JP5830259B2 - Wireless device - Google Patents
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Description
本発明は、通信技術に関し、特に所定の情報が含まれた信号を送信する無線装置に関する。 The present invention relates to communication technology, and more particularly to a radio apparatus that transmits a signal including predetermined information.
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)。 Road-to-vehicle communication is being studied to prevent collisions at intersections. In the road-to-vehicle communication, information on the situation of the intersection is communicated between the roadside device and the vehicle-mounted device. Road-to-vehicle communication requires the installation of roadside equipment, which increases labor and cost. On the other hand, if it is the form which communicates information between vehicle-to-vehicle communication, ie, onboard equipment, installation of a roadside machine will become unnecessary. In that case, for example, the current position information is detected in real time by GPS (Global Positioning System), etc., and the position information is exchanged between the vehicle-mounted devices so that the own vehicle and the other vehicle enter the intersection respectively. (See, for example, Patent Document 1).
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、キャリアセンスによって他のパケット信号が送信されていないことを確認した後に、パケット信号が送信される。ITS(Intelligent Transport Systems)のような車車間通信に無線LANを適用する場合、不特定多数の車両のそれぞれに搭載された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。 In a wireless LAN (Local Area Network) compliant with a standard such as IEEE 802.11, an access control function called CSMA / CA (Carrier Sense Multiple Access Collision Aviation) is used. Therefore, in the wireless LAN, the same wireless channel is shared by a plurality of terminal devices. In such CSMA / CA, a packet signal is transmitted after confirming that no other packet signal is transmitted by carrier sense. When applying a wireless LAN to inter-vehicle communication such as ITS (Intelligent Transport Systems), it is necessary to transmit information to terminal devices mounted on each of an unspecified number of vehicles. It is desirable that
その結果、端末装置は、ブロードキャストされた信号を受信することによって、他の車両の接近を検出し、それを運転者に通知することによって、車両間の衝突事故を防止するための注意を運転者に喚起させる。このようなITSにおけるブロードキャスト通信とは別に、1対1のユニキャスト通信が必要とされることもある。しかしながら、ITS用の通信機能とは別に、ユニキャスト通信用の通信機能を端末装置に実装した場合、端末装置の回路規模が増大する。一方、ITS用の通信機能とユニキャスト通信の通信機能とを共通化させた場合、両者の間の干渉が生じる。 As a result, the terminal device detects the approach of another vehicle by receiving the broadcast signal, and notifies the driver of the approach by notifying the driver of the approach to the driver. To arouse. Apart from such broadcast communication in ITS, one-to-one unicast communication may be required. However, when the communication function for unicast communication is mounted on the terminal device separately from the communication function for ITS, the circuit scale of the terminal device increases. On the other hand, when the communication function for ITS and the communication function for unicast communication are made common, interference occurs between them.
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、回路規模の増加と干渉量の増加とを抑制しながら、ブロードキャスト通信とユニキャスト通信とを実行する技術を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a technique for performing broadcast communication and unicast communication while suppressing an increase in circuit scale and an increase in interference amount. .
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、フレーム中の一部期間においてキャリアセンスを実行することによってパケット信号を第1電力で報知するブロードキャスト通信の第1モードと、フレームとは無関係にキャリアセンスを実行することによって他の無線装置にパケット信号を第2電力で送信するユニキャスト通信の第2モードとのいずれかを実行する通信部と、通信部の動作モードとして、第1モードと第2モードとの間の切替を指示する制御部とを備える。通信部における第2電力は第1電力よりも小さく、制御部は、通信部が第2モードに対応したパケット信号を非受信の状態から受信の状態に遷移した場合、前記ブロードキャスト通信のエリア内であっても、第1モードを第2モードに切りかえ、前記通信部が前記ユニキャスト通信の第2モードに対応したパケット信号を受信の状態から非受信の状態に遷移した場合、前記ユニキャスト通信の第2モードを前記ブロードキャスト通信の第1モードに切りかえる。 In order to solve the above problems, a radio apparatus according to an aspect of the present invention includes a first mode of broadcast communication that broadcasts a packet signal with a first power by performing carrier sense in a partial period in a frame, and a frame. A communication unit that executes one of the second modes of unicast communication that transmits a packet signal to other wireless devices by using the second power by performing carrier sense regardless of the operation mode of the communication unit, A control unit for instructing switching between the first mode and the second mode. Second power in a communication unit is less than the first power, the control unit, if the communication unit has transitioned a packet signal corresponding to the second mode of reception from a non-receiving state status, area of the broadcast communication Even when the first mode is switched to the second mode and the communication unit transitions from a reception state to a non-reception state of a packet signal corresponding to the second mode of the unicast communication, the unicast communication The second mode is switched to the first mode of the broadcast communication .
