム２Ａの移動局Ａと、車車間通信システム２Ｂの移動局Ｂが移動するため、２つの通信システムの通信エリア（無線通信を送受信する領域）は重なり、同時に電波送出した場合には干渉が発生する場合があるものとする。

次に、基地局１０の内部構成について説明する。

基地局１０は、送信アンテナ部１１、受信アンテナ部１２、送信部１３、局部発信部１４、受信部１５、受信電界強度（ＲＳＳＩ）信号検出部１６、データ復調部１７、到来方向推定部１８、及び通信制御部１９を有している。

送信アンテナ部１１及び受信アンテナ部１２は、基地局１０が周辺の移動局と無線通信するためのアンテナである。

送信アンテナ部１１は、送信専用のアンテナ１１１を有している。また、受信アンテナ部１２は、受信専用のアンテナ１２１を複数有し、アンテナ指向性を制御可能な機能を備えるものとする。この実施形態では、受信アンテナ部１２は、４つのアンテナ１２１（１２１−１〜１２１−４）を有しているものとして説明する。この実施形態では、基地局１０は送信用と受信用でそれぞれ専用のアンテナを備えるものとして説明するが、例えば、送受信切替やデュプレクサ等を用いて、送信と受信でアンテナを共用するようにしてもよい。また、送信アンテナ部１１についても、アンテナ指向性を制御可能な構成としてもよい。なお、受信アンテナ部１２においてアンテナ指向性を形成する具体的な方式については限定されないものである。

局部発信部１４は、通信制御部１９から供給される制御信号（以下、「周波数設定信号」と呼ぶ）に応じたチャネルの搬送波（５．８ＧＨｚ帯周波数の搬送波）を生成して出力するものである。

送信部１３は、通信制御部１９から供給される制御信号（以下、「送信イネーブル信号」と呼ぶ）に応じたタイミングで、通信制御部１９から供給された送信パケット（フレーム）のデータを示す信号に応じた送信信号を生成し、送信アンテナ部１１を用いて無線信号を送出するものである。送信部１３は、無線信号を生成する際に、局部発信部１４から供給される５．８ＧＨｚ帯周波数の搬送波に基づいて、５．８ＧＨｚ帯の送信信号を生成する。

受信部１５は、受信アンテナ部１２を用いて受信した電波から受信信号（無線信号）を復調するものである。受信部１５は、アンテナ１２１（１２１−１〜１２１−４）のそれぞれに対応する受信処理部１５１（１５１−１〜１５１−４）を有しているものとする。そして、受信処理部１５１（１５１−１〜１５１−４）は、それぞれ対応するアンテナ１２１（１２１−１〜１２１−４）を用いて受信した電波から受信信号を復調する処理を行う。受信部１５は、復調した受信信号を受信データ復調部１７、ＲＳＳＩ信号検出部６、及び到来方向推定部１８に供給する。

ＲＳＳＩ信号検出部１６は、路車間通信システム２Ａに属する各移動局Ａから受信した受信信号の受信電力を計測する。ＲＳＳＩ信号検出部１６は、データ復調部１７で復調した受信パケットデータと紐づけて、移動局Ａｎ（ｎ＝１，２・・・）毎に受信電力を検出可能であるものとする。また、ＲＳＳＩ信号検出部１６は、車車間通信システム２Ｂに属する移動局Ｂから受信した受信信号の受信電力も計測可能であるものとする。ただし、データ復調部１７では、車車間通信システム２Ｂの移動局Ｂから受信したパケットを復調できないため、移動局Ｂを識別せず、一定期間内に干渉波があると解釈し、最大干渉波電力値として保持するものとする。

到来方向推定部１８は、受信部１５で、移動局Ａ又は移動局Ｂから受信した信号の到来方向の角度（方向）を検出（推定）し、検出した角度（方向）に基づいて、基地局１０（受信アンテナ部１２）と信号の送信元の移動局との距離（以下、「離隔距離」とも呼ぶ）を求めるものである。受信アンテナ部１２は、アンテナ１２１を備えているため、到来方向推定部１８は、例えば、複数のアンテナ１２１で受信した信号から本信号の到来方向の角度（方向）を求めることができるものとする。なお、到来方向推定部１８が受信した信号の到来方向の角度（方向）を求める具体的な方式については、種々の処理を適用することができるため、詳しい説明については省略する。

次に、到来方向推定部１８が受信信号（受信電波）の送信元（移動局）の角度（方向）に基づいて、当該送信元（移動局）との離隔距離を求める方法について図３を用いて説明する。

