JP6072328B2 - 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送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。車車間通信では、車載器間で情報が通信される（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−２０２９１３号公報

路側機、車載器に加えて、歩行者に携帯される歩行者端末からも情報が送信される場合、各装置に対して送信機会の確保が望まれる。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数種類の無線装置から信号が送信される場合に、他種の無線装置への影響を低減する技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の端末装置は、待ち時間を設定する設定部と、設定部において設定した待ち時間にわたって、キャリアセンスを実行するキャリアセンス部と、キャリアセンス部におけるキャリアセンスの結果をもとに、パケット信号を送信する送信部とを備える。送信部から送信されるパケット信号の伝送レートは、他種の端末装置がキャリアセンスの結果をもとに送信するパケット信号の伝送レートよりも高い。

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、複数種類の無線装置から信号が送信される場合に、他種の無線装置への影響を低減できる。

本発明の実施例１に係る通信システムの構成を示す図である。 図１の路側機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３（ａ）−（ｄ）に示されたフォーマットの別の表示を示す図である。 図５（ａ）−（ｂ）は、図３（ａ）−（ｄ）と図４のサブフレームの構成を示す図である。 図６（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のフォーマットを示す図である。 図１の通信システムにおいて規定されるパケット信号のフォーマットを示す別の図である。 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９の携帯用端末装置の動作を示す図である。 図９の携帯用端末装置から送信されるアプリケーションデータのデータ構成を示す図である。

（実施例１）
本発明の実施例を具体的に説明する前に、基礎となった知見を説明する。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路側機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。このような通信システムは、ＩＴＳ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｙｓｔｅｍｓ）とも呼ばれる。通信システムは、ＩＥＥＥ８０２．１１等の規格に準拠した無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）と同様に、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ｗｉｔｈ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）と呼ばれるアクセス制御機能を使用する。そのため、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。一方、ＩＴＳでは、不特定多数の端末装置へ情報を送信する必要がある。そのような送信を効率的に実行するために、本通信システムは、パケット信号をブロードキャスト送信する。

車車間通信として、端末装置は、車両の速度あるいは位置等の情報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、前述の情報をもとに車両の接近等を認識する。さらに、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。ここで、路車間通信と車車間通信との干渉を低減するために、路側機は、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。路側機は、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、当該路側機がパケット信号をブロード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（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。その結果、路車間通信と車車間通信とが時分割多重される。なお、路側機からの制御情報を受信できない端末装置、つまり路側機によって形成されたエリアの外に存在する端末装置は、フレームの構成に関係なくＣＳＭＡ方式にてパケット信号を送信する。

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。これに対応するために、端末装置は、車載される他に歩行者にも携帯される。歩行者が車両に追突されることを防止するために、歩行者に携帯される端末装置は、車載の端末装置に対して、存在している位置を通知する。一方、歩行者に携帯される端末装置は、バッテリで駆動するので、車載の端末装置と比較して処理量の低減が必要とされる。例えば、他の車両の接近は歩行者に対して通知されない。車載の端末装置、歩行者に携帯される端末装置が混在する環境下において、各装置に送信機会が確保されることが望まれる。

次に、本実施例の概略を説明する。以下では、車載の端末装置を「車載用端末装置」といい、歩行者に携帯される端末装置を「携帯用端末装置」という。また、車載用端末装置と携帯用端末装置とを区別せずに「端末装置」ということもあり、車載用端末装置と携帯用端末装置とを総称して「端末装置」ということもある。例えば、携帯用端末装置は、バッテリ駆動である。ここでは、携帯用端末装置の低消費電力化を目的として、携帯用端末装置は、パケット信号をブロードキャスト送信するだけであり、車両の接近を歩行者に通知しないものとする。なお、以下では、携帯用端末装置を使用する場合であっても、車車間通信、路車間通信というものとする。

