JP5253113B2 - 報知方法および無線装置 - Google Patents

Description

本発明は、報知技術に関し、特に所定の情報が含まれた信号を報知する報知方法および無線装置に関する。

交差点の出会い頭の衝突事故を防止するために、路車間通信の検討がなされている。路車間通信では、路側機と車載器との間において交差点の状況に関する情報が通信される。路車間通信では、路側機の設置が必要になり、手間と費用が大きくなる。これに対して、車車間通信、つまり車載器間で情報を通信する形態であれば、路側機の設置が不要になる。その場合、例えば、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）等によって現在の位置情報をリアルタイムに検出し、その位置情報を車載器同士で交換しあうことによって、自車両および他車両がそれぞれ交差点へ進入するどの道路に位置するかを判断する（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−２０２９１３号公報

ＩＥＥＥ８０２．１１等の規格に準拠した無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）では、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ｗｉｔｈ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）と呼ばれるアクセス制御機能が使用されている。そのため、当該無線ＬＡＮでは、複数の端末装置によって同一の無線チャネルが共有される。このようなＣＳＭＡ／ＣＡでは、端末装置間の距離や電波を減衰させる障害物の影響などによって、互いの無線信号が到達しない状況、つまりキャリア・センスが機能しない状況が発生する。キャリア・センスが機能しない場合、複数の端末装置から送信されたパケット信号が衝突する。また、通信速度を高速化するために、無線ＬＡＮでは、ＯＦＤＭ変調方式が使用される。

一方、無線ＬＡＮを車車間通信に適用する場合、不特定多数の端末装置へ情報を送信する必要があるために、信号はブロードキャストにて送信されることが望ましい。しかしながら、交差点などでは、車両数の増加、つまり端末装置数の増加によって、パケット信号の衝突の増加が想定される。その結果、パケット信号に含まれたデータが他の端末装置へ伝送されなくなる。このような状態が、車車間通信おいて発生すれば、交差点の出会い頭の衝突事故を防止するという目的が達成されなくなる。また、システムの安定化を目的として、パケット信号の衝突確率の平均化が要求される。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、衝突確率を平均化することによって、無線装置同士の不平等を低減する技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の無線装置は、無線装置間の通信を制御するためのアクセス制御装置から、複数のスロットが少なくとも含まれたフレームに関する情報を受けつける受付部と、受付部において受けつけた情報に対応したフレームに同期するように、複数のスロットが少なくとも含まれたフレームを生成する生成部と、生成部において生成したフレームに含まれた複数のスロットのうち、少なくともひとつをランダムに選択する選択部と、選択部において選択したスロットにて、データを報知する報知部とを備える。選択部は、フレームごとに選択を実行する。

本発明の別の態様は、報知方法である。この方法は、無線装置間の通信を制御するためのアクセス制御装置から、複数のスロットが少なくとも含まれたフレームに関する情報を受けつけるステップと、受けつけた情報に対応したフレームに同期するように、複数のスロットが少なくとも含まれたフレームを生成するステップと、生成したフレームに含まれた複数のスロットのうち、少なくともひとつをランダムに選択するステップと、選択したスロットにて、データを報知するステップとを備える。選択するステップは、フレームごとに選択を実行する。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、衝突確率を平均化することによって、無線装置同士の不平等を低減できる。

本発明を具体的に説明する前に、概要を述べる。本発明の実施例は、車両に搭載された端末装置間においてデータ通信を実行する通信システムに関する。端末装置は、車両の速度や位置等の情報（以下、これらを「データ」という）を格納したパケット信号をブロードキャスト送信する。また、他の端末装置は、パケット信号を受信するとともに、データをもとに車両の接近等を認識する。ここで、端末装置は、通信速度の高速化を目的としてＯＦＤＭ変調方式を採用する。このような状況のもと、交差点等において、端末装置の数が増加すると、パケット信号の発生確率が増加する。これに対応するために、本実施例に係る通信システムは、次の処理を実行する。

