JP6904782B2 - Wireless communication system for vehicles - Google Patents

Wireless communication system for vehicles Download PDF

Info

Publication number
JP6904782B2
JP6904782B2 JP2017095773A JP2017095773A JP6904782B2 JP 6904782 B2 JP6904782 B2 JP 6904782B2 JP 2017095773 A JP2017095773 A JP 2017095773A JP 2017095773 A JP2017095773 A JP 2017095773A JP 6904782 B2 JP6904782 B2 JP 6904782B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wireless communication
terminal
destination
data
function
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017095773A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2018195880A (en
Inventor
浩太郎 池田
浩太郎 池田
忠秀 國立
忠秀 國立
恒人 木村
恒人 木村
勝美 金森
勝美 金森
研輔 松井
研輔 松井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yazaki Corp
Original Assignee
Yazaki Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yazaki Corp filed Critical Yazaki Corp
Priority to JP2017095773A priority Critical patent/JP6904782B2/en
Publication of JP2018195880A publication Critical patent/JP2018195880A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6904782B2 publication Critical patent/JP6904782B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Description

本発明は、車両用無線通信システムに関する。 The present invention relates to a wireless communication system for vehicles.

例えば、車両上で様々な機器の間を、有線または無線によるメッシュ状のネットワークを介して接続することにより、必要に応じて様々な経路を利用して、互いに通信することができる。また、無線通信を利用する場合には、その経路の分だけワイヤハーネスの構造を簡略化したり、ワイヤハーネスの配索作業の負担を削減することができる。 For example, by connecting various devices on a vehicle via a mesh-like network by wire or wireless, it is possible to communicate with each other by using various routes as needed. Further, when wireless communication is used, the structure of the wire harness can be simplified by the amount of the route, and the burden of the wire harness wiring work can be reduced.

また、メッシュネットワーク(mesh network)を構成する場合には、ある送信元ノードから別の送信先ノードまでの間で、様々な経路を選択的に利用して通信経路を確保できる。したがって、故障などで使えなくなった経路が発生しても別の経路に切り替えて継続的に接続できる。例えば、特許文献1に示されているようにダイナミックルーティング(dynamic routing)を利用すれば、メッシュ状のネットワーク上で、通信に使用する経路をその都度変えることができるので、故障などの影響を受けにくくなる。 Further, when a mesh network is configured, various routes can be selectively used between a certain source node to another destination node to secure a communication route. Therefore, even if a route that cannot be used due to a failure or the like occurs, it is possible to switch to another route and continuously connect. For example, if dynamic routing is used as shown in Patent Document 1, the route used for communication can be changed each time on a mesh-like network, so that it is affected by a failure or the like. It becomes difficult.

また、特許文献1においては、移動体通信システムを構成する場合に、比較的広い範囲の領域(マクロセル)をカバーする広域基地局と、比較的狭い範囲の領域(マイクロセル)をカバーする狭域基地局とを用いて、様々な位置の端末が無線通信するために利用可能な領域を形成している。また、特許文献1においては、マイクロセルで無線通信し、通信遅延が大きくなったことを確認した場合には、端末と基地局との間の無線通信をマクロセルに切り替えて通信遅延を小さくすることを示している。 Further, in Patent Document 1, when a mobile communication system is configured, a wide area base station that covers a relatively wide area (macrocell) and a narrow area that covers a relatively narrow area (microcell). Using a base station, terminals at various positions form areas that can be used for wireless communication. Further, in Patent Document 1, when wireless communication is performed using a microcell and it is confirmed that the communication delay has increased, the wireless communication between the terminal and the base station is switched to the macrocell to reduce the communication delay. Is shown.

また、特許文献2は、複数の無線通信端末を含むマルチホップ無線通信ネットワークにおいて、受信側の各端末が受信したパケットを中継するための技術を示している。具体的には、送信元の端末は、宛先位置情報と送信元位置情報を含むパケットを生成して送信する。受信側の各端末は、受信したパケットの送信元の無線通信端末の位置と宛先の位置との間の送信距離、及び自身の位置と宛先の位置との間の中継距離を算出する。そして、送信距離が中継距離を越える場合にパケットを中継する。 Further, Patent Document 2 shows a technique for relaying a packet received by each terminal on the receiving side in a multi-hop wireless communication network including a plurality of wireless communication terminals. Specifically, the source terminal generates and transmits a packet including the destination position information and the source position information. Each terminal on the receiving side calculates the transmission distance between the position of the wireless communication terminal of the source of the received packet and the position of the destination, and the relay distance between its own position and the position of the destination. Then, when the transmission distance exceeds the relay distance, the packet is relayed.

また、特許文献3では、複数のノードで構成される通信システムにおいて、目的ノードまで迅速にデータを送信するための技術を示している。 Further, Patent Document 3 shows a technique for quickly transmitting data to a target node in a communication system composed of a plurality of nodes.

特開2010−147848号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-147748 特開2009−33516号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-33516 特開2014−225859号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-225859

例えば、通信可能な範囲が比較的狭い多数の無線通信端末を、様々な位置に分散した状態で配置し、これらの無線通信端末を利用してメッシュ状の無線通信ネットワークを単純に構成する場合を想定する。この場合、1つの送信元ノードの無線通信端末から他の宛先ノードの無線通信端末に対してデータを送信する際に、様々な端末の間で順次に、あるいは並列的に通信を行いながら、送信元から送信先までの通信に利用可能な経路を探索するための通信処理を行う必要がある。更に、通信に利用可能な経路が確定した後であっても、送信元から宛先にデータが届くまでの間に、このデータは多数の中継点を経由することになる。したがって、この無線通信ネットワーク上を通過するトラフィックが増大する。また、送信元から宛先までの間のデータ中継回数が増えるのに伴って通信の遅延時間も増大する。 For example, a case where a large number of wireless communication terminals having a relatively narrow communicable range are arranged in various positions in a dispersed state and a mesh-like wireless communication network is simply configured by using these wireless communication terminals. Suppose. In this case, when data is transmitted from the wireless communication terminal of one source node to the wireless communication terminal of another destination node, the data is transmitted while communicating sequentially or in parallel between various terminals. It is necessary to perform communication processing to search for a route that can be used for communication from the source to the destination. Further, even after the route that can be used for communication is determined, this data passes through a large number of relay points before the data arrives at the destination from the source. Therefore, the traffic passing over this wireless communication network increases. In addition, as the number of data relays between the source and the destination increases, the communication delay time also increases.

特許文献2の技術を採用する場合には、受信側の各端末が送信元と宛先との間の送信距離、及び自身の位置と宛先の位置との間の中継距離を算出しこれらの距離に基づいて中継の制御を行うので、各端末が経路情報を記憶する必要がない。また、通信経路が長くなるのを避けることができる。しかし、例えば狭い空間に多数の端末を配置するような状況においては、送信元の端末から宛先の端末にパケットが届くまでの中継回数が増えるため、通信の遅延時間が増大するのは避けられない。 When the technique of Patent Document 2 is adopted, each terminal on the receiving side calculates the transmission distance between the source and the destination and the relay distance between its own position and the position of the destination, and uses these distances. Since relay control is performed based on this, it is not necessary for each terminal to store route information. In addition, it is possible to avoid lengthening the communication path. However, for example, in a situation where a large number of terminals are arranged in a narrow space, the number of relays from the source terminal to the destination terminal increases, so that the communication delay time inevitably increases. ..

そのため、例えば特許文献1に示されているように、各端末の無線通信の範囲を狭域から広域に切り替え、経路の探索に伴う通信の回数や、伝送するデータの中継回数を減らすことが考えられる。これにより、通信の遅延時間を減らすことができ、トラフィックも削減される。しかしながら、特許文献1の技術を採用するためには、全ての無線通信端末が、狭域無線通信と広域無線通信の両方の機能を備えたうえで、更に、通信の遅延時間を検出するために受信タイミングを測定したり、その結果に基づいて通信の範囲を切り替えるための制御が必要になる。したがって、システム全体のコストが大幅に増えるのは避けられない。また、システム全体の動作を管理する装置も必要になる。 Therefore, for example, as shown in Patent Document 1, it is conceivable to switch the range of wireless communication of each terminal from a narrow range to a wide range to reduce the number of communications associated with route search and the number of relays of data to be transmitted. Be done. As a result, the delay time of communication can be reduced and the traffic is also reduced. However, in order to adopt the technique of Patent Document 1, all wireless communication terminals are provided with both narrow-range wireless communication and wide-area wireless communication functions, and further, in order to detect a communication delay time. Control is required to measure the reception timing and switch the communication range based on the result. Therefore, it is inevitable that the cost of the entire system will increase significantly. In addition, a device for managing the operation of the entire system is also required.

また、車両上で使用する無線通信システムの場合には、車両上の限られた狭い空間の中に、様々な種類の電装品の制御に用いる多数の無線通信端末が配置される可能性がある。更に、自車両上で行う無線通信の電波が、他の車両内の無線通信や、車両外の無線通信に影響を与えないように予め考慮しなければならない。したがって、車両上の各無線通信端末が送信する電波の出力電力を抑制し、ごく狭い範囲の狭域無線通信を行うことが望ましい。しかし、各無線通信端末の通信可能な範囲がごく狭い範囲に限られる場合には、上述のようにトラフィックの増大、および通信の遅延時間の増大が大きな問題になる。更に、通信システムのコストの上昇を抑制する必要がある。 Further, in the case of a wireless communication system used on a vehicle, a large number of wireless communication terminals used for controlling various types of electrical components may be arranged in a limited narrow space on the vehicle. .. Furthermore, consideration must be given in advance so that the radio waves of the wireless communication performed on the own vehicle do not affect the wireless communication inside the other vehicle or the wireless communication outside the vehicle. Therefore, it is desirable to suppress the output power of the radio waves transmitted by each wireless communication terminal on the vehicle and perform narrow-range wireless communication in a very narrow range. However, when the communicable range of each wireless communication terminal is limited to a very narrow range, an increase in traffic and an increase in communication delay time become major problems as described above. Furthermore, it is necessary to suppress the increase in the cost of the communication system.

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、コストの上昇を抑制すると共に、通信の遅延時間の増大およびトラフィックの増大を避けることが可能な車両用無線通信システムを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a wireless communication system for vehicles capable of suppressing an increase in cost and avoiding an increase in communication delay time and an increase in traffic. To provide.

前述した目的を達成するために、本発明に係る車両用無線通信システムは、下記(1)〜()を特徴としている。
(1) 使用する周波数帯域の広さが互いに異なる、狭帯域無線通信機能、および広帯域無線通信機能を有する複数の無線通信端末を備え、
無線通信の範囲として、全体領域と、前記全体領域よりも小さく且つ前記全体領域に含まれる複数のセル領域と、が形成され、
各前記セル領域に、少なくとも1つの前記無線通信端末が含まれており、
前記各無線通信端末が、無線通信の範囲として、前記全体領域と、自身が属する前記セル領域のいずれかを選択し、
前記各無線通信端末が、前記全体領域を選択して無線通信する場合には前記狭帯域無線通信機能を使用し、
前記各無線通信端末が、自身が属する前記セル領域を選択して無線通信する場合には前記広帯域無線通信機能を使用し、
前記各無線通信端末がデータを送信する場合に、前記データの宛先に関する状況が所定の条件を満たす場合には前記全体領域を優先的に選択し、前記狭帯域無線通信機能により無線通信を行
前記各無線通信端末は、他の各無線通信端末の位置または距離に関する情報を取得する機能を有し、
前記各無線通信端末がデータを送信する場合において、
前記データの宛先の端末が自端末と同じセル領域内に存在しない場合、または宛先の端末までの距離が所定以上の場合には、前記全体領域を選択し、前記狭帯域無線通信機能により無線通信を開始し、
前記データの宛先の端末が自端末と同じセル領域内に存在する場合、または宛先の端末までの距離が前記所定未満の場合には、自身が属する前記セル領域を選択し、前記広帯域無線通信機能により無線通信を開始する、
ことを特徴とする車両用無線通信システム。
In order to achieve the above-mentioned object, the vehicle wireless communication system according to the present invention is characterized by the following (1) to (4).
(1) A plurality of wireless communication terminals having a narrow band wireless communication function and a wide band wireless communication function, which have different frequency bands to be used, are provided.
As the range of wireless communication, an entire area and a plurality of cell areas smaller than the total area and included in the total area are formed.
Each said cell area contains at least one said wireless communication terminal.
Each wireless communication terminal, as the range of the wireless communication, selecting said whole region, one of the cell region to which it belongs,
When each wireless communication terminal selects the entire area for wireless communication, the narrowband wireless communication function is used.
When each wireless communication terminal selects the cell area to which it belongs and performs wireless communication, the wideband wireless communication function is used.
When the respective radio communication terminal transmits data, status for the destination of the data is the entire region preferentially selected in case a predetermined condition is satisfied, the row physician wireless communication by the narrow-band radio communication function ,
Each of the wireless communication terminals has a function of acquiring information regarding the position or distance of each of the other wireless communication terminals.
When each wireless communication terminal transmits data,
If the destination terminal of the data does not exist in the same cell area as the own terminal, or if the distance to the destination terminal is greater than or equal to a predetermined value, the entire area is selected and wireless communication is performed by the narrow band wireless communication function. To start,
When the destination terminal of the data exists in the same cell area as the own terminal, or when the distance to the destination terminal is less than the predetermined value, the cell area to which the data destination belongs is selected and the wideband wireless communication function is performed. To start wireless communication,
A wireless communication system for vehicles characterized by this.

使用する周波数帯域の広さが互いに異なる、狭帯域無線通信機能、および広帯域無線通信機能を有する複数の無線通信端末を備え、
前記各無線通信端末が、無線通信の範囲として、全体領域と、前記全体領域よりも小さく且つ前記全体領域に含まれる複数のセル領域のいずれかを選択し、
前記各無線通信端末が、前記全体領域を選択して無線通信する場合には前記狭帯域無線通信機能を使用し、
前記各無線通信端末が、前記セル領域を選択して無線通信する場合には前記広帯域無線通信機能を使用し、
前記各無線通信端末がデータを送信する場合に、前記データの宛先に関する状況が所定の条件を満たす場合には前記全体領域を優先的に選択し、前記狭帯域無線通信機能により無線通信を行い、
前記各無線通信端末には優先順位が定められており、
前記狭帯域無線通信機能により送信された無線信号を、宛先以外の前記各無線通信端末が受信した場合には、優先順位の高い無線通信端末が、受信した前記無線信号のデータを宛先の無線通信端末に向けて前記広帯域無線通信機能又は前記狭帯域無線通信機能により送出する、
ことを特徴とする両用無線通信システム。
( 2 ) A plurality of wireless communication terminals having a narrow band wireless communication function and a wide band wireless communication function, which have different frequency bands to be used, are provided.
Each wireless communication terminal selects either an entire area or a plurality of cell areas smaller than the overall area and included in the entire area as the range of wireless communication.
When each wireless communication terminal selects the entire area for wireless communication, the narrowband wireless communication function is used.
When each wireless communication terminal selects the cell area for wireless communication, the wideband wireless communication function is used.
When each of the wireless communication terminals transmits data, if the situation regarding the destination of the data satisfies a predetermined condition, the entire area is preferentially selected, and wireless communication is performed by the narrow band wireless communication function.
Priorities are set for each of the wireless communication terminals.
When the wireless communication terminal other than the destination receives the wireless signal transmitted by the narrow band wireless communication function, the wireless communication terminal having a high priority receives the data of the received wireless signal to the destination wireless communication. Sending to the terminal by the wideband wireless communication function or the narrowband wireless communication function.
Car dual wireless communication system, characterized in that.

