JP5895199B2 - 無線装置 - Google Patents

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受信する無線装置に関する。

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）。また、車両と歩行者との衝突事故を防止するために、歩行者にも無線装置を携帯させる。さらに、歩行者および車両のＧＰＳ情報から危険度を判定し、歩行者や運転者への通知がなされる（例えば、特許文献２参照）。

特開２００５−２０２９１３号公報 特開２００４−２２０１４３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）とよ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。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、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。

また、渋滞情報等のようなネットワーク経由の情報を運転者に通知するために、車車間通信に加えて路車間通信の実行が望まれる。さらに、車両間の衝突事故を防止するとともに、歩行者等と車両との衝突事故を防止することも望まれる。前者を実現するためには、車車間通信と路車間通信との間のパケット信号の衝突を抑制することが必要である。一方、後者では、例えば、小学生のような歩行者に無線装置を携帯させる。その場合、歩行者の数が増加すると、パケット信号の衝突確率はさらに増加してしまう。また、歩行者に携帯される無線装置はバッテリ駆動であるので、電池残量が低下すると、歩行者の存在を運転者に通知できなくなってしまう。

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、衝突確率を低減するとともに、消費電力も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、他の無線装置からのパケット信号を受信する受信部と、パケット信号を報知する報知部と、受信部が所定期間にわたってパケット信号を未受信である場合に、受信部に対して間欠的な受信処理を実行させるとともに、報知部に対してパケット信号の報知を停止させる制御部と、を備える。

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、衝突確率を低減するとともに、消費電力も低減できる。

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の基地局装置の構成を示す図である。 図３（ａ）−（ｄ）は、図１の通信システムにおいて規定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３（ａ）−（ｄ）のサブフレームの構成を示す図である。 図５（ａ）−（ｂ）は、図１の通信システム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である。 図１の車両に搭載された車載用端末装置の構成を示す図である。 図１の歩行者に携帯された携帯用端末装置の構成を示す図である。 図１の通信システムによる通信手順を示すシーケンス図である。 図７の携帯用端末装置によるグループ形成への移行手順を示すフローチャートである。 図７の携帯用端末装置による初期のグループ形成手順を示すフローチャートである。 図７の携帯用端末装置によるグループ内での通信手順を示すフローチャートである。 図７の携帯用端末装置によるグループの継続手順を示すフローチャートである。

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。なお、端末装置は、車両に搭載されることもあれば、歩行者に携帯されることもある。そのため、以下の説明において車車間通信および路車間通信には、歩行者に携帯された端末装置が含まれる場合もある。さらに、車両に搭載された端末装置は「車載用端末装置」とよばれ、歩行者に携帯された端末装置は「携帯用端末装置」とよばれ、車載用端末装置と携帯用端末装置とが「端末装置」と総称されるものとする。車車間通信として、端末装置は、車両あるいは歩行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。車両や歩行者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。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する。車載用端末装置は、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。

端末装置を歩行者が携帯することによって、前述のごとく、トラヒック量が増加してしまうことと、バッテリ駆動のために残量がなくなってしまうことが生じうる。そのため、トラヒック量の増加の抑制と低消費電力化とを実現するために、本実施例に係る携帯用端末装置は、次の処理を実行する。所定期間にわたってパケット信号を受信しない状況（以下、「初期状況」という）において、携帯用端末装置は、パケット信号のブロードキャスト送信を停止するとともに、間欠的に受信処理を実行する。また、携帯用端末装置は、初期状況においてパケット信号を受信すると、周囲に存在する他の携帯用端末装置とともにグループを形成する（以下、「グループ通信状況」という）。グループ通信状況では、グループに含まれた複数の携帯用端末装置の中で、パケット信号をブロードキャスト送信すべき携帯用端末装置が順番に変更されていく。

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、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、ネットワーク２０２を含む。また、歩行者１６と総称される第１歩行者１６ａ、第２歩行者１６ｂ、第３歩行者１６ｃが存在する。なお、各車両１２には、図示しない車載用端末装置が搭載され、各歩行者１６は、図示しない携帯用端末装置を携帯する。エリア２１２は、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。

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。

通信システム１００は、交差点に基地局装置１０を配置する。基地局装置１０は、端末装置間の通信を制御する。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。基地局装置１０は、複数のサブフレームのうち、他の基地局装置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。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。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。パケット信号には、制御情報が含まれている。