本実施例に係る通信システムは、複数の端末装置の他にアクセス制御装置を含み、アクセス制御装置は、例えば、交差点に設置される。アクセス制御装置は、複数のスロットが含まれたフレームを繰り返し規定する。なお、各フレームに含まれた複数のスロットのうち、一部が制御スロットとして確保されている。また、アクセス制御装置は、使用すべき制御スロットを特定し、当該制御スロットのタイミングに関する情報や、当該アクセス制御装置を識別するための情報（以下、「識別情報」という）を制御情報に含める。さらに、アクセス制御装置は、制御情報を格納したパケット信号（以下、これを「制御情報」ということもある）を当該制御スロットにてブロードキャスト送信する。ここで、制御スロットのタイミングに関する情報とは、例えば、当該制御スロットがフレームの先頭から何番目に配置されるかに関する情報（以下、「制御スロット情報」という）である。

端末装置は、制御情報を受信することによって、制御情報に対応したフレームを生成する。生成したフレームにも、複数のスロットが含まれる。また、端末装置は、フレームに含まれた複数のスロットのうち、制御スロット以外のスロットを認識する。なお、以下の端末装置の説明において、スロットとは、制御スロットを除外したスロットのことを示す場合がある。端末装置は、複数のスロットのいずれかを選択する。また、端末装置は、フレームごとに、ランダムにスロットを選択する。端末装置は、選択したスロットにおいて、データを格納したパケット信号（以下、これを「データ」ということもある）をブロードキャスト送信する。その結果、端末装置は、フレームごとに、ランダムにスロットを変えながらデータを報知する。

このように、フレームごとに、ランダムにスロットを変えるので、衝突確率を平均化することができ、端末装置同士の不平等を低減できる。ここで、アクセス制御装置は、端末装置間のデータ通信に直接関与せず、データ通信に使用すべきスロットを直接指定しない。あくまでも、アクセス制御装置は、複数の端末装置が使用すべきスロットが含まれたフレームの構成を通知しているだけである。端末装置は、通知されたフレームに含まれたスロットのタイミングにてデータ通信を実行する。つまり、アクセス制御装置は、複数の端末装置間の通信を制御する。

なお、制御情報もひとつのスロットにて送信されているので、制御情報を受信できない端末装置から送信されたデータと、制御情報とが衝突する可能性がある。その結果、他の端末装置が制御情報を受信できないと、上記の処理の実行が困難になる。これに対応するために、データを送信するために使用されるＯＦＤＭ信号では、一部のサブキャリアにデータが格納されず、ヌルキャリアとされている（以下、このようなサブキャリアを「識別キャリア」という）。一方、制御情報を送信するために使用されるＯＦＤＭ信号では、識別キャリアにも信号が配置されている。そのため、仮に、データと制御情報とが衝突した場合であっても、端末装置は、識別キャリアの信号成分を観測することによって、制御情報の存在を検知することができる。

さらに、近接した交差点のそれぞれにアクセス制御装置が設置される場合、それらのアクセス制御装置間の干渉を考慮する必要がある。仮に、各アクセス制御装置からブロードキャスト送信される制御情報が干渉すると、端末装置は、それらの制御情報を受信できなくなるおそれがあり、前述の動作が実現されなくなる。このような干渉は、各アクセス制御装置に対して異なった周波数チャネルを割り当てることによって回避できるが、別の周波数チャネルが設けられない場合、干渉を低減するための別の構成が必要とされる。これに対応するために、前述のごとく、制御スロットが複数確保される。各アクセス制御装置は、複数の制御スロットのそれぞれに対してキャリアセンスを実行することによって、ひとつの制御スロットを選択し、選択した制御スロットにて制御情報をブロードキャスト送信する。

図１は、本発明の実施例に係る通信システム１００の構成を示す。これは、ひとつの交差点を上方から見た場合に相当する。通信システム１００は、アクセス制御装置１０、車両１２と総称される第１車両１２ａ、第２車両１２ｂ、第３車両１２ｃ、第４車両１２ｄ、第５車両１２ｅ、第６車両１２ｆ、第７車両１２ｇ、第８車両１２ｈを含む。なお、各車両１２には、図示しない端末装置が搭載されている。また、アクセス制御装置１０によってエリア２００が形成されている。

図示のごとく、図面の水平方向、つまり左右の方向に向かう道路と、図面の垂直方向、つまり上下の方向に向かう道路とが中心部分で交差している。ここで、図面の上側が方角の「北」に相当し、左側が方角の「西」に相当し、下側が方角の「南」に相当し、右側が方角の「東」に相当する。また、ふたつの道路の交差部分が「交差点」である。第１車両１２ａ、第２車両１２ｂが、左から右へ向かって進んでおり、第３車両１２ｃ、第４車両１２ｄが、右から左へ向かって進んでいる。また、第５車両１２ｅ、第６車両１２ｆが、上から下へ向かって進んでおり、第７車両１２ｇ、第８車両１２ｈが、下から上へ向かって進んでいる。

