JP5138565B2 - 移動体通信システム、送信端末、受信端末、移動体通信方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、通信電文を送信する送信端末と、通信電文を受信して受信した通信電文に対する応答電文を送信する受信端末とを備える移動体通信システム、送信端末、受信端末、移動体通信方法及びプログラムに関する。

近年、車の安全運転を支援するシステムであるＡＳＶ（Advanced Safety Vehicle、先進安全自動車）において、車同士の衝突事故を防止するために、車車間通信（車同士の通信）を行い、他の車との衝突の可能性がある場合、運転手に注意を喚起するようなシステムが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
上述したＡＳＶの車車間通信を行うには、車を特定して通信を行う必要がある。通常、送信先の端末を特定して通信を行う場合、送信先端末のＩＤを指定し、指定したＩＤの端末と通信を行う方法が用いられる。しかし、車車間通信では送信元の車の周辺に存在する不特定の車を送信先とするため、送信先のＩＤを予め取得しておくことができない。そのため、ＩＤを用いて通信を行う方法は、車車間通信に適していない。
なお、車を特定して通信を行う従来の方法として、ＥＴＣ（Electronic Toll Collection System）等に用いられるＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication、狭域通信）やＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System、道路交通情報通信システム）のように、通信領域を限定することで特定領域を走行する車と通信する方法が知られている。
特開２００８−２１００５１号公報

しかしながら、上述したような通信領域を限定する通信する方法を特許文献１等に記載のシステムに適用した場合、以下のような問題がある。
まず、通信領域を狭くした場合、特許文献１等に記載のシステムは、他の車が当該領域に進入するまで当該他の車を検出することができない。そのため、衝突の可能性がある車の検出が遅れ、システムが運転手に注意を喚起した時、既に運転手が衝突を回避する余地が無いという可能性がある。
また、通信領域を広くした場合、通信領域に存在する車の数が多くなるため、ある車が送信する通信電文に対して多数の車が応答電文を送信することとなる。そのため、応答電文同士のコリジョン（collision）が多発する可能性が高くなり、衝突の可能性がある車の検出が遅れてしまう可能性がある。
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、コリジョンの発生を抑制できる移動体通信システム、送信端末、受信端末、移動体通信方法及びプログラムを提供することにある。

本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、通信電文を送信する送信端末と、移動体に搭載され、前記通信電文を受信して前記受信した通信電文に対する応答電文を送信する受信端末とを備える移動体通信システムであり、前記送信端末は、所定の位置を示す位置条件を生成する位置条件生成部と、前記位置条件を付与した前記通信電文を送信する通信電文送信部と、を備え、前記受信端末は、前記通信電文を受信する通信電文受信部と、自端末の位置と移動速度と進行方向とに基づいて所定の時間後までに自端末が移動すると予想される進路を示す予想進路を算出する予想進路算出部と、前記受信した通信電文に付与された位置条件が示す位置と前記予想進路算出部が算出した予想進路との重なりの有無を判定する位置条件判定部と、前記位置条件判定部の判定結果に基づいて前記応答電文を送信する応答電文送信部と、を備えることを特徴とする。

また、本発明は、送信端末から通信電文を受信して前記受信した通信電文に対する応答電文を送信する受信端末であり、前記通信電文を受信する通信電文受信部と、自端末の位置と移動速度と進行方向とに基づいて所定の時間後までに自端末が移動すると予想される進路を示す予想進路を算出する予想進路算出部と、前記受信した通信電文に付与された位置条件が示す位置と前記予想進路算出部が算出した予想進路との重なりの有無を判定する位置条件判定部と、前記位置条件判定部の判定結果に基づいて前記応答電文を送信する応答電文送信部と、を備えることを特徴とする。

また、本発明は、通信電文を送信する送信端末と、移動体に搭載され、前記通信電文を受信して前記受信した通信電文に対する応答電文を送信する受信端末とを備える移動体通信システムを用いた移動体通信方法であり、前記送信端末の位置条件生成部は、所定の位置を示す位置条件を生成し、前記送信端末の通信電文送信部は、前記位置条件を付与した前記通信電文を送信し、前記受信端末の通信電文受信部は、前記通信電文を受信し、前記受信端末の予想進路算出部は、自端末の位置と移動速度と進行方向とに基づいて所定の時間後までに自端末が移動すると予想される進路を示す予想進路を算出し、前記受信端末の位置条件判定部は、前記受信した通信電文に付与された位置条件が示す位置と前記予想進路算出部が算出した予想進路との重なりの有無を判定し、前記受信端末の応答電文送信部は、前記位置条件判定部の判定結果に基づいて前記応答電文を送信する、ことを特徴とする。

また、本発明は、送信端末から通信電文を受信して前記受信した通信電文に対する応答電文を送信する受信端末を、前記通信電文を受信する通信電文受信部、自端末の位置と移動速度と進行方向とに基づいて所定の時間後までに自端末が移動すると予想される進路を示す予想進路を算出する予想進路算出部、前記受信した通信電文に付与された位置条件が示す位置と前記予想進路算出部が算出した予想進路との重なりの有無を判定する位置条件判定部、前記位置条件判定部の判定結果に基づいて前記応答電文を送信する応答電文送信部、として動作させるためのプログラムである。

本発明によれば送信端末は、所定の位置を示す位置条件を含む通信電文を送信し、受信端末は、自端末の予想進路と通信電文に含まれる位置条件との重なりの有無に基づいて応答電文を送信する。これにより、予想進路と位置条件との重なりがある受信端末が、予想進路位置条件との重なりがない受信端末よりも優先的に応答電文を送信することができるため、応答電文のコリジョンが発生する可能性を低減させることができる。
また、本発明によれば送信端末は、受信端末のＩＤではなく位置条件を含む通信電文を送信する。これにより、送信端末は、送信先の受信端末のＩＤを予め取得せずに周辺の受信端末と通信を行うことができる。

