JP4247184B2 - Wireless communication terminal and wireless communication method - Google Patents

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Description

本発明は、自動車等の車両に搭載され、車車間通信に用いられる無線通信端末および無線通信方法に関する。   The present invention relates to a wireless communication terminal and a wireless communication method which are mounted on a vehicle such as an automobile and used for inter-vehicle communication.

車両内にLAN(Local Area Network)を構築し、車内各部の動作状況を管理するような自動車も既に実現しており、自動車においてもいわゆる情報化が進んでいる。車外との情報の連携では、路車間通信や車車間通信などがあり、情報機器による運転アシスト、自動運転などを目指した取り組みもなされている。例えば下記特許文献1には、常時固定の通信プロトコルを用いる路車間通信について記載されている。   An automobile that constructs a LAN (Local Area Network) in a vehicle and manages the operation state of each part in the vehicle has already been realized, and so-called computerization is also progressing in the automobile. Linking information outside the vehicle includes road-to-vehicle communication and vehicle-to-vehicle communication, and efforts are being made to provide driving assistance and automatic driving using information equipment. For example, Patent Document 1 below describes road-to-vehicle communication using a fixed communication protocol.

車車間通信は他の車両との無線通信である。自車付近を走行する車両との運転状況の交換や、娯楽情報の交換、後続車の誘導などを目的として、積極的な研究が行われている。自車の前後に位置する車両のみならず、さらにその前後左右の車両に積載された無線通信装置間でメッシュネットワークを組んでネットワーク化を行うといった取り組みも行われている。   Inter-vehicle communication is wireless communication with other vehicles. Active research is being carried out for the purpose of exchanging driving conditions with vehicles traveling in the vicinity of the vehicle, exchanging entertainment information, and guiding the following vehicles. Efforts are also being made to form a network by forming a mesh network between not only vehicles positioned in front of and behind the vehicle, but also wireless communication devices mounted on the vehicles on the front, back, left and right.

一方、無線通信には様々な規格が存在する。IEEEにおいてはセンサーネット向け短距離低速無線に関する802.15.4aという標準規格が策定されつつある。この短距離低速無線は、電波到達範囲が数10m程度と短く、ビットレートは数kbpsと低速であるものの、高い測距機能と位置検出機能を持つというものである。この様な無線技術を流用すれば、無線機をレーダとして用いることが可能であって、車車間通信装置と車車間レーダとを兼ね備えた無線装置を実現できる可能性がある。また、多くの車両に車車間通信用の無線通信端末が搭載された場合、利用できるチャンネル、すなわち、周波数が有限であることを考慮すれば、電波到達範囲は実用に差しさわりのない範囲でできるだけ短い方が良い。
特開2000−253188
On the other hand, there are various standards for wireless communication. IEEE is developing a standard called 802.15.4a for short-range, low-speed wireless for sensor networks. This short-range low-speed radio has a short radio wave reach of about several tens of meters and a bit rate of several kbps, but has a high distance measurement function and position detection function. If such wireless technology is used, a wireless device can be used as a radar, and a wireless device that combines an inter-vehicle communication device and an inter-vehicle radar may be realized. In addition, when wireless communication terminals for vehicle-to-vehicle communication are installed in many vehicles, considering the available channels, that is, the frequency is finite, the radio wave coverage is as much as possible within the practical range. Shorter is better.
JP 2000-253188 A

これまでの車車間通信の殆どは、同一方向に走行する車両間での通信である。自動車はふつう時速数10kmの高速で移動しており、対向車とすれ違う時の相対速度は時速100kmを超えることもある。このため、対向車間での車車間通信は、対向車が通信可能エリアに入ってから、出て行くまでの通信可能時間が短いこと、さらには車両が移動する際に発生するドップラシフトが相対速度に対応して非常に大きくなること、などを理由とする技術的な実現困難性が知られている。特に、電波到達距離が短い通信手段では、すれ違いざまの通信可能時間が1秒を切ってしまうことや、交差点等で交差する車両間の通信では道路外の建物などの遮蔽物の影響により交差点のかなり近傍に近づかない限り通信を開始できないことも指摘されている。また、低ビットレートで電波到達距離も短い上述のような無線通信技術を利用して車車間通信を実現しようとする場合、通信可能時間が1秒を切るような状態では、送信可能ビット数が著しく減少し、通信開始手順すら完了できない可能性がある。   Most of the inter-vehicle communication so far is communication between vehicles traveling in the same direction. Automobiles are usually moving at a high speed of 10km / h, and the relative speed when passing an oncoming car may exceed 100km / h. For this reason, inter-vehicle communication between oncoming vehicles is based on the fact that the communicable time from when the oncoming vehicle enters the communicable area until it leaves is short, and the Doppler shift that occurs when the vehicle moves is relative speed. It is known that the technology is difficult to realize due to the fact that it becomes very large corresponding to the above. In particular, in communication means with a short radio wave reach distance, the communicable time of less than one second is cut, and in communication between vehicles crossing at an intersection etc., due to the influence of shielding such as buildings outside the road, It has also been pointed out that communication cannot be started unless it is very close. In addition, when trying to realize vehicle-to-vehicle communication using the wireless communication technology as described above with a low bit rate and a short radio wave reach, the number of bits that can be transmitted is less than one second when the communication time is less than one second. There is a possibility that the communication start procedure may not be completed.

同一方向に移動する前後左右の車両との通信については、対向車間の車車間通信に比較すれば容易である。しかし、同一方向に移動する車両は基本的にそれらが保有する車両運行上の情報が似通っており、情報の交換によって得られる情報量はあまり多くない(もちろん、娯楽情報の交換や後続車の誘導には有効である)。一方、道路状況に関する情報を車車間通信で得ようとした場合、対向車や交差点で交差する車両からの方が、自分とは異なるルートを運転してきていることから有用な情報が得やすいことは明白である。車車間通信では、近くの車両と必要に応じてアドホックに通信を開始し、必要が無くなれば通信を終了できる。これは、同じ仕様の通信機を持っていれば、センターや基地局などのインフラが無くても通信が可能であるという手軽な通信手段である。このような手軽な通信手段を利用して、多くの有用な情報を得たいという需要は潜在的に高いと考えられる。   Communication with front, rear, left and right vehicles moving in the same direction is easier than inter-vehicle communication between oncoming vehicles. However, vehicles that move in the same direction basically have similar information on vehicle operation, and the amount of information obtained by exchanging information is not very large (of course, exchanging entertainment information and guiding the following vehicles). Is effective.) On the other hand, when trying to obtain information about road conditions through inter-vehicle communication, it is easier to obtain useful information from oncoming vehicles and vehicles that intersect at intersections because they are driving different routes from their own. It is obvious. In vehicle-to-vehicle communication, communication with a nearby vehicle can be started ad hoc as necessary, and communication can be terminated when it is no longer necessary. This is a simple communication means that communication is possible even if there is no infrastructure such as a center or a base station as long as the communication devices have the same specifications. It is considered that there is a potentially high demand for obtaining a lot of useful information using such a simple communication means.

本発明は、かかる事情を考慮してなされたものであり、短距離無線による対向車間の車車間通信が可能な無線通信端末および無線通信方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a wireless communication terminal and a wireless communication method capable of vehicle-to-vehicle communication between oncoming vehicles by short-range wireless communication.

本発明の一観点に係る無線通信端末は、通信可能範囲に入ってきた他の無線通信端末を検知する手段と、前記他の無線通信端末の位置を検出する手段と、前記他の無線通信端末の相対的な進行方向を検出する手段と、前記他の無線通信端末の相対速度を検出する手段と、検出された他の無線通信端末の位置、相対的な進行方向、および相対速度に基づいて、該他の無線通信端末との通信可能時間を推測する手段と、複数のプロトコルモジュールと、推測された通信可能時間に応じて、前記複数のプロトコルモジュールから1つのプロトコルモジュールを選択する手段と、選択されたプロトコルモジュールを用いて前記他の無線通信端末と通信を行う手段とを具備する。   A wireless communication terminal according to an aspect of the present invention includes means for detecting another wireless communication terminal that has entered a communicable range, means for detecting the position of the other wireless communication terminal, and the other wireless communication terminal. Based on the detected position, the relative traveling direction, and the relative speed of the other wireless communication terminal, the means for detecting the relative traveling direction of the other wireless communication terminal, the means for detecting the relative speed of the other wireless communication terminal, Means for estimating a communicable time with the other wireless communication terminal; a plurality of protocol modules; a means for selecting one protocol module from the plurality of protocol modules according to the estimated communicable time; Means for communicating with the other wireless communication terminal using the selected protocol module.