各車両１２に搭載された端末装置は、データを取得し、データが格納されたパケット信号をブロードキャスト送信する。ここで、本発明の実施例を説明する前に、端末装置が公知の無線ＬＡＮに対応する場合、つまりＣＳＭＡ／ＣＡに対応する場合の動作を説明する。各端末装置は、キャリアセンスを実行して送信可能であると判定した場合に、データをブロードキャスト送信する。そのため、複数の端末装置からのデータが衝突する場合がある。また、端末装置の数が増加するにつれて、衝突の発生確率が増加する。特に、交差点のような場所では、車両１２の衝突が発生しやすいにもかかわらず、データの衝突も発生しやすくなり、データを必要とするような場所においてデータの利用がなされなくなる。

そこで、通信システム１００は、交差点にアクセス制御装置１０を配置する。アクセス制御装置１０は、図示しないＧＰＳ衛星から受信した信号をもとに、複数のスロットを含んだフレームが繰り返されるように生成する。ここで、複数のスロットのうちの一部が制御スロットに相当する。アクセス制御装置１０は、制御スロット情報と識別情報とを制御情報に含める。さらに、アクセス制御装置１０は、制御スロットにて制御情報を報知する。なお、制御スロットの選択については、後述する。

複数の端末装置は、アクセス制御装置１０によって報知された制御情報を受信し、制御情報をもとに、フレームを生成する。その結果、複数の端末装置のそれぞれにおいて生成されるフレームは、アクセス制御装置１０において生成されるフレームに同期する。その結果、複数の端末装置のそれぞれにおいて生成されるスロットは、互いに同期される。端末装置は、複数のスロットのいずれかを選択する。ここで、端末装置は、フレームごとにスロットを再度選択する。その際、端末装置は、ランダムにスロットを変えていく。例えば、端末装置は、フレームの先頭から１０番目のスロットを選択した場合、次のフレームにおいて、フレームの先頭から５番目のスロットを使用する。また、端末装置は、選択したスロットにてデータを報知する。なお、端末装置は、制御情報を受信できていない場合であっても、データを報知してもよい。他の端末装置からのデータを受信した端末装置は、データをもとに、他の端末装置が搭載された車両１２の存在を認識する。

ここで、アクセス制御装置１０から報知される制御情報と、端末装置から報知されるデータとは、ともにＯＦＤＭ信号を使用する。しかしながら、両者の配置されているサブキャリアは、同一ではない。データは、前述の識別キャリアに配置されていない。一方、識別情報は、データが配置されたサブキャリアに加えて、識別キャリアにも配置される。その結果、仮に、データと識別情報とが衝突した場合であっても、端末装置は、識別キャリアの信号成分を観測することによって、制御情報の存在を検知できる。なお、前述の端末装置によるエリア２００への進入検出は、識別キャリアに対してなされてもよい。

図２は、アクセス制御装置１０の構成を示す。アクセス制御装置１０は、アンテナ１５０、ＲＦ部１５２、変復調部１５４、処理部１５６、ＧＰＳ測位部１５８、フレーム生成部１６０、制御部１６２を含む。ＧＰＳ測位部１５８は、図示しないＧＰＳ衛星からの信号を受信し、受信した信号をもとに時刻の情報を取得する。なお、時刻の情報の取得には公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。ＧＰＳ測位部１５８は、時刻の情報をフレーム生成部１６０へ出力する。

フレーム生成部１６０は、ＧＰＳ測位部１５８から時刻の情報を取得する。フレーム生成部１６０は、時刻の情報をもとに、複数のフレームを生成する。例えば、フレーム生成部１６０は、「０ｍｓｅｃ」となるタイミングを基準にして、「１ｓｅｃ」の期間を１０分割することによって、「１００ｍｓｅｃ」のフレームを１０個生成する。このような処理を繰り返すことによって、フレームが繰り返されるように規定される。また、フレーム生成部１６０は、各フレームを複数に分割することによって、複数のスロットを生成する。例えば、各フレームが２００分割されることによって、「５００μｓｅｃ」のスロットが２００個生成される。

