JP3718091B2 - 移動体搭載無線通信装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、他の移動体に搭載される無線通信装置との間で無線通信を行う移動体搭載無線通信装置に関し、特に、データ伝送効率と通信品質との調和を図りつつ、他の移動体に搭載される無線通信装置との間で無線通信を行うことができるようにする移動体搭載無線通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、前方を走行している自動車から後方を走行している自動車に対して、無線通信を使って速度情報などの車両制御情報を送信していくことで、自動車の安全走行を実現することが検討されている。
【０００３】
このような自動車間でのデータのやり取りを実行する無線通信には、双方向通信と片方向通信という２つの通信方式がある。
【０００４】
双方向通信は、ハンドシェークの通信方式を用いており、データを送信すると、送信先からの応答を待ち、それを受け取ってから、次のデータの送信に入っていくとともに、規定時間待っても送信先からの応答がないときには、データを再送していくように処理している。
【０００５】
この双方向通信は、ハンドシェークを行うことで通信品質を確保し、これがために高い通信品質が得られるという利点があるものの、煩わしい制御が要求されるとともに、上り下り通信のいずれか一方が切断されてしまうと、データを通信できなくなるという欠点がある。
【０００６】
一方、片方向通信は、いわばたれ流しの通信方式を用いており、送信先からの応答を要求せずに、データを送信するように処理している。
【０００７】
この片方向通信は、双方向通信のような煩わしい制御を必要としないという利点があるものの、通信品質を保証するために、双方向通信よりも複雑な冗長符号化を使い通信エラー訂正を行っていることから、データ伝送効率が良くないという欠点がある。
【０００８】
従来、無線通信を実装する場合には、無線通信を用いる目的に合わせて、双方向通信を用いるか、片方向通信を用いるようにしていた。
【０００９】
従って、自動車などのような移動体に無線通信を実装する場合にも、無線通信を用いる目的に合わせて、双方向通信を用いるか、片方向通信を用いるようにしていた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
自動車などのような移動体では、その移動により、無線通信環境が時々刻々と変化していくことになる。
【００１１】
しかしながら、従来技術に従っていると、高い通信品質を得るべく双方向通信を用いる構成を採っているときに、移動体間の距離が離れることなどにより、それほど通信品質が要求されなくなっても、そのまま双方向通信を用いることになる。
【００１２】
これから、移動体間の距離が離れることなどにより通信が切断されてしまう場合に、片方向通信を使っていれば、受け取れるかどうかは分からないものの、必要な情報を送信先に送信し続けることができるのに対して、双方向通信を使っていることで、そのような送信を実行できなくなるという問題点がある。
【００１３】
そして、従来技術に従っていると、煩わしい制御を避けるべく片方向通信を用いる構成を採っているときに、移動体間の距離が近づくことなどにより、効率的にデータを送らなければならなくなっても、そのまま片方向通信を用いることになる。
【００１４】
これから、移動体間の距離が近づくことなどにより情報を効率的に送らなければならない場合に、双方向通信を使っていれば、効率的に情報を伝送できるのに対して、片方向通信を使っていることで、効率的に情報を伝送できなくなるという問題点がある。
【００１５】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、データ伝送効率と通信品質との調和を図りつつ、他の移動体に搭載される無線通信装置との間で無線通信を行うことができるようにする新たな移動体搭載無線通信装置の提供を目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
図１に本発明の原理構成を図示する。
【００１７】
図中、１００は自動車などの移動体、１は移動体１００に搭載される本発明の移動体搭載無線通信装置である。
【００１８】