使用する周波数帯域の広さが互いに異なる、狭帯域無線通信機能、および広帯域無線通信機能を有する複数の無線通信端末を備え、
前記各無線通信端末が、無線通信の範囲として、全体領域と、前記全体領域よりも小さく且つ前記全体領域に含まれる複数のセル領域のいずれかを選択し、
前記各無線通信端末が、前記全体領域を選択して無線通信する場合には前記狭帯域無線通信機能を使用し、
前記各無線通信端末が、前記セル領域を選択して無線通信する場合には前記広帯域無線通信機能を使用し、
前記各無線通信端末がデータを送信する場合に、前記データの宛先に関する状況が所定の条件を満たす場合には前記全体領域を優先的に選択し、前記狭帯域無線通信機能により無線通信を行い、
前記狭帯域無線通信機能により送信された無線信号を、宛先以外の複数の前記無線通信端末が受信した場合には、先に送信を開始した無線通信端末のみが、受信した前記無線信号のデータを該当する宛先の無線通信端末に向けて前記広帯域無線通信機能又は前記狭帯域無線通信機能により送出する、
ことを特徴とする両用無線通信システム。
( 3 ) A plurality of wireless communication terminals having a narrow band wireless communication function and a wide band wireless communication function, which have different frequency bands to be used, are provided.
Each wireless communication terminal selects either an entire area or a plurality of cell areas smaller than the overall area and included in the entire area as the range of wireless communication.
When each wireless communication terminal selects the entire area for wireless communication, the narrowband wireless communication function is used.
When each wireless communication terminal selects the cell area for wireless communication, the wideband wireless communication function is used.
When each of the wireless communication terminals transmits data, if the situation regarding the destination of the data satisfies a predetermined condition, the entire area is preferentially selected, and wireless communication is performed by the narrow band wireless communication function.
When a plurality of wireless communication terminals other than the destination receive the wireless signal transmitted by the narrow band wireless communication function, only the wireless communication terminal that has started transmission first receives the data of the received wireless signal. Sending data to the corresponding destination wireless communication terminal by the wideband wireless communication function or the narrowband wireless communication function.
Car dual wireless communication system, characterized in that.

) 前記複数の無線通信端末の各々は、車両構造体もしくはそれに隣接する空間に配置され、
前記全体領域は、前記車両構造体の範囲内に相当する領域である、
ことを特徴とする上記(1)乃至()のいずれかに記載の車両用無線通信システム。
( 4 ) Each of the plurality of wireless communication terminals is arranged in a vehicle structure or a space adjacent thereto.
The entire area is an area corresponding to the range of the vehicle structure.
The vehicle wireless communication system according to any one of (1) to ( 3) above.

上記(1)の構成の車両用無線通信システムによれば、狭帯域無線通信機能、および広帯域無線通信機能を適切に使い分けることにより、通信の遅延時間を短縮することが可能になる。すなわち、狭帯域無線通信機能を使用する時には、全体領域が通信可能な範囲になるので、送信元から宛先までの距離が大きい場合の中継回数を減らすことができ、遅延時間を短縮できる。また、狭帯域無線通信機能の使用により、送信元の端末と宛先の端末とが直接通信できない場合であっても、他の端末が広帯域無線通信機能又は狭帯域無線通信機能を利用して中継動作を行うことにより、適切な経路で宛先の端末までデータを転送できる。また、狭帯域無線通信機能は、距離が比較的大きい場合でも高速の無線通信を行うことが可能である。広帯域無線通信機能は、妨害電波の影響を受けにくいため狭い空間に多数の端末が配置されているような環境でも、効率的な通信ができる。 According to the vehicle wireless communication system having the configuration of (1) above, the communication delay time can be shortened by appropriately using the narrow band wireless communication function and the wide band wireless communication function. That is, when the narrow band wireless communication function is used, the entire area is within the communicable range, so that the number of relays when the distance from the source to the destination is large can be reduced, and the delay time can be shortened. In addition, even if the source terminal and the destination terminal cannot directly communicate with each other due to the use of the narrow band wireless communication function, other terminals can relay using the wide band wireless communication function or the narrow band wireless communication function. By performing the above, data can be transferred to the destination terminal by an appropriate route. In addition, the narrowband wireless communication function can perform high-speed wireless communication even when the distance is relatively large. Since the wideband wireless communication function is not easily affected by jamming radio waves, efficient communication can be performed even in an environment where many terminals are arranged in a narrow space.

更に、上記()の構成の車両用無線通信システムによれば、送信元の端末から宛先の端末までの間の中継回数や通信の遅延時間が増大すると予想される状況において、通信の範囲として全体領域が優先的に選択される。したがって、送信元の端末から宛先の端末までの間の中継回数を減らし、通信の遅延時間を短縮することができる。 Further, according to the vehicle wireless communication system having the configuration of ( 1 ) above, the range of communication is set in a situation where the number of relays between the source terminal and the destination terminal is expected to increase and the communication delay time is expected to increase. The entire area is preferentially selected. Therefore, the number of relays between the source terminal and the destination terminal can be reduced, and the communication delay time can be shortened.

上記()の構成の車両用無線通信システムによれば、例えば狭い空間に多数の端末が配置されているような状況において、優先順位の高い端末がデータを中継するので、効率的な通信経路を利用することが可能になる。例えば、宛先の端末が送信元の端末からの電波を直接受信できない場合に、宛先の端末に最も近い他の端末や、中継回数が最も少なくなる位置の端末や、主要な経路上の端末などが優先的に中継を行うことにより、通信の遅延時間を短縮できる。 According to the vehicle wireless communication system having the configuration of ( 2 ) above, for example, in a situation where a large number of terminals are arranged in a narrow space, terminals having a high priority relay data, so that an efficient communication path is used. Will be available. For example, when the destination terminal cannot directly receive the radio wave from the source terminal, another terminal closest to the destination terminal, the terminal at the position where the number of relays is the least, the terminal on the main route, etc. By preferentially relaying, the communication delay time can be shortened.

上記()の構成の車両用無線通信システムによれば、例えば狭い空間に多数の端末が配置されているような状況において、送信元の端末からの同じ電波を複数の端末がほぼ同時に受信したような状況であっても、これら複数の端末が送信する電波が競合して干渉が発生するのを防止できる。 According to the vehicle wireless communication system having the configuration of (3 ) above, in a situation where many terminals are arranged in a narrow space, for example, a plurality of terminals receive the same radio wave from the source terminal at almost the same time. Even in such a situation, it is possible to prevent the radio waves transmitted by these plurality of terminals from competing with each other and causing interference.

上記()の構成の車両用無線通信システムによれば、各無線通信端末が狭帯域無線通信機能を使用すれば、車両構造体の範囲内のどこも受信領域とすることができる。 According to the vehicle wireless communication system having the configuration of (4 ) above, if each wireless communication terminal uses the narrow band wireless communication function, the reception area can be anywhere within the range of the vehicle structure.

本発明の車両用無線通信システムによれば、コストの上昇を抑制すると共に、通信の遅延時間の増大およびトラフィックの増大を避けることが可能である。すなわち、狭帯域無線通信機能を使用する時には、全体領域が通信可能な範囲になるので、送信元から宛先までの距離が大きい場合の中継回数を減らすことができ、遅延時間を短縮できる。また、狭帯域無線通信機能の使用により、送信元の端末と宛先の端末とが直接通信できない場合であっても、他の端末が広帯域無線通信機能を利用して中継動作を行うことにより、適切な経路で宛先の端末までデータを転送できる。 According to the vehicle wireless communication system of the present invention, it is possible to suppress an increase in cost and avoid an increase in communication delay time and an increase in traffic. That is, when the narrow band wireless communication function is used, the entire area is within the communicable range, so that the number of relays when the distance from the source to the destination is large can be reduced, and the delay time can be shortened. In addition, even if the source terminal and the destination terminal cannot directly communicate with each other due to the use of the narrow band wireless communication function, it is appropriate to perform a relay operation by another terminal using the wide band wireless communication function. Data can be transferred to the destination terminal by any route.

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態(以下、「実施形態」という。)を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。 The present invention has been briefly described above. Further, the details of the present invention will be further clarified by reading through the embodiments described below (hereinafter referred to as "embodiments") with reference to the accompanying drawings. ..

図1は、本発明の実施形態の車両用無線通信システムに含まれる複数の無線通信端末の配置および無線通信回線の構成に関する具体例を示す平面図である。FIG. 1 is a plan view showing a specific example of the arrangement of a plurality of wireless communication terminals and the configuration of a wireless communication line included in the vehicle wireless communication system of the embodiment of the present invention. 図2は、本発明の実施形態の車両用無線通信システムにおけるネットワークの構成例を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration example of a network in the vehicle wireless communication system according to the embodiment of the present invention. 図3は、本発明の実施形態の車両用無線通信システムが使用する1つの無線通信端末の構成例を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of one wireless communication terminal used by the vehicle wireless communication system according to the embodiment of the present invention. 図4は、各ノード位置の無線通信端末における送信処理の概要を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing an outline of transmission processing in the wireless communication terminal at each node position. 図5は、各ノード位置の無線通信端末における受信処理の概要を示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing an outline of reception processing in the wireless communication terminal at each node position. 図6は、各ノード位置の無線通信端末における受信処理の変形例を示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart showing a modified example of reception processing in the wireless communication terminal at each node position. 図7は、無線通信を行う複数ノードで構成される通信ネットワークの構成例を示す模式図である。FIG. 7 is a schematic diagram showing a configuration example of a communication network composed of a plurality of nodes that perform wireless communication.

本発明に関する具体的な実施形態について、各図を参照しながら以下に説明する。 Specific embodiments of the present invention will be described below with reference to the respective figures.

<各端末の配置および無線通信回線の構成の具体例>
本発明の実施形態の車両用無線通信システムに含まれる複数の無線通信端末の配置および無線通信回線の構成に関する具体例を図1に示す。
<Specific examples of arrangement of each terminal and configuration of wireless communication line>
FIG. 1 shows a specific example of the arrangement of a plurality of wireless communication terminals and the configuration of a wireless communication line included in the vehicle wireless communication system of the embodiment of the present invention.

図1に示した矩形形状の全体領域ARLは、一般的な自動車の車両構造体の領域に相当する。図1は、車両構造体を上方から視た平面における各要素の配置状態を表している。図1の左端側がこの自動車の前方側を表し、図1の右端側がこの自動車の後方側を表す。 The rectangular-shaped overall area ARL shown in FIG. 1 corresponds to the area of the vehicle structure of a general automobile. FIG. 1 shows an arrangement state of each element in a plane when the vehicle structure is viewed from above. The left end side of FIG. 1 represents the front side of the vehicle, and the right end side of FIG. 1 represents the rear side of the vehicle.

図1に示した例では、全体領域ARL、すなわち車両構造体およびそれに隣接した領域の各部に多数の無線通信端末10−1、10−3、・・・、10−17が設置されている。これらの無線通信端末10−1〜10−17の各々を設置する位置や総数については、必要に応じて変更される。 In the example shown in FIG. 1, a large number of wireless communication terminals 10-1, 10-3, ..., 10-17 are installed in each part of the entire area ARL, that is, the vehicle structure and the area adjacent thereto. The position and total number of each of these wireless communication terminals 10-1 to 10-17 are changed as necessary.

これらの無線通信端末10−1〜10−17の各々は、この自動車の各部に搭載されている様々な電装品、例えば電子制御ユニット(ECU)、各種センサ、各種スイッチ、各種負荷などがそれぞれ必要とする信号の送受信を無線通信により可能にするために設けてある。 Each of these wireless communication terminals 10-1 to 10-17 requires various electrical components mounted on each part of the automobile, such as an electronic control unit (ECU), various sensors, various switches, and various loads. It is provided to enable the transmission and reception of the signal.

図1に示した例では、無線通信端末10−1〜10−17の無線通信機能を利用することにより、これらの間を接続する無線通信経路C01、C03、C04、・・・、C16を形成することができる。また、図1に示した例では、全体領域ARLの内側の空間内に、それよりも十分に小さい複数のスモールセル領域ARS1、ARS2、ARS3が形成されている。もちろん、各無線通信経路、各スモールセル領域の数、大きさ、位置などは必要に応じて変更される。 In the example shown in FIG. 1, by using the wireless communication function of the wireless communication terminals 10-1 to 10-17, wireless communication paths C01, C03, C04, ..., C16 connecting between them are formed. can do. Further, in the example shown in FIG. 1, a plurality of small cell regions ARS1, ARS2, and ARS3 that are sufficiently smaller than the entire region ARL are formed in the space inside the entire region ARL. Of course, each wireless communication path, the number, size, position, etc. of each small cell area are changed as necessary.

また、互いに隣接しているスモールセル領域ARS1、ARS2は一部分が互いに重なった状態で形成されている。また、互いに隣接しているスモールセル領域ARS2、ARS3も一部分が互いに重なった状態で形成されている。スモールセル領域ARS1の内側には、無線通信端末10−3、10−4、10−8が配置されている。スモールセル領域ARS2の内側には、無線通信端末10−8、10−11が配置されている。スモールセル領域ARS3の内側には、無線通信端末10−12、10−13、10−15が配置されている。 Further, the small cell regions ARS1 and ARS2 adjacent to each other are formed in a state in which a part thereof overlaps with each other. Further, the small cell regions ARS2 and ARS3 adjacent to each other are also formed in a state in which a part thereof overlaps with each other. Wireless communication terminals 10-3, 10-4, 10-8 are arranged inside the small cell area ARS1. Wireless communication terminals 10-8 and 10-11 are arranged inside the small cell area ARS2. Wireless communication terminals 10-12, 10-13, and 10-15 are arranged inside the small cell area ARS3.

なお、図1に示した無線通信端末10−1〜10−17の各々は、図1中に示したスモールセル領域ARS1、ARS2、ARS3のいずれかの範囲内のように比較的小さい領域内での狭域の無線通信と、全体領域ARLに相当する範囲内の比較的大きい広域の無線通信との両方に対応している。また、詳細については後述するが、無線通信端末10−1〜10−17の各々は、広域の無線通信を行う際には狭帯域の無線通信機能を利用し、狭域の無線通信を行う際には広帯域の無線通信機能を利用する。 It should be noted that each of the wireless communication terminals 10-1 to 10-17 shown in FIG. 1 is within a relatively small area such as within any of the small cell areas ARS1, ARS2, and ARS3 shown in FIG. It supports both narrow-range wireless communication and relatively large wide-area wireless communication within the range corresponding to the entire area ARL. Further, as will be described in detail later, each of the wireless communication terminals 10-1 to 10-17 uses a narrow band wireless communication function when performing wide area wireless communication, and when performing narrow range wireless communication. Uses a wideband wireless communication function.

