JP6286817B2 - 通信システム、通信機、通信処理装置、コンピュータプログラム、及び通信方法 - Google Patents

通信システム、通信機、通信処理装置、コンピュータプログラム、及び通信方法 Download PDF

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Description

本発明は、通信システム、通信機、通信処理装置、コンピュータプログラム、及び通信方法に関する。
近年、路車間通信、車車間通信による高度道路交通システム(ITS)が検討されている。路車間通信とは、路側通信機(基地局)と車載通信機(移動局)との間の通信であり、車車間通信とは、車載通信機(移動局)間の通信である。
このような高度道路交通システムのための通信方式については、標準規格及びガイドラインが制定されている(非特許文献1,2参照)。
非特許文献1では、所定の送信周期(100ms)毎に到来する最大16個の路車間通信期間が離散的に設けられ、路車間通信期間以外の時間帯が車車間通信期間として設定される。
ここで、非特許文献2には、拡張層(Extended Layer)が規定されている。拡張層は、非特許文献1に規定されたレイヤ7とアプリケーションとの間に介在する。
送信側の路側通信機(基地局)の拡張層は、アプリケーションから与えられたアプリケーションデータ(EL−SDU;EL-Service Data Unit)に対して、EL基地局ヘッダを付加する。
EL基地局ヘッダは、データ関連情報(DataAssociatedInformation)及び分割番号を含んでいる。データ関連情報は、アプリケーションデータの関連情報であり、データ順番情報(DataSequence)及びデータ総数情報(DataTotalNumber)を含んでいる。
データ順番情報は、アプリケーションデータの順番を示し、データ総数情報は、アプリケーションデータの総数を示す。
データ順番情報及びデータ総数を含むデータ関連情報は、アプリケーションデータとともに、送信要求(EL-BaseStationBroadcastData要求)として、アプリケーションから拡張層に与えられる。
拡張層は、アプリケーションから与えられたデータ関連情報を、EL基地局ヘッダのデータ関連情報として設定する。
また、拡張層は、大きなサイズのアプリケーションデータを必要に応じて複数の分割データに分割する機能も有している。アプリケーションデータの分割がなされた場合、分割データそれぞれに対して、EL基地局ヘッダが付加される。
EL基地局ヘッダに格納される前記分割番号は、アプリケーションデータの分割情報を示す。分割番号は、順番及び総数を含んでいる。
分割番号に含まれる順番は、データ分割の順番であり、分割番号に含まれる総数は、データ分割の総数である。
一般社団法人電波産業会、"700MHz帯高度道路交通システム ARIB−STDT109 1.0版",[online]、平成24年2月14日、[平成24年10月15日検索]、インターネット<http://www.arib.or.jp/tyosakenkyu/kikaku_tushin/tsushin_kikaku_number.html> ITS情報通信システム推進会議、"700MHz帯高度道路交通システム拡張機能ガイドライン ITS FORUM RC−010 1.0版",[online]、2012年3月26日、[平成24年10月15日検索]、インターネット<http://www.itsforum.gr.jp/>
アプリケーションからの送信要求に含まれるデータ関連情報(データ順番情報及びデータ総数)は、EL基地局ヘッダに格納される。また、分割番号もEL基地局ヘッダに格納される。
したがって、EL基地局ヘッダが付加されたパケットを受信した通信機(基地局又は移動局)は、EL基地局ヘッダに含まれるデータ関連情報(データ順番情報及びデータ総数)、及び、分割番号(順番及び総数)を認識することができる。
しかし、本発明者は、非特許文献2に規定するEL基地局ヘッダの情報だけでは、複数のアプリケーションデータ又は複数の分割データを、適切に区別して取り扱えなくなる場合があることを見出した。
すなわち、送信されるアプリケーションデータに複数の種別を設けようとすると、非特許文献2に規定するEL基地局ヘッダに含まれる情報だけでは、複数のアプリケーションデータ又は複数の分割データを、適切に区別して取り扱えない。
例えば、路側通信機(基地局)が、一周期(100ms)内において割り当てられている送信期間(路車間通信期間)で、6個のアプリケーションデータを送信する状況を想定する。
また、一周期内の送信期間において送信すべき6個のアプリケーションデータのうち、1個目〜3個目は、第1の種別のアプリケーションデータであり、4個目〜6個目は、第2の種別のアプリケーションデータであるとする。
なお、アプリケーションデータの種別としては、例えば、アプリケーションデータを提供するサービスプロバイダの違いによる種別、データの内容の違いによる種別、路車間通信データと路路間通信データ等の宛先(基地局宛か移動局宛か)の違いによる種別などが考えられる。
上記のような状況(分割を考慮しない場合)で、パケット受信側の通信機(基地局,移動局)が、EL基地局ヘッダのデータ関連情報に含まれるデータ順番情報及びデータ総数に基づいて、パケットに含まれるアプリケーションデータを区別することを考える。
アプリケーションデータを区別するには、各アプリケーションデータに対応するデータ順番情報及びデータ総数情報を、例えば、次の第1設定例のように設定することが考えられる。
なお、非特許文献2には、データ順番情報及びデータ総数の設定の仕方は規定されていない。
[第1設定例]
1個目のアプリケーションデータの[データ順番情報/データ総数情報]=[1/6]
2個目のアプリケーションデータの[データ順番情報/データ総数情報]=[2/6]
3個目のアプリケーションデータの[データ順番情報/データ総数情報]=[3/6]
4個目のアプリケーションデータの[データ順番情報/データ総数情報]=[4/6]
5個目のアプリケーションデータの[データ順番情報/データ総数情報]=[5/6]
6個目のアプリケーションデータの[データ順番情報/データ総数情報]=[6/6]
第1設定例のように設定した場合、6個のアプリケーションデータは、データ順番情報の1〜6の値によって、識別可能となる。
したがって、6個のアプリケーションデータを受信した通信機は、これら6個のアプリケーションデータを、データ順番情報に基づいて区別することができる。
しかし、[データ順番情報/データ総数情報]に基づくと、受信側の通信機は、個々のアプリケーションデータを区別することはできるが、どのアプリケーションデータが、どの種別のアプリケーションデータであるかを区別することはできない。
しかも、第1設定例では、受信側の通信機にとって、アプリケーションデータの種別毎にアプリケーションデータが全て揃っているかどうかを判断することが困難である。
つまり、受信側の通信機は、6個のアプリケーションデータのうち、[データ順番情報/データ総数情報]が[1/6]〜[3/6]のアプリケーションデータを受信できれば、他のアプリケーションデータは受信できていなくても、第1種別のアプリケーションデータは全て揃っていることになる。
同様に、受信側の通信機は、6個のアプリケーションデータのうち、[データ順番情報/データ総数情報]が[4/6]〜[6/6]のアプリケーションデータを受信できれば、他のアプリケーションデータは受信できていなくても、第2種別のアプリケーションデータは全て揃っていることになる。
しかし、アプリケーションデータが揃っているか否かは、受信したアプリケーションデータの数と、データ総数情報と、の比較で判断される。
つまり、データ総数情報が「6」であれば、データ順番情報が、「1」から「6」までの6個のアプリケーションデータを取得できれば、全てのアプリケーションデータが揃っていると判断される。
したがって、データ総数情報が「6」であるのに、[1/6]〜[3/6]のアプリケーションデータが揃った状態で第1種別のアプリケーションデータが揃っていると判断したり、[4/6]〜[6/6]のアプリケーションデータが揃った状態で、第2種別のアプリケーションデータが揃っていると判断したりすることはできない。
このように、非特許文献2に規定するデータ順番情報及びデータ総数情報だけでは、アプリケーションデータの種別を区別して取り扱うことができない。
また、データ順番情報及びデータ総数情報を、第1設定例のように設定すると、アプリケーションデータの種別を区別して取り扱うのに問題を生じさせる。
しかも、アプリケーションデータが分割されると、非特許文献2に規定する情報(データ順番情報及びデータ総数、並びに、分割番号に含まれる順番及び総数)だけでは、さらに複雑な問題を生じさせるおそれがある。
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものである。
(1)一の観点からみた本発明は、アプリケーションデータを、周期的に割り当てられる送信期間において送信する第1通信機と、前記第1通信機から送信された前記アプリケーションデータを受信する第2通信機と、を備え、前記第1通信機は、複数のアプリケーションデータそれぞれに付加情報を付加して送信し、前記付加情報は、前記アプリケーションデータの総数を示すデータ総数情報と、前記アプリケーションデータの順番を示すデータ順番情報と、前記アプリケーションデータの種別を示すデータ種別情報と、を含み、前記データ総数情報は、前記アプリケーションデータの種別毎の総数を示し、前記データ順番情報は、前記アプリケーションデータの種別毎の順番を示し、前記第2通信機は、前記第1通信機から送信された前記複数のアプリケーションデータそれぞれに付加された前記付加情報に基づいて、前記複数のアプリケーションデータを区別することを特徴とする通信システムである。
