JP4260035B2 - Wireless communication system - Google Patents

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Description

本発明は移動体等の移動体間の無線通信技術に関し、特に、無線チャンネルの低下をまねかない、データスロット割付方法及び無線通信システムに関する。   The present invention relates to a radio communication technique between mobile bodies such as mobile bodies, and more particularly to a data slot allocation method and a radio communication system that do not cause a decrease in radio channel.

無線通信手段上、同一の通信チャンネルを多数の無線通信機器(以下、端末)が共有する環境においては、通信チャンネルの効率的な利用は重要な課題である。
このような状況を鑑み、基地局なしで各車両に搭載された端末が自由に通信できる無線通信システムとして図6に示すような複数の車両グループ間において特別な通信制御フレーム(ビーコン制御フレーム)と各車両を通信ネットワーク(以下、グループ)化することにより通信効率を向上させる手段等が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
In an environment where many wireless communication devices (hereinafter referred to as terminals) share the same communication channel on the wireless communication means, efficient use of the communication channel is an important issue.
In view of such a situation, a special communication control frame (beacon control frame) between a plurality of vehicle groups as shown in FIG. 6 as a wireless communication system in which a terminal mounted on each vehicle without a base station can freely communicate. Means and the like for improving communication efficiency by forming each vehicle into a communication network (hereinafter referred to as a group) are disclosed (for example, see Patent Document 1).

上記特許文献1におけるビーコンを用いた通信チャンネル取得手順では、図7に示すビーコン期間において、ビーコンをランダム送信することによって通信チャンネルの取得制御を実施している。このビーコン期間は、複数のビーコンスロット(slot1-slot10)により構成されており、送信するスロットをランダムに選択することにより、他端末(他グループ)との競合制御を実現している。このビーコン送信手順の基本的な考え方を次の(1)〜(7)に示す。   In the communication channel acquisition procedure using the beacon in Patent Document 1, communication channel acquisition control is performed by randomly transmitting a beacon during the beacon period shown in FIG. This beacon period is composed of a plurality of beacon slots (slot1-slot10), and contention control with other terminals (other groups) is realized by randomly selecting a slot to be transmitted. The basic concept of this beacon transmission procedure is shown in the following (1) to (7).

(1)ビーコン期間はビーコンよりも短いスロットから構成され、例えば、これをビーコンスロット1から30とする。
(2)ビーコンは上記ビーコンスロットに同期していずれかのビーコンスロットで送信される。
(3)ビーコンの送信は、ランダム値(乱数1から30)から送信するビーコンスロットを決定する。
(4)ビーコン送信以前に他端末ビーコンを受信した場合は、ビーコンの送信を中断する。
(5)ビーコンの送信が成功した端末(グループ)は、通信チャンネルを取得し、引き続くデータ期間においてデータ送信を行う。
(6)通信チャンネルを取得した端末(グループ)は、次回のビーコン期間には乱数値を取得する。
(7)通信チャンネルを取得しなかった端末(グループ)は、今回経過した時間を差し引いて次回のビーコン期間での乱数値とする。
(1) The beacon period is composed of slots shorter than the beacon. For example, the beacon period is set to beacon slots 1 to 30.
(2) The beacon is transmitted in one of the beacon slots in synchronization with the beacon slot.
(3) For beacon transmission, a beacon slot to be transmitted is determined from a random value (random numbers 1 to 30).
(4) When the other terminal beacon is received before the beacon transmission, the beacon transmission is interrupted.
(5) A terminal (group) that has successfully transmitted a beacon acquires a communication channel and performs data transmission in the subsequent data period.
(6) The terminal (group) that has acquired the communication channel acquires a random value during the next beacon period.
(7) A terminal (group) that has not acquired a communication channel subtracts the time elapsed this time to obtain a random value in the next beacon period.

次に、ユーザデータは、無線チャンネル取得後のデータ期間に処理される。図7では、slot1からslot10の10個のデータスロットが用意されており、同一グループに所属する各端末に割り付けられている。例えば、グループ内の端末が端末1から端末10であれば、夫々slot1からslot10に割り付けられる。   Next, user data is processed in the data period after acquisition of the wireless channel. In FIG. 7, ten data slots from slot 1 to slot 10 are prepared and assigned to terminals belonging to the same group. For example, if the terminals in the group are terminal 1 to terminal 10, they are assigned to slot 1 to slot 10, respectively.

また、複数の移動体に搭載された無線通信機器間の無線通信システムにおいて、通信の途絶状態を回避し、通信チャンネルの効率的な利用を実現する、無線チャンネル周期変更手順として、自ネットワーク(以下、グループ)以外のグループ数を監視し、あるグループが一度通信権を取得した後に続くビーコン期間には、ビーコンの送信を一度休止するようにしてチャンネル周期を変更する方法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。   Further, in a wireless communication system between wireless communication devices mounted on a plurality of mobile units, a wireless channel cycle changing procedure for avoiding a communication interruption state and realizing efficient use of a communication channel is as follows. In the beacon period that continues after a certain group has acquired the communication right once, the channel period is changed so as to pause the transmission of the beacon once (for example, a group). , See Patent Document 2).