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。 It should be noted that any combination of the above-described constituent elements and a conversion of the expression of the present invention between a method, an apparatus, a system, a recording medium, a computer program, etc. are also effective as an aspect of the present invention.
本発明によれば、回路規模の増加と干渉量の増加とを抑制しながら、ブロードキャスト通信とユニキャスト通信とを実行できる。 According to the present invention, broadcast communication and unicast communication can be executed while suppressing an increase in circuit scale and an increase in interference amount.
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車車間通信を実行するとともに、交差点等に設置された基地局装置から端末装置へ路車間通信も実行する通信システムに関する。車車間通信として、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。車両の接近を運転者に通知することによって、運転者に注意を促す。車車間通信と路車間通信との干渉を低減するために、基地局装置は、複数のサブフレームが含まれたフレームを繰り返し規定する。 Before describing the present invention in detail, an outline will be described. Embodiments of the present invention relate to a communication system that performs vehicle-to-vehicle communication between terminal devices mounted on a vehicle, and also executes road-to-vehicle communication from a base station device installed at an intersection or the like to a terminal device. As inter-vehicle communication, the terminal device broadcasts and transmits a packet signal storing information such as the speed and position of the vehicle (hereinafter referred to as “data”). Further, the other terminal device receives the packet signal and recognizes the approach of the vehicle based on the data. The driver is alerted by notifying the driver of the approach of the vehicle. In order to reduce interference between vehicle-to-vehicle communication and road-to-vehicle communication, the base station apparatus repeatedly defines a frame including a plurality of subframes.
基地局装置は、路車間通信のために、複数のサブフレームのいずれかを選択し、選択したサブフレームの先頭部分の期間において、制御情報等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。制御情報には、当該基地局装置がパケット信号をブローキャスト送信するための期間(以下、「路車送信期間」という)に関する情報が含まれている。端末装置は、制御情報をもとに路車送信期間を特定し、路車送信期間以外の期間においてパケット信号をブロードキャスト送信する。このように、路車間通信と車車間通信とが時間分割多重されるので、両者間のパケット信号の衝突確率が低減される。なお、車車間通信は、路車送信期間以外の車車間通信を実行するための期間(以下、「車車送信期間」という)においてCSMA方式にてなされる。 The base station apparatus selects any of a plurality of subframes for road-to-vehicle communication, and broadcasts a packet signal in which control information and the like are stored during the period of the head portion of the selected subframe. The control information includes information related to a period for the base station apparatus to broadcast the packet signal (hereinafter referred to as “road vehicle transmission period”). The terminal device specifies a road and vehicle transmission period based on the control information, and broadcasts a packet signal in a period other than the road and vehicle transmission period. Thus, since the road-to-vehicle communication and the vehicle-to-vehicle communication are time-division multiplexed, the collision probability of packet signals between them is reduced. The inter-vehicle communication is performed by the CSMA method in a period for performing inter-vehicle communication other than the road-vehicle transmission period (hereinafter referred to as “vehicle transmission period”).
以上の通信は、ブロードキャスト通信にもとづくITSに相当する。ブロードキャスト通信では、多くの端末装置に送信機会を与えるため、各端末装置から送信されるデータ量は規制される。一方、このようなブロードキャスト通信に加えて、ユニキャスト通信の実行が望まれる。例えば、ユニキャスト通信では、特定の宛先の装置との間において、大容量のデータが送信される。端末装置の回路規模を小型化するために、ブロードキャスト通信とユニキャスト通信との規格には、共通する部分が多い方がよい。しかしながら、共通する部分が多くなると、ブロードキャスト通信とユニキャスト通信とが干渉してしまうおそれが高くなる。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。 The above communication corresponds to ITS based on broadcast communication. In broadcast communication, since many terminal devices are given transmission opportunities, the amount of data transmitted from each terminal device is regulated. On the other hand, in addition to such broadcast communication, execution of unicast communication is desired. For example, in unicast communication, a large amount of data is transmitted to a specific destination device. In order to reduce the circuit scale of the terminal device, it is better that the standards for broadcast communication and unicast communication have many common parts. However, when there are many common parts, there is a high possibility that broadcast communication and unicast communication interfere with each other. In order to cope with this, the communication system according to the present embodiment executes the following processing.