本発明によれば、短距離無線による対向車間の車車間通信が可能な無線通信端末および無線通信方法を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the radio | wireless communication terminal and radio | wireless communication method which can perform the vehicle-to-vehicle communication between the oncoming vehicles by short distance radio | wireless can be provided.

図1は本発明の一実施形態に係る無線通信端末のブロック図である。無線通信端末1は自動車等の車両に搭載される端末であり、アンテナ8から電波を放射し、また同アンテナ8により電波を受信し、他の車両に搭載された無線通信端末との間で車車間通信を行う。アンテナ8から放射される電波の到達距離は数10m〜100m程度と比較的短く、無線通信端末1は短距離通信向けの端末である。電波到達距離は、送信された電波が他の無線通信端末で最小受信感度以上で受信される最大距離に相当する。   FIG. 1 is a block diagram of a wireless communication terminal according to an embodiment of the present invention. The wireless communication terminal 1 is a terminal mounted on a vehicle such as an automobile. The wireless communication terminal 1 radiates radio waves from the antenna 8 and receives radio waves from the antenna 8, and communicates with radio communication terminals mounted on other vehicles. Car-to-vehicle communication. The reach of radio waves radiated from the antenna 8 is relatively short, about several tens to 100 m, and the wireless communication terminal 1 is a terminal for short-range communication. The radio wave reachable distance corresponds to the maximum distance at which a transmitted radio wave is received by other wireless communication terminals with a minimum reception sensitivity or higher.

例えば併走車両や先行車両あるいは後続車両との車車間通信であれば、比較的十分な通信時間を確保できるが、対向車との車車間通信では対向車とのすれ違いざまに通信できる時間は極めて短い。ビットレートも低速である。このような無線通信端末1において、自端末の通信可能範囲内、すなわちアンテナパターンと放射パワーで決定される範囲に他の端末が入ってきたことを端末検出部12により検知する。   For example, in the case of inter-vehicle communication with a parallel vehicle, a preceding vehicle, or a subsequent vehicle, a relatively sufficient communication time can be secured, but in the inter-vehicle communication with an oncoming vehicle, the time that can be communicated with the oncoming vehicle is extremely short. . The bit rate is also low. In such a wireless communication terminal 1, the terminal detection unit 12 detects that another terminal has entered the communicable range of the terminal itself, that is, the range determined by the antenna pattern and the radiation power.

端末検出部12は、具体的には例えば以下のように実現する。それぞれの無線通信端末は定期的に、あるいは、特にいずれの相手とも通信を行っていないアイドル時には、連続的に電波を放射するようにしている。無線通信端末1が受信した電波中に、他の無線通信端末が放射した電波が含まれていることを端末検出部12が検出することにより、他の無線通信端末が通信可能範囲内に入ったことを検出する。この場合、端末検出部12は単独で検出を行うのではなく、送受信の物理層(RF, IF, ベースバンド等)処理を行う物理層処理部(PHY)7の機能を利用する。なお、相手端末の電波を受信した時、自端末が同様の電波を放射していなかった場合には、相手にも自端末の存在を知らせるよう、ただちに自端末から電波を放射することが好ましい。   Specifically, the terminal detection part 12 is implement | achieved as follows, for example. Each wireless communication terminal radiates radio waves regularly or continuously, especially during idle periods when no communication is performed with any of the other parties. When the terminal detection unit 12 detects that the radio wave received by the wireless communication terminal 1 includes the radio wave emitted by the other radio communication terminal, the other radio communication terminal has entered the communicable range. Detect that. In this case, the terminal detection unit 12 does not perform detection alone, but uses a function of a physical layer processing unit (PHY) 7 that performs transmission / reception physical layer (RF, IF, baseband, etc.) processing. In addition, when the own terminal is not radiating the same radio wave when receiving the radio wave of the counterpart terminal, it is preferable to immediately radiate the radio wave from the own terminal so as to notify the partner of the existence of the own terminal.

他の方法として、無線通信端末1がレーダ機能を備えるか、あるいは、車両に搭載されたレーダ装置と接続されている場合は以下のようにする。すなわち、レーダの測定結果から通信可能範囲内に物体、あるいは移動体が存在することを受けて、相手が自端末と通信可能な無線通信端末であるか確かめるための電波を放射し、相手がそれに応答してきたことを受けて他の無線通信端末を検出する。各々の無線通信端末は他の端末が出したこのような確認電波を受信したらそれに応答するように設定されている。   As another method, when the wireless communication terminal 1 has a radar function or is connected to a radar device mounted on a vehicle, the following is performed. In other words, in response to the presence of an object or moving object within the communicable range from the radar measurement results, radio waves are emitted to confirm that the other party is a wireless communication terminal that can communicate with the own terminal. In response to the response, another wireless communication terminal is detected. Each wireless communication terminal is set to respond to such confirmation radio waves received by other terminals.

他の無線通信端末が自端末の通信可能範囲内に存在することが確認されたら、位置検出部3は、相手の端末の自端末に対する相対位置を検出する。これは、例えば以下のように実現する。無線通信端末1がレーダ機能を備えている場合や、車両に搭載されたレーダ装置と接続している場合は、その測定結果からその位置を検出する。レーダ機能を備えていなくとも、例えば、以下に説明するように電波の放射位置を検出する機能を持たせることもできる。   When it is confirmed that another wireless communication terminal exists within the communicable range of the own terminal, the position detection unit 3 detects the relative position of the partner terminal with respect to the own terminal. This is realized as follows, for example. When the wireless communication terminal 1 has a radar function or is connected to a radar device mounted on a vehicle, the position is detected from the measurement result. Even if the radar function is not provided, for example, a function for detecting the radiation position of the radio wave can be provided as described below.

図2は、本実施形態に係る無線通信端末を搭載した車両の外観を示す図である。同図に示すように、車両14の2箇所に無線通信端末のアンテナ13-1,13-2を備え、第1のアンテナ13-1から出した電波を相手の端末が受信したら、ただちに、あるいは受信から送信までの信号処理に要した遅延時間をデータに含めて、電波を送り返す。自端末の第1のアンテナ13-1でそれを受信したら、その往復時間、あるいは、往復時間からデータに含められた遅延時間を引いた伝播時間から相手までの距離を計算する。第2のアンテナ13-2についても相手からの電波を受信する。第1のアンテナで受信した電波と第2のアンテナで受信した電波は相手の位置に応じてその到着時間がずれている。到着時間の差と相手までの距離とから相手の端末の位置を検出することができる。このとき、計算上は複数の点が候補になる場合があるが、アンテナの指向性や、自端末が搭載された車両の遮蔽特性を考慮することによって、少なくとも2次元平面上で1つに絞ることができる。相手が車両に搭載されている端末であることが明確であるならば、無線通信端末の高さはほぼ既知であるため、2次元平面上で1つの位置に確定できれば、それで相手の位置を特定できる。無線通信端末の通信相手が車両に搭載された端末以外の場合があるようなシステムでは、相手の端末の種類が通知されれば、その高さが判るので、相手の位置を特定できる。   FIG. 2 is a diagram illustrating an appearance of a vehicle equipped with the wireless communication terminal according to the present embodiment. As shown in the figure, the antennas 13-1 and 13-2 of the wireless communication terminals are provided at two locations of the vehicle 14, and immediately after the other terminal receives the radio wave emitted from the first antenna 13-1, or The delay time required for signal processing from reception to transmission is included in the data, and the radio wave is sent back. When it is received by the first antenna 13-1 of its own terminal, the distance to the other party is calculated from the round trip time or the propagation time obtained by subtracting the delay time included in the data from the round trip time. The second antenna 13-2 also receives radio waves from the other party. The arrival times of the radio wave received by the first antenna and the radio wave received by the second antenna are shifted depending on the position of the other party. The position of the partner terminal can be detected from the difference in arrival time and the distance to the partner. At this time, a plurality of points may be candidates in the calculation, but it is narrowed down to at least one on a two-dimensional plane by considering the directivity of the antenna and the shielding characteristic of the vehicle on which the terminal is mounted. be able to. If it is clear that the other party is a terminal mounted on the vehicle, the height of the wireless communication terminal is almost known, so if it can be fixed at one position on the two-dimensional plane, the other party's position can be identified with that. it can. In a system in which the communication partner of the wireless communication terminal may be other than the terminal mounted on the vehicle, the height of the partner can be determined if the type of the partner terminal is notified, so that the position of the partner can be specified.