特開2001−118191号公報JP 2001-118191 A 特願2003−135614号Japanese Patent Application No. 2003-135614

上記特許文献1に開示の通信システムは、上記手順で無線チャンネルを取得し、そのチャンネル内では衝突のない無線通信の実現を目的としているが、移動体通信においては端末の移動に伴い受信レベルはレイリー分布等のフェージングを受けることによる伝送信号の信頼性低下の原因となる。   The communication system disclosed in Patent Document 1 is intended to achieve wireless communication with no collision within the channel obtained by the above procedure, but in mobile communication, the reception level is increased as the terminal moves. This causes a decrease in the reliability of the transmission signal due to fading such as Rayleigh distribution.

具体的には、複数のグループが配置され、道路形状や端末移動によるフェージング等の理由により互いの無線環境が悪化した場合、例えば、図8に示すような無線環境に配置された場合には、各端末間の無線通信が正常に行われない場合が考えられる。   Specifically, when a plurality of groups are arranged and the wireless environment of each other deteriorates due to a road shape or fading due to terminal movement, for example, when arranged in a wireless environment as shown in FIG. There may be a case where wireless communication between terminals is not normally performed.

図8は、各端末の位置と各々の無線通信エリアを示している。図8で、夫々の無線通信エリアは次のように想定できる。   FIG. 8 shows the position of each terminal and each wireless communication area. In FIG. 8, each wireless communication area can be assumed as follows.

(イ)グループAのビーコン送信端末(A−1):後続の端末(A−2)のみ。
(ロ)グループAの端末(A−2):前方の端末(A−1)と後方のグループBの端末(B−1) 。
(ハ)グループBのビーコン送信端末(B−1):前方のグループAの端末(A−2)とグループBの端末(B−2)。
(ニ)グループBの端末(B−2):前方の端末(B−1)のみ。
(A) Group A beacon transmission terminal (A-1): Only subsequent terminal (A-2).
(B) Group A terminal (A-2): Front terminal (A-1) and rear group B terminal (B-1).
(C) Group B beacon transmission terminal (B-1): a front group A terminal (A-2) and a group B terminal (B-2).
(D) Group B terminal (B-2): Only the front terminal (B-1).

しかしながら、上述したような状況において、道路地形、構造物やフェージングによる影響を受け、端末(A−2)及び端末(B−1)での他グループ端末の受信性能が劣化する可能性がある。   However, in the situation as described above, the reception performance of the other group terminals at the terminal (A-2) and the terminal (B-1) may deteriorate due to the influence of road topography, structures, and fading.

この場合、図9(図9(a)及び図9(b))に示すような通信手順となり、ビーコンを用いたチャンネル同期及びチャンネル競合手順が成り立たなくなり、一部の通信が途絶する状況が発生する。   In this case, the communication procedure is as shown in FIG. 9 (FIGS. 9A and 9B), and the channel synchronization and channel contention procedures using the beacons are not established, and a situation in which some communication is interrupted occurs. To do.

図9は無線通信タイミング重なり時の無線通信手順の一実施例を示す。
まず、グループAのビーコン送信端末(A−1)では後続の端末(A−2)からのデータが良好に正常受信できる。しかし、自端末及び後方端末の周辺グループ数情報は周辺車群数が0(ゼロ)であるから、上記特許文献2に記載の無線チャンネル周期変更手順に示すように休止期間=0+1=1となり、休止期間を1回として無線チャンネル取得制御を実行する。
FIG. 9 shows an embodiment of a wireless communication procedure when wireless communication timing overlaps.
First, the data from the subsequent terminal (A-2) can be normally received normally in the beacon transmission terminal (A-1) of group A. However, since the peripheral group number information of the own terminal and the rear terminal is 0 (zero), as shown in the radio channel cycle change procedure described in Patent Document 2, the pause period = 0 + 1 = 1, The radio channel acquisition control is executed with the pause period as one time.

次に、グループBのビーコン送信端末(B−1)では後続の端末(B−2)からのデータが良好に正常受信できる。しかし、自端末及び後方端末の周辺グループ数情報は周辺車群数が0(ゼロ)であるから、休止期間=0+1=1となり、休止期間を1回として無線チャンネル取得制御を実行する。   Next, the data from the subsequent terminal (B-2) can be normally received normally at the beacon transmission terminal (B-1) of group B. However, since the number of surrounding vehicles in the peripheral group number information of the own terminal and the rear terminal is 0 (zero), the suspension period = 0 + 1 = 1, and the wireless channel acquisition control is executed with the suspension period as one time.

ここで、図9(a)と図9(b)は、夫々のグループの無線通信タイミングが異なった状態を示している。特に、図9(b)では端末(A−1)と端末(B−1)のデータ送信タイミングが一致しているので、電波伝搬路状況が改善しても結果的に無線信号衝突が発生することを示している。このように、無線通信は、電波伝搬路の状況によってその状態が変化し、本来ならば正常通信が可能な端末間の通信を不可能とする。   Here, FIG. 9A and FIG. 9B show a state in which the wireless communication timing of each group is different. In particular, in FIG. 9B, since the data transmission timings of the terminal (A-1) and the terminal (B-1) coincide with each other, even if the radio wave propagation path state is improved, a radio signal collision occurs as a result. It is shown that. Thus, the state of wireless communication changes depending on the state of the radio wave propagation path, and communication between terminals that are normally capable of normal communication is impossible.

