JP2023125202A - 車載装置、通信方法および車載装置プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】パケット衝突を抑制することのできるサイドリンク通信を行う。【解決手段】車載装置（３０Ａ）は、車両（３Ａ）に搭載され、情報取得部（３２１）と、通信部（３２２）と、スケジュール生成部（３２３）とを備える。情報取得部は、車両の位置を測定して車両位置情報を取得する。通信部は、車載装置の第１の通信可能範囲の内側に存在する近接車両（３Ｂ、３Ｃ）に搭載された近接車両車載装置（３０Ｂ、３０Ｃ）への、車両位置情報を含むパケットの送信を、直接的なサイドリンク通信によって行う。スケジュール生成部は、パケットの送信に使用する周波数帯および送信タイミングを組み合わせた無線通信リソースを、パケットの送信のスケジュールとして設定する。スケジュール生成部は、車載装置が使用可能な無線通信リソースのうち、干渉車両の数が最も少なく、かつ、車車間距離が最も長い無線通信リソースを選択してスケジュールとして設定する。【選択図】図２

Description

本発明は車載装置と、通信方法と、車載装置プログラムとに関し、例えば、車両間のサイドリンク通信に好適に利用できるものである。

ＩＴＳ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｙｓｔｅｍｓ：高度道路交通システム）や自動運転技術などの高度化に資するために、車両と全てのモノが繋がるＶ２Ｘ（Ｖｅｈｉｃｌｅ－ｔｏ－Ｅｖｅｒｙｔｈｉｎｇ）通信の研究および開発が進められている。次世代のＶ２Ｘ通信手段として、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）や５Ｇ（５ｔｈ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）に代表される移動体通信を利用したＣ－Ｖ２Ｘ（Ｃｅｌｌｕｌａｒ Ｖ２Ｘ）が注目されている。

Ｃ－Ｖ２Ｘでは、比較的狭い範囲に存在する車両の間で直接通信が可能なＳＬ（ＳｉｄｅＬｉｎｋ：サイドリンク）通信と、基地局を経由する広域通信とがサポートされている。特に、ＳＬ通信では、単独の車両に搭載された車載センサだけで検知できる範囲より広い範囲にわたる多様な情報の収集への利用が見込まれている。また、ＳＬ通信の利用により、安全性の高い事故防止技術の実現が期待されている。

ＳＬ通信では、パケット衝突による信頼性の劣化を未然に防ぐために、ＳＰＳ（Ｓｅｍｉ－Ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｔ Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ：半永続スケジューリング）方式が採用されている。ＳＰＳ方式では、複数の車両にそれぞれ搭載された複数の車載装置が、パケット衝突による信頼性の劣化を未然に防ぐために、自律分散制御によって無線通信リソースを選択する。無線通信リソースとは、車載装置が別の車載装置へデータを送信するタイミングと、送信に使用する周波数チャネルとの組み合わせである。

上記に関連して、非特許文献１（Ｔ．Ｈ．Ｌｅｅ ａｎｄ Ｃ．Ｆ．Ｌｉｎ、「Ｒｅｄｕｃｉｎｇ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ ｉｎ Ｓｅｎｓｉｎｇ－Ｂａｓｅｄ ＳＰＳ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｆｏｒ Ｖ２Ｘ Ｓｉｄｅｌｉｎｋ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ」、ＩＥＥＥ ＲＥＧＩＯＮ １０ ＣＯＮＦＥＲＥＮＣＥ （ＴＥＮＣＯＮ）、２０２０年１１月、ｐｐ．３０３－３０８）には、ＳＰＳ方式に係る記載がある。ＳＰＳ方式では、それぞれの車載装置が近い将来において使用する予定の無線通信リソースを別の車載装置へ事前に通知し、かつ、別の車載装置から通知された無線通信リソースとは別の無線通信リソースを選択してデータを送信することによって、パケット衝突の発生を抑制することができる。

しかし、ＳＰＳ方式では、隠れ端末によるパケット衝突を考慮することができない。一例として、第１の車載装置と、第１の車載装置がＳＬ通信を行える第２の車載装置と、第１の車載装置とはＳＬ通信を行えないが第２の車載装置とはＳＬ通信を行える第３の車載装置とを含む通信システムにおいて、第３の車載装置は第１の車載装置にとっての隠れ端末である。このとき、第１の車載装置は、第１の車載装置と第２の車載装置とのＳＬ通信におけるパケット衝突を考慮することはできるが、第２の車載装置と第３の車載装置とのＳＬ通信におけるパケット衝突を考慮することができない。

上記に関連して、非特許文献２（瀬川洋介，上野高明，大岸智彦，湯素華，小花貞夫、「Ｃｅｌｌｕｌａｒ Ｖ２Ｘ Ｓｉｄｅｌｉｎｋにおける高信頼・低遅延なスケジューリング法の提案と評価」、情報処理学会論文誌、ｖｏｌ．６４、ｎｏ．４、２０２２年４月）には、ＳＰＳ－ＣＡ（ＳＰＳ ｗｉｔｈ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）方式に係る記載がある。ＳＰＳ－ＣＡ方式は、ＳＰＳ方式を拡張した通信方式であり、隠れ端末によるパケット衝突を抑制することができる。ＳＰＳ－ＣＡ方式では、それぞれの車載装置がＳＰＳ方式で送信するパケットに、別の車載装置から通知された無線通信リソースを表す情報を追加する。上記の例では、第２の車載装置が、第３の車載装置から通知された無線通信リソースを表す追加情報を第１の車載装置に伝達することによって、第１の車載装置は、第２の車載装置と第３の車載装置とのＳＬ通信におけるパケット衝突を考慮することができる。その結果、ＳＰＳ－ＣＡ方式では、ＳＰＳ方式と比較して、パケット衝突の発生を抑制することができる。

しかし、ＳＰＳ－ＣＡ方式では、追加情報に起因するオーバーヘッドが発生する。また、ＳＰＳ方式に準拠する車載装置は追加情報を利用できないため、ＳＰＳ－ＣＡ方式はＳＰＳ方式との後方互換性を担保できない可能性がある。

Ｔ．Ｈ．Ｌｅｅ ａｎｄ Ｃ．Ｆ．Ｌｉｎ、「Ｒｅｄｕｃｉｎｇ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ ｉｎ Ｓｅｎｓｉｎｇ－Ｂａｓｅｄ ＳＰＳ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｆｏｒ Ｖ２Ｘ Ｓｉｄｅｌｉｎｋ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ」、ＩＥＥＥ ＲＥＧＩＯＮ １０ ＣＯＮＦＥＲＥＮＣＥ （ＴＥＮＣＯＮ）、２０２０年１１月、ｐｐ．３０３－３０８ 瀬川洋介，上野高明，大岸智彦，湯素華，小花貞夫、「Ｃｅｌｌｕｌａｒ Ｖ２Ｘ Ｓｉｄｅｌｉｎｋにおける高信頼・低遅延なスケジューリング法の提案と評価」、情報処理学会論文誌、ｖｏｌ．６４、ｎｏ．４、２０２２年４月

上記状況に鑑み、本開示は、ＳＰＳ方式との後方互換性を保ちつつ、追加情報を用いずにパケット衝突を抑制することのできるＳＬ通信を行うための車載装置と、通信方法と、車載装置プログラムとを提供することを目的の１つとする。その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

以下に、（発明を実施するための形態）で使用される番号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、（特許請求の範囲）の記載と（発明を実施するための形態）との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、（特許請求の範囲）に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。

一実施の形態によれば、車載装置（３０Ａ）は、車両（３Ａ）に搭載されるように構成されている。車載装置（３０Ａ）は、情報取得部（３２１）と、通信部（３２２）と、スケジュール生成部（３２３）とを備える。情報取得部（３２１）は、車両（３Ａ）の位置を測定して車両位置情報を取得する。通信部（３２２）は、車載装置（３０Ａ）の第１の通信可能範囲の内側に存在する近接車両（３Ｂ、３Ｃ）に搭載された近接車両車載装置（３０Ｂ、３０Ｃ）への、車両位置情報を含むパケットの送信を、直接的なサイドリンク通信によって行う。スケジュール生成部（３２３）は、パケットの送信に使用する周波数帯および送信タイミングを組み合わせた無線通信リソースを、パケットの送信のスケジュールとして設定する。スケジュール生成部（３２３）は、車載装置が使用可能な無線通信リソースのそれぞれについて、第１の通信可能範囲の内側に存在し、かつ、近接車両車載装置（３０Ｂ、３０Ｃ）の第２の通信可能範囲の内側に存在する干渉車両（３Ｄ～３Ｉ）の数を、干渉車両（３Ｄ～３Ｉ）に搭載された干渉車両車載装置（３０Ｄ～３０Ｉ）から受信した干渉車両パケットに基づいて推測する。スケジュール生成部（３２３）は、車両位置情報と、干渉車両パケットに含まれる干渉車両（３Ｄ～３Ｉ）の位置情報とに基づいて、車両（３Ａ）から干渉車両（３Ｄ～３Ｉ）までの車車間距離を算出する。スケジュール生成部（３２３）は、車載装置（３０Ａ）が使用可能な無線通信リソースのうち、干渉車両（３Ｄ～３Ｉ）の数が最も少なく、かつ、車車間距離が最も長い無線通信リソースを選択してスケジュールとして設定する。通信部（３２２）は、スケジュールに設定された無線通信リソースを用いてパケットの送信を行う。