端末装置は、通信モードとして、ブロードキャスト通信を実行するための第1モードと、ユニキャスト通信を実行するための第2モードとを実行可能である。ブロードキャスト通信については、前述のとおりであり、ユニキャスト通信は、周波数帯、変調方式、CSMA方式という点でブロードキャスト通信と共通する。一方、ユニキャスト通信には、通信可能なデータ量を増加させるために、ブロードキャスト通信のようなフレーム構成が規定されない。さらに、ユニキャスト通信からブロードキャスト通信への干渉を低減させるために、ユニキャスト通信での送信電力は、ブロードキャスト通信での送信電力よりも小さくなるように規定される。そのため、ひとつのユニキャスト通信用の基地局装置(以下、「ユニキャスト用基地局装置」という)がカバー可能なエリアは、ITS用基地局装置がカバー可能なエリアよりも小さい。端末装置は、通常、第1モードを選択することによってブロードキャスト通信を実行しており、ユニキャスト用基地局装置からのパケット信号を受信すると、第2モードを選択することによってユニキャスト通信を実行する。 As the communication mode, the terminal device can execute a first mode for executing broadcast communication and a second mode for executing unicast communication. Broadcast communication is as described above, and unicast communication is common with broadcast communication in terms of frequency band, modulation scheme, and CSMA scheme. On the other hand, in unicast communication, a frame configuration like broadcast communication is not defined in order to increase the amount of data that can be communicated. Furthermore, in order to reduce interference from unicast communication to broadcast communication, transmission power in unicast communication is defined to be smaller than transmission power in broadcast communication. For this reason, the area that can be covered by one unicast communication base station apparatus (hereinafter referred to as “unicast base station apparatus”) is smaller than the area that can be covered by the ITS base station apparatus. The terminal device normally performs broadcast communication by selecting the first mode. When receiving a packet signal from the unicast base station device, the terminal device performs unicast communication by selecting the second mode. .
ここでは、ブロードキャスト通信によるITSをまず説明する。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、ITS用基地局装置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、歩行者16と総称される第1歩行者16a、第2歩行者16bを含む。なお、各車両12には、図示しない端末装置が設置される。また、エリア212は、ITS用基地局装置10の周囲に形成され、エリア外214は、エリア212の外側に形成されている。
Here, ITS by broadcast communication will be described first. FIG. 1 shows a configuration of a
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。
As shown in the drawing, the road that goes in the horizontal direction of the drawing, that is, the left and right direction, intersects the vertical direction of the drawing, that is, the road that goes in the up and down direction, at the center. Here, the upper side of the drawing corresponds to the direction “north”, the left side corresponds to the direction “west”, the lower side corresponds to the direction “south”, and the right side corresponds to the direction “east”. The intersection of the two roads is an “intersection”. The
ITS用基地局装置10は、端末装置間の通信を制御する。ITS用基地局装置10は、図示しないGPS衛星から受信した信号や、図示しない他のITS用基地局装置10にて形成されたフレームをもとに、複数のサブフレームが含まれたフレームを繰り返し生成する。ここで、各サブフレームの先頭部分に路車送信期間が設定可能であるような規定がなされている。ITS用基地局装置10は、複数のサブフレームのうち、他のITS用基地局装置10によって路車送信期間が設定されていないサブフレームを選択する。ITS用基地局装置10は、選択したサブフレームの先頭部分に路車送信期間を設定する。ITS用基地局装置10は、設定した路車送信期間においてパケット信号を報知する。
The ITS
車両12は、エンジンにて駆動され、端末装置を搭載する。端末装置は、第1モードを選択している場合、受信したパケット信号に含まれた制御情報をもとに、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、ITS用基地局装置10において生成されるフレームに同期する。また、端末装置は、車車送信期間において、CSMA/CAを実行することによって、パケット信号を報知する。端末装置は、例えば、存在位置に関する情報をパケット信号に格納する。また、端末装置は、制御情報もパケット信号に格納する。つまり、ITS用基地局装置10から送信された制御情報は、端末装置によって転送される。
The vehicle 12 is driven by an engine and is equipped with a terminal device. When the first mode is selected, the terminal device generates a frame based on the control information included in the received packet signal. As a result, the frame generated in each of the plurality of terminal apparatuses is synchronized with the frame generated in the ITS