このような場合の改善策としては、一般的に、検波後選択ダイバーシチ受信又は最大比合成ダイバーシチ等の採用を検討することが多い。しかし、例えば、検波後選択ダイバーシチ受信の手段としては、2系統のアンテナと2系統の受信回路を用いて常時2系統で無線信号の受信を行い、その結果から良好な受信信号を受信する手順となる。また、最大比合成ダイバーシチの手段は、良好な受信信号を選択する代わりに受信信号のCNR(Carrier Noise Ratio)が最大になるように合成を行うことになる。   In general, as an improvement measure in such a case, it is often considered to employ selection diversity reception after detection or maximum ratio combining diversity. However, for example, as a means for selective diversity reception after detection, a radio signal is always received by two systems using two antennas and two receiving circuits, and a good reception signal is received from the result. Become. The maximum ratio combining diversity means performs combining so that the CNR (Carrier Noise Ratio) of the received signal is maximized instead of selecting a good received signal.

これらは、どちらの場合もアンテナと受信回路とが2系統であり、選択又は合成部の最適設計を必要とする。また、消費電力の増大要因となったり、小型化の障害となるといった問題点がある。   In both cases, the antenna and the receiving circuit are two systems, and an optimum design of the selection or synthesis unit is required. In addition, there are problems such as an increase in power consumption and an obstacle to miniaturization.

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、データ期間におけるスロット割付のみを変更することにより、チャンネル利用効率の低下を招くことなく途絶状態の発生を低減する、データスロット割付方法及び無線通信システムに関する。   The present invention has been made to solve the above-described problem, and a data slot allocation method that reduces the occurrence of a disruption state without causing a decrease in channel utilization efficiency by changing only the slot allocation in the data period. And a wireless communication system.

上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明では、複数の移動体間で無線通信を行って構成されるグループが複数設定されている無線通信システムであって、各グループにおいては、一つの移動体をビーコン局に割り当て、そのグループに属する他の移動体をクライアント局に割り当てるようにし、通信プロトコルは、複数のビーコンスロットからなるビーコン期間と複数のデータスロットからなるデータ期間が交互に繰り返されるように構成され、各データスロットは各移動体に割り当てられ、ビーコン期間において各グループのビーコン局からビーコン信号が送信され、各移動体は自移動体が属するグループのビーコン信号を受信した時にのみ自移動体に割り当てられたデータスロットの期間に自移動体のデータ信号を送信するよう制御される、ことを特徴とする通信プロトコルを用いた無線通信システムにおいて、各グループの各移動体1つずつにデータ期間のうちの複数のデータスロットを割り当て、1つのビーコン期間とそれに続く1つのデータ期間をまとめて1周期とするとき、前記各グループのビーコン局は、規定されたビーコン間隔に従ってビーコン信号を送信し、ビーコン信号を送信した後、自グループ以外に存在するグループの数に1を加えた数に相当する周期分だけビーコン信号の送信を休止することにより、自グループ及び自グループ以外に存在するグループのビーコン局がいずれもビーコン信号の送信を休止する周期を生じさせ、各移動体は、前記データスロットのうち自移動体が割り当てられたデータスロットのスロット数に相当する台数の無線通信端末を搭載し、前記割り当てられた各データスロットでデータ信号を送信する際は、前記割り当てられたデータスロット毎に前記複数の無線通信端末のうちの異なる無線通信端末を用いてデータ信号を送信することを特徴とする無線通信システムを提供する。 In order to solve the above-mentioned problem, in the invention according to claim 1, a wireless communication system in which a plurality of groups configured by performing wireless communication between a plurality of mobile bodies is set, and in each group, One mobile unit is assigned to a beacon station, and another mobile unit belonging to the group is assigned to a client station, and the communication protocol alternates between a beacon period consisting of a plurality of beacon slots and a data period consisting of a plurality of data slots. Each data slot is assigned to each mobile unit, and a beacon signal is transmitted from each group of beacon stations in the beacon period, and each mobile unit receives a beacon signal of the group to which the mobile unit belongs. Only the data signal of the mobile unit will be transmitted during the data slot period allocated to the mobile unit. In a wireless communication system using a communication protocol characterized by being controlled, a plurality of data slots of a data period are allocated to each mobile unit in each group, and one beacon period followed by one beacon period When the data period is set as one cycle, the beacon stations of each group transmit a beacon signal according to a specified beacon interval, and after transmitting the beacon signal, set the number of groups existing outside the own group to 1. By stopping the transmission of the beacon signal by the period corresponding to the added number, a beacon station in the group other than the own group and the own group generates a period in which the transmission of the beacon signal is suspended , and each mobile unit Is the number of data slots corresponding to the number of data slots to which the mobile unit is allocated among the data slots. When a communication terminal is mounted and a data signal is transmitted in each assigned data slot, the data signal is transmitted using a different wireless communication terminal among the plurality of wireless communication terminals for each assigned data slot. to provide a wireless communication system, wherein to Rukoto.

