JP5821729B2 - 無線通信システム及び無線通信装置 - Google Patents
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Description
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、定期送信装置とランダム送信装置とが混在する無線通信システムにおいて、これら2種類の送信装置の中間の優先度でデータ通信を実施できる無線通信装置を設けることで、優先度の高い上位の定期送信装置から下位の送信装置に対し送信期間を割り当てることなく、各送信装置が互いに異なる優先度でデータ通信を実施できるようにすることを目的とする。
そして、ランダム送信装置は、通信チャンネルを介して他の送信装置から定期送信期間情報を含むデータを受信すると、その受信した定期送信期間情報に基づき、第1定期送信装置若しくは第2定期送信装置の定期送信期間を検知し、その後所定期間の間、当該定期送信期間内にランダム送信を実施するのを禁止する。
従って、本発明の無線通信システムによれば、第1定期送信装置が定期送信を行う第1定期送信期間と、第2定期送信装置が定期送信を行う第2定期送信期間とが、各定期送信装置から定期送信期間情報として送信されるだけでなく、その定期送信期間情報を受信したランダム送信装置を介して、他の送信装置(第1、第2定期送信装置若しくはランダム送信装置)に転送される。
一方、ランダム送信装置は、通信チャンネルを介して他の送信装置から取得した定期送信期間情報を送信データに付加することで、第1定期送信装置や第2定期送信装置の定期送信期間を、これら各定期送信装置からの送信電波が届かない地域に広範囲に伝送するが、こうした定期送信期間情報の再送信機能は、第2定期送信装置にも持たせるようにしてもよく、第1定期送信装置にも持たせるようにしてもよい。
また次に、第2定期送信装置は、第2定期送信期間内に、キャリアセンスにより通信チャンネルの空き状態を確認してから、無線送信を開始するように構成してもよく、第2定期送信期間内に、通信チャンネルの空き状態を確認することなく無線送信を開始するようにしてもよい。
また、第2定期送信装置は、通信チャンネルを介して他の第2定期送信装置から送信された送信データを受信すると、その受信データに含まれる定期送信期間情報に基づき他の第2定期送信装置の第2定期送信期間と自身の第2定期送信期間とが重複するか否かを判定すると共に、その受信データに含まれる識別情報に基づき、受信データを送信してきた他の第2定期送信装置が当該第2定期送信装置自身よりも優先度が高いか否かを判定する。
また、送信手段は、定期送信許可手段にて無線送信が許可されると、受信手段にて他の無線通信装置から無線送信されてきた信号が受信されているか否かを判断するキャリアセンスにより、通信チャンネルの空き状態を確認してから、送信データの無線送信を開始する。
また、定期送信期間設定手段は、通信周期内で定期送信期間を設定可能な期間として予め割り当てられた特定期間内で定期送信期間を初期設定すると共に、受信手段にて受信される受信データに基づき周囲に存在する他の無線通信装置の台数を認識して、その認識した台数が多いほど定期送信期間が長くなるよう、定期送信期間を更新する。
[実施形態]
(無線通信システムの概要)
図1は、本発明が適用された実施形態の無線通信システムの構成及び動作の概要を表す説明図である。
また、一般車載機4は、キャリアセンスにより上記通信チャンネルが空いているか否かを判定して、通信チャンネルが空いていて所定の条件が成立したときに、上記通信チャンネルを利用してランダム送信を行う、CSMA方式の無線通信装置であり、本発明のランダム送信装置に相当する。
(無線通信装置の構成)
次に、図2は、上述した本実施形態の無線通信システムを構築するのに用いられる無線通信装置1の構成を表すブロック図である。
(データ受信部16)
図2(b)に示すように、データ受信部16は、受信データに含まれる定期送信情報及びこの定期送信情報に付加された送信時刻情報を抽出すると共に、復調処理部14にて受信データの受信時に付加される受信時刻情報を抽出する、送信時刻抽出部42、受信時刻抽出部44、及び定期送信情報抽出部46としての機能を有する。