一方、ITS用基地局装置10からのパケット信号を受信できない端末装置、つまりエリア外214に存在する端末装置は、フレームの構成に関係なく、CSMA/CAを実行することによって、パケット信号を報知する。さらに、端末装置は、他の端末装置からのパケット信号を受信することによって、他の端末装置が搭載された車両の接近を運転者へ通知する。
On the other hand, a terminal device that cannot receive a packet signal from the ITS
図2は、ITS用基地局装置10の構成を示す。ITS用基地局装置10は、アンテナ20、RF部22、変復調部24、処理部26、ネットワーク通信部28、制御部30を含む。処理部26は、フレーム規定部32、選択部34、生成部36を含む。
FIG. 2 shows a configuration of the ITS
RF部22は、受信処理として、図示しない端末装置や他のITS用基地局装置10からのパケット信号をアンテナ20にて受信する。RF部22は、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22は、ベースバンドのパケット信号を変復調部24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。RF部22には、LNA(Low Noise Amplifier)、ミキサ、AGC、A/D変換部も含まれる。
The
RF部22は、送信処理として、変復調部24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22は、路車送信期間において、無線周波数のパケット信号をアンテナ20から送信する。また、RF部22には、PA(Power Amplifier)、ミキサ、D/A変換部も含まれる。
As a transmission process, the
変復調部24は、受信処理として、RF部22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24は、復調した結果を処理部26に出力する。また、変復調部24は、送信処理として、処理部26からのデータに対して、変調を実行する。さらに、変復調部24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22に出力する。ここで、通信システム100は、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)変調方式に対応するので、変復調部24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。
The
フレーム規定部32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。フレーム規定部32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、フレーム規定部32は、時刻の情報にて示された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。
The
なお、フレーム規定部32は、復調結果から制御情報を検出し、検出した制御情報をもとにフレームを生成してもよい。このような処理は、他のITS用基地局装置10によって形成されたフレームのタイミングに同期したフレームを生成することに相当する。図3(a)−(d)は、通信システム100において規定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。フレームは、第1サブフレームから第Nサブフレームと示されるN個のサブフレームによって形成されている。例えば、フレームの長さが100msecであり、Nが8である場合、12.5msecの長さのサブフレームが規定される。図3(b)−(d)の説明は、後述し、図2に戻る。
The
選択部34は、フレームに含まれた複数のサブフレームのうち、路車送信期間を設定すべきサブフレームを選択する。具体的に説明すると、選択部34は、フレーム規定部32にて規定されたフレームを受けつける。選択部34は、RF部22、変復調部24を介して、図示しない他のITS用基地局装置10あるいは端末装置からの復調結果を入力する。選択部34は、入力した復調結果のうち、他のITS用基地局装置10からの復調結果を抽出する。選択部34は、復調結果を受けつけたサブフレームを特定することによって、復調結果を受けつけていないサブフレームを特定する。これは、他のITS用基地局装置10によって路車送信期間が設定されていないサブフレーム、つまり未使用のサブフレームを特定することに相当する。未使用のサブフレームが複数存在する場合、選択部34は、ランダムにひとつのサブフレームを選択する。未使用のサブフレームが存在しない場合、つまり複数のサブフレームのそれぞれが使用されている場合に、選択部34は、復調結果に対応した受信電力を取得し、受信電力の小さいサブフレームを優先的に選択する。
The
図3(b)は、第1ITS用基地局装置10aによって生成されるフレームの構成を示す。第1ITS用基地局装置10aは、第1サブフレームの先頭部分に路車送信期間を設定する。また、第1ITS用基地局装置10aは、第1サブフレームにおいて路車送信期間につづいて車車送信期間を設定する。車車送信期間とは、端末装置がパケット信号を報知可能な期間である。つまり、第1サブフレームの先頭期間である路車送信期間において第1ITS用基地局装置10aはパケット信号を報知可能であり、かつフレームのうち、路車送信期間以外の車車送信期間において端末装置がパケット信号を報知可能であるような規定がなされる。さらに、第1ITS用基地局装置10aは、第2サブフレームから第Nサブフレームに車車送信期間のみを設定する。 FIG. 3B shows a configuration of a frame generated by the first ITS base station apparatus 10a. The first ITS base station device 10a sets a road and vehicle transmission period at the beginning of the first subframe. In addition, the first ITS base station device 10a sets the vehicle transmission period following the road and vehicle transmission period in the first subframe. The vehicle transmission period is a period during which the terminal device can notify the packet signal. That is, the first ITS base station apparatus 10a can notify the packet signal in the road and vehicle transmission period which is the head period of the first subframe, and the terminal apparatus in the vehicle and vehicle transmission period other than the road and vehicle transmission period in the frame. Is defined such that the packet signal can be broadcast. Furthermore, the first ITS base station apparatus 10a sets only the vehicle transmission period from the second subframe to the Nth subframe.