また、請求項に記載の発明では、グループは移動体通信ネットワークであり、移動体は車両であることを特徴とする請求項記載の無線通信システムを提供する。

According to a second aspect of the present invention, there is provided the wireless communication system according to the first aspect, wherein the group is a mobile communication network and the mobile is a vehicle.

本発明に基づくデータスロット割付方法を用いることにより、無線環境が悪化した場合でも通信チャンネルの効率低下を招かない良好な無線通信システムを提供できる。   By using the data slot allocation method according to the present invention, it is possible to provide a good wireless communication system that does not cause a decrease in the efficiency of the communication channel even when the wireless environment deteriorates.

前述した特許文献1に開示の技術では、データチャンネルを各端末別に割り付ける方式を用いていたが(特許文献1の説明中の(7)参照)、本発明では図2に示すように、新たなデータスロットの割り付け方式により、図8に示したような無線通信環境においても良好な通信チャンネルの取得制御を実現する。   In the technique disclosed in Patent Document 1 described above, a method of assigning a data channel to each terminal is used (see (7) in the description of Patent Document 1). However, in the present invention, as shown in FIG. By the data slot allocation method, good acquisition control of the communication channel is realized even in the wireless communication environment as shown in FIG.

図1は、本発明の無線通信システムにおいて各移動体に搭載する無線通信端末の一実施例の構成を示すブロック図であり、無線通信端末100はアンテナ11、無線通信部12、制御部13、メモリ14及びインターフェース15を備えている。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a radio communication terminal mounted on each mobile unit in the radio communication system of the present invention. The radio communication terminal 100 includes an antenna 11, a radio communication unit 12, a control unit 13, A memory 14 and an interface 15 are provided.

無線通信部12は、制御部13の制御下で所定の通信手順によりアンテナ11を介してビーコン制御フレームの受信及びデータフレームの送受信を行なう。なお、無線通信端末100が後述する代表無線通信端末の場合にはビーコン制御フレームの送受信及びデータフレームの送受信を行なう。   The wireless communication unit 12 receives a beacon control frame and transmits / receives a data frame via the antenna 11 under a control of the control unit 13 according to a predetermined communication procedure. In addition, when the wireless communication terminal 100 is a representative wireless communication terminal described later, a beacon control frame and a data frame are transmitted and received.

制御部13は、CPU、ROM(図示せず)のようなプログラム格納メモリ及び内部時計131と周辺回路から構成されるマイクロコンピュータ構成をなし、装置全体の制御及び後述の各手段(実施例ではプログラムで構成)により、グループID情報の比較や、優先度の判定、内部時計のビーコン時間に基づく修正、他のグループとの時刻同期等の実行制御のほか、本発明に基づくデータスロット割付による通信チャンネルの取得制御を行う。   The control unit 13 has a microcomputer configuration including a CPU, a ROM (not shown), a program storage memory, an internal clock 131, and peripheral circuits. The control unit 13 controls the entire apparatus and means described below (in the embodiment, a program). In addition to execution control such as comparison of group ID information, priority determination, correction based on beacon time of internal clock, time synchronization with other groups, etc., communication channel by data slot allocation according to the present invention Perform acquisition control.

また、プログラム格納メモリには無線通信端末全体の制御を行なう制御プログラムや通信プロトコルのほか、本発明の移動体間無線通信システムにおける通信制御等や必要な処理を行なう手段(プログラム)と、図4に示すような休止回数設定テーブル40やビーコン制御フレームに含まれる情報(例えばグループIDやサブグループID等)をテーブル化したビーコン情報テーブル(図示せず)及び各種設定値等を格納している。   In addition to the control program and communication protocol for controlling the entire wireless communication terminal, the program storage memory includes means (program) for performing communication control and necessary processing in the mobile wireless communication system of the present invention, and FIG. A beacon information table (not shown) in which information (for example, group ID, subgroup ID, etc.) included in the beacon control frame is tabulated and various setting values are stored.

メモリ14は無線通信部12を介して受信したビーコン制御フレーム及びデータフレームの記憶やインターフェース15を介して取得した移動体データ(移動速度、進行方向の方位、現在位置(座標)等)を制御部13の制御下で記憶する。   The memory 14 stores the beacon control frame and data frame received via the wireless communication unit 12 and the moving body data (movement speed, direction of travel, current position (coordinates), etc.) acquired via the interface 15 as a control unit. Store under 13 controls.

インターフェース15は移動体に備えられたセンサー等によって取得される移動速度、進行方向の方位、現在位置(座標)等の移動体データをデジタルデータに変換して制御部13の制御下でメモリ14に送ったり、メモリ14から読み出したデータを信号変換して移動体側に送る(例えば、メモリ14から駆動系制御データを読み出した場合には、移動体に備えられている駆動系制御部(図示せず)に送る)。   The interface 15 converts the moving body data such as the moving speed, the direction of travel, the current position (coordinates), etc. acquired by the sensor provided in the moving body into digital data and stores it in the memory 14 under the control of the control unit 13. Or data converted from the data read from the memory 14 and sent to the moving body side (for example, when driving system control data is read from the memory 14, a driving system control unit (not shown) provided in the moving body. Send to)).