2つのアンテナを用いる場合、実際には図3に示すようにPHY7は2つのPHY7-1,PHY7-2からなり、送信データは相手の位置や通信の性質によって適宜振り分けられ、一方、受信データは適切な方法で合流される。   When two antennas are used, the PHY 7 is actually composed of two PHY 7-1 and PHY 7-2 as shown in FIG. 3, and the transmission data is appropriately distributed according to the position of the other party and the nature of communication, while the reception data is Merged in an appropriate way.

外部のレーダ装置に接続し、該レーダ装置からデータを受け取る構成の場合を除き、位置検出部3の構成要素の大部分はPHY7に含まれており、PHY7からのデータを基にして位置を計算する機能がPHY7以外の部分、すなわち位置検出部3に設けられる。   Except in the case of connecting to an external radar device and receiving data from the radar device, most of the components of the position detection unit 3 are included in the PHY 7 and the position is calculated based on the data from the PHY 7. The function to perform is provided in a portion other than PHY 7, that is, in the position detection unit 3.

無線通信端末1はさらに、相手の無線通信端末に関する進行方向検出部11と相対速度検出部2を有する。これらについては後述する。なお、測定するパラメータは自端末に対して相手がどのように移動するかといった少なくとも相対的なパラメータである。もちろん、車両走行の高度な制御を行うために絶対的なパラメータを測定してもかまわないが、通信可能時間を算出する目的に限定するならば、相対的なパラメータで十分である。   The wireless communication terminal 1 further includes a traveling direction detection unit 11 and a relative speed detection unit 2 related to the partner wireless communication terminal. These will be described later. The parameter to be measured is at least a relative parameter such as how the other party moves with respect to the own terminal. Of course, absolute parameters may be measured to perform advanced control of vehicle travel, but relative parameters are sufficient if the purpose is limited to the purpose of calculating the communicable time.

端末検出部12から他の無線通信端末が通信可能範囲内に入ったという通知を受けて、位置検出部3、相対速度検出部2、進行方向検出部11から与えられるデータから、通信可能時間推測部4は、相手との通信可能時間を計算する。通信可能時間は図4のように、自端末が搭載された車両14-1に対して他の端末が搭載された車両14-2が、車両14-1の通信可能範囲15に入ってから出るまでの時間を、その進行方向、相対速度vに基づいて計算する。なお、図4では、車両14-1の後部にも通信可能範囲15が広がっている。前部のアンテナ配置が図2に示したような場合、後部に通信可能範囲を確保するために、車両後部にも1つまたは2つ程度のアンテナが配置されている。または、アンテナが車両のルーフに設置され、車体で電波が遮蔽されないようになっていて、後部にも電波が届くようにしてもよい。   Receiving a notification from the terminal detection unit 12 that another wireless communication terminal has entered the communicable range, the communication possible time is estimated from the data provided from the position detection unit 3, the relative speed detection unit 2, and the traveling direction detection unit 11. The unit 4 calculates a communicable time with the other party. As shown in FIG. 4, the communicable time comes out after the vehicle 14-2 equipped with another terminal enters the communicable range 15 of the vehicle 14-1 with respect to the vehicle 14-1 equipped with the own terminal. Is calculated based on the traveling direction and the relative speed v. In FIG. 4, the communicable range 15 extends to the rear part of the vehicle 14-1. When the front antenna arrangement is as shown in FIG. 2, one or two antennas are arranged at the rear of the vehicle in order to ensure a communicable range at the rear. Alternatively, the antenna may be installed on the roof of the vehicle so that the radio wave is not shielded by the vehicle body, and the radio wave may reach the rear part.

通信可能時間を予測したら、図1に示したプロトコル選択部5がその通信可能時間の長さに応じて、複数のプロトコルから1つを選択し、そのときに検出されている他の無線通信端末との通信に使用する。図1では、3つのプロトコルモジュール、すなわちプロトコル1(6-1)、プロトコル2(6-2)、プロトコル3(6-3)があり、データ蓄積・生成部9とPHY7との間がそのうちの1つを介して接続される。すなわち、例えばプロトコル選択部5によって選択されたプロトコルがプロトコル1(6-1)であるならば、送信データはデータ蓄積・生成部9からプロトコル1(6-1)に入力されてパケット化され、ヘッダ付与等のMAC層処理がなされる。MAC層処理がなされた送信データはPHY7で無線に変調されて、アンテナ8から放出される。一方、受信データについては、アンテナ8で受信された電波がPHY7で復調され、プロトコル1(6-1)によりヘッダの解析、データ再合成が行われ、データ蓄積・生成部9に送られる。このデータは、データ蓄積・生成部9に蓄積され、音声等のリアルタイムデータや、外部(ディスプレイ等)に入出力される蓄積対象外のデータはデータ入出力部10を経由して入出力される。   When the communicable time is predicted, the protocol selection unit 5 shown in FIG. 1 selects one of a plurality of protocols according to the length of the communicable time, and another wireless communication terminal detected at that time Used for communication with. In FIG. 1, there are three protocol modules, that is, protocol 1 (6-1), protocol 2 (6-2), and protocol 3 (6-3), and between the data storage / generation unit 9 and PHY 7, Connected through one. That is, for example, if the protocol selected by the protocol selection unit 5 is protocol 1 (6-1), the transmission data is input from the data storage / generation unit 9 to protocol 1 (6-1) and packetized, MAC layer processing such as header assignment is performed. The transmission data subjected to the MAC layer processing is wirelessly modulated by the PHY 7 and emitted from the antenna 8. On the other hand, for the received data, the radio wave received by the antenna 8 is demodulated by the PHY 7, the header is analyzed and the data is recombined by the protocol 1 (6-1), and sent to the data storage / generation unit 9. This data is accumulated in the data accumulating / generating unit 9, and real-time data such as sound and data not to be accumulated input / output to / from the outside (display etc.) are input / output via the data input / output unit 10. .

複数のプロトコルは、それぞれ、ヘッダの大きさやヘッダオブジェクトの種類の数、扱える処理やデータの種類、アクセス方式等が異なる。基本的には、データ本来の持つ情報(ペイロード)以外の部分(アクセス制御パケットやヘッダ部など)の送受信に必要な時間に応じて数種類用意される。   Each of the plurality of protocols differs in the size of the header, the number of types of header objects, the types of processing and data that can be handled, the access method, and the like. Basically, several types are prepared according to the time required for transmission / reception of parts (access control packet, header part, etc.) other than information (payload) inherent to data.

例えば図1の例であれば、プロトコル1は、高速ですれ違う対向車など通信可能時間が著しく短い相手に対応する、処理やヘッダが軽くてアクセスが単純なプロトコルである。プロトコル2は、比較的低速で走行中に停車中の車両とすれ違う場合など、通信可能時間は短いが、対向車との通信に比べれば余裕がある通信可能時間の場合に使用するプロトコルであり、プロトコル1よりも複雑な処理が可能である。   For example, in the example of FIG. 1, protocol 1 is a protocol that is easy to access because it has a light processing and header, and corresponds to an opponent such as an oncoming vehicle passing at a high speed and having a significantly short communication time. Protocol 2 is a protocol that is used when the communicable time is short compared to the oncoming vehicle, although the communicable time is short, such as when passing by a vehicle stopped at a relatively low speed, More complex processing than protocol 1 is possible.

プロトコル3は、同一方向に走行する車両との間の通信を行う場合など、通信可能時間の予測値が長く、時間の制限なく通信できる場合に用いられるプロトコルであり、携帯電話や無線LAN等に用いられるプロトコルと同等の高度な処理が可能なプロトコルである。   Protocol 3 is a protocol used when communication with a vehicle traveling in the same direction is performed and the predicted value of the communicable time is long and communication can be performed without time limitation. It is a protocol capable of advanced processing equivalent to the protocol used.

