JP5842114B2 - Terminal device and communication method - Google Patents
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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端末装置、通信方法に関する。 The present invention relates to a notification technique, and more particularly to a terminal device and a communication method for reporting 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、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。 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, due to the distance between terminal devices and the influence of obstacles that attenuate radio waves, a situation occurs in which radio signals do not reach each other, that is, a situation where carrier sense does not function. When carrier sense does not function, packet signals transmitted from a plurality of terminal devices collide. In order to increase the communication speed, an OFDM modulation scheme is used in the wireless LAN.
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。 On the other hand, when a wireless LAN is applied to vehicle-to-vehicle communication, it is necessary to transmit information to an unspecified number of terminal devices, so it is desirable that the signal be transmitted by broadcast. However, at intersections and the like, an increase in the collision of packet signals is assumed due to an increase in the number of vehicles, that is, an increase in the number of terminal devices. As a result, data included in the packet signal is not transmitted to other terminal devices. If such a situation occurs in vehicle-to-vehicle communication, the purpose of preventing a collision accident at the intersection encounter will not be achieved.
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、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低減させ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 of the present invention is to provide a technique for reducing the collision probability of packet signals even when the amount of communication increases.
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、複数のスロットにて形成された第1期間と、所定の長さを有した第2期間とを含んだフレームが繰り返されるように規定され、第1期間と第2期間とのうちの第1期間における複数のスロットの中から、複数の他の無線装置間の通信に使用可能なスロットを検出する検出部と、検出部において検出したスロットに関する情報を報知する報知部と、を備える。 In order to solve the above problem, a wireless device according to an aspect of the present invention repeats a frame including a first period formed by a plurality of slots and a second period having a predetermined length. A detection unit that detects a slot that can be used for communication between a plurality of other wireless devices from a plurality of slots in the first period of the first period and the second period; and A notifying unit for notifying information on the detected slot.
本発明の別の態様は、報知方法である。この方法は、複数のスロットにて形成された第1期間と、所定の長さを有した第2期間とを含んだフレームが繰り返されるように規定され、第1期間と第2期間とのうちの第1期間における複数のスロットの中から、複数の他の無線装置間の通信に使用可能なスロットを検出するステップと、検出したスロットに関する情報を報知するステップと、を備える。 Another aspect of the present invention is a notification method. This method is defined such that a frame including a first period formed by a plurality of slots and a second period having a predetermined length is repeated, and the first period and the second period are included. And a step of detecting a slot usable for communication between a plurality of other wireless devices from a plurality of slots in the first period, and a step of notifying information on the detected slot.
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、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低減できる。 According to the present invention, it is possible to reduce the collision probability of packet signals even when the amount of communication increases.
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。 Before describing the present invention in detail, an outline will be described. An embodiment of the present invention relates to a communication system that performs data communication between terminal devices mounted on a vehicle. The terminal device broadcasts a packet signal that stores 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. Here, the terminal apparatus employs the OFDM modulation scheme for the purpose of increasing the communication speed. Under such circumstances, when the number of terminal devices increases at an intersection or the like, the generation probability of a packet signal increases. In order to cope with this, the communication system according to the present embodiment executes the following processing.
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、第1期間と第2期間とによって形成されたフレームを繰り返し規定する。ここで、第1期間には、複数のスロットが含まれる。アクセス制御装置は、第1期間において各スロットでの受信電力を測定することによって、複数の端末装置間の通信に使用されてないスロット(以下、「空きスロット」という)を特定する。また、アクセス制御装置は、フレームの構成情報や特定したスロットに関する情報を制御情報に含め、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)をひとつのスロットにてブロードキャスト送信する。ここで、ひとつのスロットは、予め定められているものとする。端末装置は、制御情報をもとに、空きスロットのいずれかを選択し、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。なお、端末装置は、複数のフレームにわたってデータを送信する場合、各フレームでの相対的なタイミングが同一のスロットを使用する。 The communication system according to the present embodiment includes an access control device in addition to a plurality of terminal devices, and the access control device is installed at an intersection, for example. The access control apparatus repeatedly defines a frame formed by the first period and the second period. Here, the first period includes a plurality of slots. The access control device specifies a slot (hereinafter referred to as “empty slot”) that is not used for communication between the plurality of terminal devices by measuring the reception power in each slot in the first period. In addition, the access control device includes frame configuration information and information regarding the specified slot in the control information, and a packet signal storing the control information (hereinafter, also referred to as “control information”) in one slot. Broadcast transmission. Here, it is assumed that one slot is predetermined. The terminal device selects one of the empty slots based on the control information, and broadcasts a packet signal storing data (hereinafter also referred to as “data”) in the selected slot. When transmitting data over a plurality of frames, the terminal device uses slots having the same relative timing in each frame.
アクセス制御装置は、各スロットにおいて、複数の端末装置から送信されたパケット信号が衝突しているかも測定することによって、衝突が発生しているスロット(以下、「衝突スロット」という)を特定する。また、アクセス制御装置は、特定したスロットに関する情報も制御情報に含める。端末装置は、制御情報をもとに、既に使用したスロットにおいて衝突が発生しているかを確認する。衝突が発生している場合、端末装置は、制御情報をもとに、別の空きスロットのいずれかを選択する。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、端末装置間のデータ通信の状況を監視し、空きスロットや衝突スロットの情報を報知している。 In each slot, the access control apparatus also determines whether a packet signal transmitted from a plurality of terminal apparatuses collides, thereby identifying a slot in which a collision occurs (hereinafter referred to as “collision slot”). The access control apparatus also includes information regarding the identified slot in the control information. Based on the control information, the terminal device confirms whether or not a collision has occurred in the already used slot. When a collision has occurred, the terminal device selects another free slot based on the control information. Here, the access control apparatus does not directly participate in data communication between terminal apparatuses, and does not directly specify a slot to be used for data communication. To the last, the access control device monitors the status of data communication between terminal devices and reports information on empty slots and collision slots.
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。 Since the control information is also transmitted in one slot, there is a possibility that the data transmitted from the terminal device that cannot receive the control information collides with the control information. As a result, if other terminal devices cannot receive control information, it becomes difficult to execute the above processing. In order to cope with this, in an OFDM signal used to transmit data, data is not stored in some subcarriers and is set as a null carrier (hereinafter, such a subcarrier is referred to as an “identification carrier”. "). On the other hand, in the OFDM signal used for transmitting control information, a signal is also arranged on the identification carrier. Therefore, even if data and control information collide, the terminal device can detect the presence of control information by observing the signal component of the identification carrier.