本発明の移動体搭載無線通信装置１は、通信手段１０と、通信モード情報格納域１１と、第１の判断手段１２と、第１の切換手段１３と、第２の判断手段１４と、第２の切換手段１５とを備える。
【００１９】
この通信手段１０は、双方向通信の通信モード（送信先からの応答を待って次のデータを送信するとともに、その応答がない場合にはデータを再送するという通信モード）か、片方向通信の通信モード（送信先からの応答を要求せずにデータを送信するという通信モード）のいずれかの通信モードを設定して、その設定した通信モードに従って、他の移動体に搭載される無線通信装置との間で無線通信を行う。
【００２０】
通信モード情報格納域１１は、双方向通信状態にあるのか片方向通信状態にあるのかを示す通信モード情報を格納する。
【００２１】
第１の判断手段１２は、片方向通信中に、通信相手となる他の移動体との間の距離の情報およびその移動体との間の通信状態を示す１つ又は複数の情報と、それらの情報に設定される閾値とを比較し、第２の判断手段１４が不良と判断する通信状態を良好と判断するのを回避する判断形態に従いつつ、その比較結果が通信状態の良好を示すのか否かを判断する。
【００２２】
第１の切換手段１３は、第１の判断手段１２により通信状態の良好が判断される場合に、片方向通信を双方向通信へと切り換える。
【００２３】
第２の判断手段１４は、双方向通信中に、通信相手となる他の移動体との間の距離の情報およびその移動体との間の通信状態を示す１つ又は複数の情報と、それらの情報に設定される閾値とを比較し、第１の判断手段１２が良好と判断する通信状態を不良と判断するのを回避する判断形態に従いつつ、その比較結果が通信状態の不良を示すのか否かを判断する。
【００２４】
第２の切換手段１５は、第２の判断手段１４により通信状態の不良が判断される場合に、双方向通信を片方向通信へと切り換える。
【００２５】
このように構成される本発明の移動体搭載無線通信装置１では、第１の判断手段１２は、片方向通信中に、通信相手となる他の移動体との間の距離の情報およびその移動体との間の通信状態を示す１つ又は複数の情報と、それらの情報に設定される閾値とを比較し、その比較結果が通信状態の良好を示すのか否かを判断し、この判断結果を受けて、第１の切換手段１３は、第１の判断手段１２により通信状態の良好が判断される場合に、片方向通信を双方向通信へと切り換える。
【００２６】
一方、第２の判断手段１４は、双方向通信中に、通信相手となる他の移動体との間の距離の情報およびその移動体との間の通信状態を示す１つ又は複数の情報と、それらの情報に設定される閾値とを比較し、その比較結果が通信状態の不良を示すのか否かを判断し、この判断結果を受けて、第２の切換手段１５は、第２の判断手段１４により通信状態の不良が判断される場合に、双方向通信を片方向通信へと切り換える。
【００２７】
このとき、第１の判断手段１２は、第２の判断手段１４が不良と判断する通信状態を良好と判断するのを回避する判断形態に従いつつ、通信状態が良好であるのか否かを判断するので、第２の切換手段１５により切り換えられた片方向通信は、その後、頻繁に第１の切換手段１３により双方向通信に切り換えられることはない。
【００２８】
そして、このとき、第２の判断手段１４は、第１の判断手段１２が良好と判断する通信状態を不良と判断するのを回避する判断形態に従いつつ、通信状態が不良であるのか否かを判断するので、第１の切換手段１３により切り換えられた双方向通信は、その後、頻繁に第２の切換手段１５により片方向通信に切り換えられることはない。
【００２９】
このように、本発明の移動体搭載無線通信装置１では、片方向通信中に通信状態が良好になると、片方向通信を双方向通信へと切り換え、また、双方向通信中に通信状態が不良になると、双方向通信を片方向通信へと切り換えることから、データ伝送効率と通信品質との調和を図りつつ、他の移動体に搭載される無線通信装置との間で無線通信を行うことができるようになる。
【００３０】
そして、本発明の移動体搭載無線通信装置１では、片方向通信から双方向通信へと切り換える際の通信状態の判断条件と、双方向通信から片方向通信へと切り換える際の通信状態の判断条件とを異なるようにすることから、片方向通信から双方向通信へと切り換えた後、直ちに、双方向通信から片方向通信へと切り換えるような不都合が起こらないとともに、双方向通信から片方向通信へと切り換えた後、直ちに、片方向通信から双方向通信へと切り換えるような不都合が起こらない。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態に従って本発明を詳細に説明する。