具体的には、プロトコル1のアクセス方式は、例えばアロハ(ALOHA)である。アロハについては公知である。通信フレームのヘッダはイーサネット(登録商標)のヘッダ程度の大きさで、ヘッダに挿入可能なオブジェクトの種類は少ない。相手の認証は行わず、相手との電波のやり取りが可能であることが、すなわち相手とのデータリンクを形成するといったものである。   Specifically, the access method of protocol 1 is, for example, ALOHA. Aloha is known. The header of the communication frame is about the size of an Ethernet (registered trademark) header, and there are few types of objects that can be inserted into the header. The other party is not authenticated and radio waves can be exchanged with the other party, that is, a data link is formed with the other party.

プロトコル2のアクセス方式は、例えばCSMA/CA(carrier sense multiple access with collision avoidance;搬送波感知多重アクセス/衝突回避)である。CSMA/CAについても上記アロハと同様に公知である。相手とのデータリンクを形成する前に、相手の認証を行う。そのためヘッダに挿入可能なオブジェクトの種類がプロトコル1よりも多い。   The access method of protocol 2 is, for example, CSMA / CA (carrier sense multiple access with collision avoidance). CSMA / CA is also known in the same manner as Aloha. Before forming a data link with the other party, the other party is authenticated. Therefore, there are more types of objects that can be inserted into the header than in Protocol 1.

プロトコル3は、例えば、フレームを有していて、その中で各々の端末のアクセス時間が割り当てられる。データリンクのみならず、ネットワークが形成可能であり、ネットワークに入るための認証、その中の特定の端末とデータのやり取りを行うための認証が行われる。ヘッダオブジェクトの種類が多いのはもちろんのこと、場合によっては、MACレイヤがいくつかのサブレイヤに分割されており、細かな制御が可能である。さらに、必要に応じてデータの暗号化も可能である。   For example, the protocol 3 has a frame in which an access time of each terminal is assigned. A network can be formed as well as a data link, and authentication for entering the network and authentication for exchanging data with a specific terminal in the network are performed. Of course, there are many types of header objects. In some cases, the MAC layer is divided into several sub-layers, and fine control is possible. Furthermore, data can be encrypted as necessary.

このように、通信手順の複雑さが異なり、これに応じて処理負担あるいは処理の所要時間が異なる複数のプロトコルを、通信可能時間に応じて選択することにより、通信可能時間が短くても相手の端末と可能な範囲での通信が行える。また、通信可能時間が長い場合には、十分な認証等を行って、例えば音声通話等、より高度なデータのやり取りが可能になる。   As described above, by selecting a plurality of protocols having different communication procedures and different processing burdens or processing times corresponding to the communication procedures according to the communication available time, even if the communication available time is short, Communication with the terminal is possible. Further, when the communicable time is long, sufficient authentication or the like is performed, and more advanced data exchange such as a voice call can be performed.

これらの複数のプロトコルは全く異なるプロトコルであっても良いが、実装の容易化のためには、1つのプロトコルモジュールの中で、各々のプロトコルに対応して、使用する機能モジュールやオプションの範囲を定めることが好ましい。上述の例に対応する1つのプロトコルモジュールの構成例を図5に示す。同図に示されるように、それぞれのプロトコルに応じて使用できるヘッダオプションおよび具体的な機能モジュール(1つのプロトコルモジュールの内部モジュール)の範囲が異なっている。   These multiple protocols may be completely different protocols, but for ease of implementation, the function modules to be used and the range of options corresponding to each protocol are selected within one protocol module. It is preferable to define. FIG. 5 shows a configuration example of one protocol module corresponding to the above example. As shown in the figure, the range of header options and specific function modules (internal modules of one protocol module) that can be used according to each protocol is different.

例えば、プロトコル1(16-1)では、単にパケットを生成して、送信元アドレス、宛先アドレス、フレーム長、チェックサム等最小限のヘッダを付加し、パケットを送信する。ALOHAはいつでもパケットを送信してよいプロトコルであるため、フレーム化や衝突回避(CSMA/CA)等のアクセス制御のためのモジュールを外すことによって、実質的にALOHAにすることができる。プロトコル2では、これに衝突回避モジュールを加えてCSMA/CAを行い、また、相手の認証のための認証モジュールを含ませている。プロトコル3では、さらにネットワーク化モジュール、フレーム化モジュール、暗号化モジュール等を含んでいる。プロトコル3でもネットワークへの最初の参加の意思表示は、フレーム中の自由アクセス期間にCSMA/CAでアクセスする可能性があるため、衝突回避モジュールを含んでいる。ヘッダオプションはそれぞれ、使用するオプションに対応して範囲が決定されている。このようなプロトコルモジュールにおいて、プロトコル選択部5からの指示に応じて範囲を選択し、その範囲内でデータ蓄積・生成部9やPHY7からのデータを処理する。   For example, in protocol 1 (16-1), a packet is simply generated, a minimum header such as a transmission source address, a destination address, a frame length, and a checksum is added, and the packet is transmitted. Since ALOHA is a protocol that can send packets at any time, ALOHA can be made substantially ALOHA by removing modules for access control such as framing and collision avoidance (CSMA / CA). Protocol 2 adds a collision avoidance module to CSMA / CA and includes an authentication module for authenticating the other party. Protocol 3 further includes a networking module, a framing module, an encryption module, and the like. In Protocol 3, the intention to join the network for the first time includes a collision avoidance module because there is a possibility of access by CSMA / CA during the free access period in the frame. Each header option has a range corresponding to the option to be used. In such a protocol module, a range is selected in accordance with an instruction from the protocol selection unit 5, and data from the data storage / generation unit 9 and the PHY 7 is processed within the range.

複数のプロトコルを実装するにあたって、1つのプロトコルモジュール内の使用範囲を各々のプロトコルに応じて決定する構成とすれば、複数のプロトコルそれぞれのモジュールを別々に製造する必要がなくなり、製造コストを削減、容易化できるほか、実装上のメモリスペースを削減できるメリットもある。また、基本的に同一のプロトコルに基づいているため、他の無線通信端末との通信開始時に相手を識別するにあたって、相手の使用しているプロトコルが自端末で使用できるものか検索するといった手順が不要となり、相手通信端末の識別が容易かつ迅速になる。   When implementing a plurality of protocols, the configuration in which the usage range in one protocol module is determined according to each protocol eliminates the need to manufacture each module separately, thereby reducing manufacturing costs. In addition to being easy, there is an advantage that the memory space for mounting can be reduced. In addition, since it is basically based on the same protocol, when identifying a partner at the start of communication with another wireless communication terminal, there is a procedure for searching whether the protocol used by the partner can be used by the terminal. This eliminates the need for easy and quick identification of the partner communication terminal.

もちろん、図5に示しているモジュールは上述の例に対応して実際のプロトコルの機能の一部を例示しているに過ぎず、現実には大小含めて大量の機能モジュール、オプションが存在し、各々のプロトコルに対応してそれらの使用範囲が異なる。また、図5では、範囲の大きいプロトコルが、小さいプロトコルを全て含むような範囲になっているが、例えば、プロトコルが軽いことによって、重いプロトコルでは使用されないようなオプションや機能モジュールがある場合もあり、実際には図のように全部を含むようにはならない可能性が高い。   Of course, the module shown in FIG. 5 only illustrates a part of the function of the actual protocol corresponding to the above example, and there are actually a large number of function modules and options including large and small, The range of their use varies depending on each protocol. In FIG. 5, the protocol with a large range includes all the small protocols. However, for example, there may be an option or a function module that is not used in a heavy protocol due to a light protocol. In fact, there is a high possibility that not all will be included as shown in the figure.

