JP6924102B2 - 無線通信システム、無線局及び移動体の情報共有方法 - Google Patents

Description

本発明は、移動体間の通信により情報共有を実現する技術に関する。

交通システムの高度化に向けて、車両間の情報共有などを目的とした車車間通信技術の開発や適用が広がりを見せている。車両間の情報共有が例えば低遅延、低誤りといった高い通信品質で安定するほど広いアプリケーションへの適用が可能となることから、車車間通信は通信の安定化が重要である。

通信の安定化のためには様々な技術が提案されているが、例えば通信環境の急変動や機器の故障等の発生への対応が容易であることから、複数の通信を同時に実行する方式がしばしば採用される。一方で、同一または近接した周波数チャネル等の無線リソースを、近接配置された複数の通信で同時に使用してしまうと互いに他の通信の干渉となり、通信品質の不安定化に繋がるため、無線リソースの衝突回避が重要である。

例えば特許文献１では、設定した待ち時間にわたって行ったキャリアセンスの結果をもとに他の通信速度と異なる伝送レートでパケット信号を送信する無線装置に関する技術が開示されている。

特開２０１６−１３６７５９号公報

例えば特許文献１の開示技術では、車載用端末等のそれぞれの通信機がキャリアセンスを実行し、他の通信機が通信中には自通信機の信号送信を停止することで、複数の通信機が同時に同一の無線リソースを使用することを防いでいる。一方でキャリアセンスを行う場合には、通信可能となるまでの待ち時間を予想できず、通信遅延が不安定になるという課題がある。またキャリアセンスは本来同一の通信チャネルを用いて複数の通信を行う際の仕組みであるが、近接した複数の通信機が通信を行う際には異なる通信チャネルであっても帯域外に漏洩する信号の影響で確率的にキャリアセンスによる通信待ちが発生するという課題がある。

例えば、高信頼化のために１台の自動車に複数の送受信機を搭載し、車車間通信経路を複数チャネル化して、１チャネルにトラブルがあっても通信持続を可能にしようとした場合、干渉を避けるためにチャネル間で周波数を変えることが考えられる。しかし、同一の自動車に搭載された受信機間の距離は相当近距離となる。例えば、自動車の幅方向に受信機を２つ並べた場合、その間隔は自動車の幅を上限とし、数ｃｍ〜３５０ｃｍ程度になり、高々数メートル以内である。また、隊列を組んで走行する車車間通信の場合、前後の自動車間の通信は見通し内の短距離通信であり受信電力の減衰が小さい。このため、通信相手以外の受信機にもほぼ等電力で電波が到達し、チャネル間の大きな干渉が想定される。このとき、干渉を避けるために上述のキャリアセンスを行うと、待ち時間のために通信速度が低下してしまう。また、送信電力を十分低下させて、キャリアセンスによる遅延を抑制した場合には、外部雑音等による通信遅延の問題が出てくる。

本発明は、前述した課題を解決するために、同一の移動体上の複数の通信機が同時に通信を行う際に、遅延時間等の通信品質を安定化させることを目的とする。

本発明の一側面は、移動体に搭載される無線通信システムであって、第１の移動体に搭載された第１の通信機及び第２の通信機とを備え、第２の移動体に搭載された通信機に対して、第１の移動体内のネットワークから取得した情報に基づいたパケットを送信することにより、移動体間で情報を共有する際に、第１の通信機と第２の通信機とは、同一の通信方式を採用し、互いに異なるチャネルを用いて同一内容のパケットを送信し、第２の通信機からの信号送信時刻を、第１の通信機からの通信機からの送信時刻よりも遅くすることを特徴とする無線通信システムである。

本発明の他の一側面は、移動体に搭載される無線局であって、第１の通信機及び第２の通信機とを備え、異なる移動体に搭載された通信機に対して信号を送信する際に、第１の通信機と第２の通信機とは互いに異なるチャネルを用いて同一の信号を送信し、第２の通信機からの信号送信時刻を第１の通信機からの通信機からの送信時刻よりも遅くすることを特徴とする無線局である。

本発明の他の一側面は、他の移動体との間で無線通信により情報共有を行う移動体の情報共有方法であって、第１の移動体に搭載される第１の通信機及び第２の通信機と、第２の移動体に搭載される第３の通信機及び第４の通信機とを用い、第１の通信機及び第２の通信機から、互いに異なるチャネルを用いて、同一の送信信号を第３の通信機及び第４の通信機へ送信するとき、第２の通信機からの送信時刻を第１の通信機からの送信時刻よりも遅くする、ことを特徴とする移動体の情報共有方法である。