【００３２】
図２に、自動車に搭載される本発明を具備する車両搭載無線通信装置１ａを図示する。
【００３３】
この図に示すように、本発明を具備する車両搭載無線通信装置１ａは、前方の自動車１００ａから後方の自動車１００ｂへの車両制御情報の伝送を可能にすべく、前方の自動車１００ａに搭載されることになる。なお、後方の自動車１００ｂに搭載される車両搭載無線通信装置１ｂは、必ずしも、本発明を具備する車両搭載無線通信装置１ａで構成される必要はない。
【００３４】
図３に、本発明を具備する車両搭載無線通信装置１ａの装置構成の一実施例を図示する。
【００３５】
この図に示すように、この車両搭載無線通信装置１ａは、受信信号を増幅する受信用増幅器２０と、発振信号を発生する発振器２１と、受信信号と発振器２１の発振信号とを混合するミキサ２２と、受信信号を検波する検波器２３と、検波器２２の検波出力をＡＤ変換するＡＤ変換器２４と、受信信号を復調する復調器２５と、復調信号からパケットを再生するパケット再生部２６と、再生されたパケットの中に含まれる誤りを検出して訂正する誤り検出部２７と、誤り検出部２７の検出した誤り数を計数するカウンタ２８と、誤り検出部２７の検出した誤り発生時刻を検出するタイマ２９と、再生されたパケットのビット数を計数するカウンタ３０と、送信信号のパケットを組み立てるパケット組立部３１と、送信信号を変調する変調器３２と、送信信号と発振器２１の発振信号とを混合するミキサ３３と、送信信号を増幅する送信用増幅器３４と、後方の自動車１００ｂとの間の車両間距離を測定する距離測定部３５と、通信制御処理を司る通信制御部３６とを備える。
【００３６】
この通信制御部３６は、ＡＤ変換器２４の出力する受信信号の信号強度と、カウンタ２８の計数する誤り数と、タイマ２９の検出する誤り発生時刻と、カウンタ３０の計数するビット数と、距離測定部３５の測定する車両間距離とを入力とし、それらの一部又は全てを使って通信状態を判断して、その判断結果に応じて、双方向通信に従って後方の自動車１００ｂに車両制御情報を通信したり、片方向通信に従って後方の自動車１００ｂに車両制御情報を通信する処理を行う。
【００３７】
図４に示すように、ＡＤ変換器２４の出力する受信信号の信号強度が小さいときには、通信状態は不良なものとなり、それが大きいときには、通信状態は良好なものとなる。また、カウンタ２８の計数する誤り数とカウンタ３０の計数するビット数との比率値で定義される通信誤り率が大きいときには、通信状態は不良なものとなり、それが小さいときには、通信状態は良好なものとなる。
【００３８】
また、タイマ２９の検出する誤り発生時刻の時間間隔で定義される通信可能持続時間が短いときには、通信状態は不良なものとなり、それが長いときには、通信状態は良好なものとなる。また、距離測定部３５の測定する車両間距離が大きいときには、通信状態は不良なものとなり、それが小さいときに、通信状態は良好なものとなる。
【００３９】
通信制御部３６は、これらの特性を使って通信状態を判断して、通信状態が良好であることを判断するときには、双方向通信が可能であるとともに、後方の自動車１００ｂとも接近していることで双方向通信による通信が好ましいことを判断して、双方向通信に従って後方の自動車１００ｂに車両制御情報を通信する。一方、通信状態が不良であることを判断するときには、双方向通信が不可能であることを判断して、片方向通信に従って後方の自動車１００ｂに車両制御情報を通信する。
【００４０】
図５に、通信制御部３６が本発明に関連して実行するこの通信モードの切換処理部分についての処理フローの一例を図示する。次に、この処理フローに従って、本発明に関連する技術について説明する。
【００４１】
通信制御部３６は、起動されると、この図５の処理フローに示すように、先ず最初に、ステップ１で、通信処理の終了指示が発行されたのか否かを判断して、発行されたことを判断するときには、処理を終了し、発行されないことを判断するときには、ステップ２に進んで、規定の処理周期に到達したのか否かを判断して、規定の処理周期に到達していないことを判断するときは、ステップ１に戻っていく。
【００４２】