(定期送信期間更新部18)
次に、図2(c)に示すように、定期送信期間更新部18は、定期送信期間設定部20にて設定された定期送信情報や、データ受信部16にて抽出された他の無線通信装置1の定期送信情報を、定期送信期間テーブル22に登録する定期送信期間マージ部52、及び、定期送信期間設定部20にて設定された定期送信情報とデータ受信部16にて抽出された他の無線通信装置1の定期送信情報とに基づき、定期送信期間設定部20にて設定された自身の定期送信期間内に他の無線通信装置1の定期送信期間と重複する期間があるか否かを判定して、重複する期間があれば、その旨を表す重複通知情報を定期送信期間設定部20に出力することで、自身の定期送信期間を変更させる重複期間検知部54、を備える。
上記のように、定期送信期間更新部18において、定期送信期間マージ部52は、データ受信部16にて新たに取得された他の無線通信装置1の定期送信情報を定期送信期間テーブル22に登録するが、定期送信期間更新部18は、単に定期送信期間テーブル22を更新するだけでなく、データ受信部16にて新たに取得された他の無線通信装置1の定期送信情報をデータ送信部10に出力することで、この定期送信情報を他の無線通信装置1に転送させる。
(定期送信期間設定部20)
次に、図6は、定期送信期間設定部20としての機能を実現するために、無線通信装置1に設けられたマイクロコンピュータにより繰り返し実行される定期送信期間設定処理を表すフローチャートである。
そして、当該無線通信装置1が路上機2である場合には、S320にて、予め登録された定期送信期間を設定して、当該処理を終了し、逆に、当該無線通信装置1が優先車載機6である場合には、S330にて、定期送信期間テーブル22に記憶されている定期送信情報から、路上機2及び他の優先車載機6の定期送信期間を読み込む。
(データ送信部10)
図2(d)に示すように、データ送信部10は、外部から送信要求と共に入力される送信データに、定期送信期間更新部18から入力される定期送信情報を付加する定期送信情報付加部62と、送信可否判断部64から送信禁止指令が入力されているとき、定期送信情報付加部62にて定期送信情報が付加された送信データを保持し、その送信データのデータ長情報を送信時間判定部28に出力すると共に、送信可否判断部64から送信許可が入力されると、それまで保持していた送信データを出力する送信データ保持部66と、送信データ保持部66から出力された送信データに時計32から読み取った現在時刻(送信時刻情報)を付加し、変調処理部12へ出力する送信時刻付加部68と、から構成されている。
(路上機2、一般車載機4、優先車載機6としての機能ブロック)
ここで、本実施形態の無線通信装置1が路上機2として利用されるときには、図7に点線で示すように、ランダム送信禁止期間決定部26、ガードタイム決定部30、時刻差分計算部36、時刻補正判断部38の機能が停止されると共に、データ受信部16において、送信時刻抽出部42、受信時刻抽出部44、及び定期送信情報抽出部46としての機能が停止され、定期送信期間更新部18において、重複期間検知部54としての機能が停止される。
(実施形態の効果)
以上説明したように、本実施形態の無線通信システムは、第1定期送信装置としての路上機2と、第2定期送信装置としての優先車載機6と、ランダム送信装置としての一般車載機4とから構成されている。
また、2つの優先車載機6A、6Bは、それぞれ、路上機2A、2Bや他の優先車載機6B又は6A、若しくは一般車載機4A、4Bから取得した定期送信情報に基づき、路上機2A、2Bや他の優先車載機6B又は6Aと定期送信期間が重複しないように自身の定期送信期間(第2定期送信期間)を設定し、その定期送信期間内に、所望データの定期送信を行う。
ところで、優先車載機6を緊急車両に搭載すると、その車両の走行に伴い、図11に示すように、優先車載機6が一旦設定した定期送信期間(第2定期送信期間)と、路上機2がデータ送信を行う定期送信期間(第1定期送信期間)とが重複することがある。
[変形例1]