各移動体群の通信チャンネルはビーコン制御フレームを用いて通信チャンネルの取得を行なう。ビーコン制御フレームには、グループ内の各無線通信端末の通信チャンネル割当てを行なう機能が備わっている。この通信チャンネル割当て機能とは、データスロット割当て所属グループIDを持つビーコン制御フレームを受信した後に、各無線通信端末に割当てられたデータスロット期間にデータフレームを送信する為の割当て時刻を計算する機能である。   Communication channels of each mobile group are acquired using beacon control frames. The beacon control frame has a function of assigning a communication channel for each wireless communication terminal in the group. This communication channel assignment function is a function for calculating an assignment time for transmitting a data frame in a data slot period assigned to each wireless communication terminal after receiving a beacon control frame having a data slot assignment belonging group ID. is there.

従って、グループ内の各無線通信端末は、割当てられた各データスロット期間において、特定の無線通信端末にのみデータフレーム送信を行なう権利があるので他無線通信端末とのデータフレームの衝突が発生しない。このようにビーコン制御フレームを用いることにより、通信チャンネルの確保、衝突の起こらないデータ通信環境を実現することができる。   Therefore, each wireless communication terminal in the group has a right to transmit a data frame only to a specific wireless communication terminal in each assigned data slot period, so that a data frame collision with another wireless communication terminal does not occur. By using the beacon control frame in this way, it is possible to secure a communication channel and realize a data communication environment in which no collision occurs.

また、このビーコン制御フレームは、各グループを代表する無線通信端末に与えられた特別な機能であり、通信時間の管理(基準時刻の設定)を行なう機能を有する。このビーコン制御フレームは、所属するグループを問わず全ての無線通信端末(図1)が受信することができる。   The beacon control frame is a special function given to the wireless communication terminal representing each group, and has a function of managing communication time (setting a reference time). This beacon control frame can be received by all wireless communication terminals (FIG. 1) regardless of the group to which the beacon belongs.

各グループ内の無線通信端末は、自グループのビーコン制御フレームであれば、それに含まれる時刻情報により内部時計を合わせる。この動作により、そのグループに属する無線通信端末の時刻同期を行なうことができ、更には、そのグループの次のビーコン制御フレームの受信時刻を予想することができる。   If the wireless communication terminal in each group is a beacon control frame of its own group, the internal clock is set according to the time information included therein. With this operation, time synchronization of wireless communication terminals belonging to the group can be performed, and further, the reception time of the next beacon control frame of the group can be predicted.

また、各グループの代表無線通信端末は前述したようにサブグループIDの優先順位により決定され、運用開始と共に内部時計131とビーコン間隔より計算された時刻にビーコン制御フレームを送出する機能を有している。なお、代表無線通信端末のハードウエア構成は図1と同様でよく、グループ内の他の無線通信端末とは、サブグループIDの優先順位により無線通信部12のビーコン制御フレーム送信機能が活性状態であるという点と、代表無線通信端末としての制御部13の機能が活性状態である点で異なる。つまり、各無線通信端末はグループ内の通常の無線通信端末として動作する通常モードと、代表無線通信端末として動作する代表モードを備え、通常モードと代表モードの切り換えは前述したようにサブグループIDの優先順位によって決定される。
(データスロットの割り付け)
図2は複数のデータスロット割付の例を示す図であり、図2(a)は1移動体に2スロットを割り付けた例、図2(b)は1移動体に5スロットを割り付けた例である。
このように複数のスロットを各移動体に割り付けることにより、1回の無線チャンネル内に複数の通信チャンスを作り出すことができる。また、各通信チャンスは時間的に分離(時間的に異なるダイバーシチ)されているので、一般に伝搬路の影響が異なることとなる。つまり、獲得した通信チャンネル内で複数回の通信機会があるので通信環境悪化等のデータ消失に対する改善効果(通信品質の向上)がある。
In addition, the representative wireless communication terminal of each group has a function of transmitting a beacon control frame at the time calculated from the internal clock 131 and the beacon interval at the start of operation as determined by the priority of the subgroup ID as described above. Yes. The hardware configuration of the representative wireless communication terminal may be the same as that in FIG. 1, and the beacon control frame transmission function of the wireless communication unit 12 is activated according to the priority order of the subgroup IDs with other wireless communication terminals in the group. It is different from the point that the function of the control unit 13 as a representative wireless communication terminal is active. That is, each wireless communication terminal has a normal mode that operates as a normal wireless communication terminal in the group and a representative mode that operates as a representative wireless communication terminal, and the switching between the normal mode and the representative mode is performed by the subgroup ID as described above. Determined by priority.
(Data slot assignment)
FIG. 2 is a diagram showing an example of allocation of a plurality of data slots. FIG. 2A is an example in which 2 slots are allocated to one mobile unit, and FIG. 2B is an example in which 5 slots are allocated to one mobile unit. is there.
By assigning a plurality of slots to each mobile body in this way, a plurality of communication opportunities can be created in one radio channel. Further, since each communication opportunity is separated in time (diversity different in time), the influence of the propagation path is generally different. In other words, since there are multiple communication opportunities within the acquired communication channel, there is an improvement effect (data quality improvement) against data loss such as deterioration of the communication environment.