図3(c)は、第2ITS用基地局装置10bによって生成されるフレームの構成を示す。第2ITS用基地局装置10bは、第2サブフレームの先頭部分に路車送信期間を設定する。また、第2ITS用基地局装置10bは、第2サブフレームにおける路車送信期間の後段、第1サブフレーム、第3サブフレームから第Nサブフレームに車車送信期間を設定する。図3(d)は、第3ITS用基地局装置10cによって生成されるフレームの構成を示す。第3ITS用基地局装置10cは、第3サブフレームの先頭部分に路車送信期間を設定する。また、第3ITS用基地局装置10cは、第3サブフレームにおける路車送信期間の後段、第1サブフレーム、第2サブフレーム、第4サブフレームから第Nサブフレームに車車送信期間を設定する。このように、複数のITS用基地局装置10は、互いに異なったサブフレームを選択し、選択したサブフレームの先頭部分に路車送信期間を設定する。図2に戻る。選択部34は、選択したサブフレームの番号を生成部36へ出力する。
FIG. 3C shows a configuration of a frame generated by the second ITS base station device 10b. The second ITS base station apparatus 10b sets a road and vehicle transmission period at the beginning of the second subframe. Also, the second ITS base station apparatus 10b sets the vehicle transmission period from the first subframe and the third subframe to the Nth subframe after the road and vehicle transmission period in the second subframe. FIG. 3D shows a configuration of a frame generated by the third ITS base station device 10c. The third ITS base station apparatus 10c sets a road and vehicle transmission period at the beginning of the third subframe. Also, the third ITS base station apparatus 10c sets the vehicle transmission period from the first subframe, the second subframe, and the fourth subframe to the Nth subframe after the road and vehicle transmission period in the third subframe. . In this way, the plurality of ITS
生成部36は、選択部34から受けつけたサブフレーム番号のサブフレームに路車送信期間を設定し、路車送信期間において報知すべきRSUパケット信号を生成する。なお、以下の説明において、RSUパケット信号とパケット信号とは区別せずに使用される。図4(a)−(b)は、サブフレームの構成を示す。図4(a)は、路車送信期間が設定されたサブフレームを示す。図示のごとく、ひとつのサブフレームは、路車送信期間、車車送信期間の順に構成される。図4(b)は、路車送信期間におけるパケット信号の配置を示す。図示のごとく、路車送信期間において、複数のRSUパケット信号が並べられている。ここで、前後のパケット信号は、SIFS(Short Interframe Space)だけ離れている。
The
ここでは、RSUパケット信号の構成を説明する。図5(a)−(b)は、通信システム100において規定されるパケット信号に格納されるMACフレームのフォーマットを示す。図5(a)は、MACフレームのフォーマットを示す。MACフレームは、先頭から順に、「MACヘッダ」、「LLCヘッダ」、「メッセージヘッダ」、「データペイロード」、「FCS」を配置する。データペイロードに含まれる情報については、後述する。図5(b)は、生成部36によって生成されるメッセージヘッダの構成を示す図である。メッセージヘッダには、基本部分が含まれている。
Here, the configuration of the RSU packet signal will be described. FIGS. 5A and 5B show the formats of MAC frames stored in packet signals defined in the
基本部分は、「プロトコルバージョン」、「送信ノード種別」、「再利用回数」、「TSFタイマ」、「RSU送信期間長」を含む。プロトコルバージョンは、対応しているプロトコルのバージョンを示す。送信ノード種別は、MACフレームが含まれたパケット信号の送信元を示す。例えば、「0」は端末装置を示し、「1」はITS用基地局装置10を示す。選択部34が、入力した復調結果のうち、他のITS用基地局装置10からの復調結果を抽出する場合に、選択部34は、送信ノード種別の値を利用する。再利用回数は、メッセージヘッダが端末装置によって転送される場合の有効性の指標を示し、TSFタイマは、送信時刻を示す。RSU送信期間長は、路車送信期間の長さを示しており、路車送信期間に関する情報といえる。図2に戻る。
The basic part includes “protocol version”, “transmission node type”, “number of reuses”, “TSF timer”, and “RSU transmission period length”. The protocol version indicates the version of the corresponding protocol. The transmission node type indicates the transmission source of the packet signal including the MAC frame. For example, “0” indicates a terminal device, and “1” indicates the ITS
ネットワーク通信部28は、図示しないネットワーク202に接続される。ネットワーク通信部28は、ネットワーク202から、渋滞情報を受けつける。生成部36は、ネットワーク通信部28から、渋滞情報を取得し、データペイロードに格納することによって、前述のRSUパケット信号を生成する。制御部30は、ITS用基地局装置10全体の処理を制御する。
The
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。 This configuration can be realized in terms of hardware by a CPU, memory, or other LSI of any computer, and in terms of software, it can be realized by a program loaded in the memory, but here it is realized by their cooperation. Draw functional blocks. Accordingly, those skilled in the art will understand that these functional blocks can be realized in various forms by hardware only, software only, or a combination thereof.