図３では、基地局１０（受信アンテナ部１２）から、離隔距離の算出対象となる移動局Ａまでの距離を離隔距離Ｘ１として図示している。また、図３では、地上から移動局Ａが配置された位置までの寸法（例えば、地上から当該移動局を設置している車両の天井等までの高さ）をＹ１と図示している。さらに図３では、地上から基地局１０（受信アンテナ部１２）が配置される位置までの寸法をＹ０と図示している。そして、以下では、「Ｙ０−Ｙ１」を基地局１０（受信アンテナ部１２）が配置された高さｈと表すものとする。また、図３では、高さｈの位置で、基地局１０（受信アンテナ部１２）と移動局Ａとを結ぶ線と、地上と並行となる面とが成す角度をθと図示している。以下では、到来方向推定部１８は、受信信号の到来方向（移動局の位置する方向）として、図３に示すθを推定する処理を行うものとする。

そうすると、到来方向推定部１８では、基地局１０（受信アンテナ部１２）の高さｈ（＝Ｙ０−Ｙ１）と、角度θに基づき、離隔距離Ｘ１を求めることができる。到来方向推定部１８は、例えば、以下の（１）式を用いて離隔距離Ｘ１を求めることができる。
Ｘ１＝（Ｙ０−Ｙ１）／ｔａｎθ …（１）

基地局の高さｈ（＝Ｙ０−Ｙ１）に応じて、検出される角度θと離隔距離Ｘ１の特性（関係）は異なる。例えば、ｈ＝６［ｍ］の場合、角度θと離隔距離Ｘ１との関係は図４に示すような関係となる。また、この実施形態では、到来方向推定部１８で角度θを検出する際の誤差が最大で±２°であるものとする。図４において、Ｌ１は、到来方向推定部１８で検出した角度θに誤差がない場合に算出される離隔距離Ｘ１を表している。また、図４において、Ｌ２、Ｌ３は、それぞれ到来方向推定部１８で検出した角度θに＋２°、−２°の誤差（最大誤差）が発生した場合に算出される離隔距離Ｘ１を表している。さらに、この実施形態では、到来方向推定部１８で算出される離隔距離Ｘ１に許容される最大誤差が±５［ｍ］であるものとする。そうすると、到来方向推定部１８が、上述の最大誤差±５［ｍ］の範囲で、検出できる離隔距離Ｘｓは約２０ｍとなる。なお、上述の５［ｍ］の最大誤差は、例えば、渋滞時における車頭間隔を考慮し、５ｍ以内の誤差であれば、到来方向推定部１８が移動局（車両）の位置を誤検出しないものという前提（例）で設定した値である。すなわち、到来方向推定部１８に許容される離隔距離Ｘ１の誤差に応じて、到来方向推定部１８、受信アンテナ部１２、受信部１５等に求められる精度が変わることになる。

次に、通信制御部１９の詳細構成について説明する。

通信制御部１９は、到来方向推定部１８及びＲＳＳＩ信号検出部１６から供給される情報等を利用して、各移動局Ａに対する通信条件を決定し、決定した通信条件に従って各移動局Ａとの通信制御を行う。具体的には、通信制御部１９は、車車間通信システム２Ｂの移動局Ｂが発する電波との干渉を抑制するように、各移動局Ａに対する通信条件を決定する。

この実施形態の通信制御部１９は、到来方向推定部１８及びＲＳＳＩ信号検出部１６から供給される情報に基づいて、所定の管理情報を管理（更新）し、その管理情報に基づいて各移動局Ａに対する通信条件を決定するものとして説明する。この実施形態の通信制御部１９は、管理情報として移動局管理情報１９ａ、第１の干渉波電力情報１９ｂ、及び第２の干渉波電力情報１９ｃの情報を管理している。

次に、移動局管理情報１９ａについて説明する。移動局管理情報１９ａは、各移動局Ａの情報を管理するための情報である。

図５は、移動局管理情報１９ａの構成例について示した説明図である。

図５に示す移動局管理情報１９ａでは、移動局Ａごとの端末識別情報、離隔距離、希望波電力、及びＳＩＲの項目について管理されている。

図５では、移動局Ａ１〜Ａ３の端末識別情報（アドレス）を、それぞれＭ１〜Ｍ３と図示している。また、図５では、移動局Ａ１〜Ａ３の離隔距離を、それぞれＸａ１、Ｘａ３、Ｘａ２と図示している（上述の図２の状態と対応した離隔距離を図示している）。また、図５では、移動局Ａ１〜Ａ３の希望波電力を、それぞれＰａ１〜Ｐａ３と図示している。さらに、図５では、移動局Ａ１〜Ａ３のＳＩＲを、それぞれＲａ１〜Ｒａ３と図示している。