例えば、上記実施形態では、一般車載機4と優先車載機6とが、他の無線通信装置1から取得した定期送信情報を転送するものとして説明したが、路上機2においても、他の無線通信装置1から取得した定期送信情報を転送するようにしてもよい。
[変形例2]
次に、上記実施形態では、優先車載機6は、他の無線通信装置1から送信されてきた定期送信情報に基づき、路上機2若しくは他の優先車載機6の定期送信期間を検知し、自身の定期送信期間がその検知した定期送信期間と重複することのないように、自身の定期送信期間を設定・更新するものとして説明したが、例えば、図17に示すように、定期送信の通信周期を、路上機2が定期送信に使用してもよい期間と、優先車載機6が定期送信に使用してもよい期間とに分割し、優先車載機6は、優先車載機6用に割り当てられた期間内で、自身の定期送信期間を設定して、定期送信を行うようにしてもよい。
なお、この場合、優先車載機6用に割り当てる通信期間は、路上機2用に割り当てる通信期間よりも短くすればよいが、少なくとも、複数の優先車載機6が自身の定期送信期間を設定できるように、各優先車載機6が1回のデータ送信で占有する定期送信期間の数倍の期間に設定することが望ましい。
[変形例3]
一方、変形例2のように、定期送信の通信周期を、路上機2が定期送信に使用してもよい期間と、優先車載機6が定期送信に使用してもよい期間とに分割した場合、図18に示すように、各優先車載機6は、その定期送信に利用可能な期間を自身の定期送信期間として設定し、その定期送信期間内で、一般車載機4と同様のランダム送信を実施するようにしてもよい。
[変形例4]
次に、上記実施形態では、優先車載機6は、自身の定期送信期間が路上機2や他の優先車載機6の定期送信期間と重複すると、定期送信期間設定部20にて定期送信期間を再設定するが、この方法では、定期送信期間が重複した2つの優先車載機6が、個々に定期送信期間を再設定することがあり(図12参照)、その再設定により、再度定期送信期間が重複することも考えられる。
この結果、図21に示すように、優先車載機6は、自身の定期送信期間と他の優先車載機6の定期送信期間とが重複すると、自己の優先順位が他の優先車載機6に負けているときにだけ、自身の定期送信期間を、他の優先車載機6と重複することのないように変更することになり、変更後の定期送信期間が、他の優先車載機6の定期送信期間と重複するのを防止できる。
[変形例5]
一方、上記実施形態では、優先車載機6のデータ送信部10では、送信可否判断部64が、定期送信期間決定部24から入力される定期送信期間情報に基づき、自身の定期送信期間中、送信データ保持部66に送信許可を出力することで、一般車載機4のように、キャリアセンスにより通信チャンネルの空き状態を確認することなく、送信データを速やかに送信させるものとして説明したが、送信可否判断部64は、定期送信期間に入ると、キャリアセンスにより通信チャンネルの空き状態を確認した上で、送信データ保持部66に送信許可を出力するように構成してもよい。
[変形例6]
また、優先車載機6のデータ送信部10を変形例5のように構成した場合、重複期間検知部54では、図22に示す手順で、重複期間検知処理を実行するようにしてもよい。
[変形例7]
次に、上記実施形態では、無線通信装置1は、路上機2、一般車載機4、優先車載機6として、予め用途が設定されるものとして説明したが、無線通信装置1は、一般車載機4としても、優先車載機6としても、機能させることができるので、車両走行中に、その機能を切り換えるようにしてもよい。
[変形例8]
次に、上記実施形態では、第2定期送信装置としての優先車載機6は、救急車等の緊急車両に搭載されるものとして説明したが、優先車載機6は、バスやタクシー等、不特定多数の人が利用する車両(特定車両)に搭載して、その特定車両の位置や操舵方向を表す車両情報を定期的に送信するようにしてもよい。
そして、電子制御装置82では、車両制御用の各種演算処理に加えて、図26に示す進路判定処理を実行することで、特定車両70の進路を推定して、特定車両70による進路妨害が発生するか否かを判定する。
すなわち、進路判定処理では、まずS410にて、受信データが、特定車両70からの送信データであるか否か(換言すれば、特定車両70からの送信データを受信したか否か)を判断することにより、特定車両70からの送信データが受信されるのを待つ。
