JP3674470B2 - 通信システム及びその基地局装置ならびに移動局装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は基地局装置から移動局装置に情報を転送する通信システムに関わり、特に車両に搭載される移動局装置と路上に設置される基地局装置とで構成される路車間通信システムにおいて、基地局装置から複数の移動局装置に同時に情報を転送する場合に、効率よくデータを転送する通信システム、及びその基地局装置ならびに移動局装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
路車間通信システムの一例として、社団法人電波産業会にて定められた標準規格「有料道路自動料金収受システム標準規格ARIB STD-T55」がある。上記通信方式は通信フレームをスロットと呼ばれる固定長の区間に時分割した同期式時分割通信方式である、アダブティブスロテッドアロハ方式を採用している。
この有料道路自動料金収受では、複数の車両に同時にデータを転送する同報通信は行っておらず、標準規格「有料道路自動料金収受システム標準規格ARIB STD-T55」にも、同報通信に関しての明確な規定がされていない。また複数の車両に同時にデータの転送を行う、ＶＩＣＳなどは、データをスロットとして転送せず、連続のデータとして転送している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の技術では、スロット構成の転送形態で、実際に複数の車両に一斉に同報通信を行おうとした場合、転送するデータの配置に関しては考慮されていない。したがって複数のスロットからなるフレーム構成で同報データを転送する場合、転送すべき最初のデータを、常にフレーム中の最初のスロットから割り当て、複数回連送してデータを転送すると、データの挿入されていないスロットがフレーム中に挿入され、データ伝送効率が低下するという問題がある。
特に、移動局装置が、限られた狭い通信ゾーンを通過しながら基地局装置と通信する場合には、一連のデータを連送できる回数が限られてしまい、情報の誤り率が高くなってしまう問題がある。
本発明の目的は、上記問題を解決すべく、効率よく伝送可能で、連送することにより、データの誤り率を低減可能な通信システム、及びその基地局装置ならびに移動局装置提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記スロットからなるフレーム構成の通信形態で、効率よく同報通信を行うため、
本発明では、基地局装置から送るデータを一旦記憶する送信データ記憶手段と、データをスロット単位のデータに分割するデータ分割手段と、スロットで構成されたフレームに空きスロット無く、前記データ分割手段で分割したデータを順次挿入するデータ挿入手段を設け、
分割したデータを空きなく順次フレームに挿入し送信するようにしたものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一実施形態を図１,図２及び図３により説明する。
図１は、本発明の一実施形態を示す、基地局装置ならびに移動局装置を含む通信システムの構成を示すブロック図である。
図２は、本発明の一実施形態である車両内に、移動局装置を搭載させた場合のシステム模式図である。
図３は、図１で示す通信システムを用いて転送する、転送データの構成を示すデータ模式図である。
【０００６】
図１において１０１は移動局に必要な情報を記憶し、必要時に前記情報を送信する情報提供装置、１０２は情報ネットワーク（ここでは公衆回線を一例として説明するが、いくつかのネットワークにより構成されるものでもよい。）、１０３、１０４は基地局装置、１０５、１０６は通信手段、１０９、１１０は基地局制御手段、１１１、１１２は送信データ記憶手段、１１３、１１４は基地局無線通信手段、１１５，１１６は移動局装置、１１７、１１８は移動局無線通信手段、１２１、１２２は移動局制御手段、１２３、１２４は受信データ記憶手段、１２５、１２６は通知手段、１３１，１３２はデータ分割手段、１３３、１３４は順序情報付加手段、１３５，１３６はデータ挿入手段、１４０，１４１はデータ復元手段である。
【０００７】
図２において２０１、２０２、２０５は移動局装置を搭載する車両、２０３，２０４はそれぞれの基地局装置の通信範囲、２０６は移動局装置である。
図２において図１と同様の記号で示すものは図１と同様の機能を有し、同様の動作を行う。
