JP2020102705A - 半導体装置、無線端末装置、無線通信システムおよび無線端末装置の通信方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、実施の形態1に係る通信システム100の構成の一例を示す図である。図1に示されるように、通信システム100は、車両110、車両111、後述する符号が付されていない車両および無線制御装置200を含む。各車両には、後述する図示しない無線端末装置300がそれぞれ搭載されている。また、図1は、図面の上下方向に向かう道路と図面の左右方向に向かう道路とが交差する交差点を示している。これら2つの道路が交差することによって、交差部分130が形成される。車両から伸びる矢印は、車両の進行方向を表している。図1では、上下方向に向かう道路の信号は赤信号であるため、上下方向に向かう道路を走行中の車両は、停止し、もしくは、停止のために減速している。一方、左右方向に向かう道路の信号は青信号であるため、左右方向に向かう道路を走行中の車両は、直進、もしくは、右折のために交差点内で停止している。なお、図1では、無線制御装置200は、信号機120に設置されているが、これに限定されない。各車両の無線端末装置300が、無線制御装置200の通信範囲内に位置していればよい。例えば、無線制御装置200は、信号機120の近傍に設けられた建物や、自動販売機に設置されてもよく、さらには、地下に埋め込まれていてもよい。また、無線制御装置200は、信号機が配置されていない交差点に設置されても構わない。さらには、無線制御装置200は、交差点に限らず、例えば、見通しの悪い道路の曲がり角付近に設置されることも可能である。
N=1(初期値)+C1+C2+C3+C4+C5 … (式1)
この場合には、第1及び第2の車両情報に基づいて読み出した全ての補正値を考慮して、N値が決定される。図8の車両110に搭載された車両110に搭載された無線端末装置300および車両111に搭載された無線端末装置300の事例では、式1を用いてN値を算出すると、それぞれ以下のようになる。
<車両110に搭載された無線端末装置300>
・車両速度:40km/h → C1:0
・車両位置:0m → C2:0
・車線本数:1 → C3:0
・混雑レベル:1 → C4:0
・天候:晴 → C5:0
・N=1+0+0+0+0+0=1
<車両111に搭載された無線端末装置300>
・車両速度:15km/h → C1:1
・車両位置:15m → C2:0
・車線本数:2 → C3:1
・混雑レベル:1 → C4:0
・天候:晴 → C5:0
・N=1+1+0+1+0+0=3
また、ステップS213では、N値は、補正値の全てを考慮して算出されなくてもよい。すなわち、考慮する補正値の組合せは制限されない。例えば、N値は、第1の車両情報のみを考慮して算出されてもよく(式2)、第2の車両情報のみを考慮して算出されてもよく(式3)、第1の車両情報と第2の車両情報のそれぞれの一部を考慮して算出されてよい(式4)。
N=1(初期値)+C1+C2 … (式2)
N=1(初期値)+C3+C4+C5 … (式3)
N=1(初期値)+C1+C5 … (式4)
C1〜C5の読み出し順序に関しては、図10に例示する場合に限られない。例えば、補正値読み出し部291は、C3〜C5を読み出してから、C1およびC2を読み出してもよい。式1〜式4を用いたN値の算出においては、読み出しが行われなかった補正値があれば、その値を0としてN値は計算されてもよい。また、車両情報テーブルに紐づけられたC1〜C5は整数値を取り得るため、式1〜式4を用いたN値の計算結果についても整数値を取り得る。但し、図6の第1の車両情報テーブルおよび図7の第2の車両情報テーブルを参照して、式1、式3および式4の計算を行った場合には、N値が0になる場合がある。このように、N値が0以下になる場合には、N値は1として決定されることができる。
次いで、実施の形態2を説明する。実施の形態2では、実施の形態1に係る処理部350の別の形態となる処理部350aについて説明する。図12は、実施の形態2に係る無線端末装置300aに含まれる処理部350aの構成の一例を示すブロック図である。実施の形態2において、無線端末装置300aの処理部350a以外の構成は、図4に示されるものと同様でよい。そのため、ここでは、それらの説明を省略する。また、図12に示された構成のうち、図5と同一の機能を有する構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