一実施の形態によれば、通信方法は、車載装置（３０Ａ）を搭載する車両（３Ａ）の位置を測定した車両位置情報を取得すること（Ｓ０１）と、車載装置（３０Ａ）の第１の通信可能範囲の内側に存在する近接車両（３Ｂ、３Ｃ）に搭載された近接車両車載装置（３０Ｂ、３０Ｃ）への、車両位置情報を含むパケットの送信を、直接的なサイドリンク通信によって行うことと、パケットの送信に使用する周波数帯および送信タイミングを組み合わせた無線通信リソースを、パケットの送信のスケジュールとして設定することとを含む。設定することは、車載装置が使用可能な無線通信リソースのそれぞれについて、第１の通信可能範囲の内側に存在し、かつ、近接車両車載装置（３０Ｂ、３０Ｃ）の第２の通信可能範囲の内側に存在する干渉車両（３Ｄ～３Ｉ）の数を、干渉車両（３Ｄ～３Ｉ）に搭載された干渉車両車載装置（３０Ｄ～３０Ｉ）から受信した干渉車両パケットに基づいて推測すること（Ｓ０２）と、車両位置情報と、干渉車両パケットに含まれる干渉車両（３Ｄ～３Ｉ）の位置情報とに基づいて、車両（３Ａ）から干渉車両（３Ｄ～３Ｉ）までの車車間距離を算出すること（Ｓ０３）と、使用可能な無線通信リソースのうち、干渉車両（３Ｄ～３Ｉ）の数が最も少なく、かつ、車車間距離が最も長い無線通信リソースを選択してスケジュールとして設定すること（Ｓ１２）とを含む。送信を行うことは、スケジュールに設定された無線通信リソースを用いてパケットの前記送信を行うことを含む。

一実施の形態によれば、車載装置プログラムは、車両（３Ａ）に搭載された車載装置（３０Ａ）の演算装置（３２）が実行することによって所定の処理を実現するように構成されている。この処理は、車両（３Ａ）の位置を測定した車両位置情報を取得すること（Ｓ０１）と、車載装置（３０Ａ）の第１の通信可能範囲の内側に存在する近接車両（３Ｂ、３Ｃ）に搭載された近接車両車載装置（３０Ｂ、３０Ｃ）への、車両位置情報を含むパケットの送信を、直接的なサイドリンク通信によって行うことと、パケットの送信に使用する周波数帯および送信タイミングを組み合わせた無線通信リソースを、パケットの送信のスケジュールとして設定することとを含む。設定することは、車載装置が使用可能な無線通信リソースのそれぞれについて、第１の通信可能範囲の内側に存在し、かつ、近接車両車載装置（３０Ｂ、３０Ｃ）の第２の通信可能範囲の内側に存在する干渉車両（３Ｄ～３Ｉ）の数を、干渉車両（３Ｄ～３Ｉ）に搭載された干渉車両車載装置（３０Ｄ～３０Ｉ）から受信した干渉車両パケットに基づいて推測すること（Ｓ０２）と、車両位置情報と、干渉車両パケットに含まれる干渉車両（３Ｄ～３Ｉ）の位置情報とに基づいて、車両（３Ａ）から干渉車両（３Ｄ～３Ｉ）までの車車間距離を算出すること（Ｓ０３）と、使用可能な無線通信リソースのうち、干渉車両（３Ｄ～３Ｉ）の数が最も少なく、かつ、車車間距離が最も長い無線通信リソースを選択してスケジュールとして設定すること（Ｓ１２）とを含む。送信を行うことは、スケジュールに設定された無線通信リソースを用いてパケットの前記送信を行うことを含む。

一実施の形態によれば、オーバーヘッドの原因となる追加情報を用いずに、ＳＰＳ方式との後方互換性を保ちつつ、パケット衝突を抑制することのできるＳＬ通信を行うことが出来る。

図１は、一実施の形態による通信システムの一構成例を示す図である。 図２は、一実施の形態による車載装置の一構成例を示すブロック回路図である。 図３は、一実施の形態による無線通信リソースの一構成例を示す図である。 図４は、一実施の形態によるセンシングウィンドウおよび選択ウィンドウについて説明するための図である。 図５は、一実施の形態による自車両、近接車両および干渉車両について説明するための図である。 図６Ａは、一実施の形態による通信方法の処理の一例を示すフローチャートの一部である。 図６Ｂは、一実施の形態による通信方法の処理の一例を示すフローチャートの一部である。 図７Ａは、一実施の形態による通信方法の処理の一例を示すフローチャートの一部である。 図７Ｂは、一実施の形態による通信方法の処理の一例を示すフローチャートの一部である。 図８Ａは、一実施の形態による通信方法の処理の一例を示すフローチャートの一部である。 図８Ｂは、一実施の形態による通信方法の処理の一例を示すフローチャートの一部である。 図８Ｃは、一実施の形態による通信方法の処理の一例を示すフローチャートの一部である。 図８Ｄは、一実施の形態による通信方法の処理の一例を示すフローチャートの一部である。 図９は、一実施の形態による最小公倍数周期について説明するための図である。 図１０は、一実施の形態によるコンピュータシミュレーションの結果について説明するためのグラフである。 図１１は、一実施の形態によるコンピュータシミュレーションの結果について説明するためのグラフである。 図１２は、一実施の形態によるコンピュータシミュレーションの結果について説明するためのグラフである。 図１３は、一実施の形態によるコンピュータシミュレーションの結果について説明するためのグラフである。

添付図面を参照して、本開示による車載装置、通信方法および車載装置プログラムを実施するための形態を以下に説明する。また、本開示の課題をよりよく理解するために、ＳＰＳ（Ｓｅｍｉ－Ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｔ Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ：半永続スケジューリング）方式およびＳＰＳ－ＣＡ（ＳＰＳ ｗｉｔｈ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）方式についても説明する。

（実施の形態）
図１に示すように、一実施の形態による通信システム１は、複数の車両３Ａ、３Ｂ、３Ｃを含む。図１の例では、車両３Ａ、３Ｂ、３Ｃの総数は３であるが、これはあくまでも一例にすぎず、一実施の形態を限定しない。以降、車両３Ａ、３Ｂ、３Ｃを区別しないとき、これらを車両３と総称する場合がある。

車両３Ａは、車載装置３０Ａを搭載する。同様に、車両３Ｂは車載装置３０Ｂを搭載し、車両３Ｃは車載装置３０Ｃを搭載する。以降、車載装置３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃを区別しないとき、これらを車載装置３０と総称する場合がある。

ある車両３に搭載された車載装置３０は、比較的広い範囲に存在する基地局２を経由して、任意の相手との間で広範囲通信を行ってもよい。このとき、車両３から基地局２へ送信する通信をＵＬ（ＵｐＬｉｎｋ：アップリンク）通信と呼ぶ。また、車両３が基地局２から受信する通信をＤＬ（ＤｏｗｎＬｉｎｋ：ダウンリンク）通信と呼ぶ。さらに、ある車両３に搭載された車載装置３０は、比較的狭い範囲に存在する別の車両３に搭載された別の車載装置３０との間で、基地局２など他の無線装置を経由しない直接的なＳＬ（Ｓｉｄｅ Ｌｉｎｋ：サイドリンク）通信を行ってもよい。

本実施の形態では、車載装置３０間のＳＬ通信に注目するが、車載装置３０と基地局２とのＵＬ通信およびＤＬ通信は制限されない。

図２に示すように、一実施の形態による車載装置３０は、例えば、コンピュータとして構成されてもよい。図２の例において、車載装置３０は、バス３１と、演算装置３２と、記憶装置３３と、通信装置３４と、車両モニタ装置３５と、測位装置３６と、入出力装置３７とを備える。バス３１は、演算装置３２、記憶装置３３、通信装置３４、車両モニタ装置３５、測位装置３６および入出力装置３７を、互いに通信可能に接続するように構成されている。

演算装置３２は、情報取得部３２１と、通信部３２２と、スケジュール生成部３２３とを備える。記憶装置３３は、車載装置プログラムを格納する車載装置プログラム記憶部３３１と、スケジュールを格納するスケジュール記憶部３３２とを備える。演算装置３２は、車載装置プログラムを実行することによって、情報取得部３２１、通信部３２２およびスケジュール生成部３２３の処理を実現する。情報取得部３２１、通信部３２２およびスケジュール生成部３２３のそれぞれは、演算装置３２と記憶装置３３とが協働して処理を実現する仮想的な機能ブロックである。情報取得部３２１、通信部３２２およびスケジュール生成部３２３が実現する処理の詳細については、後述する。