端末装置は、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、基地局装置１０において生成されるフレームに同期する。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、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。ここで、車載用端末装置は、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。一方、基地局装置１０からのパケット信号を受信できない車載端末装置、つまりエリア外２１４に存在する車載端末装置は、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、車載端末装置は、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、車両や歩行者の接近を運転者へ通知する。

携帯用端末装置も、車載用端末装置と同様に、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。しかしながら、トラヒック量の増加を抑制するためと、低消費電力化を実現するために、携帯用端末装置による報知は車載用端末装置による報知と比較して次の点が異なる。車載用端末装置は、フレームごとにパケット信号を報知するとともに、受信処理を常時実行する。一方、携帯用端末装置は、初期状況において、パケット信号の報知を停止するとともに、受信処理を間欠的に実行する。例えば、携帯用端末装置は、数フレームのうちのひとつのフレームにおいて受信処理を実行する。また、携帯用端末装置は、グループ通信状況において、グループの中に含まれた他の携帯用端末装置との間で順番にパケット信号を報知するとともに、受信処理を常時実行する。例えば、３台の携帯用端末装置によってグループを形成している場合、各携帯用端末装置は、３フレームに１回、パケット信号を報知する。ここで、グループとは、パケット信号の送受信が可能な程度に近づいて存在する携帯用端末装置の集団である。

図２は、基地局装置１０の構成を示す。基地局装置１０は、アンテナ２０、ＲＦ部２２、変復調部２４、処理部２６、制御部３０、ネットワーク通信部３４を含む。処理部２６は、フレーム規定部４０、選択部４２、生成部４６を含む。ＲＦ部２２は、受信処理として、図示しない端末装置や他の基地局装置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。

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。

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。

フレーム規定部４０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４０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４０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。なお、フレーム規定部４０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。

選択部４２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４２は、フレーム規定部４０にて規定されたフレームを受けつける。選択部４２は、ＲＦ部２２、変復調部２４を介して、図示しない他の基地局装置１０あるいは端末装置からの復調結果を入力する。選択部４２は、入力した復調結果のうち、他の基地局装置１０からの復調結果を抽出する。選択部４２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４２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４２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。

図３（ｂ）は、第１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１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１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１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１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。

図３（ｃ）は、第２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２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２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３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３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３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４２は、選択したサブフレームの番号を生成部４６へ出力する。

生成部４６は、選択部４２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。

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４６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。

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、基地局装置１０、車載用端末装置、携帯用端末装置のいずれかが示される。携帯用端末装置が示されている場合は、車両１２に非搭載であることや、歩行者１６に携帯されていることに相当する。選択部４２が、入力した復調結果のうち、他の基地局装置１０からの復調結果を抽出する場合に、選択部４２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。

ネットワーク通信部３４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３４は、ネットワーク２０２から、例えば、渋滞情報や工事情報を受けつける。生成部４６は、ネットワーク通信部３４から、渋滞情報や工事情報を取得し、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。なお、基地局装置１０が設置された交差点の位置情報（以下、「交差点位置情報」という）もデータペイロードに含まれてもよい。交差点位置情報は、基地局装置１０の位置情報ともいえる。制御部３０は、基地局装置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、ハードウエアとソフトウエア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６は、車両１２に搭載された車載用端末装置１４の構成を示す。車載用端末装置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、生成部６２、転送決定部６４、取得部６６、通知部６８を含み、タイミング特定部６０は、抽出部７０、キャリアセンス部７２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、差異を中心に説明する。

変復調部５４、処理部５６は、図示しない他の車載用端末装置１４、図示しない携帯用端末装置、図示しない基地局装置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５４、処理部５６は、路車送信期間において、基地局装置１０からのパケット信号を受信する。また、変復調部５４、処理部５６は、車車送信期間において、他の車載用端末装置１４や携帯用端末装置からのパケット信号を受信する。

抽出部７０は、変復調部５４からの復調結果が、図示しない基地局装置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７０は、図１のエリア２１２内に存在すると推定する。抽出部７０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４０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７０は、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。

一方、抽出部７０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７０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７０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７０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７２へ出力する。抽出部７０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７２に指示する。