次いで、実施の形態3を説明する。実施の形態3では、実施の形態1に係る処理部350のさらに別の形態となる処理部350bについて説明する。図15は、実施の形態3に係る無線端末装置300bに含まれる処理部350bの構成の一例を示すブロック図である。実施の形態3において、無線端末装置300bの処理部350b以外の構成は、図4に示されるものと同様でよい。そのため、ここでは、それらの説明を省略する。また、図15に示された構成のうち、図5と同一の機能を有する構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
次いで、実施の形態3の変形例を説明する。上述した実施の形態3では、無線端末装置300bでチャネル使用率を算出するようにしたが、チャネル使用率の算出処理は、無線制御装置200で実行されることも可能である。図17は、実施の形態3の変形例に係る無線制御装置200bに含まれる処理部250bの構成の一例を示すブロック図である。実施の形態3の変形例において、無線制御装置200bの処理部250b以外の構成は、図2に示されるものと同様でよい。そのため、ここでは、それらの説明を省略する。また、図17に示された構成のうち、図3と同一の機能を有する構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
次いで、実施の形態4を説明する。特許文献1には、複数のスロットを含む第1の期間とスロットを含まない第2の期間によって規定された送信フレームを用いて、無線通信を行う通信システムが開示されている。また、特許文献1の通信システムには、端末装置がデータを送信する場合には、交差点からの距離に応じて決められた第1の期間もしくは第2の期間のいずれかを選択して、データ送信を行うことが開示されている。実施の形態1〜3に記載の無線端末装置300、300aおよび300bのぞれぞれは、特許文献1に開示された通信システムと組み合わせることが可能である。実施の形態4では、実施の形態1の無線端末装置300と特許文献1に開示された通信システムとの組み合わせについて説明する。なお、実施の形態4において、実施の形態1と同一の機能を有する構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
次いで、実施の形態4の変形例を説明する。上述した実施の形態4では、第1の期間をさらに優先端末期間と非優先端末期間に分割する。優先端末期間では、N値が1に設定されている無線端末装置300cがデータ送信を行うものとし、非優先端末期間では、N値が1より大きな値に設定されている無線端末装置300cがデータ送信を行うものとする。
Claims (20)
- 第1の車両に搭載される無線端末装置を制御する半導体装置であって、
無線制御装置から第1の送信周期をもって送信されるフレームを受信して制御情報を復調するとともに、送信データを変調して無線周波数のパケット信号として第2の送信周期をもってブロードキャスト送信する通信部と、
前記第1の車両の車両情報に基づいて、前記第2の送信周期を決定する周期決定部と、
前記復調した制御情報および前記決定した第2の送信周期に基づいて、前記送信データの送信タイミングを決定するための送信タイミングトリガ信号を生成し、該生成した送信タイミングトリガ信号に同期して、前記送信データを前記通信部へ出力する送受信制御部と、
を備え、
前記第2の送信周期は、前記第1の送信周期と同じ、もしくは、前記第1の送信周期よりも長い、
半導体装置。 - 前記車両情報は、前記第1の車両の車両速度、前記第1の車両の車両位置、前記第1の車両が走行する道路の車線本数、前記第1の車両が走行する道路の混雑度統計情報または前記第1の車両が走行する地域の天候情報を含む、
請求項1に記載の半導体装置。 - 前記車両情報に紐付けられ、前記第2の送信周期を調整するための補正値を規定する車両情報テーブルを格納する記憶部をさらに備え、
前記周期決定部は、