車載装置プログラムは、記録媒体３３０から読み出されて車載装置プログラムを車載装置プログラム記憶部３３１に格納されてもよい。記録媒体３３０は、非一時的で有形の媒体（non-transitory and tangible media）であってもよい。

通信装置３４は、他の車載装置３０とＳＬ通信を行う。通信装置３４は、さらに、基地局２とＵＬ通信およびＤＬ通信を行ってもよい。車載装置プログラムは、通信装置３４を介して車載装置３０の外部から取得されて車載装置プログラム記憶部３３１に格納されてもよい。

車両モニタ装置３５は、車両３の状態を観測する。より詳細には、車両モニタ装置３５は、車両３から種々の信号を受信するなどして、車両３の状況を表す車両情報を取得して出力する。車両情報は、車両３の移動速度を表す車速情報、車両３の状態を表す車両状態情報、車両３の属性を表す車両属性情報などを含む。一例として、車両状態情報は、車両の向きなどを表す。また、車両属性情報は、車両サイズ、使用用途、車幅などを表す。車両モニタ装置３５は、情報取得部３２１の制御下で、車両情報を、所定の周期ごとに取得し続けてもよい。車両モニタ装置３５が取得した車両情報は、取得された時刻を表す時刻情報に対応付けられて、記憶装置３３に格納される。

測位装置３６は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System：全球測位衛星システム）などを用いて車両３の位置を測定する。厳密には、測位装置３６が測定する位置は、ＧＮＳＳ信号を受信するアンテナの位置であるが、このアンテナが車載装置３０に固定されており、かつ、車載装置３０が車両３に搭載されているとき、測位装置３６は実質的に車両３の位置を測定している。測位装置３６は、情報取得部３２１の制御下で、車両３の位置を表す位置情報を、所定の周期ごとに取得し続けてもよい。測位装置３６が取得した位置情報は、取得された時刻を表す時刻情報に対応付けられて、記憶装置３３に格納される。

入出力装置３７は、使用者に情報を出力し、使用者が入力する操作を受け付ける。一例として、入出力装置３７は、画像を出力する表示装置、音声を出力するスピーカー、音声入力を受け付けるマイクロフォン、押下操作を受け付けるボタン、キー入力操作を受け付けるキーボード、タッチ操作を受け付けるとともに画像の出力を行うタッチパネルなどを含む。

図３を参照して、一実施の形態による無線通信リソースの一構成例について説明する。無線通信リソースは、時間フレームを分割した送信タイミングである複数の時間サブフレームのいずれかと、周波数チャネルを分割した周波数帯である複数の周波数サブチャネルのいずれかとの組み合わせである。例えば、時刻Ｔ_０から時刻Ｔ_ｎまでの時間フレームをｎ個の時間サブフレームに分割したうちの、時刻Ｔ_ｉ－１から時刻Ｔ_ｉまでの第ｉ時間サブフレームと、周波数Ｆ_０から周波数Ｆ_ｍまでの周波数チャネルをｍ個の周波数サブチャネルに分割したうちの、周波数Ｆ_ｊ－１から周波数Ｆ_ｊまでの第ｊ周波数サブチャネルとの組み合わせとして、無線通信リソースＲ_ｉ，ｊが特定される。ある時間フレームに含まれる複数の時間サブフレームと、ある周波数チャネルに含まれる複数の周波数サブチャネルとを各々組み合わせた複数の無線通信リソースの集合を、便宜上、リソースセット５と呼ぶ。上記の例では、リソースセット５は合計でｍ×ｎ個の無線通信リソースを含む。以降、無線通信リソースを単にリソースと記す場合がある。

ＳＰＳ方式では、車載装置３０が行うＳＬ通信で使用する周波数チャネルと、この周波数チャネルを分割した複数の周波数サブチャネルとが、ＳＬ通信を行う車載装置３０によって共有されている。同様に、車載装置３０が行うＳＬ通信で使用する時間フレームの長さと、この時間フレームを分割した複数の時間サブフレームとが、ＳＬ通信を行う車載装置３０によって共有されている。また、これらの車載装置３０は、時間フレームおよび時間サブフレームのそれぞれの開始時刻を共有するように同期している。

ＳＰＳ方式では、車載装置３０が、１つの時間フレームの間に、この時間フレームのリソースセット５に含まれるいずれか１つのリソースを使用してパケットの送信を行う。パケットの送信は、受信する車載装置３０を指定しないブロードキャスト通信によって行われてもよい。ここで、それぞれの車載装置３０は、自律分散制御によってリソースのスケジューリングを行う。このとき、それぞれの車載装置３０が、パケットの送信に使用するリソースを、他の車載装置３０によって選択されているリソースを避けるように選択することによって、パケット衝突の発生が抑制される。

図４を参照して、一実施の形態によるセンシングウィンドウ６１および選択ウィンドウ６３について説明する。センシングウィンドウ６１は、それぞれの車載装置３０が、ＳＬ通信で使用されたリソースの状況を監視する、現在時刻より過去における複数のリソースセット５の集合である。選択ウィンドウ６３は、それぞれの車載装置３０が次のパケットを送信するときに用いるリソースの候補を含むリソースセット５である。

センシングウィンドウ６１についてより詳細に説明する。車載装置３０は、現在時刻ｔより過去の所定の期間におけるリソースセット５のそれぞれについて、使用されたリソースを監視する。図４の例では、車載装置３０がパケットを送信する送信周期は１００ｍｓ（ミリ秒）であり、時間フレームの長さは送信周期より短い。ただし、より詳細には、車載装置３０は１つの送信周期の間に最大で１回の送信を行い、そのタイミングは選択されたリソースの時間サブフレームに応じて決定される。同一の車載装置３０が２つのパケットを連続して送信する時間の間隔は送信周期またはその倍数に必ずしも一致しなくてもよい。なお、時間サブフレームの長さは、例えば、１ｍｓである。

ＳＰＳ方式では、車載装置３０は、選択したリソースを、連続する複数の送信周期にわたって使用する。同一の車載装置３０が同一のリソースを連続して使用する残り回数は、所定の範囲の中でランダムに決定され、送信周期ごとにデクリメントされるＲＣ（再選択カウンタ）として管理される。残り回数は、例えば５回以上かつ１５回以下の範囲に含まれる。図４の例では、残り回数は１０回であり、センシングウィンドウ６１の最初の、時刻ｔ－１０００ｍｓに開始するリソースセット５におけるＲＣは９回であり、次の、時刻ｔ－９００ｍｓに開始するリソースセット５におけるＲＣは８回であり、センシングウィンドウ６１の最後の、時刻ｔ－１００ｍｓに開始するリソースセット５におけるＲＣは０回である。

車載装置３０は、ＲＣが０（ゼロ）になったとき、所定の再選択確率に応じて、次のパケットを送信するときに使用するリソースの再選択を行う。このとき、車載装置３０は、前回までと同じ前回選択リソース４１か、前回までと異なる再選択リソース４３かを、再選択確率に応じて決定する。ここで、前回選択リソース４１が再選択された場合は、ＲＣを初期化する。また、再選択リソース４３は、選択ウィンドウ６３に含まれる再選択候補リソース４２の中から選択される。図４の例では、複数の再選択候補リソース４２を同じ模様で示している。再選択候補リソース４２は、選択ウィンドウ６３に含まれる、前回選択リソース４１以外のリソースの中から、他の車載装置３０から送信されるパケットのリソースの分布に基づいて抽出される。

再選択候補リソース４２について説明する。車載装置３０は、他の車載装置３０が送信したパケットを受信し、パケットごとに受信した周波数および時刻を検出し、検出した周波数および時刻の組み合わせに対応するリソースを特定し、特定したリソースをリソースセット５ごとに記録する。このとき、車載装置３０は、受信したパケットの受信信号強度を計測し、計測した受信信号強度をそのパケットのリソースと対応付けて記録する。

ここで、車載装置３０は、センシングウィンドウ６１の期間で、周波数サブチャネルのそれぞれにおける平均ＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ：受信信号強度インジケータ）６２を算出する。ここで、平均ＲＳＳＩ ６２は、例えば、以下の「数１」式のように求められる。

ここで、「Ｅ_ｆ，ｔ」は第ｆ周波数サブチャネルの時刻ｔにおける平均ＲＳＳＩ ６２を表す。「ＲＲＩ」は送信周期を表す。「ＳＷＰ」はセンシングウィンドウ６１の期間を表す。「ＲＳＳＩ_{ｆ，ｔ－ｉ・ＲＲＩ}」は第ｆ周波数サブチャネルの時刻ｔ－ｉ・ＲＲＩにおけるＲＳＳＩを表す。

一例として、センシングウィンドウ６１の期間（ＳＷＰ）が１０００ｍｓであり、送信周期（ＲＲＩ）を１００ｍｓであるとき、車載装置３０は１秒間に１つのリソース当たり１０個の受信電力状況を常に監視することになる。