さらに、第1期間に含まれるスロット数と比較して端末装置数が多くなると、空きスロット数が少なくなって、衝突が発生しやすくなるおそれがある。一方、交通事故の防止という観点から考えると、交差点に近い端末装置から送信されるデータの方が、交差点に遠い端末装置から送信されるデータよりも重要であるといえる。以上の点を考慮して、アクセス制御装置は、交差点に近い端末装置に対して、第1期間でのスロットを使用させ、交差点から遠い端末装置に対して、第2期間にてCSMA/CAを実行させる。その結果、第1期間での衝突確率は、第2期間での衝突確率よりも低くなり、重要なデータに対する衝突確率の増加が抑制される。また、交差点に近い端末装置の数に応じて、アクセス制御装置は、第1期間の長さ、つまり第1期間に含まれるスロットの数を調節する。 Furthermore, when the number of terminal devices increases compared to the number of slots included in the first period, the number of empty slots decreases, and there is a possibility that collisions are likely to occur. On the other hand, from the viewpoint of preventing traffic accidents, it can be said that the data transmitted from the terminal device close to the intersection is more important than the data transmitted from the terminal device far from the intersection. Considering the above points, the access control apparatus causes the terminal apparatus close to the intersection to use the slot in the first period, and the terminal apparatus far from the intersection to perform CSMA / CA in the second period. Let it run. As a result, the collision probability in the first period is lower than the collision probability in the second period, and an increase in the collision probability for important data is suppressed. Further, the access control apparatus adjusts the length of the first period, that is, the number of slots included in the first period, according to the number of terminal apparatuses close to the intersection.
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によって第1エリア200、第2エリア202が形成されている。なお、第2エリア202は、交差点を中心として、第1エリア200の外側に形成されている。
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
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。
The terminal device mounted on each
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、フレームが繰り返されるように生成する。ここで、フレームは、第1期間と第2期間によって形成されており、第1期間には、複数のスロットが含まれる。また、アクセス制御装置10は、複数のスロットの中から、空きスロットと衝突スロットとを特定する。なお、空きスロットと衝突スロットとの特定方法は、後述する。アクセス制御装置10は、特定した空きスロットと衝突スロットに関する情報を制御情報に含める。さらに、アクセス制御装置10は、予め定められたスロットにて制御情報を報知する。例えば、各第1期間の先頭スロットにおいて、アクセス制御装置10は、制御情報を報知する。
Therefore, the
アクセス制御装置10によって形成された第1エリア200に存在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、空きスロットのいずれかを選択する。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。ここで、端末装置は、複数のフレームにわたって、選択したスロットに対応したスロットにてデータを報知する。例えば、第1期間の先頭から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も、第1期間の先頭から10番目のスロットを使用する。なお、制御情報において、使用していたスロットが衝突スロットであると示されていれば、端末装置は、別の空きスロットをさらに選択する。端末装置は、第1エリア200に存在する期間にわたって、上記の処理を繰り返し実行する。
A plurality of terminal devices existing in the
一方、アクセス制御装置10によって形成された第2エリア202に存在する複数の端末装置は、第2期間において、CSMA/CAによる通信を実行する。ここで、第1期間にて通信を実行すべき端末装置と、第2期間において通信を実行すべき端末装置についての使用は、アクセス制御装置10から送信される。また、第1エリア200に含まれる端末装置の数に応じて、アクセス制御装置10は、フレーム中の第1期間の長さを調節する。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できている期間にわたって、上記の処理を繰り返し実行する。つまり、端末装置は、制御情報を監視しており、制御情報を受信できたときに、第2エリア202に進入したことを検出する。また、当該端末装置は、アクセス制御装置10からの指標をもとに、第1エリア200に進入したことを検出する。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。
On the other hand, a plurality of terminal devices existing in the
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第2エリア202への進入検出は、識別キャリアに対してなされてもよい。
Here, both the control information broadcast from the
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20、RF部22、変復調部24、処理部26、GPS測位部28、制御部30を含む。また、処理部26は、検出部32、フレーム規定部34、生成部36を含み、検出部32は、電力測定部38、品質測定部40、空きスロット特定部42、衝突スロット特定部44、しきい値決定部46、第1期間決定部48を含む。
FIG. 2 shows the configuration of the
GPS測位部28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28は、時刻の情報をフレーム規定部34へ出力する。フレーム規定部34は、GPS測位部28から時刻の情報を取得する。フレーム規定部34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34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。
The
また、フレーム規定部34は、第1期間と第2期間とに各フレームを分割する。ここで、第1期間と第2期間との長さについては後述する。フレーム規定部34は、第1期間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、第1期間が「50msec」であり、スロットが「500μsec」である場合、100個のスロットが生成される。そのような場合、第2期間は、「50msec」のように、所定の長さを有した期間として規定される。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や、第2期間にて送信される信号が、前述のパケット信号に相当する。
In addition, the
図3(a)−(d)は、フレーム規定部34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。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、第1期間と第2期間によって構成されており、さらに第1期間は、M個のスロットによって構成されている。例えば、各スロットの期間は「500μsec」である。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。
FIGS. 3A to 3D show the format of the frame defined by the
RF部22は、受信処理として、第1期間の各スロットあるいは第2期間において、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20から受信する。RF部22は、アンテナ20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。
As reception processing, the
また、RF部22には、LNA(Low Noise Amplifier)、ミキサ、AGC、A/D変換部も含まれる。RF部22は、送信処理として、第1期間の各スロットあるいは第2期間において、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、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。