図6は、通信システム100の別の構成を示す。通信システム100は、ITS用基地局装置10、端末装置14、ユニキャスト用基地局装置18を含む。通信システム100におけるITS用基地局装置10と端末装置14との組合せは、図1と同様であり、ブロードキャスト通信によるITSに相当する。ユニキャスト用基地局装置18は、端末装置14とユニキャスト通信を実行するための基地局装置であり、図示しないネットワークに接続されている。ユニキャスト用基地局装置18は、ITS用基地局装置10と比較して、フレーム構成を規定しない点で異なる。また、ユニキャスト用基地局装置18の送信電力は、ITS用基地局装置10の送信電力よりも低くなるように規定される。例えば、前者は後者の半分以下に規定されたり、前者の送信電力が10mW以下で後者の送信電力が100mW以下であるように規定されたりする。
FIG. 6 shows another configuration of the
一方、その他の点、例えば、周波数帯、変調方式、CSMA方式等ににおいて、ユニキャスト用基地局装置18は、ITS用基地局装置10と同一である。例えば、ユニキャスト用基地局装置18は、IEEE802.11a、g規格やIEEE802.11p規格と同様の処理を実行する。そのため、ここでは、ユニキャスト用基地局装置18の構成について説明を省略するが、ユニキャスト用基地局装置18は、自らの存在を周囲に知らしめるために、ビーコン信号を周期的に報知する。
On the other hand, the unicast
ユニキャスト用基地局装置18は、ドライブスルーや駐車場等の限定された場所に配置される。また、ユニキャスト用基地局装置18によって形成されるエリアは、ITS用基地局装置10によって形成されるエリア212よりも狭くなる。そのため、端末装置14は、通常、第1モードを選択し、ITS用基地局装置10によって規定されたフレームにしたがって、ブロードキャスト通信を実行する。一方、端末装置14は、ユニキャスト用基地局装置18によって形成されたエリアに進入すると、第1モードを第2モードに切りかえる。端末装置14は、ユニキャスト用基地局装置18との間でユニキャスト通信を実行する。さらに、端末装置14は、ユニキャスト用基地局装置18によって形成されたエリアから退出すると、第2モードを第1モードに戻す。
The unicast
図7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40、RF部42、変復調部44、処理部46、制御部48を含む。処理部46は、切替制御部70、第1通信部72、第2通信部74を含む。第1通信部72は、タイミング特定部50、転送決定部56、取得部58、通知部60、生成部62を含み、タイミング特定部50は、抽出部52、キャリアセンス部54を含む。第2通信部74は、キャリアセンス部64、生成部66、受信処理部68を含む。アンテナ40、RF部42、変復調部44は、図2のアンテナ20、RF部22、変復調部24と同様の処理を実行する。そのため、ここでは、差異を中心に説明する。
FIG. 7 shows a configuration of the
一方、変復調部44、処理部46は、第1モードの際、図示しない他の端末装置14やITS用基地局装置10からのパケット信号を受信する。なお、前述のごとく、変復調部44、処理部46は、路車送信期間において、ITS用基地局装置10からのパケット信号を受信する。前述のごとく、変復調部44、処理部46は、車車送信期間において、他の端末装置14からのパケット信号を受信する。また、変復調部44、処理部46は、第1モードの際であっても、図示しないユニキャスト用基地局装置18からのパケット信号を受信することもある。変復調部44、処理部46は、第2モードの際、図示しないユニキャスト用基地局装置18からのパケット信号を受信する。
On the other hand, the
切替制御部70は、端末装置14の動作モードとして、第1モードと第2モードとの間の切替を指示する。ここでは、第1モードの動作が第1通信部72の動作に相当し、第2モードの動作が第2通信部74の動作に相当する。具体的に説明すると、切替制御部70は、変復調部44、RF部42が、ユニキャスト用基地局装置18からのビーコン信号を所定の期間にわたって受信していなければ、第1通信部72の動作を選択する。また、切替制御部70は、変復調部44、RF部42が、ユニキャスト用基地局装置18からのビーコン信号を非受信の状態から受信の状態に遷移した場合に、第1通信部72の選択を第2通信部74の選択に切りかえる。さらに、切替制御部70は、変復調部44、RF部42が、ユニキャスト用基地局装置18からのビーコン信号を受信の状態から非受信の状態に遷移した場合に、第2通信部74の選択を第1通信部72の選択に切りかえる。なお、非受信の状態は、所定期間にわたって受信していないことを示す。第1通信部72および第2通信部74のうち、切替制御部70によって選択された方のみが動作する。
The switching
第1通信部72は、切替制御部70によって選択されたときに、フレーム中の車車送信期間においてキャリアセンスを実行することによってパケット信号を報知する。抽出部52は、変復調部44からの復調結果が、図示しないITS用基地局装置10からのパケット信号である場合に、路車送信期間が配置されたサブフレームのタイミングを特定する。その際、抽出部52は、図1のエリア212内に存在すると推定する。抽出部52は、サブフレームのタイミングと、パケット信号のメッセージヘッダの内容、具体的には、RSU送信期間長の内容をもとに、フレームを生成する。なお、フレームの生成は、前述のフレーム規定部32と同様になされればよいので、ここでは説明を省略する。その結果、抽出部52は、ITS用基地局装置10において形成されたフレームに同期したフレームを生成する。
When the
一方、抽出部52は、RSUパケット信号を受信していない場合、図1のエリア外214に存在すると推定する。抽出部52は、エリア212に存在していることを推定した場合、車車送信期間を選択する。抽出部52は、エリア外214に存在していることを推定すると、フレームの構成と無関係のタイミングを選択する。抽出部52は、車車送信期間を選択した場合、フレームおよびサブフレームのタイミング、車車送信期間に関する情報をキャリアセンス部54へ出力する。抽出部52は、フレームの構成と無関係のタイミングを選択すると、キャリアセンスの実行をキャリアセンス部54に指示する。
On the other hand, when the
キャリアセンス部54は、抽出部52から、フレームおよびサブフレームのタイミング、車車送信期間に関する情報を受けつける。キャリアセンス部54は、車車送信期間において、キャリアセンスを実行することによって、干渉電力を測定する。また、キャリアセンス部54は、干渉電力をもとに、車車送信期間における送信タイミングを決定する。具体的に説明すると、キャリアセンス部54は、所定のしきい値を予め記憶しており、干渉電力としきい値とを比較する。干渉電力がしきい値よりも小さければ、キャリアセンス部54は、送信タイミングを決定する。キャリアセンス部54は、抽出部52から、キャリアセンスの実行を指示された場合、フレームの構成を考慮せずに、CSMAを実行することによって、送信タイミングを決定する。キャリアセンス部54は、決定した送信タイミングを生成部62へ通知する。