車載装置３０は、算出した平均ＲＳＳＩ ６２に基づいて、選択ウィンドウ６３に含まれるリソースのうち、サイドリンク通信で使用可能な全ての候補リソースの集合Ｓ_Ａの中から、次にパケットを送信するときに用いるリソースの候補を抽出して集合Ｓ’_Ａとする。集合Ｓ’_Ａには、集合Ｓ_Ａに含まれるリソースのうち、平均ＲＳＳＩ ６２が所定の閾値以上のリソースを除外し、他の車両３に搭載された他の車載装置３０がすでに予約しているリソースを除外し、残ったリソースが抽出される。この抽出は、集合Ｓ’_Ａの要素数が、集合Ｓ_Ａの要素数の所定の割合以上となるまで、上記の閾値を少しずつ増加させながら繰り返されてもよい。

このようにして特定された集合Ｓ’_Ａに含まれるリソースは、他の車載装置３０からの干渉が比較的小さい。車載装置３０は、集合Ｓ’_Ａに含まれるリソースを、対応する平均ＲＳＳＩ ６２の値が昇順になるように並べ替えて、再選択候補リソース４２の集合Ｓ_Ｂとする。車載装置３０は、ＲＣが０（ゼロ）になったとき、集合Ｓ_Ｂに含まれる再選択候補リソース４２からランダムに、次のパケット送信で用いる再選択リソース４３を選択する。ただし、車載装置３０は、前述のとおり、所定の再選択確率に基づいて、再選択リソース４３の代わりに前回選択リソース４１を選択してもよい。

このように、ＳＰＳ方式では、車載装置３０が再選択リソース４３を選択するときに、他の車載装置３０からの干渉がより大きいリソースを除外することで、パケット衝突の発生を抑制することができる。しかし、ＳＰＳ方式では、車載装置３０は、通信可能範囲の外側に存在する他の車載装置３０に由来する、通信可能範囲の内側に存在する他の車載装置３０に対するパケット衝突を考慮することができない。

ＳＰＳ方式の上記の課題を解決するために、ＳＰＳ方式を拡張したＳＰＳ－ＣＡ方式がある。ＳＰＳ－ＣＡ方式では、車載装置３０が送信するパケットに、他の車載装置３０が予約しているリソースを表す情報を追加する。こうすることで、ＳＰＳ－ＣＡ方式では、パケット衝突の発生を、ＳＰＳ方式より抑制することができる。しかし、ＳＰＳ－ＣＡ方式では、追加情報に起因するオーバーヘッドが発生する。また、ＳＰＳ方式に準拠する車載装置３０は追加情報を利用できないため、ＳＰＳ－ＣＡ方式はＳＰＳ方式との後方互換性を担保できない可能性がある。

本開示では、これらの課題を鑑みて、ＩＰＭＩ（Interference Prediction and Multi-Interval extension）方式を提案する。ＩＰＭＩ方式では、以下に説明するように、追加情報を用いることなく、ＳＰＳ方式との後方互換性を保ちつつ、パケット衝突の発生を抑制することができる。また、最小公倍数周期を考慮することによって、送信周期が異なる車載装置３０が存在する無線通信環境においてもパケット衝突を抑制することができる。さらに、自車両により近い干渉車両とのパケット衝突を優先的に抑制することができるので、交通事故の発生のより効率的な抑制が期待される。

図５を参照して、自車両３Ａ、近接車両３Ｂ、３Ｃおよび干渉車両３Ｄ～３Ｉについて説明する。自車両３Ａが、通信可能範囲の内側に存在する近接車両３Ｂとの間でサイドリンク通信によってパケットの送受信を行うとき、自車両３Ａの通信可能範囲の内側に存在し、かつ、近接車両３Ｂの通信可能範囲の内側に存在する車両３Ｄ、３Ｅ、３Ｆとの間でパケット衝突が発生する可能性がある。同様に、自車両３Ａが、通信可能範囲の内側に存在する近接車両３Ｃとの間でサイドリンク通信によってパケットの送受信を行うとき、自車両３Ａの通信可能範囲の内側に存在し、かつ、近接車両３Ｃの通信可能範囲の内側に存在する車両３Ｆ、３Ｇ、３Ｈ、３Ｉとの間でパケット衝突が発生する可能性がある。これらの車両３Ｄ～３Ｉを、干渉車両３Ｄ～３Ｉと呼ぶ。

図６Ａおよび図６Ｂのフローチャートを参照して、一実施の形態による、ＩＰＭＩ方式による通信方法の処理について説明する。ＩＰＭＩ方式では、前述したＳＰＳ方式とは異なり、近接車両３Ｂ、３Ｃおよび干渉車両３Ｄ～３Ｉから受信するパケットのセンシング情報と、受信したパケットの内容とに基づいて、パケット衝突のリスクが低いリソースを特定する。車載装置３０が起動すると、図６ＡのステップＳ０１が実行される。

ステップＳ０１において、車載装置３０の情報取得部３２１が、自車両３Ａの情報を取得する。自車両３Ａとは、車載装置３０を搭載する車両３である。より詳細には、情報取得部３２１は、図２の車両モニタ装置３５を制御して、自車両３Ａの状態を表す車両情報を取得する。情報取得部３２１は、さらに、図２の測位装置３６を制御して、自車両３Ａの位置を表す位置情報を取得する。なお、前述のとおり、車両情報および位置情報は、所定の周期ごとに取得され続けてもよい。

ステップＳ０１の後、ステップＳ０２が実行される。ステップＳ０２において、車載装置３０の機能ブロックが、車載装置３０が使用可能な無線通信リソースのそれぞれについて、干渉車両数を推測する。干渉車両数とは、干渉車両３Ｄ～３Ｉの総数である。

図７Ａおよび図７Ｂのフローチャートを参照して、図６ＡのステップＳ０２の処理について詳細に説明する。ステップＳ０２の処理が開始すると、図７ＡのステップＳ２０１が実行される。

ステップＳ２０１において、車載装置３０のスケジュール生成部３２３が、他の車両３の情報を取得する。より詳細には、スケジュール生成部３２３は、過去に近接車両３Ｂ、３Ｃおよび干渉車両３Ｄ～３Ｉから受信したパケットに含まれるそれぞれの車両３の位置情報および車速情報に基づいて、それぞれの車両３の現在時刻における位置を予測する。ここで、車載装置３０の通信部３２２が過去に受信したパケットは記憶装置３３に格納されており、スケジュール生成部３２３は記憶装置３３からこれらのパケットを読み出す。ここで、他の車両３は、近接車両３Ｂ、３Ｃおよび干渉車両３Ｄ～３Ｉを含む。

ステップＳ２０１の後、図７ＡのステップＳ２０２が実行される。ステップＳ２０２において、車載装置３０のスケジュール生成部３２３が、干渉車両リストを初期化する。干渉車両リストは、図５の干渉車両３Ｄ～３Ｉとして振る舞う可能性がある車両３のリストを表す情報である。ただし、干渉車両リストは、干渉車両３Ｄ～３Ｉとして振る舞う可能性がある車両３にそれぞれ搭載された車載装置３０Ｄ～３０Ｉのリストであってもよい。初期化された干渉車両リストは、空集合である。

ステップＳ２０２の後、図７ＡのステップＳ２０３が実行される。ステップＳ２０３において、車載装置３０のスケジュール生成部３２３が、第１期間中に受信したサイドリンク信号を送信した車両３を、第１群として抽出する。第１群の車両３は、図５の例に示した近接車両３Ｂ、３Ｃを表す。より詳細には、スケジュール生成部３２３が、ステップＳ２０１でサイドリンク通信によって受信したパケットのうち、第１期間中に受信したパケットから、このパケットを送信した車載装置３０の識別子を読み出し、読み出した識別子のリストを表す情報を、車載装置３０の第１群として生成する。こうすることで、車両３のうち、第１群の車載装置３０を搭載する車両３を、第１群として抽出することができる。一例として、第１期間は、現在時刻から１．５秒前から、現在時刻までの期間である。

ステップＳ２０３の後、図７ＡのステップＳ２０４が実行される。ステップＳ２０４において、車載装置３０のスケジュール生成部３２３が、第１群に含まれる車両３の番号ｊを初期化する。ここで、番号ｊは、第１群のリストにおいて車両３に割り振られた番号を表し、図７ＡのステップＳ２０５から図７ＢのステップＳ２１２までの繰り返し処理を管理する変数として使用される。この繰り返し処理は、第１群に含まれる車両３のそれぞれについて行われる処理を含む。初期化された番号ｊの値は、例えば、１である。