（第１の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の第１の実施形態について詳しく説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態による移動体通信システムの構成図である。
移動体通信システムは、複数の車１０−１〜１０−Ｎと、車１０−１〜１０−Ｎにそれぞれ設置された通信端末２０−１〜２０−Ｎ（送信端末、受信端末）とを備える。
通信端末２０−１〜２０−Ｎは、他の通信端末２０−１〜２０−Ｎに通信電文を送信し、通信電文を受信した通信端末２０−１〜２０−Ｎは、受信した通信電文に対する応答電文を送信する。これにより、移動体通信システムは、車車間通信を可能とする。

図２は、通信端末の構成を示す概略ブロック図である。
通信端末２０−１〜２０−Ｎはそれぞれ、アンテナ２０１、車情報取得部２０２、予想進路算出部２０３（位置条件生成部）、通信電文送信部２０４、通信電文受信部２０５、位置条件判定部２０６、搬送波監視部２０７、応答電文送信部２０８、応答電文受信部２０９を備える。
車情報取得部２０２は、自端末が搭載されている車１０−１〜１０−Ｎの位置、移動速度、進行方向等の情報を取得する。
予想進路算出部２０３は、車情報取得部２０２が取得した情報から、ｔ秒後（所定の時間後）までに車１０−１〜１０−Ｎ及び自端末が移動すると予想される進路を示す予想進路（位置条件）を算出する。
通信電文送信部２０４は、予想進路算出部２０３が生成した予想進路を付与した通信電文を、アンテナ２０１を介して他の通信端末２０−１〜２０−Ｎに送信する。
通信電文受信部２０５は、アンテナ２０１を介して他の通信端末２０−１〜２０−Ｎが送信した通信電文を受信する。
位置条件判定部２０６は、通信電文受信部２０５が受信した通信電文に含まれる予想進路と予想進路算出部２０３が算出する自端末の予想進路との重なりの有無を判定する。
搬送波監視部２０７は、アンテナ２０１を介して、自端末の通信領域内において他の通信端末２０−１〜２０−Ｎが送信する搬送波を監視する。
応答電文送信部２０８は、位置条件判定部２０６が、自端末の予想進路と通信電文を送信した通信端末の予想進路とが重なっていると判定し、かつ搬送波監視部２０７が通信領域内に搬送波が無いと判定した場合に、アンテナ２０１を介して通信電文の送信元の通信端末２０−１〜２０−Ｎに応答電文を送信する。
応答電文受信部２０９は、アンテナ２０１を介して、他の通信端末２０−１〜２０−Ｎから応答電文を受信する。

そして、本実施形態の移動体通信システムにおいては、ある通信端末の予想進路生成部２０３が所定の位置を示す位置条件を生成し、当該ある通信端末の通信電文送信部２０４が前記位置条件を付与した通信電文を送信する。
さらに、他の通信端末の通信電文受信部２０５が通信電文を受信し、当該他の通信端末の予想進路算出部２０３が自端末の位置と移動速度と進行方向とに基づいて所定の時間後までに自端末が移動すると予想される進路を示す予想進路を算出し、当該他の通信端末の位置条件判定部２０６は、受信した通信電文に付与された位置条件が示す位置と前記予想進路算出部が算出した予想進路とが重なるか否かを判定し、当該他の通信端末の応答電文送信部２０８は、位置条件判定部２０６の判定結果に基づいて受信した通信電文に対する応答電文を送信する。
これにより、予想進路と位置条件との重なりがある通信端末２０−１〜２０−Ｎが、予想進路と位置条件との重なりがない通信端末２０−１〜２０−Ｎよりも優先的に応答電文を送信することができるため、応答電文のコリジョンが発生する可能性を低減させることができる。

次に、第１の実施形態における移動体通信システムの動作を説明する。
図３は、通信端末が通信電文を送信する動作を示す第１のフローチャートである。
図３は、第１の実施形態における通信端末２０−１〜２０−Ｎが通信電文を送信する際の動作を示している。
なお、ここでは、代表として通信端末２０−１について説明する。ただし、通信端末２０−２〜２０−Ｎについても通信端末２０−１と同一の動作を行うことは言うまでも無い。
まず、通信端末２０−１の車情報取得部２０２は、自端末を搭載する車１０−１から位置、速度、進行方向を含む車情報を取得する（ステップＳ１０１）。車１０−１の位置情報は、例えば、車１０−１が搭載する車載器のＧＰＳ（Global Positioning System、全地球測位システム）等から取得することができる。また、車の速度は、車１０−１が搭載する車載器のＧＰＳによる位置情報の変化や、速度センサ等から取得することができる。また、車１０−１の進行方向は、車１０−１のウィンカーの情報、ステアリングの角度、車載器による目的地までの誘導経路情報等から取得することができる。