なお、本実施形態における「広域」は、例えば3メートル程度の大きさ、「狭域」は例えば1メートル程度の大きさになると想定される。これにより、自車両内の車両用無線通信システムが送信した電波が、他の車両内の無線通信や、その他の自車両外部の様々な無線通信に影響を与えるのを抑制できる。 It is assumed that the "wide area" in the present embodiment has a size of, for example, about 3 meters, and the "narrow area" has a size of, for example, about 1 meter. As a result, it is possible to suppress the radio waves transmitted by the vehicle wireless communication system in the own vehicle from affecting the wireless communication in another vehicle and various other wireless communications outside the own vehicle.

<ネットワークの構成例>
本発明の実施形態の車両用無線通信システムにおけるネットワークの構成例を図2に示す。すなわち、図1に示した無線通信端末10−1〜10−17を用いて、図2に示すような無線通信のネットワークを形成することができる。
<Network configuration example>
FIG. 2 shows an example of a network configuration in the vehicle wireless communication system according to the embodiment of the present invention. That is, the wireless communication terminals 10-1 to 10-17 shown in FIG. 1 can be used to form a wireless communication network as shown in FIG.

図2に示したネットワークにおいては、互いに異なる4つのスモールセル領域AR−A、AR−B、AR−C、およびAR−Dが形成されている。ここで、互いに隣接している2つのスモールセル領域AR−A、AR−Bは、一部分が重なった状態になっている。同様に、互いに隣接している2つのスモールセル領域AR−B、AR−Cも、一部分が重なった状態になっている。また、互いに隣接している2つのスモールセル領域AR−C、AR−Dも、一部分が重なった状態になっている。 In the network shown in FIG. 2, four small cell regions AR-A, AR-B, AR-C, and AR-D that are different from each other are formed. Here, the two small cell regions AR-A and AR-B that are adjacent to each other are partially overlapped. Similarly, the two small cell regions AR-B and AR-C that are adjacent to each other are also partially overlapped. Further, the two small cell regions AR-C and AR-D that are adjacent to each other are also in a partially overlapped state.

図2の例では、Aグループに相当するスモールセル領域AR−Aに、3つのノードNA−1、NA−2、およびNA−3が含まれている。また、Bグループに相当するスモールセル領域AR−Bに、4つのノードNB−1、NB−2、NB−3、およびNB−4が含まれている。また、Cグループに相当するスモールセル領域AR−Cに、4つのノードNC−1、NC−2、NC−3、およびNC−4が含まれている。また、Dグループに相当するスモールセル領域AR−Dに、3つのノードND−1、ND−2、およびND−3が含まれている。 In the example of FIG. 2, the small cell region AR-A corresponding to the A group includes three nodes NA-1, NA-2, and NA-3. Further, the small cell region AR-B corresponding to the B group includes four nodes NB-1, NB-2, NB-3, and NB-4. Further, the small cell region AR-C corresponding to the C group includes four nodes NC-1, NC-2, NC-3, and NC-4. Further, the small cell region AR-D corresponding to the D group includes three nodes ND-1, ND-2, and ND-3.

図2に示した各ノードの中でスモールセル領域AR−AのノードNA−3と、スモールセル領域AR−BのノードNB−1とは共通であり、1台の無線通信端末10により構成される。同様に、スモールセル領域AR−BのノードNB−4と、スモールセル領域AR−CのノードNC−1とは共通であり、また、スモールセル領域AR−CのノードNC−4と、スモールセル領域AR−DのノードND−1とは共通であり、それぞれ1台の無線通信端末10により構成される。また、他のノードNA−1、NA−2、NB−2、NB−3、NC−2、NC−3、ND−2、およびND−3はそれぞれ1台の無線通信端末10により構成される。 Among the nodes shown in FIG. 2, the node NA-3 in the small cell area AR-A and the node NB-1 in the small cell area AR-B are common and are composed of one wireless communication terminal 10. NS. Similarly, the node NB-4 in the small cell area AR-B and the node NC-1 in the small cell area AR-C are common, and the node NC-4 in the small cell area AR-C and the small cell are also used. It is common to the node ND-1 in the area AR-D, and each is composed of one wireless communication terminal 10. Further, the other nodes NA-1, NA-2, NB-2, NB-3, NC-2, NC-3, ND-2, and ND-3 are each composed of one wireless communication terminal 10. ..

図2の例では、スモールセル領域AR−A内の各ノードNA−1〜NA−3は、無線通信回線により互いに接続可能な状態で配置されている。また、スモールセル領域AR−B内の各ノードNB−1〜NB−4は、無線通信回線により互いに接続可能な状態で配置されている。また、スモールセル領域AR−C内の各ノードNC−1〜NC−4は、無線通信回線により互いに接続可能な状態で配置されている。また、スモールセル領域AR−D内の各ノードND−1〜ND−3は、無線通信回線により互いに接続可能な状態で配置されている。 In the example of FIG. 2, the nodes NA-1 to NA-3 in the small cell area AR-A are arranged in a state where they can be connected to each other by a wireless communication line. Further, the nodes NB-1 to NB-4 in the small cell area AR-B are arranged in a state where they can be connected to each other by a wireless communication line. Further, the nodes NC-1 to NC-4 in the small cell area AR-C are arranged in a state where they can be connected to each other by a wireless communication line. Further, the nodes ND-1 to ND-3 in the small cell area AR-D are arranged in a state where they can be connected to each other by a wireless communication line.

また、ノードNA−3とノードNB−1とが共通であるので、この共通のノードを経由することにより、互いに隣接しているスモールセル領域AR−AとAR−Bとの間で通信経路を確保することができる。同様に、ノードNB−4とノードNC−1とが共通であるので、互いに隣接しているスモールセル領域AR−BとAR−Cとの間で通信経路を確保することができる。また、ノードNC−4とノードND−1とが共通であるので、互いに隣接しているスモールセル領域AR−CとAR−Dとの間で通信経路を確保することができる。 Further, since the node NA-3 and the node NB-1 are common, a communication path can be established between the small cell areas AR-A and AR-B adjacent to each other by passing through this common node. Can be secured. Similarly, since the node NB-4 and the node NC-1 are common, a communication path can be secured between the small cell areas AR-B and AR-C that are adjacent to each other. Further, since the node NC-4 and the node ND-1 are common, a communication path can be secured between the small cell areas AR-C and AR-D that are adjacent to each other.

本実施形態においては、各ノードの位置に配置される無線通信端末10は、各スモールセル領域AR−A〜AR−Dに相当する狭い範囲の無線通信の他に、全体領域ARLに相当する広い範囲の無線通信を行う機能も備えている。したがって、必ずしも上記の共通のノードを設けなくても、全体領域ARLの内側の全てのノードが互いに無線通信することが可能である。 In the present embodiment, the wireless communication terminal 10 arranged at the position of each node has a wide range corresponding to the entire area ARL in addition to the wireless communication in a narrow range corresponding to each small cell area AR-A to AR-D. It also has a function to perform wireless communication within the range. Therefore, it is possible for all the nodes inside the entire area ARL to wirelessly communicate with each other without necessarily providing the above-mentioned common node.

<ネットワークの設計方法>
図2に示したような通信ネットワークを実際に設計する場合には、例えば図1に示した無線通信端末10−1〜10−17を複数のグループに区分して、各々のグループを、例えば図2に示したスモールセル領域AR−A、AR−B、AR−C、AR−Dのいずれかに対応付ける。そして、隣接する複数のスモールセル領域AR−A、AR−B、AR−C、AR−Dを互いに接続するようにネットワークを構成する。複数のスモールセル領域間の接続関係は予め決めておく。また、複数のスモールセル領域に跨がるノードを1つ以上含めるようにグループを作成することが望ましい。そして、スモールセル領域AR−A、AR−B、AR−C、AR−Dの各々について、セル内のみで経路設計を行う。セル内の経路設計については、例えば「ダイナミックルーティング」の手順を用いることにより自動的に処理することができる。
<Network design method>
When actually designing a communication network as shown in FIG. 2, for example, the wireless communication terminals 10-1 to 10-17 shown in FIG. 1 are divided into a plurality of groups, and each group is divided into, for example, FIG. Corresponds to any of the small cell regions AR-A, AR-B, AR-C, and AR-D shown in 2. Then, a network is configured so as to connect a plurality of adjacent small cell regions AR-A, AR-B, AR-C, and AR-D to each other. The connection relationship between a plurality of small cell areas is determined in advance. In addition, it is desirable to create a group so as to include one or more nodes that straddle a plurality of small cell areas. Then, for each of the small cell regions AR-A, AR-B, AR-C, and AR-D, the route is designed only in the cell. The route design in the cell can be automatically processed by using, for example, the procedure of "dynamic routing".

<ネットワーク上の一般的な通信動作例>
図2に示した通信ネットワークにおいて、送信元のノードNA−1からノードND−2を宛先としてデータを送信する場合を想定した一般的な動作例について、以下に説明する。但し、本実施形態のシステムの場合には、以下に示した動作とは異なる特別な動作を行うことができる。これについては後で説明する。
<Example of general communication operation on the network>
In the communication network shown in FIG. 2, a general operation example assuming a case where data is transmitted from the source node NA-1 to the node ND-2 will be described below. However, in the case of the system of the present embodiment, a special operation different from the operation shown below can be performed. This will be explained later.

1.ノードNA−1では、宛先がノードND−2の通信なので、自セルであるスモールセル領域AR−Aから、AR−B、AR−Cを経由して宛先を含むスモールセル領域AR−Dに繋がることを確認する。ここで、スモールセル領域AR−A、AR−B、AR−C、AR−Dの間のつながりは固定であり、予め決められているので、例えば所定のテーブルに保持してある情報を参照することで、つながりを確認できる。 1. 1. In node NA-1, since the destination is the communication of node ND-2, the small cell area AR-A, which is the own cell, is connected to the small cell area AR-D including the destination via AR-B and AR-C. Make sure that. Here, since the connection between the small cell regions AR-A, AR-B, AR-C, and AR-D is fixed and predetermined, for example, the information held in a predetermined table is referred to. By doing so, you can check the connection.

2.宛先のノードを含むスモールセル領域AR−Dまでデータを転送するためには、まず自セルに隣接するスモールセル領域AR−Bにデータを送る必要があるので、ノードNA−1から、2つのスモールセル領域AR−A、AR−Bを跨ぐ位置に存在するノードNA−3までの通信経路を作成する。具体的には、送信元のノードNA−1の動作を契機として、スモールセル領域AR−A内で「ダイナミックルーティング」の手順が実行され、このセル内における各ノードの接続が確認され、通信に利用可能な適切な経路が自動的に作成される。 2. In order to transfer data to the small cell area AR-D including the destination node, it is necessary to first send the data to the small cell area AR-B adjacent to the own cell, so two small cells are sent from node NA-1. A communication path to the node NA-3 existing at a position straddling the cell areas AR-A and AR-B is created. Specifically, triggered by the operation of the source node NA-1, the procedure of "dynamic routing" is executed in the small cell area AR-A, the connection of each node in this cell is confirmed, and communication is performed. The appropriate routes available are automatically created.

3.上記の処理により作成した経路に従い、スモールセル領域AR−A内の各ノードが、ノードNA−1の出力した送信データをノードNA−3まで転送する。 3. 3. According to the route created by the above processing, each node in the small cell area AR-A transfers the transmission data output by the node NA-1 to the node NA-3.

4.ここで、ノードNA−3がノードNB−1と共通であるので、ノードNB−1が受け取った送信データに基づき、スモールセル領域AR−B内で、上記「2.」「3.」と同様の動作を行う。これにより、スモールセル領域AR−B内でノードNB−1からノードNB−4までの経路が作成され、この経路を利用して、ノードNB−1の送信データがノードNB−4まで転送される。 4. Here, since the node NA-3 is common to the node NB-1, the same as the above "2." and "3." in the small cell area AR-B based on the transmission data received by the node NB-1. Perform the operation of. As a result, a route from node NB-1 to node NB-4 is created in the small cell area AR-B, and the transmission data of node NB-1 is transferred to node NB-4 using this route. ..

5.また、ノードNB−4がノードNC−1と共通であるので、ノードNC−1が受け取った送信データに基づき、スモールセル領域AR−C内で、上記「2.」「3.」と同様の動作を行う。これにより、スモールセル領域AR−C内でノードNC−1からノードNC−4までの経路が作成され、ノードNC−1の送信データがノードNC−4まで転送される。 5. Further, since the node NB-4 is common to the node NC-1, the same as the above "2." and "3." in the small cell area AR-C based on the transmission data received by the node NC-1. Do the action. As a result, a route from node NC-1 to node NC-4 is created in the small cell area AR-C, and the transmission data of node NC-1 is transferred to node NC-4.

6.また、ノードNC−4がノードND−1と共通であるので、ノードND−1が受け取った送信データに基づき、スモールセル領域AR−D内で、「ダイナミックルーティング」の手順が実行され、このセル内における各ノードの接続が確認され、通信に利用可能な適切な経路が自動的に作成される。この経路に基づき、スモールセル領域AR−D内でノードND−1から宛先のノードND−2までの経路を特定し、ノードND−1の送信データがノードND−2まで転送される。 6. Further, since the node NC-4 is common to the node ND-1, the procedure of "dynamic routing" is executed in the small cell area ARD based on the transmission data received by the node ND-1, and this cell is executed. The connection of each node within is confirmed, and the appropriate route available for communication is automatically created. Based on this route, the route from the node ND-1 to the destination node ND-2 is specified in the small cell area AR-D, and the transmission data of the node ND-1 is transferred to the node ND-2.

なお、宛先のノードが送信元のノードに向けてデータを返信する場合には、送信元から宛先にデータを送信する場合と同一の経路を利用して逆方向に向かってデータを伝送する。また、各セル内で上記の経路を作成するための処理を事前に行い、その結果得られた情報を各ノードが保持しておくこともできる。その場合には、実際の送信データを転送する際に、上記の経路を作成するための所要時間が大幅に短縮される。 When the destination node returns data to the source node, the data is transmitted in the opposite direction using the same route as when the data is transmitted from the source to the destination. Further, it is also possible to perform a process for creating the above route in each cell in advance, and each node holds the information obtained as a result. In that case, when transferring the actual transmission data, the time required to create the above-mentioned route is significantly shortened.

図2に示したような通信ネットワークにおいては、多数のノードを必要に応じて利用できるので、様々な経路を選択的に利用してデータの送信元から送信先(宛先)までの通信経路を確保することが可能である。しかし、通信可能な相手ノードの数が多いので、経路を探索する際や、実際にデータを伝送する際の効率が低下する。すなわち、通信経路が確定していない状態で経路の探索を実施する時には、実際には使えない経路の相手ノードに対してもパケット等の信号をそれぞれ送信する必要があるため、相手ノードの数が増えると無駄なトラフィックが増えてネットワーク上の通信処理の負荷が増大し、信号の伝送遅延時間が増大する。また、通信経路が確定した後においても、この通信経路上で信号を中継するノードの数が増えるので、信号の伝送遅延時間が増大する。 In a communication network as shown in FIG. 2, since a large number of nodes can be used as needed, various routes are selectively used to secure a communication route from a data source to a destination (destination). It is possible to do. However, since the number of communication partner nodes is large, the efficiency when searching for a route or when actually transmitting data is lowered. That is, when the route search is performed when the communication route is not determined, it is necessary to transmit signals such as packets to the other node of the route that cannot be actually used, so that the number of the other nodes is increased. As the number increases, useless traffic increases, the load of communication processing on the network increases, and the signal transmission delay time increases. Further, even after the communication path is determined, the number of nodes that relay signals on this communication path increases, so that the signal transmission delay time increases.

