JP2019013053A - 無線通信システム、送信電力制御方法および無線通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】通信品質に応じて適切な送信電力制御を行うことが可能な無線通信システム、送信電力制御方法および無線通信装置を提供する。【解決手段】基地局と走行する車両に搭載される移動局との間で路車間通信を行う無線通信システムにおいて、移動局は、基地局からパケットを受信し、受信したパケットに基づく受信品質に関する情報と、自局の走行速度に基づく速度情報とを含むパケットを基地局へ送信する。基地局は、移動局から受信したパケットに含まれる受信品質に関する情報および速度情報に基づいて、所定の速度帯に含まれない情報を除外もしくは軽減するように、受信品質の特性情報を生成し、特性情報から、目標とする受信品質を満たす送信条件を求め、該送信条件に応じてパケット送信時の送信電力を制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、基地局および移動局からなる無線通信システム、該無線通信システムにおける送信電力制御方法、ならびに無線通信装置に関する。

従来、無線通信システムとして、交差点などの道路上に設置された基地局と、乗用車などの移動体に載置される移動局との間で通信を行う、路車間通信システムが知られている。路車間通信システムにおいて、基地局と移動体との間の送信電力を適当なレベルに設定または制御して、同一の周波数を使用する他システムへの干渉を抑制することは、周波数利用効率の点で重要である。

路車間通信システムにおける送信電力の制御方法として、特許文献１には、既知の基地局の送信電力と、移動局で測定される受信電力とから基地局と移動局の間のパス損失を予測し、該パス損失に基づいて移動局の送信電力を制御することが開示されている。また、特許文献２には、基地局が過去に受信した受信電力から将来の受信電力を予測し、該予測した受信電力に基づいて、移動局の送信電力を制御することが開示されている。さらに、特許文献３には、移動局の位置情報から推定されるアップリンクエリアの最遠端と、基準通信エリアの最遠端との相違に基づき、基地局の送信電力を調整することが開示されている。

特開平７−７４７２７号公報 特開平１０−１０７７３２号公報 特開２０１１−２０９８６７号公報

上記のように、特許文献１から特許文献３に記載される従来技術では、実測した受信電力または移動局の位置と送信電力との関係に基づいて、適当な受信電力を予測し、送信電力の制御が行われる。しかしながら、無線通信が行われるマルチパス環境では、マルチパスによる電力変動特性および遅延特性が、異なる場所および時間で変化するため、同じ受信電力であっても、場所や時間によって通信品質が異なる。そのため、上記の従来技術のように送信電力の制御を行った場合も、通信品質の相違によって適切な送信電力を設定することができないことがある。

従って、通信品質に応じて適切な送信電力を制御することが可能な無線通信システム、送信電力制御方法および無線通信装置が望まれていた。

本発明に係る無線通信システムは、基地局と走行する車両に搭載される移動局との間で路車間通信を行う無線通信システムであって、移動局は、基地局からパケットを受信する移動局側パケット受信部と、移動局側パケット受信部で受信したパケットに基づき、基地局からの受信品質に関する情報を出力する受信情報出力部と、自局の走行速度を検出する速度検出部と、受信品質に関する情報および速度検出部により検出された走行速度に基づく速度情報を含むパケットを基地局へ送信する移動局側パケット送信部と、を有し、基地局は、移動局へパケットを送信する基地局側パケット送信部と、移動局からパケットを受信する基地局側パケット受信部と、基地局側パケット受信部で受信したパケットに含まれる受信品質に関する情報および速度情報に基づいて、所定の速度帯に含まれない情報を除外もしくは軽減するように、受信品質の特性情報を生成する特性情報生成部と、特性情報から、目標とする受信品質を満たす送信条件を求め、該送信条件に応じて基地局側パケット送信部におけるパケット送信時の送信電力を制御する送信電力制御部と、を有する。
本発明に係る無線通信システムは、基地局と走行する車両に搭載される移動局との間で路車間通信を行う無線通信システムであって、移動局は、基地局からパケットを受信する移動局側パケット受信部と、移動局側パケット受信部で受信したパケットに基づき、基地局からの受信品質に関する情報を出力する受信情報出力部と、自局の走行速度を検出する速度検出部と、受信品質に関する情報および速度検出部により検出された走行速度に関する速度情報を含むパケットを基地局へ送信する移動局側パケット送信部と、を有し、基地局は、移動局へパケットを送信する基地局側パケット送信部と、移動局からパケットを受信する基地局側パケット受信部と、基地局側パケット受信部で受信したパケットに含まれる速度情報が許容範囲にある場合、パケットに含まれる受信品質に関する情報の重みを変更し、受信品質の特性情報を生成する特性情報生成部と、特性情報に基づいて、基地局と移動局との通信で要求される受信品質を満たす送信条件に応じて基地局側パケット送信部におけるパケット送信時の送信電力を制御する送信電力制御部と、を有する。