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方式を実行する。携帯用端末装置が追加される場合であっても、車載用端末装置間の通信に与える影響を抑制することが望まれる。これに対応するために、車載用端末装置が使用する変調方式よりも、携帯用端末装置が使用する変調方式の伝送レートが高くなるよう規定される。例えば、車載用携帯端末はＱＰＳＫを使用し、携帯用端末装置は１６ＱＡＭを使用するよう規定される。その結果、車載用端末装置と携帯用端末装置でアプリケーションデータサイズが同じであっても、ブロードキャスト送信時のバースト信号長において、後者が前者よりも短くなるため、後者は前者よりも周波数リソースを使用する時間が短くなり、他の装置に送信機会が確保されやすくなる。以下では、ブロードキャスト送信あるいは報知を送信ということもある。

図１は、本発明の実施例１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、路側機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、ネットワーク２０２を含む。ここでは、第１車両１２ａのみに示しているが、各車両１２には、車載用端末装置１４が搭載されている。また、第１歩行者１６ａのみに示しているが、各歩行者１６には、携帯用端末装置１８が携帯されている。さらに、エリア２１２が、路側機１０の周囲に形成され、エリア外２１４が、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において、路側機１０は、交差点に固定して設置される。路側機１０は、端末装置間の通信を制御する。路側機１０は、図示しないＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星から受信した信号、あるいは図示しない他の路側機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。

路側機１０は、フレーム中の複数のサブフレームのうち、他の路側機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。路側機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。路側機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。路車送信期間において、複数のパケット信号が報知されることもある。また、パケット信号には、例えば、事故情報、渋滞情報、信号情報等が含まれる。なお、パケット信号には、路車送信期間が設定されたタイミングに関する情報およびフレームに関する制御情報も含まれる。

車載用端末装置１４は、前述のごとく、車両１２に搭載され移動可能である。車載用端末装置１４は、路側機１０からのパケット信号を受信すると、エリア２１２に存在すると推定する。車載用端末装置１４は、エリア２１２に存在する場合、パケット信号に含まれた制御情報、特に路車送信期間が設定されたタイミングに関する情報およびフレームに関する情報をもとに、フレームを生成する。その結果、複数の車載用端末装置１４のそれぞれにおいて生成されるフレームは、路側機１０において生成されるフレームに同期する。車載用端末装置１４は、路車送信期間とは異なった期間である車車送信期間においてパケット信号を報知する。ここで、車車送信期間においてＣＳＭＡ／ＣＡが実行される。一方、車載用端末装置１４は、エリア外２１４に存在していると推定した場合、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、車載用端末装置１４は、他の車載用端末装置１４からのパケット信号を受信することによって、他の車載用端末装置１４が搭載された車両の接近を運転者へ通知する。

歩行者１６は、携帯用端末装置１８を携帯する。携帯用端末装置１８は、車載用端末装置１４と同様の処理を実行する。しかしながら、携帯用端末装置１８は、処理を簡易にするために、車両等の接近を通知しなくてもよい。

図２は、路側機１０の構成を示す。路側機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。また、処理部２６は、フレーム規定部３２、選択部３４、生成部３６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路側機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。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、他の路側機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。Ｎは、８以外であってもよい。図３（ｂ）−（ｄ）の説明は、後述し、図２に戻る。

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。また、選択部３４は、図示しないインターフェイスを介して、選択したサブフレームに関する指示を受けつける。選択部３４は、指示に対応したサブフレームを選択する。これとは別に、選択部３４は、自動的にサブフレームを選択してもよい。その際、選択部３４は、ＲＦ部２２、変復調部２４を介して、図示しない他の路側機１０あるいは車載用端末装置１４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、他の路側機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、他の路側機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。

図３（ｂ）は、第１路側機１０ａによって生成されるフレームの構成を示す。第１路側機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路側機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、車載用端末装置１４がパケット信号を報知可能な期間である。つまり、第１路側機１０ａは、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車載用端末装置１４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路側機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路側機１０ｂによって生成されるフレームの構成を示す。第２路側機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路側機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路側機１０ｃによって生成されるフレームの構成を示す。第３路側機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路側機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、複数の路側機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４は、図３（ａ）−（ｄ）に示されたフォーマットの別の表示を示す。ここでは、サブフレーム数Ｎを「１６」としている。図４に示されたフレームのフォーマットは、図３（ａ）−（ｄ）と同様であり、表示が異なるだけである。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。