しかし、本実施形態のシステムにおいては、各無線通信端末10が各スモールセル領域AR−A〜AR−Dの範囲内で無線通信する機能の他に、全体領域ARLの範囲で無線通信する機能も備えている。したがって、例えばスモールセル領域AR−A内のノードNA−1が、スモールセル領域AR−D内のノードND−2を宛先としてデータを送信する場合に、スモールセル領域AR−A内からスモールセル領域AR−D内の各ノードとの間で直接無線送信することも可能である。この機能を利用して通信経路を適切に変更すると、送信元と宛先との間の経路における中継回数が減り、送信データの遅延時間が短縮される。また、ネットワーク上に発生するトラフィックも減らすことができる。 However, in the system of the present embodiment, in addition to the function of each wireless communication terminal 10 wirelessly communicating within the range of each small cell area AR-A to AR-D, there is also a function of wirelessly communicating within the range of the entire area ARL. I have. Therefore, for example, when the node NA-1 in the small cell area AR-A transmits data to the node ND-2 in the small cell area AR-D as a destination, the small cell area from within the small cell area AR-A is transmitted. It is also possible to directly wirelessly transmit to and from each node in AR-D. If the communication route is appropriately changed by using this function, the number of relays on the route between the source and the destination is reduced, and the delay time of the transmitted data is shortened. Also, the traffic generated on the network can be reduced.

<無線通信端末の構成例>
<全体の構成の概要>
本発明の実施形態の車両用無線通信システムが使用する1つの無線通信端末10の構成例を図3に示す。
<Configuration example of wireless communication terminal>
<Overview of overall configuration>
FIG. 3 shows a configuration example of one wireless communication terminal 10 used by the vehicle wireless communication system of the embodiment of the present invention.

無線通信端末10は、受信機能部20および送信機能部30を備えている。また、受信機能部20にアンテナ29a、29bが接続されており、送信機能部30にアンテナ37a、37bが接続されている。 The wireless communication terminal 10 includes a receiving function unit 20 and a transmitting function unit 30. Further, the antennas 29a and 29b are connected to the receiving function unit 20, and the antennas 37a and 37b are connected to the transmitting function unit 30.

送信機能部30は、自端末が送信元としてデータを送信する場合に、送信データを含む無線信号(電波)を送信するための機能を有している。受信機能部20は、他の端末が無線信号として送信したデータを受信する機能と、中継動作を行う場合に受信したデータを無線信号として再送信する機能とを有している。 The transmission function unit 30 has a function for transmitting a radio signal (radio wave) including transmission data when the own terminal transmits data as a transmission source. The reception function unit 20 has a function of receiving data transmitted as a wireless signal by another terminal and a function of retransmitting the received data as a wireless signal when performing a relay operation.

<受信機能部20の構成>
受信機能部20は、無線通信ユニット21、無線帯域切替機能部22、セル判別機能部23、中継データ生成機能部24、宛先判別機能部25、受信データ出力機能部26、通信成功判別機能部27、およびインタフェース(I/F)28を備えている。また、無線通信ユニット21は狭帯域無線通信部21a、および広帯域無線通信部21bを備えている。
<Structure of reception function unit 20>
The receiving function unit 20 includes a wireless communication unit 21, a wireless band switching function unit 22, a cell discriminating function unit 23, a relay data generation function unit 24, a destination discriminating function unit 25, a received data output function unit 26, and a communication success discriminating function unit 27. , And an interface (I / F) 28. Further, the wireless communication unit 21 includes a narrow band wireless communication unit 21a and a wide band wireless communication unit 21b.

広帯域無線通信部21bは、無線信号の通信チャネルあたりの周波数帯域幅が非常に広い(例えば500MHz以上)無線通信機能により、無線信号の送信及び受信を行うための機能を備えている。具体的には、規格を策定計画中のUWB(超広帯域無線:Ultra Wide Band)や、特開2014−220745号公報に示されているインパルスUWBのような特殊な無線通信を行う機能を広帯域無線通信部21bが有している。 The broadband wireless communication unit 21b has a function for transmitting and receiving a wireless signal by a wireless communication function having a very wide frequency bandwidth per communication channel (for example, 500 MHz or more) of the wireless signal. Specifically, wideband radio has a function to perform special wireless communication such as UWB (Ultra Wide Band) for which a standard is being formulated and Impulse UWB shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-220745. The communication unit 21b has.

一般的に、UWBは次のような特徴を有している。
1.近距離高速通信が可能な無線技術であり、位置測定やレーダーの機能も有している。
2.消費電力が少ない。
3.妨害電波に強い。
4.高速通信が可能であるが、距離が長くなると極端に速度が低下する。
5.位置検出の精度が高く、誤差は数センチメートル程度。
6.従来以上に広い周波数帯に拡散して通信を行う。
Generally, UWB has the following characteristics.
1. 1. It is a wireless technology capable of short-range high-speed communication, and also has position measurement and radar functions.
2. Low power consumption.
3. 3. Strong against disturbing radio waves.
4. High-speed communication is possible, but the speed drops extremely as the distance increases.
5. The accuracy of position detection is high, and the error is about several centimeters.
6. Communication is performed by spreading over a wider frequency band than before.

したがって、UWBは、例えば図1に示した狭い車両上の空間内に多数の無線通信端末10が配置されているような状況において、一般的な通信方式と比べて高い通信性能を発揮することができる。 Therefore, the UWB can exhibit higher communication performance than a general communication method in a situation where a large number of wireless communication terminals 10 are arranged in a space on a narrow vehicle shown in FIG. 1, for example. can.

本実施形態では、広帯域無線通信部21bは、図1に示した各スモールセル領域ARS1〜ARS3や、図2に示した各スモールセル領域AR−A〜AR−Dの範囲内のように比較的小さい範囲で無線通信を行う際にのみ使用される。したがって、広帯域無線通信部21bにおける無線信号の送信出力電力は、狭いスモールセルの範囲内だけに届くように予め制限してある。 In the present embodiment, the wideband wireless communication unit 21b is relatively within the range of the small cell regions ARS1 to ARS3 shown in FIG. 1 and the small cell regions AR-A to AR-D shown in FIG. It is used only when performing wireless communication in a small range. Therefore, the transmission output power of the radio signal in the broadband wireless communication unit 21b is limited in advance so that it reaches only within the narrow cell range.

一方、狭帯域無線通信部21aは、無線信号の通信チャネルあたりの周波数帯域幅が広帯域無線通信部21bと比べて狭い一般的な(UWB以外の)無線通信機能により無線信号の送信及び受信を行うための機能を備えている。 On the other hand, the narrowband wireless communication unit 21a transmits and receives the wireless signal by a general wireless communication function (other than UWB) in which the frequency bandwidth per communication channel of the wireless signal is narrower than that of the wideband wireless communication unit 21b. It has a function for.

本実施形態では、狭帯域無線通信部21aは、図1、図2に示した全体領域ARLのように比較的広い範囲で無線通信を行う場合にのみ使用される。したがって、狭帯域無線通信部21aにおける無線信号の送信出力電力は、全体領域ARLの範囲内のどこででも受信できるようになっている。 In the present embodiment, the narrowband wireless communication unit 21a is used only when wireless communication is performed in a relatively wide range as in the overall area ARL shown in FIGS. 1 and 2. Therefore, the transmission output power of the radio signal in the narrow band wireless communication unit 21a can be received anywhere within the range of the entire area ARL.

無線帯域切替機能部22は、無線通信ユニット21が無線通信を行う際に、無線通信ユニット21内の狭帯域無線通信部21aと広帯域無線通信部21bとのいずれかを、予め定めた条件とその時の状況とに応じて自動的に選択するための機能を有している。 When the wireless communication unit 21 performs wireless communication, the wireless band switching function unit 22 determines either the narrowband wireless communication unit 21a or the wideband wireless communication unit 21b in the wireless communication unit 21 under predetermined conditions and at that time. It has a function to automatically select according to the situation.

セル判別機能部23は、自端末のノードが属しているセルと、中継する通信データの宛先となる端末のノードが属しているセルとが同じか否かを判別するための機能を有している。セル判別機能部23は、図2に示したようなネットワーク全体の中に含まれる各スモールセル領域AR−A〜AR−Dと、これらの各セルに所属している各ノードとの関係を表す情報を事前に把握しているので、上記判別を容易に行うことができる。 The cell determination function unit 23 has a function for determining whether or not the cell to which the node of the own terminal belongs and the cell to which the node of the terminal to be the destination of the relay communication data belongs are the same. There is. The cell discrimination function unit 23 represents the relationship between each of the small cell areas AR-A to AR-D included in the entire network as shown in FIG. 2 and each node belonging to each of these cells. Since the information is grasped in advance, the above determination can be easily performed.

中継データ生成機能部24は、狭帯域無線通信部21a、および広帯域無線通信部21bの各々が他のノードからの無線信号として受信した通信データを、宛先判別機能部25を経由して入力する。そして、この通信データの中から、宛先が自端末以外の中継すべき受信データのみを抽出し中継データとして出力する機能を中継データ生成機能部24が有している。 The relay data generation function unit 24 inputs communication data received as radio signals from other nodes by each of the narrowband wireless communication unit 21a and the wideband wireless communication unit 21b via the destination determination function unit 25. Then, the relay data generation function unit 24 has a function of extracting only the received data whose destination is other than the own terminal to be relayed from the communication data and outputting it as the relay data.

宛先判別機能部25は、狭帯域無線通信部21a、および広帯域無線通信部21bの各々が他のノードからの無線信号として受信した通信データを、通信成功判別機能部27を経由して入力する。そして、前記通信データの宛先が自端末か否かを識別する機能を宛先判別機能部25が有している。 The destination determination function unit 25 inputs communication data received as wireless signals from other nodes by each of the narrowband wireless communication unit 21a and the wideband wireless communication unit 21b via the communication success determination function unit 27. Then, the destination determination function unit 25 has a function of identifying whether or not the destination of the communication data is the own terminal.

受信データ出力機能部26は、狭帯域無線通信部21a、および広帯域無線通信部21bの各々が他のノードからの無線信号として受信した通信データを、宛先判別機能部25を経由して入力する。そして、この通信データの中から、宛先が自端末の受信データのみを抽出してインタフェース28に出力する機能を受信データ出力機能部26が有している。 The reception data output function unit 26 inputs communication data received as radio signals from other nodes by each of the narrowband wireless communication unit 21a and the wideband wireless communication unit 21b via the destination determination function unit 25. Then, the reception data output function unit 26 has a function of extracting only the reception data of the own terminal from the communication data and outputting it to the interface 28.

通信成功判別機能部27は、狭帯域無線通信部21a、および広帯域無線通信部21bの各々が他のノードからの無線信号として受信した通信データについて、通信に成功したか否かを判別する機能を有している。また、自端末が宛先でない場合に、該当する通信データの宛先の端末がこの通信データに対する受信確認の応答であるACK(acknowledgement)を送出したか否かを監視するための機能も有している。 The communication success determination function unit 27 has a function of determining whether or not each of the narrowband wireless communication unit 21a and the wideband wireless communication unit 21b has succeeded in communicating with respect to the communication data received as a wireless signal from another node. Have. It also has a function to monitor whether or not the terminal of the destination of the corresponding communication data has sent ACK (acknowledgement), which is a response to confirmation of receipt of the communication data, when the local terminal is not the destination. ..

インタフェース28は、車両上の各種電装品の信号入力と接続される。自端末が自端末宛ての通信データを受信した場合には、この受信データが受信データ出力機能部26、およびインタフェース28を介して各種電装品に出力される。 The interface 28 is connected to signal inputs of various electrical components on the vehicle. When the own terminal receives communication data addressed to the own terminal, the received data is output to various electrical components via the received data output function unit 26 and the interface 28.

また、自端末が他の端末宛ての通信データを受信した場合には、この通信データを中継するための中継データが中継データ生成機能部24により生成される。この中継データは、セル判別機能部23、および無線帯域切替機能部22を経由し、狭帯域無線通信部21a又は広帯域無線通信部21bで無線信号に変換され、アンテナ29a又は29bから電波として送信される。狭帯域無線通信部21aおよび広帯域無線通信部21bのいずれを中継のための送信に利用するかはその時の状況に応じて変化する。 When the own terminal receives communication data addressed to another terminal, the relay data generation function unit 24 generates relay data for relaying the communication data. This relay data is converted into a radio signal by the narrow band wireless communication unit 21a or the wideband wireless communication unit 21b via the cell discrimination function unit 23 and the radio band switching function unit 22, and is transmitted as a radio wave from the antenna 29a or 29b. NS. Which of the narrowband wireless communication unit 21a and the wideband wireless communication unit 21b is used for transmission for relay changes depending on the situation at that time.

<送信機能部30の構成>
一方、送信機能部30は、無線通信ユニット31、無線帯域切替機能部32、セル判別機能部33、宛先判別機能部34、通信データ作成機能部35、およびインタフェース36を備えている。また、無線通信ユニット31は狭帯域無線通信部31a、および広帯域無線通信部31bを備えている。
<Structure of transmission function unit 30>
On the other hand, the transmission function unit 30 includes a wireless communication unit 31, a wireless band switching function unit 32, a cell determination function unit 33, a destination determination function unit 34, a communication data creation function unit 35, and an interface 36. Further, the wireless communication unit 31 includes a narrow band wireless communication unit 31a and a wide band wireless communication unit 31b.

広帯域無線通信部31bは、上記広帯域無線通信部21bと同様に、無線信号の通信チャネルあたりの周波数帯域幅が非常に広い特別な無線通信機能により、無線信号の送信を行うための機能を備えている。つまり、規格を策定計画中のUWBや、特開2014−220745号公報に示されているインパルスUWBのような無線通信を行う機能を広帯域無線通信部31bが有している。 The wideband wireless communication unit 31b, like the wideband wireless communication unit 21b, has a function for transmitting a wireless signal by a special wireless communication function having a very wide frequency bandwidth per communication channel of the wireless signal. There is. That is, the wideband wireless communication unit 31b has a function of performing wireless communication such as the UWB whose standard is being formulated and the impulse UWB disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-220745.

本実施形態では、広帯域無線通信部31bは、図1に示した各スモールセル領域ARS1〜ARS3や、図2に示した各スモールセル領域AR−A〜AR−Dの範囲内のように比較的小さい範囲で無線通信を行う際にのみ使用される。したがって、広帯域無線通信部31bにおける無線信号の送信出力電力は、狭いスモールセルの範囲内だけに届くように予め制限してある。 In the present embodiment, the broadband wireless communication unit 31b is relatively within the range of the small cell regions ARS1 to ARS3 shown in FIG. 1 and the small cell regions AR-A to AR-D shown in FIG. It is used only when performing wireless communication in a small range. Therefore, the transmission output power of the radio signal in the broadband wireless communication unit 31b is limited in advance so that it reaches only within the narrow cell range.