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
電力測定部38は、RF部22あるいは変復調部24から、受信信号を受けつけ、受信電力を測定する。ここで、受信電力はスロット単位に測定される。そのため、電力測定部38では、複数のスロットのそれぞれに対する受信電力が測定される。電力測定部38は、スロット単位の受信電力を空きスロット特定部42、衝突スロット特定部44、第1期間決定部48へ出力する。品質測定部40は、変復調部24からの復調結果を受けつけ、複数のスロットのそれぞれに対する信号品質を測定する。ここでは、信号品質として誤り率が測定される。なお、誤り率の測定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。また、信号品質として、誤り率の代わりに、EVM(Error Vector Magnitude)等が測定されてもよい。品質測定部40は、誤り率を衝突スロット特定部44へ出力する。
The
空きスロット特定部42は、電力測定部38から、スロット単位の受信電力を受けつける。空きスロット特定部42は、各受信電力としきい値(以下、「空きスロット用しきい値」という)を比較し、受信電力が空きスロット用しきい値よりも小さくなっているスロットを特定する。つまり、空きスロット特定部42は、第1期間と第2期間とのうちの第1期間における複数のスロットの中から、複数の端末装置間の通信に使用可能なスロットを空きスロットとして検出する。ここで、空きスロットが複数存在する場合、空きスロット特定部42は、それらを特定する。空きスロット特定部42は、特定した空きスロットに関する情報を生成部36へ出力する。
The empty
衝突スロット特定部44は、電力測定部38から、スロット単位の受信電力を受けつけ、品質測定部40から、スロット単位の誤り率を受けつける。また、衝突スロット特定部44は、スロット単位に、受信電力と誤り率とを関連づける。衝突スロット特定部44は、スロット単位に、受信電力と第1しきい値とを比較するとともに、誤り率と第2しきい値とを比較する。衝突スロット特定部44は、受信電力が第1しきい値よりも大きく、かつ誤り率が第2しきい値より悪化しているスロットを衝突スロットとして特定する。つまり、衝突スロット特定部44は、受信電力が大きいものの通信品質が悪化しているスロットを衝突スロットとして認定する。このように、衝突スロット特定部44は、第1期間と第2期間とのうちの第1期間における複数のスロットの中から、複数の端末装置が信号を重複して送信したことによって衝突が発生したスロットを衝突スロットとして検出する。衝突スロット特定部44は、特定した衝突スロットに関する情報を生成部36へ出力する。
The collision
第1期間決定部48は、電力測定部38から、スロット単位の受信電力を受けつける。また、第1期間決定部48は、第1期間にわたって、受信電力を積算する。つまり、第1期間決定部48は、フレームの少なくとも一部の期間にわたって、複数の他の無線装置間の通信における信号の受信電力を積算する。積算値は、第1期間においてデータを送信している端末装置や第1期間においてデータを送信しようとしている端末装置の数と想定される。つまり、積算値が大きくなれば、端末装置の数も多いと予想される。また、第1期間決定部48は、積算値に応じて第1期間の長さを決定する。
The first
例えば、第1期間決定部48は、複数段階の期間決定用しきい値を予め定めており、それらと積算値とを比較することによって、積算値が超える期間決定用しきい値のうち、最大の値を選択する。一方、複数段階の期間決定用しきい値のそれぞれは、第1期間の長さと予め対応づけられており、第1期間決定部48は、選択した最大の値に応じた第1期間の長さであって、かつひとつのフレームにおける第1期間の長さを決定する。なお、第1期間には、最大値と最小値とが定められていてもよい。また、フレームの期間は固定であるとする。第1期間決定部48は、生成部36、しきい値決定部46、フレーム規定部34へ第1期間の長さを出力する。
For example, the first
フレーム規定部34は、第1期間決定部48からの通知に応じて、フレーム中の第1期間の長さ、つまりスロットの数を調節する。図4(a)−(b)は、フレーム規定部34において規定されるフレームの別のフォーマットを示す。図4(a)は、図3(b)と同様であり、第1期間にM個のスロットが含まれている場合である。一方、図4(b)は、第1期間決定部48において図4(a)よりも端末装置の数が多いと認定された場合のフレームのフォーマットである。図4(b)における第1期間は、図4(a)における第1期間よりも長くなっており、多くのスロットを含む。ここでは、図示のごとく、Z個(Z>M)のスロットが第1期間に含まれる。また、それに応じて、図4(b)における第2期間は、図4(a)における第2期間よりも短くなっている。図2に戻る。
In response to the notification from the first
しきい値決定部46は、図示しない端末装置が制御情報を信した場合の受信電力に対するしきい値(以下、「エリア決定用しきい値」という)を決定する。ここでは、エリア決定用しきい値の機能を明確にするために、図示しない端末装置での動作を簡単に説明する。端末装置は、制御信号を受信すると、制御信号の受信電力を測定する。また、端末装置は、制御信号からエリア決定用しきい値を抽出し、エリア決定用しきい値と受信電力とを比較する。端末装置は、受信電力がエリア決定用しきい値よりも大きい場合に、第1期間と第2期間とのうちの第1期間における複数のスロットのいずれかの使用を決定する。一方、端末装置は、受信電力がエリア決定用しきい値よりも大きくない場合に、第2期間の使用を決定する。
ここで、しきい値決定部46は、エリア決定用しきい値として所定の値を定めており、第1期間の長さが最大値あるいは最小値になったときに、エリア決定用しきい値を変更するような処理を実行する。ここでは、図1をもとにこの処理を説明する。第1エリア200内に存在する端末装置の数が増加すると、第1期間決定部48は、第1期間の長さを延長する。第1期間の長さが最大値になっても、さらに端末装置の数が増加する場合、しきい値決定部46は、エリア決定用しきい値を増加させる。これは、第1エリア200を縮小することに相当する。一方、第1エリア200内に存在する端末装置の数が減少する場合も、同様の処理が実行されるが、ここでは、説明を省略する。
Here, the threshold
以上の処理を実現するために、しきい値決定部46は、第1期間決定部48から積算値を受けつけてもよい。また、しきい値決定部46は、積算値とエリア決定用しきい値との対応を予め規定しており、当該対応をもとに、受けつけた積算値からエリア決定用しきい値を決定する。しきい値決定部46は、エリア決定用しきい値を生成部36へ出力する。
In order to realize the above processing, the threshold
生成部36は、空きスロット特定部42から、空きスロットに関する情報を受けつけるとともに、衝突スロット特定部44から、衝突スロットに関する情報を受けつける。さらに、生成部36は、第1期間決定部48から、第1期間の長さを受けつけ、しきい値決定部46から、エリア決定用しきい値を受けつける。生成部36は、空きスロットに関する情報、衝突スロットに関する情報、第1期間の長さ、エリア決定用しきい値を含めながら、制御情報を生成する。なお、エリア決定用しきい値は、第1期間と第2期間とのうちの第1期間における複数のスロットを使用すべき端末装置についての指標といえる。ここで、第1期間に含まれた複数のスロットのそれぞれには、前から順番に「1」、「2」となるような番号(以下、「スロット番号」という)が付与されている。生成部36は、空きスロットに関する情報として、以前のフレームに含まれた空きスロットのスロット番号を制御情報に含める。
The
また、生成部36は、衝突スロットに関する情報として、以前のフレームに含まれた衝突スロットのスロット番号を制御情報に含める。さらに、生成部36は、フレーム規定部34からフレーム、第1期間、スロットに関する情報を受けつけ、各第1期間に含まれたひとつのスロットへ定期的に制御情報を割り当てる。ここでは、各第1期間のスロット番号「1」のスロット、つまり先頭のスロットに制御情報を割り当てることが予め定められており、生成部36は、当該スロットへ制御情報を割り当てる。生成部36は、割り当てたスロットにて、変復調部24へ制御情報を出力する。
In addition, the
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、生成部36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5(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5(a)は、制御情報に相当し、図5(b)は、データに相当する。
As described above, since the
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。 Here, in both, a vertical direction shows a frequency and a horizontal direction shows time. In the vertical direction, numbers “31”, “30”,... “−32” are shown in order from the top, but these numbers are given to identify subcarriers (hereinafter referred to as “subcarriers”). Carrier number). Further, in the OFDM signal, the frequency of the subcarrier of subcarrier number “31” is the highest, and the frequency of the subcarrier of subcarrier number “−32” is the lowest. In the figure, “D” corresponds to a data symbol, “P” corresponds to a pilot symbol, and “N” corresponds to null.