一方、ステップ２で、規定の処理周期に到達したことを判断するときには、ステップ３に進んで、現在の通信モードが双方向通信であるのか否かを判断する。この判断処理に従って、双方向通信の通信モードにあることを判断するときには、ステップ４に進んで、図４に示した受信信号強度／通信誤り率／通信可能持続時間／車両間距離の内の判断対象とするもの（以下、Ａで示す）を規定の閾値ａ１と比較することで、通信状態が不良であるのか否かを判断する。
【００４３】
例えば、判断対象として受信信号強度を用いるときには、ＡＤ変換器２４から受け取る受信信号強度を規定の閾値ａ１と比較して、閾値ａ１よりも受信信号強度が小さいときには、通信状態が不良であると判断し、大きいときには、通信状態が良好であると判断するのである。
【００４４】
また、例えば、判断対象として通信誤り率を用いるときには、カウンタ２８の計数する誤り数とカウンタ３０の計数するビット数との比率値で定義される通信誤り率を算出し、それを規定の閾値ａ１と比較して、閾値ａ１よりも通信誤り率が大きいときには、通信状態が不良であると判断し、小さいときには、通信状態が良好であると判断するのである。
【００４５】
このステップ４の判断処理に従って、通信状態が良好であることを判断するときには、双方向通信の続行が可能であるので、そのままステップ１に戻り、反対に、通信状態が不良であることを判断するときには、双方向通信の続行が不可能であるので、ステップ５に進んで、双方向通信を片方向通信に切り換えてから、ステップ１に戻る。
【００４６】
一方、ステップ３で、現在の通信モードが双方向通信でないことを判断するとき、すなわち、現在の通信モードが片方向通信であることを判断するときには、ステップ６に進んで、判断対象Ａを規定の閾値ａ２と比較することで、通信状態が良好であるのか否かを判断する。
【００４７】
このとき用いる閾値ａ２は、受信信号強度のように、判断対象Ａが閾値ａ１よりも小さいときに通信状態が不良を示すときには、図６（ａ）に示すように、閾値ａ１よりも大きな値として設定され、一方、通信誤り率のように、判断対象Ａが閾値ａ１よりも大きいときに通信状態が不良を示すときには、図６（ｂ）に示すように、閾値ａ１よりも小さな値として設定される。
【００４８】
このような値を持つ閾値ａ２により、ステップ４で通信状態が不良であると判断されることで、ステップ５の処理に従って双方向通信から片方向通信に切り換えられた後、ステップ６に進むときに、確実に通信状態が不良であると判断されることになる。
【００４９】
このステップ６の判断処理に従って、通信状態が不良であることを判断するときには、双方向通信の実行が不可能であるので、そのままステップ１に戻り、反対に、通信状態が良好であることを判断するときには、双方向通信の実行が可能であるので、ステップ７に進んで、片方向通信を双方向通信に切り換えてから、ステップ１に戻る。
【００５０】
このとき、ステップ４で通信状態が不良であると判断されることで、ステップ５の処理に従って双方向通信から片方向通信に切り換えられた後、ステップ６に進むときには、図６のように設定される閾値ａ２により通信状態が不良と判断されることになるので、パタパタと双方向通信に切り換えられてしまうといった不都合は起こらない。
【００５１】
そして、ステップ６で通信状態が良好であると判断されることで、ステップ７の処理に従って片方向通信から双方向通信に切り換えられた後、ステップ４に進むときには、図６のように設定される閾値ａ１により通信状態が良好と判断されることになるので、パタパタと片方向通信に切り換えられてしまうといった不都合は起こらない。
【００５２】
このようにして、通信制御部３６は、通信状態が良好であることを判断するときには、双方向通信が可能であるとともに、後方の自動車１００ｂとも接近していることで双方向通信による通信が好ましいことを判断して、双方向通信に従って後方の自動車１００ｂに車両制御情報を通信し、一方、通信状態が不良であることを判断するときには、双方向通信が不可能であることを判断して、片方向通信に従って後方の自動車１００ｂに車両制御情報を通信するように処理するのである。
【００５３】
図７に、通信制御部３６が実行する処理フローの一実施例を図示する。
【００５４】
この処理フローに従う場合、通信制御部３６は、車両間距離を判断対象として選択するとともに、受信信号強度／通信誤り率／通信可能持続時間の中から１つを判断対象として選択して（選択した判断対象をＡ、Ｂで示してある）、その２つの判断対象を用いて通信状態が良好であるのか不良であるのかを判断するようにしている。