ステップＳ２０４の後、図７ＡのステップＳ２０５が実行される。ステップＳ２０５において、車載装置３０のスケジュール生成部３２３が、第２期間中に受信したサイドリンク信号を送信した車両３を、第２群として抽出する。第２群の車両３は、図５の例に示した干渉車両３Ｄ～３Ｉを表す。より詳細には、スケジュール生成部３２３が、ステップＳ２０１でサイドリンク通信によって受信したパケットのうち、第２期間中に受信したパケットから、このパケットを送信した車載装置３０の識別子を読み出し、読み出した識別子のリストを表す情報を、車載装置３０の第２群として生成する。こうすることで、車両３のうち、第２群の車載装置３０を搭載する車両３を、第２群として抽出することができる。第２期間の長さは、干渉車両３Ｄ～３Ｉから送信されるパケットにそれぞれ含まれる位置情報の生存時間である。一例として、第２期間は、現在時刻から１０秒前から、現在時刻までの期間である。

ステップＳ２０５の後、図７ＡのステップＳ２０６が実行される。ステップＳ２０６において、車載装置３０のスケジュール生成部３２３が、第２群に含まれる車両３の番号ｋを初期化する。ここで、番号ｋは、第２群のリストにおいて車両３に割り振られた番号を表し、図７ＡのステップＳ２０７から図７ＢのステップＳ２１０までの繰り返し処理を管理する変数として使用される。この繰り返し処理は、第２群に含まれる車両３のそれぞれについて行われる処理を含む。初期化された番号ｋの値は、例えば、１である。

ステップＳ２０６の後、図７ＡのステップＳ２０７が実行される。ステップＳ２０７において、車載装置３０のスケジュール生成部３２３が、自車両３Ａから車両ｋまでの距離が閾値Ｄ未満で、かつ、車両ｊから車両ｋまでの距離も閾値Ｄ未満か否かを判定する。ここで、車両ｊとは、第１群の車両３のうち、番号がｊのものである。同様に、車両ｋとは、第２群の車両３のうち、番号がｋのものである。また、閾値Ｄは、自車両３Ａと、近接車両３Ｂ、３Ｃとのそれぞれがサイドリンク通信を行える距離である。上記の判定によって、自車両３Ａの通信可能範囲と、近接車両３Ｂ、３Ｃの少なくとも１つの通信可能範囲とが重なる領域に存在する干渉車両３Ｄ～３Ｉを特定することができる。車両ｋが上記の判定を満たすとき（Ｙｅｓ）、処理は図７ＢのステップＳ２０８へ進む。反対に、車両ｋが上記の判定を満たさないとき（Ｎｏ）、処理は図７ＢのステップＳ２０９へ進む。

図７ＢのステップＳ２０８において、車載装置３０のスケジュール生成部３２３が、車両ｋを干渉車両リストに追加する。ステップＳ２０８の後、図７ＢのステップＳ２０９が実行される。

図７ＢのステップＳ２０９において、車載装置３０のスケジュール生成部３２３が、番号ｋが第２群の総数に達したか否かを判定する。番号ｋが第２群の総数に達していない場合（Ｎｏ）は、図７ＡのステップＳ２０７から図７ＢのステップＳ２１０までの繰り返し処理が継続するように、処理は図７ＡのステップＳ２１０へ進む。反対に、番号ｋが第２群の総数に達している場合は、この繰り返し処理は終了し、処理は図７ＢのステップＳ２１１へ進む。

図７ＢのステップＳ２１０において、車載装置３０のスケジュール生成部３２３が、番号ｋをインクリメントする。ステップＳ２０９の後、処理は図７ＡのステップＳ２０７へ戻る。

図７ＢのステップＳ２１１において、車載装置３０のスケジュール生成部３２３が、番号ｊが第１群の総数に達したか否かを判定する。番号ｊが第１群の総数に達していない場合（Ｎｏ）は、図７ＡのステップＳ２０５から図７ＢのステップＳ２１２までの繰り返し処理は継続し、処理は図７ＡのステップＳ２１２へ進む。反対に、番号ｊが第１群の総数に達している場合（Ｙｅｓ）は、この繰り返し処理は終了し、図７Ａ、図７Ｂのフローチャートの処理も終了し、図６ＡのステップＳ０２も終了し、処理は図６ＡのステップＳ０３へ進む。

図７ＢのステップＳ２１２において、車載装置３０のスケジュール生成部３２３が、番号ｊをインクリメントする。ステップＳ２１２の後、処理は図７ＡのステップＳ２０５へ戻る。

なお、図６ＡのステップＳ０２が終了した時点で、干渉車両リストは、自車両３Ａの通信可能範囲と、近接車両３Ｂ、３Ｃの少なくとも１つの通信可能範囲とが重なる領域に存在する干渉車両３Ｄ～３Ｉを網羅している。

図６ＡのステップＳ０３において、車載装置３０のスケジュール生成部３２３が、干渉車両数および車車間距離のテーブルを生成する。ここで、干渉車両数テーブルは、近接車両３Ｂ、３Ｃのそれぞれについて、対応する干渉車両３Ｄ～３Ｆの数を表す情報である。また、車車間距離テーブルは、自車両３Ａと、近接車両３Ｂ、３Ｃとの車車間距離を表す情報である。

図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃおよび図８Ｄのフローチャートを参照して、図６ＡのステップＳ０３の処理について詳細に説明する。ステップＳ０３の処理が開始すると、図８ＡのステップＳ３０１が実行される。

ステップＳ３０１において、車載装置３０のスケジュール生成部３２３が、候補リソースを含む検討対象サブフレームの総数を算出する。より詳細には、スケジュール生成部３２３が、自車両３Ａの送信周期と、近接車両３Ｂ、３Ｃのそれぞれの送信周期との最小公倍数である最小公倍数周期を算出する。検討対象サブフレームの総数は、この最小公倍数周期に含まれる時間サブフレームの総数であり、例えば、この最小公倍数と、１つのリソースセット５に含まれる時間サブフレームの総数とを積算することで算出される。

図９を参照して、一実施の形態による最小公倍数周期について説明する。図９の例では、自車両３Ａの送信周期は２０ｍｓであり、近接車両３Ｂの送信周期は５０ｍｓであり、近接車両３Ｃの送信周期は１００ｍｓである。このとき、最小公倍数周期は、２０ｍｓ、５０ｍｓおよび１００ｍｓの最小公倍数である１００ｍｓと算出される。ＳＰＳ方式では、図３のリソースセット５を１つだけ含む図４の選択ウィンドウ６３の範囲だけで再選択リソース４３を選択するが、一実施の形態によるＩＰＭＩ方式では、複数の選択ウィンドウ６３を含み得る最小公倍数周期の範囲で候補リソース７１、７２、７３、７４、７５を選択する。このとき、最小公倍数周期にわたって、自車両３Ａの候補リソース７１～７５と、近接車両３Ｂの使用リソース８１、８３および近接車両３Ｃの使用リソース８２との間のパケット衝突を抑制するように、候補リソース７１～７５を選択する。

ステップＳ３０１の後、図８ＡのステップＳ３０２が実行される。ステップＳ３０２において、車載装置３０のスケジュール生成部３２３が、干渉車両数および車車間距離のテーブルを初期化する。初期化された干渉車両数テーブルにおいて、全ての近接車両３Ｂ、３Ｃに対応する干渉車両３Ｄ～３Ｆは、ゼロである。初期化された車車間距離テーブルにおいて、自車両３Ａと、全ての近接車両３Ｂ、３Ｃとの車車間距離は、無限大である。

ステップＳ３０２の後、図８ＡのステップＳ３０３が実行される。ステップＳ３０３において、車載装置３０のスケジュール生成部３２３が、第１群の車載装置３０を搭載する車両３の番号ｊを初期化する。ここで、番号ｊは、図７ＡのステップＳ２０４と同様に、第１群のリストにおいて車両３に割り振られた番号を表す。また、番号ｊは、図８ＡのステップＳ３０４から図８ＢのステップＳ３１２までの繰り返し処理を管理する変数として使用される。この繰り返し処理は、第１群に含まれる車両３のそれぞれについて行われる処理を含む。

ステップＳ３０３の後、図８ＡのステップＳ３０４が実行される。ステップＳ３０４において、車載装置３０のスケジュール生成部３２３が、番号ｊの車両３に搭載された車載装置３０が検討対象サブフレームの期間中に使用すると推定されるリソースを、推定リソース集合Ｓ_ｊに追加する。

ステップＳ３０４の後、図８ＡのステップＳ３０５が実行される。ステップＳ３０５において、車載装置３０のスケジュール生成部３２３が、推定リソース集合Ｓ_ｊに含まれるリソースｒ_ｍの番号ｍを初期化する。番号ｍは、図８ＡのステップＳ３０６から図８ＢのステップＳ３１０までの繰り返し処理を管理する変数として使用される。この繰り返し処理は、推定リソース集合Ｓ_ｊに含まれるリソースｒ_ｍのそれぞれについて行われる処理を含む。

ステップＳ３０５の後、図８ＡのステップＳ３０６が実行される。ステップＳ３０６において、車載装置３０のスケジュール生成部３２３が、自車両３Ａから車両ｊまでの距離が、車車間距離テーブルの値未満か否かを判定する。自車両３Ａから車両ｊまでの距離は、車載装置３０の情報取得部３２１が取得した自車両３Ａの位置情報と、車両ｊから受信したパケットに含まれる車両ｊの位置情報とに基づいて算出される。自車両３Ａから車両ｊまでの距離が、車車間距離テーブルの値より小さい場合（Ｙｅｓ）、処理は図８ＢのステップＳ３０７へ進む。反対に、自車両３Ａから車両ｊまでの距離が、車車間距離テーブルの値以上である場合（Ｎｏ）、処理は図８ＢのステップＳ３０９へ進む。