ステップＳ１により、車情報取得部２０２が車情報を取得すると、予想進路算出部２０３は、車情報取得部２０２が取得した車情報に基づいてｔ秒後までに車１０−１が移動すると予想される予想進路を算出する（ステップＳ１０２）。
予想進路は、例えば以下のように算出する。
まず、予想進路算出部２０３は、車情報に含まれる位置、速度、進行方向からｔ秒後の車１０−１の位置を算出し、現在の車１０−１の位置と算出したｔ秒後の車１０−１の位置とを結ぶベクトルを予想進路としても良い（予想進路１）。
また、例えば、予想進路算出部２０３は、進行方向の左右に所定の角度の誤差範囲を設定し、位置と速度と左右に誤差範囲を設定した進行方向とに基づいて左右の誤差を考慮したｔ秒後の車１０−１の位置を算出し、現在の車１０−１の位置と、左方向の誤差を考慮して算出したｔ秒後の車１０−１の位置と、右方向の誤差を考慮して算出したｔ秒後の車１０−１の位置とで囲まれる三角形、または進行方向の左右の誤差に加えて、車１０−１の幅を考慮した四角形の領域（例えば、車１０−１のフロントバンパーの左端の位置と、車１０−１のフロントバンパーの右端の位置と、左方向の誤差を考慮して算出したｔ秒後の車１０−１の位置と、右方向の誤差を考慮して算出したｔ秒後の車１０−１の位置とで囲まれる四角形の領域等）を予想進路としても良い（予想進路２）。
また、例えば、予想進路算出部２０３は、車情報に含まれる位置、速度、進行方向からｔ秒後の車１０−１の位置を算出し、現在の車１０−１の位置と算出したｔ秒後の車１０−１の位置とを結ぶベクトルを直径とする円の領域を予想進路として算出しても良い（予想進路３）。

ステップＳ２により、予想進路算出部２０３が予想進路を算出すると、通信電文送信部２０４は、予想進路算出部２０３が算出した予想進路を含む通信電文を、アンテナ２０１を介してブロードキャストで送信する（ステップＳ１０３）。なお、通信端末２０−１は、断続的に（例えば１００ミリ秒に１度）通信電文を送信する。
通信電文送信部２０４が通信電文を送信すると、応答電文受信部２０９は、所定の時間通信電文に対する応答電文の受信を待機し、アンテナ２０１を介して応答電文を受信する（ステップＳ１０４）。

図４は、通信端末が応答電文を送信する動作を示す第１のフローチャートである。
図４は、第１の実施形態による通信端末２０−１〜２０−Ｎが応答電文を送信する際の動作を示している。
なお、ここでは、代表として通信端末２０−２について説明する。ただし、通信端末２０−１、２０−３〜２０−Ｎについても通信端末２０−２と同一の動作を行うことは言うまでも無い。
まず、通信端末２０−２の通信電文受信部２０５は、アンテナ２０１を介して通信端末２０−１が送信した通信電文を受信する（ステップＳ２０１）。通信電文受信部２０５が通信電文を受信すると、車情報取得部２０２は、車１０−２の車情報を取得する（ステップＳ２０２）。なお、車情報の取得は、上述したステップＳ１０１と同様の方法で行う。車情報取得部２０２が車情報を取得すると、予想進路算出部２０３は、車１０−２のｔ秒後までの予想進路を算出する（ステップＳ２０３）。なお、予想進路の算出は、上述したステップＳ１０２と同様の方法で行う。

予想進路算出部２０３が予想進路を算出すると、位置条件判定部２０６は、通信電文受信部２０５が受信した通信電文に含まれる予想進路と、予想進路算出部２０３が算出した予想進路との重なりの有無を判定する（ステップＳ２０４）。
予想進路の重なりの有無は、例えば以下のようにして判定する。
まず、予想進路算出部２０３が算出した予想進路がベクトルである場合（予想進路１）、位置条件判定部２０６は、通信電文受信部２０５が受信した通信電文に含まれる予想進路のベクトルと、予想進路算出部２０３が算出した予想進路のベクトルとに交点（予想進路の重なり）が存在するか否かを計算する。
また、予想進路算出部２０３が算出した予想進路が進行方向の左右の誤差を考慮した三角形または四角形の領域である場合（予想進路２）、位置条件判定部２０６は、通信電文受信部２０５が受信した通信電文に含まれる予想進路の領域の各辺を示すベクトルと、予想進路算出部２０３が算出した予想進路の領域の各辺を示すベクトルとのいずれかに交点が存在するか否かを計算する。このとき、位置条件判定部２０６は、いずれかのベクトルに交点が存在する場合、予想進路の重なりがあると判定し、いずれのベクトルにも交点が存在しない場合、予想進路の重なりがないと判定する。
また、予想進路算出部２０３が算出した予想進路が円の領域である場合（予想進路３）、位置条件判定部２０６は、通信電文受信部２０５が受信した通信電文に含まれる予想進路の領域の中心点と、予想進路算出部２０３が算出した予想進路の領域の中心点との距離を計算する。次に、位置条件判定部２０６は、通信電文受信部２０５が受信した通信電文に含まれる予想進路の領域の半径、及び予想進路算出部２０３が算出した予想進路の領域の半径を計算する。そして、位置条件判定部２０６は、通信電文に含まれる予想進路と算出した予想進路との中心点の距離が、通信電文に含まれる予想進路の半径と算出した予想進路の半径との和以下である場合、予想進路の重なりがあると判定し、通信電文に含まれる予想進路と算出した予想進路との中心点の距離が、通信電文に含まれる予想進路の半径と算出した予想進路の半径との和を超える場合、予想進路の重なりが無いと判定する。

ステップＳ２０４によって、位置条件判定部２０６が、予想進路の重なりが無いと判定した場合（ステップＳ２０４：ＮＯ）、通信端末２０−２は、処理を終了する。すなわち、車同士の衝突の危険性が少ないと判定した通信端末２０−１〜２０−Ｎは、応答電文の送信を行わない。これにより、応答電文を送信する通信端末２０−１〜２０−Ｎの量を減らすことができるため、コリジョンの発生を抑制することができる。