本発明に係る送信電力制御方法は、基地局と走行する車両に搭載される移動局との間で路車間通信を行う無線通信システムにおける送信電力制御方法であって、移動局において、基地局からパケットを受信し、受信したパケットに基づき、基地局からの受信品質に関する情報を出力し、自局の走行速度を検出し、受信品質に関する情報および検出された走行速度に基づく速度情報を含むパケットを基地局へ送信し、基地局において、移動局からパケットを受信し、受信したパケットに含まれる受信品質に関する情報および速度情報に基づいて、所定の速度帯に含まれない情報を除外もしくは軽減するように、受信品質の特性情報を生成し、特性情報から、目標とする受信品質を満たす送信条件を求め、該送信条件に応じて移動局へのパケット送信時の送信電力を制御する。
本発明に係る送信電力制御方法は、基地局と走行する車両に搭載される移動局との間で路車間通信を行う無線通信システムにおける送信電力制御方法であって、移動局において、基地局からパケットを受信し、受信したパケットに基づき、基地局からの受信品質に関する情報を出力し、自局の走行速度を検出し、受信品質に関する情報および検出された走行速度に関する速度情報を含むパケットを基地局へ送信し、基地局において、移動局からパケットを受信し、受信したパケットに含まれる速度情報が許容範囲にある場合、パケットに含まれる受信品質に関する情報の重みを変更し、受信品質の特性情報を生成し、特性情報に基づいて、基地局と移動局との通信で要求される受信品質を満たす送信条件に応じて移動局へのパケット送信時の送信電力を制御する。

本発明に係る無線通信装置は、走行する車両に搭載される移動局と路車間無線通信を行う無線通信装置であって、移動局へパケットを送信するパケット送信部と、パケット送信部から送信されたパケットの受信品質に関する情報および移動局の走行速度に基づく速度情報を含むパケットを移動局から受信するパケット受信部と、パケット受信部で受信したパケットに含まれる受信品質に関する情報および速度情報に基づいて、所定の速度帯に含まれない情報を除外もしくは軽減するように、受信品質の特性情報を生成する特性情報生成部と、特性情報から、目標とする受信品質を満たす送信条件を求め、該送信条件に応じてパケット送信部におけるパケット送信時の送信電力を制御する送信電力制御部と、を有する。

本発明に係る無線通信装置は、走行する車両に搭載される移動局と路車間無線通信を行う無線通信装置であって、移動局へパケットを送信するパケット送信部と、パケット送信部から送信されたパケットの受信品質に関する情報および移動局の走行速度に関する速度情報を含むパケットを移動局から受信するパケット受信部と、パケット受信部で受信したパケットに含まれる速度情報が許容範囲にある場合、パケットに含まれる受信品質に関する情報の重みを変更し、受信品質の特性情報を生成する特性情報生成部と、特性情報に基づいて、無線通信装置と移動局との通信で要求される受信品質を満たす送信条件に応じてパケット送信部におけるパケット送信時の送信電力を制御する送信電力制御部と、を有する。

本発明に係る無線通信システム、送信電力制御方法および無線通信装置によれば、通信品質に応じて、適切に送信電力を制御することが可能となる。

本発明の実施の形態１における無線通信システムの概略構成を示す図である。 本発明の実施の形態１における送信電力制御処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１におけるパケットエラー率−受信電力特性テーブルを示す図である。 本発明の実施の形態２における位置−受信電力特性テーブルを示す図である。

以下、図面を参照して本発明の無線通信システム１の実施の形態を詳細に説明する。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における無線通信システム１の概略構成を示す図である。本実施の形態における無線通信システム１は、路車間通信システムであり、交差点などの道路上に設置される基地局１０と、乗用車や大型車、二輪車、自転車、歩行者などの移動体に載置される移動局２０とを備える。

基地局１０は、シーケンス番号生成部１１、送信パケット生成部１２、送信データ生成部１３、パケット送信部１４、パケット受信部１５、受信パケット処理部１６、特性テーブル生成部１７、受信データ処理部１８および送信電力制御部１９を有する。上記各部は、ソフトウェアで実現される機能部であり、基地局１０が有するＣＰＵ（不図示）によって、メモリ（不図示）に格納されたプログラムやデータに従って実行される。なお、別の実施の形態においては、上記各部は、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ ＩＣ）、ＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）などの電子回路で実現されても良い。基地局１０は、さらに、移動局２０との通信に使用される送信アンテナ１１０および受信アンテナ１２０を有する。