上記本発明の通信システムによれば、データ総数情報及びデータ順番情報は、第1設定例のように複数のアプリケーションデータ全体での総数及び順番を示すものではなく、アプリケーションデータの種別毎のものとなる。したがって、受信側の第2通信機は、アプリケーションデータの種別毎にアプリケーションデータが揃っているかどうかを容易に判断することができる。
また、上記本発明のように、データ総数情報及びデータ順番情報が、アプリケーションデータの種別毎になると、異なる種別の複数のアプリケーションデータが、同じ[データ総数情報及びデータ順番情報]を持つおそれがある。
しかし、上記本発明では、アプリケーションデータそれぞれに、アプリケーションデータのデータ種別情報が付加されているため、複数のアプリケーションデータが、同じ[データ総数情報及びデータ順番情報]を持ったとしても、受信側の第2通信機は、データ種別情報によって、それらのアプリケーションデータを区別することができる。
(2)前記第1通信機は、前記アプリケーションデータを分割する分割処理部を備えるとともに、前記アプリケーションデータを分割して生成された複数の分割データそれぞれに前記付加情報を付加して送信し、前記付加情報は、一のアプリケーションデータから分割された複数の分割データの総数を示す分割総数情報と、前記一のアプリケーションデータから分割された複数の分割データそれぞれの順番を示す分割順番情報と、を更に含み、前記第2通信機は、前記第1通信機から送信された複数の分割データそれぞれに付加された前記付加情報に基づいて、結合すべき複数の分割データの組み合わせを認識して、複数の分割データを結合するのが好ましい。
前述のように、データ総数情報及びデータ順番情報が、アプリケーションデータの種別毎になると、異なる種別の複数のアプリケーションデータが、同じ[データ総数情報及びデータ順番情報]を持つおそれがある。
したがって、同じ[データ総数情報及びデータ順番情報]を持つ複数のアプリケーションデータが、いずれも分割された場合、データ種別の異なる複数の分割データが、同じ[データ総数情報及びデータ順番情報、並びに、分割総数情報及び分割順番情報]を持つおそれがある。この場合、受信側の第2通信機では、データ種別の異なる分割データ同士を結合すべき複数の分割データの組み合わせである、と誤って認識するおそれがある。
これに対し、本発明のように付加情報にデータ種別が含まれていると、同じ[データ総数情報及びデータ順番情報、並びに、分割総数情報及び分割順番情報]を持つ複数の分割データがあっても、受信側の第2通信機では、付加情報に含まれたデータ種別に基づいて、結合すべき複数の分割データの組み合わせを正しく認識することができる。
(3)他の観点からみた本発明は、アプリケーションデータの送信要求を生成するアプリケーション部と、前記アプリケーション部から送信要求がなされた前記アプリケーションデータを、周期的に割り当てられる送信期間において送信させる通信処理部と、を備え、前記送信要求には、前記アプリケーションデータ及び付加情報が含まれ、前記付加情報は、前記アプリケーションデータの総数を示すデータ総数情報と、前記アプリケーションデータの順番を示すデータ順番情報と、前記アプリケーションデータの種別を示すデータ種別情報と、を含み、前記データ総数情報は、前記アプリケーションデータの種別毎の総数を示し、前記データ順番情報は、前記アプリケーションデータの種別毎の順番を示し、前記通信処理部は、複数のアプリケーションデータそれぞれに前記付加情報を付加して送信させることを特徴とする通信機である。
上記通信機によれば、複数のアプリケーションデータそれぞれに付加される付加情報には、アプリケーションデータのデータ種別情報が含まれる。
したがって、受信側の他の通信機は、複数のアプリケーションデータが、同じ[データ総数情報及びデータ順番情報]を持ったとしても、データ種別情報によって、それらのアプリケーションデータを区別することができる。
また、データ総数情報及びデータ順番情報は、アプリケーションデータの種別毎のものとなるため、受信側の他の通信機は、アプリケーションデータの種別毎にアプリケーションデータが揃っているかどうかを容易に判断することができる。
(4)他の観点からみた本発明は、通信処理部と、アプリケーションデータを受信したことの通知を前記通信処理部から受けるアプリケーション部と、を備え、受信した複数のアプリケーションデータには、それぞれ、付加情報が付加されており、前記付加情報は、前記アプリケーションデータの総数を示すデータ総数情報と、前記アプリケーションデータの順番を示すデータ順番情報と、前記アプリケーションデータの種別を示すデータ種別情報と、を含み、前記データ総数情報は、前記アプリケーションデータの種別毎の総数を示し、前記データ順番情報は、前記アプリケーションデータの種別毎の順番を示し、前記通信処理部は、前記通知に、前記アプリケーションデータ及び前記付加情報を含めて、前記通知を前記アプリケーション部に与えることを特徴とする通信機である。
上記通信機によれば、複数のアプリケーションデータが、同じ[データ総数情報及びデータ順番情報]を持ったとしても、付加情報に含まれるデータ種別情報によって、それらのアプリケーションデータを区別することができる。
また、データ総数情報及びデータ順番情報は、アプリケーションデータの種別毎のものとなるため、上記通信機は、アプリケーションデータの種別毎にアプリケーションデータが揃っているかどうかを容易に判断することができる。
(5)他の観点からみた本発明は、前記(3)記載の通信機に用いられる通信処理装置であって、アプリケーションデータの送信要求を生成するアプリケーション部と、前記アプリケーション部から送信要求がなされた前記アプリケーションデータを、周期的に割り当てられる送信期間において送信させる通信処理部と、を備え、前記送信要求には、前記アプリケーションデータ及び付加情報が含まれ、前記付加情報は、前記アプリケーションデータの総数を示すデータ総数情報と、前記アプリケーションデータの順番を示すデータ順番情報と、前記アプリケーションデータの種別を示すデータ種別情報と、を含み、前記データ総数情報は、前記アプリケーションデータの種別毎の総数を示し、前記データ順番情報は、前記アプリケーションデータの種別毎の順番を示し、前記通信処理部は、複数のアプリケーションデータそれぞれに前記付加情報を付加して送信させることを特徴とする通信処理装置である。
(6)他の観点からみた本発明は、前記(4)記載の通信機に用いられる通信処理装置であって、通信処理部と、アプリケーションデータを受信したことの通知を前記通信処理部から受けるアプリケーション部と、を備え、受信した複数のアプリケーションデータには、それぞれ、付加情報が付加されており、前記付加情報は、前記アプリケーションデータの総数を示すデータ総数情報と、前記アプリケーションデータの順番を示すデータ順番情報と、前記アプリケーションデータの種別を示すデータ種別情報と、を含み、前記データ総数情報は、前記アプリケーションデータの種別毎の総数を示し、前記データ順番情報は、前記アプリケーションデータの種別毎の順番を示し、前記通信処理部は、前記通知に、前記アプリケーションデータ及び前記付加情報を含めて、前記通知を前記アプリケーション部に与えることを特徴とする通信処理装置である。
(7)他の観点からみた本発明は、アプリケーションデータが分割された複数の分割データを受信すると、受信した前記複数の分割データを結合する結合処理部を備え、受信した前記複数の分割データそれぞれには、付加情報が付加されており、前記付加情報は、前記アプリケーションデータの総数を示すデータ総数情報と、前記アプリケーションデータの順番を示すデータ順番情報と、一のアプリケーションデータから分割された複数の分割データの総数を示す分割総数情報と、前記一のアプリケーションデータから分割された複数の分割データの順番を示す分割順番情報と、前記アプリケーションデータの種別を示すデータ種別情報と、を含み、前記データ総数情報は、前記アプリケーションデータの種別毎の総数を示し、前記データ順番情報は、前記アプリケーションデータの種別毎の順番を示し、前記結合処理部は、受信した前記複数の分割データそれぞれに付加された前記付加情報に基づいて、結合すべき複数の分割データの組み合わせを認識して、複数の分割データを結合することを特徴とする通信処理装置である。
データ総数情報及びデータ順番情報が、アプリケーションデータの種別毎になると、異なる種別の複数のアプリケーションデータが、同じ[データ総数情報及びデータ順番情報]を持つおそれがある。
したがって、送信側の通信機において、同じ[データ総数情報及びデータ順番情報]を持つ複数のアプリケーションデータが、いずれも分割された場合、データ種別の異なる複数の分割データが、同じ[データ総数情報及びデータ順番情報、並びに、分割総数情報及び分割順番情報]を持つおそれがある。この場合、受信側の通信処理装置では、データ種別の異なる分割データ同士を結合すべき複数の分割データの組み合わせである、と誤って認識するおそれがある。
これに対し、本発明の通信処理装置では、同じ[データ総数情報及びデータ順番情報、並びに、分割総数情報及び分割順番情報]を持つ複数の分割データがあっても、付加情報に含まれたデータ種別に基づいて、結合すべき複数の分割データの組み合わせを正しく認識することができる。