一方、狭帯域無線通信部31aは、無線信号の通信チャネルあたりの周波数帯域幅が広帯域無線通信部31bと比べて狭い一般的な(UWB以外の)無線通信機能により無線信号の送信を行うための機能を備えている。 On the other hand, the narrowband wireless communication unit 31a transmits the wireless signal by a general wireless communication function (other than UWB) in which the frequency bandwidth per communication channel of the wireless signal is narrower than that of the wideband wireless communication unit 31b. It has a function.

本実施形態では、狭帯域無線通信部31aは、図1、図2に示した全体領域ARLのように比較的広い範囲で無線通信を行う場合にのみ使用される。したがって、狭帯域無線通信部31aにおける無線信号の送信出力電力は、全体領域ARLの範囲内のどこででも受信できるようになっている。 In the present embodiment, the narrowband wireless communication unit 31a is used only when wireless communication is performed in a relatively wide range as in the entire area ARL shown in FIGS. 1 and 2. Therefore, the transmission output power of the radio signal in the narrow band wireless communication unit 31a can be received anywhere within the range of the entire area ARL.

無線帯域切替機能部32は、無線通信ユニット31が無線通信を行う際に、無線通信ユニット31内の狭帯域無線通信部31aと広帯域無線通信部31bとのいずれかを、予め定めた条件とその時の状況とに応じて自動的に選択するための機能を有している。 When the wireless communication unit 31 performs wireless communication, the wireless band switching function unit 32 determines either the narrowband wireless communication unit 31a or the wideband wireless communication unit 31b in the wireless communication unit 31 under predetermined conditions and at that time. It has a function to automatically select according to the situation.

インタフェース36は、車両上の様々な電装品の信号出力と接続される。すなわち、電装品がデータ送信を要求する場合に、その通信データがインタフェース36を経由して自端末に入力される。 The interface 36 is connected to the signal outputs of various electrical components on the vehicle. That is, when the electrical component requests data transmission, the communication data is input to the own terminal via the interface 36.

通信データ作成機能部35は、インタフェース36から入力されるデータに基づいて、それを無線通信するために必要な所定の通信データを作成する機能を有している。例えば、宛先の端末又はノードを表す情報、送信元の端末又はノードを表す情報などが含まれるパケットを通信データとして作成する。 The communication data creation function unit 35 has a function of creating predetermined communication data necessary for wireless communication of the data based on the data input from the interface 36. For example, a packet including information representing a destination terminal or node, information representing a source terminal or node, and the like is created as communication data.

宛先判別機能部34は、通信データ作成機能部35が作成した通信データをその宛先に届けるために利用可能な通信経路を判別するための機能を有している。なお、自端末のノードが所属しているスモールセル内で利用可能な経路については、事前に定めておくこともできるし、「ダイナミックルーティング」により自動的に決定することもできる。また、UWBを利用すれば各端末の位置や距離を正確に測定することも可能なので、事前に測定しておけば、各端末の位置や距離を簡単に把握できる。 The destination determination function unit 34 has a function for determining a communication route that can be used to deliver the communication data created by the communication data creation function unit 35 to the destination. The routes that can be used in the small cell to which the node of the own terminal belongs can be determined in advance, or can be automatically determined by "dynamic routing". Further, since it is possible to accurately measure the position and distance of each terminal by using UWB, the position and distance of each terminal can be easily grasped if the measurement is performed in advance.

セル判別機能部33は、宛先判別機能部34を経由して入力される通信データについて、その宛先のノードが含まれるセルと、自ノードのセルとが同じか否かを判別する機能を有している。セル判別機能部33は、図2に示したようなネットワーク全体の中に含まれる各スモールセル領域AR−A〜AR−Dと、これらの各セルに所属している各ノードとの関係を表す情報を事前に把握しているので、上記判別を容易に行うことができる。 The cell determination function unit 33 has a function of determining whether or not the cell including the destination node and the cell of the own node are the same for the communication data input via the destination determination function unit 34. ing. The cell discrimination function unit 33 represents the relationship between each of the small cell areas AR-A to AR-D included in the entire network as shown in FIG. 2 and each node belonging to each of these cells. Since the information is grasped in advance, the above determination can be easily performed.

なお、無線通信端末10が送信動作と受信動作とを同時に行う必要がない場合には、例えば図3に示した2つの無線通信ユニット21、31を別々に用意する必要はないので、これらを送信及び受信に共通の単一のユニットだけで構成することもできる。また、図3に示した受信機能部20内の各機能、および送信機能部30内の各機能については、無線通信端末10を制御するマイクロコンピュータ(図示せず)がソフトウェアにより実行する処理の一部分として実現することが想定されるが、専用のハードウェアで構成することもできる。 When the wireless communication terminal 10 does not need to perform the transmission operation and the reception operation at the same time, for example, it is not necessary to separately prepare the two wireless communication units 21 and 31 shown in FIG. And it can also be composed of only a single unit common to reception. Further, each function in the reception function unit 20 and each function in the transmission function unit 30 shown in FIG. 3 are a part of the processing executed by the software by the microcomputer (not shown) that controls the wireless communication terminal 10. However, it can also be configured with dedicated hardware.

<無線通信端末10の特徴的な動作の説明>
<送信処理の概要>
各ノード位置の無線通信端末10における送信処理の概要を図4に示す。すなわち、各無線通信端末10がインタフェース36から入力される送信要求に従い、送信機能部30がインタフェース36に入力されるデータを無線信号として他の端末に送信する場合に、図4に示した送信処理(Send)が実行される。
<Explanation of characteristic operation of wireless communication terminal 10>
<Outline of transmission process>
FIG. 4 shows an outline of the transmission process in the wireless communication terminal 10 at each node position. That is, when each wireless communication terminal 10 transmits the data input to the interface 36 as a wireless signal to another terminal in accordance with the transmission request input from the interface 36, the transmission process shown in FIG. 4 (Send) is executed.

ステップS11では、送信対象の通信データの宛先のノードが自端末のノードとは異なるセルに存在するか否かをセル判別機能部33が識別する。また、自端末のノードの位置から宛先のノードまでの距離を特定し、この距離が閾値よりも大きいか否かをセル判別機能部33が識別する。この比較で用いる閾値は、例えば図2に示した各スモールセル領域AR−A〜AR−Dの半径と同じ程度に定めることが想定される。各ノード間の距離の情報は、例えば事前に測定して得られた値を図示しない不揮発性メモリに保持しておく。 In step S11, the cell discrimination function unit 33 identifies whether or not the node of the destination of the communication data to be transmitted exists in a cell different from the node of the own terminal. Further, the distance from the position of the node of the own terminal to the destination node is specified, and the cell discrimination function unit 33 identifies whether or not this distance is larger than the threshold value. It is assumed that the threshold value used in this comparison is set to the same degree as the radius of each small cell region AR-A to AR-D shown in FIG. 2, for example. Information on the distance between each node is stored in a non-volatile memory (not shown), for example, a value obtained by measuring in advance.

宛先のノードが自端末のノードとは異なるセルに存在する場合、又は自端末のノードから宛先ノードまでの距離が大きい場合、のいずれかであれば、S11からS12に進む。それ以外の場合は、S11からS13に進む。 If the destination node exists in a cell different from the node of the own terminal, or if the distance from the node of the own terminal to the destination node is large, the process proceeds from S11 to S12. In other cases, the process proceeds from S11 to S13.

ステップS12では、無線帯域切替機能部32が無線通信ユニット31内の狭帯域無線通信部31aを選択する。つまり、無線帯域切替機能部32が送信対象の通信データを狭帯域無線通信部31aに与えて、狭帯域無線通信によりデータを送信する。また、狭帯域無線通信部31aの送信出力電力が比較的大きいので、この場合の無線通信の範囲は全体領域ARLになる。 In step S12, the wireless band switching function unit 32 selects the narrow band wireless communication unit 31a in the wireless communication unit 31. That is, the wireless band switching function unit 32 gives the communication data to be transmitted to the narrow band wireless communication unit 31a, and transmits the data by the narrow band wireless communication. Further, since the transmission output power of the narrow band wireless communication unit 31a is relatively large, the range of wireless communication in this case is the entire area ARL.

なお、狭帯域無線通信部31aが狭帯域無線通信によりデータの送信を開始する際には、複数の送信元からの無線信号が衝突するのを回避するために、例えばCSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance:搬送波検知多重アクセス/衝突回避方式)の通信プロトコルを利用する。すなわち、次のように処理する。 When the narrowband wireless communication unit 31a starts transmitting data by narrowband wireless communication, for example, CSMA / CA (Carrier Sense Multiple) is used to avoid collision of wireless signals from a plurality of sources. Access / Collision Avoidance: Carrier detection multiple access / collision avoidance method) communication protocol is used. That is, it is processed as follows.

1.各無線端末は、通信を開始する前に、「搬送波の検知(Carrier Sense)」を実行して現在通信をしている他の無線端末が存在するか否かを確認する。
2.複数の無線端末が同じ無線回線を共用し、他の端末が通信をしていなければ自分の通信を開始する(Multiple Access)。
3.「搬送波の検知」の際に他の無線端末が存在した場合には、他の無線端末の送信終了を検知してからランダムな長さの待ち時間を設け、この待ち時間の後で自分の通信を開始する(Collision Avoidance)。
1. 1. Before starting communication, each wireless terminal executes "Carrier Sense" to check whether or not there is another wireless terminal currently communicating.
2. If multiple wireless terminals share the same wireless line and other terminals are not communicating, their own communication is started (Multiple Access).
3. 3. If another wireless terminal exists during "carrier detection", a waiting time of a random length is set after detecting the end of transmission of the other wireless terminal, and after this waiting time, one's own communication is provided. (Collision Avoidance).

一方、ステップS13では、該当する通信データの送信経路として、宛先判別機能部34が生成した自セル内の通信経路の情報を利用する。また、次のステップS14では、無線帯域切替機能部32が無線通信ユニット31内の広帯域無線通信部31bを選択する。つまり、無線帯域切替機能部32は送信対象の通信データを広帯域無線通信部31bに与えて、広帯域無線通信によりデータを送信する。また、広帯域無線通信部31bの送信出力電力が比較的小さいので、この場合の無線通信の範囲は自セル内に限定される。 On the other hand, in step S13, the information of the communication route in the own cell generated by the destination determination function unit 34 is used as the transmission route of the corresponding communication data. Further, in the next step S14, the wireless band switching function unit 32 selects the wideband wireless communication unit 31b in the wireless communication unit 31. That is, the wireless band switching function unit 32 gives the communication data to be transmitted to the wideband wireless communication unit 31b, and transmits the data by the wideband wireless communication. Further, since the transmission output power of the wideband wireless communication unit 31b is relatively small, the range of wireless communication in this case is limited to the own cell.

つまり、各無線通信端末10が図4に示した送信処理を実行する場合には、宛先のノードが自端末のノードとは異なるセルに存在する場合、又は宛先ノードが比較的遠い位置に存在する場合に、狭帯域の無線通信が自動的に選択され、同時に無線通信の範囲として全体領域ARLが選択される。 That is, when each wireless communication terminal 10 executes the transmission process shown in FIG. 4, the destination node exists in a cell different from the node of the own terminal, or the destination node exists at a relatively distant position. In this case, the narrow band wireless communication is automatically selected, and at the same time, the entire area ARL is selected as the range of the wireless communication.

したがって、図2に示した通信ネットワークの場合に、送信元の端末がノードNA−1の位置に存在し、データの宛先の端末がノードND−2の位置に存在するような場合には、送信元と宛先のセルが異なり、距離も大きいので、ノードNA−1の位置の無線通信端末10は、無線通信の範囲として全体領域ARLとなる狭帯域の無線通信を選択する。 Therefore, in the case of the communication network shown in FIG. 2, if the source terminal is located at the node NA-1 and the data destination terminal is located at the node ND-2, transmission is performed. Since the source and destination cells are different and the distance is large, the wireless communication terminal 10 at the position of the node NA-1 selects narrow-band wireless communication that covers the entire area ARL as the range of wireless communication.

そのため、送信元のノードNA−1から宛先のノードND−2まで1回の無線通信でデータを送信することも可能である。また、この無線通信により送信されたデータを宛先のノードND−2が直接受信できない場合であっても、ノードND−2に近い位置に存在する他のノードが受信してデータを中継すれば、少ない中継回数で、データを宛先のノードND−2まで届けることができる。したがって、送信元と宛先の間の距離が大きい場合に、このネットワーク上でデータを伝送する際の通信の遅延時間を短縮できる。 Therefore, it is possible to transmit data from the source node NA-1 to the destination node ND-2 by one wireless communication. Further, even if the destination node ND-2 cannot directly receive the data transmitted by this wireless communication, if another node located near the node ND-2 receives the data and relays the data, Data can be delivered to the destination node ND-2 with a small number of relays. Therefore, when the distance between the source and the destination is large, the communication delay time when transmitting data on this network can be shortened.

一方、宛先のノードが自端末のノードと同じセル内に存在する場合、又は宛先ノードが比較的送信元に近い位置に存在する場合には、広帯域の無線通信が選択され、無線通信の範囲は自セル内に限定される。 On the other hand, if the destination node is in the same cell as the node of the local terminal, or if the destination node is relatively close to the source, wideband wireless communication is selected and the range of wireless communication is limited. Limited to own cell.

したがって、図2に示した通信ネットワークの場合に、送信元の端末がノードNB−1の位置に存在し、データの宛先の端末がノードNB−3の位置に存在するような場合には、送信元と宛先のセルが同じであり、距離も小さいので、ノードNB−1の位置の無線通信端末10は、無線通信の範囲がスモールセル領域AR−Bとなる広帯域の無線通信を選択する。 Therefore, in the case of the communication network shown in FIG. 2, if the source terminal exists at the position of the node NB-1 and the terminal of the data destination exists at the position of the node NB-3, transmission is performed. Since the source and destination cells are the same and the distance is small, the wireless communication terminal 10 at the position of the node NB-1 selects wideband wireless communication in which the wireless communication range is the small cell area AR-B.

ここで広帯域の無線通信としてUWBを利用するような場合には、端末間の距離が近く高速のデータ通信が可能であり、しかも妨害電波に強いので、例えば図1に示すように狭いセル内に複数の端末が配置されているような環境であっても、互いに近い位置の複数の端末がほぼ同時に通信を行うことも可能である。また、無線通信の範囲が同じセル内に限定されるので、1回のデータ送信に伴って他のセル内で余分なトラフィックが発生することもない。 Here, when UWB is used as wideband wireless communication, the distance between terminals is short, high-speed data communication is possible, and it is strong against interfering radio waves. Therefore, for example, in a narrow cell as shown in FIG. Even in an environment where a plurality of terminals are arranged, it is possible for a plurality of terminals located close to each other to communicate at almost the same time. Further, since the range of wireless communication is limited to the same cell, extra traffic does not occur in other cells with one data transmission.