このようにすると、軽い方のプロトコルは一般的な無線通信のプロトコルから機能を削ったようなものになる。認証や暗号化、あるいはフレーム化による帯域保証等の機能が各々のプロトコルに応じて削られることによって、送信できるデータの性質や内容に制限を課す必要性が生じる場合がある。すなわち、認証や暗号化無しでは送りたくないデータが存在する可能性や、帯域保証無しでは、あるいは短い通信可能時間では送れないデータの可能性である。このような場合に備えて、本実施形態では、図6に示すように、選択されたプロトコル、すなわち、通信可能時間に対応して、プロトコル選択部5がデータ蓄積・生成部9を制御し、データ蓄積・生成部9で送信可能なデータやデータを入出力するインターフェースの範囲を選択する。 In this way, the lighter protocol is like a general wireless communication protocol with a reduced function. Functions such as bandwidth guarantee by authentication, encryption, or framing are cut according to each protocol, and there may be a need to impose restrictions on the nature and content of data that can be transmitted. In other words, the authentication and possibilities and the data that you do not want the feed is present without encryption, without bandwidth guarantee, or a short communication available time can be of the data can not be sent. In preparation for such a case, in this embodiment, as shown in FIG. 6, the protocol selection unit 5 controls the data accumulation / generation unit 9 corresponding to the selected protocol, that is, the communicable time, Data that can be transmitted by the data storage / generation unit 9 and a range of interfaces for inputting and outputting data are selected.

図7はデータ蓄積・生成部9の周辺を詳細に示した一例である。データ蓄積・生成部9において、蓄積されたデータはクラス分けされている。例えばAというデータはクラス1〜3であり、Bというデータはクラス3である。クラスは、選択されるプロトコルに対応しており、プロトコル1ではクラス1指定のデータが送信可能であり、プロトコル3ではクラス3指定のデータが送信可能である。   FIG. 7 is an example showing in detail the periphery of the data storage / generation unit 9. In the data accumulation / generation unit 9, the accumulated data is classified. For example, data A is class 1-3, and data B is class 3. The class corresponds to the selected protocol. In protocol 1, class 1 designated data can be transmitted, and in protocol 3, class 3 designated data can be transmitted.

さらに、データ蓄積・生成部9にデータを入出力するデータ入出力部10がより詳細には図のようにいくつかのインターフェースに分かれており、それぞれのインターフェースに対応してクラス分けが同様になされている。   Further, the data input / output unit 10 for inputting / outputting data to / from the data accumulating / generating unit 9 is divided into several interfaces as shown in detail, and the classification is similarly performed corresponding to each interface. ing.

なお、インターフェースから出入りするデータがデータ蓄積・生成部9に一旦蓄積されるようなリアルタイム性の低いデータであるならば、インターフェースから入力されるデータにクラス分けが指示されていてもよい。さらに、インターフェース毎でなくとも、音声や車両制御情報のようなリアルタイムデータはインターフェースの先のさらにデータの出所ごとのクラス分けがデータ蓄積・生成部9に記録されていてもよい。また、蓄積されているデータも個々のデータごとのクラス分けのみならず、データを性質ごとにグループに分類してクラス分けしていてもよい。   In addition, if data entering and exiting from the interface is data with low real-time characteristics that is temporarily stored in the data storage / generation unit 9, classification may be instructed to data input from the interface. Furthermore, even if not for each interface, real-time data such as voice and vehicle control information may be recorded in the data accumulating / generating unit 9 for further classification of data at the end of the interface. In addition, the stored data is not only classified by individual data, but may be classified by classifying the data into groups according to properties.

プロトコル選択部5から選択されたプロトコルが通知されると、データ蓄積・生成部9はそれに対応して送信できるデータを選択する。もちろん、何をどのような順番で送るかは、より上位のレイヤ、例えばアプリケーションに接する人間の意思や相手端末からの要求等で予め決定されている(あるいは、その場で決定される)が、それらの中から、選択されたプロトコルでサポートできるデータのみを選択してプロトコルモジュールに送出する。このようにすることによって、プロトコル上の認証や暗号化を経ずには送信してはならないデータについては、認証や暗号化が実施された場合のみ送信を許可するといった制御が可能になる。また、通信時間が短いことから現実には送信しきれないようなデータを送ろうとして、短い通信時間を無駄にするといったことを未然に回避できる。   When the selected protocol is notified from the protocol selection unit 5, the data storage / generation unit 9 selects data that can be transmitted correspondingly. Of course, what is sent in what order is determined in advance by a higher layer, for example, the intention of the human being in contact with the application or a request from the other terminal (or determined on the spot) Only data that can be supported by the selected protocol is selected and sent to the protocol module. In this way, it is possible to perform control such that transmission of data that should not be transmitted without authentication or encryption according to the protocol is permitted only when authentication or encryption is performed. In addition, it is possible to avoid wasting a short communication time by trying to send data that cannot be actually transmitted because the communication time is short.

さらに、このようなクラス分けによって、相手の無線通信端末から、本来では認証無しでは送られてこないようなデータが認証のないプロトコルで送られてきた場合に、そのようなデータを素性の不確かなデータとして信用しないという扱いをし、そのデータの利用範囲を制限したり、使用者にその旨を警告するといったことも可能となる。   Furthermore, by such classification, when data that is not originally sent without authentication from a partner wireless communication terminal is sent using an unauthenticated protocol, such data is uncertain. It is possible to treat the data as untrustworthy, limit the range of use of the data, and warn the user to that effect.

次に、相手端末の進行方向と相対速度の検出についてその実現方法を説明する。本実施形態に係る無線通信端末は、少なくとも相手端末の位置検出を行う機能を有する。これを実現する最も単純な方法は、図8のように少々の時間差ΔTで2回の位置検出を行うことである。すなわち、車両14-1の端末が車両14-2の端末の相対速度および進行方向を測定したい場合、ΔTの間隔をあけて2回の位置検出を行う。位置検出が行われたら、2つの相対位置のベクトルの差分を求めてこれを差分ベクトルとする。差分ベクトルの向きが進行方向であり、差分ベクトルの長さLをΔTで割ったものが相対速度である。この方法では非常に単純に測定ができる。   Next, a method for realizing the traveling direction and relative speed of the counterpart terminal will be described. The wireless communication terminal according to the present embodiment has at least a function of detecting the position of the counterpart terminal. The simplest method for realizing this is to perform position detection twice with a small time difference ΔT as shown in FIG. That is, when the terminal of the vehicle 14-1 wants to measure the relative speed and traveling direction of the terminal of the vehicle 14-2, the position is detected twice with an interval of ΔT. When position detection is performed, a difference between two relative position vectors is obtained and set as a difference vector. The direction of the difference vector is the traveling direction, and the relative speed is obtained by dividing the length L of the difference vector by ΔT. This method can be measured very simply.

無線通信端末がレーダ機能を有しているか、車両にレーダが搭載されており無線通信端末がレーダと連携動作できる場合に適用可能な他の方法として、以下が考えられる。すなわち、レーダとして放射された電波が相手端末を搭載した車両に当たって跳ね返って来た時のドップラシフト量およびドップラシフト量の時間微分値を検出する。   The following can be considered as another method applicable when the wireless communication terminal has a radar function or the vehicle is equipped with a radar and the wireless communication terminal can operate in cooperation with the radar. That is, the Doppler shift amount and the time differential value of the Doppler shift amount when the radio wave radiated as the radar bounces off the vehicle on which the counterpart terminal is mounted are detected.

図9に図4のような隣接する車線で対向車とすれ違う場合のドップラシフトの出方を例示したグラフを示す。時間0でドップラシフトによる周波数変移がΔfだけ出現しており、それから時間dt後にdfだけシフト量が変化している。従って、微分値はdf/dtである。Δfおよびdf/dtと相手端末の位置がわかっていれば、dt内に相手端末の進行速度vが変化しないという前提で、相手端末の進行方向と相対速度を求めることができる。微分値はレーダ電波が短めのパルスならば複数のパルス間の周波数遷移から求める必要があるが、長めのパルスやCW(continuous wave)レーダであるならばdtで測定が可能であり、短い時間で測定ができる。   FIG. 9 is a graph illustrating how Doppler shifts occur when passing an oncoming vehicle in an adjacent lane as shown in FIG. At time 0, a frequency shift due to the Doppler shift appears by Δf, and after the time dt, the shift amount changes by df. Therefore, the differential value is df / dt. If Δf and df / dt and the position of the partner terminal are known, the traveling direction and relative speed of the partner terminal can be obtained on the assumption that the traveling speed v of the partner terminal does not change within dt. The differential value needs to be obtained from the frequency transition between multiple pulses if the radar radio wave is a short pulse, but if it is a long pulse or CW (continuous wave) radar, it can be measured with dt, and in a short time Can measure.