なお、以下では、基地局１０で設定する路車間通信システム２Ａの通信エリアの端の部分（以下、「エリア端点」と呼ぶ）の離隔距離をＸａｔと表すものとする。

次に、第１の干渉波電力情報１９ｂ及び第２の干渉波電力情報１９ｃについて説明する。

第１の干渉波電力情報１９ｂは、離隔距離がＸｓより近い（短い）位置から、発せられた電波（干渉波）に係る受信電力の情報である。

第２の干渉波電力情報１９ｃは、離隔距離がＸｓ以上の位置から発せられた電波（干渉波）に係る受信電力の情報である。

図６は、第１の干渉波電力情報１９ｂ及び第２の干渉波電力情報１９ｃの構成例について示した説明図である。図６（ａ）は、第１の干渉波電力情報１９ｂの構成例について示しており、図６（ｂ）は第２の干渉波電力情報１９ｃの構成例について示している。

第１の干渉波電力情報１９ｂ及び第２の干渉波電力情報１９ｃでは、それぞれ、離隔距離と、それぞれの離隔距離の位置（方向）で受信した干渉波電力（受信強度）が登録されている。

（Ａ−２）実施形態の動作
次に、以上のような構成を有するこの実施形態の通信システム１の動作（実施形態の通信システムの制御方法）を説明する。

まず、基地局１０の基本的な動作について、図７のフローチャートを用いて説明する。

受信部１５で電波を受信すると（Ｓ１００）、ＲＳＳＩ信号検出部１６及び到来方向推定部１８は、路車間通信システム２Ａや車車間通信システム２Ｂの区別なく、到来方向推定に基づく離隔距離の算出及び受信電力測定を実施する（Ｓ１０１）。なお、ＲＳＳＩ信号検出部１６及び到来方向推定部１８は、到来方向推定に基づく離隔距離の算出及び受信電力測定を常時実施しているものとする。また、到来方向推定部１８により離隔距離を取得する手段としては、ＧＰＳ等の位置検知システムを利用するようにしてもよい。

次に、基地局１０では、データ復調部１７により、受信した電波に基づく信号からフレームの抽出（いずれかの移動局Ａから受信したフレームの抽出）が行われる（Ｓ１０２）。このとき、基地局１０は、フレームの復調ができた場合（移動局Ａのフレームを抽出した場合）には、後述するステップＳ１０６から動作し、復調できなかった場合には後述するステップＳ１０３から動作する。

上述のステップＳ１０２でフレームが復調できなかった場合、通信制御部１９は、受信した電波の離隔距離がＸｓ以上か否かを確認する（Ｓ１０３）。基地局１０は、離隔距離がＸｓ以上だった場合後述するステップＳ１０４から動作し、そうでない場合には後述するステップＳ１０９から動作する。

上述のステップＳ１０３で離隔距離がＸｓ以上だった場合、通信制御部１９は、今回受信した電波の受信強度が、第２の干渉波電力情報１９ｃで保持している干渉波電力よりも大きいか否かを確認する（Ｓ１０４）。基地局１０は、受信強度が、第２の干渉波電力情報１９ｃで保持している干渉波電力よりも大きい場合、後述するステップＳ１０５から動作し、そうでない場合は特に更新をせずに今回の電波受信に係る処理を終了する。

上述のステップＳ１０４で、受信強度が、第２の干渉波電力情報１９ｃで保持している干渉波電力よりも大きいと判断された場合、通信制御部１９は、第２の干渉波電力情報１９ｃの干渉波電力及び離隔距離を、今回受信した電波のものに更新し（Ｓ１０５）、後述するステップＳ１１０に移行する。

上述のステップＳ１０３で離隔距離がＸｓより短かった場合、通信制御部１９は、第１の干渉波電力情報１９ｂ（離隔距離及び干渉波電力）を今回受信した電波のものに更新し（Ｓ１０９）、今回の電波受信に係る処理を終了する。

一方、上述のステップＳ１０２で、受信した電波に基づく信号が復調できた場合（移動局Ａからのフレームとして正常に受信できた場合）、通信制御部１９は、受信した電波の離隔距離がＸｓ以内であるか否かを判定する（Ｓ１０６）。基地局１０は、離隔距離がＸｓ以内であった場合後述するステップＳ１０７から動作し、そうでない場合には上述のステップＳ１０１から動作する。