(8)他の観点からみた本発明は、コンピュータを、前記(5)〜(7)のいずれか1項に記載の前記通信処理装置として機能させるためのコンピュータプログラムである。
(9)他の観点からみた本発明は、第1通信機が、複数のアプリケーションデータを、前記第1通信機に対して周期的に割り当てられる送信期間において送信し、第2通信機が、前記第1通信機から送信された前記複数のアプリケーションデータを受信し、受信した前記複数のアプリケーションデータそれぞれを区別して処理を行うことを含み、前記複数のアプリケーションデータそれぞれには、付加情報が付加されており、前記付加情報は、前記アプリケーションデータの総数を示すデータ総数情報と、前記アプリケーションデータの順番を示すデータ順番情報と、前記アプリケーションデータの種別を示すデータ種別情報と、を含み、前記データ総数情報は、前記アプリケーションデータの種別毎の総数を示し、前記データ順番情報は、前記アプリケーションデータの種別毎の順番を示し、前記第2通信機による前記処理では、前記第1通信機から送信された前記複数のアプリケーションデータそれぞれに付加された前記付加情報に基づいて、受信した前記複数のアプリケーションデータを区別することを特徴とする通信方法である。
高度道路交通システムの実施の一形態を示す概略斜視図である。 路側通信機及び車載通信機の構成図である。 (a)は無線フレーム(スーパーフレーム)を示す図であり、(b)は路側通信機の無線フレーム中の送信期間と送信禁止期間を示す図である。 通信機のプロトコルスタックを示す図である。 パケット構造を示す図である。 パケットの送受信シーケンスである。 送信側の拡張層、セキュリティ管理、及びレイヤ7の処理を示す図である。 EL-BaseStationBroadcastDataプリミティブの説明図である。 EL基地局ヘッダの構造図である。 送信側の拡張層、セキュリティ管理、及びレイヤ7の処理例(比較例)を示す図である。 比較例におけるELヘッダの設定値を示す図である。 比較例によって受信側で発生する問題の説明図である。 実施例におけるELヘッダの設定値を示す図である。 受信側の拡張層の処理を示すフローチャートである。 データ関連情報のデータ構造図である。
[1.通信システム]
図1は、本発明の一実施形態に係る高度道路交通システム(ITS)の全体構成を示す概略斜視図である。なお、本実施形態では、道路構造の一例として、南北方向と東西方向の複数の道路が互いに交差した碁盤目構造を想定している。
図1に示すように、本実施形態の高度道路交通システムは、交通信号機1、路側通信機(基地局)2、車載通信機(移動局)3(図2参照)、中央装置4、車載通信機3を搭載した車両5、及び、車両感知器や監視カメラ等よりなる路側センサ6を含む。移動局としては、車載通信機3に限られず、例えば、歩行者が所持する歩行者用通信機であってもよい。
なお、本実施形態において特に説明しない点については、非特許文献1,2に準拠する。
交通信号機1と路側通信機2(2A,2B)は、複数の交差点A1〜A5,B1〜B5、C1〜C5,D1〜D5,E1〜E5のそれぞれに設置されている。複数の路側通信機2のうちの一部の路側通信機2Aは、電話回線等の有線通信回線7を介してルータ8に接続されている。このルータ8は交通管制センター内の中央装置4に接続されている。複数の路側通信機2には、ルータ8に接続されていない路側通信機2Bも含まれている。
中央装置4は、自身が管轄するエリアの交通信号機1及び路側通信機2とLAN(Local Area Network)を構成している。なお、中央装置4は、交通管制センターではなく道路上に設置してもよい。
中央装置4に有線通信回線7で接続されている路側通信機2A(オンライン路側通信機)は、中央装置4の管轄するエリアに含まれる全ての路側通信機のうちの一部であり、中央装置4に対して有線通信回線7で接続されていない路側通信機2B(スタンドアローン路側通信機)も存在する。
図1では、交差点A1〜A5に設置された路側通信機2Aが、オンライン路側通信機であり、他の交差点B1〜B5,C1〜C5,D1〜D5及びE1〜E5に設置された路側通信機2Bは、スタンドアローン路側通信機である。このように、全ての路側通信機をオンライン路側通信機としないことで、有線通信回線7の設置・維持コストを低減できる。
なお、オンライン路側通信機2Aと、スタンドアローン路側通信機2Bと、を区別しない場合には、「路側通信機2」というものとする。
路側センサ6は、各交差点に流入する車両台数をカウントする等の目的で、管轄エリア内の道路の各所に設置されている。この路側センサ6は、直下を通行する車両5を超音波感知する車両感知器、或いは、道路の交通状況を時系列に撮影する監視カメラ等よりなり、感知情報や画像データは通信回線7を介して中央装置4に送信される。
なお、図1では、図示を簡略化するために、各交差点に信号灯器が1つだけ描写されているが、実際の各交差点には、互いに交差する道路の上り下り用として少なくとも4つの信号灯器が設置されている。
高度道路交通システムにおいて、無線通信システムを構成する、複数の交差点それぞれに設置された複数の路側通信機(基地局;通信機)2は、その周囲を走行する車両の車載通信機(移動局;通信機)3との間で無線通信(路車間通信)が可能である。
また、各路側通信機2は、自己の送信波が到達する所定範囲内に位置する他の路側通信機2とも無線通信(路路間通信)が可能である。
また、同じく無線通信システムを構成する車載通信機(移動局)3は、路側通信機2との間で無線通信を行うとともに、キャリアセンス方式で他の車載通信機3と無線通信(車車間通信)が可能である。
オンライン路側通信機(基地局)2Aは、図2(a)に示すように、無線通信のためのアンテナ20が接続された無線通信部(RF部;PHY部)21と、有線通信回線7を介して中央装置4と通信するための有線通信部22と、通信制御処理を行う通信処理装置25と、を備えている。
通信処理装置25は、制御部23と、必要な情報を記憶する記憶部24と、を備えている。制御部23は、無線通信及び有線通信の通信制御処理を行う。記憶部24は、無線通信及び有線通信のために必要な情報を記憶する。
通信処理装置25は、その機能の一部又は全部が、ハードウェア回路によって構成されていてもよいし、その機能の一部又は全部が、コンピュータプログラムによって実現されていてもよい。通信処理装置25の機能の一部又は全部がコンピュータプログラムによって実現される場合、通信処理装置25(制御部23)は、コンピュータを含み、コンピュータによって実行されるコンピュータプログラムは、記憶部24に記憶される。
スタンドアローン路側通信機(基地局)2Bは、図2(b)に示すように、オンライン路側通信機2Aから、有線通信部22を省略したものに相当する。
車載通信機(移動局)3は、無線通信のためのアンテナ30が接続された無線通信部(RF部;PHY部;受信部)31と、通信制御処理を行う通信処理装置35と、を備えている。
車載通信機3の通信処理装置35は、その機能の一部又は全部が、ハードウェア回路によって構成されていてもよいし、その機能の一部又は全部が、コンピュータプログラムによって実現されていてもよい。通信処理装置35の機能の一部又は全部がコンピュータプログラムによって実現される場合、通信処理装置35(制御部33)は、コンピュータを含み、コンピュータによって実行されるコンピュータプログラムは、記憶部34に記憶される。
図3(a)は、無線通信システムにおいて用いられる無線フレーム(スーパーフレーム)を示している。この無線フレームは、その時間軸方向の長さ(フレーム長)が100msに設定されている。つまり、1秒間に10フレームが発生する。
無線フレームは、例えば、路側通信機2が有するGPS受信機(図示省略)によって受信したGPS信号に含まれる1PPS(1秒周期の信号)に基づいて生成される。
一つの無線フレーム(100ms)は、複数の路車間通信期間SL1と、複数の車車間通信期間SL2と、を含んで構成されている。
路車間通信期間SL1は、路側通信機2に割り当てられる路車間通信用のタイムスロット(路側通信機用送信期間)であり、この時間帯SL1においては、路側通信機2による無線送信が許容される。路車間通信期間SL1は、一つの無線フレーム(100ms)内に最大16個まで設定可能である。
車車間通信期間SL2は、車載通信機3用のタイムスロット(車用通信期間)であり、この時間帯SL2は車載通信機3によるCSMA方式による無線送信時間として開放するため、路側通信機2は車車間通信期間SL2では無線送信を行わない。
無線フレームに含まれている路車間通信期間SL1と、車車間通信期間SL2とは、時間軸方向に交互に配置されている。
路車間通信期間SL1には、それぞれスロット番号n(=1〜16)が付されている。
それぞれの路側通信機2には、無線フレームに含まれる複数の路車間通信期間SL1のうちの、一つ又は複数の路車間通信期間SL1が送信期間として設定され、その他の路車間通信期間SL1は送信が禁止される。すなわち、路側通信機2にとっては、車車間通信期間SL2及び自機2に割り当てられていない路車間通信期間SL1は、送信禁止期間となる。
図3(b)では、路側通信機2にn=4,5,6の3つの路車間通信期間SL1が送信期間として割り当てられている場合の送信禁止期間を示している。路側通信機2は、送信禁止期間以外の期間(送信期間)でデータ送信を行う。図3(b)に示す送信期間は、周期的(100ms毎)に発生する。つまり、路側通信機2は、100ms毎に周期的に割り当てられる送信期間において、通信パケットを送信することができる。
一つの無線フレーム内において、一の路側通信機2に割り当てられる送信期間の数は任意である。また、一つの送信期間の期間長は、路車通信期間の期間長と等しくてもよいし、路車間通信期間よりも短くてもよい。また、一つの路車間通信期間SL1内に複数の送信期間が設定されてもよい。