図８ＢのステップＳ３０７において、車載装置３０のスケジュール生成部３２３が、自車両３Ａから車両ｊまでの距離を、車車間距離テーブルの対応する値として設定する。この処理を、番号ｍおよび番号ｊの全ての組み合わせについて繰り返すことによって、最も短い車車間距離を特定することができる。

ステップＳ３０７の後、図８ＢのステップＳ３０８が実行される。ステップＳ３０８において、車載装置３０のスケジュール生成部３２３が、自車両３Ａから車両ｊへのサイドリンク通信における干渉車両リストの要素数を、干渉車両数テーブルの対応する値として設定する。ステップＳ３０８の後、図８ＢのステップＳ３０９が実行される。

図８ＢのステップＳ３０９において、車載装置３０のスケジュール生成部３２３が、番号ｍが推定リソース集合Ｓ_ｊの総数に達したか否かを判定する。番号ｍが推定リソース集合Ｓ_ｊの総数に達していない場合（Ｎｏ）は、図８ＡのステップＳ３０６から図８ＢのステップＳ３１０までの繰り返し処理は継続し、処理は図８ＡのステップＳ３１０へ進む。反対に、番号ｍが推定リソース集合Ｓ_ｊの総数に達している場合（Ｙｅｓ）は、この繰り返し処理は終了し、処理は図８ＢのステップＳ３１１へ進む。

図８ＢのステップＳ３１０において、車載装置３０のスケジュール生成部３２３が、番号ｍをインクリメントする。ステップＳ３１０の後、処理は図８ＡのステップＳ３０６へ戻る。

図８ＢのステップＳ３１１において、車載装置３０のスケジュール生成部３２３が、番号ｊが第１群の総数に達したか否かを判定する。番号ｊが第１群の総数に達していない場合（Ｎｏ）は、図８ＡのステップＳ３０４から図８ＢのステップＳ３１２までの繰り返し処理が継続するように、処理は図８ＡのステップＳ３１２へ進む。反対に、番号ｍが第１群の総数に達している場合（Ｙｅｓ）は、この繰り返し処理は終了し、処理は図８ＣのステップＳ３１３へ進む。

図８ＢのステップＳ３１２において、車載装置３０のスケジュール生成部３２３が、番号ｊをインクリメントする。ステップＳ３１２の後、処理は図８ＡのステップＳ３０４へ戻る。

図８ＣのステップＳ３１３において、車載装置３０のスケジュール生成部３２３が、自車両３Ａの選択ウィンドウ６３のリソースの集合Ｓ_Ａを用意する。この集合Ｓ_Ａは、ＳＰＳ方式における、サイドリンク通信で使用可能な全ての候補リソースの集合Ｓ_Ａに対応する。

ステップＳ３１３の後、図８ＣのステップＳ３１４が実行される。ステップＳ３１４において、車載装置３０のスケジュール生成部３２３が、集合Ｓ_Ａのリソースｒ_ｘの番号ｘを初期化する。ここで、番号ｘは、図８ＣのステップＳ３１５から図８ＤのステップＳ３２３までの繰り返し処理を管理する変数として使用される。この繰り返し処理は、集合Ｓ_Ａに含まれるリソースｒ_ｘのそれぞれについて行われる処理を含む。

ステップＳ３１４の後、図８ＣのステップＳ３１５が実行される。ステップＳ３１５において、車載装置３０のスケジュール生成部３２３が、自車両３Ａの選択ウィンドウ６３より後のリソースの集合Ｓ_ｉを用意する。集合Ｓ_ｉは、最小公倍数周期に含まれるリソースの集合である。

ステップＳ３１５の後、図８ＣのステップＳ３１６が実行される。ステップＳ３１６において、車載装置３０のスケジュール生成部３２３が、集合Ｓ_ｉのリソースｒ_ｙの番号ｙを初期化する。ここで、番号ｙは、図８ＣのステップＳ３１７から図８ＤのステップＳ３２１までの繰り返し処理を管理する変数として使用される。この繰り返し処理は、集合Ｓ_ｉに含まれるリソースｒ_ｙのそれぞれについて行われる処理を含む。

ステップＳ３１６の後、図８ＣのステップＳ３１７が実行される。ステップＳ３１７において、車載装置３０のスケジュール生成部３２３が、リソースｒ_ｘの車車間距離が、リソースｒ_ｙの車車間距離より短いか否かを判定する。リソースｒ_ｘの車車間距離がリソースｒ_ｙの車車間距離より短い場合（Ｙｅｓ）、処理はステップ図８ＣのＳ３１８へ進む。反対に、リソースｒ_ｘの車車間距離が、リソースｒ_ｙの車車間距離より短くない場合（Ｎｏ）、処理は図８ＤのステップＳ３２０へ進む。

図８ＣのステップＳ３１８において、車載装置３０のスケジュール生成部３２３が、リソースｒ_ｘの車車間距離を、リソースｒ_ｙの車車間距離として設定する。

ステップＳ３１８の後、図８ＤのステップＳ３１９が実行される。ステップＳ３１９において、車載装置３０のスケジュール生成部３２３が、リソースｒ_ｘの干渉車両数を、リソースｒ_ｙの干渉車両数として設定する。ステップＳ３１９の後、ステップＳ３２０が実行される。

図８ＤのステップＳ３２０において、車載装置３０のスケジュール生成部３２３が、番号ｙが集合Ｓ_ｉの総数に達したか否かを判定する。番号ｙが集合Ｓ_ｉの総数に達していない場合（Ｎｏ）は、図８ＣのステップＳ３１７から図８ＤのステップＳ３２１までの繰り返し処理が継続するように、処理はステップＳ３２１へ進む。反対に、番号ｙが集合Ｓ_ｉの総数に達している場合（Ｙｅｓ）は、この繰り返し処理は終了し、処理は図８ＤのステップＳ３２２へ進む。

図８ＤのステップＳ３２１において、車載装置３０のスケジュール生成部３２３が、番号ｙをインクリメントする。ステップＳ３２１の後、処理は図８ＣのステップＳ３１７へ戻る。

図８ＤのステップＳ３２２において、車載装置３０のスケジュール生成部３２３が、番号ｘが集合Ｓ_Ａの総数に達したか否かを判定する。番号ｘが集合Ｓ_Ａの総数に達していない場合（Ｎｏ）は、図８ＣのステップＳ３１５から図８ＤのステップＳ３２３までの繰り返し処理が継続するように、処理はステップＳ３２３へ進む。反対に、番号ｘが集合Ｓ_Ａの総数に達している場合（Ｙｅｓ）は、この繰り返し処理は終了し、図８Ａ～図８Ｄのフローチャートの処理も終了し、図６ＡのステップＳ０３も終了し、処理は図６ＡのステップＳ０４へ進む。

図８ＤのステップＳ３２３において、車載装置３０のスケジュール生成部３２３が、番号ｘをインクリメントする。ステップＳ３２３の後、処理は図８ＣのステップＳ３１５へ戻る。

なお、図６ＡのステップＳ０３が終了した時点で、干渉車両数テーブルと、車車間距離テーブルとが生成されている。

図６ＡのステップＳ０４において、車載装置３０のスケジュール生成部３２３が、リソースを、干渉車両数と車車間距離とに基づいてソートして、候補リソースの集合Ｓ_Ａを生成する。この集合Ｓ_Ａは、ＳＰＳ方式における、サイドリンク通信で使用可能な全ての候補リソースの集合Ｓ_Ａに対応する。このソートにより、干渉車両数が最も少なく、かつ、車車間距離が最も長いリソースが、集合Ｓ_Ａにおける第１のリソースとなる。

ステップＳ０４の後、図６ＡのステップＳ０５が実行される。ステップＳ０５において、車載装置３０のスケジュール生成部３２３が、最終候補リソース集合Ｓ_Ｂを初期化する。この最終候補リソース集合Ｓ_Ｂは、ＳＰＳ方式における、再選択候補リソース４２の集合Ｓ_Ｂに対応する。初期化された最終候補リソース集合Ｓ_Ｂは、例えば、空集合である。

ステップＳ０５の後、図６ＡのステップＳ０６が実行される。ステップＳ０６において、車載装置３０のスケジュール生成部３２３が、候補リソース集合Ｓ_Ａの第１候補リソースｒ_１を、最終候補リソース集合Ｓ_Ｂに移動する。このとき、候補リソース集合Ｓ_Ａから第１候補リソースｒ_１は削除され、最終候補リソース集合Ｓ_Ｂの要素は第１候補リソースｒ_１だけである。