上述のステップＳ１０６で、受信した電波の離隔距離がＸｓ以内であったと判定された場合、通信制御部１９は、今回受信した電波（移動局Ａから受信した電波）を希望波と判定し（Ｓ１０７）、今回受信した電波に係るＲＳＳＩ信号を希望波受信電力の情報として保持する（Ｓ１０８）。

次に、通信制御部１９は、最新に取得又は更新した情報に基づいて、移動局管理情報１９ａの内容を更新し（Ｓ１１０）、今回の電波受信に係る処理を終了する。

例えば、上述のステップＳ１０５で、第２の干渉波電力情報１９ｃが更新された場合、通信制御部１９は、移動局管理情報１９ａの各移動局Ａ（端末識別情報）に対応するＳＩＲを更新（更新後の第２の干渉波電力情報１９ｃに基づいて再計算）する処理を行う。また、上述のステップＳ１０８で、今回受信した電波に係るＲＳＳＩ信号を希望波受信電力の情報として保持された場合、通信制御部１９は、今回受信した電波に係る端末識別情報を特定し（例えば、データ復調部１７の復調結果から端末識別情報としてのアドレスを取得）、今回受信した電波に係る情報（端末識別情報、希望波電力、離隔距離、及びＳＩＲ）を更新する。なお、すでに、移動局管理情報１９ａに同一の端末識別情報（アドレス）について情報が登録されている場合、通信制御部１９は、既登録されている情報に新たな値（離隔距離、希望波電力、及びＳＩＲ）を上書き登録する。一方、移動局管理情報１９ａに、今回更新しようとする端末識別情報（アドレス）が登録されていない場合には、通信制御部１９は、新たな端末識別情報について情報を追加する処理を行う。

以上のように、通信制御部１９は、各情報（移動局管理情報１９ａ、第１の干渉波電力情報１９ｂ、及び第２の干渉波電力情報１９ｃ）を更新管理し、更新管理した情報を用いて、各移動局Ａに対する通信条件を決定する。

次に、通信制御部１９が管理情報を更新する処理の具体的動作について、図８を用いて説明する。

図８（ａ）は、基地局１０が車車間通信システム２Ｂに属する移動局Ｂ１〜Ｂ３によるフレーム送信タイミングを示したタイミングチャートである。図８（ｂ）は、基地局１０が移動局Ａ１〜Ａ３から受信する電波の受信電力の変化、基地局１０で保持される第２の干渉波電力情報１９ｃの干渉波電力の変化、及び時系列ごとの所要受信電力（所要ＳＩＲを満たすための最低限の受信電力）の変化について示したタイミングチャートである。

なお、以下では、図２に示すように、基地局１０（受信アンテナ部１２）の位置の離隔距離Ｘａ０が起点（すなわち離隔距離が０ｍ）となっているものとする。そして、路車間通信システム２Ａのエリア端点の離隔距離Ｘａｔは離隔距離Ｘｓよりも短くなっているものとする。そして、図２に示す状態では、移動局Ａ１〜Ａ３、及び移動局Ｂ３は、いずれも離隔距離がＸａｔよりも近い位置であるものとする。また、図２の状態では、移動局Ａ１の離隔距離をＸａ１、移動局Ｂ３及び移動局Ａ３の離隔距離をＸａ２、移動局Ａ２の離隔距離をＸａ３となっている。なお、Ｘａ１＜Ｘａ２＜Ｘａ３の関係となっているものとする。さらに、図２に示す状態では、移動局Ｂ１、Ｂ２は、離隔距離Ｘｓよりも遠い位置に配置されている。図２の状態では、移動局Ｂ１の離隔距離をＸｂ１、移動局Ｂ２の離隔距離をＸｂ２としている。なお、Ｘｂ１＜Ｘｂ２の関係となっているものとする。

なお、上述の図７のフローチャートの処理において、離隔距離Ｘｓについては、到来方向推定部１８で必要な精度の距離測定を行うことができる範囲で、任意の距離に置き換えるようにしてもよい。例えば、上述の図７のフローチャートの処理において、離隔距離ＸｓをＸａｔ以上の任意の距離（ただし、到来方向推定部１８で必要な精度の距離測定を行うことができる距離を上限とする）に設定するようにしてもよい。