生成部３６は、選択部３４から、サブフレームの番号を受けつける。生成部３６は、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パケット信号を生成する。ひとつの路車送信期間において複数のパケット信号が送信される場合、生成部３６は、それらを生成する。図５（ａ）−（ｂ）は、サブフレームの構成を示す。図５（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５（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。ＲＳＵパケット信号は、路側機１０から送信されるパケット信号である。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６（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のフォーマットを示す。図６（ａ）のパケット信号は、先頭から順に、「ＰＬＣＰプリアンブル」、「Ｓｉｇｎａｌ」、「Ｓｅｖｉｃｅ」、「ＭＡＣヘッダ」、「ＬＬＣヘッダ」、「ＩＲ制御ヘッダ」、「レイヤ７ヘッダ」、「ＥＬヘッダ」、「ペイロード」、「ＦＣＳ」、「Ｔａｉｌ」を配置する。図６（ｂ）は、ＩＲ制御ヘッダの構成を示す。ＩＲ制御ヘッダは、先頭から順に、「バージョン」、「識別情報」、「同期情報」、「予約」、「送信時刻」、「路車間通信期間情報」、「拡張領域」を配置する。

図７に示すように、レイヤ７ヘッダは、先頭から順に、「バージョン」、「セキュリティ区分情報」、「予約」、「アプリケーション関連情報」を配置する。この時、「アプリケーション関連情報」には当該パケットの宛先、例えば車載用端末装置１４若しくは携帯用端末装置１８等へのブロードキャスト送信であれば「移動局」、路側機１０から特定の路側機１０への送信であれば「基地局」が識別できる情報を設定することができる。これにより車載用端末装置１４や、携帯用端末装置１８は無線機内で処理すべきパケットか否かを判定し、「移動局」宛のものだけを処理し、それ以外を廃棄することができる。これにより、無線機の処理負荷を低減することが可能となる。図２に戻る。

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、路側機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８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、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。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。

変復調部４４、処理部４６は、図示しない他の端末装置や路側機１０からのパケット信号を受信する。なお、変復調部４４、処理部４６は、路車送信期間において、路側機１０からのパケット信号を受信する。変復調部４４、処理部４６は、車車送信期間において、他の車載用端末装置１４および携帯用端末装置１８からのパケット信号を受信する。

抽出部５２は、変復調部４４からの復調結果が、図示しない路側機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をもとに、フレームを生成する。その結果、抽出部５２は、路側機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。パケット信号の報知元が、他の車載用端末装置１４および携帯用端末装置１８である場合、抽出部５２は、同期したフレームの生成処理を省略する。抽出部５２は、エリア２１２内に存在する場合、使用されている路車送信期間を特定した後、残りの車車送信期間を特定する。抽出部５２は、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。

一方、抽出部５２は、路側機１０からのパケット信号を受けつけていない場合、つまり路側機１０に同期したフレームを生成していない場合、図１のエリア外２１４に存在すると推定する。抽出部５２は、エリア外２１４に存在する場合、フレームの構成と無関係のタイミングを選択し、フレームの構成に関係のない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。

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、車車送信期間内でＣＳＭＡ／ＣＡを開始することによって送信タイミングを決定する。これは、路車送信期間に対してＮＡＶ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ｖｅｃｔｏｒ）を設定し、ＮＡＶを設定した期間以外でキャリアセンスを実行することに相当する。一方、キャリアセンス部５４は、抽出部５２から、フレームの構成に関係のない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／ＣＡ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変復調部４４、ＲＦ部４２へ通知し、パケット信号をブロードキャスト送信させる。

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、車載用端末装置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。