位置条件判定部２０６が、予想進路の重なりがあると判定した場合（ステップＳ２０４：ＹＥＳ）、応答電文送信部２０８は、応答電文の送信を行うまでの待機時間を設定する（ステップＳ２０４）。ここで待機時間を設定する理由を説明する。通信端末２０−１が送信した通信電文に対して通信端末２０−２〜２０−Ｎが同時に応答電文を送信した場合、コリジョンが発生し、通信端末２０−１は応答電文を受信することができない。そのため、通信端末２０−１〜２０−Ｎがランダム値×スロット時間で設定される待機時間後に応答電文を送信することで、コリジョンの発生を抑制するために、待機時間を設定している。
応答電文送信部２０８が待機時間を設定すると、搬送波監視部２０７は、設定された待機時間の間、アンテナ２０１を介して他の通信端末２０−３〜２０−Ｎが送信する搬送波の有無を判定する（ステップＳ２０５）。

設定された待機時間の間に、位置条件判定部２０７が他の通信端末２０−３〜２０−Ｎが送信する搬送波を検出していた場合（ステップＳ２０５：ＹＥＳ）、通信端末２０−２は、処理を終了する。
設定された待機時間の間に、位置条件判定部２０７が他の通信端末２０−３〜２０−Ｎが送信する搬送波を検出していない場合（ステップＳ２０５：ＮＯ）、応答電文送信部２０８は、アンテナ２０１を介して応答電文を送信する（ステップＳ２０６）。

図５は、移動体通信システムが動作する環境の例を示す図である。
図５に示される例では、十字路を通行する車１０−１に搭載されている通信端末２０−１の通信領域内に、車１０−２〜１０−５が存在している。なお、車１０−２〜１０−５は、それぞれ通信端末２０−２〜２０−５を搭載している。
以下、図５に示す環境下での移動体通信システムの動作を説明する。

図６は、移動体通信システムの動作を示す第１のシーケンス図である。
図６は、第１の実施形態による移動体通信システムの、図５に示す環境下における動作を示している。
車１０−１に搭載された通信端末２０−１の通信電文送信部２０４は、通信領域内の通信端末２０−２〜２０４にブロードキャストで通信電文を送信する（ステップＳ３０１）。このとき、上述したステップＳ１０２で算出した予想進路は、進行方向の左右の誤差を考慮した四角形の領域で表されるものとする。
まず、車１０−２に搭載された通信端末２０−２の動作を説明する。
通信端末２０−１が通信電文を送信すると、通信端末２０−２の通信電文受信部２０５は、通信端末２０−１から通信電文を受信する（ステップＳ３０２−Ａ）。通信電文受信部２０５が通信電文を受信すると、位置条件判定部２０６は、予想進路算出部２０３が算出した予想進路と、受信した通信電文に含まれる予想進路との重なりの有無を判定する（ステップＳ３０３−Ａ）。このとき、図５に示すように、車１０−１の予想進路と車１０−２の予想進路に重なりがあるため、位置条件判定部２０６は、予想進路に重なりがあると判定する。

位置条件判定部２０６が予想進路に重なりがあると判定すると、応答電文送信部２０８は、待機時間を設定する（ステップＳ３０４−Ａ）。ここで、待機時間は、１ミリ秒のスロット時間に０〜１５のランダム値を乗じた時間とする。この例では、位置条件判定部２０６が待機時間を４ミリ秒と設定した場合を説明する。
位置条件判定部２０６が待機時間を設定すると、搬送波監視部２０７は、アンテナ２０１を介して設定された待機時間の間（４ミリ秒間）搬送波を監視し、待機時間の間に搬送波を検出したか否かを判定する（ステップＳ３０５−Ａ）。この例では、搬送波監視部２０７が搬送波を検出していない場合を説明する。
搬送波監視部２０７が搬送波を検出していないと判定すると、応答電文送信部２０９は、通信端末２０−１に応答電文を送信する（ステップＳ３０６−Ａ）。

次に、車１０−３に搭載された通信端末２０−３の動作を説明する。
通信端末２０−１が通信電文を送信すると、通信端末２０−３の通信電文受信部２０５は、通信端末２０−１から通信電文を受信する（ステップＳ３０２−Ｂ）。通信電文受信部２０５が通信電文を受信すると、位置条件判定部２０６は、予想進路算出部２０３が算出した予想進路と、受信した通信電文に含まれる予想進路との重なりの有無を判定する（ステップＳ３０３−Ｂ）。このとき、図５に示すように、車１０−１の予想進路と車１０−３の予想進路に重なりがあるため、位置条件判定部２０６は、予想進路に重なりがあると判定する。

位置条件判定部２０６が予想進路に重なりがあると判定すると、応答電文送信部２０８は、待機時間を設定する（ステップＳ３０４−Ｂ）。この例では、位置条件判定部２０６が待機時間を１２ミリ秒と設定した場合を説明する。
位置条件判定部２０６が待機時間を設定すると、搬送波監視部２０７は、アンテナ２０１を介して設定された待機時間の間（１２ミリ秒間）搬送波を監視し、待機時間の間に搬送波を検出したか否かを判定する（ステップＳ３０５−Ｂ）。この例では、４ミリ秒経過した時点で通信端末２０−２が応答電文を送信しているため、搬送波監視部２０７は、搬送波を検出する。
搬送波監視部２０７が搬送波を検出したと判定すると、通信端末２０−３は応答電文の送信処理を行わずに、処理を終了する。ここで、応答電文の送信処理を行わない理由を説明する。搬送波を検出したということは、他の通信端末２０−１〜２０−Ｎ（この場合は２０−２）が応答電文を送信しているということを示している。従って、搬送波を検出した時点で応答電文を送信すると、通信端末２０−２が送信している応答電文と通信端末２０−３が送信する応答電文とのコリジョンが発生し、通信端末２０−１は通信端末２０−２、２０−３のどちらの応答電文も受信できなくなってしまうためである。