図８では、当初各移動局Ａ１〜Ａ３、移動局Ｂ１〜Ｂ３の位置関係は、図２の状態であったものとする。

そして、タイミングＴ１００において、離隔距離がＸｓ以上の移動局Ｂ２によるフレーム送信が行われ、基地局１０でその電波が受信されたものとする。これにより、通信制御部１９は、第２の干渉波電力情報１９ｃとして、移動局Ｂ２から受信した干渉波電に基づき第２の干渉波電力情報１９ｃを更新（上述の図６（ｂ）参照）することになる。図６（ｂ）に示す第２の干渉波電力情報１９ｃでは、離隔距離を移動局Ｂ２の離隔距離であるＸｂ２、干渉波電力を移動局Ｂ２から受信したＰｂ２と図示している。

そして、その後、タイミングＴ１０１において、離隔距離がＸｓより近い位置にある移動局Ｂ３によるフレーム送信が行われ、基地局１０でその電波が受信されたものとする。これにより、通信制御部１９は、第１の干渉波電力情報１９ｂとして、移動局Ｂ３から受信した干渉波電に基づき第１の干渉波電力情報１９ｂを更新（上述の図６（ａ）参照）することになる。図６（ａ）に示す第１の干渉波電力情報１９ｂでは、離隔距離を移動局Ｂ３の離隔距離であるＸａ２、干渉波電力を移動局Ｂ３２から受信したＰｂ３と図示している。

そして、その後、タイミングＴ１０２において、移動局Ａ１〜Ａ３による電波送信（フレーム送信）が行われ、通信制御部１９では、その受信結果に基づいて移動局管理情報１９ａの内容が更新されたものとする。

そして、その後、タイミングＴ１０３において、離隔距離がＸｓ以上の移動局Ｂ１によるフレーム送信が行われ、基地局１０でその電波が受信されたものとする。これにより、通信制御部１９は、第２の干渉波電力情報１９ｃを、移動局Ｂ１から受信した干渉波電に基づく情報（離隔距離：Ｘｂ１、干渉波電力：Ｐｂ１）に更新したものとする。このとき、通信制御部１９は、移動局管理情報１９ａのうち、各移動局Ａに対応するＳＩＲを最新に更新した干渉波電力（Ｐｂ１）に基づいて更新することになる。

なお、通信制御部１９は、Ｘｓ以上の離隔距離にある移動局Ｂ１、Ｂ２の詳細な離隔距離（高精度な離隔距離）について識別はできないが、少なくともＸｓ以上の離隔距離であることは認識可能であるものとする。

次に、通信制御部１９において、更新管理した情報に基づいて、各移動局Ａに対する通信条件を決定する際の基本的なポリシーについて説明する。なお、通信制御部１９では、以下に説明する第１〜第４のポリシー全てを適用するようにしてもよいし、一部だけを適用するようにしてもよい。また、通信制御部１９では、以下に説明する第１〜第４のポリシー以外にも他のポリシーを適用するようにしてもよい。

[第１のポリシー]
離隔距離Ｘｓより短い離隔距離の移動局Ｂ（移動局Ａではない電波の送出元）が検出された場合、通信制御部１９にとって、当該移動局Ｂから発せられる電波の干渉波電力（移動局Ａから発せられる電波に対する干渉波電力）による影響は非常に大きいことが予測できる。したがって、通信制御部１９は、離隔距離Ｘｓより短い離隔距離の移動局Ｂが検出されている間、当該移動局からの電波送出が予想されるタイミングで、移動局Ａとのデータ送受信を実行しない通信制御（当該タイミングについては、空きスロットとする通信制御）を行うものとする。通信制御部１９が、移動局Ｂによる電波送出（フレーム送出）のタイミングを把握する方法については限定されないものであるが、例えば、移動局Ｂからの電波送出（フレーム送出）のタイミングが周期的な物であれば、通信制御部１９は、当該周期と過去に移動局Ｂから受信した電波のタイミングに基づいて、当該移動局Ｂから次に電波送出（フレーム送出）されるタイミングを予測し、当該タイミングについては各移動局Ａとのデータ送受信を行わない通信制御を行うようにしてもよい。

[第２のポリシー]
通信制御部１９は、移動局管理情報１９ａで管理している移動局Ａのうち、ＳＩＲが所要ＳＩＲよりも小さい状態（ＳＩＲ＜所要ＳＩＲの状態）となるものがあった場合、ＳＩＲ＜所要ＳＩＲの状態の間、当該移動局Ａとは、データの送受信を行わない。