転送決定部５６は、制御情報の転送を制御する。制御情報は、例えば、ＩＲ制御ヘッダに相当する。転送決定部５６は、制御情報のうち、転送対象となる情報を抽出する。転送決定部５６は、抽出した情報をもとに、転送すべき情報を生成する。ここでは、この処理の説明を省略する。転送決定部５６は、転送すべき情報、つまり制御情報のうちの一部を生成部６２に出力する。

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から制御情報の一部を受けつける。生成部６２は、図６（ａ）−（ｂ）に示されたフォーマットを使用し、位置情報をデータペイロードに格納する。生成部６２は、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、パケット信号をブロードキャスト送信する。

通知部６０は、抽出部５２を介して、図示しない路側機１０からのパケット信号を取得するとともに、図示しない他の車載用端末装置１４および携帯用端末装置１８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。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。

図９は、歩行者１６に携帯された携帯用端末装置１８の構成を示す。携帯用端末装置１８は、アンテナ７０、ＲＦ部７２、変復調部７４、処理部７６、制御部７８を含む。また、処理部７６は、取得部８０、生成部８２、タイミング特定部８４、報知部９２を含み、タイミング特定部８４は、抽出部８６、設定部８８、キャリアセンス部９０を含む。制御部７８は、送信時のパラメータを決定し、生成部８２に出力する。取得部８０は、図８の取得部５８と同様に、位置情報を取得する。取得部８０は、位置情報を生成部８２に出力する。生成部８２は、制御部７８からのパラメータにしたがって、取得部８０から取得した位置情報をもとに、送信すべきパケット信号を生成する。

変復調部７４、処理部７６は、図８の変復調部４４、処理部４６と同様に、図示しない他の端末装置や路側機１０からのパケット信号を受信する。特に、変復調部７４、処理部７６は、路車送信期間と車車送信期間とが少なくとも含まれたフレームのうち、路車送信期間において路側機１０からのパケット信号であって、かつフレーム構成に関する情報が含まれたパケット信号を受信する。抽出部８６は、抽出部５２と同様に、変復調部７４からの復調結果が、図示しない路側機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。また、抽出部８６は、車車送信期間を特定し、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設定部８８へ出力する。一方、抽出部８６は、フレームの構成と無関係のタイミングを選択すると、フレームが規定されていないことを設定部８８に指示する。

設定部８８は、生成部８２がパケット信号を生成した際に、抽出部８６から受けつけたフレームおよびサブフレームのタイミングと、抽出部８６から受けつけた車車送信期間に関する情報にしたがって、車載用端末装置１４と同様に、車車送信期間にて、キャリアセンスのためのランダム待ち時間を設定する。一方、フレームが規定されていない場合、全期間にてキャリアセンスのためのランダム待ち時間の設定を行う。図１０は、携帯用端末装置１８の動作を示す。横軸が時間を示す。ビジーは、他の装置からの信号を受信している状態を示す。

ビジー状態が終了した後、ＤＩＦＳ（ＤＣＦ ＩＦＳ）の間にわたって待機がなされる。さらに、ＤＩＦＳ終了後、ランダムに選択したコンテンションウインドウとスロットサイズ分をかけあわせたランダムバックオフの間にわたっても待機がされる。ランダムバックオフが前述のランダム待ち時間に相当する。この間に、信号を受信しなかった場合に、パケット信号が報知部９２によって送信される。図９に戻る。つまり、キャリアセンス部９０は、設定部８８において設定したランダム待ち時間とＤＩＦＳとにわたって、キャリアセンスを実行する。変復調部７４、ＲＦ部７２は、キャリアセンス部９０におけるキャリアセンスの結果をもとに、パケット信号を報知する。

携帯用端末装置１８には、車載用端末装置１４からのパケット信号の送信に及ぼす影響を低減することが望まれる。これに対応するため、設定部８８は、車載用端末装置１４にて使用される変調方式よりも、変調多値数の大きい変調方式を使用する。これは、報知部９２から送信されるパケット信号の伝送レートは、車載用端末装置１４が送信するパケット信号の伝送レートよりも高いことに相当する。具体的に説明すると、車載用端末装置１４の変調方式がＱＰＳＫである場合、設定部８８によって設定される変調方式の一例は、１６ＱＡＭである。なお、伝送レートとして、変調方式だけではなく、符号化率が考慮されてもよい。一方、アプリケーションデータサイズ、送信周期、送信電力、キャリアセンスレベル等のパラメータに関して、車載用端末装置１４と携帯用端末装置１８には同じ値が設定される。