ここで、フレームに含まれた複数のスロットのうちの一部が、「制御スロット」として確保されている。例えば、ひとつのフレームに含まれた２００個のスロットのうち、先頭から５個のスロットが制御スロットとされる。また、制御スロットは、アクセス制御装置１０が制御情報をブロードキャスト送信するために使用されるスロットである。さらに、フレームに含まれた複数のスロットのうちの残りが、図示しない端末装置間の通信のために確保される。前述のごとく、通信システム１００は、ＯＦＤＭ変調方式を採用しているので、各スロットは、複数のＯＦＤＭシンボルから構成されるように規定される。また、ＯＦＤＭシンボルは、ガードインターバル（ＧＩ）と有効シンボルとによって構成される。なお、各スロットの前方の部分や後方の部分にガードタイムが設けられてもよい。ここで、スロットに含まれた複数のＯＦＤＭシンボルのまとまりが、前述のパケット信号に相当する。

図３（ａ）−（ｄ）は、フレーム生成部１６０において生成されるフレームのフォーマットを示す。図３（ａ）は、フレームの構成を示す。図示のごとく、第ｉフレームから第ｉ＋２フレームのように、複数のフレームが繰り返されるように規定されている。また、各フレームの期間は、例えば、「１００ｍｓｅｃ」である。図３（ｂ）は、ひとつのフレームの構成を示す。図示のごとく、ひとつのフレームは、Ｍ個のスロットによって構成されている。例えば、Ｍは「２００」であり、各スロットの期間は「５００μｓｅｃ」である。また、フレームの先頭部分に配置されたスロットが制御スロットに相当し、制御スロットを配置した区間が制御領域２２０として示されている。

ここでは、第１スロットから第５スロットまでの５つのスロットが、制御スロットとして制御領域２２０に含まれている。図３（ｃ）は、ひとつのスロットの構成を示す。図示のごとく、スロットの前方の部分と後方の部分とにガードタイムが設けられている。また、スロットの残りの期間は、Ｎ個のＯＦＤＭシンボルによって構成されている。図３（ｄ）は、ひとつのＯＦＤＭシンボルの構成を示す。図示のごとく、ひとつのＯＦＤＭシンボルは、ＧＩと有効シンボルによって構成されている。図２に戻る。

ＲＦ部１５２は、受信処理として、各スロットにおいて、図示しない他の端末装置間の通信において送信されるパケット信号をアンテナ１５０にて受信する。ここで、パケット信号の送信元は、例えば、端末装置である。ＲＦ部１５２は、アンテナ１５０を介して受信した無線周波数のパケット信号に対して周波数変換を実行し、ベースバンドのパケット信号を生成する。さらに、ＲＦ部１５２は、ベースバンドのパケット信号を変復調部１５４に出力する。一般的に、ベースバンドのパケット信号は、同相成分と直交成分によって形成されるので、ふたつの信号線が示されるべきであるが、ここでは、図を明瞭にするためにひとつの信号線だけを示すものとする。

また、ＲＦ部１５２には、ＬＮＡ（Ｌｏｗ Ｎｏｉｓｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）、ミキサ、ＡＧＣ、Ａ／Ｄ変換部も含まれる。ＲＦ部１５２は、送信処理として、各スロットにおいて、変復調部１５４から入力したベースバンドのパケット信号に対して周波数変換を実行し、無線周波数のパケット信号を生成する。さらに、ＲＦ部１５２は、無線周波数のパケット信号をアンテナ１５０から送信する。また、ＲＦ部１５２には、ＰＡ（Ｐｏｗｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）、ミキサ、Ｄ／Ａ変換部も含まれる。

変復調部１５４は、受信処理として、ＲＦ部１５２からのベースバンドのパケット信号に対して、復調を実行する。さらに、変復調部１５４は、復調した結果を処理部１５６に出力する。また、変復調部１５４は、送信処理として、処理部１５６からのデータに対して、変調を実行する。さらに、変復調部１５４は、変調した結果をベースバンドのパケット信号としてＲＦ部１５２に出力する。ここで、通信システム１００は、ＯＦＤＭ変調方式に対応するので、変復調部１５４は、受信処理としてＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）も実行し、送信処理としてＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）も実行する。