制御信号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、制御信号のうち、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、制御信号のうち、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。 In common with the control signal and data, subcarriers with subcarrier numbers “31” to “27”, “2”, “0”, “−2”, “−26” to “−32” are null. is there. Of the control signals, subcarriers with subcarrier numbers “26” to “3” and “−3” to “−25” are also used in data, and the symbols are used for the same purpose. . On the other hand, among the control signals, the subcarrier numbers “1” and “−1” are not used in the data. These correspond to the aforementioned identification carrier. That is, the identification carrier is arranged on a subcarrier near the center frequency in the OFDM signal. Furthermore, a guard band is provided in the control information between the subcarrier used in the data and the identification carrier, that is, in the subcarrier numbers “2” and “−2”. The subcarriers with subcarrier numbers “−2” to “2” may be collectively referred to as “identification carriers”.
ここで、生成部36は、制御情報のうちの識別キャリア以外のサブキャリアに、空きスロットに関する情報および衝突スロットに関する情報を配置する。また、生成部36は、フレームに関する情報を識別キャリアに配置する。また、生成部36は、これらの情報に限られず、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。制御情報に含められる情報の一例は、アクセス制御装置10の緯度・経度、第1期間のサイズ、エリア決定用しきい値である。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。生成部36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。
Here, the production |
変復調部24、RF部22は、生成部36において生成した制御情報をアンテナ20から報知する。なお、制御情報に含まれた空きスロットに関する情報および衝突スロットに関する情報に応じたスロットを使用している端末装置は、複数のフレームにわたって、当該スロットに対応したスロットを使用する。例えば、スロット番号「10」のスロットが継続的に使用される。制御部30は、アクセス制御装置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、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、決定部80、第1期間特定部82、しきい値特定部84、比較部86、測定部88を含む。アンテナ50、RF部52、変復調部54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、これらの説明を省略する。
FIG. 6 shows the configuration of the
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。
The
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。さらに、制御情報抽出部66は、制御情報から、空きスロットに関する情報および衝突スロットに関する情報を取得する。また、制御情報抽出部66は、制御情報から、第1期間に関する情報およびエリア決定用しきい値も取得する。制御情報抽出部66は、空きスロットに関する情報および衝突スロットに関する情報を決定部80へ出力し、第1期間に関する情報を第1期間特定部82へ出力し、エリア決定用しきい値をしきい値特定部84へ出力する。
The control information extraction unit 66 receives the demodulation result from the
第1期間特定部82は、制御情報抽出部66から第1期間に関する情報を受けつけ、フレームにおける第1期間および第2期間を特定する。フレームにおける第1期間を特定することは、第1期間に含まれるスロット数を特定することであってもよい。第1期間特定部82は、特定した内容を決定部80へ出力する。しきい値特定部84は、制御情報抽出部66からエリア決定用しきい値を受けつけ、これを保持する。また、しきい値特定部84は、エリア決定用しきい値を比較部86へ出力する。測定部88は、RF部52あるいは54から、制御情報の受信信号を受けつけ、受信電力を測定する。測定部88は、受信電力を比較部86へ出力する。
The first
比較部86は、しきい値特定部84からエリア決定用しきい値を受けつけ、測定部88から受信電力を受けつける。比較部86は、受信電力とエリア決定用しきい値とを比較し、受信電力がエリア決定用しきい値よりも大きければ、第1期間の使用を決定する。一方、比較部86は、受信電力がエリア決定用しきい値よりも大きくなければ、第2期間の使用を決定する。比較部86は、決定した内容を決定部80へ出力する。
The
決定部80は、第1期間特定部82から、第1期間特定部82において特定された内容を受けつけ、比較部86から、比較部86において決定された内容を受けつける。また、決定部80は、制御情報抽出部66から、空きスロットに関する情報および衝突スロットに関する情報を受けつける。まず、決定部80は、比較部86からの情報をもとに、第1期間を使用すべきか、第2期間を使用すべきかを把握する。また、決定部80は、第1期間特定部82からの情報をもとに、使用すべき第1期間あるいは使用すべき第2期間を特定する。ここでは、第1期間を使用する場合を先に説明する。
The determining
決定部80は、空きスロットに関する情報をもとに、ひとつの空きスロットを選択する。なお、空きスロットの選択は、任意になされればよい。決定部80は、選択した空き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、情報をもとにデータを生成する。ここで、データは、図5(b)のように形成される。また、生成部64は、決定部80から、空きスロットに関する指示を受けつけ、指示に応じた空きスロットにてデータを変復調部54へ出力する。なお、データを出力する前に、処理部56は、キャリアセンスを実行してもよい。また、生成部64は、次のフレームの第1期間においても、同一のスロット番号のスロットにおいてデータを出力する。
The
このような処理の継続中も、制御情報抽出部66は、フレームごとに制御情報から、空きスロットに関する情報および衝突スロットに関する情報を取得し続ける。決定部80は、衝突スロットに関する情報をもとに、現在使用しているスロットに対応したスロット番号が衝突スロットとされていないかを確認する。衝突スロットとされていなければ、決定部80は、これまでと同一のスロット番号を生成部64へ出力し続ける。一方、衝突スロットとされていれば、決定部80は、空きスロットに関する情報をもとに、ひとつの空きスロットを再び選択する。つまり、これまで選択していたスロットとは別のスロットが選択される。決定部80は、選択した空きスロットに関する情報を生成部64へ出力する。以下、生成部64では、同様の処理が実行される。
Even during the continuation of such processing, the control information extraction unit 66 continues to acquire information on empty slots and information on collision slots from the control information for each frame. The
次に、第2期間を使用する場合を説明する。処理部56は、第2期間においてキャリアセンスを実行する。キャリアセンスの結果、データを送信できる場合、生成部64は、データを変復調部54へ出力する。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。