例えば、アプリケーションデータサイズとして１００バイト、送信周期として１００ミリ秒、送信電力として１０ｍＷ／ＭＨｚ、キャリアセンスレベルとして−８５ｄＢｍが設定される。車載用端末装置１４と携帯用端末装置１８においてアプリケーションデータサイズが同一であっても、携帯用端末装置１８では、車載用端末装置１４よりも高い伝送レートの変調方式を使用するので、前者のパケット信号長は後者のパケット信号長よりも短くなる。その結果、携帯用端末装置１８が周波数リソースを使用する時間は、車載用端末装置１４が周波数リソースを使用する時間よりも短くなる。

本発明の実施例によれば、車載用端末装置よりも、携帯用端末装置に対して伝送レートの高い変調方式を使用するので、アプリケーションデータサイズが同一であってもパケット信号長を短くできる。パケット信号長が短くなるので、周波数リソースを使用する時間を短くできる。また、周波数リソースを使用する時間が短くなるようなパラメータが設定されるので、携帯用端末装置が追加される場合であっても、同一周波数を使用して送信を行う車載用端末装置の送信に与える影響を抑制できる。

（実施例２）
次に、本発明の実施例２を説明する。実施例２は、実施例１と同様に、車載用端末装置間の通信に与える影響を抑制するための携帯用端末装置に関する。実施例１では、車載用端末装置と携帯用端末装置との間で異なった変調方式が使用される。一方、実施例２では、車載用端末装置と携帯用端末装置との間で異なった長さのパケット信号が使用される。実施例２に係る通信システム１００、路側機１０、車載用端末装置１４、携帯用端末装置１８は、図１、図２、図８、図９と同様のタイプである。

車載用端末装置１４からのパケット信号の送信に及ぼす影響を低減するため、携帯用端末装置１８の設定部８８は、送信時のアプリケーションデータサイズとして、車載用端末装置１４のアプリケーションデータサイズよりも短いサイズを設定する。これは、車載用端末装置１４が送信するパケット信号の長さよりも、報知部９２から送信するパケット信号の長さを短くすることに相当する。車載用端末装置１４から送信されるアプリケーションデータサイズが１００バイトである場合、一例として、設定部８８は、アプリケーションデータサイズを３０バイトに設定する。一方、送信周期、送信電力、キャリアセンスレベル等のパラメータに対して、車載用端末装置１４と携帯用端末装置１８には同じ値が設定される。変調方式に関しては、実施例１と同様に、車載用端末装置１４よりも携帯用端末装置１８に対して、伝送レートの高い変調方式が設定されてもよいし、同一の変調方式が設定されてもよい。

例えば、送信周期として１００ミリ秒、送信電力として１０ｍＷ／ＭＨｚ、キャリアセンスレベルとして−８５ｄＢｍが設定される。また、変調方式として、車載用端末装置１４にＱＰＳＫが設定され、携帯用端末装置１８に１６ＱＡＭが設定される。あるいは、車載用端末装置１４と携帯用端末装置１８とに対してＱＰＳＫあるいは１６ＱＡＭが共通して設定される。