処理部１５６は、フレーム生成部１６０から、フレームのタイミングと、フレームに含まれたスロットのタイミングとに関する情報を受けつける。処理部１５６は、フレームに含まれた複数のスロットのうち、制御スロットのタイミングを特定する。図３（ａ）の場合、制御領域２２０に含まれた５つの制御スロットが特定される。処理部１５６は、アンテナ１５０、ＲＦ部１５２、変復調部１５４を介して、各制御スロットに対するキャリアセンスを実行する。キャリアセンスとして公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。なお、処理部１５６は、変復調部１５４を経由せずに、ＲＦ部１５２から受信信号を受けつけてもよい。処理部１５６は、キャリアセンスの結果をもとに、５つの制御スロットのうちのひとつを選択する。例えば、干渉電力の最も小さい制御スロットが選択される。

処理部１５６は、選択した制御スロットに関する制御スロット情報を生成する。また、処理部１５６は、制御スロット情報と識別情報を含めながら、制御情報を生成する。処理部１５６は、選択した制御スロットへ制御情報を割り当てる。処理部１５６は、割り当てた制御スロットにて、変復調部１５４へ制御情報を出力する。なお、通信システム１００において定められた制御スロットにて制御情報をブロードキャスト送信することは、フレーム中の制御スロットのタイミングを通知することに相当する。また、フレーム中の制御スロットの相対的な位置は制御スロット情報に含まれているので、前述のことは、フレームのタイミングを通知することにも相当する。

前述のごとく、通信システム１００は、ＯＦＤＭ変調方式に対応しているので、処理部１５６は、制御情報をＯＦＤＭ信号として生成する。なお、図示しない複数の端末装置間のデータ通信にもＯＦＤＭ信号が使用されている。ここでは、制御情報を配置させるＯＦＤＭ信号（以下、これも「制御情報」ということがある）と、データを配置させるＯＦＤＭ信号（以下、これも「データ」ということがある）とを比較しながら説明する。図４（ａ）−（ｂ）は、通信システム１００において使用されるＯＦＤＭシンボルのフォーマットを示す。図４（ａ）は、制御情報に相当し、図４（ｂ）は、データに相当する。

ここで、両方において、縦の方向が周波数を示し、横の方向が時間を示す。縦の方向において、上から順に「３１」、「３０」、・・・「−３２」の番号が示されているが、これらはサブキャリアを識別するために付与された番号（以下、「サブキャリア番号」という）である。また、ＯＦＤＭ信号の中において、サブキャリア番号「３１」のサブキャリアの周波数が最も高く、サブキャリア番号「−３２」のサブキャリアの周波数が最も低い。また、図中の「Ｄ」は、データシンボルに相当し、「Ｐ」は、パイロットシンボルに相当し、「Ｎ」は、ヌルに相当する。

制御情報とデータとに共通して、サブキャリア番号「３１」から「２７」、「２」、「０」、「−２」、「−２６」から「−３２」のサブキャリアは、ヌルである。また、制御情報のうち、サブキャリア番号「２６」から「３」、「−３」から「−２５」のサブキャリアは、データでも使用されており、また、両者においてシンボルの用途も同一である。一方、制御情報のうち、サブキャリア番号「１」、「−１」は、データにて使用されていない。これらは、前述の識別キャリアに相当する。つまり、識別キャリアは、ＯＦＤＭ信号のうちの中央の周波数付近のサブキャリアに配置されている。さらに、制御情報のうち、データでも使用されるサブキャリアと、識別キャリアとの間、つまりサブキャリア番号「２」、「−２」には、ガードバンドが設けられてる。なお、サブキャリア番号「−２」から「２」のサブキャリアをまとめて「識別キャリア」と呼んでもよい。

ここで、処理部１５６は、フレームに関する情報やスロットの番号を識別キャリアに配置する。また、処理部１５６は、重要度の高い情報を識別キャリアに優先的に配置してもよい。また、パケット信号の前方のＯＦＤＭシンボルには、既知信号が配置される。このような既知信号は、端末装置におけるＡＧＣや、伝送路特性の推定に使用される。処理部１５６は、所定のスロットのうちの一部の期間にわたって、識別キャリアに既知信号を配置してもよい。このような既知信号は、例えば、ＵＷ（Ｕｎｉｑｕｅ Ｗｏｒｄ）のように使用される。図２に戻る。

変復調部１５４、ＲＦ部１５２は、制御スロットにて、処理部１５６において生成した制御情報をアンテナ１５０からブロードキャスト送信する。制御情報の宛先のひとつは、端末装置である。制御情報を受信した端末装置は、各スロットのタイミングを認識し、端末装置間の通信のために確保した残りのスロットのうちの少なくともひとつを使用する。制御部１６２は、アクセス制御装置１０全体の処理を制御する。