無線通信端末の通信可能範囲に入ってから出るまでに、通信可能時間を推測し、さらに、通信を行いたいのであるから、通信可能時間の推測に使用する時間は少しでも短くしたい。特に対向車との通信のような場合は、通信可能時間の推測に掛かる時間が節約できる意味は大きい。   Since we want to estimate the communicable time before entering the communicable range of the wireless communication terminal and further communicate, we want to shorten the time used for estimating the communicable time as much as possible. In particular, in the case of communication with an oncoming vehicle, it is significant that the time required for estimating the communicable time can be saved.

レーダ機能の測定範囲と無線通信端末としての電波到達距離が異なり、レーダの測定範囲の方が大きいのであれば、相手の端末を搭載した車両が、無線通信端末の電波到達範囲に入る時間と通信可能時間を、電波到達範囲に入る前に推測するとよい。その結果、通信可能時間をより長く取ることが可能となる。ただし、相手車両が自端末と通信可能な無線通信端末を搭載しているかどうかは事前に検出できないため、通信可能範囲に入った瞬間にそれを確認するといった手順が必要になる。   If the measurement range of the radar function is different from the radio wave arrival range of the wireless communication terminal, and the radar measurement range is larger, the vehicle on which the other party's terminal is installed communicates with the time within the radio communication terminal's radio wave arrival range. It is advisable to estimate the possible time before entering the radio wave reachable range. As a result, it is possible to take a longer communication time. However, since it cannot be detected in advance whether or not the partner vehicle is equipped with a wireless communication terminal capable of communicating with the own terminal, a procedure of confirming it at the moment of entering the communicable range is required.

無線通信端末がレーダ機能を持たず、車両に連携できるレーダが搭載されていない場合には、例えば、相手端末が放射した電波のドップラシフト量とその微分値を測定することによって、同様の検出が可能である。ただし、ドップラシフト量の微分値は高い確度で検出できるが、ドップラシフト量の絶対値を検出するためには自端末の発振器と相手端末の発振器とが同期している必要があり、困難な場合が多い。   If the wireless communication terminal does not have a radar function and is not equipped with a radar that can cooperate with the vehicle, for example, the same detection can be performed by measuring the Doppler shift amount of the radio wave radiated by the counterpart terminal and its differential value. Is possible. However, the differential value of the Doppler shift amount can be detected with high accuracy. However, in order to detect the absolute value of the Doppler shift amount, it is necessary to synchronize the oscillator of the own terminal and the oscillator of the other terminal, which is difficult. There are many.

そこで、例えば次のようにしてドップラシフト量とその微分値を検出するとよい。すなわち、無線通信端末は受信した電波に周波数同期して電波を放射する機能を持ち、相手端末は自端末からの電波を受信したら、それに周波数同期してそのまま送り返す。自端末は、送り返されてきた電波を受信してそのドップラシフト量と微分値を検出する。なお、周波数同期するときに、フィードバックループの時定数を短めに設定することが好ましい。受信した電波が既に持っているドップラシフトに対する同期に速く追従させることができるからである。   Therefore, for example, the Doppler shift amount and its differential value may be detected as follows. That is, the wireless communication terminal has a function of radiating a radio wave in frequency synchronization with the received radio wave, and when the counterpart terminal receives the radio wave from its own terminal, it sends it back in synchronism with the frequency. The own terminal receives the returned radio wave and detects the Doppler shift amount and the differential value. Note that it is preferable to set a short time constant of the feedback loop when frequency synchronization is performed. This is because the received radio wave can quickly follow the synchronization with the Doppler shift already possessed.

相手端末が自端末からの電波を受信した段階で、自端末は相手端末に対して高速な相対速度で移動しているため、既にドップラシフトが発生している。その状態では、相手端末が同期できるのはドップラシフトが発生している電波に対してのみである。   When the partner terminal receives radio waves from the terminal itself, the terminal is moving at a high relative speed with respect to the partner terminal, so a Doppler shift has already occurred. In this state, the partner terminal can synchronize only with the radio wave in which the Doppler shift occurs.

図4のようなすれ違い方では、時々刻々とドップラシフト量は変化する。ループの時定数が遅いと、その時々刻々と変化する周波数の平均的な値に同期してしまう。そのように同期した周波数の電波を送り返しても、自端末はどの時点での平均値かわからないため、結局、同期しなかった場合と大差なく、ドップラシフトの絶対量が検出できない。一方、時定数を短くして、受信したドップラシフトの変化に十分追従するよう同期したものを送り返すならば、自端末で受信した送り返された電波は事実上、相手車両で増幅されて反射してきたレーダ電波のように扱うことができ、ドップラシフトの絶対量を測定することが可能となる。   In the passing method as shown in FIG. 4, the Doppler shift amount changes from moment to moment. If the time constant of the loop is slow, it synchronizes with the average value of the frequency that changes every moment. Even if the radio wave having such a synchronized frequency is sent back, the terminal itself does not know the average value at which point in time, and consequently, the absolute amount of Doppler shift cannot be detected without much difference from the case of not synchronizing. On the other hand, if the time constant is shortened and the synchronized signal is sent back enough to follow the change in the received Doppler shift, the returned radio wave received by the terminal is effectively amplified and reflected by the partner vehicle. It can be handled like a radar radio wave, and the absolute amount of Doppler shift can be measured.

なお、位置検出部3の構成によっては、相手端末の位置が自端末が搭載されている車両の前後の2点の内で確定できないことがある。そのような場合、ドップラシフトの検出時にも、その2点のどちらであるか検出できない可能性が高い。しかしながら、自端末が搭載された車両と、相手端末が搭載された車両がすれ違うことによる通信可能時間は、相手端末が前後にどちらにあったとしても、その相対速度や進行方向が途中で変化しない限り、同一に算出されるため影響が無い。   Depending on the configuration of the position detection unit 3, the position of the counterpart terminal may not be determined between the two points before and after the vehicle on which the terminal is mounted. In such a case, there is a high possibility that one of the two points cannot be detected when the Doppler shift is detected. However, the communicable time due to the vehicle on which the own terminal is mounted and the vehicle on which the partner terminal is mounted does not change in the relative speed or direction of travel, regardless of which of the partner terminal is in front or back. As long as it is calculated the same, there is no effect.

なお、相手端末が普通に放射した電波を受信するだけではドップラシフトの絶対量が検出できないという問題は、以下のような方法によっても解決することができる。例えば、各々の無線通信端末は、自機が搭載される車両の走行状態をモニタするデバイスから当該車両の走行速度を通知され、定期的に、あるいは必要に応じて、走行速度の情報を電波で他の端末に送信する。自端末の通信可能範囲内に他の端末を検出したら、自車両の走行速度を送信するか、相手端末に通知を要求する。相手端末側の車両(相手車両)の走行速度を知ることができたら、その相手車両の位置とドップラシフト量の微分値とに基づいて相手車両の進行方向を検出することが可能である。このとき、ドップラシフト量の微分値は、相手端末が進行速度を通知するための電波を用いて測定すればよく、データを送るという比較的簡単な方法により、相手端末が搭載される車両の進行方向と相対速度を知ることができる。なお、進行速度データの要求や送付に用いるプロトコルは例えば最も処理負担が軽いものを用いるなど、固定にしておけばよい。   The problem that the absolute amount of Doppler shift cannot be detected only by receiving radio waves normally radiated by the counterpart terminal can also be solved by the following method. For example, each wireless communication terminal is informed of the traveling speed of the vehicle from a device that monitors the traveling state of the vehicle on which the wireless communication terminal is mounted, and periodically or if necessary, information on the traveling speed is transmitted by radio waves. Send to other terminals. If another terminal is detected within the communicable range of the own terminal, the traveling speed of the own vehicle is transmitted or a notification is requested to the partner terminal. If the traveling speed of the partner terminal side vehicle (partner vehicle) can be known, the traveling direction of the partner vehicle can be detected based on the position of the partner vehicle and the differential value of the Doppler shift amount. At this time, the differential value of the Doppler shift amount may be measured by using a radio wave for the partner terminal to notify the traveling speed, and the progress of the vehicle on which the partner terminal is mounted is transmitted by a relatively simple method of sending data. Know the direction and relative speed. It should be noted that the protocol used for requesting and sending the progress speed data may be fixed, for example, using the protocol with the lightest processing load.