図３において、３０１はネットワークを介した情報提供装置から送られてくる同報データ、３０２、３０３、３０４、３０５、３０６はスロット長に分割した分割データ、３０７は分割データ３０２から３０６までを示す分割データ群、３０８、３０９、３１０、３１１、３１２は分割したデータの順番を示す順序情報、３１３は順序情報３０８から３１２を付加した順序情報付分割データ群、３１４、３１５、３１６はフレーム構成等の情報を挿入するフレーム識別符号データ、３１７は移動局装置への通信フォーマットになった同報データ群、３１８、３１９はフレーム周期、３２０、３２１は同報データの周期、３３０は移動局装置に送られた同報データ群、３３１は通信フォーマットからフレーム識別符号データを取り除いた順序情報付分割データ群、３３２は前記順序情報付分割データ群３３１から順序情報を取り除いた分割データ群、３３３は分割データを一つの連続データに接続した同報データである。
なお図１では一つの基地局装置に対して一つの移動局装置が通信を行っている構成で記載してあるが、図２に示すように一つの基地局装置は複数の移動局装置に同報データを転送してもよい。
【０００８】
第１の実施形態の動作を説明する。
情報提供装置１０１はネットワーク１０２を介して基地局装置１０３と１０４に、各移動局装置に同報で伝達したい情報を送信する。
本実施形態では、移動局装置１１５と１１６は図２に示すように車両２０１、車両２０２に搭載している。
車両２０１は駐車場に駐車中、車両２０２は道路を走行中であり、それぞれ通信範囲２０３、２０４の中に存在する。
ネットワーク１０２を介して送られてきた情報提供装置１０１からの同報データは、基地局装置１０３、及び基地局装置１０４に転送される。
図１においては、ネットワーク１０２に接続した基地局装置を２台記載してあるが、基地局装置は１台でもよいし、３台以上でもよい。
基地局装置１０３以下の動作と基地局装置１０４以下の動作は同様なので、ここでは基地局装置１０３以下の動作について説明する。
【０００９】
情報提供装置１０１からの情報は、基地局装置１０３内の通信手段１０５を介して基地局制御手段１０９に送る。
基地局制御手段１０９は情報提供装置１０１からの情報を、一旦、送信データ記憶手段１１１に記憶させる（図３の情報提供装置からの同報データ３０１の状態）。基地局制御手段１０９は、送信データ記憶手段１１１からデータを読み出し、データ分割手段１３１に送る。データ分割手段１３１は、受け取ったデータを、移動局装置１１５に送信するフレームフォーマットに適したデータ長に分割して、基地局制御手段１０９に送る（図３の３０７の状態（データＡからデータＥ（３０２から３０６）））。更に基地局制御手段１０９は、分割されたデータを順序情報付加手段１３３に送る。
【００１０】
順序情報付加手段１３３は、分割したそれぞれのデータにデータ順を示す順序情報を付加し、基地局制御手段１０９に転送する（図３の３１３の状態（付加された順序情報は３０８から３１２））。基地局制御手段１０９は、順序情報の付加された分割データを、再び送信データ記憶手段１１１に記憶させる。
基地局制御手段１０９は、送信データ記憶手段１１１から順序情報の付加された分割データを複数回読み出し、データ挿入手段１３５に送る。
データ挿入手段１３５は、順序情報の付加された分割データを図３の３１７のように空きスロット無く順次挿入していく。
【００１１】
なお本実施形態では、一つのフレームを４スロットで示しており、分割したデータのデータ量は５スロット分のデータ量として記載している。したがって最初の４ブロックのデータは、最初のフレームの４つのスロットに割り当てる。残りの１つのスロットは２つめのフレームの１番目のスロットに割り当てる。同報データは伝送路でのデータ破損の影響を少なくするために複数回連続で送信する。２回目のデータ送信は続けて転送できるように、２回目のデータの、１番目の分割データは、２番目のフレームの２番目のスロットに割り当てる。以降、順次空きスロット無く分割データを割り当てていく。
【００１２】
上記のように、データ挿入手段１３５は、分割データを順次スロットに割り当て、基地局制御手段１０９に転送する。基地局制御手段１０９は、移動局装置１１５に送るためのフレーム構成になった送信データを、基地局無線通信手段１１３に送る。基地局無線通信手段１１３は、フレーム構成の通信フォーマットに変換された構成した同報データを基地局制御手段１０９から受け取り、移動局装置１１５の移動局無線通信手段１１７に送る。
【００１３】
移動局装置１１５の移動局無線通信手段１１７は、受信したデータを、順次、移動局制御手段１２１に転送する。移動局制御手段１２１は通信フォーマット構成の同報データを、一旦受信データ記憶手段１２３に記憶させる。移動局制御手段１２１は受信データ記憶手段１２３から、通信フォーマット構成のデータ（図３の３３０に相当）を読み出し、データ復元手段１４０に送る。