そして、S460では、S450にて検出した自車両の進路が、S440にて予測(推定)した特定車両70の進路と交差するか否かを予測し、自車両の進路が特定車両70の進路と交差することが予測されない場合には、S410に移行する。
このため、優先車載機6からは、少なくとも、位置情報と車両の操舵方向を表す情報(つまり、速度情報と操舵角情報、若しくは、速度情報とウィンカ情報)を、特定車両の車両情報として送信するようにしても、一般車両80側で、その車両情報から特定車両70の進路を予測(推定)することができる。
Claims (12)
- 所定の通信チャンネルを利用して、予め設定された一定の通信周期毎に、該通信周期よりも短い第1定期送信期間内に無線送信を行う定期送信機能を有し、当該定期送信時には、前記第1定期送信期間を表す定期送信期間情報を含む送信データを送信する第1定期送信装置と、
前記通信チャンネルを利用して、前記一定の通信周期毎に、前記第1定期送信期間とは異なる第2定期送信期間内に無線送信を行う定期送信機能を有し、当該定期送信時には、前記第2定期送信期間を表す定期送信期間情報を含む送信データを送信する第2定期送信装置と、
送信要求が発生した際、前記通信チャンネルが空いているか否かを判定して、前記通信チャンネルが空いているときに無線送信を行うランダム送信機能を有すると共に、前記通信チャンネルを介して他の送信装置から定期送信期間情報を含むデータを受信すると、該定期送信期間情報に基づき前記第1定期送信装置若しくは前記第2定期送信装置の定期送信期間を検知し、その後所定期間の間、当該定期送信期間内にランダム送信を実施するのを禁止し、しかも、ランダム送信時には、前記通信チャンネルを介して他の送信装置から取得した定期送信期間情報を送信データに付加するランダム送信装置と、
からなる複数種類の無線通信装置が混在し、各無線通信装置が前記通信チャンネルを利用して無線通信を行う無線通信システムであって、
前記第2定期送信装置は、前記通信チャンネルを介して他の送信装置から送信されてきた定期送信期間情報に基づき、他の定期送信装置と送信タイミングが重複することのないよう前記第2定期送信期間を設定し、前記第2定期送信期間内に、キャリアセンスにより前記通信チャンネルの空き状態を確認してから無線送信を開始するよう構成され、
前記第2定期送信装置が前記第2定期送信期間を設定可能な期間は、前記第1定期送信装置が前記第1定期送信期間として利用可能な期間と重複することのないよう、前記一定の通信周期内の特定期間に予め割り当てられており、
前記第2定期送信装置は、前記通信チャンネルを介して得られる受信データに基づき、周囲に存在する第2定期送信装置の台数を認識し、該認識した台数に応じて前記第2定期送信期間を設定することを特徴とする無線通信システム。 - 前記第2定期送信装置は、前記第2定期送信期間内での定期送信を開始した後、前記通信チャンネルを介して他の送信装置から当該第2定期送信装置自身の第2定期送信期間情報を取得するまで、前記第2定期送信期間内での送信データの送信回数又は送信電力を増加させることを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。
- 前記ランダム送信装置において、前記第2定期送信装置の第2定期送信期間を検知して前記通信周期毎に当該第2定期送信期間内にランダム送信を禁止する第2送信禁止期間は、前記第1定期送信装置の第1定期送信期間を検知して前記通信周期毎に当該第1定期送信期間内にランダム送信を禁止する第1送信禁止期間よりも短い期間に設定されることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の無線通信システム。
- 前記第2定期送信装置は、前記第2定期送信期間内に定期送信を実施する際、前記通信チャンネルを介して他の送信装置から取得した定期送信期間情報を送信データに付加することを特徴とする請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の無線通信システム。