図1,図3,図6においては、無線通信端末を機能的な構成要素の集合として図示したが、上述したように、これらはPHYの一部の機能を利用したり、車両の他の機能を利用したりして得られた情報から、それぞれのパラメータを計算するための手段である。従って、これらはそのような様々な計算を行う制御部の機能の一部とすることができる。より実装イメージに近い構成を図10に示す。   1, 3, and 6, the wireless communication terminal is illustrated as a set of functional components. However, as described above, these use some functions of the PHY or other functions of the vehicle. This is a means for calculating each parameter from information obtained by using or the like. Therefore, these can be part of the function of the control unit that performs such various calculations. A configuration closer to the mounting image is shown in FIG.

この図10に示される無線通信端末制御部18は、無線通信端末全体を制御する部分であるが、そのような計算も同時に行う。さらに、切替の判断や他のブロックへの指示も行う。無線端末制御部18はPHY7に接続されており、これを制御して、PHY7を使用する測定をPHY7に行わせ、その結果をPHY7から吸い上げる。また上述のように、1つのプロトコルモジュールの内、機能モジュールやオプションの使用範囲を変化させることによってプロトコルの切替を実現する構成とした場合、図10に示すように、1つのプロトコルモジュール19に対して、無線通信端末制御部18が使用範囲を指示し、変更させる。データ蓄積・生成部9に対する指示も同様に行う。さらに、無線通信端末1が搭載されている車両の他の機能、例えば、車両の走行状態をモニタする機能や、レーダ機能等からデータをもらう場合は、無線端末制御部18が、データ蓄積・生成部9およびデータ入出力部10を介して行う。さらに、電波で送られてきた通信開始に必要なデータ等もデータ蓄積・生成部9から吸い上げる。   The wireless communication terminal control unit 18 shown in FIG. 10 is a part that controls the entire wireless communication terminal, and performs such calculation simultaneously. Further, switching is determined and instructions are given to other blocks. The wireless terminal control unit 18 is connected to the PHY 7, controls this, causes the PHY 7 to perform measurement using the PHY 7, and sucks up the result from the PHY 7. Further, as described above, when the protocol switching is realized by changing the use range of the function module or option in one protocol module, as shown in FIG. Then, the wireless communication terminal control unit 18 instructs and changes the use range. The instruction to the data accumulation / generation unit 9 is similarly performed. Further, when receiving data from other functions of the vehicle in which the wireless communication terminal 1 is mounted, for example, a function for monitoring the running state of the vehicle, a radar function, etc., the wireless terminal control unit 18 stores and generates data. This is performed via the unit 9 and the data input / output unit 10. Furthermore, data necessary for starting communication transmitted by radio waves is also taken up from the data storage / generation unit 9.

なお、いずれかのパラメータが上手く測定できず、通信可能時間の推定に失敗したような場合は、いくつかの方法で対応可能である。例えば、単純には、最も軽いプロトコルを選択するようにしておけばよい。あるいは、既知の情報に基づく場合分けによってプロトコルを決定すればよい。例えば、相対位置までしか検出できなかった場合は、相手端末の位置が対向車線内であることがわかれば、最も軽いプロトコルを選択し、相手端末の位置が自分の前後であれば、同一方向に走行していることがわかるので、重いプロトコルを選択すればよい。   If any of the parameters cannot be measured well and the estimation of the communicable time fails, several methods can be used. For example, simply select the lightest protocol. Or what is necessary is just to determine a protocol by the case classification based on known information. For example, if only the relative position can be detected, if it is known that the position of the partner terminal is in the opposite lane, the lightest protocol is selected. You can see that you are driving, so choose a heavy protocol.

以上説明した本発明の実施形態によれば、車両に搭載された無線通信端末が他の車両に搭載された端末との通信を開始する前に、相手端末の位置や相対速度などを検出して通信可能時間を推測し、その推測結果に従って、使用するプロトコルを選択する。通信可能時間が長い場合には、認証やネットワーク形成、暗号化などが可能な一般的なプロトコルが選択される。一方、推測された通信可能時間が短い場合には、処理負担が軽いプロトコルが選択される。これにより、機能上の制限はあるものの、データのやり取りが一応は可能になり、対向車間の車車間通信が可能な短距離無線通信端末を実現することができる。   According to the embodiment of the present invention described above, before a wireless communication terminal mounted on a vehicle starts communication with a terminal mounted on another vehicle, the position or relative speed of the counterpart terminal is detected. A communication possible time is estimated, and a protocol to be used is selected according to the estimated result. When the communicable time is long, a general protocol capable of authentication, network formation, encryption, and the like is selected. On the other hand, when the estimated communication possible time is short, a protocol with a light processing load is selected. Thereby, although there is a restriction in function, data exchange is possible, and a short-range wireless communication terminal capable of inter-vehicle communication between oncoming vehicles can be realized.

また、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。   Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

本発明の一実施形態に係る無線通信端末のブロック図1 is a block diagram of a wireless communication terminal according to an embodiment of the present invention. 上記無線通信端末を搭載した車両の外観を示す図The figure which shows the external appearance of the vehicle carrying the said wireless communication terminal 上記無線通信端末のより詳細な構成を示すブロック図The block diagram which shows the more detailed structure of the said radio | wireless communication terminal 通信可能時間を説明するための図Diagram for explaining possible communication time 複数のプロトコルの実現方法を示す図Diagram showing how to implement multiple protocols 上記無線通信端末の変形例を示すブロック図The block diagram which shows the modification of the said radio | wireless communication terminal データ蓄積・生成部の構成を示す図Diagram showing the configuration of the data storage / generation unit 相対速度および進行方向の測定方法を説明するための図Diagram for explaining the measurement method of relative speed and direction of travel ドップラシフトとその微分量を説明するための図Diagram for explaining Doppler shift and its derivative 本発明の一実施形態に係る無線通信端末の実装イメージを示すブロック図The block diagram which shows the mounting image of the wireless communication terminal which concerns on one Embodiment of this invention

符号の説明Explanation of symbols

1…無線通信端末;
2…相対速度検出部;
3…位置検出部;
4…通信可能時間推測部;
5…プロトコル選択部;
6…プロトコルモジュール;
7…物理層処理部;
8…アンテナ;
9…データ蓄積・生成部;
10…データ入出力部;
11…進行方向検出部;
12…端末検出部;
13…アンテナ;
14…車両;
15…通信可能範囲;
16…プロトコル;
17…データインターフェース;
18…無線通信端末制御部;
19…プロトコルモジュール
1 ... wireless communication terminal;
2 ... Relative speed detector;
3 ... position detector;
4 ... Communication time estimation unit;
5 ... Protocol selection part;
6 ... Protocol module;
7: Physical layer processing unit;
8 ... Antenna;
9: Data accumulation / generation unit;
10: Data input / output unit;
11 ... Traveling direction detection unit;
12 ... terminal detection unit;
13 ... Antenna;
14 ... Vehicle;
15 ... Communication range;
16 ... protocol;
17 ... Data interface;
18 ... wireless communication terminal control unit;
19 ... Protocol module

Claims (12)