キャリアセンス部７２は、抽出部７０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７２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７２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７２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７２は、送信タイミングを決定する。キャリアセンス部７２は、抽出部７０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７２は、決定した送信タイミングを生成部６２へ通知する。

取得部６６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、図示しない車両１２、つまり車載用端末装置１４が搭載された車両１２の存在位置、進行方向、移動速度等（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６６は、位置情報を生成部６２へ出力する。

転送決定部６４は、メッセージヘッダの転送を制御する。転送決定部６４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車載用端末装置１４や携帯用端末装置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６４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６４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６４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６４は、再利用回数を「１」増加させる。

生成部６２は、取得部６６から位置情報を受けつけ、転送決定部６４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７２において決定した送信タイミングにて、変復調部５４、ＲＦ部５２、アンテナ５０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。なお、送信タイミングは、車車送信期間に含まれている。

通知部６８は、路車送信期間において、図示しない基地局装置１０からのパケット信号を取得するとともに、車車送信期間において、図示しない他の車載用端末装置１４や携帯用端末装置からのパケット信号を取得する。通知部６８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や歩行者１６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。また、通知部６８は、抽出部において抽出した渋滞情報や工事情報を運転者に通知する。例えば、車両１２に搭載されたナビゲーション装置に地図情報が表示されている場合、通知部６８は、地図上に渋滞や工事の存在を表示させる。また、通知部６８は、これらの情報をスピーカから出力してもよい。制御部５８は、車載用端末装置１４全体の動作を制御する。

図７は、歩行者１６に携帯された携帯用端末装置１１０の構成を示す。携帯用端末装置１１０は、アンテナ１２０、ＲＦ部１２２、変復調部１２４、処理部１２６、制御部１２８を含む。また、処理部１２６は、タイミング制御部１３０、生成部１３２、転送決定部１３４、取得部１３６、通知部１３８を含み、タイミング制御部１３０は、初期化部１４０、第１処理部１４２、第２処理部１４４、第３処理部１４６、第４処理部１４８、抽出部１５０を含む。アンテナ１２０、ＲＦ部１２２、変復調部１２４、抽出部１５０、転送決定部１３４、取得部１３６、生成部１３２は、図６のアンテナ５０、ＲＦ部５２、変復調部５４、抽出部７０、転送決定部６４、取得部６６、生成部６２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。

初期化部１４０は、所定期間にわたってパケット信号を受信していない場合、つまり前述の初期状況において、ＲＦ部１２２、変復調部１２４、処理部１２６に対して、間欠的な受信処理を実行させる。間欠的な受信処理は、例えば、１００ｍｓｅｃの１フレームにて受信処理を実行した後、これにつづく９００ｍｓｅｃにわたって受信処理を停止するようになされる。このような処理は、「初期処理」といわれる。また、初期化部１４０は、初期状態において、ＲＦ部１２２、変復調部１２４、処理部１２６に対して、パケット信号の報知を停止させる。なお、受信されるパケット信号は、図５（ａ）−（ｂ）に示したようにメッセージヘッダにつづいてデータペイロードを配置し、かつデータヘッダには、送信ノード種別が含まれている。送信ノード種別は、基地局装置１０、車載用端末装置１４、携帯用端末装置１１０のいずれかであることを示しており、これは、報知元になる無線装置の使用状況に関する情報ともいえる。

初期化部１４０は、初期状況においてパケット信号を受信した場合に、送信ノード種別が車載用端末装置１４を示していれば、ＲＦ部１２２、変復調部１２４、処理部１２６に対して、パケット信号の残りの部分に対する受信処理を中止させる。初期化部１４０は、初期状況からグループ通信状況への移行を決定し、決定内容を第１処理部１４２に通知する。初期化部１４０は、初期状況においてパケット信号を受信した場合に、送信ノード種別が他の携帯用端末装置１１０を示していれば、ＲＦ部１２２、変復調部１２４、処理部１２６に対して、パケット信号の残りの部分に対する受信処理を継続させる。初期化部１４０は、初期状況からグループ通信状況への移行を決定し、決定内容を第２処理部１４４に通知する。さらに、初期化部１４０は、パケット信号の残りの部分に対する受信処理の結果を第２処理部１４４に取得させる。