The
取得部58は、図示しないGPS受信機、ジャイロセンサ、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、端末装置14の存在位置、進行方向、移動速度等(以下、「位置情報」と総称する)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58は、位置情報を生成部62へ出力する。
The
転送決定部56は、メッセージヘッダの転送を制御する。転送決定部56は、パケット信号からメッセージヘッダを抽出する。パケット信号がITS用基地局装置10から直接送信されている場合には、再利用回数が「0」に設定されているが、パケット信号が他の端末装置14から送信されている場合には、再利用回数が「1以上」の値に設定されている。転送決定部56は、抽出したメッセージヘッダから、転送すべきメッセージヘッダを選択する。ここでは、例えば、再利用回数が最も小さいメッセージヘッダが選択される。また、転送決定部56は、複数のメッセージヘッダに含まれた内容を合成することによって新たなメッセージヘッダを生成してもよい。転送決定部56は、選択対象のメッセージヘッダを生成部62へ出力する。その際、転送決定部56は、再利用回数を「1」増加させる。
The
生成部62は、取得部58から位置情報を受けつけ、転送決定部56からメッセージヘッダを受けつける。生成部62は、図5(a)−(b)に示されたMACフレームを使用し、位置情報をデータペイロードに格納する。生成部62は、MACフレームが含まれたパケット信号を生成するとともに、キャリアセンス部54において決定した送信タイミングにて、変復調部44、RF部42、アンテナ40を介して、生成したパケット信号をブロードキャスト送信する。これは、車車間通信に相当する。なお、送信タイミングは、車車送信期間に含まれている。
The
通知部60は、抽出部52を介して、図示しないITS用基地局装置10からのパケット信号を取得するとともに、図示しない他の端末装置14からのパケット信号を取得する。通知部60は、取得したパケット信号に対する処理として、パケット信号に格納された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モニタやスピーカを介して通知する。さらに、通知部60は、渋滞情報等も運転者へモニタやスピーカを介して通知する。
The
第2通信部74は、切替制御部70によって選択されたときに、フレームとは無関係にキャリアセンスを実行することによってユニキャスト用基地局装置18にパケット信号を送信する。その際、RF部42に設定される送信電力は、第1通信部72が動作している場合にRF部42に設定される送信電力よりも小さい。キャリアセンス部64は、キャリアセンス部54において抽出部52からキャリアセンスの実行を指示された場合と同様に、フレームの構成を考慮せずに、CSMAを実行することによって、送信タイミングを決定する。生成部66は、キャリアセンス部64が決定した送信タイミングにおいて送信すべきパケット信号を生成する。パケット信号には、ユニキャスト用基地局装置18を介して通信すべき所定の通信装置を宛先としたデータが含まれる。受信処理部68は、ユニキャスト用基地局装置18を介して、所定の通信装置から受信したパケット信号を受けつける。当該パケット信号の宛先は、本端末装置14である。また、受信処理部68は、パケット信号からデータを抽出し、データに応じた処理を実行する。
When the
以上の構成による通信システム100の動作を説明する。図8は、端末装置14における通信モードの選択手順を示すフローチャートである。ユニキャスト用基地局装置18からのビーコン信号を受信していれば(S10のY)、切替制御部70は、第2モードの実行を選択する(S12)。一方、ユニキャスト用基地局装置18からのビーコン信号を受信していなければ(S10のN)、切替制御部70は、第1モードの実行を選択する(S14)。
The operation of the
本発明の実施例によれば、ユニキャスト用基地局装置からのビーコン信号を受信している場合に第2モードを選択し、他の場合に第1モードを選択するので、ユニキャスト通信を優先的に選択できる。また、ユニキャスト通信を優先的に選択しながらも、かつ第2モードでの送信電力を第1モードでの送信電力よりも小さくするので、ブロードキャスト通信への干渉量を低減できる。また、ユニキャスト通信においてフレームの規定がないので、送信可能なデータ量を増加できる。また、ユニキャスト通信とブロードキャスト通信とにおいて共通部分が多いので、回路規模を低減できる。また、ユニキャスト用基地局装置からのビーコン信号を受信しているか否かに応じて、第1モードと第2モードとを自動的に切りかえるので、運転者の操作性を向上できる。 According to the embodiment of the present invention, the second mode is selected when the beacon signal is received from the unicast base station apparatus, and the first mode is selected in other cases. Therefore, priority is given to unicast communication. Can be selected. In addition, while the unicast communication is preferentially selected and the transmission power in the second mode is made smaller than the transmission power in the first mode, the amount of interference with broadcast communication can be reduced. In addition, since there is no frame definition in unicast communication, the amount of data that can be transmitted can be increased. In addition, since there are many common parts in unicast communication and broadcast communication, the circuit scale can be reduced. Further, since the first mode and the second mode are automatically switched depending on whether or not a beacon signal is received from the unicast base station apparatus, the operability for the driver can be improved.