[第３のポリシー]
通信制御部１９は、ＳＩＲ＞所要ＳＩＲ、かつ、最も離隔距離が小さい移動局Ａ１と優先的に通信するものとする。

[第４のポリシー]
通信制御部１９は、「ＳＩＲ＜所要ＳＩＲ」となる移動局Ａについて、アンテナ指向性を制御することで、干渉波信号を減衰させる制御を行って通信するようにしてもよい。受信アンテナ部１２では、複数のアンテナ１２１（１２１−１〜１２１−４）を備えているので、受信アンテナ部１２では、これらのアンテナ１２１（１２１−１〜１２１−４）の指向性（電波受信の指向性）を、所定の移動局Ａ（通信制御部１９の制御に応じた移動局Ａに係る角度θ）の方向に向け、それ以外の方向から到来する電波（干渉波信号等）を減衰させた電波を抽出することができる。

そこで、通信制御部１９は、例えば、ＳＩＲ＜所要ＳＩＲの関係となる移動局Ａがあったとしても、アンテナ指向性を制御することにより、干渉波信号を所定の減衰量Ｎ［ｄｂｍ］（アンテナ指向性を制御することにより得られる干渉波信号の減衰量）の分減衰することで、「ＳＩＲ−Ｎ＞所要ＳＩＲ」という要件を満たすことができれば、当該移動局Ａについては、上述の第２のポリシーを無視して、離隔距離に応じた優先順位で通信を行うものとする。すなわち、第４のポリシーは、上述の第２のポリシーより優先する事項となる。

この実施形態では、基地局１０は、アンテナ指向性を制御することで、干渉波信号を減衰させて、ＳＩＲを引き上げているが、ＳＩＲを引き上げる具体的な手段については限定されないものである。例えば、基地局１０は、その他の手段（例えば、種々の周波数フィルタ等）を用いて干渉波信号の減衰や、希望波（目的波）の強調等を行い、ＳＩＲを引き上げるようにしてもよい。このとき、通信制御部１９は、アンテナ指向性を制御すると決定した移動局Ａが電波送出する期間に限定して、アンテナ指向性の制御を行うことが望ましい。

次に、基地局１０が上述のようなポリシーに基づいて通信制御を行う具体例について説明する。ここでは、移動局Ａ１〜Ａ３、及び移動局Ｂ１〜Ｂ３が上述の図２の状態であるものとする。

このとき、通信制御部１９は、離隔距離Ｘｓより短い離隔距離Ｘａ３となる移動局Ｂ３から発せられる干渉波を検出する（図６（ａ）の第１の干渉波電力情報１９ｂ参照）ことになる。したがって、通信制御部１９は、上述の第１のポリシーに従って、移動局Ｂからの電波送出が予想されるタイミングで、全ての移動局Ａとのデータ送受信を実行しない通信制御（当該タイミングについては、空きスロットとする通信制御）を行うことになる。

また、このとき、移動局Ａ１、Ａ２については「ＳＩＲ＞所要ＳＩＲ」という要件を満たし、移動局Ａ３は当該要件をみたさず、「ＳＩＲ＜所要ＳＩＲ」の状態であったものとする。

従って、この場合、通信制御部１９は、上述の第３のポリシーに基づいて、Ａ１と優先的に通信することになる。また、通信制御部１９は、移動局Ａ１の次に、移動局Ａ２について優先的に通信を行うことになる。

そして、通信制御部１９は、移動局Ａ３については、「ＳＩＲ＜所要ＳＩＲ」となるため、上述の第３のポリシーに基づくと通信を開始することができない。しかし、アンテナ指向性による減衰量Ｎ［ｄＢ］を考慮し、「ＳＩＲ−Ｎ＞所要ＳＩＲ」を満たすと推定できる場合、通信制御部１９は、上述の第４のポリシーに従って、移動局Ａ３との通信を行うと判断し、さらに離隔距離に応じた優先順位を付与することになる。したがって、移動局Ａ３について「ＳＩＲ−Ｎ＞所要ＳＩＲ」を満たすと推定できる場合、通信制御部１９は、移動局Ａ２よりも離隔距離が短い移動局Ａ３を優先して通信を行い、その後移動局Ａ２と通信を行うと判断することになる。ただし、ここでは、通信制御部１９は、移動局Ａ３については、「ＳＩＲ−Ｎ＞所要ＳＩＲ」を満たさず、現時点では移動局Ａ３と通信することができないと判断したものとする。なお、通信制御部１９は、後のタイミングで、移動局Ａ３について「ＳＩＲ−Ｎ＞所要ＳＩＲ」又は「ＳＩＲ＜所要ＳＩＲ」を満たす状態となると、そのタイミングでＡ３との通信を開始することになる。