ステップＳ０６の後、図６ＡのステップＳ０７が実行される。ステップＳ０７において、車載装置３０のスケジュール生成部３２３が、候補リソース集合Ｓ_Ａの候補リソースｒ_ｎの番号ｎを初期化する。番号ｎは、図６ＢのステップＳ０８からステップＳ１１までの繰り返し処理を管理する変数として使用される。この繰り返し処理は、集合Ｓ_Ａに含まれる候補リソースｒ_ｎのそれぞれについて行われる処理を含む。

ステップＳ０７の後、図６ＢのステップＳ０８が実行される。ステップＳ０８において、車載装置３０のスケジュール生成部３２３が、第ｎ候補リソースｒ_ｎの干渉車両数および車車間距離が、第１候補リソースｒ_１と同じか否かを判定する。第ｎ候補リソースｒ_ｎの干渉車両数および車車間距離が、第１候補リソースｒ_１と同じである場合（Ｙｅｓ）、処理は図６ＢのステップＳ０９へ進む。反対に、第ｎ候補リソースｒ_ｎの干渉車両数および車車間距離が、第１候補リソースｒ_１と同じではない場合（Ｎｏ）、繰り返し処理は終了し、処理はステップＳ１２へ進む。

図６ＢのステップＳ０９において、車載装置３０のスケジュール生成部３２３が、第ｎ候補リソースｒ_ｎを、候補リソース集合Ｓ_Ａから最終候補リソース集合Ｓ_Ｂに移動する。

ステップＳ０９の後、図６ＢのステップＳ１０が実行される。ステップＳ１０において、車載装置３０のスケジュール生成部３２３が、番号ｎをインクリメントする。

ステップＳ１０の後、図６ＢのステップＳ１１が実行される。ステップＳ１１において、車載装置３０のスケジュール生成部３２３が、番号ｎが候補リソース集合Ｓ_Ａの総数に達したか否かを判定する。番号ｎが集合Ｓ_Ａの総数に達していない場合（Ｎｏ）、図６ＢのステップＳ０８からステップＳ１１までの繰り返し処理は継続し、処理は図６ＢのステップＳ０８へ戻る。反対に、番号ｎが集合Ｓ_Ａの総数に達している場合（Ｙｅｓ）、この繰り返し処理は終了し、処理は図６ＢのステップＳ１２へ進む。

図６ＢのステップＳ１２において、車載装置３０のスケジュール生成部３２３が、最終候補リソース集合Ｓ_Ｂに含まれる候補リソースから、いずれかのリソースをランダムに選択する。

ステップＳ１２が終了すると、図６Ａ、図６Ｂのフローチャートの処理は終了する。

一実施の形態による車載装置３０は、図６Ａ～図８Ｄの各フローチャートに示した処理を含むＩＰＭＩ方式を実現することによって、他の車載装置３０に送信するパケットにＳＰＳ－ＣＡ方式のような情報を追加することなく、ＳＰＳ方式との後方互換性を保ちつつ、パケット衝突を、ＳＰＳ方式より抑制することができる。また、最小公倍数周期を考慮することによって、送信周期が異なる車載装置３０が存在する無線通信環境においてもパケット衝突を抑制することができる。さらに、自車両３Ａにより近い干渉車両３Ｄ～３Ｉとのパケット衝突を優先的に抑制することができるので、交通事故の発生のより効率的な抑制が期待される。

図１０、図１１、図１２および図１３のグラフを参照して、一実施の形態による車載装置３０、通信方法および車載装置プログラムを用いたＩＰＭＩ方式の、ＳＰＳ方式に対する優位性について説明する。

図１０は、一実施の形態によるコンピュータシミュレーションの結果について説明するためのグラフである。図１０のグラフにおいて、横軸は２台の車両３の間の距離を表し、縦軸はこれら２台の車両３の間で行われたサイドリンク通信におけるパケット受信率を示している。パケット受信率は、車載装置３０が物理層で検知したパケットのうち、復号に成功したパケットの割合である。図１０のグラフは、合計４本のグラフＧ１１、Ｇ１２、Ｇ１３およびＧ１４を含む。

グラフＧ１１およびＧ１２は、各車両３が時速６０ｋｍ（キロメートル）で、比較的低い密度で走行した場合のシミュレーション結果を示している。グラフＧ１３およびＧ１４は、各車両３が時速１５ｋｍで、比較的高い密度で走行した場合のシミュレーション結果を示している。ここで、グラフＧ１１およびＧ１２における車両３の密度は、１２９９ｍ（メートル）×７５０ｍの範囲内に設定された複数の道路を、合計１４７台の車両３が走行する場合のものである。また、グラフＧ１３およびＧ１４における車両３の密度は、同じ範囲内に設定された同じ道路を、合計５９１台の車両３が走行する場合のものである。

また、グラフＧ１１およびＧ１３は、ＳＰＳ方式でサイドリンク通信を行った場合のシミュレーション結果を示している。グラフＧ１２およびＧ１４は、一実施の形態によるＩＰＭＩ方式でサイドリンク通信を行った場合のシミュレーション結果を示している。

図１０のグラフから読み取れるように、いずれの条件でも、一実施の形態によるＩＰＭＩ方式を用いた場合のパケット受信率が、ＳＰＳ方式を用いた場合のパケット受信率を上回っている。このように、ＩＰＭＩ方式の優勢がコンピュータシミュレーションにより示された。

図１１は、一実施の形態によるコンピュータシミュレーションの結果について説明するためのグラフである。図１１のグラフにおいて、横軸は２台の車両３の間の距離を表し、縦軸はこれら２台の車両３の間で行われたサイドリンク通信におけるパケット衝突率を示している。パケット衝突率は、車両３が物理層で検知したパケットのうち、パケット衝突が原因で復号に失敗したパケットの割合である。図１１のグラフは、合計４本のグラフＧ２１、Ｇ２２、Ｇ２３およびＧ２４を含む。

グラフＧ２１およびＧ２２は、図１０のグラフＧ１１およびＧ１２の場合と同様に、各車両３が時速６０ｋｍで、比較的低い密度で走行した場合のシミュレーション結果を示している。グラフＧ２３およびＧ２４は、図１０のグラフＧ１３およびＧ１４の場合と同様に、各車両３が時速１５ｋｍで、比較的高い密度で走行した場合のシミュレーション結果を示している。

また、グラフＧ２１およびＧ２３は、ＳＰＳ方式でサイドリンク通信を行った場合のシミュレーション結果を示している。グラフＧ２２およびＧ２４は、一実施の形態によるＩＰＭＩ方式でサイドリンク通信を行った場合のシミュレーション結果を示している。

図１１のグラフから読み取れるように、いずれの条件でも、一実施の形態によるＩＰＭＩ方式を用いた場合のパケット衝突率が、ＳＰＳ方式を用いた場合のパケット衝突率を下回っている。このように、ＩＰＭＩ方式の優勢がコンピュータシミュレーションにより示された。

図１２は、一実施の形態によるコンピュータシミュレーションの結果について説明するためのグラフである。図１２のグラフにおいて、横軸は２台の車両３の間の距離を表し、縦軸はこれら２台の車両３の間で行われたサイドリンク通信におけるパケット受信率を示している。図１２のグラフは、合計８本のグラフＧ３１、Ｇ３２、Ｇ３３、Ｇ３４、Ｇ３５、Ｇ３６、Ｇ３７およびＧ３８を含む。

グラフＧ３１～Ｇ３８は、いずれも、図１０のグラフＧ１１およびＧ１２の場合と同様に、各車両３が時速６０ｋｍで、比較的低い密度で走行した場合のシミュレーション結果を示している。

グラフＧ３１、Ｇ３２、Ｇ３３およびＧ３４は、車両３のうち、一実施の形態によるＩＰＭＩ方式でサイドリンク通信を行う車両３の比率がそれぞれ１００％、７５％、５０％および２５％である場合の、ＩＰＭＩ方式でサイドリンク通信を行う車両３におけるパケット受信率を示している。

グラフＧ３５、Ｇ３６、Ｇ３７およびＧ３８は、車両３のうち、ＳＰＳ方式でサイドリンク通信を行う車両３の比率がそれぞれ２５％、５０％、７５％および１００％である場合の、ＳＰＳ方式でサイドリンク通信を行う車両３におけるパケット受信率を示している。

図１２から読み取れるように、一実施の形態によるＩＰＭＩ方式と、ＳＰＳ方式とが混在する無線通信環境においても、両方式の比率によらず、一実施の形態によるＩＰＭＩ方式を用いた場合のパケット受信率が、ＳＰＳ方式を用いた場合のパケット受信率を上回っている。このように、ＩＰＭＩ方式の優勢がコンピュータシミュレーションにより示された。

図１３は、一実施の形態によるコンピュータシミュレーションの結果について説明するためのグラフである。図１３のグラフにおいて、横軸は２台の車両３の間の距離を表し、縦軸はこれら２台の車両３の間で行われたサイドリンク通信におけるパケット受信率を示している。図１３のグラフは、合計８本のグラフＧ４１、Ｇ４２、Ｇ４３、Ｇ４４、Ｇ４５、Ｇ４６、Ｇ４７およびＧ４８を含む。