【００１４】
データ復元手段１４０は、通信フォーマットに適した構成のデータを、基地局装置１０３のデータ分割手段１３１、順序情報付加手段１３３、データ挿入手段１３５で行った手順と逆の手順で情報提供装置１０１の出力したデータ構成に戻し、移動局制御手段１２１に送る。
移動局制御手段１２１は、復元されたデータを一旦受信データ記憶手段１２３に記憶させる。移動局制御手段１２１は、受信データ記憶手段１２３から復元されたデータを読み出し、通知手段１２５に送る。
通知手段１２５は、移動局制御手段１２１から転送されてきた、復元された情報提供装置１０１からのデータを、移動局装置１１５の使用者に通知する。
基地局装置１０３、移動局装置１１５と同様の動作により、基地局装置１０４、移動局装置１１６も、情報提供装置１０１からの同報データを、移動局装置１１６の使用者に通知する。
【００１５】
本実施形態では、図２に示したように、移動局装置を車両２０１や、車両２０２に搭載するものとして記載したが、移動局装置は使用者が携帯するような形態の物でもよい。
また、本実施形態の説明では情報提供装置１０１のデータを分割し、順序情報を付加し、スロットに空き無く挿入するために、それぞれデータ分割手段１３１、順序情報付加手段１３３、データ挿入手段１３５を用いたが、これらの処理は、基地局制御手段１０９で行ってもよい。
【００１６】
本実施例を用いると、１フレームの間に空きスロットを設けないでデータを挿入することができるので、通信効率に無駄が無く、特に図２に示す車両２０２内の移動局装置１１６のように、限られた通信ゾーン２０４をある程度の速度で通過し、限られた時間内で通信を行わなくてはならない場合、限られた時間内で、データをできるだけ多く繰り返し受信できるため、通信成功の確率が高くなり、移動局装置の使用者は、より確実に情報提供装置１０１からの同報データを受信できる効果がある。
なお本実施形態の説明では、一つの基地局装置から一つの移動局装置に同報データを送信する形の説明をしたが、同報通信であるので、図２に示すように、一つの基地局装置が複数の移動局装置に同報データを送信してもよい。
【００１７】
次に本発明の第２の実施形態を図４及び図５を用いて説明する。
本実施形態は、基地局装置から移動局装置にデータを伝送する時に、伝送状態の悪化により、伝送データの一部が破損した場合、移動局装置に順序情報の記憶手段と、順序情報の比較手段を設け、2回目の同報データが伝送されてきた時に、破損したデータを、正常なデータに入れ替えることにより、受信データを完成させ、使用者に通知できるようにしたことを特徴としている。
【００１８】
図４は第２の実施形態の構成を示すブロック図、図５はデータの破損個所を示すデータ模式図である。
図４及び図５において４０１、４０２は移動局装置、４０３は順序情報記憶手段、４０５は順序情報比較手段、４０７は移動局制御手段、４１０はスロットデータ誤り検出手段である。
図５において５０１、５０２は破損したデータを有するスロット、５０３は破損したスロットを有する受信データである。図４において図１と同一の記号で示すものは同一の機能を有し、同一の動作を行う。図５において図３と同一の記号で示すものは図３と同一のデータを示す。
【００１９】
本実施形態の動作を図４及び図５を用いて説明する。
基地局装置１０３の基地局無線通信手段１１３は第1の実施形態で説明した動作により、情報提供装置１０１からの同報データを移動局装置４０１の移動局無線通信手段１１７に転送する。
基地局無線通信手段１１３から、移動局無線通信手段１１７へのデータ伝送時に、図５の５０１に示すデータが外部の影響により破損したときの場合の動作を説明する。
【００２０】
移動局無線通信手段１１７は破損したデータも含めて、受信した全てのデータを移動局制御手段４０７に転送する。
移動局制御手段４０７はスロットデータ誤り検出手段４１０にデータを送る。スロットデータ誤り検出手段４１０はデータ５０１のスロットが破損していることを検出する。同様にスロットデータ誤り検出手段４１０は、正常に破損無く送られてきたスロットの順序情報を検出する。
移動局制御手段４０７は、スロットデータ誤り検出手段４１０から正常なスロットの順序情報を読み出し、順序情報記憶手段４０３に記憶させる（本説明では順序３のスロットが破損しており、順序情報は１，２，４，５を記憶させる）。
【００２１】
次に２順目のデータを移動局装置４０１が受信すると、移動局制御手段４０７は、まず順序情報を読み取り、順序情報比較手段４０５に送る。順序情報比較手段４０５は、順序情報記憶手段４０３からの正常に受信完了したデータスロットの順序情報と移動局制御手段４０７からの順序情報を比較し、その結果を移動局制御手段４０７に送る。