[2.プロトコルスタック]
図4は、非特許文献1の標準規格に示す通信プロトコルスタックに、非特許文献2のガイドラインに示す拡張層(Extended Layer)ELを加えたものを示している。
非特許文献1に規定されるプロトコルスタックは、レイヤ1(L1,物理層:Physical Layer)、レイヤ2(L2,データリンク層:Data Link Layer)、車車間・路車間共用通信制御情報層(IVC−RVC層:Inter-Vehicle Communication - Road to Vehicle Communication Layer)及びレイヤ7(L7,アプリケーション層:Application Layer)の4層構造である。各層及びアプリケーションAPは、システム管理のための情報を有するシステム管理にアクセスすることができる。
レイヤ1は、IEEE802.11において規定される物理層に準拠して動作する。
レイヤ2は、MAC副層(Medium Access Control sublayer)と、LLC副層(Logical Link Control sublayer)と、から構成される。なお、MAC副層を、単に、MAC層(Medium Access Control layer)ともいい、LLC副層(Logical Link Control sublayer)を、単に、LLC層(Logical Link Control layer)ともいう。
MAC層は、無線チャネルの通信管理として、フレーム制御及び同報通信(ブロードキャスト)を行う。路側通信機2のMAC層は、自機2に割り当てられた送信期間において、通信パケットを送信する処理を行う。
LLC層は、上位層のエンティティ間でパケット伝送を行うために、確認なしコネクションレス型通信のサービスを提供する。
車車間・路車間共用通信制御情報層(IVC−RVC層)は、車車間・路車間共用通信制御に必要な情報の生成と管理を行う。非特許文献1では、路路間通信は規定されていないため、本実施形態のように、路車間通信期間SL1において路路間通信を行う場合、車車間・路車間共用通信制御情報層(IVC−RVC層)において、路路間通信は、路車間通信の一種として取り扱われる。
レイヤ7は、アプリケーションAPに対して通信制御手段を提供するためのものである。アプリケーションAPは、送信される通信パケットに格納されるアプリケーションデータ(交通情報、車両情報など)をレイヤ7に与えるとともに、受信した通信パケットに格納されていたアプリケーションデータをレイヤ7から取得する。
非特許文献2に規定される拡張層ELは、レイヤ7の上位層として存在し、アプリケーションAPとレイヤ7との間の通信機能を拡張するためのものである。
拡張層ELは、アプリケーションAPに対してデータ伝送サービスを提供する。アプリケーションAPは、送信される通信パケットに格納されるアプリケーションデータ(交通情報、車両情報など)を含む送信要求(EL-BaseStationBroadcastData要求又はEL-MobileStationBroadcastData要求)を拡張層ELに与える。データ伝送サービス提供のため、拡張層ELは、レイヤ7以下の下位階層に対してデータ伝送要求(BaseStationBroadcast要求又はMobileStationBroadcastData要求)を出す。
また、拡張層ELは、アプリケーションAPから与えられたアプリケーションデータを分割し、分割データをレイヤ7に与えることができる。つまり、拡張層ELは、アプリケーションデータを分割して複数の分割データを生成する分割処理部51として機能する。
また、レイヤ7から受け取った分割データを結合させてアプリケーションAPに与えることができる。つまり、拡張層ELは、分割データを結合する結合処理部52としても機能する。
なお、拡張層ELは、レイヤ7とともに、セキュリティ管理SECにアクセスすることができる。
図4に示す拡張層EL、レイヤ7、IVC−RVC層、レイヤ2、アプリケーションAP、セキュリティ管理SEC、及びシステム管理に相当する機能は、路側通信機2の通信処理装置25及び車載通信機3の通信処理装置35それぞれによって実行される。また、レイヤ1の機能は、路側通信機2の無線通信部21及び車載通信機3の無線通信部31それぞれによって実行される。
なお、通信処理装置25のうち、図4のアプリケーションAPに相当する機能を、「アプリケーション部25a」といい、図4のアプリケーションAPよりも下位の機能(拡張層EL、レイヤ7、IVC−RVC層、レイヤ2、セキュリティ管理SEC、及びシステム管理)を、「通信処理部25b」という。
また、通信処理装置35のうち、図4のアプリケーションAPに相当する機能を、「アプリケーション装置35a」といい、図4のアプリケーションAPよりも下位の機能(拡張層EL、レイヤ7、IVC−RVC層、レイヤ2、セキュリティ管理SEC、及びシステム管理)を、「通信処理部35b」という。
アプリケーション部25a,35aの機能は、コンピュータプログラムによって実現し、通信処理部25b,35bの機能を、ハードウェアによって構成することができる。また、通信処理部25b,35bの機能を、コンピュータプログラムによって実現してもよい。
本実施形態のアプリケーションAP(アプリケーション部25a,35a)は、複数のアプリケーションAP1,AP2を有している。図4では、複数のアプリケーションとして、第1アプリケーションAP1と第2アプリケーションAP2とを示した。
第1アプリケーションAP1及び第2アプリケーションAP2は、例えば、アプリケーションデータを提供するサービスプロバイダの違いに対応している。例えば、第1アプリケーションAP1は、第1サービスプロバイダによるサービスを提供するためのアプリケーションであり、第2アプリケーションAP2は、第2サービスプロバイダによるサービスを提供するためのアプリケーションである。
また、第1アプリケーションAP1及び第2アプリケーションAP2は、例えば、第1アプリケーションAP1は、提供されるデータの内容の違いに対応していてもよい。例えば、第1アプリケーションAP1は、交通情報を提供するためのアプリケーションであり、第2アプリケーションAP2は、安全運転支援情報を提供するためのアプリケーションである。
さらに、第1アプリケーションAP1及び第2アプリケーションAP2は、例えば、通信形態の違いに対応していてもよい。例えば、第1アプリケーションAP1は、路車間通信データを提供するためのアプリケーションであり、第2アプリケーションAP2は、路路間通信データを提供するためのアプリケーションである。
各アプリケーションAP1、AP2は、送信要求の際に、それぞれ異なるデータ種別を示す情報(データ種別情報)を出力する。
[3.通信パケットと通信シーケンス]
図5は、路側通信機2及び車載通信機3によって送信される通信パケットの構成を示している。図5に示す通信パケットの構成は、セキュリティヘッダ及びセキュリティフッタを除き、非特許文献1,2に準拠したものである。
路車間通信、路路間通信、及び車車間通信で送信されるデータは、いずれも、図5に示す通信パケットの形式で送信される。
通信パケットは、先頭にPHYヘッダ(物理ヘッダ)を有している。PHYヘッダは、送信側の通信機2,3(路側通信機2または車載通信機3)のレイヤ1(物理層)によって、MAC層から取得したMACフレーム(MPDU;MAC Protocol Data Unit)の前に付加される。
PHYヘッダは、受信側の通信機2,3におけるレイヤ1(物理層)において読み取られて、受信側のレイヤ1における通信制御処理に用いられる。なお、PHYヘッダを含む通信パケット全体が、PPDU(PHY Protocol Data Unit)である。PHYヘッダよりも後側のMACフレーム(MPDU)は、PSDU(PHY Service Data Unit)でもある。
PHYヘッダの構成は、IEEE802.11に準拠する。したがって、PHYヘッダには、プリアンブルなどが含まれる。
PHYヘッダに続いて、MAC制御フィールド(MACヘッダ)及びLLC制御フィールド(LLCヘッダ)が設けられている。MAC制御フィールドは、送信側の通信機2,3のレイヤ2のMAC層によって、LLC層から取得したLLCフレーム(LPDU;LLC Protocol Data Unit)の前に付加される。
MAC制御フィールドは、受信側の通信機2,3のレイヤ2のMAC層において読み取られて、受信側のMAC層における通信制御処理に用いられる。
MAC制御フィールドよりも後側のLLCフレーム(LPDU)は、MSDU(MAC Service Data Unit)でもある。
MAC制御フィールドに続くLLC制御フィールドは、送信側の通信機2,3のレイヤ2のLLC層によって、IVC−RVC層から取得したIRフレーム(IPDU;IVC-RVC Protocol Data Unit)の前に付加される。
LLC制御フィールドは、受信側の通信機2,3のレイヤ2のLLC層において読み取られて、受信側のLLC層における通信制御処理に用いられる。
また、LLC制御フィールドよりも後側のIRフレーム(IPDU)は、LSDU(LLC Service Data Unit)でもある。
LLC制御フィールドに続いて、IR制御フィールド(IRヘッダ)が設けられている。IR制御フィールドは、送信側の通信機2,3のIVC−RVC層によって、APフレーム(APDU;Application Protocol Data Unit)の前に付加される。
