JP5071123B2 - Itシステム - Google Patents
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Description
ITSは、車両に車載通信機、信号などの路側に路側通信機を備え、相互に、交通情報等を授受することにより、より円滑で安全な交通を実現しようとするものである。図21においては、ITSの概略のシステム構成が記載されている。通信の制御を行なう上位レイヤの装置であるCSN(Connectivity Service Network)に、ASN-GW(Access Service Network)が接続される。ASN-GWには、基地局5や、道路での通信の要となる路側機6が接続される。道路には、その他の路側機や、車載機が存在しており、これらは、路側機6の通信セル内にいる間は、その路側機6との通信を行なう。車載機は、常に移動しており、次から次へと、異なる路側機6と通信を行なう。
無線通信システムに追加機能を付け加えることにより、ITシステムを提供することが出来る。
また、MS機能部13は、大きくMAC処理部15とPHY処理部16からなり、図4に詳細が記載されている。MAC処理部15は、MS機能部13のDown Link、Up Linkを繋ぐFeedback関連の機能、QoS制御、PHY処理部からのデータに基づきBurst信号の領域の認識などのWiMAX規格に準ずる機能を持つ。PHY処理部16は、WiMAX規格に準拠した受信機能として、ベースバンドレベルになった信号をFFT処理するFFT部30、受信した信号の中からPreamble信号を検出し同期を取る下りPreamble受信処理部31、同期後に受信信号の中からDL_MAP、UL_MAP信号及びFCH信号等のBroadcast信号の復調処理を
行う下りBroadcast信号処理部32と、下りBurst信号を受信処理する下りBurst信号処理部33とを持つ。また、WiMAX規格に準拠した送信機能として、MAC処理部15より指定されたRanging信号を生成部34、MAC処理された送信データをUL_Burst信号に生成する上りBurst受信処理部35とMAC処理部15から指示された変調方式処理を行うModulation部36、各信号を多重処理する多重処理部37、iFFT処理部38からなる。
RF部14はPHY処理部16、18のベースバンド信号をRF変調または、RF信号をベースバンドに復調する送受信機能を持つ。
統合MAC部11は、信号のロジックによる処理部であり、図2に詳細が示されている。制御部40は、信号を処理するためのプログラムが格納され、実行される処理部である。BSインタフェース41、MSインタフェース42、NWインタフェース43は、それぞれ、BS機能部12、MS機能部13、ネットワークインタフェース部10とのインタフェースである。
図5は、統合MAC部の制御部が行なう動作である。BS選択情報として、例えば1=BS,0=MSとパターンを決めておき、路側機にBSの役割とMSの役割を割り当てて、これらの間で通信を行なわせる。図5では、路側機#1がBSとして、路側機#2がMSとして動作させる情報が入力される。BS動作する路側機#1は、通信に使用する帯域の指示を含むプリアンブルを、MSとして動作する路側機#2に送信する。路側機#2は、自身が通信に使用する帯域内の領域を認識し、路側機#1から送られてくるDL_Burst信号を受信する。また、路側機#2は、路側機#1に対し、領域認識された帯域内の領域を使ってUL_Burst信号を送信する。以後動作は同じである。
図6は、路路間通信におけるBS、MS動作の割り振り方の別実施形態を説明するフローである。
路路間通信において、各路側機が使用するサブチャネルの割り当てを固定的に行い、路側機を図8にように動作させる。すなわち、図7におけるように、選択信号で、複数の路側機をBS動作に割り当てる場合、路路通信の最初に選択情報で、各路側機の使用するサブチャネルを割り当て、図8のように、路側機は、それぞれ割り当てられたサブチャネルの
みを使って通信を行なうようにする。このようにすることによって、BS動作を行なう路側機を2個以上設定可能となる。
図9において、図1と同じ構成要素には同じ参照符号を付し、説明を省略する。
・-82dBm以上の信号を受信したとき(プリアンブルを受信したとき)
・プリアンブルを受信できないときは、
-42dBm(-62dBm+20dB)以上の信号を受信したとき
図10は、路路間通信において、キャリアセンスをBS選択に用いる場合の動作フローである。