グラフＧ４１～Ｇ４８は、いずれも、図１０のグラフＧ１３およびＧ１４の場合と同様に、各車両３が時速１５ｋｍで、比較的高い密度で走行した場合のシミュレーション結果を示している。

グラフＧ４１、Ｇ４２、Ｇ４３およびＧ４４は、車両３のうち、一実施の形態によるＩＰＭＩ方式でサイドリンク通信を行う車両３の比率がそれぞれ１００％、７５％、５０％および２５％である場合の、ＩＰＭＩ方式でサイドリンク通信を行う車両３におけるパケット受信率を示している。

グラフＧ４５、Ｇ４６、Ｇ４７およびＧ４８は、車両３のうち、ＳＰＳ方式でサイドリンク通信を行う車両３の比率がそれぞれ２５％、５０％、７５％および１００％である場合の、ＳＰＳ方式でサイドリンク通信を行う車両３におけるパケット受信率を示している。

図１３から読み取れるように、一実施の形態によるＩＰＭＩ方式と、ＳＰＳ方式とが混在する無線通信環境においても、両方式の比率によらず、一実施の形態によるＩＰＭＩ方式を用いた場合のパケット受信率が、ＳＰＳ方式を用いた場合のパケット受信率を上回っている。このように、ＩＰＭＩ方式の優勢がコンピュータシミュレーションにより示された。

上述した実施の形態では、車載装置３０が１つの送信周期の間に最大で１回の送信を行う構成について説明した。この構成の変形例として、車載装置３０が１つの送信周期の間に最大で２回の送信を行ってもよい。これは、例えば、サイドリンク通信のＨＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ ＡＲＱ）と呼ばれる自動再送制御であり、最大２回までパケットを送信して、受信機がこれら２つのパケットをソフトウェア合成することによって、復号率を高めることのできる技術である。

以上、発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。また、実施の形態に説明したそれぞれの特徴は、技術的に矛盾しない範囲で自由に組み合わせることが可能である。

１ 通信システム
２ 基地局
３ 車両
３Ａ 車両（自車両）
３Ｂ、３Ｃ 車両（近接車両）
３Ｄ、３Ｅ、３Ｆ、３Ｇ、３Ｈ、３Ｉ 車両（干渉車両）
３０、３０Ａ 車載装置
３０Ｂ、３０Ｃ 車載装置（近接車両車載装置）
３０Ｄ、３０Ｅ、３０Ｆ、３０Ｇ、３０Ｈ、３０Ｉ 車載装置（干渉車両車載装置）
３１ バス
３２ 演算装置
３２１ 情報取得部
３２２ 通信部
３２３ スケジュール生成部
３３ 記憶装置
３３０ 記録媒体
３３１ 車載装置プログラム記憶部
３４ 通信装置
３５ 車両モニタ装置
３６ 測位装置
３７ 入出力装置
４１ 前回選択リソース
４２ 再選択候補リソース
４３ 再選択リソース
５ リソースセット
６１ センシングウィンドウ
６２ 平均ＲＳＳＩ
６３ 選択ウィンドウ
７１、７２、７３、７４、７５ 候補リソース
８１、８２、８３ 使用リソース
ＤＬ ダウンリンク
Ｇ１１、Ｇ１２、Ｇ１３、Ｇ１４ グラフ
Ｇ２１、Ｇ２２、Ｇ２３、Ｇ２４ グラフ
Ｇ３１、Ｇ３２、Ｇ３３、Ｇ３４、Ｇ３５、Ｇ３６、Ｇ３７、Ｇ３８ グラフ
Ｇ４１、Ｇ４２、Ｇ４３、Ｇ４４、Ｇ４５、Ｇ４６、Ｇ４７、Ｇ４８ グラフ
ＳＬ サイドリンク
ＵＬ アップリンク

Claims (5)

1. 車両に搭載されるように構成された車載装置であって、
   前記車両の位置を測定して車両位置情報を取得する情報取得部と、
   前記車載装置の第１の通信可能範囲の内側に存在する近接車両に搭載された近接車両車載装置への、前記車両位置情報を含むパケットの送信を、直接的なサイドリンク通信によって行う通信部と、
   前記パケットの前記送信に使用する周波数帯および送信タイミングを組み合わせた無線通信リソースを、前記パケットの前記送信のスケジュールとして設定するスケジュール生成部と
   を備え、
   前記スケジュール生成部は、
   前記車載装置が使用可能な前記無線通信リソースのそれぞれについて、前記第１の通信可能範囲の内側に存在し、かつ、前記近接車両車載装置の第２の通信可能範囲の内側に存在する干渉車両の数を、前記干渉車両に搭載された干渉車両車載装置から受信した干渉車両パケットに基づいて推測し、
   前記車両位置情報と、前記干渉車両パケットに含まれる前記干渉車両の位置情報とに基づいて、前記車両から前記干渉車両までの車車間距離を算出し、
   前記車載装置が使用可能な前記無線通信リソースのうち、前記干渉車両の前記数が最も少なく、かつ、前記車車間距離が最も長い前記無線通信リソースを選択して前記スケジュールとして設定し、
   前記通信部は、前記スケジュールに設定された前記無線通信リソースを用いて前記パケットの前記送信を行う
   車載装置。
2. 請求項１に記載の車載装置において、
   前記スケジュール生成部は、
   前記車載装置および前記近接車両車載装置のそれぞれの送信周期の最小公倍数周期の間に前記近接車両車載装置のそれぞれが使用する無線通信リソースに基づいて、前記近接車両車載装置および前記干渉車両車載装置との間でパケット衝突を抑制するように、前記車載装置が前記最小公倍数周期の間に用いる前記無線通信リソースを選択する
   車載装置。
3. 請求項１または２に記載の車載装置において、
   前記パケットは、
   前記車両の移動速度を表す車速情報
   をさらに含み、
   前記車両から前記車速情報を取得する車両モニタ装置と、
   前記車両の前記位置を測定する測位装置と
   をさらに備える
   車載装置。
4. 車載装置を搭載する車両の位置を測定した車両位置情報を取得することと、
   前記車載装置の第１の通信可能範囲の内側に存在する近接車両に搭載された近接車両車載装置への、前記車両位置情報を含むパケットの送信を、直接的なサイドリンク通信によって行うことと、
   前記パケットの前記送信に使用する周波数帯および送信タイミングを組み合わせた無線通信リソースを、前記パケットの前記送信のスケジュールとして設定することと
   を含み、
   前記設定することは、
   前記車載装置が使用可能な前記無線通信リソースのそれぞれについて、前記第１の通信可能範囲の内側に存在し、かつ、前記近接車両車載装置の第２の通信可能範囲の内側に存在する干渉車両の数を、前記干渉車両に搭載された干渉車両車載装置から受信した干渉車両パケットに基づいて推測することと、
   前記車両位置情報と、前記干渉車両パケットに含まれる前記干渉車両の位置情報とに基づいて、前記車両から前記干渉車両までの車車間距離を算出することと、
   使用可能な前記無線通信リソースのうち、前記干渉車両の前記数が最も少なく、かつ、前記車車間距離が最も長い前記無線通信リソースを選択して前記スケジュールとして設定することと
   を含み、
   前記送信を行うことは、
   前記スケジュールに設定された前記無線通信リソースを用いて前記パケットの前記送信を行うこと
   を含む
   通信方法。
5. 車両に搭載された車載装置の演算装置が実行することによって所定の処理を実現するための車載装置プログラムであって、
   前記処理は、
   前記車両の位置を測定した車両位置情報を取得することと、
   前記車載装置の第１の通信可能範囲の内側に存在する近接車両に搭載された近接車両車載装置への、前記車両位置情報を含むパケットの送信を、直接的なサイドリンク通信によって行うことと、
   前記パケットの前記送信に使用する周波数帯および送信タイミングを組み合わせた無線通信リソースを、前記パケットの前記送信のスケジュールとして設定することと
   を含み、
   前記設定することは、
   前記車載装置が使用可能な前記無線通信リソースのそれぞれについて、前記第１の通信可能範囲の内側に存在し、かつ、前記近接車両車載装置の第２の通信可能範囲の内側に存在する干渉車両の数を、前記干渉車両に搭載された干渉車両車載装置から受信した干渉車両パケットに基づいて推測することと、
   前記車両位置情報と、前記干渉車両パケットに含まれる前記干渉車両の位置情報とに基づいて、前記車両から前記干渉車両までの車車間距離を算出することと、
   使用可能な前記無線通信リソースのうち、前記干渉車両の前記数が最も少なく、かつ、前記車車間距離が最も長い前記無線通信リソースを選択して前記スケジュールとして設定することと
   を含み、
   前記送信を行うことは、
   前記スケジュールに設定された前記無線通信リソースを用いて前記パケットの前記送信を行うこと
   を含む
   車載装置プログラム。

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