ここでは、通信制御部１９は、最終的に通信する優先順位として、移動局Ａ１、Ａ２の順序を選択したものとする。また、通信制御部１９は、Ａ３については、上述の通り現時点で通信できないと判断したものとする。

さらに、このとき、通信制御部１９では、離隔距離がＸｓより短い領域に存在する移動局Ｂ３から、フレーム送信（電波送出）されるタイミングが把握されているものとする。この場合、通信制御部１９は、上述の第１のポリシーに基づいて、移動局Ｂ３からの電波送出が予想されるタイミングで、移動局Ａ１〜Ａ３とのデータ送受信を実行しない通信制御（当該タイミングについては、空きスロットとする通信制御）を行うと判断する。

以上のように、通信制御部１９が、上述のポリシーに基づいて移動局Ａ１〜Ａ３の通信制御の判断を行った場合、路車間通信システム２Ａ上で送受信されるフレームの構成（基地局１０が送受信するフレーム構成）は、例えば、図９のような構成となる。

図９では、路車間通信システム２Ａ上で送受信される２つのフレームＦ１、Ｆ２を時系列順に並べた状態となっている。したがって、図９では、フレームＦ１、Ｆ２の順に発生しているものとする。そして、ＤＳＲＣ方式の通信において、各フレームＦは当該フレーム内の各チャネル（スロット）を用いた通信を制御するためのＦＣＭＳ（Ｆｒａｍｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｍｅｓｓａｇｅ Ｓｌｏｔ）のチャネルと、移動局Ａとメッセージ（データ）を送受信するためのＭＤＳ（Ｍｅｓｓａｇｅ Ｄａｔａ Ｓｌｏｔ）のチャネルで構成されている。

図９に示す各フレームＦは、先頭のＦＣＭＳと、ＦＣＭＳに続く４つのスロット（チャネル）で構成されている。ＦＣＭＳに続くスロットは、ＭＤＳを挿入するようにしてもよいし、空（ＭＤＳを挿入しない状態）としてもよい。

なお、図９に示す各フレームＦでは、上り通信（移動局Ａから基地局１０への通信）と下り通信（基地局１０から移動局Ａへの通信）について混在したフレーム構成として図示しているが、実際にはＤＳＲＣ方式で採用されている通信、すなわち、ＴＤＭＡ及びＦＤＤ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）を併用した通信を行うことになる。なお、図９は、基地局１０が決定した優先順位で移動局Ａ１、移動局Ａ２と通信（移動局Ａ１、Ａ２の順序で通信）する際のフレーム構成の例について示しているだけで、実際のフレーム構成を限定するものではない。

図９に示す最初のフレームＦ１では、前半の２つのスロットを空きスロットとしている。これは、基地局１０において、この２つの空きスロットのタイミングで、移動局Ｂ３からのフレーム送信が発生すると予測されているためである。また、図９に示す、フレームＦ１の末尾２スロットと、フレームＦ１の先頭１スロット（ＦＣＭＳの次の１スロット）の計３スロットで、基地局１０は移動局Ａ１とデータの送受信（ＭＤＳの送受信）を行っている。さらに、図９に示すフレームＦ２の末尾３スロットで、基地局１０は移動局Ａ２とデータの送受信（ＭＤＳの送受信）を行っている。

以上のように、基地局１０は、通信制御部１９が上述のポリシーに基づいて決定した通信条件（例えば、通信する優先順位や通信方式（例えば、アンテナの指向性制御）等）で、各移動局Ａ１〜Ａ３との通信を行う。

（Ａ−３）実施形態の効果
この実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。

この実施形態において、基地局１０は、路車間通信システム２Ａと車車間通信システム２Ｂのパケットが衝突して、路車間通信システム２Ａの通信品質が確保できない無駄な時間を省き、スループットの低下を避けることが可能である。したがって、車車間通信システム２Ｂの移動局Ｂが接近および進入した場合、車車間通信システム２Ｂのサービスを停止することなく、路車間通信システム２Ａ内の通信を継続することが可能となる。

特に、車車間通信システム２Ｂの電波に係る送信電力が、路車間通信システム２Ａよりも大きく、路車間通信システム２Ａと車車間通信システム２Ｂとが同一又は干渉するチャネルのケースである場合、従来であれば、車車間通信システム２Ｂの移動局Ｂは、路車間通信システム２Ａの基地局１０や移動局Ａに干渉を与えないように、必要な離隔距離を十分確保した地点にて路車間通信システム２Ａの通信サービスエリアを検知し、送信を停止する必要があった。そのため、従来技術であれば、車車間通信システム２Ｂのサービス停止区間を長くする必要があるが、この実施形態の通信システム１では、車車間通信システム２Ｂ側で上述のような制御を行う必要はないことになる。