次に、車１０−４に搭載された通信端末２０−４、車２０−５に搭載された２０−５の動作を説明する。
通信端末２０−１が通信電文を送信すると、通信端末２０−４、２０４の通信電文受信部２０５は、通信端末２０−１から通信電文を受信する（ステップＳ３０２−Ｃ）。通信電文受信部２０５が通信電文を受信すると、位置条件判定部２０６は、予想進路算出部２０３が算出した予想進路と、受信した通信電文に含まれる予想進路との重なりの有無を判定する（ステップＳ３０３−Ｃ）。このとき、図５に示すように、車１０−１の予想進路と車１０−４、及び車１０−５の予想進路には重なりがないため、位置条件判定部２０６は、予想進路に重なりがないと判定し、通信端末２０−４、２０４は、処理を終了する。

上述した例では、通信端末２０−３の待機時間が通信端末２０−２よりも長かったために、通信端末２０−３は、応答電文を送信できない場合を示したが、上述したように、通信端末２０−１は、断続的に通信電文を送信しており、通信端末２０−２、２０−３はその度に待機時間をランダムで設定する。そのため、次回以降の通信電文の受信時に、通信端末２０−３の待機時間が通信端末２０−２よりも短くなった場合、通信端末２０−３が応答電文を送信し、通信端末２０−２は、応答電文を送信しないこととなる。
また、上述した例では、通信端末２０−１が通信電文を送信する例を示したが、これに限られず、通信端末２０−２〜２０４が通信電文を送信しても良い。

このように、本実施形態によれば、ある通信端末２０−１〜２０−Ｎの予想進路算出部２０３が、所定の位置を示す位置条件を生成し、ある通信端末２０−１〜２０−Ｎの通信電文送信部が、位置条件を付与した通信電文を送信する。
さらに、他の通信端末２０−１〜２０−Ｎの通信電文受信部２０５がある通信端末２０−１〜２０−Ｎから通信電文を受信し、他の通信端末２０−１〜２０−の予想進路算出部２０３が予想進路を算出し、他の通信端末２０−１〜２０−Ｎの位置条件判定部２０６が受信した通信電文に含まれる位置条件と算出した予想進路との重なりの有無を判定し、他の通信端末２０−１〜２０−Ｎの応答電文送信部２０８は、予想進路との重なりの有無に基づいて応答電文を送信する。
これにより、通信端末２０−１〜２０−Ｎは、予想進路の重なりに基づいて応答電文を送信することができるため、応答電文のコリジョンが発生する可能性を低減させることができる。

また、本実施形態によれば、通信端末２０−１〜２０−Ｎの予想進路算出部２０３は、自端末の位置と移動速度と進行方向とに基づいてｔ秒後までに自端末が移動すると予想される進路を示す予想進路を算出し、位置条件判定部２０６は、自端末の予想進路と他の通信端末２０−１〜２０−Ｎの予想進路とに重なりがある場合、すなわち自端末を搭載する車１０−１〜１０−Ｎと他の車１０−１〜１０−Ｎとが衝突する可能性がある場合に、応答電文を送信する。
これにより、通信端末２０−１〜２０−Ｎは、自端末を搭載する車１０−１〜１０−Ｎと衝突する可能性が高い他の車１０−１〜１０−Ｎが搭載する通信端末２０−１〜２０−Ｎとの通信を優先的に確保することができる。

また、本実施形態によれば、通信端末２０−１〜２０−Ｎの応答電文送信部２０８は、位置条件判定部２０６が、通信電文に含まれる予想進路と自端末の予想進路とが重なると判定した場合にのみ応答電文を送信する。
これにより、応答電文を送信する通信端末２０−１〜２０−Ｎの数を減らすことができるため、応答電文のコリジョンが発生する可能性をより低減させることができる。

なお、当該応答電文を受信した通信端末２０−１〜２０−Ｎは、応答電文を送信した通信端末２０−１〜２０−Ｎとの通信を行い、安全運転を支援する処理を実行する。例えば、通信端末２０−１が通信端末２０−２の応答信号を受信した場合、通信端末２０−１を搭載した車１０−１に搭載されるカーナビゲーションシステム等の車載器の表示部が通信端末１０−２を搭載した車１０−２の位置情報を表示したり、車載器のスピーカ部が衝突注意を促す音声を再生したりする処理が考えられる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
本発明の第２の実施形態による通信端末２０−１〜２０−Ｎは、応答電文送信部２０８の動作が第１の実施形態による通信端末２０−１〜２０−Ｎと異なるものである。
応答電文送信部２０８は、位置条件判定部２０６によって予想進路の重なりがないと判定された場合に、予想進路の重なりがあると判定された場合に応答電文を送信するタイミングよりも遅いタイミングで応答電文を送信する。

次に、本発明の第２の実施形態による通信端末２０−１〜２０−Ｎの動作を説明する。
図７は、通信端末が通信電文を送信する動作を示す第２のフローチャートである。
図７は、本発明の第２の実施形態による通信端末２０−１〜２０−Ｎが通信電文を送信する際の動作を示している。
なお、ここでは、代表として通信端末２０−１について説明する。ただし、通信端末２０−２〜２０−Ｎについても通信端末２０−１と同一の動作を行うことは言うまでも無い。
まず、通信端末２０−１の車情報取得部２０２は、自端末を搭載する車１０−１から位置、速度、進行方向を含む車情報を取得する（ステップＳ１１１）。
車情報取得部２０２が車情報を取得すると、予想進路算出部２０３は、車情報取得部２０２が取得した車情報に基づいてｔ秒後までに車１０−１が移動すると予想される予想進路を算出する（ステップＳ１１２）。
予想進路算出部２０３が予想進路を算出すると、通信電文送信部２０４は、予想進路算出部２０３が算出した予想進路を含む通信電文を、アンテナ２０１を介してブロードキャストで送信する（ステップＳ１１３）。
通信電文送信部２０４が通信電文を送信すると、応答電文受信部２０９は、所定の時間通信電文に対する応答電文の受信を待機し、アンテナ２０１を介して応答電文を受信する（ステップＳ１１４）。