なお、各移動体には通常1無線通信端末、つまり、1台の無線通信端末を搭載するので1台の無線通信端末で複数の無線通信を行うが、各移動体に複数の無線通信端末を搭載し、スロット割付毎に異なる無線通信機を用いて通信を行うようにしてもよい。このようにすれば、1台の無線通信機が故障しても同一移動体に搭載している他の無線通信端末により移動体間の通信を継続できるので、移動体間無線通信システムとして信頼性の高い無線通信を実現できる。   Each mobile unit is normally equipped with one wireless communication terminal, that is, one wireless communication terminal, so that one wireless communication terminal performs a plurality of wireless communications. However, each mobile unit has a plurality of wireless communication terminals. It may be mounted and communicate using a different wireless communication device for each slot assignment. In this way, even if one radio communication device breaks down, communication between the mobile units can be continued by another radio communication terminal mounted on the same mobile unit. Wireless communication can be realized.

図3は、本発明によるデータスロット割付方法による、複数の移動体グループ間の各無線通信端末のチャンネルの取得手順を示すフローチャートであり、図4は、図3のチャンネル取得手順で用いる休止回数制御テーブルの設定例を示す図、図5は、本発明によるデータスロット割付方法による通信チャンネル取得を示すタイムチャートである。   FIG. 3 is a flowchart showing a channel acquisition procedure of each wireless communication terminal between a plurality of mobile groups by the data slot allocation method according to the present invention, and FIG. 4 is a pause count control used in the channel acquisition procedure of FIG. FIG. 5 is a time chart showing communication channel acquisition by the data slot allocation method according to the present invention.

図8に示したような、近距離に配置された複数の移動体グループがある無線通信環境において、互いのグループが順番に通信権を取得することが、一番効率的である。このような状況において、最適な通信権の取得を行なうには、図3のフローチャートに示すように無線通信エリア内に存在する自グループ以外のグループ数を監視し、あるグループが一度通信権を取得した後に続く1周期(ビーコン期間+データ期間をいう、以下同じ)には、ビーコン信号及び/又はデータ信号の送信を一度休止するようにすると効果的である。つまり、通信権を取得したグループが通信終了後の通信権取得作業を休止すると、もう一方のグループは、単独でビーコン信号及び/又はデータ信号の送信を実行できることになり通信権の取得が可能となる。これは、三つ以上のグループが存在する無線通信エリア内に存在する時でも、そのうちのあるグループがビーコン及び/又はデータ信号の送信を休止することは他グループにとって競合相手が減少することになるので、チャンネル取得の平等性を実現し、見通しの悪い通信環境で移動体グループが近接した場合にも通信チャンネルの獲得衝突確率の低下と通信チャンネル獲得確率の増大効果をもたらす。   In a wireless communication environment having a plurality of mobile groups arranged at short distances as shown in FIG. 8, it is most efficient for each group to acquire a communication right in order. In such a situation, in order to obtain the optimum communication right, as shown in the flowchart of FIG. 3, the number of groups other than the own group existing in the wireless communication area is monitored, and a certain group obtains the communication right once. It is effective to pause the transmission of the beacon signal and / or the data signal once in one cycle (beacon period + data period, hereinafter the same). In other words, when the group that acquired the communication right pauses the communication right acquisition work after the end of the communication, the other group can independently transmit the beacon signal and / or the data signal, and the communication right can be acquired. Become. This is because even when three or more groups exist in a wireless communication area, if one group of them stops transmitting beacons and / or data signals, the competitors will be reduced for other groups. Therefore, equality of channel acquisition is realized, and even when a mobile group comes close in a communication environment with poor visibility, the communication channel acquisition collision probability is reduced and the communication channel acquisition probability is increased.

上記処理の具体的手順例を、各無線通信端末に2個のデータスロットを割り当てた例について、図4の送信休止回数制御テーブル、図5の各無線通信端末のタイムチャートを参照しつつ図3のフローチャートにより説明する。ここで、ビーコン送信無線通信端末(A−1)及びビーコン送信無線通信端末(B−1)は休止カウンタを用いて、ビーコンの送信を行なうか否かを決定する。
すなわち、図3で、ビーコン送信無線通信端末(A−1)の制御部13は休止カウンタの値を調べ、休止カウンタ=0のときはステップS2に進み、休止カウンタ≠0のときはステップS5に進む(ステップS1)。
With reference to the transmission suspension frequency control table in FIG. 4 and the time chart of each wireless communication terminal in FIG. 5 for an example in which two data slots are assigned to each wireless communication terminal as an example of a specific procedure of the above processing, FIG. The flowchart will be described. Here, the beacon transmission wireless communication terminal (A-1) and the beacon transmission wireless communication terminal (B-1) use the pause counter to determine whether or not to transmit a beacon.
That is, in FIG. 3, the control unit 13 of the beacon transmission wireless communication terminal (A-1) checks the value of the pause counter. If the pause counter = 0, the process proceeds to step S2, and if the pause counter ≠ 0, the process proceeds to step S5. Proceed (step S1).