（Ｂ）他の実施形態
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、以下に例示するような変形実施形態も挙げることができる。

（Ｂ−１）上記の実施形態では、本発明の無線通信システムとして路車間通信システム２Ａを適用する例について説明したが、本発明の無線通信システムを移動局と無線通信装置（例えば基地局）とを有するその他の無線通信システムに適用するようにしてもよい。すなわち、本発明の無線通信システムにおいて、無線通信装置（基地局）と移動局との間の通信方式は限定されないものである。

（Ｂ−２）上記の実施形態では、路車間通信システム２Ａと電波干渉する無線通信システムとして車車間通信システム２Ｂを例示したが、その他の電波送出源を適用（想定）するようにしても良い。

１…通信システム、２Ａ…路車間通信システム、２Ｂ…車車間通信システム、１０…基地局、１１…送信アンテナ部、１２…受信アンテナ部、１２１、１２１−１〜１２１−４…アンテナ、１３…送信部、１４…局部発信部、１５…受信部、１５１、１５１−１〜１５１−４…受信処理部、１６…ＲＳＳＩ信号検出部、１７…データ復調部、１８…到来方向推定部、１９…通信制御部、１９ａ…移動局管理情報、１９ｂ…第１の干渉波電力情報、１９ｃ…第２の干渉波電力情報、Ａ、Ａ１〜Ａ３、Ｂ、Ｂ１〜Ｂ３…移動局。

Claims (7)

1. １又は複数の移動局と、上記移動局と無線通信する無線通信装置とを備える無線通信システムにおいて、
   上記無線通信装置が受信した電波の送信元と、上記無線通信装置との間の離隔距離を取得する離隔距離取得手段と、
   一定以上の離隔距離の送信元から送出された電波であって、上記無線通信装置で正常に受信できない電波を干渉波とし、上記無線通信装置で受信した当該干渉波の干渉波電力を取得する干渉波電力取得手段と、
   上記干渉波電力取得手段が取得した干渉波電力に応じて、上記無線通信装置と上記移動局との通信条件を決定する通信条件決定手段と
   を有することを特徴とする無線通信システム。
2. 上記通信条件決定手段は、上記無線通信装置がそれぞれの上記移動局から受信した電波に基づく希望波電力も考慮して、それぞれの上記移動局に対する通信条件を決定することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
3. 上記通信条件決定手段は、それぞれの上記移動局に対する通信条件として、通信の優先順位又は通信タイミングを決定することを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
4. 上記無線通信装置は、上記移動局と通信する際のアンテナ指向性を制御するアンテナ指向性制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項２又は３に記載の無線通信システム。
5. 上記通信条件決定手段は、それぞれの上記移動局について、当該移動局にアンテナ指向性を向けた場合の上記干渉波電力の減衰量も考慮して、それぞれの上記移動局に対する通信条件を決定することを特徴とする請求項４に記載の無線通信システム。
6. １又は複数の移動局と、上記移動局と無線通信する無線通信装置とを備える通信システムの通信制御方法において、
   離隔距離取得手段、干渉波電力取得手段、及び通信条件決定手段を備え、
   上記離隔距離取得手段は、上記無線通信装置が受信した電波の送信元と、上記無線通信装置との間の離隔距離を取得し、
   上記干渉波電力取得手段は、一定以上の離隔距離の送信元から送出された電波であって、上記無線通信装置で正常に受信できない電波を干渉波とし、上記無線通信装置で受信した当該干渉波の干渉波電力を取得し、
   上記通信条件決定手段は、上記干渉波電力取得手段が取得した干渉波電力に応じて、上記無線通信装置と上記移動局との通信条件を決定する
   ことを特徴とする無線通信システムの通信制御方法。
7. １又は複数の移動局と無線通信する無線通信装置において、
   受信した電波の送信元と、当該無線通信装置との間の離隔距離を取得する離隔距離取得手段と、
   一定以上の離隔距離の送信元から送出された電波であって、正常に受信できない電波を干渉波とし、受信した当該干渉波の干渉波電力を取得する干渉波電力取得手段と、
   上記干渉波電力取得手段が取得した干渉波電力に応じて、上記移動局との通信条件を決定する通信条件決定手段と
   を有することを特徴とする無線通信装置。

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