シーケンス番号生成部１１は、送信するパケット毎に異なり、かつ連続的なシーケンス番号を生成する。送信データ生成部１３は、移動局２０に送信する信号機情報や道路情報などの送信データを生成する。送信パケット生成部１２は、シーケンス番号生成部１１によって生成されたシーケンス番号および送信データ生成部１３によって生成された送信データを含むパケットＰ１を生成する。パケット送信部１４は、送信パケット生成部１２によって生成されたパケットＰ１を、送信アンテナ１１０を介して移動局２０へ送信する。なお、パケット送信部１４は、このとき、送信電力制御部１９から受信した送信電力情報に基づく送信電力で、パケットＰ１の送信を行う。

パケット受信部１５は、受信アンテナ１２０を介して、移動局２０からパケットＰ２を受信する。受信パケット処理部１６は、移動局２０から受信したパケットＰ２を分解し、後述するパケットエラー率情報、受信電力情報、位置情報および受信データを抽出する。特性テーブル生成部１７は、受信パケット処理部１６によって抽出されたパケットエラー率情報および受信電力情報に基づき、受信特性を表す特性テーブルを生成する。受信データ処理部１８は、受信データおよび位置情報を必要とする上位装置へ送信する。送信電力制御部１９は、特性テーブル生成部１７によって生成された特性テーブルに基づき、送信電力を決定する。特性テーブル生成部１７における特性テーブルの生成、および送信電力制御部１９における送信電力の決定については、後程詳述する。

移動局２０は、パケット受信部２１、受信パケット処理部２２、受信情報算出部２３、受信データ処理部２４、送信パケット生成部２５、送信データ生成部２６、位置検出部２７およびパケット送信部２８を有する。上記各部は、ソフトウェアで実現される機能部であり、移動局２０が有するＣＰＵ（不図示）によって、メモリ（不図示）に格納されたプログラムやデータに従って実行される。なお、別の実施の形態においては、上記各部は、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ、ＰＬＤなどの電子回路で実現されても良い。移動局２０は、さらに、受信アンテナ２１０および送信アンテナ２２０を有する。

パケット受信部２１は、受信アンテナ２１０を介して基地局１０からパケットＰ１を受信する。また、パケット受信部２１は、パケットＰ１を受信したときの受信電力を測定し、受信電力情報として、受信パケット処理部２２へ送信する。受信パケット処理部２２は、受信したパケットＰ１を分解し、シーケンス番号および送信データを抽出する。受信情報算出部２３は、受信パケット処理部２２によって抽出されたシーケンス番号および受信電力情報からパケットエラー率および平均受信電力を算出し、パケットエラー率情報および受信電力情報として送信パケット生成部２５へ送信する。受信データ処理部２４は、受信パケット処理部２２によって抽出された受信データを必要とする上位装置へ送信する。

送信データ生成部２６は、移動局２０が載置される移動体の情報（例えば車両情報）などの送信データを生成する。位置検出部２７は、移動局２０の位置をＧＰＳ受信機等により検出し、位置情報として、送信パケット生成部２５へ送信する。送信パケット生成部２５は、受信したパケットエラー率情報、受信電力情報、位置情報および送信データを含むパケットＰ２を生成する。パケット送信部２８は、送信パケット生成部２５によって生成されたパケットＰ２を、送信アンテナ２２０を介して、基地局１０へ送信する。

本実施の形態における送信電力制御処理について、図２を参照して説明する。図２は、本実施の形態における送信電力制御処理の流れを示すフローチャートである。本実施の形態では、所定の周期Ｔで周期的に図２に示される送信電力制御処理を実行する。所定の周期Ｔは、例えば、無線通信システム１で送受信されるパケットのシンボル長の整数倍となるよう適宜設定される。以下では、ある周期Ｔ_１における、次の周期Ｔ_２の送信電力を制御するための処理を例に説明する。

本処理では、まず、基地局１０の送信パケット生成部１２がパケットＰ１を生成する（Ｓ１１）。パケットＰ１には、シーケンス番号生成部１１によって生成されたシーケンス番号、および送信データ生成部１３によって生成された送信データが含まれる。送信パケット生成部１２によって生成されたパケットＰ１は、パケット送信部１４に送信される。パケット送信部１４は、受信したパケットＰ１を、送信アンテナ１１０を介して移動局２０に送信する（Ｓ１２）。このとき、パケット送信部１４は、前の周期Ｔ_０で決定された送信電力ＰＷＲ_０によって、移動局２０へパケットＰ１を送信する。