Next, a case where the second period is used will be described. 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7は、通信システム100の動作概要を示す。図中において、第1端末装置14aから第4端末装置14dが示されているが、これらと、図1の第1車両12aから第4車両12dの位置とは関係がないものとする。また、第2端末装置14bは、図1の第2エリア202に存在する。図の横方向が時間に相当しており、最上段に記載しているように、第iフレームから第i+2フレームまでの3つのフレームが示されている。また、説明を明瞭にするために、ひとつのフレームには、12個のスロットと第2期間が含まれているとする。アクセス制御装置10は、図示のごとく、各フレームの先頭のスロットにて、制御信号を報知する。図中の「制」は、制御信号に相当する。また、その下段には、制御情報に含まれている空きスロットに関する情報と衝突スロットに関する情報が、スロットに対応づけられながら示されている。図中の「空」は、空きスロットに相当し、「衝」は、衝突スロットに相当する。
The operation of the
さらに下段には、第1端末装置14aから第4端末装置14dがデータを報知するタイミングが示されている。図中の「デ」は、データに相当する。第1端末装置14a、第3端末装置14c、第4端末装置14dは、制御情報を参照し、空きスロットをそれぞれ選択する。第iフレームにおいて、第1端末装置14a、第3端末装置14c、第4端末装置14dは、選択した空きスロットにてデータを報知する。その際、第3端末装置14cと第4端末装置14dにおいて選択された空きスロットが同一であるので、両者から報知されたデータが衝突している。アクセス制御装置10は、当該スロットでの衝突の発生を検出する。第i+1フレームにおいて、アクセス制御装置10から報知される制御情報には、衝突スロットに関する情報として、衝突が発生したスロットが示されている。一方、第2端末装置14bは、第2期間において、CSMA/CAをもとにデータを報知する。
Furthermore, the lower part shows the timing at which the first terminal device 14a to the fourth terminal device 14d notify the data. “De” in the figure corresponds to data. The first terminal device 14a, the third terminal device 14c, and the fourth terminal device 14d refer to the control information and select an empty slot. In the i-th frame, the first terminal device 14a, the third terminal device 14c, and the fourth terminal device 14d broadcast data in the selected empty slot. At this time, since the empty slots selected in the third terminal device 14c and the fourth terminal device 14d are the same, the data notified from both collide. The
第1端末装置14aは、既に使用したスロットにおいて衝突が発生していないので、同一のスロット番号のスロットを再び使用する。一方、第3端末装置14cおよび第4端末装置14dは、既に使用したスロットにおいて衝突が発生しているので、別の空きスロットを再び選択する。第3端末装置14cおよび第4端末装置14dは、選択した空きスロットにてデータを報知する。すべてのデータが衝突していないので、第i+2フレームにおいて、アクセス制御装置10から報知される制御情報には、衝突スロットが示されていない。そのため、第i+2フレームにおいて、第1端末装置14a、第3端末装置14c、第4端末装置14dは、既に使用したスロットと同一のスロット番号のスロットを再び使用する。
The first terminal apparatus 14a uses the slot having the same slot number again because there is no collision in the already used slot. On the other hand, the third terminal device 14c and the fourth terminal device 14d select another empty slot again because a collision has occurred in the already used slot. The third terminal device 14c and the fourth terminal device 14d notify the data in the selected empty slot. Since all data does not collide, the collision slot is not indicated in the control information broadcast from the
図8は、通信システム100の別の動作概要を示す。図8は、図7と同様に示される。ここでは、前提として、第2端末装置14bは、アクセス制御装置10からの制御情報を受信できていないとする。そのため、第2端末装置14bは、フレームの構成を把握せずにデータを送信している。アクセス制御装置10は、フレームの先頭のスロットにて、制御信号を報知する。一方、第2端末装置14bは、フレームの先頭スロットにて、データを報知する。その結果、当該スロットにおいて、制御信号とデータとが衝突する。ここで、第1端末装置14a、第3端末装置14c、第4端末装置14dは、衝突が発生した場合であっても、制御信号のうちの識別キャリアの信号成分を観測することによって、制御信号の存在を検知できる。
FIG. 8 shows another operation outline of the
図9は、アクセス制御装置10における空きスロットの通知手順を示すフローチャートである。ここでは、説明の対象を第1期間とする。検出部32は、スロット番号mを2に設定する(S10)。電力測定部38は、受信電力を測定する(S12)。空きスロット特定部42は、受信電力が空きスロット用しきい値よりも小さければ(S14のY)、スロット番号mのスロットを空きスロットと特定する(S16)。空きスロット特定部42は、受信電力が空きスロット用しきい値よりも小さくなければ(S14のN)、ステップ16の処理をスキップする。スロット番号mが最大数Mでなければ(S18のN)、検出部32は、スロット番号mに1を加算して(S20)、ステップ12に戻る。一方、スロット番号mが最大数Mであれば(S18のY)、生成部36は、空きスロットのスロット番号を制御情報に含める(S22)。変復調部24、RF部22は、制御情報を報知する(S24)。
FIG. 9 is a flowchart showing a procedure for notifying an empty slot in the
図10は、アクセス制御装置10における衝突スロットの通知手順を示すフローチャートである。ここでも、説明の対象を第1期間とする。検出部32は、スロット番号mを2に設定する(S40)。電力測定部38は、受信電力を測定し、品質測定部40は、誤り率を測定する(S42)。衝突スロット特定部44は、受信電力が第1しきい値より大きく、かつ誤り率が第2しきい値よりも大きければ(S44のY)、スロット番号mのスロットを衝突スロットと特定する(S46)。衝突スロット特定部44は、受信電力が第1しきい値より大きくなく、あるいは誤り率が第2しきい値よりも大きくなければ(S44のN)、ステップ46の処理をスキップする。スロット番号mが最大数Mでなければ(S48のN)、検出部32は、スロット番号mに1を加算して(S50)、ステップ42に戻る。一方、スロット番号mが最大数Mであれば(S48のY)、生成部36は、衝突スロットのスロット番号を制御情報に含める(S52)。変復調部24、RF部22は、制御情報を報知する(S54)。
FIG. 10 is a flowchart showing a collision slot notification procedure in the
図11は、アクセス制御装置10における第1期間の長さの通知手順を示すフローチャートである。第1期間決定部48は、受信電力を測定する(S100)。第1期間決定部48は、受信電力と期間決定用しきい値とを比較し(S102)、第1期間の長さを決定する(S104)。第1期間の長さが現在の長さと異なれば(S106のY)、第1期間決定部48は、第1期間の長さの変更を決定する(S108)。一方、第1期間の長さが現在の長さと異ならなければ(S106のN)、ステップ108はスキップされる。生成部36は、第1期間の長さを制御情報に含める(S110)。変復調部24、RF部22は、制御情報を報知する(S112)。
FIG. 11 is a flowchart showing a procedure for notifying the length of the first period in the
図12は、アクセス制御装置10におけるエリア決定用しきい値の通知手順を示すフローチャートである。しきい値決定部46は、第1期間での受信電力を取得する(S130)。しきい値決定部46は、受信電力に応じてエリア決定用しきい値を決定する(S132)。エリア決定用しきい値が現在の値と異なれば(S134のY)、しきい値決定部46は、エリア決定用しきい値の変更を決定する(S136)。一方、エリア決定用しきい値が現在の値と異ならなければ(S134のN)、ステップ136はスキップされる。生成部36は、エリア決定用しきい値を制御情報に含める(S138)。変復調部24、RF部22は、制御情報を報知する(S140)。