ASN-GWは、上位ネットワークとの連携、BS間同士の通信の中継等を行う。本実施形態では、ASN-GWに使用許可制御を追加し、路側機からの帯域に使用要求に応じて、どの路側機がマスター(BS)となってよいか判断をさせる。判断基準は、例えば、送信情報の重要性、情報のデータ量、路側機が設置されている場所、送信しようとしている相手により判断する。各路側機から要求を受け付け、このような判断基準で送信許可を該当路側機に送信する。許可を受けた路側機はマスターモード(BSモード)となり処理を行う。許可が出ない、または、許可をもらっていない路側機は、スレーブモード(MSモード)で動作する。
図12においては、図1と同じ構成要素には同じ参照符号を付し、説明を省略する。
図12の車載機の構成は図1の路側機と同様であり、差分はGPSを搭載していないことである。車載機は、基本的にスレーブ動作(MS動作)を行う。スレーブモードでは、図1で記載したスレーブモード時の動作を使用して、路側機からの情報を受信する。また、自車両情報を送信する。周辺に路側機がいない等の場合は、キャリアセンスを行い、キャリアが検出されなかった場合にマスターモード(BS動作)となり図5で記載したマスターモード時の動作を使用して自車両情報を送信する。また、周辺車載機の情報を受信する。周辺車載機が先にマスターモードになっている場合は、Preamble信号が送信されているので
そのままスレーブ動作となる。図13に示されるように、MS動作(スレーブモード)で動作していた際に、Preambleの受信が途絶えた場合には、自身がBS動作(マスターモード)になって、通信を行なう。
図14は、1つの路側機と複数の車載機が通信を行なっている様子を示す。また、図15は、路車間通信のフローチャートを示す。
図16は、路路間通信のイメージを示し、図17は、路路間通信のフローを示し、図18は、路路間通信の際の帯域使用例を示す。
図19は、車車間通信のイメージを示している。また、図20に、車車間通信のフローチャートを示す。車載機は、図12で示す構成によりBS動作、MS動作を実現する。例えば複数の車載機#0、車載機#1、車載機#2があった場合、路側機がいないとPreambleによる同期を取ることが出来ない。例えば、車載機#0が先行してPreambleなしを検出した場合、車載機#0がすばやくマスターモードに移行する。マスターモードの車載機#0は
、周辺車載機である車載機#1、車載機#2に対しBS機能を用いてPreamble、Broadcast、DL_Burst信号をDown Linkより送信する。車載機#0外部からの情報は、DL_Burst信号に含まれる。また、車載機#1、車載機#2からの情報は、Up Linkにより送信され車載機#0はUL_Burst信号を受信することで車載機#1、車載機#2情報を得る。車載機#1、nは、スレーブモードとしてMS機能動作によりDown Linkの各種信号を受信し、同期、領域情報、車載機#0情報を得る。また、車載機#1、n情報をUL_Burst信号で送信することで車載機#0に通知する。車載機#0が遠方に移動等して車載機#1、nがPreambleを受信できなくなったら、例えば車載機#1がマスターモードに移行し通信を継続し通信を実現する。
(付記1)
道路に設置された路側機と、車両に設置された車載機とが、無線通信方式を用いて情報を交換するITシステムにおいて、
路側機及び車載機の備える通信装置は、
該通信装置を基地局として動作させる基地局機能手段と、
該通信装置を移動局として動作させる移動局機能手段と、
該通信装置を基地局か移動局のいずれとして動作させるかを切り替え、該基地局機能手段、あるいは、該移動局機能手段において受信された信号を終端する制御手段とを備え、
いずれかの通信装置を基地局として動作させ、他の通信装置を移動局として動作させることを特徴とするITシステム。
予め決められた路側機に備えられる通信装置を基地局として動作させることを特徴とする付記1に記載のITシステム。
前記路側機に備えられる通信装置は更に、計時手段を備え、
所定時間ごとに、基地局となる通信装置を備える路側機を切り替えることを特徴とする付記1に記載のITシステム。
前記車載機に備えられる通信装置は更に、所定の帯域の電波の搬送波が受信されているか否かを検出する搬送波検出手段を備え、
最初に搬送波が受信されていないことを検出した車載機の通信装置が基地局として動作することを特徴とする付記1に記載のITシステム。
前記路側機の上位レイヤの通信装置に、どの路側機の通信装置が基地局として動作すべきか決定を依頼することを特徴とする付記1に記載のITシステム。
前記無線通信方式は、複数のサブキャリアを使用した通信方式であり、