移動局２０のパケット受信部２１は、受信アンテナ２１０を介して基地局１０からのパケットＰ１を受信する（Ｓ２１）。受信されたパケットＰ１は、受信パケット処理部２２へ送信される。また、パケット受信部２１はパケットＰ１を受信したときの受信電力を測定し（Ｓ２２）、受信電力情報として、受信パケット処理部２２へ送信する。受信パケット処理部２２は、受信したパケットＰ１を分解し、シーケンス番号および送信データを抽出する（Ｓ２３）。抽出されたシーケンス番号は、受信電力情報とともに受信情報算出部２３へ送信される。一方、抽出された受信データは、受信データ処理部２４から上位装置に送信され、適宜処理される。

受信情報算出部２３は、本処理が開始してから所定の時間ｔ１が経過したか否かを判断する（Ｓ２４）。所定の時間ｔ１は、周期Ｔよりも短い時間であり、基地局１０から送信されるパケットＰ１を複数受信することが可能な時間が適宜設定される。そして、所定の時間ｔ１が経過していない場合は（Ｓ２４：ＮＯ）、Ｓ１１の処理に戻り、以降の処理を繰り返す。これにより、移動局２０は、複数のパケットＰ１（すなわち複数のシーケンス番号、受信電力情報および送信データ）を受信する。一方、所定の時間ｔ１が経過した場合（Ｓ２４：ＹＥＳ）、受信情報算出部２３は、所定の時間ｔ１内に受信した複数のシーケンス番号および受信電力情報を集計処理し、当該時間ｔ１内におけるパケットエラー率および平均受信電力を算出する（Ｓ２５）。

具体的には、パケットエラー率（ＰＥＲ）は、時間ｔ１の間に受信したシーケンス番号の受信数（パケットＰ１の受信数）をＮ、シーケンス番号の最大値と最小値との差をＭとした場合、下記の式（１）で算出される。

ＰＥＲ＝１−Ｎ／（Ｍ＋１） ・・・（１）

また、平均受信電力は、時間ｔ１の間に受信した受信電力情報の総和をシーケンス番号の最大値と最小値との差Ｍで割った値として算出される。

受信情報算出部２３は、算出したパケットエラー率および平均受信電力を、パケットエラー率情報および受信電力情報として、送信パケット生成部２５へ送信する。また、送信データ生成部２６は、送信データを生成し、送信パケット生成部２５へ送信する。さらに、位置検出部２７は、自局の位置をＧＰＳ受信機等により検出し（Ｓ２６）、位置情報として送信パケット生成部２５へ送信する。送信パケット生成部２５は、受信したパケットエラー率情報、受信電力情報、位置情報および送信データを含むパケットＰ２を生成し（Ｓ２７）、パケット送信部２８へ送信する。パケット送信部２８は、受信したパケットＰ２を、送信アンテナ２２０を介して、基地局１０へ送信する（Ｓ２８）。

続いて、基地局１０のパケット受信部１５は、受信アンテナ１２０を介して、移動局２０からパケットＰ２を受信する（Ｓ１３）。受信したパケットＰ２は、受信パケット処理部１６へ送信される。受信パケット処理部１６は、受信したパケットＰ２を分解し、パケットエラー率情報、受信電力情報、位置情報および受信データを抽出する（Ｓ１４）。抽出されたパケットエラー率情報および受信電力情報は、特性テーブル生成部１７へ送信され、受信データおよび位置情報は受信データ処理部１８へ送信される。

続いて、特性テーブル生成部１７は、本処理を開始してから所定の時間ｔ２が経過したか否かを判断する（Ｓ１５）。所定の時間ｔ２は周期Ｔと同じ時間に設定される。所定の時間ｔ２が経過していない場合は（Ｓ１５：ＮＯ）、Ｓ１１に戻り、以降の処理を繰り返す。これにより、基地局１０は、複数のパケットＰ２（すなわち複数のパケットエラー率情報、受信電力情報、位置情報および送信データ）を受信する。一方、時間ｔ２が経過した場合（Ｓ１５：ＹＥＳ）、特性テーブル生成部１７は、時間ｔ２の間に受信したパケットエラー率情報および受信電力情報を集計処理し、パケットエラー率−受信電力特性テーブルＦ１（以下、「特性テーブルＦ１」という）を生成する（Ｓ１６）。