図８は、通信端末が応答電文を送信する動作を示す第２のフローチャートである。
図８は、第２の実施形態による通信端末２０−１〜２０−Ｎが応答電文を送信する際の動作を示している。
なお、ここでは、代表として通信端末２０−２について説明する。ただし、通信端末２０−１、２０−３〜２０−Ｎについても通信端末２０−２と同一の動作を行うことは言うまでも無い。
まず、通信端末２０−２の通信電文受信部２０５は、アンテナ２０１を介して通信端末２０−１が送信した通信電文を受信する（ステップＳ２１１）。通信電文受信部２０５が通信電文を受信すると、車情報取得部２０２は、車１０−２の車情報を取得する（ステップＳ２１２）。車情報取得部２０２が車情報を取得すると、予想進路算出部２０３は、車１０−２のｔ秒後までの予想進路を算出する（ステップＳ２１３）。

予想進路算出部２０３が予想進路を算出すると、位置条件判定部２０６は、通信電文受信部２０５が受信した通信電文に含まれる予想進路と、予想進路算出部２０３が算出した予想進路との重なりの有無を判定する（ステップＳ２１４）。
位置条件判定部２０６が、予想進路に重なりがあると判定した場合（ステップＳ２１４：ＹＥＳ）、通信端末２０−２は、応答電文送信部２０８は、応答電文の送信を行うまでの待機時間として、ランダム値×スロット時間を設定する（ステップＳ２１５）。他方、位置条件判定部２０６が、予想進路に重なりがないと判定した場合（ステップＳ２１４：ＮＯ）、通信端末２０−２は、応答電文送信部２０８は、応答電文の送信を行うまでの待機時間として、ランダム値×スロット時間＋付加時間を設定する（ステップＳ２１６）。このとき、付加時間は、ランダム値が取りうる最大の値×スロット時間とする。これにより、位置条件判定部２０６によって予想進路に重なりがあると判定された場合、予想進路に重なりがないと判定された他の通信端末２０−３〜２０−Ｎよりも早く応答電文の送信を行うことができる。
応答電文送信部２０８が待機時間を設定すると、搬送波監視部２０７は、設定された待機時間の間、アンテナ２０１を介して他の通信端末２０−３〜２０−Ｎが送信する搬送波の有無を判定する（ステップＳ２１７）。

設定された待機時間の間に、位置条件判定部２０７が他の通信端末２０−３〜２０−Ｎが送信する搬送波を検出していた場合（ステップＳ２１７：ＹＥＳ）、通信端末２０−２は、処理を終了する。
設定された待機時間の間に、位置条件判定部２０７が他の通信端末２０−３〜２０−Ｎが送信する搬送波を検出していない場合（ステップＳ２１７：ＮＯ）、応答電文送信部２０８は、アンテナ２０１を介して応答電文を送信する（ステップＳ２１８）。

次に、第２の実施形態による移動体通信システムの動作を説明する。
図９は、移動体通信システムの動作を示す第２のシーケンス図である。
図９は、第２の実施形態による移動体通信システムの、図５に示す環境下における動作を示している。
車１０−１に搭載される通信端末２０−１の通信電文送信部２０４は、通信領域内の通信端末２０−２〜２０−５にブロードキャストで通信電文を送信する（ステップＳ３１１）。このとき、上述したステップＳ１０２で算出した予想進路は、進行方向の左右の誤差を考慮した四角形の領域で表されるものとする。
まず、車１０−２に搭載される通信端末２０−２の動作を説明する。
通信端末２０−１が通信電文を送信すると、通信端末２０−２の通信電文受信部２０５は、通信端末２０−１から通信電文を受信する（ステップＳ３１２−Ａ）。通信電文受信部２０５が通信電文を受信すると、位置条件判定部２０６は、予想進路算出部２０３が算出した予想進路と、受信した通信電文に含まれる予想進路とに基づいて予想進路の重なりの有無を判定する（ステップＳ３１３−Ａ）。このとき、図５に示すように、車１０−１の予想進路と車１０−２の予想進路に重なりがあるため、位置条件判定部２０６は、予想進路の重なりがあると判定する。

位置条件判定部２０６が予想進路の重なりがあると判定すると、応答電文送信部２０８は、待機時間を設定する（ステップＳ３１４−Ａ）。ここで、待機時間は、１ミリ秒のスロット時間に０〜７のランダム値を乗じた時間とする。この例では、位置条件判定部２０６が待機時間を４ミリ秒と設定した場合を説明する。
位置条件判定部２０６が待機時間を設定すると、搬送波監視部２０７は、アンテナ２０１を介して設定された待機時間の間（４ミリ秒間）搬送波を監視し、待機時間の間に搬送波を検出したか否かを判定する（ステップＳ３１５−Ａ）。この例では、搬送波監視部２０７が搬送波を検出していない場合を説明する。
搬送波監視部２０７が搬送波を検出していないと判定すると、応答電文送信部２０９は、通信端末２０−１に応答電文を送信する（ステップＳ３１６−Ａ）。

次に、通信端末２０−３の動作を説明する。
通信端末２０−１が通信電文を送信すると、通信端末２０−３の通信電文受信部２０５は、通信端末２０−１から通信電文を受信する（ステップＳ３１２−Ｂ）。通信電文受信部２０５が通信電文を受信すると、位置条件判定部２０６は、予想進路算出部２０３が算出した予想進路と、受信した通信電文に含まれる予想進路とに基づいて予想進路の重なりの有無を判定する（ステップＳ３１３−Ｂ）。このとき、図５に示すように、車１０−１の予想進路と車１０−３の予想進路に重なりがあるため、位置条件判定部２０６は、予想進路の重なりがあると判定する。