<受信処理の概要>
各ノード位置の無線通信端末10における受信処理の概要を図5に示す。すなわち、各ノード位置の無線通信端末10が、他のノード位置の無線通信端末から送信された通信データを含む無線信号をアンテナ29a又は29bで受信した場合に、図5に示した受信処理(Recv)が実行される。
<Overview of reception processing>
FIG. 5 shows an outline of reception processing in the wireless communication terminal 10 at each node position. That is, when the wireless communication terminal 10 at each node position receives a wireless signal including communication data transmitted from the wireless communication terminal at another node position by the antenna 29a or 29b, the reception process (Recv) shown in FIG. ) Is executed.

狭帯域の無線通信により他のノードの端末から送信された無線信号を自ノードの無線通信端末10が受信した場合には、この無線信号の電波がアンテナ29aで受信され、狭帯域無線通信部21aで受信処理され、通信データとして出力される。また、広帯域の無線通信により他のノードの端末から送信された無線信号を自ノードの無線通信端末10が受信した場合には、この無線信号の電波がアンテナ29bで受信され、広帯域無線通信部21bで受信処理され、通信データとして出力される。狭帯域無線通信部21a、および広帯域無線通信部21bのいずれかから出力される通信データは、通信成功判別機能部27を経由して宛先判別機能部25に入力される。 When the wireless communication terminal 10 of the own node receives a wireless signal transmitted from a terminal of another node by narrow-band wireless communication, the radio wave of this wireless signal is received by the antenna 29a, and the narrow-band wireless communication unit 21a Is received and processed and output as communication data. When the wireless communication terminal 10 of the own node receives a wireless signal transmitted from a terminal of another node by wideband wireless communication, the radio wave of this wireless signal is received by the antenna 29b, and the wideband wireless communication unit 21b Is received and processed and output as communication data. The communication data output from either the narrowband wireless communication unit 21a or the wideband wireless communication unit 21b is input to the destination determination function unit 25 via the communication success determination function unit 27.

図5のステップS21では、受信した通信データの宛先が自ノードであるか否かを宛先判別機能部25が判別する。すなわち、通信データのパケットヘッダなどに宛先を示す情報が含まれているので、これを自ノードに割り当てられたID等の情報と比較することにより、自ノード宛ての通信データと他ノード宛ての通信データとを区別する。 In step S21 of FIG. 5, the destination determination function unit 25 determines whether or not the destination of the received communication data is the local node. That is, since the packet header of the communication data contains information indicating the destination, by comparing this with the information such as the ID assigned to the own node, the communication data addressed to the own node and the communication addressed to the other node can be compared. Distinguish from data.

自ノード宛ての通信データを受信した場合には、この通信データを受信データ出力機能部26がデータ処理して受信データをインタフェース28に出力する(S22)。また、他ノード宛ての通信データを受信した場合には、図5に示した中継機能PR1の動作が実行される。 When the communication data addressed to the own node is received, the reception data output function unit 26 processes the communication data and outputs the received data to the interface 28 (S22). Further, when the communication data addressed to another node is received, the operation of the relay function PR1 shown in FIG. 5 is executed.

ステップS23では、中継データの宛先のノードが自端末のノードとは異なるセルに存在するか否かをセル判別機能部23が識別する。また、自端末のノードの位置から宛先のノードまでの距離を特定し、この距離が閾値よりも大きいか否かをセル判別機能部23が識別する。この比較で用いる閾値は、例えば図2に示した各スモールセル領域AR−A〜AR−Dの半径と同じ程度である。なお、中継データ生成機能部24が生成する中継データは、自ノードが受信した通信データに、例えば中継した自ノードの情報を付加したものとして作成する。 In step S23, the cell determination function unit 23 identifies whether or not the destination node of the relay data exists in a cell different from the node of the own terminal. Further, the distance from the position of the node of the own terminal to the destination node is specified, and the cell discrimination function unit 23 identifies whether or not this distance is larger than the threshold value. The threshold value used in this comparison is, for example, about the same as the radius of each small cell region AR-A to AR-D shown in FIG. The relay data generated by the relay data generation function unit 24 is created by adding, for example, the information of the relayed own node to the communication data received by the own node.

宛先のノードが自端末のノードとは異なるセルに存在する場合、又は自端末のノードから宛先ノードまでの距離が大きい場合、のいずれかであれば、S23からS24に進む。それ以外の場合は、S25に進む。 If the destination node exists in a cell different from the node of the own terminal, or if the distance from the node of the own terminal to the destination node is large, the process proceeds from S23 to S24. In other cases, the process proceeds to S25.

ステップS24では、無線帯域切替機能部22が無線通信ユニット21内の狭帯域無線通信部21aを選択する。つまり、無線帯域切替機能部22は送信対象の中継データを狭帯域無線通信部21aに与えて、狭帯域無線通信により中継データを送信する。また、狭帯域無線通信部21aの送信出力電力が比較的大きいので、この場合の無線通信の範囲は全体領域ARLになる。 In step S24, the wireless band switching function unit 22 selects the narrow band wireless communication unit 21a in the wireless communication unit 21. That is, the radio band switching function unit 22 gives the relay data to be transmitted to the narrow band wireless communication unit 21a, and transmits the relay data by the narrow band wireless communication. Further, since the transmission output power of the narrow band wireless communication unit 21a is relatively large, the range of wireless communication in this case is the entire area ARL.

なお、S24で狭帯域無線通信部21aが狭帯域無線通信によりデータの送信を開始する際には、複数の送信元からの無線信号が衝突するのを回避するために、前述のS12と同様に、例えばCSMA/CAの通信プロトコルを利用する。 When the narrowband wireless communication unit 21a starts transmitting data by narrowband wireless communication in S24, in order to avoid collision of radio signals from a plurality of sources, the same as in S12 described above. For example, the CSMA / CA communication protocol is used.

ステップS25では、該当する中継データの送信経路として、宛先判別機能部25が生成した自セル内の通信経路の情報を利用する。また、次のステップS26では、無線帯域切替機能部22が無線通信ユニット21内の広帯域無線通信部21bを選択する。つまり、無線帯域切替機能部22は送信対象の中継データを広帯域無線通信部21bに与えて、広帯域無線通信によりデータを送信する。また、広帯域無線通信部21bの送信出力電力が比較的小さいので、この場合の無線通信の範囲は自セル内に限定される。 In step S25, the information of the communication route in the own cell generated by the destination determination function unit 25 is used as the transmission route of the corresponding relay data. Further, in the next step S26, the wireless band switching function unit 22 selects the wideband wireless communication unit 21b in the wireless communication unit 21. That is, the wireless band switching function unit 22 gives the relay data to be transmitted to the wideband wireless communication unit 21b, and transmits the data by the wideband wireless communication. Further, since the transmission output power of the wideband wireless communication unit 21b is relatively small, the range of wireless communication in this case is limited to the own cell.

なお、通信データの宛先の端末は、送信されたデータの受信に成功した場合には、受信確認の応答ACKを送信元に向けて同じ無線信号により返信する。したがって、データの中継を行う宛先以外の各端末は、宛先の端末からのACK送出の有無を監視することにより、宛先の端末が各々の通信データを受け取ったか否かを把握できる。宛先の端末からのACK送出を検知した場合には、同じ通信データを受け取った他の端末においては、図5に示した中継機能PR1の動作は、既に不要なので開始しないか又は中止する。 When the terminal of the destination of the communication data succeeds in receiving the transmitted data, it returns the reception confirmation response ACK to the transmission source by the same wireless signal. Therefore, each terminal other than the destination that relays the data can grasp whether or not the destination terminal has received each communication data by monitoring the presence or absence of ACK transmission from the destination terminal. When the ACK transmission from the destination terminal is detected, the operation of the relay function PR1 shown in FIG. 5 is not started or stopped because the operation of the relay function PR1 shown in FIG. 5 is already unnecessary in the other terminal that has received the same communication data.

したがって、各無線通信端末10が図5に示した受信処理を実行する場合には、無線信号として送信された通信データを宛先のノードが直接受信できない状況であっても、該当する通信データを受信できた他の端末が図5の中継機能PR1を実行することにより、中継した通信データを宛先のノードまで届けることができる。 Therefore, when each wireless communication terminal 10 executes the reception process shown in FIG. 5, the corresponding communication data is received even in a situation where the destination node cannot directly receive the communication data transmitted as a wireless signal. When the created other terminal executes the relay function PR1 of FIG. 5, the relayed communication data can be delivered to the destination node.

<受信処理の変形例>
各ノード位置の無線通信端末10における受信処理の変形例を図6に示す。すなわち、各ノード位置の無線通信端末10が、他のノード位置の無線通信端末から送信された通信データを含む無線信号をアンテナ29a又は29bで受信した場合に、図6に示した受信処理(Recv_2)を実行する場合を想定している。なお、図6の各ステップS21、S22では、図5に示したS21、S22と同じ処理を実行する。図6に示した動作について以下に説明する。
<Modification example of reception processing>
FIG. 6 shows a modified example of the reception process in the wireless communication terminal 10 at each node position. That is, when the wireless communication terminal 10 at each node position receives a wireless signal including communication data transmitted from the wireless communication terminal at another node position by the antenna 29a or 29b, the reception process (Recv_2) shown in FIG. ) Is executed. In each step S21 and S22 of FIG. 6, the same processing as S21 and S22 shown in FIG. 5 is executed. The operation shown in FIG. 6 will be described below.

各ノード位置の無線通信端末10が自ノード宛てではない通信データを受信した場合には、この通信データに対する宛先端末からのACK送出を非検出であるか否かを監視する(S31)。そして、ACK送出を非検出であれば、現在選択されている優先モードを識別する(S32)。この優先モードは、例えばスイッチの切替により必要に応じて変更することができる。本実施形態では、優先モードを表す値として「1」、「2」、「3」の3種類が存在する場合を想定する。 When the wireless communication terminal 10 at each node position receives communication data that is not addressed to its own node, it monitors whether or not ACK transmission from the destination terminal for this communication data is not detected (S31). Then, if the ACK transmission is not detected, the currently selected priority mode is identified (S32). This priority mode can be changed as needed by, for example, switching the switch. In the present embodiment, it is assumed that there are three types of values representing the priority mode, "1", "2", and "3".

優先モードの値が「1」の場合は、通信データを受信した各端末の中で、目的の宛先端末までの距離がより近い端末を優先的に選択する(S34)。また、優先モードの値が「2」の場合は、通信データを受信した各端末の中で、目的の宛先端末までの経路における中継回数がより少ない端末を優先的に選択する(S36)。 When the value of the priority mode is "1", among the terminals that have received the communication data, the terminal having a closer distance to the target destination terminal is preferentially selected (S34). When the value of the priority mode is "2", among the terminals that have received the communication data, the terminal with the smaller number of relays on the route to the target destination terminal is preferentially selected (S36).

例えば、宛先ノードに隣接する位置のノードが通信データを受信した場合には、自端末から宛先までの距離が近く、予想される中継回数も1回だけなので、優先モードの値が「1」又は「2」の場合には、自端末の優先度が最も高くなる。一方、宛先ノードとは異なるセル内に存在する端末の場合には、自端末から宛先までの距離が遠く、予想される中継回数も増えるので、優先モードの値が「1」又は「2」の場合には、自端末の優先度が低くなる。 For example, when a node at a position adjacent to the destination node receives communication data, the distance from the local terminal to the destination is short and the expected number of relays is only once, so the priority mode value is "1" or In the case of "2", the priority of the own terminal is the highest. On the other hand, in the case of a terminal existing in a cell different from the destination node, the distance from the own terminal to the destination is long and the expected number of relays increases, so the priority mode value is "1" or "2". In that case, the priority of the own terminal is lowered.

また、優先モードの値が「3」の場合は、通信データを受信した各端末の中で、事前に定めた優先度が高い端末を優先的に選択する(S37)。例えば、各セルの中央付近、あるいは主要な位置に配置されている端末や、他の端末との間の無線通信が容易な位置に配置されている端末、又は主要なセルに配置されている端末の優先度を事前に高くしておけば、中継回数を減らし効率的な通信を行うことが可能になる。 When the value of the priority mode is "3", the terminal having a high priority determined in advance is preferentially selected from the terminals that have received the communication data (S37). For example, a terminal located near the center of each cell or in a main position, a terminal placed in a position where wireless communication with other terminals is easy, or a terminal placed in a main cell. If the priority of is set high in advance, the number of relays can be reduced and efficient communication can be performed.

そして、S34、S36、S37のいずれかの結果を反映した状況において、自ノードの位置の無線通信端末10が優先度の高い端末か否かをステップS38で識別する。自ノードが優先度の高い端末であれば、S39で図4に示した中継機能PR1と同様の処理を行う。また、自ノードが優先度の高い端末でなければ、自端末が受信した通信データを所定時間の経過後にS40で破棄する。 Then, in a situation reflecting the result of any one of S34, S36, and S37, it is identified in step S38 whether or not the wireless communication terminal 10 at the position of the own node is a terminal having a high priority. If the local node is a terminal with a high priority, the same processing as the relay function PR1 shown in FIG. 4 is performed in S39. If the local node is not a high-priority terminal, the communication data received by the local terminal is discarded in S40 after a lapse of a predetermined time.

なお、通信データを受信した複数の無線通信端末10が、それぞれS39で中継機能PR1を実行する場合には、例えばS24でCSMA/CAの通信プロトコルを実行する際に、優先度の高い端末の待ち時間を短くすることで、各端末の優先度の違いをシステム全体の動作に反映することができる。 When the plurality of wireless communication terminals 10 that have received the communication data each execute the relay function PR1 in S39, for example, when executing the CSMA / CA communication protocol in S24, the waiting of the terminal having a high priority By shortening the time, the difference in priority of each terminal can be reflected in the operation of the entire system.

<「ダイナミックルーティング」の説明>
無線通信を行う複数ノードで構成される通信ネットワークの構成例を図7に示す。図7においては、1つのセルの中に、無線通信を行うノードN−A、N−B、N−S、N−C、N−Dが存在する状況を想定している。また、本発明の実施形態においては、セル内の通信経路を確保するために、各ノード位置の無線通信端末10が広帯域の無線通信を選択し、無線通信の範囲をセル内(狭域)に限定する。
<Explanation of "dynamic routing">
FIG. 7 shows a configuration example of a communication network composed of a plurality of nodes that perform wireless communication. In FIG. 7, it is assumed that the nodes NA, NB, NS, NC, and N-D that perform wireless communication exist in one cell. Further, in the embodiment of the present invention, in order to secure the communication path in the cell, the wireless communication terminal 10 at each node position selects wideband wireless communication, and the range of wireless communication is set in the cell (narrow area). limit.

図7の例では、互いに隣接するノードN−A、N−Bが1つの無線通信により接続され、ノードN−B、N−Sが1つの無線通信により接続され、ノードN−S、N−Cが1つの無線通信により接続され、ノードN−C、N−Dが1つの無線通信により接続されている。但し、初期状態では各ノードは隣接する他のノード以外との間の通信に利用可能な経路は把握していない。 In the example of FIG. 7, nodes NA and N-B adjacent to each other are connected by one wireless communication, nodes NB and NS are connected by one wireless communication, and nodes NS and N-S are connected. C is connected by one wireless communication, and nodes NC and N-D are connected by one wireless communication. However, in the initial state, each node does not know the route that can be used for communication with other nodes other than the adjacent nodes.