図３は、特性テーブルＦ１の一例を示す。特性テーブルＦ１は、パケットエラー率と受信電力との関係を推定するものであり、時間ｔ２（周期Ｔ_１）の間に受信した複数のパケットエラー率情報および受信電力情報に基づき、誤差が最小となるように近似した関数で表される。特性テーブルＦ１の関数としては、ＥＸＰ型、ＥＸＰ＋ＣＯＮＳＴ型、ＰＯＬＹＲＡＴＩＯ型の内、誤差が最小となるものが採用される。なお、別の実施の形態においては、ＥＸＰ型、ＥＸＰ＋ＣＯＮＳＴ型、ＰＯＬＹＲＡＴＩＯ型のいずれかを固定して採用しても良く、さらには、その他の形式の関数を採用しても良い。

続いて、送信電力制御部１９は、特性テーブルＦ１に基づいて、次の周期Ｔ_２における送信電力を決定する（Ｓ１７）。詳しくは、まず、図３に示される特性テーブルＦ１において、基地局１０が通信エリア内の移動局２０との通信で要求する目標パケットエラー率ＰＥＲ＿ｒｅｑに対応する受信電力を求め、目標受信電力ＰＷＲ＿ｒｅｑとする。なお、目標パケットエラー率は、一般的に５％程度（パケット到達率：９５％程度）とされる。

次に、下記の式（２）によって、目標受信電力ＰＷＲ＿ｒｅｑと現在の周期Ｔ_１における送信電力ＰＷＲ＿１との差から、送信電力の変化量ΔＰＷＲを求める。

ΔＰＷＲ＝ＰＷＲ＿ｒｅｑ−ＰＷＲ＿１ ・・・（２）

そして、下記の式（３）によって、現在の周期Ｔ_１の送信電力ＰＷＲ＿１と変化量ΔＰＷＲから、次の周期Ｔ_２における送信電力ＰＷＲ＿２を算出する。

ＰＷＲ＿２＝ＰＷＲ＿１＋ΔＰＷＲ ・・・（３）

Ｓ１６で求められた送信電力ＰＷＲ＿２は、送信電力情報としてパケット送信部１４へ送信され、本処理が終了する。これにより、次の周期Ｔ_２の送信電力が決定され、次の周期Ｔ_２では、送信電力ＰＷＲ＿２によって、基地局１０からパケットＰ１が送信される。例えば、無線通信システム１の通信品質が悪い場合、目標パケットエラー率ＰＥＲ＿ｒｅｑに対する目標受信電力ＰＷＲ＿ｒｅｑの値は大きくなる。そのため、変化量ΔＰＷＲは正の値をとり、現在の周期Ｔ_１における送信電力ＰＷＲ＿１を増加して次の周期Ｔ_２における送信電力ＰＷＲ＿２とされる。なお、送信電力の変化量ΔＰＷＲの絶対値が大きい場合は、次の周期で変化させるのではなく、複数の周期にわたって徐々に変化させる方法を採用しても良い。

本実施の形態では、このように、実測したパケットエラー率と受信電力との関係に基づいて、必要とするパケットエラー率に対応する受信電力を求め、該求められた受信電力に近づくように送信電力を制御する。これにより、マルチパスによって電力変動特性および遅延特性が、異なる場所および時間で変化し、移動局２０における通信品質が異なった場合でも、他システムへの干渉を抑制するとともに、通信エリアにおいて高品質な通信が可能となるよう、最適な送信電力制御を行うことが可能となる。

実施の形態２．
続いて、本発明の実施の形態２について説明する。実施の形態２は、送信電力制御処理において、パケットエラー率に加え、移動局２０の位置情報を用いて送信電力を決定する点において、実施の形態１と相違する。基地局１０および移動局２０の構成については、実施の形態１と同様である。

本実施の形態における送信電力制御処理の流れは、図２に示す実施の形態１の送信電力制御処理の流れと同じであるが、Ｓ１６およびＳ１７における処理の内容が実施の形態１と相違する。まず、本実施の形態では、Ｓ１４にて、基地局１０が移動局２０から受信したパケットＰ２に含まれる位置情報は、パケットエラー率情報および受信電力情報とともに、特性テーブル生成部１７へ送信される。

そして、特性テーブル生成部１７は、所定の時間ｔ２が経過した場合（Ｓ１５：ＹＥＳ）、時間ｔ２の間に受信したパケットエラー率情報および受信電力情報から特性テーブルＦ１を生成するとともに、位置情報および受信電力情報を集計処理し、位置−受信電力特性テーブルＦ２（以下、「特性テーブルＦ２」という）を生成する（Ｓ１６）。