【００２２】
移動局制御手段４０７は順序情報比較手段４０５からの比較結果が一致しない場合、その順序情報を持っているスロットのデータを受信データ記憶手段１２３に記憶させる。そのときその順序情報を順序情報記憶手段４０３に記憶させる（本実施形態での例では、順序情報が３のときに、そのスロットデータを受信データ記憶手段１２３に記憶させ、順序情報３を順序情報記憶手段４０３に記憶させる）。
【００２３】
本実施例では順序３のデータが受信でき、全データを完全に受信したことになり、移動局制御手段４０７は受信データ記憶手段１２３の内容を読み出し、データ復元手段１４０により、情報提供装置１０１から送られてきたデータ形式に変換し、通知手段１２５に転送する。
通知手段１２５は同報データの情報を移動局の使用者に通知する。
【００２４】
図５においては、２回目のデータ転送時においても順序２のデータＢが破損してことを想定して記載してあるが、順序２のデータＢは1回目のデータ受信により、正常なデータを受信しているので、２回目の転送に際しては、移動局装置４０１では悪影響を及ぼさない。
本実施形態を用いれば、同一の順序番号のスロットが連続して破損する確率は低いので、データ全体を複数連送して伝送する場合、同報データの伝送における通知確率が高くなるという効果がある。
なお本実施形態ではスロットデータの誤り検出は、スロットデータ誤り検出手段４１０が行い、順序情報の記憶は順序情報記憶手段４０３が行い、順序情報の比較は順序情報比較手段４０５が行うように記載したが、これらの処理は、移動局制御手段４０７が行ってもよい。
【００２５】
次に本発明の第３の実施形態について図６、及び図７において説明する。
本実施形態は基地局装置から同報データの有効時間を転送データとともに移動局装置に送り、移動局がデータを保持すべき時間を基地局装置側から規定し、データが破損していたり、データを全て受信できなかった状態で、移動局装置が通信ゾーンの外に出てしまった場合に、必要以上に同報データを待ち続けることを回避できるようにしたことを特徴としている。
【００２６】
図６は本実施形態の構成を示すブロック図、図７は基地局装置から移動局装置に転送する情報の中の、フレーム制御情報データの構成を示す模式図である。
図６において６０１、６０２は基地局装置、６０３、６０７は有効時間情報記憶手段、６０５、６０６は移動局装置、６０４は基地局制御手段、６０９は移動局制御手段、６０８は有効時間カウント手段である。
図６において図１及び図４と同様の記号で示すものは同様の機能を有し、同様の動作を行う。
図７において７０１はデータ有効時間情報を含む伝送データ、７０３はフレーム制御情報、７０４はフレーム制御情報に含まれるデータ有効時間情報である。
【００２７】
なお図７における伝送データ７０１は、図５における伝送データ５０３にデータ有効時間情報を付加したものである。
【００２８】
図６の動作を説明する。
有効時間情報記憶手段６０３には、あらかじめ、基地局装置６０１から移動局装置６０５に送信するデータの有効時間を規定する有効時間情報を記憶させておく。基地局制御手段６０４は、基地局無線通信手段１１３を介してデータを移動局装置６０５に転送する際に、有効時間情報記憶手段６０３から有効時間情報を読み出し、図７に示すようにフレーム制御情報７０３に有効時間情報７０４を付加して無線通信手段１１３に転送する。移動局装置６０５の移動局無線通信手段１１７は、上記同報データを受信し、移動局制御手段６０９に転送する。移動局制御手段６０９は、フレーム制御情報に付加された有効時間情報を抜き出し、有効時間情報記憶手段６０７に記憶させる。
【００２９】
同時に移動局制御手段６０９は、有効時間カウント手段６０８をリセットし、カウントを開始させる。有効時間情報記憶手段６０７はデータ有効時間情報を、有効時間カウント手段６０８に送る。有効時間カウント手段６０８のカウント値が、有効時間情報記憶手段６０７の有効時間情報と一致すると、有効時間カウント手段６０８は有効時間終了信号を移動局制御手段６０９に送る。
移動局制御手段６０９は、有効時間終了信号を受けて、受信データ記憶手段１２３の記憶データを削除し、以降その同報データの受付を中止する。
なお本実施形態では、有効時間情報記憶手段６０３に、あらかじめデータの有効時間を記憶しておくように説明したが、有効時間を情報提供装置１０１より指定してもよい。