位置条件判定部２０６が予想進路の重なりがあると判定すると、応答電文送信部２０８は、待機時間を設定する（ステップＳ３１４−Ｂ）。この例では、位置条件判定部２０６が待機時間を５ミリ秒と設定した場合を説明する。
位置条件判定部２０６が待機時間を設定すると、搬送波監視部２０７は、アンテナ２０１を介して設定された待機時間の間（５ミリ秒間）搬送波を監視し、待機時間の間に搬送波を検出したか否かを判定する（ステップＳ３１５−Ｂ）。この例では、４ミリ秒経過した時点で通信端末２０−２が応答電文を送信しているため、搬送波監視部２０７は、搬送波を検出する。
搬送波監視部２０７が搬送波を検出したと判定すると、通信端末２０−３は応答電文の送信処理を行わずに、処理を終了する。

次に、通信端末２０−４の動作を説明する。
通信端末２０−１が通信電文を送信すると、通信端末２０−４の通信電文受信部２０５は、通信端末２０−１から通信電文を受信する（ステップＳ３１２−Ｃ）。通信電文受信部２０５が通信電文を受信すると、位置条件判定部２０６は、予想進路算出部２０３が算出した予想進路と、受信した通信電文に含まれる予想進路とに基づいて予想進路の重なりの有無を判定する（ステップＳ３１３−Ｃ）。このとき、図５に示すように、車１０−１の予想進路と車１０−４の予想進路には重なりがないため、位置条件判定部２０６は、予想進路の重なりがないと判定する。

位置条件判定部２０６によって予想進路の重なりがないと判定されると、応答電文送信部２０８は、待機時間を設定する（ステップＳ３１４−Ｃ）。ここで、予想進路の重なりがないと判定した場合の待機時間は、１ミリ秒のスロット時間に０〜７のランダム値を乗じた時間に、８ミリ秒の付加時間を加えた時間とする。この例では、ランダム値が３である場合を説明する。従って、位置条件判定部２０６は、待機時間を３＋８＝１１ミリ秒と設定する。
位置条件判定部２０６が待機時間を設定すると、搬送波監視部２０７は、アンテナ２０１を介して設定された待機時間の間（１１ミリ秒間）搬送波を監視し、待機時間の間に搬送波を検出したか否かを判定する（ステップＳ３１５−Ｃ）。この例では、４ミリ秒経過した時点で通信端末２０−２が応答電文を送信しているため、搬送波監視部２０７は、搬送波を検出する。
搬送波監視部２０７が搬送波を検出したと判定すると、通信端末２０−４は応答電文の送信処理を行わずに、処理を終了する。
通信端末２０−５は、通信端末２０−４と同様の処理を行うことで、応答電文の送信処理を行わずに、処理を終了する。

上述した例では、予想進路の重なりがあると判定された通信端末２０−２、２０−３が存在するために、通信端末２０−４、２０−５は、応答電文を送信できない場合を示したが、通信端末２０−２、２０−３のような予想進路の重なりがあると判定された通信端末が存在しない場合、通信端末２０−４、２０−５のような予想進路の重なりがないと判定された通信端末が、応答電文を送信する。

本実施形態によれば、通信端末２０−１〜２０−Ｎの応答電文送信部２０８は、位置条件判定部２０６によって予想進路の重なりがないと判定された場合に、予想進路の重なりがあると判定された場合に応答電文を送信するタイミングよりも遅いタイミングで応答電文を送信する。
これにより、予想進路の重なりがあると判定した通信端末２０−１〜２０−Ｎが、予想進路の重なりがないと判定した通信端末２０−１〜２０−Ｎよりも優先的に応答電文を送信することができ、さらに、予想進路の重なりがあると判定した通信端末２０−１〜２０−Ｎが存在しない場合に、予想進路の重なりがないと判定した通信端末２０−１〜２０−Ｎが応答電文を送信することができる。

以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
例えば、第１、第２の実施形態では、通信端末２０−１〜２０−Ｎが送信端末と受信端末とを兼ね備える例を説明したが、これに限られず、送信端末と受信端末とをそれぞれ別個に実装しても良い。

なお、第１、第２の実施形態では、予想進路算出部２０３が算出する予測進路（所定の位置）がベクトルやベクトルで囲まれた領域である場合を示したが、これに限られず、例えば、車１０−１が存在する位置を示す点としても良い。また、高速道路など、立体交差となっている道路を考慮すると、予測進路として、二次元のベクトルではなく、車１０−１がｔ秒間に移動すると予測される空間の三次元のベクトルを用いることが望ましい。

なお、第１、第２の実施形態では、移動体通信システムを車車間通信に用いる例を説明したが、これに限られず、路車間通信（車両と路側機との通信）に用いても良い。
例えば、駐車場の管理端末（路側機）に通信端末２０−１〜２０−Ｎを実装し、管理端末に予め各駐車スペースの位置（所定の位置）を登録しておく。管理端末は、第１、第２の実施例による通信端末２０−１〜２０−Ｎが備える予測進路算出部２０３の代わりに各駐車スペースの位置を示す位置条件を生成する位置条件生成部を備える。管理端末の位置条件生成部は、位置条件を生成し、通信電文送信部２０４は、当該位置条件を含む通信電文を送る。
管理端末が通信電文を送信すると、通信端末２０−１の通信電文受信部２０５は、通信電文を受信する。予想進路算出部２０３は、車情報取得部２０２から車情報を取得する。このとき、車１０−１は駐車しているため、速度は０である。そのため、予想進路算出部２０３は、車１０−１が駐車している位置を予想進路として算出する。このとき、通信電文に含まれる位置条件が示す駐車スペースに車１０−１が駐車している場合、通信端末２０−１の応答電文送信部２０８は応答電文を送信し、位置条件が示す駐車スペースに車１０−１が駐車していない場合、通信端末２０−１の応答電文送信部２０８は応答電文を送信しない。これにより、車１０−１が駐車している駐車スペースからのみ応答電文を受信できるため、応答電文を受信できない駐車スペースには車１０−１が駐車していないことが分かる。管理端末の表示部は、応答電文を受信できない駐車スペースの情報を表示することで、空いている駐車スペースの情報を表示することができる。