第１処理部１４２は、初期化部１４０からグループ通信状況への移行を通知された場合、ＲＦ部１２２、変復調部１２４、処理部１２６に対して、連続的な受信処理を実行させるとともに、パケット信号の報知を開始させる。具体的に説明すると、第１処理部１４２は、グループＩＤを新規に生成する。例えば、グループＩＤはランダムに生成される。グループＩＤを生成することは、複数の携帯用端末装置１１０が含まれうるグループを生成することに相当する。また、第１処理部１４２は、メンバー数「１」を設定する。ここで、「１」は、初期値に相当する。なお、初期値は、「１」以外の値であってもよい。第１処理部１４２は、グループＩＤとメンバー数の情報がデータペイロードに含まれたパケット信号の生成および報知を生成部１３２へ指示する。ここで、パケット信号の報知は、車載用端末装置１４と同様に、車車送信期間においてＣＳＭＡ方式によってなされる。第１処理部１４２は、これらの処理終了後、その旨を第３処理部１４６および第４処理部１４８へ通知する。

第２処理部１４４は、初期化部１４０からグループ通信状況への移行を通知された場合、ＲＦ部１２２、変復調部１２４、処理部１２６に対して、連続的な受信処理を実行させるとともに、パケット信号の報知を開始させる。具体的に説明すると、第２処理部１４４は、パケット信号のデータペイロードに含まれたグループＩＤとメンバー数の情報を抽出する。第２処理部１４４は、グループＩＤを維持する。これは、他の携帯用端末装置１１０によって生成されたグループに参加することに相当する。また、第２処理部１４４は、抽出したメンバー数をインクリメントすることによって、「１」を加算させる。第２処理部１４４は、グループＩＤとメンバー数の情報がデータペイロードに含まれたパケット信号の生成および報知を生成部１３２へ指示する。ここで、パケット信号の報知は、第１処理部１４２からの指示の場合と同様になされる。第２処理部１４４は、これらの処理終了後、その旨を第３処理部１４６および第４処理部１４８へ通知する。

第３処理部１４６は、第１処理部１４２あるいは第２処理部１４４からパケット信号の報知終了の通知を受けつけた後、パケット信号を受信した場合に、送信ノード種別が他の携帯用端末装置１１０を示していれば、データペイロードの内容を確認する。第３処理部１４６は、データペイロードに含まれたグループＩＤを確認する。第３処理部１４６は、当該グループＩＤが、第１処理部１４２あるいは第２処理部１４４からの指示によって既に報知したパケット信号のデータペイロードに含まれたグループＩＤと同一であれば、ＲＦ部１２２、変復調部１２４、処理部１２６に対して、パケット信号の報知を停止させる。一方、第３処理部１４６は、当該グループＩＤが、第１処理部１４２あるいは第２処理部１４４からの指示によって既に報知したパケット信号のデータペイロードに含まれたグループＩＤと異なっていれば、第２処理部１４４と同様の処理を実行する。なお、第３処理部１４６は、既に属しているグループＩＤの報知が続いている間、既に属しているグループＩＤと異なったグループＩＤを取得しても、ＲＦ部１２２、変復調部１２４、処理部１２６に対して、パケット信号の報知を停止させてもよい。これ以降にパケット信号を受信した場合も、第３処理部１４６は、同様の処理を実行する。また、生成部４６は、他の携帯用端末装置１１０からのパケット信号を受信したことを第４処理部１４８へ通知する。

第４処理部１４８は、第１処理部１４２あるいは第２処理部１４４からパケット信号の報知終了の通知を受けつけた場合、あるいは第３処理部１４６からパケット信号の受信の通知を受けつけた場合、タイマを「０」に戻して再び開始させる。つまり、第４処理部１４８は、通知を受けてからの期間を測定する。第４処理部１４８は、タイマ値がしきい値よりも大きくなった場合、既に報知したパケット信号のデータペイロードに含まれたグループＩＤとは異なった新たなグループＩＤを生成する。これは、通知を受けつけた後、所定期間にわたってパケット信号を受信しない場合の処理に相当する。また、第４処理部１４８は、メンバー数「１」を設定する。