前記車両情報テーブルを参照し、前記車両情報に対応する前記補正値を読み出す補正値読み出し部と、
前記補正値読み出し部によって読み出された補正値に基づいて、前記第2の送信周期を決定するためのパラメータN(N:N>0の整数)を決定するN値決定部と、
を有する、
請求項1または2に記載の半導体装置。 - 前記送受信制御部は、前記復調した制御情報に応答してカウント動作を行う送信制御カウンタを有し、前記パラメータNの値と前記送信制御カウンタのカウント値が一致した場合に、前記送信タイミングトリガ信号を生成する送信タイミング制御部を有する、
請求項3に記載の半導体装置。 - 前記第2の送信周期は、前記第1の送信周期に前記パラメータNの値を乗じた期間に設定される、
請求項3に記載の半導体装置。 - 監視時間をカウントし、前記復調した制御情報に応答して、カウント値をリセットする監視カウンタを有する制御情報監視部をさらに備え、
前記制御情報監視部は、前記監視カウンタのカウント値がリセットされる前に前記監視カウンタによる前記監視時間のカウント動作が完了した場合には、オーバーフロー信号を生成し、
前記送受信制御部は、前記オーバーフロー信号に応答して、前記送信タイミングトリガ信号を生成する、
請求項1ないし5のいずれか1項に記載の半導体装置。 - ビジー状態カウント部と、チャネル使用率算出部と、を有するチャネル監視部をさらに備え、
前記通信部は、第2の車両に搭載された無線端末装置から送信された無線信号を受信し、該受信した無線信号からデータを復調し、
前記ビジー状態カウント部は、前記復調した制御情報および前記復調したデータに基づいて、無線チャネルの使用状態を示すビジー信号を生成し、単位時間に前記ビジー信号が活性化状態となる期間をカウントし、
前記チャネル使用率算出部は、前記ビジー状態カウント部によって得られたカウント値に基づいて、前記単位時間あたりのチャネル使用率を算出し、
前記周期決定部は、前記算出したチャネル使用率が第1のしきい値よりも小さい場合には、前記第1の車両の前記車両情報にかかわらず、前記第2の送信周期を前記第1の送信周期と同じに決定する、
請求項1ないし6のいずれか1項に記載の半導体装置。 - ビジー状態カウント部と、チャネル使用率算出部と、を有するチャネル監視部をさらに備え、
前記通信部は、第2の車両に搭載された無線端末装置から送信された無線信号を受信し、受信した無線信号からデータを復調し、
前記ビジー状態カウント部は、前記復調した制御情報および前記復調したデータに基づいて、無線チャネルの使用状態を示すビジー信号を生成し、単位時間に前記ビジー信号が活性化状態となる期間をカウントし、
前記チャネル使用率算出部は、前記ビジー状態カウント部によって得られたカウント値に基づいて、前記単位時間あたりのチャネル使用率を算出し、
N値決定部は、前記算出したチャネル使用率が第2のしきい値よりも大きい場合には、前記補正値に基づいて決定した前記パラメータNの値を増加させる、
請求項5に記載の半導体装置。 - 前記通信部が受信した無線信号の受信電力を測定する電力測定部と、
前記受信電力と第3のしきい値とを比較して、前記第1の車両が前記無線制御装置から送信される無線信号の大きさに応じて決められた第1および第2のエリアのいずれかのエリアに位置するかどうかを決定するエリア決定部と、
をさらに備え、
前記通信部が受信する前記フレームは、第1の期間と第2の期間とを含み、
前記第1の期間は、複数のスロットを含み、
前記復調した制御情報には、空きスロット情報が含まれ、
前記送受信制御部は、
前記エリア決定部によって決定されたエリアが第1のエリアである場合には、前記送信データを送信する期間として前記第1の期間を選択し、
前記エリア決定部によって決定されたエリアが第2のエリアである場合には、前記送信データを送信する期間として前記第2の期間を選択し、
前記送信データを送信する期間として前記第1の期間を選択する場合には、前記空きスロット情報を参照して、前記第1の期間に含まれる複数のスロットのうちの1つを選択し、前記送信データを選択した空きスロットの1つに割り当てて前記通信部へ出力する、
請求項4に記載の半導体装置。 - 前記復調した制御情報には、さらに衝突スロット情報が含まれ、
前記送受信制御部は、