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。 In the above, this invention was demonstrated based on the Example. This embodiment is an exemplification, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications can be made to the combination of each component and each processing process, and such modifications are also within the scope of the present invention. .
本発明の実施例において、切替制御部70は、変復調部44、RF部42が、ユニキャスト用基地局装置18からのビーコン信号を受信の状態から非受信の状態に遷移した場合に、第2通信部74の選択を第1通信部72の選択に切りかえている。しかしながらこれに限らず例えば、切替制御部70は、別の基準をもとに、第2通信部74の選択を第1通信部72の選択に切りかえてもよい。具体的には、切替制御部70は、車両12の速度センサに接続されており、速度センサからのデータが車両12の停止から動作に遷移した場合に、第2通信部74の選択を第1通信部72の選択に切りかえる。本変形例によれば、ユニキャスト通信を車両12の停止中に制限できる。また、運転者の操作をもとに、切替制御部70は、第2通信部74の選択を第1通信部72の選択に切りかえてもよい。本変形例によれば、運転者の意図に応じた切替を実現できる。
In the embodiment of the present invention, the switching
10 ITS用基地局装置、 12 車両、 14 端末装置、 16 歩行者、 18 ユニキャスト用基地局装置、 20 アンテナ、 22 RF部、 24 変復調部、 26 処理部、 28 ネットワーク通信部、 30 制御部、 32 フレーム規定部、 34 選択部、 36 生成部、 40 アンテナ、 42 RF部、 44 変復調部、 46 処理部、 48 制御部、 50 タイミング特定部、 52 抽出部、 54 キャリアセンス部、 56 転送決定部、 58 取得部、 60 通知部、 62 生成部、 64 キャリアセンス部、 66 生成部、 68 受信処理部、 70 切替制御部、 72 第1通信部、 74 第2通信部、 100 通信システム。
10 ITS base station device, 12 vehicle, 14 terminal device, 16 pedestrian, 18 unicast base station device, 20 antenna, 22 RF unit, 24 modulation / demodulation unit, 26 processing unit, 28 network communication unit, 30 control unit, 32 frame definition unit, 34 selection unit, 36 generation unit, 40 antenna, 42 RF unit, 44 modulation / demodulation unit, 46 processing unit, 48 control unit, 50 timing identification unit, 52 extraction unit, 54 carrier sense unit, 56
Claims (2)
前記通信部の動作モードとして、第1モードと第2モードとの間の切替を指示する制御部とを備え、
前記通信部における第2電力は第1電力よりも小さく、
前記制御部は、前記通信部が前記ユニキャスト通信の第2モードに対応したパケット信号を非受信の状態から受信の状態に遷移した場合、前記ブロードキャスト通信のエリア内であっても、前記ブロードキャスト通信の第1モードを前記ユニキャスト通信の第2モードに切りかえ、前記通信部が前記ユニキャスト通信の第2モードに対応したパケット信号を受信の状態から非受信の状態に遷移した場合、前記ユニキャスト通信の第2モードを前記ブロードキャスト通信の第1モードに切りかえる、ことを特徴とする無線装置。 The first mode of broadcast communication that broadcasts the packet signal with the first power by executing carrier sense in a partial period in the frame, and the packet signal to other wireless devices by executing carrier sense regardless of the frame A communication unit that performs any one of the second modes of unicast communication that transmits at a second power;
As an operation mode of the communication unit, a control unit that instructs switching between the first mode and the second mode,
The second power in the communication unit is smaller than the first power,
Wherein, prior Symbol communication unit the unicast communication in the second mode to the corresponding packet signal non-receiving state if the transition to the state of reception from, even within the broadcast coverage area, the When the first mode of broadcast communication is switched to the second mode of unicast communication, and the communication unit transitions from a receiving state to a non-receiving state of a packet signal corresponding to the second mode of unicast communication, A wireless device , wherein the second mode of unicast communication is switched to the first mode of broadcast communication .
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