この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされたプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。

図５は、車両１２に搭載された端末装置１４の構成を示す。端末装置１４は、アンテナ５０、ＲＦ部５２、変復調部５４、処理部５６、制御部５８を含む。また、処理部５６は、タイミング特定部６０、取得部６２、生成部６４、通知部７０を含み、タイミング特定部６０は、制御情報抽出部６６、スロット決定部６８、乱数生成部８０、除算部８２を含む。アンテナ５０、ＲＦ部５２、変復調部５４は、図２のアンテナ１５０、ＲＦ部１５２、変復調部１５４と同様の処理を実行する。そのため、ここでは、これらの説明を省略する。

取得部６２は、図示しないＧＰＳ受信機、ジャイロスコープ、車速センサ等を含んでおり、それらから供給されるデータによって、図示しない車両１２、つまり端末装置１４が搭載された車両１２の存在位置、進行方向、移動速度等を取得する。なお、存在位置は、緯度・経度によって示される。これらの取得には公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。取得部６２は、取得した情報を生成部６４へ出力する。

制御情報抽出部６６は、変復調部５４からの復調結果を受けつける。また、制御情報抽出部６６は、復調結果のうち、識別キャリアに対応したサブキャリアの部分を監視する。識別キャリアに対応したサブキャリアの部分に有効なデータが含まれている場合、制御情報抽出部６６は、制御情報が含まれたスロット、つまり制御スロットを受信していることを認識する。また、制御情報抽出部６６は、制御情報が含まれたスロットを受信しているタイミングを基準として、フレームおよびスロットの同期を確立する。

具体的に説明すると、制御情報抽出部６６は、制御情報に含まれた制御スロット情報をもとに、受けつけた復調結果が配置された制御スロットを特定し、これを基準にフレームを生成する。制御スロット情報が、図３（ｂ）の第３スロットに相当すれば、制御情報抽出部６６は、第３スロットを基準にしてフレームを生成する。つまり、制御情報抽出部６６は、制御スロット情報に対応したフレームに同期するように、複数のスロットがフレームを生成する。制御情報抽出部６６は、生成したフレームに関する情報をスロット決定部６８へ出力する。

乱数生成部８０は、乱数をフレームごとに生成する。ここで、乱数は、０から最大値ＲＡＮＤＭＡＸまでの値を一様にとりうる。なお、乱数の生成には、公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。乱数生成部８０は、乱数を除算部８２へ出力する。除算部８２は、フレームごとに乱数生成部８０から乱数を受けつける。除算部８２は、乱数を被除数とし、ひとつのフレームに含まれたスロットの数を除数として、除算を実行する。なお、後者は、既知の値であり、除算部８２に予め設定されている。除算部８２は、除算結果の余りをスロット決定部６８へ出力する。

スロット決定部６８は、除算部８２から余りの値を受けつけ、余りの値をもとに、制御情報抽出部６６において生成したフレームに含まれた複数のスロットのうち、ひとつをランダムに選択する。具体的に説明すると、スロット決定部６８は、ひとつのフレームに含まれた複数のスロットの先頭を「０」とした場合に、除算結果の余りに対応した順番のスロットを特定する。余りの値はフレームごとに異なった値になるので、スロット決定部６８は、フレームごとにスロットの選択を実行する。スロット決定部６８は、選択したスロットに関する情報を生成部６４へ出力する。

生成部６４は、取得部６２からの情報を受けつける。生成部６４は、取得部６２からの情報をもとにデータを生成する。ここで、データは、図４（ｂ）のように形成されている。また、生成部６４は、スロット決定部６８から、選択されたスロットに関する情報も受けつけ、情報に応じたスロットにてデータを変復調部５４へ出力する。その結果、変復調部５４、ＲＦ部５２、アンテナ５０は、スロット決定部６８において選択したスロットにて、データを報知する。また、データを割り当てたスロットは、フレームごとにランダムに切りかえられる。通知部７０は、図示しない他の端末装置１４からのデータを取得し、データの内容に応じて、図示しない他の車両１２の接近等を運転者へ通知する。通知部７０での処理は、これに限定されない。制御部５８は、端末装置１４全体の動作を制御する。