前記第1の期間を使用して前記送信データの送信を実行した直後に受信するフレームにおいて、前記衝突スロット情報を参照して、使用したスロットが衝突スロットとして特定されているかどうかを確認し、
前記使用したスロットが衝突スロットとして特定されていた場合には、前記空きスロット情報を参照して、前記送信データを送信するためのスロットの選択をやり直し、前記選択し直したスロットにて前記送信データの送信を実行し、
前記使用したスロットが衝突スロットとして特定されていない場合には、前記送信制御カウンタのカウント値に基づいて、前記送信データの送信を行うかどうかを判断する、
請求項9に記載の半導体装置。 - 前記通信部が受信した無線信号の受信電力を測定する電力測定部と、
前記受信電力と第3のしきい値とを比較して、前記第1の車両が前記無線制御装置から送信される無線信号の大きさに応じて決められた第1および第2のエリアのいずれかのエリアに位置するかどうかを決定するエリア決定部と、
をさらに備え、
前記通信部が受信する前記フレームは、第1の期間と第2の期間とを含み、
前記第1の期間は、優先端末期間と非優先端末期間とを含み、
前記優先端末期間および非優先端末期間は、複数のスロットをそれぞれ含み、
前記復調した制御情報には、空きスロット情報および衝突スロット情報が含まれ、
前記送受信制御部は、
前記エリア決定部によって決定されたエリアが第1のエリアであり、かつ、前記パラメータNが1である場合には、前記送信データを送信する期間として前記優先端末期間を選択し、
前記エリア決定部によって決定されたエリアが第1のエリアであり、かつ、前記パラメータNが1より大きい場合には、前記送信データを送信する期間として前記非優先端末期間を選択し、
前記エリア決定部によって決定されたエリアが第2のエリアである場合には、前記送信データを送信する期間として前記第2の期間を選択し、
前記送信データを送信する期間として前記優先端末期間または非優先端末期間を選択する場合には、前記空きスロット情報を参照して、前記優先端末期間または非優先端末期間に含まれる複数のスロットのうちの1つを選択し、前記送信データを選択した空きスロットの1つに割り当てて前記通信部へ出力し、
前記非優先端末期間を使用して前記送信データの送信を実行した直後に受信するフレームにおいて、前記衝突スロット情報を参照して、使用したスロットが衝突スロットとして特定されているかどうかを確認し、
前記使用したスロットが衝突スロットとして特定されており、かつ、同一のスロットでの連続した送信の回数が前記パラメータNの値に到達する場合には、前記空きスロット情報を参照して、前記送信データを送信するためのスロットの選択をやり直し、前記選択し直したスロットにて前記送信データの送信を実行し、
前記使用したスロットが衝突スロットとして特定されており、かつ、同一のスロットでの連続した送信の回数が前記パラメータNの値に到達しない場合には、再度同一のスロットでの前記送信データの送信を実行し、
前記使用したスロットが衝突スロットとして特定されていない場合には、前記送信制御カウンタのカウント値に基づいて、前記送信データの送信を行うかどうかを判断する、
請求項4に記載の半導体装置。 - 請求項1ないし11のいずれか1項に記載の半導体装置と、
前記通信部に電気的に接続されるアンテナと、
を備え、
前記通信部は、前記アンテナを介して、前記無線制御装置から前記第1の送信周期をもって送信される制御情報を含むフレームを受信し、
前記通信部は、前記アンテナを介して、前記変調した送信データを無線周波数のパケット信号として前記第2の送信周期をもって送信する、
無線端末装置。 - 請求項12に記載の無線端末装置と、
前記第1の送信周期で前記制御情報を含むフレームを送信する前記無線制御装置と、
を備える無線通信システム。 - 第1の車両に搭載される無線端末装置を制御する半導体装置であって、
無線制御装置から送信されるフレームを受信し、該受信したフレームに同期して送信データを送信する通信部と、
前記第1の車両の車両情報に基づいて、前記送信データの送信周期を決定する周期決定部と、
前記決定した送信周期に基づいて、第1の送信動作モードと第2の送信動作モードのいずれかの送信動作モードで動作する送受信制御部と、
を備え、