図１１は、携帯用端末装置１８から送信されるアプリケーションデータのデータ構成を示す。図示のごとく、データの先頭より「通信種別」、「バージョン」、「インクリメントカウンタ」、「端末ＩＤ」、「端末種別」、「測位クラス」、「位置情報有効性」、「緯度情報」、「経度情報」、「高度情報」、「歩行者情報有効性」、「進行方位角」、「歩行速度」、「加速度」、「時刻情報」が必須情報として設定される。アプリケーションデータサイズが３０バイトである場合、残りにオプションのデータが設定されてもよい。ここで、「通信種別」は携帯用端末装置１８だけでなく、車載用端末装置１４や路側機１０でも同様に設定され、アプリケーションデータの送信元を示す種別が設定される。例えば、路側機１０が送信元である場合０ｂ００１、車載用端末装置１４は０ｂ０１０、携帯用端末装置１８は０ｂ０１１のように異なる送信元で異なる値が設定されてもよい。本情報を受信した車載用端末装置１４および携帯用端末装置１８のアプリケーションは「通信種別」を元に送信元を特定し、送信元にあわせた危険判定用情報によって危険判定処理をすることが可能となる。

また、携帯用端末装置１８がＧＰＳによって受信した位置情報に対する補正処理を実行した場合、アプリケーションデータに設定する「位置情報」には、ＧＰＳから受信した値か、送信側で補正した値のいずれかが選択して設定される。その際、補正した値であるか否かを識別するための補正フラグ情報が別途設けられてもよい。あるいは両者が併記されてもよい。さらに、補正した値を設定した場合に、別途補正量に関する情報がアプリケーションデータに設けられてもよい。図１１に示したフォーマットは一例であり、各情報の設定順序および設定長が変わってもよい。このようなアプリケーションデータに関し、暗号化、復号化および署名検証を行う場合、車載用端末装置１４の送信するアプリケーションデータに対して行う処理と同様の処理がなされる。

本発明の実施例によれば、車載用端末装置から送信されるアプリケーションデータサイズよりも、携帯用端末装置から送信されるアプリケーションデータサイズを短くするので、周波数リソースを使用する時間を短くできる。車載用端末装置よりも携帯用端末装置の方が周波数リソースを使用する時間が短くなるようパラメータ設定を行うため、携帯用端末装置が追加される場合であっても、同一周波数を使用する車載用端末装置の送信に与える影響を抑制できる。また、暗号化、復号化および署名検証に対して、車載用端末装置と携帯用端末装置とに対して同一の処理が実行されるので、各無線装置の処理負荷を軽減できる。

（実施例３）
次に、本発明の実施例３を説明する。実施例３は、これまでと同様に、車載用端末装置間の通信に与える影響を抑制するための携帯用端末装置に関する。実施例３では、車載用端末装置と携帯用端末装置との間で異なった周期でパケット信号が送信される。実施例３に係る通信システム１００、路側機１０、車載用端末装置１４、携帯用端末装置１８は、図１、図２、図８、図９と同様のタイプである。

車載用端末装置１４からのパケット信号の送信に及ぼす影響を低減するため、携帯用端末装置１８の設定部８８は、送信時の送信周期として、車載用端末装置１４の送信周期よりも長い間隔を設定する。これは、車載用端末装置１４が送信するパケット信号の周期よりも、報知部９２から送信されるパケット信号の周期の方が長いことに相当する。そのために、設定部８８は、待ち時間を周期的に設定する。車載用端末装置１４から送信されるパケット信号の周期が約１００ミリ秒である場合、一例として、設定部８８は、２００ミリ秒を設定する。

本発明の実施例によれば、車載用端末装置から送信されるパケット信号の周期よりも、携帯用端末装置から送信されるパケット信号の周期を長くするので、周波数リソースを使用する時間を短くできる。車載用端末装置よりも携帯用端末装置の方が周波数リソースを使用する時間が短くなるようパラメータを設定するので、携帯用端末装置が追加される場合であっても、同一周波数を使用する車載用端末装置の送信に与える影響を抑制できる。また、送信周期を長くすることで携帯用端末装置のバッテリ減少を抑制できる。

（実施例４）
次に、本発明の実施例４を説明する。実施例４は、これまでと同様に、車載用端末装置間の通信に与える影響を抑制するための携帯用端末装置に関する。実施例４では、車載用端末装置と携帯用端末装置との間で異なった電力でパケット信号が送信される。実施例４に係る通信システム１００、路側機１０、車載用端末装置１４、携帯用端末装置１８は、図１、図２、図８、図９と同様のタイプである。