さらに、第４処理部１４８は、新たなグループＩＤ、メンバー数「１」の情報、既に報知したパケット信号のデータペイロードに含まれたグループＩＤ（以下、「旧グループＩＤ」という）、旧グループＩＤに対する最新のメンバー数の情報とがデータペイロードに含まれたパケット信号の生成および報知を生成部１３２へ指示する。ここで、パケット信号の報知は、第１処理部１４２からの指示の場合と同様になされる。第４処理部１４８は、これらの処理終了後、その旨を第３処理部１４６へ通知する。このような第４処理部１４８の処理は、グループＩＤの自発的な更新に相当する。一方、第３処理部１４６が新たなグループＩＤを取得した場合に、第３処理部１４６によってメンバー数をインクリメントする処理は、グループＩＤの強制的な更新に相当する。なお、第４処理部１４８は、送信ノード種別が車載用端末装置１４を示したパケット信号を受信していなければ、初期化部１４０に初期処理の実行を指示してもよい。

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、通信システム１００による通信手順を示すシーケンス図である。第１携帯用端末装置１１０ａは、初期処理を実行し（Ｓ１０）、第２携帯用端末装置１１０ｂは、初期処理を実行し（Ｓ１２）、第３携帯用端末装置１１０ｃは、初期処理を実行する（Ｓ１４）。第１携帯用端末装置１１０ａは、車載用端末装置１４からのパケット信号を受信する（Ｓ１６）。第１携帯用端末装置１１０ａは、グループＩＤを生成する（Ｓ１８）。第１携帯用端末装置１１０ａは、パケット信号を報知する（Ｓ２０）。第２携帯用端末装置１１０ｂは、メンバー数をインクリメントする（Ｓ２２）。

第２携帯用端末装置１１０ｂは、パケット信号を報知する（Ｓ２４）。第３携帯用端末装置１１０ｃは、メンバー数をインクリメントする（Ｓ２６）。第３携帯用端末装置１１０ｃがパケット信号を報知した後、所定期間にわたってパケット信号の受信がないことが第２携帯用端末装置１１０ｂによって検出される（Ｓ２８）。第２携帯用端末装置１１０ｂは、新たなグループＩＤを生成する（Ｓ３０）。第２携帯用端末装置１１０ｂは、パケット信号を報知する（Ｓ３２）。第１携帯用端末装置１１０ａは、メンバー数をインクリメントする（Ｓ３４）。第１携帯用端末装置１１０ａは、パケット信号を報知する（Ｓ３６）。第３携帯用端末装置１１０ｃは、メンバー数をインクリメントする（Ｓ３８）。

図９は、携帯用端末装置１１０によるグループ形成への移行手順を示すフローチャートである。初期化部１４０は、間欠受信および送信停止をＲＦ部１２２、変復調部１２４、処理部１２６に対して指示する（Ｓ５０）。ＲＦ部１２２、変復調部１２４、処理部１２６が端末装置からのパケット信号を受信しなければ（Ｓ５２のＮ）、ステップ５０に戻る。一方、ＲＦ部１２２、変復調部１２４、処理部１２６が端末装置からのパケット信号を受信すれば（Ｓ５２のＹ）、第１処理部１４２あるいは第２処理部１４４は、グループを形成する（Ｓ５４）。

図１０は、携帯用端末装置１１０による初期のグループ形成手順を示すフローチャートである。パケット信号の報知元が車載用端末装置１４であれば（Ｓ７０のＹ）、初期化部１４０は、ＲＦ部１２２、変復調部１２４、処理部１２６に対して当該パケット信号に対する処理を中止させる（Ｓ７２）。第１処理部１４２は、グループＩＤを生成するとともに、メンバー数を「１」に設定する（Ｓ７４）。生成部１３２は、第１処理部１４２からの指示に応じてパケット信号を生成する（Ｓ７６）。パケット信号の報知元が車載用端末装置１４でなければ（Ｓ７０のＮ）、第２処理部１４４は、当該パケット信号を最後まで処理し、グループＩＤとメンバー数とを抽出する（Ｓ７８）。第２処理部１４４は、メンバー数をインクリメントする（Ｓ８０）。生成部１３２は、第２処理部１４４からの指示に応じてパケット信号を生成する（Ｓ８２）。