IR制御フィールドは、受信側の通信機2,3のIVC−RVC層において読み取られて、受信側のIVC−RVC層における通信制御処理に用いられる。
IR制御フィールドよりも後側のAPフレーム(APDU;Application Protocol Data Unit)は、ISDU(IVC-RVC Service Data Unit)でもある。
IR制御フィールドに続いて、L7ヘッダが設けられている。L7ヘッダは、送信側の通信機2,3のレイヤ7によって、ASDU(Application Service Data Unit)の前に付加される。
L7ヘッダは、受信側の通信機2,3のレイヤ7において読み取られて、受信側のレイヤ7における通信制御処理に用いられる。
レイヤ7ヘッダよりも後側のELフレーム(EL−PDU;EL-Protocol Data Unit)は、ASDU(Application Service Data Unit)でもある。
L7ヘッダに続いて、ELヘッダ(EL基地局ヘッダ)が設けられている。ELヘッダは、送信側の通信機2,3の拡張層ELによって、EL−SDU(EL-Service Data Unit)の前に付加される。
ELヘッダは、受信側の通信機2,3の拡張層ELにおいて読み取られて、受信側の拡張層ELにおける処理に用いられる。
EL−SDUは、セキュリティヘッダ、アプリケーションデータ。及びセキュリティフッタを有している。アプリケーションデータは、アプリケーションAPから通信処理部25b,35bに与えられる。
アプリケーションデータは、受信側の通信機2,3のアプリケーションAPによって読み取られて、受信側のアプリケーションAPにおける処理に用いられる。
アプリケーションAPは、送信すべきデータを生成したり、受信したデータを読み取って自らの処理に用いたり、受信したデータを再送(転送)する処理を行うことができる。
図6に示すように、送信側の通信機が基地局2である場合、送信側のアプリケーションAPは、アプリケーションデータAPData(図7(a)参照)の送信要求を、EL-BaseStationBroadcastData要求として、拡張層ELに出力する。EL-BaseStationBroadcastData要求には、アプリケーションデータ及びその他の情報(後述)が含まれる。
送信側の拡張層ELは、送信要求に含まれるアプリケーションAPからアプリケーションデータを受け取ると、必要に応じて、セキュリティ処理をセキュリティ管理SECに実行させる(図6のSecurity要求)。
送信側のセキュリティ管理(セキュリティ処理部)SECでは、拡張層ELから受け取ったアンセキュアなアプリケーションデータに対して、セキュリティ処理を行って、セキュアなアプリケーションデータを生成する。また、セキュリティ管理SECは、セキュリティヘッダ及びセキュリティフッタを、アプリケーションデータの前後に付加する(図7(b)参照)。
セキュリティ管理SECにおいて、アンセキュアなアプリケーションデータをセキュアなアプリケーションデータにする処理(セキュリティ処理)には、暗号化処理、署名処理などの処理が含まれる(ただし、非特許文献1,2では規定されていない)。
セキュリティ管理は、セキュリティ処理が施されたセキュアなアプリケーションデータを、拡張層ELに戻す(図6のSecurity応答)。
送信側の拡張層EL(の分割処理部51)は、アプリケーションデータ(EL−SDU)が、所定のサイズよりも大きい場合、アプリケーションデータ(EL−SDU)を、前記所定のサイズ以下の複数の分割データに分割する(図6の分割処理;図7(c)参照)。図7(c)では、セキュリティ管理SECから戻されたアプリケーションデータ(EL−SDU)を2つに分割する様子を示した。
データ分割がなされた場合、個々の分割データに対して、付加情報としてELヘッダ(EL基地局ヘッダ/EL移動局ヘッダ)が付加される。つまり、図7(c)に示す2つの分割データそれぞれに対して、ELヘッダが付加され、2つのEL−PDUが生成される。
送信側の拡張層ELは、図6に示すように、レイヤ7への送信要求として、BaseStationBroadcastData要求を、EL−PDU毎に生成する。BaseStationBroadcastData要求には、EL−PDU(ASDU)及びその他の情報が含まれる。
送信側のレイヤ7は、図7(d)に示すように、各EL−PDU(ASDU)にL7ヘッダを付加して、APDUを生成する。
続いて、送信側のレイヤ7よりも下位の層は、順次処理を行い、周期的(100ms)に割り当てられる送信期間において、通信パケットを送出する。
そして、受信側の通信機2,3のレイヤ7は、下位レイヤからAPDUを受け取ると、図6に示すように、そのAPDUに含まれるASDU(EL−PDU)を拡張層ELに受け取らせるためのBaseStationBroadcastData表示を生成し、拡張層ELに与える。
受信側の拡張層EL(の結合処理部52)は、EL−PDUとして、分割データを受け取った場合、EL−PDUからELヘッダ(付加情報)を除いたもの(分割データ)を結合し、EL−SDUを生成する(図6の結合処理)。
受信側の拡張層ELは、EL−SDUがセキュアなアプリケーションデータである場合、セキュアなアプリケーションデータ(EL−SDU)を、セキュリティ管理SECに渡す(図6のUnsecurity要求)。セキュリティ管理SECは、セキュアなアプリケーションデータに対して、アンセキュリティ処理(デコード処理)を行って、アンセキュアなアプリケーションデータ(EL−SDU)に戻す(図6のUnsecurity応答)。
拡張層ELは、セキュリティ管理SECからアンセキュアなアプリケーションデータ(EL−SDU)を受け取ると、アンセキュアなアプリケーションデータ(EL−SDU)を、アプリケーションAPに渡すため、受信通知を生成する。
拡張層ELは、アプリケーションデータ(EL−SDU)の受信通知として、EL-BaseStationBroadcastData表示を生成し、それをアプリケーションAPに与える。EL-BaseStationBroadcastData表示には、アプリケーションデータ(EL−SDU)及びその他の情報(後述)が含まれる。
図8(a)は、非特許文献2に規定されたEL-BaseStationBroadcastData要求及びEL-BaseStationBroadcastData表示に含まれる情報を示している。
図8(a)に示すように、非特許文献2に規定されたEL-BaseStationBroadcastData要求及びEL-BaseStationBroadcastData表示には、それぞれ、アプリケーションデータ(ApplicationData)のほか、データ関連情報(DataAssociatedInformation)が含まれている。
これに対し、本実施形態では、図8(b)に示すように、EL-BaseStationBroadcastData要求及びEL-BaseStationBroadcastData表示には、それぞれ、アプリケーションデータ(ApplicationData)及びデータ関連情報(DataAssociatedInformation)のほか、データ種別情報(EL-DataClassification)が追加的に含まれている。なお、データ種別情報を、単に「データ種別」ということもある。
本実施形態のEL-BaseStationBroadcastData要求及びEL-BaseStationBroadcastData表示には、それぞれ、アプリケーションデータ(ApplicationData)、データ関連情報(DataAssociatedInformation)及びデータ種別以外にも、非特許文献2においてEL-BaseStationBroadcastData要求又はEL-BaseStationBroadcastData表示に含まれる情報として規定された情報がそのまま含まれている。
データ関連情報は、前述のように、アプリケーションAPと拡張層ELとの間で送信要求又は受信通知に含めて伝達される。このデータ関連情報は、図8(c)に示すように、基地局ID(BaseStationID)、データ順番(DataSequence)、データ総数(DataTotalNumber)を有している。
基地局IDは、基地局(路側通信機2)を識別するID情報である。
データ順番は、アプリケーションデータの順番を示す情報(データ順番情報)である。
データ総数は、アプリケーションデータの総数を示す情報(データ総数情報)である。
データ種別は、アプリケーションデータの種別を示す情報(データ種別情報)である。
データ種別情は、例えば、図8(c)に示すように、4bitの情報である。この場合、16種類のアプリケーションを種類分けすることができる。
図8(d)では、第1アプリケーションAP1が提供する路車間通信データ(図8(d)の「路車1」)の4サービスのアプリケーションデータを区別するために、b0000−b0011の4つの値が割り当てられている。
また、第2アプリケーションAP2が提供する路車間通信データ(図8(d)の「路車2」)の4サービスのアプリケーションデータを区別するために、b0100−b0111の4つの値が割り当てられている。
さらに、第1アプリケーションAP1が提供する第1の路路間通信データ(図8(d)の「路路1」)の4サービスのアプリケーションデータを区別するために、b1000−b1011の4つの値が割り当てられている。
さらにまた、第2アプリケーションAP2が提供する第2の路路間通信データ(図8(d)の「路路2」)の4サービスのアプリケーションデータを区別するために、b1100−b1111の4つの値が割り当てられている。
なお、データ種別の設定の仕方は、図8(d)に限定されるものではない。