FIG. 12 is a flowchart showing the notification procedure of the area determination threshold value in the
図13は、端末装置14における第1期間あるいは第2期間の決定手順を示すフローチャートである。制御情報抽出部66は、制御情報を取得する(S160)。しきい値特定部84および第1期間特定部82は、エリア決定用しきい値と第1期間の長さに関する情報を抽出する(S162)。測定部88は、受信電力を測定する(S164)。比較部86は、受信電力がエリア決定用しきい値よりも大きければ(S166のY)、第1期間の使用を決定する(S168)。第1期間特定部82は、第1期間を特定する(S170)。決定部80は、スロットによる通信を実行する(S172)。比較部86は、受信電力がエリア決定用しきい値よりも大きくなければ(S166のN)、第2期間の使用を決定する(S174)。第1期間特定部82は、第2期間を特定する(S176)。決定部80は、CSMA/CAによる通信を実行する(S178)。
FIG. 13 is a flowchart illustrating a procedure for determining the first period or the second period in the
図14は、端末装置14におけるデータの送信手順を示すフローチャートである。図14は、図13のステップ170の処理に相当する。制御情報抽出部66は、制御情報を取得する(S70)。使用すべきスロットが既に特定されていれば(S72のY)、決定部80は、当該スロットに衝突が発生していないかを確認する。衝突が発生していれば(S74のY)、決定部80は、スロットを変更する(S76)。衝突が発生していなければ(S74のN)、ステップ76はスキップされる。一方、使用すべきスロットが既に特定されていなければ(S72のN)、決定部80は、空きスロットを特定する(S78)。生成部64は、特定したスロットにてデータを送信する(S80)。
FIG. 14 is a flowchart illustrating a data transmission procedure in the
次に、変形例を説明する。実施例において、図1における第1エリア200の広さを調節するために、しきい値決定部46がエリア決定用しきい値の大きさを調節する。変形例では、図1における第1エリア200の広さを調節するために、第1エリア200の範囲が制御情報に含められる。変形例に係るアクセス制御装置10は、図2に示されたアクセス制御装置10と同様のタイプである。ここでは、異なる点を中心に説明する。
Next, a modified example will be described. In the embodiment, the threshold
しきい値決定部46は、第1期間と第2期間とのうちの第1期間における複数のスロットを使用すべき端末装置が含まれるエリア(以下、「エリア情報」という)を決定する。例えば、エリア情報は、アクセス制御装置10を中心とした円の半径によって示されている。ここで、しきい値決定部46は、エリア情報として所定の値を定めており、第1期間の長さが最大値あるいは最小値になったときに、エリアの広さを変更するような処理を実行する。
The threshold
以上の処理を実現するために、しきい値決定部46は、第1期間決定部48から積算値を受けつけてもよい。また、しきい値決定部46は、積算値とエリアの半径の値との対応を予め規定しており、当該対応をもとに、受けつけた積算値からエリアの半径を決定する。しきい値決定部46は、エリアの半径をエリア情報として生成部36へ出力する。生成部36は、前述のエリア決定用しきい値の代わりに、エリア情報と、アクセス制御装置10が設置されている位置の緯度・経度(以下、「位置情報」という)とを制御情報に含める。
In order to realize the above processing, the threshold
図15は、本発明の変形例に係る端末装置14の構成を示す図である。図15の端末装置14では、図6の端末装置14と比較して、しきい値特定部84の代わりにエリア特定部90を含み、測定部88の代わりにGPS測位部92を含む。ここでは、図6との差異を中心に説明する。制御情報抽出部66は、制御情報から、エリア決定用しきい値の代わりに、エリア情報と位置情報とを取得し、これらをエリア特定部90へ出力する。エリア特定部90は、制御情報抽出部66から、エリア情報と位置情報とを受けつけ、これらを保持する。
FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration of the
GPS測位部92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端末装置14の存在位置を取得する。なお、存在位置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92は、存在位置を比較部86へ出力する。比較部86は、エリア特定部90からエリア情報と位置情報を受けつけ、GPS測位部92から存在位置を受けつける。比較部86は、エリア情報と位置情報とをもとに、第1期間と第2期間とのうちの第1期間における複数のスロットを使用すべき端末装置が含まれるエリアを特定する。また、比較部86は、特定したエリアに存在位置が含まれるかを否かを決定する。比較部86は、含まれる場合に第1期間の使用を決定し、含まれない場合に第2期間の使用を決定する。比較部86は、決定した内容を決定部80へ出力する。
The
本発明の実施例によれば、第1期間に含まれた複数のスロットの中から、複数の端末装置間の通信に使用可能なスロットを報知するので、複数の端末装置間の通信における衝突の発生確率を低減できる。また、複数の端末装置間の通信における衝突の発生確率が低減されるので、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低減できる。また、複数のスロットのそれぞれに対する受信電力をもとに、空きスロットを特定するので、特定を簡易に実行できる。また、以前のフレームに含まれた空きスロットの番号を報知するので、端末装置への指示を確実に実行できる。また、空きスロットを使用している端末装置は、複数のフレームにわたって、当該スロットに対応したスロットを使用するので、処理を簡易にできる。また、アクセス制御装置は、端末装置間のデータ通信に参加せず、空きスロットに関する指標を通知するだけなので、CSMA/CAを前提とした通信システムにも容易に適用できる。 According to the embodiment of the present invention, a slot that can be used for communication between a plurality of terminal devices is notified from among a plurality of slots included in the first period. The probability of occurrence can be reduced. In addition, since the probability of collision in communication between a plurality of terminal devices is reduced, the collision probability of packet signals can be reduced even when the amount of communication increases. Further, since empty slots are identified based on the received power for each of the plurality of slots, the identification can be easily performed. In addition, since the number of the empty slot included in the previous frame is notified, the instruction to the terminal device can be surely executed. In addition, since the terminal device using the empty slot uses a slot corresponding to the slot over a plurality of frames, the processing can be simplified. Further, since the access control device does not participate in the data communication between the terminal devices, but only notifies the index relating to the empty slot, it can be easily applied to a communication system based on CSMA / CA.