以上の構成による通信システム１００の動作を説明する。図６は、通信システム１００の動作概要を示す。図の横方向が時間に相当しており、図の縦方向に第１アクセス制御装置１０ａから第３アクセス制御装置１０ｃが示されている。また、図６では、図３（ｂ）での制御領域２２０のみを示している。前述のごとく、ここでは、制御領域２２０に５つの制御スロットが配置されているとしている。図中の「制」は、制御情報に相当する。第１アクセス制御装置１０ａは、先頭の制御スロットを使用し、第２アクセス制御装置１０ｂは、５番目の制御スロットを使用し、第３アクセス制御装置１０ｃは、３番目の制御スロットを使用する。その結果、各アクセス制御装置１０からブロードキャスト送信される制御情報間の干渉が低減される。

図７は、端末装置１４によるデータの報知手順を示すフローチャートである。制御情報抽出部６６は、生成情報をもとにフレームを生成する（Ｓ１０）。乱数生成部８０は、フレームごとに乱数を生成する（Ｓ１２）。除算部８２は、除算を実行し（Ｓ１４）、除算結果の余りを出力する。スロット決定部６８は、余りの値をもとにスロットを決定する（Ｓ１６）。変復調部５４等は、決定されたスロットにてデータを報知する（Ｓ１８）。次のフレームにて送信すべきデータがあれば（Ｓ２０のＹ）、ステップ１２に戻る。一方、次のフレームにて送信すべきデータがなければ（Ｓ２０のＮ）、処理は終了される。

本発明の実施例によれば、フレームごとにスロットを選択するので、衝突確率を平均化することができ、端末装置同士の不平等を低減できる。また、端末装置同士の不平等が低減されるので、通信品質を向上できる。また、フレームごとにスロットを選択するので、データが連続して衝突している状況の発生を低減できる。また、フレームごとにスロットを選択するので、キャリアセンス処理を省略できる。また、キャリアセンス処理が省略されるので、処理を簡略化できる。また、キャリアセンス処理が省略されるので、送信までの期間を短縮できる。また、スロットをランダムに選択するので、通信量が増加した場合であってもパケット信号の衝突確率を平均化できる。

また、アクセス制御装置からの制御情報にしたがって生成したスロットにてデータを報知するので、複数の端末装置間の同期を確立できる。また、複数の端末装置間の同期が確立されるので、データの衝突確率を低減できる。スロットのタイミングにてデータを報知するので、複数のデータの一部が重なって衝突するような状況の発生を低減できる。また、スロットのタイミングにてデータを報知するので、フレームの利用効率を低減できる。また、スロットの選択は端末装置において実行されるので、アクセス制御装置は、フレームのタイミングを通知するだけであり、処理を簡易にできる。

また、制御情報のうち、識別キャリアは、データに使用させず、残りのサブキャリアは、データにも使用されるので、制御情報とデータ信号とが衝突しても制御情報の信号成分を観測させることによって、制御情報の存在を検知させることができる。また、識別キャリアとそれ以外のサブキャリアとの間にガードバンドが設けられるので、両者の間の干渉を低減でき、識別キャリアで伝送している情報の到達確率を向上できる。また、識別キャリアに、重要な情報を配置するので、重要な情報の到達確率を向上できる。また、識別キャリアにＵＷを配置するので、識別キャリアの検出精度を向上できる。

また、フレームに含まれた複数のスロットのうち、制御領域が制御スロットのために確保されているので、制御情報とデータとの干渉を低減できる。また、制御領域に複数の制御スロットが配置されているので、複数のアクセス制御装置からの制御情報間の干渉を低減できる。また、干渉が低減されるので、制御情報の品質の悪化を抑制できる。また、制御情報の品質の悪化が抑制されるので、制御情報の内容を正確に伝送できる。また、複数の制御情報間の干渉が低減されるので、複数のアクセス制御装置を配置できる。また、複数のアクセス制御装置が配置されるので、各交差点でのパケット信号の衝突確率を低減できる。また、他のアクセス制御装置に使用されていない制御スロットを推定するので、複数の制御情報間の干渉を低減できる。

以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

本発明の実施例において、フレーム生成部１６０は、複数のスロットにて形成されたフレームが規定される。しかしながらこれに限らず例えば、フレーム生成部１６０は、フレームに複数のスロット以外の期間を設けてもよい。具体的には、フレームの一部の期間に複数のスロットが配置され、残りの期間では、複数の端末装置１４間においてＣＳＭＡ／ＣＡがなされてもよい。その際、アクセス制御装置は、ＣＳＭＡ／ＣＡの期間では、空きスロットや衝突スロットの検出を実行しない。本変形例によれば、端末装置１４は、スロットによる通信とＣＳＭＡ／ＣＡによる通信を選択できるので、通信の自由度を向上できる。つまり、フレームは、複数のスロットを少なくとも含んでいればよい。