図１１は、携帯用端末装置１１０によるグループ内での通信手順を示すフローチャートである。ＲＦ部１２２、変復調部１２４、処理部１２６は、パケット信号を受信する（Ｓ１００）。既に報知したグループＩＤが含まれていなければ（Ｓ１０２のＮ）、第３処理部１４６は、メンバー数をインクリメントする（Ｓ１０４）。生成部１３２は、第３処理部１４６からの指示に応じてパケット信号を生成する（Ｓ１０６）。既に報知したグループＩＤが含まれていれば（Ｓ１０２のＹ）、第３処理部１４６は、メンバー数を記憶する（Ｓ１０８）。

図１２は、携帯用端末装置１１０によるグループの継続手順を示すフローチャートである。所定期間にわたってパケット信号の受信がなければ（Ｓ１２０のＹ）、第４処理部１４８は、新たなグループＩＤを生成し、メンバー数を「１」に設定する（Ｓ１２２）。第４処理部１４８は、それまでのグループＩＤ、最終メンバー数をデータペイロードに格納する（Ｓ１２４）。生成部１３２は、第４処理部１４８からの指示に応じてパケット信号を生成する（Ｓ１２６）。一方、パケット信号の受信があれば（Ｓ１２０のＮ）、ステップ１２２からステップ１２６はスキップされる。

本発明の実施例によれば、所定期間にわたってパケット信号を受信していなければ、間欠的な受信処理を実行するとともに、送信を停止するので、トラヒック量を低減するとともに、消費電力を低減できる。また、パケット信号を受信したときに、連続的な受信処理を実行するので、パケット信号を受信し損ねる確率を低減できる。また、パケット信号を受信したときに、送信を開始するので、存在を周囲に通知できる。また、存在が周囲に通知されるので、車両に衝突される確率を低減できる。また、送信ノード種別が車載を示していれば、残りの部分に対する受信処理を中止するので、消費電力を低減できる。また、送信ノード種別が携帯を示していれば、データペイロードに対する受信処理を継続するので、データペイロードの内容を取得できる。

また、送信ノード種別が車載を示していれば、グループＩＤを生成してパケット信号に含めるので、グループを新たに形成できる。また、送信ノード種別が携帯を示していれば、メンバー数をインクリメントしてパケット信号に含めるので、グループに参加できる。また、既に報知したパケット信号のグループＩＤと同一のグループＩＤを取得しても、パケット信号を報知しないので、パケット信号の報知機会を抑制できる。また、パケット信号の報知機会が抑制されるので、トラヒックの増加を抑制できる。また、パケット信号の報知機会が抑制されるので、消費電力を低減できる。また、パケット信号の報知後、所定期間にわたってパケット信号を受信しない場合に、新たなグループＩＤを生成してパケット信号に含めるので、グループを継続できる。

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、生成部６２において生成されるパケット信号のデータペイロードには、本携帯用端末装置１１０だけの位置情報が含まれている。しかしながらこれに限らず例えば、生成部６２は、パケット信号のデータペイロードに、グループに含まれた他の携帯用端末装置１１０の位置情報を含ませてもよい。本変形例によれば、当該パケット信号を受信した車載用端末装置１４は、歩行者の存在位置を認識できる。

本発明の実施例において、車載用端末装置１４におけるＲＦ部５２と、携帯用端末装置１１０におけるＲＦ部１２２との機能は同様であるとしている。しかしながらこれに限らず例えば、両者のパラメータは異なっていてもよい。ＲＦ部１２２の受信感度は、ＲＦ部５２の受信感度よりも低くてもよい。ＲＦ部５２の受信ダイナミックレンジが、−０ｄＢｍ〜−８０ｄＢｍである場合、ＲＦ部１２２の受信ダイナミックレンジが、−０ｄＢｍ〜−２０ｄＢｍであるとされる。本変形例によれば、ＲＦ部５２の受信ダイナミックレンジが高いので、歩行者の存在を検出しやすくできる。また、ＲＦ部１２２の受信感度が低いので、携帯用端末装置１１０のコストを低減できる。

本発明の実施例において、グループを形成するために、グループＩＤが使用される。しかしながらこれに限らず例えば、グループＩＤの代わりに、受信強度が最大の基地局装置１０の情報や車載用端末装置１４の情報が使用されてもよい。本変形例によれば、グループＩＤを使用しなくてもグループを特定できる。