【００５５】
すなわち、ステップ４では、判断対象Ａを規定の閾値ａ１と比較するとともに、判断対象Ｂを規定の閾値ｂ１と比較することで、判断対象Ａが通信状態の不良を示し、かつ、判断対象Ｂが通信状態の不良を示すときに、最終的に通信状態が不良であると判断するようにしている。
【００５６】
そして、ステップ６では、判断対象Ａを規定の閾値ａ２と比較するとともに、判断対象Ｂを規定の閾値ｂ２と比較することで、判断対象Ａが通信状態の良好を示し、かつ、判断対象Ｂが通信状態の良好を示すときに、最終的に通信状態が良好であると判断するようにしている。
【００５７】
ここで、このように、複数の判断対象を用いて、通信状態が良好であるのか不良であるのかを判断する構成を採る場合には、「ａ１＝ａ２，ｂ１＝ｂ２」というように同じ値の閾値を用いることも可能である。
【００５８】
すなわち、閾値の違いを使って通信モードの切換処理のヒステリシスを作らなくても、通常の場合、「判断対象Ａが通信状態の良好を示すことになり、かつ、判断対象Ｂが通信状態の良好を示すことになる」ときの通信状態と、「判断対象Ａが通信状態の不良を示すことになり、かつ、判断対象Ｂが通信状態の不良を示すことになる」ときの通信状態とが一致しないことで、通信モードの切換処理のヒステリシスを作ることができるので、「ａ１＝ａ２，ｂ１＝ｂ２」というような形態の閾値を用いることも可能なのである。
【００５９】
例えば、「ａ１＝ａ２，ｂ１＝ｂ２」という閾値を用いつつ、▲１▼片方向通信中に、「車両間距離が小さく、かつ、通信誤り率が小さい」ときには、通信状態が良好であると判断して双方向通信に切り換え、▲２▼双方向通信中に、「車両間距離が大きく、かつ、通信誤り率が大きい」ときには、通信状態が不良であると判断して片方向通信に切り換えるという構成を想定する。
【００６０】
このような場合、図８に示すように、▲２▼の判断基準に従って、図中のα点で、双方向通信から片方向通信に切り換えた後、通信誤り率が小さくなっても、そのとき、車両間距離が同時に小さくならなければ、双方向通信に切り換わることはない。これから、複数の判断対象を用いて、通信状態が良好であるのか不良であるのかを判断する構成を採る場合には、「ａ１＝ａ２，ｂ１＝ｂ２」というような形態の閾値を用いることも可能なのである。もちろん、「ａ１≠ａ２，ｂ１＝ｂ２」や、「ａ１＝ａ２，ｂ１≠ｂ２」というような形態の閾値を用いることも可能である。
【００６１】
要するに、双方向通信から片方向通信に切り換えるときの判断基準の厳しさと、片方向通信から双方向通信に切り換えるときの判断基準の厳しさとに違いがあればよいのである。この違いにより、通信モードの切換処理のヒステリシスが作成できるからである。
【００６２】
従って、例えば、通信状態が不良（良好）であるのかの判断に用いる判断対象として、Ａ，Ｂ，Ｃ（この内の１つは車両間距離）を用い、通信状態が良好（不良）であるのかの判断に用いる判断対象として、これとは異なる数の判断対象（この内の１つは車両間距離）を用いるというように、判断対象の数を変えることで、双方向通信から片方向通信に切り換えるときの判断基準の厳しさと、片方向通信から双方向通信に切り換えるときの判断基準の厳しさとに違いを設けるようにしてもよい。
【００６３】
図示実施例に従って本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、実施例では、通信制御部３６は、ソフトウェアにより通信モードの切換処理を実行する構成を採ったが、ハードウェアロジックにより通信モードの切換処理を実行する構成を採ることも可能である。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の移動体搭載無線通信装置では、片方向通信中に通信状態が良好になると、片方向通信を双方向通信へと切り換え、また、双方向通信中に通信状態が不良になると、双方向通信を片方向通信へと切り換えることから、データ伝送効率と通信品質との調和を図りつつ、他の移動体に搭載される無線通信装置との間で無線通信を行うことができるようになる。
【００６５】