上記ステップS1で休止カウンタ=0のときは、無線通信端末(A−1)の制御部13は受信したビーコンから取得したグループIDの種類をカウントする。つまり、自グループ以外のグループの数をカウントし、更新時間(例えば、1秒)毎に周辺に存在する他グループ数を取得し(図8の例では、グループ数=2であり、自グループ以外のグループ数=グループ数−1=1となる)(ステップS2)、この取得値を基に図4に示したような休止回数設定テーブル40から休止回数を求め、これをビーコン送信休止回数として休止カウンタに設定する(図8の例では、自グループ以外のグループ数=1であるから、休止回数設定テーブルから休止回数を得て休止カウンタに設定する)(ステップS3)。
When the pause counter = 0 in step S1, the control unit 13 of the wireless communication terminal (A-1) counts the type of group ID acquired from the received beacon. That is, the number of groups other than the own group is counted, and the number of other groups existing in the vicinity is obtained every update time (for example, 1 second) (in the example of FIG. 8, the number of groups is 2, and other than the own group) 4) (step S2). Based on this acquired value, the number of pauses is obtained from the pause count setting table 40 as shown in FIG. 4, and this is set as the beacon transmission pause count. The counter is set (in the example of FIG. 8, since the number of groups other than its own group = 1), the number of pauses 2 is obtained from the pause count setting table and set in the pause counter (step S3).

そして、無線通信端末(A−1)の制御部13はビーコン信号及びデータ信号の送信を無線通信部12に行なわせ、ビーコン送信処理を終了する(ステップS4)。また、上記ステップS1で休止カウンタ≠0のときは、制御部13は休止カウンタから1を減じてからビーコン送信処理を終了させる(ステップS5)。   And the control part 13 of a radio | wireless communication terminal (A-1) makes the radio | wireless communication part 12 transmit a beacon signal and a data signal, and complete | finishes a beacon transmission process (step S4). When the pause counter is not 0 in step S1, the control unit 13 subtracts 1 from the pause counter and ends the beacon transmission process (step S5).

上記動作により、ビーコン信号の送信を行ない、通信チャンネルを取得したならばその後ビーコン送信休止回数分の周期(ビーコン期間+データ期間)に相当する時間は、通信チャンネルの取得を休止することができる。つまり、図8のグループの例では、ビーコン送信無線通信端末(A−1)は、図4に示すように1回おきにビーコン信号及びデータ信号の送信を行うこととなる。また、グループAの無線通信端末(A−2)はこの期間にデータ信号を送信できる。同様に、ビーコン送信無線通信端末(B−1)も1回おきにビーコン信号及びデータ信号の送信を行う。グループBの無線通信端末(B−2)はこの期間にデータ信号を送信できる。   With the above operation, if a beacon signal is transmitted and a communication channel is acquired, acquisition of the communication channel can be stopped for a time corresponding to a period (beacon period + data period) corresponding to the number of beacon transmission suspensions. That is, in the example of the group in FIG. 8, the beacon transmission wireless communication terminal (A-1) transmits a beacon signal and a data signal every other time as shown in FIG. Further, the wireless communication terminal (A-2) of group A can transmit a data signal during this period. Similarly, the beacon transmission wireless communication terminal (B-1) also transmits a beacon signal and a data signal every other time. Group B wireless communication terminals (B-2) can transmit data signals during this period.

ビーコン送信無線通信端末(A−1)とビーコン送信無線通信端末(B−1)はチャンネル取得周期が変更され交互にビーコンの送信を行うこととなるので、図5に示すように交互に通信チャンネルを取得できる。つまり、近距離に配置された複数の移動体グループ間においてもビーコンの衝突が生じず、正常な通信が可能となる。上記の例ではグループ数を2としたが、3以上の場合についても同様である。   Since the beacon transmission wireless communication terminal (A-1) and the beacon transmission wireless communication terminal (B-1) transmit the beacons alternately by changing the channel acquisition cycle, the communication channels are alternately switched as shown in FIG. Can be obtained. That is, beacon collision does not occur between a plurality of mobile groups arranged at a short distance, and normal communication is possible. In the above example, the number of groups is 2, but the same applies to the case of 3 or more.

以上、本発明の一実施例について説明したが本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能であることはいうまでもない。   As mentioned above, although one Example of this invention was described, this invention is not limited to the said Example, It cannot be overemphasized that various deformation | transformation implementation is possible.