上述の通信端末２０−１〜２０−Ｎは内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。

また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。

本発明の第１の実施形態による移動体通信システムの構成図である。 通信端末の構成を示す概略ブロック図である。 通信端末が通信電文を送信する動作を示す第１のフローチャートである。 通信端末が応答電文を送信する動作を示す第１のフローチャートである。 移動体通信システムが動作する環境の例を示す図である。 移動体通信システムの動作を示す第１のシーケンス図である。 通信端末が通信電文を送信する動作を示す第２のフローチャートである。 通信端末が応答電文を送信する動作を示す第２のフローチャートである。 移動体通信システムの動作を示す第２のシーケンス図である。

符号の説明

１０−１〜１０−Ｎ…車 ２０−１〜２０−Ｎ…通信端末 ２０１…アンテナ ２０２…車情報取得部 ２０３…予想進路算出部 ２０４…通信電文送信部 ２０５…通信電文受信部 ２０６…位置条件判定部 ２０７…搬送波監視部 ２０８…応答電文送信部 ２０９…応答電文受信部

Claims (7)

1. 通信電文を送信する送信端末と、移動体に搭載され、前記通信電文を受信して前記受信した通信電文に対する応答電文を送信する受信端末とを備える移動体通信システムであり、
   前記送信端末は、
   所定の位置を示す位置条件を生成する位置条件生成部と、
   前記位置条件を付与した前記通信電文を送信する通信電文送信部と、
   を備え、
   前記受信端末は、
   前記通信電文を受信する通信電文受信部と、
   自端末の位置と移動速度と進行方向とに基づいて所定の時間後までに自端末が移動すると予想される進路を示す予想進路を算出する予想進路算出部と、
   前記受信した通信電文に付与された位置条件が示す位置と前記予想進路算出部が算出した予想進路との重なりの有無を判定する位置条件判定部と、
   前記位置条件判定部の判定結果に基づいて前記応答電文を送信する応答電文送信部と、 を備えることを特徴とする移動体通信システム。
2. 前記送信端末の位置条件生成部は、
   自端末の位置と移動速度と進行方向とに基づいて所定の時間後までに自端末が移動すると予想される進路を算出し、当該進路を示す位置条件を生成する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の移動体通信システム。
3. 前記受信端末の前記応答電文送信部は、
   前記位置条件判定部によって前記受信した通信電文に付与された位置条件が示す位置と前記予想進路算出部が算出した予想進路とに重なりがあると判定された場合にのみ前記応答電文を送信する、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の移動体通信システム。
4. 前記受信端末の前記応答電文送信部は、
   前記位置条件判定部によって前記受信した通信電文に付与された位置条件が示す位置と前記予想進路算出部が算出した予想進路とに重なりがないと判定された場合に、前記位置条件判定部によって前記受信した通信電文に付与された位置条件が示す位置と前記予想進路算出部が算出した予想進路とに重なりがあると判定された場合に前記応答電文を送信するタイミングよりも遅いタイミングで前記応答電文を送信する、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の移動体通信システム。
5. 送信端末から通信電文を受信して前記受信した通信電文に対する応答電文を送信する受信端末であり、
   前記通信電文を受信する通信電文受信部と、
   自端末の位置と移動速度と進行方向とに基づいて所定の時間後までに自端末が移動すると予想される進路を示す予想進路を算出する予想進路算出部と、
   前記受信した通信電文に付与された位置条件が示す位置と前記予想進路算出部が算出した予想進路との重なりの有無を判定する位置条件判定部と、
   前記位置条件判定部の判定結果に基づいて前記応答電文を送信する応答電文送信部と、 を備えることを特徴とする受信端末。
6. 通信電文を送信する送信端末と、移動体に搭載され、前記通信電文を受信して前記受信した通信電文に対する応答電文を送信する受信端末とを備える移動体通信システムを用いた移動体通信方法であり、
   前記送信端末の位置条件生成部は、所定の位置を示す位置条件を生成し、
   前記送信端末の通信電文送信部は、前記位置条件を付与した前記通信電文を送信し、
   前記受信端末の通信電文受信部は、前記通信電文を受信し、
   前記受信端末の予想進路算出部は、自端末の位置と移動速度と進行方向とに基づいて所定の時間後までに自端末が移動すると予想される進路を示す予想進路を算出し、
   前記受信端末の位置条件判定部は、前記受信した通信電文に付与された位置条件が示す位置と前記予想進路算出部が算出した予想進路との重なりの有無を判定し、
   前記受信端末の応答電文送信部は、前記位置条件判定部の判定結果に基づいて前記応答電文を送信する、
   ことを特徴とする移動体通信方法。
7. 送信端末から通信電文を受信して前記受信した通信電文に対する応答電文を送信する受信端末を、
   前記通信電文を受信する通信電文受信部、
   自端末の位置と移動速度と進行方向とに基づいて所定の時間後までに自端末が移動すると予想される進路を示す予想進路を算出する予想進路算出部、
   前記受信した通信電文に付与された位置条件が示す位置と前記予想進路算出部が算出した予想進路との重なりの有無を判定する位置条件判定部、
   前記位置条件判定部の判定結果に基づいて前記応答電文を送信する応答電文送信部、
   として動作させるためのプログラム。

Images