前記第1の送信動作モードでは、前記送受信制御部は、前記フレームを受信する度に前記送信データを前記通信部へ出力するように、前記送信データの送信タイミングを制御し、
前記第2の送信動作モードでは、前記送受信制御部は、受信した前記フレームに対して前記送信データを前記通信部へ出力する場合と、受信した前記フレームに対して前記送信データを前記通信部へ出力しない場合と、を含むように、前記送信データの送信タイミングを制御する、
半導体装置。 - 前記車両情報は、前記第1の車両の車両速度、前記第1の車両の車両位置、前記第1の車両が走行する道路の車線本数、前記第1の車両が走行する道路の混雑度統計情報または前記第1の車両が走行する地域の天候情報を含む、
請求項14に記載の半導体装置。 - 前記無線制御装置から送信されるフレームの各々には、制御情報が含まれ、
前記送受信制御部は、前記制御情報に基づいて、前記送信データの送信タイミングを制御するための送信タイミングトリガ信号を生成する、
請求項14または15に記載の半導体装置。 - ビジー状態カウント部と、チャネル使用率算出部と、を有するチャネル監視部をさらに備え、
前記通信部は、第2の車両に搭載された無線端末装置から送信された前記第2の車両のデータを受信し、
前記ビジー状態カウント部は、前記受信したフレームに含まれる制御情報と前記受信した前記第2の車両のデータに基づいて、無線チャネルの使用状態を示すビジー信号を生成し、単位時間に前記ビジー信号が活性化状態となる期間をカウントし、
前記チャネル使用率算出部は、前記ビジー状態カウント部によって得られたカウント値に基づいて、前記単位時間あたりのチャネル使用率を算出し、
前記送受信制御部は、前記算出したチャネル使用率が第1のしきい値よりも小さい場合には、前記決定した送信周期にかかわらず、前記第1の送信動作モードで動作する、
請求項16に記載の半導体装置。 - 第1の車両に搭載される無線端末装置の通信方法であって、
無線制御装置から第1の送信周期をもって送信される制御情報を受信するステップと、
前記第1の車両の車両情報を取得するステップと、
前記取得するステップで取得した車両情報に基づいて、送信データの第2の送信周期を決定するステップと、
前記受信するステップで受信した制御情報および前記決定するステップで決定した第2の送信周期に基づいて、前記送信データの送信タイミングを決定するための送信タイミングトリガ信号を生成するステップと、
前記生成するステップで生成した送信タイミングトリガ信号に同期して、前記第2の送信周期で前記送信データを送信するステップと、
を備え、
前記第2の送信周期は、前記第1の送信周期と同じ、もしくは、前記第1の送信周期よりも長い、
無線端末装置の通信方法。 - 監視時間をカウントするステップと、
前記受信した制御情報に応答して、前記カウントするステップでカウントした値をリセットするステップと、
前記カウントするステップでカウントした値が前記監視時間に到達した場合に、オーバーフロー信号を生成するステップと、
前記オーバーフロー信号を生成するステップで生成した前記オーバーフロー信号に応答して、前記送信タイミングトリガ信号を生成するステップと、
を備える請求項18に記載の無線端末装置の通信方法。 - 第2の車両に搭載された無線端末装置から送信されたデータを受信するステップと、
前記制御情報を受信するステップで受信した制御情報および前記データを受信するステップで受信したデータに基づいて、無線チャネルの使用状態を示すビジー信号を生成するステップと、
前記ビジー信号を生成するステップで生成したビジー信号が単位時間に活性化状態となる期間をカウントするステップと、
前記ビジー信号が単位時間に活性化状態となる期間をカウントするステップで得られたカウント値に基づいて、前記単位時間あたりのチャネル使用率を算出するステップと、
前記算出するステップで算出したチャネル使用率が第1のしきい値よりも小さい場合には、前記決定するステップで決定した第2の送信周期にかかわらず、前記第2の送信周期を前記第1の送信周期と同じに決定するステップと、
を備える請求項18または19に記載の無線端末装置の通信方法。
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