- 前記第1定期送信装置は、前記第1定期送信期間内に定期送信を実施する際、前記通信チャンネルを介して他の送信装置から取得した定期送信期間情報を送信データに付加することを特徴とする請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の無線通信システム。
- 前記第2定期送信装置は、無線送信の待機中に前記キャリアセンスにより他の第2定期送信装置からの送信電波を受信すると、自身の定期送信期間を変更することを特徴とする請求項1〜請求項5の何れか1項に記載の無線通信システム。
- 前記第2定期送信装置及び前記ランダム送信装置は、それぞれ、車両に搭載されており、前記第2定期送信装置は、少なくとも自車両の位置を表す位置情報及び操舵方向を表す操舵情報を含む車両情報を定期送信することを特徴とする請求項1〜請求項6の何れか1項に記載の無線通信システム。
- 前記ランダム送信装置は、
前記第2定期送信装置から前記車両情報を受信すると、該車両情報に含まれる前記位置情報及び前記操舵情報に基づき、当該車両情報を送信してきた第2定期送信装置を搭載した車両の進路を推定する進路推定手段、
を備えたことを特徴とする請求項7に記載の無線通信システム。 - 送信データを所定の通信チャンネルの送信信号に変換して無線送信させる送信手段と、
前記通信チャンネルを介して他の無線通信装置から無線送信されてきた信号を受信し、受信信号から受信データを復元する受信手段と、
前記受信手段にて復元された受信データの中から定期送信期間情報を抽出し、記憶手段に格納する情報抽出手段と、
送信要求が入力されると、前記送信手段からの無線送信を一定の通信周期毎に許可するための定期送信期間を初期設定すると共に、前記記憶手段に格納された他の無線通信装置からの定期送信期間情報に基づき、他の無線通信装置と定期送信期間が重複することのないよう、前記初期設定した定期送信期間を更新する定期送信期間設定手段と、
前記通信周期毎に、前記定期送信期間設定手段にて設定及び更新される定期送信期間だけ、前記送信手段からの無線送信を許可する定期送信許可手段と、
前記送信手段が送信する送信データに、前記定期送信許可手段が前記送信手段に無線送信を許可する定期送信期間を表す定期送信期間情報を付加する情報付加手段と、
を備え、
前記送信手段は、前記定期送信許可手段にて無線送信が許可されると、前記受信手段にて他の無線通信装置から無線送信されてきた信号が受信されているか否かを判断するキャリアセンスにより、前記通信チャンネルの空き状態を確認してから、前記送信データの無線送信を開始し、
前記定期送信期間設定手段は、前記通信周期内で前記定期送信期間を設定可能な期間として予め割り当てられた特定期間内で、前記定期送信期間を初期設定すると共に、前記受信手段にて受信される受信データに基づき周囲に存在する他の無線通信装置の台数を認識して、該認識した台数が多いほど前記定期送信期間が長くなるよう、前記定期送信期間を更新する、
ことを特徴とする無線通信装置。 - 前記送信手段は、前記通信周期毎に無線送信を行う定期送信を開始すると、その後、前記情報抽出手段にて、前記情報付加手段が送信データに付加した自身の定期送信期間情報が抽出されるまで、前記定期送信許可手段にて許可された定期送信期間内での送信データの送信回数又は送信電力を増加させることを特徴とする請求項9に記載の無線通信装置。
- 前記情報付加手段は、前記情報抽出手段にて他の無線通信装置の定期送信期間情報が抽出されると、該抽出された他の無線通信装置の定期送信期間情報を、自身の定期送信期間情報と共に前記送信データに付加することを特徴とする請求項10に記載の無線通信装置。
- 前記定期送信期間設定手段は、前記送信手段が無線送信の待機中に前記キャリアセンスにより他の無線通信装置からの送信電波が受信されたことが検知されると、該送信電波は当該無線通信装置と同種の他の第2定期送信装置からの送信電波であるか否かを判定して、該送信電波が他の第2定期送信装置からの送信電波であれば、自身の定期送信期間を変更することを特徴とする請求項9〜請求項11の何れか1項に記載の無線通信装置。
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