本発明によれば、同一の移動体上の複数の通信機が同時に通信を行う際に、遅延時間等の通信品質を安定化させることができる。

本発明の実施例の無線通信システムを採用する移動体の構成図である。 本発明の実施例の無線通信システムの構成ブロック図である。 本発明の実施例の無線通信システムを採用する車車間通信システムの構成図である。 本発明の実施例における車車間通信処理部の構成図である。 本発明の実施例のＬＡＮパケット生成部にて生成されるＬＡＮ送信情報の一例である。 本発明の実施例の車車間通信処理部におけるＬＡＮパケット生成に係る処理の流れの一例である。 本発明の実施例の車車間通信送受信部から送信される信号の模式図である。 本発明の別の実施例の車車間通信送受信部から送信される信号の模式図である。 本発明の更に別の実施例の車車間通信送受信部から送信される信号の模式図である。 本発明の実施例の効果を示すグラフである。

以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、重複する説明は省略することがある。同一あるいは同様な機能を有する要素が複数ある場合には、同一の符号に異なる添字を付して説明する場合がある。ただし、複数の要素を区別する必要がない場合には、添字を省略して説明する場合がある。

本明細書等における「第１」、「第２」、「第３」などの表記は、構成要素を識別するために付するものであり、必ずしも、数、順序、もしくはその内容を限定するものではない。また、構成要素の識別のための番号は文脈毎に用いられ、一つの文脈で用いた番号が、他の文脈で必ずしも同一の構成を示すとは限らない。また、ある番号で識別された構成要素が、他の番号で識別された構成要素の機能を兼ねることを妨げるものではない。

以下で説明する実施例の一つでは、無線通信システムに第１の通信機及び第２の通信機とを備え、異なる移動体に供えられた通信機に対して信号を送信する際に、第１の通信機と第２の通信機とは互いに異なるチャネルを用いて同一の信号を送信し、第２の通信機からの信号送信時刻を第１の通信機からの通信機からの送信時刻よりも遅くする例が解説されている。

図１Ａは、本発明の実施例の無線通信システムを採用する移動体の構成図である。図１Ａに示す構成例では、例えば自動車等である移動体１００内に車両内ネットワーク（ＮＷ）１１０及び車車間通信部１２０を有する。車両内ネットワーク１１０は移動体１００内における各機器間にて制御情報をはじめとする各種情報を通信するネットワークである。車両内ネットワーク１１０には例えばＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）やＦｌｅｘＲａｙ（商標）等が採用される。車車間通信部１２０は自移動体１００内の車両内ネットワーク１１０上の情報等を別の移動体１００に対して送信し、また別の移動体１００内の車車間通信部１２０から送信された信号を受信して自移動体１００内の車両内ネットワーク１１０等に情報を展開する。

車車間通信部１２０は、車車間通信処理部（ＰＳ）１２２及び複数の車車間通信送受信部１２１を有する。車車間通信処理部１２２は車両内ネットワーク１１０に接続される。車車間通信処理部１２２は車両内ネットワーク１１０から情報を受け取り、車車間通信向けに情報の形式を変換して車車間通信送受信部１２１に送る。車車間通信処理部１２２はまた、車車間通信送受信部１２１から受け取った情報を車車間通信向けの情報形式から車両内ネットワーク向けの情報形式に変換し、必要な情報を車両内ネットワーク１１０に送る。車車間通信送受信部１２１はアンテナを有し、車車間通信処理部１２２から受け取った情報を無線信号として送信する。また車車間通信送受信部１２１は無線信号を受信して得た情報を車車間通信処理部１２２に送る。

車車間通信部１２０にて用いる車車間通信の方式については、例えば無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）であっても良いし、無線ＰＡＮ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）であってもよいし、ＤＳＲＣ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｓｈｏｒｔ Ｒａｎｇｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）等、その他いずれの方式であっても良い。