本実施形態を用いれば、第２の実施形態のように、データが無線伝送中に破損した場合に、破損したデータを待ち続けることなく、次のデータの受信が可能になるという効果がある。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、データの同報伝達に関して、効率よく伝送することができ、したがって、短い通信時間で同報データを通信する場合に、利用者に、より確実にデータを転送できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す通信システムと、その基地局装置、ならびに移動局装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施例になる情報提供装置、及び通信システムの基地局装置、ならびに移動局装置の関係を示す概念図である。
【図３】本発明の一実施例におけるデータ変換の様子を示す模式図である。
【図４】本発明の第２の実施例における通信システムと、その基地局装置、ならびに移動局装置の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第２の実施例におけるデータ変換の様子を示す模式図である。
【図６】本発明の第３の実施例における通信システムと、その基地局装置、ならびに移動局装置の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第３の実施例におけるデータ変換の様子を示す模式図である。
【符号の説明】
１１１、１１２…送信データ記憶手段
１２４、１２４…受信データ記憶手段
１３１、１３２…データ分割手段
１３３，１３４…順序情報付加手段
１３５，１３６…データ挿入手段
１４０，１４１…データ復元手段
４０３…順序情報記憶手段
４０５…順序情報比較手段
４１０…スロットデータ誤り検出手段
６０３，６０７…有効時間記憶手段
６０８…有効時間カウント手段

Claims (3)

1. 路上に設置された基地局装置と、車両に搭載された移動局装置と、前記移動局装置に情報を提供する情報提供装置で構成され、前記基地局装置を介して前記情報提供装置が提供する情報を前記移動局装置へ同報送信する通信システムの基地局装置において、
   前記情報提供装置と通信を行う通信手段と、
   前記情報提供装置からのデータを複数回、分割して送信するデータ分割手段と、
   前記移動局装置と複数のスロットを1フレームとして通信を行う基地局無線通信手段と、
   前記通信手段と前記データ分割手段と前記基地局無線通信手段を制御する基地局制御手段と、
   前記移動局装置において、前記基地局装置から送信されてくる分割データを受信して組み立てるための受信処理動作が有効となる有効時間を記憶する有効時間情報記憶手段とを具備し、
   前記移動局装置に送信するデータに前記有効時間情報記憶手段の情報を付加したデータを送信することを特徴とする通信システムの基地局装置。
2. 路上に設置された基地局装置と、車両に搭載された移動局装置と、前記移動局装置に情報を提供する情報提供装置で構成され、前記基地局装置を介して前記情報提供装置が提供する情報を前記移動局装置へ同報送信する通信システムの移動局装置において、
   基地局装置と複数のスロットを1フレームとして通信を行う移動局無線通信手段と、
   前記基地局装置から送信されてくる分割データを受信して組み立てるデータ復元手段と、
   前記移動局無線通信手段と前記データ復元手段を制御する移動局制御手段と、
   前記基地局装置が送信する有効時間情報で示される時間を、前記有効時間情報を受信した時点から計数する有効時間カウント手段とを具備し、
   前記有効時間カウント手段に設定した時間が経過するまで、前記データ復元手段における処理を実行させ、時間が経過した場合には前記データ復元手段にある処理途中のデータを破棄するようにしたことを特徴とする通信システムの移動局装置。
3. 路上に設置された基地局装置と、車両に搭載された移動局装置と、前記移動局装置に情報を提供する情報提供装置で構成され、前記基地局装置を介して前記情報提供装置が提供する情報を前記移動局装置へ同報送信する通信システムにおいて、
   前記基地局装置は、前記情報提供装置からのデータを複数回、分割して送信するとともに、前記移動局装置において前記基地局装置から送信されてくる分割データを受信して組み立てるための受信処理動作が有効となる有効時間情報を送信するようにし、
   前記移動局装置は、前記基地局装置から送信されてくる分割データを受信して組み立てるための受信処理動作を、前記有効時間情報で示される時間内で有効とし、時間が経過した場合には受信処理途中のデータを破棄するようにしたことを特徴とする通信システム。

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