また、第1期間に含まれた複数のスロットの中から、複数の端末装置が信号を重複して送信したことによって衝突が発生したスロットを報知するので、複数の端末装置間の通信における衝突の発生確率を低減できる。また、複数のスロットのそれぞれに対する受信電力と、複数のスロットのそれぞれに対する信号品質とをもとに、衝突スロットを特定するので、特定を簡易に実行できる。また、以前のフレームに含まれた衝突スロットの番号を報知するので、端末装置への指示を確実に実行できる。また、アクセス制御装置は、端末装置間のデータ通信に参加せず、衝突スロットに関する指標を通知するだけなので、CSMA/CAを前提とした通信システムにも容易に適用できる。 In addition, since a plurality of terminal devices transmit a signal redundantly to notify a slot in which a collision has occurred among a plurality of slots included in the first period, a collision in communication between the plurality of terminal devices is reported. The probability of occurrence can be reduced. Further, since the collision slot is specified based on the received power for each of the plurality of slots and the signal quality for each of the plurality of slots, the specification can be easily performed. In addition, since the number of the collision slot included in the previous frame is notified, the instruction to the terminal device can be reliably executed. In addition, since the access control apparatus does not participate in data communication between terminal apparatuses and only notifies an index related to a collision slot, the access control apparatus can be easily applied to a communication system based on CSMA / CA.
また、フレーム中に第2期間も含めることによって、重要度の高い通信と重要度の低い通信とを分離できる。また、重要度の高い通信と重要度の低い通信とが分離されるので、重要度の高い通信における衝突確率の増加を抑制できる。また、端末装置の数に応じて、第1期間の長さを調節するので、第1期間および第2期間を有効に利用できる。また、端末装置の数を受信電力によって推定するので、端末装置と直接通信していない場合であっても、端末装置の数を容易に推定できる。 Further, by including the second period in the frame, it is possible to separate communication with high importance from communication with low importance. Moreover, since communication with high importance and communication with low importance are isolate | separated, the increase in the collision probability in communication with high importance can be suppressed. Further, since the length of the first period is adjusted according to the number of terminal devices, the first period and the second period can be used effectively. In addition, since the number of terminal devices is estimated from the received power, the number of terminal devices can be easily estimated even when the terminal device is not in direct communication.
また、第1期間と第2期間とのうちの第1期間における複数のスロットを使用すべき端末装置に関する情報を報知するので、複数の端末装置を第1期間あるいは第2期間へ分配できる。また、複数の端末装置が第1期間あるいは第2期間へ分配されるので、第1期間でのパケット信号の衝突確率を低減できる。また、第1期間と第2期間とのうちの第1期間における複数のスロットを使用すべき端末装置に関する情報として、エリア決定用しきい値を使用するので、値の調節を容易に実行できる。また、エリア決定用しきい値が使用されるので、端末装置に位置の測位機能が備えられていなくても、第1期間あるいは第2期間の使用を指定できる。 In addition, since information on terminal devices that should use a plurality of slots in the first period of the first period and the second period is notified, the plurality of terminal apparatuses can be distributed to the first period or the second period. In addition, since a plurality of terminal devices are distributed to the first period or the second period, the probability of collision of packet signals in the first period can be reduced. Further, since the area determination threshold value is used as the information related to the terminal apparatus that should use a plurality of slots in the first period of the first period and the second period, the value can be easily adjusted. Further, since the area determination threshold value is used, the use of the first period or the second period can be designated even if the terminal device does not have a position positioning function.