本発明の実施例において、グループに含まれうるメンバー数の最大値を規定していない。しかしながらこれに限らず例えば、メンバー数の最大値を規定してもよい。本変形例によれば、グループの規模が大きくなりすぎることを抑制できる。

１０ 基地局装置、 １２ 車両、 １４ 車載用端末装置、 １６ 歩行者、 １００ 通信システム、 １１０ 携帯用端末装置、 １２０ アンテナ、 １２２ ＲＦ部、 １２４ 変復調部、 １２６ 処理部、 １２８ 制御部、 １３０ タイミング制御部、 １３２ 生成部、 １３４ 転送決定部、 １３６ 取得部、 １３８ 通知部、 １４０ 初期化部、 １４２ 第１処理部、 １４４ 第２処理部、 １４６ 第３処理部、 １４８ 第４処理部、 １５０ 抽出部、 ２０２ ネットワーク。

本発明によれば、衝突確率を低減するとともに、消費電力も低減できる。

Claims (5)

1. 他の無線装置からのパケット信号を受信する受信部と、
   パケット信号を報知する報知部と、
   前記受信部が所定期間にわたってパケット信号を未受信である場合に、前記受信部に対して間欠的な受信処理を実行させるとともに、前記報知部に対してパケット信号の報知を停止させる制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記受信部が間欠的な受信処理を実行している状況においてパケット信号を受信した場合に、前記受信部に対して連続的な受信処理を実行させるとともに、前記報知部に対してパケット信号の報知を開始させ、
   前記受信部において受信されるパケット信号は、ヘッダにつづいてペイロードを配置し、かつヘッダには、報知元になる他の無線装置の使用状況に関する情報が含まれており、
   前記受信部は、間欠的な受信処理を実行している状況においてパケット信号を受信した場合に、ヘッダに含まれた情報によって他の無線装置が車両に搭載されていることが示されていれば、残りの部分に対する受信処理を中止することを特徴とする無線装置。
2. 前記受信部は、間欠的な受信処理を実行している状況においてパケット信号を受信した場合に、ヘッダに含まれた情報によって他の無線装置が車両に非搭載であることが示されていれば、残りの部分に対する受信処理を継続することを特徴とする請求項１に記載の無線装置。
3. 前記制御部は、
   前記受信部が間欠的な受信処理を実行している状況においてパケット信号を受信した場合に、ヘッダに含まれた情報によって他の無線装置が車両に搭載されていることが示されていれば、グループＩＤとメンバー数の初期値がペイロードに含まれたパケット信号を前記報知部に報知させる第１処理部と、
   前記受信部が間欠的な受信処理を実行している状況においてパケット信号を受信した場合に、ヘッダに含まれた情報によって他の無線装置が車両に非搭載であることが示されていれば、パケット信号のペイロードに含まれたグループＩＤとメンバー数の情報を抽出し、当該グループＩＤとインクリメントしたメンバー数の情報がペイロードに含まれたパケット信号を前記報知部に報知させる第２処理部と、
   前記第１処理部あるいは前記第２処理部が前記報知部にパケット信号を報知させた後、前記受信部がパケット信号を受信した場合に、パケット信号のペイロードに含まれたグループＩＤが、既に報知したパケット信号のペイロードに含まれたグループＩＤと同一であれば、前記報知部に対してパケット信号の報知を停止させる第３処理部と、
   を備えることを特徴とする請求項２に記載の無線装置。
4. 前記制御部は、
   前記第１処理部あるいは前記第２処理部が前記報知部にパケット信号を報知させた後、前記受信部が所定期間にわたってパケット信号を未受信である場合に、既に報知したパケット信号のペイロードに含まれたグループＩＤとは異なった新たなグループＩＤと、メンバー数の初期値と、既に報知したパケット信号のペイロードに含まれたグループＩＤと、既に報知したパケット信号のペイロードに含まれたグループＩＤに対する最新のメンバー数の情報がペイロードに含まれたパケット信号を前記報知部に報知させる第４処理部と、
   を備えることを特徴とする請求項３に記載の無線装置。
5. 前記制御部は、前記報知部に報知させるパケット信号のペイロードに、グループに含まれた無線装置の位置情報も含ませることを特徴とする請求項３または４に記載の無線装置。

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