ここで、図7に示したノードN−Sを通信元とし、ノードN−Dを宛先としてデータを送信する状況を想定し、「ダイナミックルーティング」を実行する場合の典型的な手順について以下に説明する。
1.まずはじめに、「通信元ノードN−S、宛先ノードN−D、中継ノード情報なし」として、通信元ノードN−Sが、ブロードキャスト(Broad Cast:BC)でルートリクエストパケット(Route-Request packet:RREQ)情報を無線信号として送信する。この情報は、通信元ノードN−Sとの間で無線通信が可能な隣接する位置の各ノードN−B、N−Cによって受信される。なお、他のノードへは距離の関係で電波が届かない。
Here, assuming a situation in which data is transmitted with the node NS shown in FIG. 7 as the communication source and the node N-D as the destination, a typical procedure for executing "dynamic routing" will be described below. do.
1. 1. First of all, as "communication source node NS, destination node N-D, no relay node information", the communication source node NS broadcasts (Broad Cast: BC) to a route-request packet (RREQ). ) Send information as a radio signal. This information is received by the nodes NB and NC at adjacent positions capable of wireless communication with the communication source node NS. In addition, radio waves do not reach other nodes due to the distance.

2.各ノードN−B、N−Cにおいては、受信した情報の宛先が自ノードではないため、中継ノード情報に自ノードの情報を格納し、ブロードキャストでRREQ情報を送信する。この場合、ノードN−Bがブロードキャストで送信したRREQ情報は各ノードN−A、N−Sで受信される。また、ノードN−Cがブロードキャストで送信したRREQ情報は各ノードN−S、N−Dで受信される。 2. In each of the nodes NB and NC, since the destination of the received information is not the own node, the information of the own node is stored in the relay node information, and the RRQ information is transmitted by broadcasting. In this case, the REQU information transmitted by the nodes NB by broadcasting is received by the nodes NA and NS. Further, the REQU information transmitted by the nodes NC by broadcasting is received by the nodes NS and ND.

3.ノードN−Aは、ノードN−Bから受信したRREQ情報の宛先が自ノードではないため、中継ノード情報に自ノードの情報を格納し、ブロードキャストでRREQ情報を送信する。また、ノードN−Dは、ノードN−Cから受信したRREQ情報の宛先が自ノードであるので、通信元ノードの情報と中継ノード情報とに基づき、各ノードN−S、N−C、N−Dを順番に経由する経路で通信されることを把握する。 3. 3. Since the destination of the RRQ information received from the nodes N-B is not the own node, the node NA stores the information of the own node in the relay node information and transmits the RRQ information by broadcasting. Further, since the destination of the REQU information received from the node NC is the own node, the node N-D has each node NS, NC, N based on the information of the communication source node and the relay node information. Understand that communication is performed by a route that goes through -D in order.

4.ノードN−Bは、ノードN−AからのRREQ情報を受信するが、このRREQ情報の中継ノード情報の中に自ノードの情報が含まれているので、このRREQ情報を無視する。 4. The node N-B receives the RRQ information from the node N-A, but ignores this RRQ information because the information of its own node is included in the relay node information of this REQU information.

5.ノードN−Dは、受信したRREQ情報の内容により確定した経路情報に基づき、この経路情報を含むルートリプライパケット(Route-Reply packet:RREP)情報を返信する。この返信は、隣接するノードN−Cに向けて送信される。 5. The node N-D returns the route-reply packet (RREP) information including the route information based on the route information determined by the contents of the received REQU information. This reply is sent to the adjacent node NC.

6.ノードN−Cは、ノードN−DからのRREP情報を受信し、これに含まれている情報を利用して、RREP情報をノードN−Sに向けて送信する。 6. The node NC receives the RREP information from the node N-D, and uses the information contained therein to transmit the RREP information to the node NS.

7.ノードN−Sは、ノードN−Cから受け取ったRREP情報に含まれる経路情報に基づき、宛先ノードN−Dまでの経路を把握する。そして、この経路に従い、宛先がN−Dのデータを、隣接するノードN−Cに向けて送信する。 7. The node NS grasps the route to the destination node N-D based on the route information included in the RREP information received from the node NC. Then, according to this route, the data whose destination is ND is transmitted to the adjacent nodes NC.

8.ノードN−Cは、ノードN−Sから受け取ったデータを中継し、宛先のノードN−Dへ転送する。 8. Node NC relays the data received from node NS and transfers it to the destination node ND.

以上の手順により、通信元のノードN−Sと宛先のノードN−Dとの間の通信が可能になる。また、例えばいずれかのノードに故障が発生して無線通信回線が途絶えたような場合には、再び上記の手順を最初からやり直すことにより、必要な経路を確保することができる。 By the above procedure, communication between the communication source node NS and the destination node ND becomes possible. Further, for example, when a failure occurs in any of the nodes and the wireless communication line is interrupted, the necessary route can be secured by repeating the above procedure from the beginning.

<システムの変形の可能性>
なお、図1に示した例では、各無線通信端末10が狭帯域の無線通信を利用する場合の広域の通信範囲が、自動車の車両構造体にほぼ相当する全体領域ARLである場合を想定しているが、全体領域ARLが車両の車室内のみの空間、又はラゲッジルームの空間のみを含むように領域を形成してもよい。また、広域及び狭域の各範囲を調整するために、例えば指向性アンテナを利用してもよい。また、全体領域ARLの中に形成する各スモールセルの大きさやセルの総数については、必要に応じて変更することが想定される。
<Possibility of system deformation>
In the example shown in FIG. 1, it is assumed that the wide area communication range when each wireless communication terminal 10 uses narrow band wireless communication is the entire area ARL substantially corresponding to the vehicle structure of the automobile. However, the area may be formed so that the entire area ARL includes only the space inside the vehicle interior or only the space of the luggage room. Further, for example, a directional antenna may be used to adjust each range of a wide range and a narrow range. Further, it is expected that the size of each small cell formed in the entire area ARL and the total number of cells will be changed as necessary.

また、上述の実施形態では、各無線通信端末10が狭帯域無線通信部21a又は31aを用いて狭帯域無線通信を実施する場合に、1つの通信チャネルだけを使用する状況を想定しているが、必要に応じて通信チャネルを切り替えるように制御してもよい。 Further, in the above-described embodiment, it is assumed that each wireless communication terminal 10 uses only one communication channel when performing narrowband wireless communication using the narrowband wireless communication unit 21a or 31a. , It may be controlled to switch the communication channel as needed.

なお、上述の実施形態では、車両用無線通信システムを構成する全ての無線通信端末10が、狭帯域無線通信機能および広帯域無線通信機能の両方を備える場合を想定しているが、狭帯域無線通信機能および広帯域無線通信機能のいずれか一方の機能だけを有する端末を同じネットワーク上に追加してもよい。また、ネットワーク上の一部の端末だけが中継機能PR1を有するようにシステムを構成してもよい。但し、中継機能PR1を有する端末を各々のスモールセルに最低1つだけは配置することが望ましい。 In the above-described embodiment, it is assumed that all the wireless communication terminals 10 constituting the vehicle wireless communication system have both a narrow-band wireless communication function and a wide-band wireless communication function. Terminals having only one of the functions and the wideband wireless communication function may be added on the same network. Further, the system may be configured so that only some terminals on the network have the relay function PR1. However, it is desirable to arrange at least one terminal having the relay function PR1 in each small cell.

また、上述の実施形態では、事前に複数のスモールセルの各々の範囲を規定してから制御を実施する場合を想定しているが、特別なセルを事前に規定することなく、単に端末間の距離の大小だけで狭帯域無線通信機能および広帯域無線通信機能のいずれを使用するか判定してもよい。この場合、例えば図4のステップS11や図5のステップS23において、宛先ノードが自端末のノードと異なるセルか否かを判定せず、距離の大小だけを判定するようにする。 Further, in the above-described embodiment, it is assumed that the control is performed after defining the range of each of the plurality of small cells in advance, but the control is simply performed between the terminals without defining a special cell in advance. Whether to use the narrow band wireless communication function or the wide band wireless communication function may be determined only by the magnitude of the distance. In this case, for example, in step S11 of FIG. 4 and step S23 of FIG. 5, it is not determined whether the destination node is a cell different from the node of the own terminal, but only the magnitude of the distance is determined.

以上のように、本発明の実施形態に係る車両用無線通信システムによれば、例えば図4に示した送信処理や、図5に示した受信処理中の中継機能PR1を各無線通信端末10が実行する場合には、宛先のノードが自セルと異なるセルに存在する場合や、宛先の距離が遠いような場合に、狭帯域の無線通信を優先的に選択して広域の無線通信を行うことになる。したがって、送信元から宛先までの通信経路における中継回数が減り、通信の遅延時間が短縮される。また、これによりネットワーク上に発生するトラフィックの増大が抑制される。 As described above, according to the vehicle wireless communication system according to the embodiment of the present invention, for example, each wireless communication terminal 10 performs the relay function PR1 during the transmission process shown in FIG. 4 and the reception process shown in FIG. When executing, when the destination node exists in a cell different from the own cell, or when the destination is far away, narrow band wireless communication is preferentially selected to perform wide area wireless communication. become. Therefore, the number of relays in the communication path from the source to the destination is reduced, and the communication delay time is shortened. In addition, this suppresses the increase in traffic generated on the network.

また、宛先の端末が送信元の端末の電波を直接受信できないような状況であっても、他の端末が中継機能PR1を実行することにより、送信元からの通信データを宛先まで届けることが可能になる。また、図6に示した各ステップS34、S36、S37のように、宛先端末までの距離、中継回数、事前に定めた優先度などを考慮して中継動作を行う端末の優先度を決定することにより、システム全体として効率的な中継動作が可能になる。つまり、通信の遅延時間が短縮され、ネットワーク上に発生するトラフィックの増大が抑制される。 Further, even in a situation where the destination terminal cannot directly receive the radio wave of the source terminal, it is possible to deliver the communication data from the source to the destination by executing the relay function PR1 by another terminal. become. Further, as in steps S34, S36, and S37 shown in FIG. 6, the priority of the terminal that performs the relay operation is determined in consideration of the distance to the destination terminal, the number of relays, the priority determined in advance, and the like. As a result, efficient relay operation is possible for the entire system. That is, the communication delay time is shortened, and the increase in traffic generated on the network is suppressed.

例えば各無線通信端末10が図4に示した送信処理や、図5および図6に示した受信処理を実行する場合には、狭帯域の無線通信と広帯域の無線通信の切替のために、通信の遅延時間を頻繁に計測する必要がなく、切替の処理も容易になる。 For example, when each wireless communication terminal 10 executes the transmission process shown in FIG. 4 or the reception process shown in FIGS. 5 and 6, communication is performed to switch between narrow band wireless communication and wide band wireless communication. It is not necessary to frequently measure the delay time of, and the switching process becomes easy.

ここで、上述した本発明に係る車両用無線通信システムの実施形態の特徴をそれぞれ以下[1]〜[6]に簡潔に纏めて列記する。
[1] 使用する周波数帯域の広さが互いに異なる、狭帯域無線通信機能(狭帯域無線通信部21a、31a)、および広帯域無線通信機能(広帯域無線通信部21b、31b)を有する複数の無線通信端末(10)を備え、
前記各無線通信端末が、無線通信の範囲として、全体領域(ARL)と、前記全体領域よりも小さく且つ前記全体領域に含まれる複数のセル領域(スモールセル領域AR−A〜AR−D、ARS1〜ARS3)のいずれかを選択し、
前記各無線通信端末が、前記全体領域を選択して無線通信する場合には前記狭帯域無線通信機能を使用し、
前記各無線通信端末が、前記セル領域を選択して無線通信する場合には前記広帯域無線通信機能を使用し、
前記各無線通信端末がデータを送信する場合に、前記データの宛先に関する状況が所定の条件を満たす場合には前記全体領域を優先的に選択し、前記狭帯域無線通信機能により無線通信を行う(S11、S12、S23、S24)、
ことを特徴とする車両用無線通信システム。
Here, the features of the above-described embodiments of the vehicle wireless communication system according to the present invention are briefly summarized and listed below in [1] to [6], respectively.
[1] A plurality of wireless communications having a narrow band wireless communication function (narrow band wireless communication units 21a, 31a) and a wide band wireless communication function (wide band wireless communication units 21b, 31b) having different frequency bands to be used. Equipped with a terminal (10)
Each wireless communication terminal has a total area (ARL) as a range of wireless communication, and a plurality of cell areas (small cell areas AR-A to AR-D, ARS1) smaller than the total area and included in the total area. Select one of ~ ARS3) and select
When each wireless communication terminal selects the entire area for wireless communication, the narrowband wireless communication function is used.
When each wireless communication terminal selects the cell area for wireless communication, the wideband wireless communication function is used.
When each of the wireless communication terminals transmits data, if the situation regarding the destination of the data satisfies a predetermined condition, the entire area is preferentially selected, and wireless communication is performed by the narrow band wireless communication function (the narrow band wireless communication function). S11, S12, S23, S24),
A wireless communication system for vehicles characterized by this.

[2] 前記各無線通信端末は、他の各無線通信端末の位置または距離に関する情報を取得する機能を有し、
前記各無線通信端末がデータを送信する場合に、前記データの宛先の端末が自端末と同じセル領域内に存在しない場合、または宛先の端末までの距離が所定以上の場合には、前記全体領域を優先的に選択し、前記狭帯域無線通信機能により無線通信を開始する(S11、S12、S23、S24)、
ことを特徴とする上記[1]に記載の車両用無線通信システム。
[2] Each of the wireless communication terminals has a function of acquiring information regarding the position or distance of each of the other wireless communication terminals.
When each wireless communication terminal transmits data, if the destination terminal of the data does not exist in the same cell area as the own terminal, or if the distance to the destination terminal is greater than or equal to a predetermined value, the entire area Is preferentially selected, and wireless communication is started by the narrow band wireless communication function (S11, S12, S23, S24).
The vehicle wireless communication system according to the above [1].

[3] 前記各無線通信端末には優先順位が定められており、
前記狭帯域無線通信機能により送信された無線信号を、宛先以外の前記各無線通信端末が受信した場合には、優先順位の高い無線通信端末が、受信した前記無線信号のデータを宛先の無線通信端末に向けて前記広帯域無線通信機能又は前記狭帯域無線通信機能により送出する(S32〜S39)、
ことを特徴とする上記[1]又は[2]に記載の車両用無線通信システム。
[3] Priorities are set for each of the wireless communication terminals.
When the wireless communication terminal other than the destination receives the wireless signal transmitted by the narrow band wireless communication function, the wireless communication terminal having a high priority receives the data of the received wireless signal to the destination wireless communication. It is transmitted to the terminal by the wideband wireless communication function or the narrowband wireless communication function (S32 to S39).
The vehicle wireless communication system according to the above [1] or [2].