図４は、特性テーブルＦ２の一例を示す図である。特性テーブルＦ２は、移動局２０の位置（基地局１０からの距離）と受信電力の関係を推定するものである。特性テーブル生成部１７は、まず、移動局２０から受信した位置情報を、基地局１０に対する位置情報（すなわち基地局１０からの距離）へ変換する。そして、特性テーブルＦ２は、変換された位置情報および受信電力情報に基づき、誤差が最小となるように近似した関数として表される。特性テーブルＦ２の関数としては、例えば、受信電力が距離の階乗に比例、すなわち、対数上で線形になるものなどがある。なお、別の実施の形態では、その他の形式の関数を採用しても良い。

送信電力制御部１９は、特性テーブルＦ１およびＦ２に基づいて、次の周期Ｔ_２における送信電力を決定する（Ｓ１７）。詳しくは、まず、図３に示される特性テーブルＦ１から、目標受信電力ＰＷＲ＿ｒｅｑを求める。続いて、図４に示す特性テーブルＦ２において、基地局１０が要求する、通信エリアの最遠端の移動局２０までの距離Ｄ＿ｒｅｑ（例えば２００ｍ）に対応する受信電力を求め、目標受信電力ＰＷＲ＿Ｄとする。そして、求められた２つの目標受信電力ＰＷＲ＿ｒｅｑおよびＰＷＲ＿Ｄを用いて、下記の式（４）から現周期Ｔ_１の送信電力に対する変化量ΔＰＷＲを求める。

ΔＰＷＲ＝ＰＷＲ＿ｒｅｑ−ＰＷＲ＿Ｄ ・・・（４）

続いて、送信電力制御部１９は、現在の周期Ｔ_１の送信電力ＰＷＲ＿１と変化量ΔＰＷＲから、次の周期Ｔ_２における送信電力ＰＷＲ＿２を算出する。次の周期Ｔ_２における送信電力ＰＷＲ＿２は、実施の形態１における式（３）で求められる。

このようにして求められた送信電力ＰＷＲ＿２は送信電力情報として、パケット送信部１４へ送信され、本処理が終了する。これにより、次の周期Ｔ_２の送信電力が決定され、次の周期Ｔ_２では、送信電力ＰＷＲ＿２によって、基地局１０からパケットＰ１が送信される。例えば、無線通信システム１の通信品質が悪い場合、特性テーブルＦ１から求められる目標受信電力ＰＷＲ＿ｒｅｑの値は大きくなり、特性テーブルＦ２から求められる目標受信電力ＰＷＲ＿Ｄの値は小さくなる。そのため、変化量ΔＰＷＲは正の値をとり、現在の周期Ｔ_１における送信電力ＰＷＲ＿１を増加して次の周期Ｔ_２における送信電力ＰＷＲ＿２とすることができる。

このように、本実施の形態では、実施の形態１におけるパケットエラー率に加え、位置情報と受信電力との関係も用いて送信電力の制御を行うことで、より詳細な通信品質に応じて送信電力制御を行うことができ、より高品質な通信が可能となる。

以上が本発明の実施の形態の説明であるが、本発明は、上記の実施の形態の構成に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で様々な変形や組み合わせが可能である。まず、上記の実施の形態では、本発明を路車間通信システムへ適用した例を示したが、これに限定されるものではなく、車々間通信やその他の無線通信においても本発明を適用することが可能である。

また、上記実施の形態においては、送信電力の制御を周期的に行い、特性テーブルＦ１およびＦ２は各周期で新たに生成する構成となっているが、送信電力ごとに特性テーブルＦ１およびＦ２を保存して、次周期以降に再度利用することも可能である。詳しくは、まず、周期Ｔｉでのパケット送信部１４による送信電力ＰＷＲ＿ｉと、周期Ｔｉで生成された特性テーブルＦ１およびＦ２とを関連付けて保存する。そして、次周期以降、パケット送信部１４による送信電力が送信電力ＰＷＲ＿ｉと同じである場合、送信電力ＰＷＲ＿ｉに関連付けられた特性テーブルＦ１およびＦ２に基づき、送信電力の制御を行う。このように構成することにより、送信電力制御の処理負荷を軽減させることができる。