車両に搭載された無線通信端末であって、
通信可能範囲に入ってきた他の車両に搭載された無線通信端末を検知する手段と、
前記他の車両に搭載された無線通信端末の位置を検出する手段と、
前記他の車両に搭載された無線通信端末の相対的な進行方向を検出する手段と、
前記他の車両に搭載された無線通信端末の相対速度を検出する手段と、
検出された他の車両に搭載された無線通信端末の位置、相対的な進行方向、および相対速度に基づいて、該他の車両に搭載された無線通信端末との通信可能時間を推測する手段と、
アクセス制御処理の所要時間又はパケットヘッダ部の送受信所要時間が異なる複数のプロトコルモジュールと、
推測された通信可能時間に応じて、前記複数のプロトコルモジュールから1つのプロトコルモジュールを選択する手段と、
選択されたプロトコルモジュールを用いて前記他の車両に搭載された無線通信端末と通信を行う手段とを具備することを特徴とする無線通信端末。
A wireless communication terminal mounted on a vehicle,
Means for detecting a wireless communication terminal mounted on another vehicle that has entered the communicable range;
Means for detecting a position of a wireless communication terminal mounted on the other vehicle ;
Means for detecting a relative traveling direction of a wireless communication terminal mounted on the other vehicle ;
Means for detecting a relative speed of a wireless communication terminal mounted on the other vehicle ;
Position of the radio communication terminal mounted to the detected other vehicle, relative moving direction, and based on the relative velocity, and means to estimate the communication time of the wireless communication terminal mounted on said other vehicle ,
A plurality of protocol modules having different time required for access control processing or time required for transmission / reception of the packet header, and
Means for selecting one protocol module from the plurality of protocol modules according to the estimated communicable time;
A wireless communication terminal comprising: means for communicating with a wireless communication terminal mounted on the other vehicle using the selected protocol module.
前記複数のプロトコルモジュールは、
処理が最も単純であって、前記推測された通信可能時間が著しく短い場合に選択される第1のプロトコルと、
前記第1のプロトコルよりも処理が複雑であって、前記第1のプロトコル選択時よりは前記推測された通信可能時間に余裕がある場合に選択される第2のプロトコルと、
前記第1及び第2のプロトコルよりも処理が複雑であって、前記推測された通信可能時間が十分に長い場合に選択される第3のプロトコルとを有することを特徴とする請求項1記載の無線通信端末。
The plurality of protocol modules are:
A first protocol selected when processing is simplest and the estimated available time is significantly shorter;
A second protocol that is selected when the processing is more complicated than the first protocol and the estimated communication possible time is more than the first protocol selection;
The third protocol is selected when the processing is more complicated than the first and second protocols and the estimated communication possible time is sufficiently long. Wireless communication terminal.
前記第1のプロトコルは通信相手の認証を経ずにデータリンクを形成することを特徴とする請求項2記載の無線通信端末。   The wireless communication terminal according to claim 2, wherein the first protocol forms a data link without authentication of a communication partner. 前記第1のプロトコルはALOHAであることを特徴とする請求項3記載の無線通信端末。   The wireless communication terminal according to claim 3, wherein the first protocol is ALOHA. 前記第2のプロトコルは通信相手とのデータリンクを形成する前に該通信相手の認証を行う機能と、パケットの衝突回避機能とを有することを特徴とする請求項2記載の無線通信端末。   3. The wireless communication terminal according to claim 2, wherein the second protocol has a function of authenticating the communication partner before forming a data link with the communication partner, and a packet collision avoidance function. 前記衝突回避機能はCSMA/CAであることを特徴とする請求項5記載の無線通信端末。   6. The wireless communication terminal according to claim 5, wherein the collision avoidance function is CSMA / CA. 前記第3のプロトコルは、
通信相手とのデータリンクを形成する前に該通信相手の認証を行う機能と、
パケットの衝突回避機能と、
フレームに基づいたアクセス時間割り当てに従う機能と、
ネットワークを形成する機能と、
前記ネットワークに入るための認証又は該ネットワーク内の特定の端末との通信を行うための認証を行う機能と、
データの暗号化を行う機能とを有することを特徴とする請求項2記載の無線通信端末。
The third protocol is:
A function of authenticating the communication partner before forming a data link with the communication partner;
Packet collision avoidance function,
The ability to follow frame-based access time allocation,
The ability to form a network,
A function of performing authentication for entering the network or performing communication with a specific terminal in the network;
The wireless communication terminal according to claim 2, further comprising a data encryption function.
前記複数のプロトコルモジュールの各々は、プロトコル処理に係る機能モジュールおよびヘッダオプションの異なる組み合わせからなることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれかに記載の無線通信端末。   8. The wireless communication terminal according to claim 1, wherein each of the plurality of protocol modules includes different combinations of function modules and header options related to protocol processing. 9. 他の車両に搭載された無線通信端末に送信すべきデータを、前記複数のプロトコルモジュールの各々に対応する通信可能時間、認証機能の有無、暗号化機能の有無、帯域保証機能の有無に応じてクラス分けして記憶する手段と、
推測された前記通信可能時間および選択されたプロトコルモジュールに対応して、前記他の車両に搭載された無線通信端末に送信すべきデータのクラスを選択する手段をさらに具備することを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の無線通信端末。
Data to be transmitted to a wireless communication terminal mounted on another vehicle depends on the communication possible time corresponding to each of the plurality of protocol modules, presence / absence of an authentication function, presence / absence of an encryption function, presence / absence of a bandwidth guarantee function Means for classifying and storing;
The apparatus further comprises means for selecting a class of data to be transmitted to a wireless communication terminal mounted on the other vehicle corresponding to the estimated communication possible time and the selected protocol module. Item 9. A wireless communication terminal according to any one of Items 1 to 8.
前記複数のプロトコルモジュールの各々に対応する通信可能時間、認証機能の有無、暗号化機能の有無、帯域保証機能の有無に応じてクラス分けされたデータ入出力インターフェース手段と、
推測された前記通信可能時間および選択されたプロトコルモジュールに対応して、前記データ入出力インターフェースのクラスを選択する手段をさらに具備することを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の無線通信端末。
Data input / output interface means classified according to communication possible time corresponding to each of the plurality of protocol modules, presence / absence of authentication function, presence / absence of encryption function, presence / absence of bandwidth guarantee function,
9. The radio according to claim 1, further comprising means for selecting a class of the data input / output interface corresponding to the estimated communication possible time and the selected protocol module. Communication terminal.
受信電波に周波数同期した電波を放射する電波放射手段をさらに具備し、
前記他の車両に搭載された無線通信端末の相対速度を検出する手段は、前記電波放射手段により放射された電波に前記他の車両に搭載された無線通信端末が周波数同期して放射した電波のドップラシフト量の微分値を検出することにより相対速度の検出を行うことを特徴とする請求項1記載の無線通信端末。
A radio wave radiating means for radiating a radio wave synchronized in frequency with the received radio wave;
The means for detecting the relative speed of the radio communication terminal mounted on the other vehicle is configured to detect a radio wave emitted by the radio communication terminal mounted on the other vehicle in frequency synchronization with the radio wave emitted by the radio wave radiation means. The wireless communication terminal according to claim 1, wherein the relative speed is detected by detecting a differential value of the Doppler shift amount.
アクセス制御処理の所要時間又はパケットヘッダ部の送受信所要時間が異なる複数のプロトコルモジュールを備える車両に搭載された無線通信端末による他の車両に搭載された無線通信端末との間の無線通信方法において、
通信可能範囲に入ってきた前記他の車両に搭載された無線通信端末を検知するステップと、
前記他の車両に搭載された無線通信端末の位置を検出するステップと、
前記他の車両に搭載された無線通信端末の相対的な進行方向を検出するステップと、
前記他の車両に搭載された無線通信端末の相対速度を検出するステップと、
検出された他の車両に搭載された無線通信端末の位置、相対的な進行方向、および相対速度に基づいて、該他の車両に搭載された無線通信端末との通信可能時間を推測するステップと、
推測された通信可能時間に応じて、前記複数のプロトコルモジュールから1つのプロトコルモジュールを選択するステップと、
選択されたプロトコルモジュールを用いて前記他の車両に搭載された無線通信端末と通信を行うステップとを有する無線通信方法。
In a wireless communication method between a wireless communication terminal mounted on another vehicle by a wireless communication terminal mounted on a vehicle provided with a plurality of protocol modules with different time required for access control processing or transmission / reception required time of the packet header part,
Detecting a wireless communication terminal mounted on the other vehicle that has entered the communicable range;
Detecting a position of a wireless communication terminal mounted on the other vehicle ;
Detecting a relative traveling direction of a wireless communication terminal mounted on the other vehicle ;
Detecting a relative speed of a wireless communication terminal mounted on the other vehicle ;
Position of the radio communication terminal mounted to the detected other vehicle, relative moving direction, and based on the relative velocity, the step of inferring the communicable time with the radio communication terminal mounted on said other vehicle ,
Selecting one protocol module from the plurality of protocol modules according to the estimated communicable time;
And a step of communicating with a wireless communication terminal mounted on the other vehicle using the selected protocol module.
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