車載用端末装置１４からのパケット信号の送信に及ぼす影響を低減するため、携帯用端末装置１８の設定部８８は、送信時の送信電力として、車載用端末装置の送信電力よりも小さい値を設定する。これは、車載用端末装置１４がパケット信号を送信する際の電力よりも、報知部９２がパケット信号を送信する際の電力を低くすることに相当する。車載用端末装置１４から送信されるパケット信号の送信電力が１０ｍＷ／ＭＨｚである場合、一例として、設定部８８は、１ｍＷ／ＭＨｚを設定する。

本発明の実施例によれば、車載用端末装置の送信電力よりも、携帯用端末装置の送信電力を低く設定するので、より近い距離で減衰させることができる。また、より近い距離で減衰すれば、より近い距離の他の無線装置にとってキャリアセンスレベル以下の信号となるため、同一周波数を再利用することが可能となる。車載用端末装置よりも携帯用端末装置の送信電力が小さくなるようパラメータを設定するので、より近い距離で他の無線装置は同一周波数を使用することが可能となり、車載用端末装置の送信に与える影響を抑制できる。また、送信電力を小さくするので、携帯用端末装置のバッテリ減少を抑制できる。

（実施例５）
次に、本発明の実施例５を説明する。実施例５は、これまでと同様に、車載用端末装置間の通信に与える影響を抑制するための携帯用端末装置に関する。実施例５では、車載用端末装置と携帯用端末装置との間で異なったキャリアセンスレベルが設定される。実施例５に係る通信システム１００、路側機１０、車載用端末装置１４、携帯用端末装置１８は、図１、図２、図８、図９と同様のタイプである。

車載用端末装置１４からのパケット信号の送信に及ぼす影響を低減するため、携帯用端末装置１８のキャリアセンス部９０は送信時のキャリアセンスレベルとして、車載用端末装置１４におけるキャリアセンスレベルよりも低い値を設定する。なお、キャリアセンス部９０におけるキャリアセンスレベルよりも受信電力が小さくなった場合に、パケット信号が送信される。車載用端末装置１４のキャリアセンスレベルが−８５ｄＢｍである場合、一例として、設定部８８は、−８８ｄＢｍを設定する。

本発明の実施例によれば、車載用端末装置１４のキャリアセンスレベルよりも低くキャリアセンスレベルを設定するので、ＣＳＭＡで他の無線装置からのパケット信号を検出し、ビジーでなければ送信を行い、ビジーを検出すれば送信を行わないという動作において、ビジーを検出しやすくできる。また、ビジーが検出されやすくなるので、送信機会を少なくできる。また、車載用端末装置よりも携帯用端末装置のキャリアセンスレベルが低くなるようパラメータを設定するので、携帯用端末装置の送信機会が車載用端末装置よりも少なくなり、車載用端末装置の送信に与える影響を抑制できる。

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あるいは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。

実施例１から５の任意の組合せも有効である。本変形例によれば、実施例１から５の任意の組合せによる効果を得ることができる。

本発明の一態様の概要は、次の通りである。本発明のある態様の端末装置は、待ち時間を設定する設定部と、設定部において設定した待ち時間にわたって、キャリアセンスを実行するキャリアセンス部と、キャリアセンス部におけるキャリアセンスの結果をもとに、パケット信号を送信する送信部とを備える。送信部から送信されるパケット信号の伝送レートは、他種の端末装置がキャリアセンスの結果をもとに送信するパケット信号の伝送レートよりも高い。

この態様によると、他種の端末装置が送信するパケット信号の伝送レートよりも高い伝送レートを設定するので、送信期間を短くして、他種の無線装置への影響を低減できる。

本発明の別の態様もまた、端末装置である。この装置は、待ち時間を周期的に設定する設定部と、設定部において設定した待ち時間にわたって、キャリアセンスを実行するキャリアセンス部と、キャリアセンス部におけるキャリアセンスの結果をもとに、パケット信号を送信する送信部とを備える。送信部から送信されるパケット信号の周期は、他種の端末装置がキャリアセンスの結果をもとに送信するパケット信号の周期よりも長い。