本発明の実施例において、アクセス制御装置から報知される制御情報や、ひとつの端末装置１４から報知されるデータは、ひとつのスロットに割り当てられている。しかしながらこれに限らず例えば、制御情報やデータが、ふたつ以上のスロットに割り当てられていてもよい。本変形例によれば、制御情報やデータの通信速度を向上できる。

本発明の実施例において、識別キャリアは、ふたつのサブキャリアに相当する。また、識別キャリアは、ＯＦＤＭシンボルの中央周波数付近のサブキャリアに配置されている。しかしながらこれに限らず例えば、識別キャリアは、ふたつ以上のサブキャリアに相当してもよく、識別キャリアは、ＯＦＤＭシンボルの中央周波数付近以外のサブキャリアに配置されていてもよい。その際、識別キャリアに、空きスロットに関する情報や衝突スロットに関する情報を含めてもよい。本変形例によれば、通信システム１００の設計の自由度を向上できる。

本発明の実施例に係る通信システムの構成を示す図である。 図１のアクセス制御装置の構成を示す図である。 図３（ａ）−（ｄ）は、図２のフレーム生成部において生成されるフレームのフォーマットを示す図である。 図４（ａ）−（ｂ）は、図１の通信システムにおいて使用されるＯＦＤＭシンボルのフォーマットを示す図である。 図１の車両に搭載された端末装置の構成を示す図である。 図１の通信システムの動作概要を示す図である。 図５の端末装置によるデータの報知手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ アクセス制御装置、 １４ 端末装置、 ５０ アンテナ、 ５２ ＲＦ部、 ５４ 変復調部、 ５６ 処理部、 ５８ 制御部、 ６０ タイミング特定部、 ６２ 取得部、 ６４ 生成部、 ６６ 制御情報抽出部、 ６８ スロット決定部、 ７０ 通知部、 ８０ 乱数生成部、 ８２ 除算部、 １００ 通信システム、 １５０ アンテナ、 １５２ ＲＦ部、 １５４ 変復調部、 １５６ 処理部、 １５８ ＧＰＳ測位部、 １６０ フレーム生成部、 １６２ 制御部。

Claims (3)

1. 無線装置間の通信を制御するためのアクセス制御装置から、複数のスロットが少なくとも含まれたフレームに関する情報を受けつける受付部と、
   前記受付部において受けつけた情報のうち、複数のサブキャリア中の一部である識別キャリアに対応したサブキャリアの部分を監視し、前記識別キャリアに対応したサブキャリアの部分に含まれた制御スロットを受信しているタイミングを基準としたフレームに同期するように、複数のスロットが少なくとも含まれたフレームを生成する生成部と、
   前記生成部において生成したフレームに含まれた複数のスロットのうち、少なくともひとつをランダムに選択する選択部と、
   前記選択部において選択したスロットにて、データを報知する報知部とを備え、
   前記選択部は、フレームごとに選択を実行することを特徴とする無線装置。
2. 前記選択部は、
   乱数を生成する生成部と、
   前記生成部において生成した乱数を被除数とし、前記生成部において生成したフレームに含まれたスロットの数を除数として、除算を実行する除算部と、
   フレームの先頭から数えて、前記除算部による除算結果の余りに対応した順番のスロットを特定する特定部と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の無線装置。
3. 無線装置間の通信を制御するためのアクセス制御装置から、複数のスロットが少なくとも含まれたフレームに関する情報を受けつけるステップと、
   受けつけた情報のうち、複数のサブキャリア中の一部である識別キャリアに対応したサブキャリアの部分を監視し、前記識別キャリアに対応したサブキャリアの部分に含まれた制御スロットを受信しているタイミングを基準としたフレームに同期するように、複数のスロットが少なくとも含まれたフレームを生成するステップと、
   生成したフレームに含まれた複数のスロットのうち、少なくともひとつをランダムに選択するステップと、
   選択したスロットにて、データを報知するステップとを備え、
   前記選択するステップは、フレームごとに選択を実行することを特徴とする報知方法。

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