図9は、本実施形態の拡張層ELによる、EL基地局ヘッダ(付加情報)の設定の仕方、及び、EL基地局ヘッダの読み取りの仕方を示している。
本実施形態のEL基地局ヘッダ(付加情報)は、図9に示すように、「バージョン」フィールド、「ELヘッダ種別」フィールド、「ELセキュリティ区分情報」フィールド、「データ関連情報」フィールド、「分割番号」フィールド、「データ種別」フィールドを有している。
「バージョン」フィールドは、拡張層ELのプロトコルバージョン情報を示すフィールドである。
「ELヘッダ種別」フィールドは、EL基地局ヘッダとEL移動局ヘッダを区別する情報を示すフィールドである。送信側が基地局である場合、ELヘッダはEL基地局ヘッダとなり、送信側が移動局である場合、ELヘッダは、EL移動局ヘッダとなる。
「ELセキュリティ区分情報」フィールドは、セキュリティ管理SECへのアクセス(アンセキュリティ処理)の要否を示すフィールドである。
「データ関連情報」フィールドは、EL-BaseStationBroadcastData要求に含まれる「データ関連情報」と同じデータ構造を有している。つまり、「データ関連情報」フィールドは、「基地局ID」、「データ順番」、及び「データ総数」の各フィールドを含む。
「分割番号」フィールドは、「順番」フィールド及び「総数」フィールドを有する。
「順番」フィールドには、データ分割の順番を示す情報(分割順番情報)が格納される。
「分割総数」フィールドには、データ分割の総数を示す情報(分割総数情報)が格納される。
なお、「データ種別」フィールド以外のフィールドは、非特許文献2に規定されている。図9における「データ種別」フィールドは、非特許文献2において「予約」フィールドとして確保されたものを利用している。
本実施形態において、送信側の拡張層ELは、アプリケーションAPから、送信要求(EL-BaseStationBroadcastData要求)を受けると、その送信要求に含まれるデータ関連情報及びデータ種別(データ種別情報)を、EL基地局ヘッダの「データ関連情報」フィールド及び「データ種別」フィールドに設定する。
また、本実施形態において、送信側の拡張層ELは、当該拡張層ELで行われたデータ分割に応じて、一のアプリケーションデータから分割された複数の分割データそれぞれの順番及び総数を、EL基地局ヘッダの「分割情報」フィールドの「順番」フィールド及び「総数」フィールドに設定する。
例えば、一のアプリケーションデータが、2つに分割された場合、一つ目の分割データに付加されるEL基地局ヘッダの[順番/総数]は[1/2]に設定され、二つ目の分割データに付加されるEL基地局ヘッダの[順番/総数]は[2/2]に設定される。
なお、アプリケーションデータの分割が行われない場合、アプリケーションデータに付加されるEL基地局ヘッダの[順番/総数]は[1/1]に設定される。
また、受信側の拡張層ELは、レイヤ7から、EL−PDUを受け取ると、そのEL−PDUからEL基地局ヘッダを取り出す。
受信側の拡張層ELは、EL基地局ヘッダに含まれるデータ関連情報及びデータ種別を、アプリケーションAPへの受信通知(EL-BaseStationBroadcastData表示)におけるデータ関連情報及びデータ種別とする。
[4.処理例]
[4.1 比較例]
図10〜図12は、比較例としての処理例を示している。比較例では、EL基地局ヘッダから、図9に示す「データ種別」が省略された場合の処理例、つまり、非特許文献1,2だけに準拠した場合の処理例を示している。
比較例では、データ種別が省略されているため、受信側の拡張層ELが、データ(EL−PDU)を区別する情報としては、データ関連情報及び分割番号だけである。
図10では、ある基地局2(基地局ID=N)のアプリケーションAPが、一つのスーパーフレーム内の送信期間で送信されるべきアプリケーションデータとして、6個のアプリケーションデータRV1−1〜RV1−3,RV2−1〜2−3それぞれの送信要求を拡張層ELに与えたものとする。
6個のアプリケーションデータには、第1アプリケーションAP1から出力された3個のアプリケーションデータRV1−1,RV1−2,RV1−3と、第2アプリケーションAP2から出力された3個のアプリケーションデータRV2−1,RV2−2,RV2−3と、が含まれている。
また、第1アプリケーションAP1から出力された3個のアプリケーションデータRV1−1,RV1−2,RV1−3と、第2アプリケーションAP2から出力された3個のアプリケーションデータRV2−1,RV2−2,RV2−3と、は、データ種別が異なる。
また、図10では、アプリケーションデータRV1−1,RV2−1は、それぞれ、2個の分割データに分割され、拡張層ELからレイヤ7へは、計8個のEL−PDUの送信要求がなされるものとする。
非特許文献1,2において、アプリケーションAPに複数のアプリケーションAP1,AP2が含まれること、及び、アプリケーションAPからデータ種別の異なるアプリケーションデータが出力されること、については、全く考慮されていない。
そして、図10に示す6個のアプリケーションデータRV1−1〜RV1−3,RV2−1〜2−3に関し、アプリケーションデータを出力したアプリケーションAP1,AP2の違い及びデータ種別の違いを考慮しなければ、単に、6個のアプリケーションデータが、アプリケーションAPから拡張層ELに与えられることになる。
この場合、アプリケーションAPとしては、6個のアプリケーションデータそれぞれの送信要求(EL-BaseStationBroadcastData要求)のデータ関連情報の[データ順番情報/データ総数情報]を、
前述の第1設定例と同様に、次のように設定するのが自然である。
[比較例における第1設定例]
アプリケーションデータRV1−1の[データ順番情報/データ総数情報]=[1/6]
アプリケーションデータRV1−2の[データ順番情報/データ総数情報]=[2/6]
アプリケーションデータRV1−3の[データ順番情報/データ総数情報]=[3/6]
アプリケーションデータRV2−1の[データ順番情報/データ総数情報]=[4/6]
アプリケーションデータRV2−2の[データ順番情報/データ総数情報]=[5/6]
アプリケーションデータRV2−3の[データ順番情報/データ総数情報]=[6/6]
このように設定すると、受信側の拡張層ELでは、データ総数が6であり、6個のアプリケーションデータにはそれぞれ、1〜6の値がデータ順番として設定されていることを認識することができ、個々のアプリケーションデータを区別することができる。ただし、非特許文献1,2にはこのような設定の仕方は記載されていない。
受信側の拡張層ELでは、個々のアプリケーションデータを区別して認識できることで、分割データを結合することもできる。
つまり、個々のアプリケーションデータを区別して認識できるように[データ順番情報/データ総数情報]が設定されていれば、一のアプリケーションデータから分割された複数の分割データ(EL−PDU)は、それぞれ、同じデータ関連情報(基地局ID/データ順番情報/データ総数情報)を持つことになる。
したがって、受信側の拡張層ELは、同じ基地局ID/データ順番情報/データ総数情報を持つEL−PDU群が結合すべきEL−PDUの組み合わせであると、認識することができる。
しかし、このように[データ順番情報/データ総数情報]で、6個のアプリケーションデータを個々に区別することを重視すると、[発明が解決しようとする課題]で説明したように、アプリケーションデータの種別毎にデータが揃っているか否かを判断することができない。
つまり、上記の設定例では、データ総数情報が「6」であるため、6個のアプリケーションデータが揃えば、全部のアプリケーションが揃ったと判断できるが、[1/6]〜[3/6]のアプリケーションデータが揃った状態で第1アプリケーションAP1のアプリケーションデータRV1−1〜RV1−3が揃っていると判断したり、[4/6]〜[6/6]のアプリケーションデータが揃った状態で、第2アプリケーションAP2のアプリケーションデータRV2−1〜RV2−3が揃っていると判断したりすることはできない。
そこで、拡張層EL又はアプリケーションAPにおいて、アプリケーションデータの種別毎にデータが揃っているか否かを判断することができるように、図10に示す6個のアプリケーションデータRV1−1〜RV1−3,RV2−1〜2−3それぞれの[データ順番情報/データ総数情報]を、次のように設定する。
[比較例における第2設定例]
アプリケーションデータRV1−1の[データ順番情報/データ総数情報]=[1/3]
アプリケーションデータRV1−2の[データ順番情報/データ総数情報]=[2/3]
アプリケーションデータRV1−3の[データ順番情報/データ総数情報]=[3/3]
アプリケーションデータRV2−1の[データ順番情報/データ総数情報]=[1/3]
アプリケーションデータRV2−2の[データ順番情報/データ総数情報]=[2/3]
アプリケーションデータRV2−3の[データ順番情報/データ総数情報]=[3/3]
この場合、図10に示す8個のEL−PDUそれぞれに含まれるEL基地局ヘッダのデータ関連情報及び分割番号は、図11に示す通りになる。
上述の[比較例における第2設定例]及び図11では、[データ順番情報/データ総数情報]は、アプリケーションデータのデータ種別毎のデータ順番及びデータ総数を示すものとなっている。
つまり、第1アプリケーションAP1から出力された3個の第1種別のアプリケーションデータRV1−1,RV1−2,RV1−3だけで、データ順番及びデータ総数を考えて、3個のアプリケーションデータRV1−1,RV1−2,RV1−3それぞれに、[データ順番情報/データ総数情報]=[1/3]〜[3/3]が設定される。