本発明の無線通信システムにおいて各移動体に搭載する無線通信端末の一実施例の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of one Example of the radio | wireless communication terminal mounted in each mobile body in the radio | wireless communications system of this invention. 複数のデータスロット割付の例を示す図である。It is a figure which shows the example of several data slot allocation. 本発明によるデータスロット割付方法による複数の移動体グループ間の各無線通信端末のチャンネル取得手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the channel acquisition procedure of each radio | wireless communication terminal between several mobile groups by the data slot allocation method by this invention. 図3のチャンネル取得手順で用いる休止回数制御テーブルの設定例を示す図である。It is a figure which shows the example of a setting of the suspension frequency control table used by the channel acquisition procedure of FIG. 本発明によるデータスロット割付方法による通信チャンネル取得を示すタイムチャートである。6 is a time chart showing communication channel acquisition by a data slot allocation method according to the present invention. 無線通信エリア重なりを生じやすい無線通信環境の説明図である。It is explanatory drawing of the radio | wireless communication environment which is easy to produce a radio | wireless communication area overlap. 従来技術による移動体間無線通信システムにおける通信チャンネル取得手順を示す図である。It is a figure which shows the communication channel acquisition procedure in the mobile radio | wireless communications system by a prior art. 無線通信エリア重なりの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a radio | wireless communication area overlap. 図8の無線エリア重なり時のチャンネル衝突の説明図である。It is explanatory drawing of the channel collision at the time of the wireless area overlap of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

12 無線通信部
13 制御部
100 無線通信端末(ビーコン局、クライアント局)
A、B 移動体グループ(グループ)
A−1、A−2、B−1、B−2 移動体(移動体、車両)
12 wireless communication unit 13 control unit 100 wireless communication terminal (beacon station, client station)
A, B Mobile group (group)
A-1, A-2, B-1, B-2 Mobile body (mobile body, vehicle)

Claims (2)

複数の移動体間で無線通信を行って構成されるグループが複数設定されている無線通信システムであって、各グループにおいては、一つの移動体をビーコン局に割り当て、そのグループに属する他の移動体をクライアント局に割り当てるようにし、通信プロトコルは、複数のビーコンスロットからなるビーコン期間と複数のデータスロットからなるデータ期間が交互に繰り返されるように構成され、各データスロットは各移動体に割り当てられ、ビーコン期間において各グループのビーコン局からビーコン信号が送信され、各移動体は自移動体が属するグループのビーコン信号を受信した時にのみ自移動体に割り当てられたデータスロットの期間に自移動体のデータ信号を送信するよう制御される通信プロトコルを用いた無線通信システムにおいて、
各グループの各移動体1つずつに前記データ期間のうちの複数のデータスロットを割り当て、自移動体が属するグループのビーコン信号を受信した際に、各グループのビーコン局又はクライアント局は前記データ期間のうち自移動体に割り当てられた前記複数のデータスロットでデータ信号を送信し、
1つのビーコン期間とそれに続く1つのデータ期間をまとめて1周期とするとき、前記各グループのビーコン局は、規定されたビーコン間隔に従ってビーコン信号を送信し、ビーコン信号を送信した後、自グループ以外に存在するグループの数に1を加えた数に相当する周期分だけビーコン信号の送信を休止して、自グループ及び自グループ以外に存在するグループのビーコン局がいずれもビーコン信号の送信を休止する周期を生じさせ
各移動体は、前記データスロットのうち自移動体が割り当てられたデータスロットのスロット数に相当する台数の無線通信端末を搭載し、前記割り当てられた各データスロットでデータ信号を送信する際は、前記割り当てられたデータスロット毎に前記複数の無線通信端末のうちの異なる無線通信端末を用いてデータ信号を送信すること、
を特徴とする無線通信システム。
A wireless communication system in which a plurality of groups configured by performing wireless communication between a plurality of mobile units is set, and in each group, one mobile unit is assigned to a beacon station, and other mobile units belonging to the group The communication protocol is configured such that a beacon period consisting of a plurality of beacon slots and a data period consisting of a plurality of data slots are alternately repeated, and each data slot is assigned to each mobile station. The beacon signal is transmitted from the beacon station of each group in the beacon period, and each mobile unit receives the beacon signal of the group to which the mobile unit belongs only during the data slot period allocated to the mobile unit. the wireless communication system using the communication protocol that will be controlled so as to transmit the data signal Stomach,
When a plurality of data slots in the data period are allocated to each mobile unit of each group and a beacon signal of a group to which the mobile unit belongs is received, the beacon station or client station of each group receives the data period. Transmitting a data signal in the plurality of data slots allocated to the own mobile body,
When one beacon period and one subsequent data period are combined into one cycle, the beacon stations of each group transmit beacon signals according to a specified beacon interval, and after transmitting the beacon signal, The beacon signal transmission is suspended for a period corresponding to the number of groups existing in 1 plus one, and beacon stations in groups other than the own group and the other group halt the transmission of beacon signals. Create a cycle ,
Each mobile unit is equipped with a number of wireless communication terminals corresponding to the number of data slots to which the mobile unit is allocated among the data slots, and when transmitting a data signal in each allocated data slot, Rukoto to transmit data signals using different wireless communication terminal ones of said plurality of wireless communication terminals to each of the allocated data slots,
A wireless communication system.
前記グループは移動体通信ネットワークにより無線通信を行っており、前記移動体は車両であることを特徴とする請求項に記載の無線通信システム。 The wireless communication system according to claim 1 , wherein the group performs wireless communication through a mobile communication network, and the mobile body is a vehicle.
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