また、上記実施の形態２では、移動局２０の位置情報に基づく特性テーブルＦ２を生成し、送信電力を制御しているが、位置情報に加えて、走行速度の情報を用いる構成としても良い。この場合、移動局２０は、走行速度を検出するための走行速度検出部を備え、検出位置情報に加えて、走行速度に関する速度情報含むパケットを基地局１０に送信する。また、基地局１０は、受信した速度情報に基づき、走行速度範囲に応じて各情報の重みを変更するなどして特性テーブルＦ１およびＦ２を生成する。走行速度範囲に応じて特性テーブルを作成する目的としては、各サービス毎に想定する速度範囲（上限）があるため、例えば速度上限が８０ｋｍ／ｈのサービスに関しては、９０ｋｍ／ｈで走行する車両からの情報はほとんど反映しないような重みを付ける。すなわち、他の速度帯の情報を除外あるいは極めて軽減するような重み値を選択する。これにより、移動局２０の許容（想定）速度に適した送信電力制御を行うことができ、より高品質な通信が可能となる。

さらに、上記実施の形態では、移動局２０のパケット受信部２１で受信電力を測定する構成となっているが、受信電力ではなく、受信電力に対応するＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）値を測定しても良い。また、シーケンス番号、パケットエラー率情報、受信電力情報および位置情報は、送信データを含むパケットＰ１およびＰ２とは別のパケットとして送受信されても良い。また、上記実施の形態では、受信情報算出部２３において、パケットエラー率および平均受信電力を求める構成としたが、これらに替えてパケット到達率および最頻受信電力を求めても良い。

本発明に係る無線通信システム、送信電力制御方法および無線通信装置によれば、場所よび時間によって変化する通信品質に応じて、適切に送信電力を制御することが可能となる。

1 無線通信システム、１０ 基地局、１１ シーケンス番号生成部、１２ 送信パケット生成部、１３ 送信データ生成部、１４ パケット送信部、１５ パケット受信部、１６ 受信パケット処理部、１７ 特性テーブル生成部、１８ 受信データ処理部、１９ 送信電力制御部、２０ 移動局、２１ パケット受信部、２２ 受信パケット処理部、２３ 受信情報算出部、２４ 受信データ処理部、２５ 送信パケット生成部、２６ 送信データ生成部、２７ 位置検出部、２８ パケット送信部、１１０、２２０ 送信アンテナ、１２０、２１０ 受信アンテナ、Ｆ１ パケットエラー率−受信電力特性テーブル、Ｆ２ 位置−受信電力特性テーブル、Ｐ１、Ｐ２ パケット。

Claims (10)