そして、本発明の移動体搭載無線通信装置では、片方向通信から双方向通信へと切り換える際の通信状態の判断条件と、双方向通信から片方向通信へと切り換える際の通信状態の判断条件とを異なるようにすることから、片方向通信から双方向通信へと切り換えた後、直ちに、双方向通信から片方向通信へと切り換えるような不都合が起こらないとともに、双方向通信から片方向通信へと切り換えた後、直ちに、片方向通信から双方向通信へと切り換えるような不都合が起こらない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理構成図である。
【図２】本発明の適用例である。
【図３】本発明の一実施例である。
【図４】検出量と通信状態との関係の説明図である。
【図５】通信制御部の処理フローである。
【図６】閾値の説明図である。
【図７】通信制御部の処理フローである。
【図８】通信モード切換処理のヒステリシスの説明図である。
【符号の説明】
１ 移動体搭載無線通信装置
１０ 通信手段
１１ 通信モード情報格納域
１２ 第１の判断手段
１３ 第１の切換手段
１４ 第２の判断手段
１５ 第２の切換手段
１００ 移動体

Claims (3)

1. 他の移動体に搭載される無線通信装置との間で無線通信を行う移動体搭載無線通信装置において、
   送信先からの応答を要求せずにデータを送信するという第１の通信モードによってデータの送信を行っているときに、通信相手となる他の移動体との間の距離の情報および該移動体との間の通信状態を示す１つ又は複数の情報と、該情報に設定される閾値とを比較し、その比較結果が通信状態の良好を示すのか否かを判断する判断手段と、
   上記判断手段により通信状態の良好が判断される場合に、上記第１の通信モードから、送信先からの応答を待って次のデータを送信するとともに、その応答がない場合にはデータを再送するという第２の通信モードへと通信モードを切り換える切換手段とを備えることを、
   特徴とする移動体搭載無線通信装置。
2. 他の移動体に搭載される無線通信装置との間で無線通信を行う移動体搭載無線通信装置において、
   送信先からの応答を待って次のデータを送信するとともに、その応答がない場合にはデータを再送するという第２の通信モードによってデータの送信を行っているときに、通信相手となる他の移動体との間の距離の情報および該移動体との間の通信状態を示す１つ又は複数の情報と、該情報に設定される閾値とを比較し、その比較結果が通信状態の不良を示すのか否かを判断する判断手段と、
   上記判断手段により通信状態の不良が判断される場合に、上記第２の通信モードから、送信先からの応答を要求せずにデータを送信するという第１の通信モードへと通信モードを切り換える切換手段とを備えることを、
   特徴とする移動体搭載無線通信装置。
3. 他の移動体に搭載される無線通信装置との間で無線通信を行う移動体搭載無線通信装置において、
   送信先からの応答を要求せずにデータを送信するという第１の通信モードによってデータの送信を行っているときに、通信相手となる他の移動体との間の距離の情報および該移動体との間の通信状態を示す１つ又は複数の情報と、該情報に設定される閾値とを比較し、その比較結果が通信状態の良好を示すのか否かを判断する第１の判断手段と、
   上記第１の判断手段により通信状態の良好が判断される場合に、上記第１の通信モードから、送信先からの応答を待って次のデータを送信するとともに、その応答がない場合にはデータを再送するという第２の通信モードへと通信モードを切り換える第１の切換手段と、
   上記第２の通信モードによってデータの送信を行っているときに、通信相手となる他の移動体との間の距離の情報および該移動体との間の通信状態を示す１つ又は複数の情報と、該情報に設定される閾値とを比較し、その比較結果が通信状態の不良を示すのか否かを判断する第２の判断手段と、
   上記第２の判断手段により通信状態の不良が判断される場合に、上記第２の通信モードから上記第１の通信モードへと通信モードを切り換える第２の切換手段とを備え、
   かつ、上記第１の判断手段は、上記第２の判断手段が不良と判断する通信状態を良好と判断するのを回避する判断形態に従いつつ判断処理を実行し、
   上記第２の判断手段は、上記第１の判断手段が良好と判断する通信状態を不良と判断するのを回避する判断形態に従いつつ判断処理を実行することを、
   特徴とする移動体搭載無線通信装置。

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