また、同様に、第2アプリケーションAP2から出力された3個の第2種別のアプリケーションデータRV2−1,RV2−2,RV2−3だけで、データ順番及びデータ総数を考えて、3個のアプリケーションデータRV2−1,RV2−2,RV2−3それぞれに、[データ順番情報/データ総数情報]=[1/3]〜[3/3]が設定される。
このようにアプリケーションデータの種別毎にデータ順番及びデータ総数を設定することで、受信側の拡張層EL又はアプリケーションAPにおいて、アプリケーションデータの種別毎にデータが揃っているか否かを判断することができるようになる。
しかし、[データ順番情報/データ総数情報]が同じデータが複数(例えば、図11では、RV1−1とRV2−1の2個)できてしまい、アプリケーションデータ同士を適切に区別できないことがある。
例えば、EL基地局ヘッダが、図11のように設定されていると、図12に示すような問題が新たに発生する。
図12では、図10に示す8個のパケット(EL−PDU)のうち、アプリケーションデータRV1−1の分割番号[順番/総数]=[2/2]の分割データ、及び、アプリケーションデータRV2−1の分割番号[順番/総数]=[1/2]の分割データが、伝搬路における障害等により、受信側の通信機2,3にて電波的に受信できなかったものとする。
この場合、図11のようにデータ関連情報が設定されていると、アプリケーションデータRV1−1とRV2−1は、同じデータ関連情報(基地局ID/データ順番情報/データ総数情報)を持つことになる。
したがって、受信側の拡張層ELは、アプリケーションデータRV1−1の分割番号[順番/総数]=[1/2]の分割データ(EL−PDU)と、アプリケーションデータRV2−1の分割番号[順番/総数]=[2/2]の分割データ(EL−PDU)と、が、結合すべきEL−PDUの組み合わせであると、誤って認識する。
この結果、図12に示すように、受信側の拡張層ELは、これら誤った組み合わせのEL−PDUそれぞれからELヘッダを取り除いたデータを結合して、セキュリティ管理SECにアンセキュリティ処理(デコード処理)を要求することになる。
しかし、誤った組み合わせの結合データを受け取ったセキュリティ管理SECは、正しくアンセキュリティ処理が行えない。このため、受信側の拡張層EL及びアプリケーションAPは、セキュリティ管理SECからUnsecurity応答(デコード応答)として、デコードエラーを取得することになり、元のアプリケーションデータRV1−1,RV2−1を得ることはできない。
また、受信側の通信機2,3において、電波的に受信できたアプリケーションデータRV1−2,RV1−3,RV2−2,RV2−3についても、同じデータ関連情報(基地局ID/データ順番情報/データ総数情報)を持つもの同士は、受信側の通信機2,3の記憶部24において、先に受信されたデータRV1−2,RV1−3が後に受信されたデータRV2−2,RV2−3によって上書きされることで、先に受信されたデータRV1−2,RV1−3が実質的に破棄されるおそれがある。
このため、図12に示す例では、拡張層EL及びアプリケーションAPは、結局、アプリケーションデータRV2−2,RV2−3の2つしか取得できないことになる。
[4.2 実施例]
図13,14は、実施例を示している。図13に示すEL基地局ヘッダでは、図9に示すEL基地医局ヘッダと同様に、データ関連情報及び分割番号に加えて、データ種別を有している。
図13において、データ関連情報は、[比較例における第2設定例]及び図11と同様に設定されており、拡張層EL又はアプリケーションAPにおいて、アプリケーションデータの種別毎にデータが揃っているか否かを判断することができる。
また、図13では、アプリケーションデータRV1−1だけが、2つに分割されている。したがって、図13では、図10よりも一つ少ない、7個のEL−PDUを示した。
図13において、分割番号(順番/総数)は、アプリケーションデータRV2−1が分割されておらず、1/1となっているほかは、図11と同様に設定されている。
図13において、データ種別は、アプリケーションデータRV1−1〜RV1−3と、アプリケーションデータRV2−1〜2−3と、では、異なる値が設定されている。したがって、受信側の拡張層ELでは、データ種別に基づいて、アプリケーションデータRV1−1〜RV1−3と、アプリケーションデータRV2−1〜2−3と、ではデータ種別が異なることを判別できる。
図14に示すように、受信側の拡張層ELは、取得したEL−PDUのEL基地局ヘッダから、データ関連情報(基地局ID,データ順番、データ総数)、分割番号(順番、総数)、データ種別を取得する(ステップS1)。
そして、拡張層ELは、データ関連情報、分割番号に加えて、データ種別も考慮し、データ関連情報及びデータ種別が同一である分割データ(EL−PDU)を、結合すべき複数の分割データ(EL−PDU)の組み合わせとして認識し、それらの分割データを結合する(ステップS2)。このため、図12に示すように、組み合わせを誤ることを防止することができる。
つまり、図13に示す例では、アプリケーションデータRV1−1から分割された2つの分割データを正しく結合することができる。
また、アプリケーションデータRV1−2とRV2−2とは、データ関連情報が同じであるが、データ種別が異なるため、受信側の拡張層ELは、異なるデータとして区別できる。
同様に、アプリケーションデータRV1−3とRV2−3とは、データ関連情報が同じであるが、データ種別が異なるため、受信側の拡張層ELは、異なるデータとして区別できる。
この結果、図12に示すような上書き破棄が防止される。
このように、受信側の拡張層ELは、6個のアプリケーションデータRV1−1〜RV1−3、RV2−1〜RV2−3それぞれを区別して処理することができる。
そして、受信側の拡張層ELは、6個のアプリケーションデータRV1−1〜RV1−3、RV2−1〜RV2−3それぞれについての受信通知(EL-BaseStationBroadcastData表示)におけるデータ関連情報及びデータ種別として、EL基地局ヘッダに設定されているデータ関連情報及びデータ種別を設定し、その受信通知をアプリケーションAPに渡す(ステップS3)。
アプリケーションAPでは、受信通知に含まれるデータ種別を判別して、受信通知に含まれるアプリケーションデータが、第1アプリケーションAP1にて処理されるべきものか、第2アプリケーションAP2にて処理されるべきものかを容易に判断することができる。
[5.変形例]
図15(a)は、非特許文献2に規定する、EL基地局ヘッダに含まれるデータ関連情報を示している。
図15(b)は、変形例に係る、EL基地局ヘッダに含まれるデータ関連情報を示している。
非特許文献2では、図15(a)に示すように、データ関連情報の「基地局ID」フィールドは、6ビット(12ビット目から17ビット目まで)である。これに対し、図15(b)に示す変形例では、「基地局ID」フィールドは、非特許文献2における「基地局ID」フィールドである6ビット中、4ビット(14ビット目から17ビット目まで)が用いられる。残りの2ビット(13ビット目及び12ビット目)は、データ種別(データ種別情報)のためのフィールドとなる。
送信側の拡張層ELは、送信要求に含まれるデータ種別を、図15(b)に示す「データ種別」フィールドに設定する。
受信側の拡張層ELは、図15(b)に示すデータ種別を参照して、データを区別する。また、受信側の拡張層ELは、図15(b)に示すデータ種別を、受信通知の「データ種別」に設定する。
図15(b)に示すデータ関連情報の構造を採用すると、「データ関連情報」フィールド中に、データ種別を格納できるため、図9に示すように、EL基地局ヘッダ中に、「データ種別」フィールドを別途確保する必要がない。
また、非特許文献2において「基地局ID」フィールドを構成する領域の一部を、図15(b)に示すように「データ種別」フィールドとすることで、データ関連情報が図15(a)に示すように規定されていることを前提とする通信機2,3であっても、データ種別の異なるデータを区別して処理することが可能となる。
データ関連情報が図15(a)に示すように規定されていることを前提とする通信機2,3の拡張層ELは、図15(b)に示すデータ関連情報を持つEL−PDUを取得すると、図15(b)に示す基地局ID及びデータ種別を一体として、基地局IDとして認識する。
つまり、受信側では、同一の基地局から送信された通信パケットであっても、データ種別が異なることで、基地局IDが異なるものと認識する。
この結果、
データ関連情報が図15(a)に示すように規定されていることを前提とする通信機2,3であっても、データ種別の異なるデータを、異なる基地局から送信されたものとみなして、区別して処理することができる。
[6.付記]
本発明に関して、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1 交通信号機
2 路側通信機(基地局)
3 車載通信機(移動局)
4 中央装置
5 車両
6 路側センサ
7 有線通信回線
21 無線通信部
22 有線通信部
23 制御部
24 記憶部
25 通信処理装置
25a アプリケーション部
25b 通信処理部
31 無線通信部
33 制御部
34 記憶部
35 通信処理装置
25b アプリケーション部
35b 通信処理部
51 分割処理部
52 結合処理部
AP アプリケーション
EL 拡張層
L7 レイヤ7

Claims (8)

  1. アプリケーションデータを、周期的に割り当てられる送信期間において送信する第1通信機と、