[4] 前記狭帯域無線通信機能により送信された無線信号を、宛先以外の複数の前記無線通信端末が受信した場合には、先に送信を開始した無線通信端末のみが、受信した前記無線信号のデータを該当する宛先の無線通信端末に向けて前記広帯域無線通信機能又は前記狭帯域無線通信機能により送出する(S12、S24:CSMA−CA等の利用)、
ことを特徴とする上記[1]又は[2]に記載の車両用無線通信システム。
[4] When a plurality of the wireless communication terminals other than the destination receive the wireless signal transmitted by the narrow band wireless communication function, only the wireless communication terminal that has started transmission first receives the wireless signal. Data is transmitted to the corresponding destination wireless communication terminal by the wideband wireless communication function or the narrowband wireless communication function (S12, S24: use of CSMA-CA, etc.).
The vehicle wireless communication system according to the above [1] or [2].

[5] 前記複数の通信ノードの各々は、車両構造体もしくはそれに隣接する空間に配置され、
前記全体領域は、前記車両構造体の範囲内に相当する領域である(図1参照)、
ことを特徴とする上記[1]乃至[4]のいずれかに記載の車両用無線通信システム。
[5] Each of the plurality of communication nodes is arranged in the vehicle structure or a space adjacent thereto.
The entire area corresponds to the range of the vehicle structure (see FIG. 1).
The vehicle wireless communication system according to any one of the above [1] to [4].

[6] 使用する周波数帯域の広さが互いに異なる、狭帯域無線通信機能(狭帯域無線通信部21a、31a)、および広帯域無線通信機能(広帯域無線通信部21b、31b)を有する複数の無線通信端末(10)を備え、
前記各無線通信端末が、無線通信の範囲として、第1の領域(ARL)と、前記第1の領域よりも狭い第2の領域(スモールセル領域AR−A〜AR−D、ARS1〜ARS3)のいずれかを選択し、
前記各無線通信端末が、前記第1の領域を選択して無線通信する場合には前記狭帯域無線通信機能を使用し、
前記各無線通信端末が、前記第2の領域を選択して無線通信する場合には前記広帯域無線通信機能を使用し、
前記各無線通信端末がデータを送信する場合に、前記データの宛先に関する状況が所定の条件を満たす場合には、前記第1の領域を優先的に選択し、前記狭帯域無線通信機能により無線通信を行う(S11、S12、S23、S24)、
ことを特徴とする車両用無線通信システム。
[6] A plurality of wireless communications having a narrow band wireless communication function (narrow band wireless communication units 21a, 31a) and a wide band wireless communication function (wide band wireless communication units 21b, 31b) having different frequency bands to be used. Equipped with a terminal (10)
Each wireless communication terminal has a first region (ARL) and a second region narrower than the first region (small cell regions AR-A to AR-D, ARS1 to ARS3) as the range of wireless communication. Select one of
When each of the wireless communication terminals selects the first region for wireless communication, the narrow band wireless communication function is used.
When each wireless communication terminal selects the second region for wireless communication, the wideband wireless communication function is used.
When each of the wireless communication terminals transmits data, if the situation regarding the destination of the data satisfies a predetermined condition, the first region is preferentially selected and wireless communication is performed by the narrow band wireless communication function. (S11, S12, S23, S24),
A wireless communication system for vehicles characterized by this.

10 無線通信端末
20 受信機能部
21,31 無線通信ユニット
21a,31a 狭帯域無線通信部
21b,31b 広帯域無線通信部
22,32 無線帯域切替機能部
23,33 セル判別機能部
24 中継データ生成機能部
25,34 宛先判別機能部
26 受信データ出力機能部
27 通信成功判別機能部
28,36 インタフェース
29a,29b,37a,37b アンテナ
30 送信機能部
35 通信データ作成機能部
AR−A,AR−B,AR−C,AR−D スモールセル領域
ARL 全体領域
ARS1,ARS2,ARS3 スモールセル領域
C01,C03,C04,C05,C07 無線通信経路
C08,C09,C11,C12,C13,C14 無線通信経路
C15,C16 無線通信経路
NA−1,NA−2,NA−3,NB−1,NB−2,NB−3,NB−4 ノード
NC−1,NC−2,NC−3,NC−4,ND−1,ND−2,ND−3 ノード
10 Wireless communication terminal 20 Reception function unit 21, 31 Wireless communication unit 21a, 31a Narrow band wireless communication unit 21b, 31b Wideband wireless communication unit 22, 32 Wireless band switching function unit 23, 33 Cell discrimination function unit 24 Relay data generation function unit 25, 34 Destination discrimination function unit 26 Received data output function unit 27 Communication success determination function unit 28, 36 Interface 29a, 29b, 37a, 37b Antenna 30 Transmission function unit 35 Communication data creation function unit AR-A, AR-B, AR -C, AR-D Small cell area ARL Overall area ARS1, ARS2, ARS3 Small cell area C01, C03, C04, C05, C07 Wireless communication path C08, C09, C11, C12, C13, C14 Wireless communication path C15, C16 Wireless Communication paths NA-1, NA-2, NA-3, NB-1, NB-2, NB-3, NB-4 nodes NC-1, NC-2, NC-3, NC-4, ND-1, ND-2, ND-3 node

Claims (4)

使用する周波数帯域の広さが互いに異なる、狭帯域無線通信機能、および広帯域無線通信機能を有する複数の無線通信端末を備え、
無線通信の範囲として、全体領域と、前記全体領域よりも小さく且つ前記全体領域に含まれる複数のセル領域と、が形成され、
各前記セル領域に、少なくとも1つの前記無線通信端末が含まれており、
前記各無線通信端末が、無線通信の範囲として、前記全体領域と、自身が属する前記セル領域のいずれかを選択し、
前記各無線通信端末が、前記全体領域を選択して無線通信する場合には前記狭帯域無線通信機能を使用し、
前記各無線通信端末が、自身が属する前記セル領域を選択して無線通信する場合には前記広帯域無線通信機能を使用し、
前記各無線通信端末がデータを送信する場合に、前記データの宛先に関する状況が所定の条件を満たす場合には前記全体領域を優先的に選択し、前記狭帯域無線通信機能により無線通信を行
前記各無線通信端末は、他の各無線通信端末の位置または距離に関する情報を取得する機能を有し、
前記各無線通信端末がデータを送信する場合において、
前記データの宛先の端末が自端末と同じセル領域内に存在しない場合、または宛先の端末までの距離が所定以上の場合には、前記全体領域を選択し、前記狭帯域無線通信機能により無線通信を開始し、
前記データの宛先の端末が自端末と同じセル領域内に存在する場合、または宛先の端末までの距離が前記所定未満の場合には、自身が属する前記セル領域を選択し、前記広帯域無線通信機能により無線通信を開始する、
ことを特徴とする車両用無線通信システム。
It is equipped with a plurality of wireless communication terminals having a narrow band wireless communication function and a wide band wireless communication function in which the frequency bands used are different from each other.
As the range of wireless communication, an entire area and a plurality of cell areas smaller than the total area and included in the total area are formed.
Each said cell area contains at least one said wireless communication terminal.
Each wireless communication terminal, as the range of the wireless communication, selecting said whole region, one of the cell region to which it belongs,
When each wireless communication terminal selects the entire area for wireless communication, the narrowband wireless communication function is used.
When each wireless communication terminal selects the cell area to which it belongs and performs wireless communication, the wideband wireless communication function is used.
When the respective radio communication terminal transmits data, status for the destination of the data is the entire region preferentially selected in case a predetermined condition is satisfied, the row physician wireless communication by the narrow-band radio communication function ,
Each of the wireless communication terminals has a function of acquiring information regarding the position or distance of each of the other wireless communication terminals.
When each wireless communication terminal transmits data,
If the destination terminal of the data does not exist in the same cell area as the own terminal, or if the distance to the destination terminal is greater than or equal to a predetermined value, the entire area is selected and wireless communication is performed by the narrow band wireless communication function. To start,
When the destination terminal of the data exists in the same cell area as the own terminal, or when the distance to the destination terminal is less than the predetermined value, the cell area to which the data destination belongs is selected and the wideband wireless communication function is performed. To start wireless communication,
A wireless communication system for vehicles characterized by this.
使用する周波数帯域の広さが互いに異なる、狭帯域無線通信機能、および広帯域無線通信機能を有する複数の無線通信端末を備え、
前記各無線通信端末が、無線通信の範囲として、全体領域と、前記全体領域よりも小さく且つ前記全体領域に含まれる複数のセル領域のいずれかを選択し、
前記各無線通信端末が、前記全体領域を選択して無線通信する場合には前記狭帯域無線通信機能を使用し、
前記各無線通信端末が、前記セル領域を選択して無線通信する場合には前記広帯域無線通信機能を使用し、
前記各無線通信端末がデータを送信する場合に、前記データの宛先に関する状況が所定の条件を満たす場合には前記全体領域を優先的に選択し、前記狭帯域無線通信機能により無線通信を行い、
前記各無線通信端末には優先順位が定められており、
前記狭帯域無線通信機能により送信された無線信号を、宛先以外の前記各無線通信端末が受信した場合には、優先順位の高い無線通信端末が、受信した前記無線信号のデータを宛先の無線通信端末に向けて前記広帯域無線通信機能又は前記狭帯域無線通信機能により送出する、
ことを特徴とする両用無線通信システム。
It is equipped with a plurality of wireless communication terminals having a narrow band wireless communication function and a wide band wireless communication function in which the frequency bands used are different from each other.
Each wireless communication terminal selects either an entire area or a plurality of cell areas smaller than the overall area and included in the entire area as the range of wireless communication.
When each wireless communication terminal selects the entire area for wireless communication, the narrowband wireless communication function is used.
When each wireless communication terminal selects the cell area for wireless communication, the wideband wireless communication function is used.
When each of the wireless communication terminals transmits data, if the situation regarding the destination of the data satisfies a predetermined condition, the entire area is preferentially selected, and wireless communication is performed by the narrow band wireless communication function.
Priorities are set for each of the wireless communication terminals.
When the wireless communication terminal other than the destination receives the wireless signal transmitted by the narrow band wireless communication function, the wireless communication terminal having a high priority receives the data of the received wireless signal to the destination wireless communication. Sending to the terminal by the wideband wireless communication function or the narrowband wireless communication function.
Car dual wireless communication system, characterized in that.
使用する周波数帯域の広さが互いに異なる、狭帯域無線通信機能、および広帯域無線通信機能を有する複数の無線通信端末を備え、
前記各無線通信端末が、無線通信の範囲として、全体領域と、前記全体領域よりも小さく且つ前記全体領域に含まれる複数のセル領域のいずれかを選択し、
前記各無線通信端末が、前記全体領域を選択して無線通信する場合には前記狭帯域無線通信機能を使用し、
前記各無線通信端末が、前記セル領域を選択して無線通信する場合には前記広帯域無線通信機能を使用し、
前記各無線通信端末がデータを送信する場合に、前記データの宛先に関する状況が所定の条件を満たす場合には前記全体領域を優先的に選択し、前記狭帯域無線通信機能により無線通信を行い、
前記狭帯域無線通信機能により送信された無線信号を、宛先以外の複数の前記無線通信端末が受信した場合には、先に送信を開始した無線通信端末のみが、受信した前記無線信号のデータを該当する宛先の無線通信端末に向けて前記広帯域無線通信機能又は前記狭帯域無線通信機能により送出する、
ことを特徴とする両用無線通信システム。
It is equipped with a plurality of wireless communication terminals having a narrow band wireless communication function and a wide band wireless communication function in which the frequency bands used are different from each other.
Each wireless communication terminal selects either an entire area or a plurality of cell areas smaller than the overall area and included in the entire area as the range of wireless communication.
When each wireless communication terminal selects the entire area for wireless communication, the narrowband wireless communication function is used.
When each wireless communication terminal selects the cell area for wireless communication, the wideband wireless communication function is used.
When each of the wireless communication terminals transmits data, if the situation regarding the destination of the data satisfies a predetermined condition, the entire area is preferentially selected, and wireless communication is performed by the narrow band wireless communication function.
When a plurality of wireless communication terminals other than the destination receive the wireless signal transmitted by the narrow band wireless communication function, only the wireless communication terminal that has started transmission first receives the data of the received wireless signal. Sending data to the corresponding destination wireless communication terminal by the wideband wireless communication function or the narrowband wireless communication function.
Car dual wireless communication system, characterized in that.
前記複数の無線通信端末の各々は、車両構造体もしくはそれに隣接する空間に配置され、
前記全体領域は、前記車両構造体の範囲内に相当する領域である、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項のいずれか1項に記載の車両用無線通信システム。
Each of the plurality of wireless communication terminals is arranged in a vehicle structure or a space adjacent thereto.
The entire area is an area corresponding to the range of the vehicle structure.
The vehicle wireless communication system according to any one of claims 1 to 3.
JP2017095773A 2017-05-12 2017-05-12 Wireless communication system for vehicles Active JP6904782B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017095773A JP6904782B2 (en) 2017-05-12 2017-05-12 Wireless communication system for vehicles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017095773A JP6904782B2 (en) 2017-05-12 2017-05-12 Wireless communication system for vehicles

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018195880A JP2018195880A (en) 2018-12-06
JP6904782B2 true JP6904782B2 (en) 2021-07-21

Family

ID=64570541

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017095773A Active JP6904782B2 (en) 2017-05-12 2017-05-12 Wireless communication system for vehicles

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6904782B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018195880A (en) 2018-12-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102291306B1 (en) Method for vehicle-to-vehicle communication
US8774732B2 (en) Wireless device, wireless communication system, and wireless communication method
WO2013115802A1 (en) Zig zag routing
US8825103B2 (en) Transmission power control
JP2007258811A (en) Mobile wireless communication system and communication control method thereof, mobile terminal, and program
WO2014141453A1 (en) Radio communication system, radio communication method, and radio station
US9497694B2 (en) Wireless communication device, wireless communication system and wireless communication method
JP2008172283A (en) Multi-hop radio communication system and configuration method thereof, and radio communication device
JP4135629B2 (en) Signal relay device for wireless network and signal relay method in wireless network
JP6904782B2 (en) Wireless communication system for vehicles
JP7428586B2 (en) Wireless communication devices and wireless communication systems
JP2023158125A (en) Communication system, communication method, and node
EP2654371B1 (en) Communication apparatus
JP7351723B2 (en) Wireless communication devices and wireless communication systems
JP2005347879A (en) Radio communication system
JP2006186599A (en) Terminal and method for wireless communication
JP2018195879A (en) Radio communication system for vehicle
EP4271022A1 (en) Communication device, control method, and program
JP4760039B2 (en) Multi-hop wireless network, base station, wireless terminal, monitor terminal, and network monitoring / control method
JP7012138B1 (en) Communication status analysis device, communication status analysis method and program
US20240187504A1 (en) Communication system, retransmission control method, receiving side device, and sending side device
JP2022074279A (en) Radio communication device and radio communication system
JP2022082848A (en) Wireless communication device and wireless communication system
KR20100070164A (en) Apparatus for performing vehicle communication and method for performing high speed multihop transmssion in the same
JP4311325B2 (en) Network system, node and selfish node detection method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200417

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210210

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210309

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210426

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210622

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210624

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6904782

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250