1. 基地局と走行する車両に搭載される移動局との間で路車間通信を行う無線通信システムであって、
   前記移動局は、
   前記基地局からパケットを受信する移動局側パケット受信部と、
   前記移動局側パケット受信部で受信した前記パケットに基づき、前記基地局からの受信品質に関する情報を出力する受信情報出力部と、
   自局の走行速度を検出する速度検出部と、
   前記受信品質に関する情報および前記速度検出部により検出された走行速度に基づく速度情報を含むパケットを前記基地局へ送信する移動局側パケット送信部と、を有し、
   前記基地局は、
   前記移動局へパケットを送信する基地局側パケット送信部と、
   前記移動局からパケットを受信する基地局側パケット受信部と、
   前記基地局側パケット受信部で受信した前記パケットに含まれる前記受信品質に関する情報および前記速度情報に基づいて、所定の速度帯に含まれない情報を除外もしくは軽減するように、前記受信品質の特性情報を生成する特性情報生成部と、
   前記特性情報から、目標とする受信品質を満たす送信条件を求め、該送信条件に応じて前記基地局側パケット送信部におけるパケット送信時の送信電力を制御する送信電力制御部と、を有することを特徴とする無線通信システム。
2. 基地局と走行する車両に搭載される移動局との間で路車間通信を行う無線通信システムであって、
   前記移動局は、
   前記基地局からパケットを受信する移動局側パケット受信部と、
   前記移動局側パケット受信部で受信した前記パケットに基づき、前記基地局からの受信品質に関する情報を出力する受信情報出力部と、
   自局の走行速度を検出する速度検出部と、
   前記受信品質に関する情報および前記速度検出部により検出された走行速度に関する速度情報を含むパケットを前記基地局へ送信する移動局側パケット送信部と、を有し、
   前記基地局は、
   前記移動局へパケットを送信する基地局側パケット送信部と、
   前記移動局からパケットを受信する基地局側パケット受信部と、
   前記基地局側パケット受信部で受信した前記パケットに含まれる前記速度情報が許容範囲にある場合、前記パケットに含まれる前記受信品質に関する情報の重みを変更し、前記受信品質の特性情報を生成する特性情報生成部と、
   前記特性情報に基づいて、前記基地局と前記移動局との通信で要求される受信品質を満たす送信条件に応じて前記基地局側パケット送信部におけるパケット送信時の送信電力を制御する送信電力制御部と、を有することを特徴とする無線通信システム。
3. 前記移動局側パケット受信部は、前記パケットの受信時における受信電力を測定し、
   前記受信情報出力部は、前記受信電力に関する情報を出力し、
   前記移動局側パケット送信部は、前記受信品質に関する情報、前記速度情報および前記受信電力に関する情報を含むパケットを前記基地局へ送信することを特徴とする請求項１または２に記載の無線通信システム。
4. 前記特性情報生成部は、前記基地局側パケット受信部で受信した前記パケットに含まれる前記受信品質に関する情報、前記速度情報および前記受信電力に関する情報に基づいて、前記特性情報を生成することを特徴とする請求項３に記載の無線通信システム。
5. 前記特性情報は、前記受信品質と前記受信電力との関係を推定する特性情報であ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. 前記受信品質に関する情報は、パケットエラーに関する情報であることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の無線通信システム。
7. 基地局と走行する車両に搭載される移動局との間で路車間通信を行う無線通信システムにおける送信電力制御方法であって、
   前記移動局において、
   前記基地局からパケットを受信し、
   受信した前記パケットに基づき、前記基地局からの受信品質に関する情報を出力し、
   自局の走行速度を検出し、
   前記受信品質に関する情報および検出された前記走行速度に基づく速度情報を含むパケットを前記基地局へ送信し、
   前記基地局において、
   前記移動局からパケットを受信し、
   受信した前記パケットに含まれる前記受信品質に関する情報および前記速度情報に基づいて、所定の速度帯に含まれない情報を除外もしくは軽減するように、前記受信品質の特性情報を生成し、
   前記特性情報から、目標とする受信品質を満たす送信条件を求め、該送信条件に応じて前記移動局へのパケット送信時の送信電力を制御する、ことを特徴とする送信電力制御方法。
8. 基地局と走行する車両に搭載される移動局との間で路車間通信を行う無線通信システムにおける送信電力制御方法であって、
   前記移動局において、
   前記基地局からパケットを受信し、
   受信した前記パケットに基づき、前記基地局からの受信品質に関する情報を出力し、
   自局の走行速度を検出し、
   前記受信品質に関する情報および検出された前記走行速度に関する速度情報を含むパケットを前記基地局へ送信し、
   前記基地局において、
   前記移動局からパケットを受信し、
   受信した前記パケットに含まれる前記速度情報が許容範囲にある場合、前記パケットに含まれる前記受信品質に関する情報の重みを変更し、前記受信品質の特性情報を生成し、
   前記特性情報に基づいて、前記基地局と前記移動局との通信で要求される受信品質を満たす送信条件に応じて前記移動局へのパケット送信時の送信電力を制御する、ことを特徴とする送信電力制御方法。
9. 走行する車両に搭載される移動局と路車間無線通信を行う無線通信装置であって、
   前記移動局へパケットを送信するパケット送信部と、
   前記パケット送信部から送信されたパケットの受信品質に関する情報および前記移動局の走行速度に基づく速度情報を含むパケットを前記移動局から受信するパケット受信部と、
   前記パケット受信部で受信した前記パケットに含まれる前記受信品質に関する情報および前記速度情報に基づいて、所定の速度帯に含まれない情報を除外もしくは軽減するように、前記受信品質の特性情報を生成する特性情報生成部と、
   前記特性情報から、目標とする受信品質を満たす送信条件を求め、該送信条件に応じて前記パケット送信部におけるパケット送信時の送信電力を制御する送信電力制御部と、を有することを特徴とする無線通信装置。
10. 走行する車両に搭載される移動局と路車間無線通信を行う無線通信装置であって、
    前記移動局へパケットを送信するパケット送信部と、
    前記パケット送信部から送信されたパケットの受信品質に関する情報および前記移動局の走行速度に関する速度情報を含むパケットを前記移動局から受信するパケット受信部と、
    前記パケット受信部で受信した前記パケットに含まれる前記速度情報が許容範囲にある場合、前記パケットに含まれる前記受信品質に関する情報の重みを変更し、前記受信品質の特性情報を生成する特性情報生成部と、
    前記特性情報に基づいて、前記無線通信装置と前記移動局との通信で要求される受信品質を満たす送信条件に応じて前記パケット送信部におけるパケット送信時の送信電力を制御する送信電力制御部と、を有することを特徴とする無線通信装置。

Images