また、制御信号のうち、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、制御信号とデータ信号とが衝突しても制御信号の信号成分を観測させることによって、制御信号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。 Also, among the control signals, the identification carrier is not used for data, and the remaining subcarriers are also used for data. Therefore, even if the control signal and the data signal collide, the signal component of the control signal is observed. Thus, the presence of the control signal can be detected. In addition, since a guard band is provided between the identification carrier and other subcarriers, interference between the two can be reduced, and the arrival probability of information transmitted on the identification carrier can be improved. Moreover, since important information is arranged on the identification carrier, the arrival probability of important information can be improved. Moreover, since UW is arrange | positioned at an identification carrier, the detection accuracy of an identification carrier 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、アクセス制御装置10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。
In the embodiment of the present invention, control information notified from the
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。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。
In the embodiment of the present invention, the identification carrier corresponds to two subcarriers. Further, the identification carrier is arranged on a subcarrier near the center frequency of the OFDM symbol. However, the present invention is not limited to this. For example, the identification carrier may correspond to two or more subcarriers, and the identification carrier may be arranged on a subcarrier other than the vicinity of the center frequency of the OFDM symbol. According to this modification, the degree of freedom in designing the
本発明の実施例において、第1期間決定部48は、積算値に応じて第1期間の長さを決定する。しかしながらこれに限らず例えば、第1期間決定部48は、空きスロット特定部42や衝突スロット特定部44において検出したスロット数と、第1期間におけるスロット数との割合に応じて、第1期間の長さを決定してもよい。つまり、第1期間決定部48は、第1期間におけるスロット数に対する空きスロット数の割合がしきい値よりも大きければ、第1期間を短くする。一方、第1期間におけるスロット数に対する空きスロット数の割合がしきい値よりも大きくなかったり、第1期間におけるスロット数に対する衝突スロット数の割合が別のしきい値よりも大きかったりすれば、第1期間決定部48は、第1期間を長くする。また、しきい値決定部46も、第1期間決定部48と同様に、空きスロット特定部42や衝突スロット特定部44において検出したスロット数と、第1期間におけるスロット数との割合に応じて、エリア決定用しきい値を決定してもよい。本変形例によれば、使用可能なスロットを直接確認するので、第1期間やエリア決定用しきい値の調節の精度を向上できる。
In the embodiment of the present invention, the first
本発明の変形例において、端末装置14は、第1期間と第2期間とのうちの第1期間における複数のスロットを使用すべき端末装置に関する情報、例えば、エリア決定用しきい値やエリア情報を取得し、第1期間あるいは第2期間を選択する。しかしながらこれに限らず例えば、端末装置14は、少なくとも第1期間での送信の禁止に関する情報(以下、「禁止情報」という)を報知してもよい。アクセス制御装置10からの制御情報を受信できない他の端末装置14が、禁止情報を受信すると、少なくとも第1期間にわたって送信を停止する。本変形例によれば、第1期間におけるパケット信号の衝突確率の増加を抑制できる。
In the modification of the present invention, the
本発明の実施例において、アクセス制御装置10は、第1期間決定部48としきい値決定部46とにおいて、第1期間を優先的に調節し、その後、エリア決定用しきい値を調節する。しかしながらこれに限らず例えば、アクセス制御装置10は、第1期間決定部48としきい値決定部46とにおいて、エリア決定用しきい値を優先的に調節し、その後、第1期間を調節する。本変形例によれば、設計の自由度を向上できる。
In the embodiment of the present invention, the
10 アクセス制御装置、 12 車両、 14 端末装置、 20 アンテナ、 22 RF部、 24 変復調部、 26 処理部、 28 GPS測位部、 30 制御部、 32 検出部、 34 フレーム規定部、 36 生成部、 38 電力測定部、 40 品質測定部、 42 空きスロット特定部、 44 衝突スロット特定部、 46 しきい値決定部、 48 第1期間決定部、 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、 70 通知部、 80 決定部、 82 第1期間特定部、 84 しきい値特定部、 86 比較部、 88 測定部、 100 通信システム。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
第1期間と第2期間とが時分割多重された100msecのフレームのうち、第2期間において、OFDM変調方式のパケット信号をブロードキャスト送信する送信部とを備え、
前記受信部において前記アクセス制御装置から受信したOFDM変調方式のパケット信号には、第1期間の長さに関する情報が含まれており、
前記送信部は、第1期間の長さに関する情報をもとに、第1期間においてブロードキャスト送信せず、
前記受信部は、第1期間と第2期間とが時分割多重された100msecのフレームのうち、第2期間において、他の端末装置からブロードキャスト送信されたOFDM変調方式のパケット信号を受信し、
前記送信部は、前記受信部が第1期間において前記アクセス制御装置から受信したOFDM変調方式のパケット信号に基づいて、第1期間での送信禁止に関する情報をブロードキャスト送信することを特徴とする端末装置。 Of the 100 msec frames in which the first period in which the access control apparatus can broadcast the OFDM modulated packet signal and the second period in which the access control apparatus can be used for CSMA / CA communication between the terminal apparatuses is time-division multiplexed, In the period, a receiving unit that receives the packet signal of the OFDM modulation scheme from the access control device;
Of the 100 msec frame in which the first period and the second period are time-division multiplexed, the transmitter includes a transmitter that broadcasts the OFDM modulated packet signal in the second period,
The packet signal of the OFDM modulation scheme received from the access control device in the receiving unit includes information on the length of the first period,
The transmission unit does not perform broadcast transmission in the first period based on information on the length of the first period ,
The receiving unit receives an OFDM-modulated packet signal broadcast from another terminal device in a second period among 100 msec frames in which the first period and the second period are time-division multiplexed ,
The transmission unit broadcast-transmits information related to transmission prohibition in the first period based on an OFDM modulation scheme packet signal received from the access control apparatus in the first period by the reception unit. .
前記送信部は、端末装置間のCSMA/CA通信に使用すべきではない期間に関する情報をもとにブロードキャスト送信を停止することを特徴とする請求項1に記載の端末装置。 The packet signal of the OFDM modulation scheme received from the access control device in the receiving unit includes information on a period that should not be used for CSMA / CA communication between terminal devices,
The terminal apparatus according to claim 1, wherein the transmission unit stops broadcast transmission based on information related to a period that should not be used for CSMA / CA communication between terminal apparatuses.
第1期間と第2期間とが時分割多重された100msecのフレームのうち、第2期間において、OFDM変調方式のパケット信号をブロードキャスト送信するステップとを備え、
前記受信するステップにおいて前記アクセス制御装置から受信したOFDM変調方式のパケット信号には、第1期間の長さに関する情報が含まれており、
前記送信するステップは、第1期間の長さに関する情報をもとに、第1期間においてブロードキャスト送信せず、
前記受信するステップは、第1期間と第2期間とが時分割多重された100msecのフレームのうち、第2期間において、他の端末装置からブロードキャスト送信されたOFDM変調方式のパケット信号を受信し、
前記送信するステップは、前記受信するステップが第1期間において前記アクセス制御装置から受信したOFDM変調方式のパケット信号に基づいて、第1期間での送信禁止に関する情報をブロードキャスト送信することを特徴とする通信方法。 Of the 100 msec frames in which the first period in which the access control apparatus can broadcast the OFDM modulated packet signal and the second period in which the access control apparatus can be used for CSMA / CA communication between the terminal apparatuses is time-division multiplexed, Receiving a packet signal of the OFDM modulation scheme from the access control device in the period;
Of the 100 msec frame in which the first period and the second period are time-division multiplexed, the step of broadcasting the packet signal of the OFDM modulation scheme in the second period,
The OFDM modulation system packet signal received from the access control device in the receiving step includes information on the length of the first period,
The transmitting step does not perform broadcast transmission in the first period based on information on the length of the first period ,
The receiving step receives a packet signal of an OFDM modulation scheme broadcast from another terminal device in a second period among 100 msec frames in which the first period and the second period are time-division multiplexed ,
The transmitting step broadcasts information related to transmission prohibition in the first period based on a packet signal of the OFDM modulation scheme received from the access control apparatus in the first period in the receiving step. Communication method.
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