この態様によると、他種の端末装置が送信するパケット信号の周期よりも長い周期を設定するので、送信頻度を低くして、他種の無線装置への影響を低減できる。

本発明のさらに別の態様もまた、端末装置である。この装置は、待ち時間を設定する設定部と、設定部において設定した待ち時間にわたって、キャリアセンスを実行するキャリアセンス部と、キャリアセンス部におけるキャリアセンスの結果をもとに、パケット信号を送信する送信部とを備える。キャリアセンス部におけるキャリアセンスレベルは、キャリアセンスの結果をもとにパケット信号を送信すべき他種の端末装置におけるキャリアセンスレベルよりも低い。

この態様によると、他種の端末装置が設定するキャリアセンスレベルよりも低いキャリアセンスレベルを設定するので、送信機会を少なくして、他種の無線装置への影響を低減できる。

送信部から送信されるパケット信号の長さは、他種の端末装置がキャリアセンスの結果をもとに送信するパケット信号の長さよりも短い。この場合、他種の端末装置が送信するパケット信号長よりも短いパケット長を設定するので、送信期間を短くして、他種の無線装置への影響を低減できる。

送信部がパケット信号を送信する際の電力は、他種の端末装置がキャリアセンスの結果をもとにパケット信号を送信する際の電力よりも低い。この場合、他種の端末装置の送信電力よりも低い送信電力を設定するので、干渉電力を低くして、他種の無線装置への影響を低減できる。

路車送信期間と車車送信期間とが少なくとも含まれたフレームのうち、路車送信期間において路側機からのパケット信号であって、かつフレーム構成に関する情報が含まれたパケット信号を受信する受信部をさらに備えてもよい。受信部において受信したパケット信号をもとに、フレーム中の車車送信期間を特定する特定部とをさらに備えてもよい。設定部は、特定部において特定した車車送信期間にて、待ち時間を設定してもよい。

１０ 路側機、 １２ 車両、 １４ 車載用端末装置、 １６ 歩行者、 １８ 携帯用端末装置、 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、 ７０ アンテナ、 ７２ ＲＦ部、 ７４ 変復調部、 ７６ 処理部、 ７８ 制御部、 ８０ 取得部、 ８２ 生成部、 ８４ タイミング特定部、 ８６ 抽出部、 ８８ 設定部、 ９０ キャリアセンス部、 ９２ 報知部、 １００ 通信システム。

Claims (5)

1. 路車間通信および車車間通信を実行する通信システム内における無線装置であって、
   待ち時間を設定する設定部と、
   前記設定部において設定した待ち時間にわたって、キャリアセンスを実行するキャリアセンス部と、
   前記キャリアセンス部におけるキャリアセンスの結果をもとに、パケット信号を送信する送信部とを備え、
   前記送信部から送信されるパケット信号の伝送レートは、他種の無線装置が送信するパケット信号の伝送レートと異なることを特徴とする無線装置。
2. 前記送信部から送信されるパケット信号の伝送レートは、他種の無線装置が送信するパケット信号の伝送レートよりも高いことを特徴とする請求項１に記載の無線装置。
3. 前記送信部から送信されるパケット信号の長さは、他種の無線装置が送信するパケット信号の長さよりも短いことを特徴とする請求項１または２に記載の無線装置。
4. 前記送信部がパケット信号を送信する際の電力は、他種の無線装置がパケット信号を送信する際の電力よりも低いことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の無線装置。
5. 路車送信期間と車車送信期間とが少なくとも含まれたフレームのうち、路車送信期間において路側機からのパケット信号であって、かつフレーム構成に関する情報が含まれたパケット信号を受信する受信部をさらに備え、
   前記受信部において受信したパケット信号をもとに、フレーム中の車車送信期間を特定する特定部とをさらに備え、
   前記設定部は、前記特定部において特定した車車送信期間にて、待ち時間を設定することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の無線装置。

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