    前記第1通信機から送信された前記アプリケーションデータを受信する第2通信機と、を備え、
    前記第1通信機は、複数のアプリケーションデータそれぞれに付加情報を付加して送信し、
    前記付加情報は、
    一のアプリケーションデータから分割された複数の分割データの総数を示す分割総数情報と、
    前記一のアプリケーションデータから分割された複数の分割データそれぞれの順番を示す分割順番情報と、
    前記複数のアプリケーションデータの総数を示すデータ総数情報と、
    前記複数のアプリケーションデータにおけるアプリケーションデータそれぞれの順番を示すデータ順番情報と、
    前記アプリケーションデータの種別を示すデータ種別情報と、
    を含み、
    前記データ総数情報は、前記アプリケーションデータの種別毎の総数を示し、
    前記データ順番情報は、前記アプリケーションデータの種別毎の順番を示し、
    前記第2通信機は、前記第1通信機から送信された前記複数のアプリケーションデータそれぞれに付加された前記付加情報に基づいて、アプリケーションデータの種別毎にアプリケーションデータが揃っているか否かを判断する
    ことを特徴とする通信システム。
  2. アプリケーションデータの送信要求を生成するアプリケーション部と、
    前記アプリケーション部から送信要求がなされた前記アプリケーションデータを、周期的に割り当てられる送信期間において送信させる通信処理部と、
    を備え、
    前記送信要求には、前記アプリケーションデータ及び付加情報が含まれ、
    前記付加情報は、
    一のアプリケーションデータから分割された複数の分割データの総数を示す分割総数情報と、
    前記一のアプリケーションデータから分割された複数の分割データそれぞれの順番を示す分割順番情報と、
    複数のアプリケーションデータの総数を示すデータ総数情報と、
    前記複数のアプリケーションデータにおけるアプリケーションデータそれぞれの順番を示すデータ順番情報と、
    前記アプリケーションデータの種別を示すデータ種別情報と、
    を含み、
    前記データ総数情報は、前記アプリケーションデータの種別毎の総数を示し、
    前記データ順番情報は、前記アプリケーションデータの種別毎の順番を示し、
    前記通信処理部は、複数のアプリケーションデータそれぞれに前記付加情報を付加して送信させ
    前記付加情報は、前記アプリケーションデータの受信側の通信機が、アプリケーションデータの種別毎にアプリケーションデータが揃っているか否かを判断するために用いられる
    ことを特徴とする通信機。
  3. 通信処理部と、
    アプリケーションデータを受信したことの通知を前記通信処理部から受けるアプリケーション部と、
    を備え、
    受信した複数のアプリケーションデータには、それぞれ、付加情報が付加されており、
    前記付加情報は、
    一のアプリケーションデータから分割された複数の分割データの総数を示す分割総数情報と、
    前記一のアプリケーションデータから分割された複数の分割データそれぞれの順番を示す分割順番情報と、
    前記複数のアプリケーションデータの総数を示すデータ総数情報と、
    前記複数のアプリケーションデータにおけるアプリケーションデータそれぞれの順番を示すデータ順番情報と、
    前記アプリケーションデータの種別を示すデータ種別情報と、
    を含み、
    前記データ総数情報は、前記アプリケーションデータの種別毎の総数を示し、
    前記データ順番情報は、前記アプリケーションデータの種別毎の順番を示し、
    前記付加情報に基づいて、アプリケーションデータの種別毎にアプリケーションデータが揃っているか否かを判断する
    ことを特徴とする通信機。
  4. 請求項記載の通信機に用いられる通信処理装置であって、
    アプリケーションデータの送信要求を生成するアプリケーション部と、
    前記アプリケーション部から送信要求がなされた前記アプリケーションデータを、周期的に割り当てられる送信期間において送信させる通信処理部と、
    を備え、
    前記送信要求には、前記アプリケーションデータ及び付加情報が含まれ、
    前記付加情報は、
    一のアプリケーションデータから分割された複数の分割データの総数を示す分割総数情報と、
    前記一のアプリケーションデータから分割された複数の分割データそれぞれの順番を示す分割順番情報と、
    複数のアプリケーションデータの総数を示すデータ総数情報と、
    前記複数のアプリケーションデータにおけるアプリケーションデータそれぞれの順番を示すデータ順番情報と、
    前記アプリケーションデータの種別を示すデータ種別情報と、
    を含み、
    前記データ総数情報は、前記アプリケーションデータの種別毎の総数を示し、
    前記データ順番情報は、前記アプリケーションデータの種別毎の順番を示し、
    前記通信処理部は、複数のアプリケーションデータそれぞれに前記付加情報を付加して送信させ
    前記付加情報は、前記アプリケーションデータの受信側の通信機が、アプリケーションデータの種別毎にアプリケーションデータが揃っているか否かを判断するために用いられる
    ことを特徴とする通信処理装置。
  5. 請求項記載の通信機に用いられる通信処理装置であって、
    通信処理部と、
    アプリケーションデータを受信したことの通知を前記通信処理部から受けるアプリケーション部と、
    を備え、
    受信した複数のアプリケーションデータには、それぞれ、付加情報が付加されており、
    前記付加情報は、
    一のアプリケーションデータから分割された複数の分割データの総数を示す分割総数情報と、
    前記一のアプリケーションデータから分割された複数の分割データそれぞれの順番を示す分割順番情報と、
    前記複数のアプリケーションデータの総数を示すデータ総数情報と、
    前記複数のアプリケーションデータにおけるアプリケーションデータそれぞれの順番を示すデータ順番情報と、
    前記アプリケーションデータの種別を示すデータ種別情報と、
    を含み、
    前記データ総数情報は、前記アプリケーションデータの種別毎の総数を示し、
    前記データ順番情報は、前記アプリケーションデータの種別毎の順番を示し、
    前記付加情報に基づいて、アプリケーションデータの種別毎にアプリケーションデータが揃っているか否かを判断する
    ことを特徴とする通信処理装置。
  6. アプリケーションデータが分割された複数の分割データを受信すると、受信した前記複数の分割データを結合する結合処理部を備え、
    受信した前記複数の分割データそれぞれには、付加情報が付加されており、
    前記付加情報は、
    一のアプリケーションデータから分割された複数の分割データの総数を示す分割総数情報と、
    前記一のアプリケーションデータから分割された複数の分割データそれぞれの順番を示す分割順番情報と、
    複数のアプリケーションデータの総数を示すデータ総数情報と、
    前記複数のアプリケーションデータにおけるアプリケーションデータそれぞれの順番を示すデータ順番情報と、
    前記アプリケーションデータの種別を示すデータ種別情報と、
    を含み、
    前記データ総数情報は、前記アプリケーションデータの種別毎の総数を示し、
    前記データ順番情報は、前記アプリケーションデータの種別毎の順番を示し、
    前記結合処理部は、受信した前記複数の分割データそれぞれに付加された前記付加情報に基づいて、結合すべき複数の分割データの組み合わせを認識して、複数の分割データを結合する
    ことを特徴とする通信処理装置。
  7. コンピュータを、請求項4〜6のいずれか1項に記載の前記通信処理装置として機能させるためのコンピュータプログラム。
  8. 第1通信機が、複数のアプリケーションデータを、前記第1通信機に対して周期的に割り当てられる送信期間において送信し、
    第2通信機が、前記第1通信機から送信された前記複数のアプリケーションデータを受信し、受信した前記複数のアプリケーションデータそれぞれを区別して処理を行う
    ことを含み、
    前記複数のアプリケーションデータそれぞれには、付加情報が付加されており、
    前記付加情報は、
    一のアプリケーションデータから分割された複数の分割データの総数を示す分割総数情報と、
    前記一のアプリケーションデータから分割された複数の分割データそれぞれの順番を示す分割順番情報と、
    前記複数のアプリケーションデータの総数を示すデータ総数情報と、
    前記複数のアプリケーションデータにおけるアプリケーションデータそれぞれの順番を示すデータ順番情報と、
    前記アプリケーションデータの種別を示すデータ種別情報と、
    を含み、
    前記データ総数情報は、前記アプリケーションデータの種別毎の総数を示し、
    前記データ順番情報は、前記アプリケーションデータの種別毎の順番を示し、
    前記第2通信機による前記処理では、前記第1通信機から送信された前記複数のアプリケーションデータそれぞれに付加された前記付加情報に基づいて、アプリケーションデータの種別毎にアプリケーションデータが揃っているか否かを判断する
    ことを特徴とする通信方法。
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