基地局として動作する通信装置を備える路側機を複数指定した場合、各路側機の通信装置に、全サブキャリアを割り当て、かつ、時間方向に通信帯域を分割して割り当てることを特徴とする付記1に記載のITシステム。
前記無線通信方式は、複数のサブキャリアを使用した通信方式であり、
基地局として動作する通信装置を備える路側機を複数指定した場合、各路側機の通信装
置に、サブキャリア方向に通信帯域を分割して割り当てることを特徴とする付記1に記載のITシステム。
前記無線通信方式は、WiMAXであることを特徴とする付記1に記載のITシステム。
6 路側機
10 ネットワークインタフェース部
11 統合MAC部
12 BS機能部
13 MS機能部
14 RF部
15、17 MAC処理部
16、18 PHY処理部
19 GPS部
20 下りPreamble生成部
21 下りBroadcast生成部
22 下りBurst生成部
23 Modulation部
24 多重処理部
25 iFFT部
26 FFT部
27 Ranging受信処理部
28 上りBurst受信処理部
30 FFT部
31 下りPreamble受信処理部
32 下りBroadcast受信処理部
33 下りBurst受信処理部
34 Ranging生成部
35 上りBurst生成部
36 Modulation部
37 多重処理部
38 iFFT部
40 制御部
41 BS INF
42 MS INF
43 NW INF
50 CSMA部
Claims (5)
- 道路に設置された路側機と、車両に設置された車載機とが無線通信方式を用いて情報を交換するITシステムにおいて、
路側機及び車載機の備える通信装置は、
該通信装置を基地局として動作させる基地局機能手段と、
該通信装置を移動局として動作させる移動局機能手段と、
該通信装置を基地局か移動局のいずれとして動作させるかを切り替え、該基地局機能手段、あるいは、該移動局機能手段において受信された信号を終端する制御手段とを備え、
いずれかの通信装置を基地局として動作させ、他の通信装置を移動局として動作させ、
前記無線通信方式は、複数のサブキャリアを使用した通信方式であり、
基地局として動作する通信装置を備える路側機を複数指定した場合、各路側機の通信装置に、全サブキャリアを割り当て、かつ、時間方向に通信帯域を分割して割り当て、
前記車載機に備えられる通信装置は更に、所定の帯域の電波の搬送波における同期用のPreamble信号が受信されているか否かを検出する搬送波検出手段を備え、
最初に搬送波における同期用のPreamble信号が受信されていないことを検出した車載機の通信装置が前記所定の帯域において同期用のPreamble信号を送信する基地局として動作することを特徴とするITシステム。 - 道路に設置された路側機と、車両に設置された車載機とが無線通信方式を用いて情報を交換するITシステムにおいて、
路側機及び車載機の備える通信装置は、
該通信装置を基地局として動作させる基地局機能手段と、
該通信装置を移動局として動作させる移動局機能手段と、
該通信装置を基地局か移動局のいずれとして動作させるかを切り替え、該基地局機能手段、あるいは、該移動局機能手段において受信された信号を終端する制御手段とを備え、
いずれかの通信装置を基地局として動作させ、他の通信装置を移動局として動作させ、
前記無線通信方式は、複数のサブキャリアを使用した通信方式であり、
基地局として動作する通信装置を備える路側機を複数指定した場合、各路側機の通信装置に、サブキャリア方向に通信帯域を分割して割り当て、
前記車載機に備えられる通信装置は更に、所定の帯域の電波の搬送波における同期用のPreamble信号が受信されているか否かを検出する搬送波検出手段を備え、
最初に搬送波における同期用のPreamble信号が受信されていないことを検出した車載機の通信装置が前記所定の帯域において同期用のPreamble信号を送信する基地局として動作することを特徴とするITシステム。 - 予め決められた路側機に備えられる通信装置を基地局として動作させることを特徴とする請求項1または2に記載のITシステム。
- 前記路側機に備えられる通信装置は更に、計時手段を備え、
所定時間ごとに、基地局となる通信装置を備える路側機を切り替えることを特徴とする請求項1または2に記載のITシステム。 - 前記路側機の上位レイヤの通信装置に、どの路側機の通信装置が基地局として動作すべきか決定を依頼することを特徴とする請求項1または2に記載のITシステム。
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