車車間通信部１２０において通信のための機能の切り分けについては、例えば車車間通信処理部１２２と車車間通信送受信部１２１とは有線ＬＡＮで接続し、車車間通信送受信部１２１では有線ＬＡＮ信号と無線ＬＡＮ等の無線信号との間の変換、無線信号の増幅、アンテナを通じた信号送受信を行う形でも良い。あるいは車車間通信処理部１２２にて無線ＬＡＮ等のベースバンド周波数帯の無線信号処理を実施し、車車間通信送受信部１２１においてベースバンド周波数帯と無線周波数帯との間の無線信号の周波数変換を実施し、無線信号の増幅及びアンテナを通じた信号送受信を行う形でも良い。或いは車車間通信送受信部１２１では無線信号の増幅及びアンテナを通じた信号送受信のみを行い、他の機能は車車間通信処理部１２２にて実施しても良い。あるいは車車間通信送受信部１２１ではアンテナを用いた信号送受信のみを行い、無線信号の増幅を含むその他の機能は車車間通信処理部１２２にて実施しても良い。

図１Ｂは、車車間通信処理部１２２の構成ブロック図である。車車間通信処理部１２２は、プロセッサ（ＣＰＵ）１２２１、メモリ（ＭＥＭ）１２２２、入出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）１２２３を備えるマイクロコンピュータで構成することができる。本実施例では計算、処理や制御等の機能は、メモリ１２２２に格納されたプログラムがプロセッサ１２２１によって実行されることで、定められた処理を他のハードウェアと協働して実現される。計算機などが実行するプログラム、その機能、あるいはその機能を実現する手段を、「機能」、「手段」、「部」、「ユニット」、「モジュール」等と呼ぶ場合がある。入出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）１２２３は、車車間通信送受信部１２１や車両内ネットワーク１１０とデータのやり取りを行うためのハードウェアを含む。また、入出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）１２２３には、公知の種々の入出力装置、例えばディスプレイやキーボード（図示せず）を接続することができる。

図１Ｃは、図１Ａに示す移動体１００として自動車を例にとり、例えば高速道路上の自動車１００Ａ〜Ｂが追従運転を行う様子を示している。例えば、中央分離帯１００１の両側で、矢印１００２の方向に移動体１００が走行しているものとする。

片側斜線の自動車１００Ａと１００Ｂは、車内制御用のＣＡＮ信号を、車車間通信送受信部１２１を用いた無線通信を経由して車車間で共有する。このとき、自動車１００Ａは車車間通信送受信部１２１Ａ１と１２１Ａ２を、自動車１００Ｂは車車間通信送受信部１２１Ｂ１と１２１Ｂ２を、其々自動車の幅方向に並列して搭載している。このとき、車車間通信送受信部１２１の間隔は、自動車の幅が上限になる。

車車間通信は、車車間通信送受信部１２１Ａ１と１２１Ｂ１が第１のチャネルで通信を行い、また、車車間通信送受信部１２１Ａ２と１２１Ｂ２が第２のチャネルで通信を行う。この実施例では車車間での通信を想定しているので、車車間通信送受信部１２１は送信機が車後方（または前方）への指向性を有し、受信機が車前方（または後方）への指向性を有するのが好ましい。また、複数の送信機は例えば車幅方向に並列配置され、複数の受信機は例えば車幅方向に並列配置される。例えば、複数の自動車が隊列を組んで自動走行する場合を想定すると、上記の第１、第２のチャネルの通信距離は走行時の自動車の車間距離程度あればよく、上記無線ＬＡＮ、無線ＰＡＮ、ＤＳＲＣ等の近距離無線通信用システムの適用が可能である。

例えば、前方の自動車１００Ａのブレーキングを示すＣＡＮ信号を後方の自動車１００Ｂが共有できれば、事前に前方の環境の変化（例えば路上の障害物の存在）を検知することができ、後方の自動車１００Ｂは事前の対応が可能になる。また、このとき高信頼化のために、図１Ｃのように車車間通信チャネルを複数化すれば、１系統にトラブルがあっても通信持続が可能となる。なお。図１Ｃでは、前後２台の自動車間の車車間通信の例を示しているが、同様の通信システムを備えた３台以上の自動車が、リレー形式で情報を共有することも同様に可能である。

図２は、本発明の実施例における車車間通信処理部１２２の機能構成図である。当該機能は、先に説明した図１Ｂに示すマイクロコンピュータで実現される。本実施例では、車両内ネットワーク１１０とＣＡＮにより接続し、無線ＬＡＮを用いて送受信を行う車車間通信送受信部１２１と有線ＬＡＮで接続する車車間通信処理部１２２の場合の例を示している。本例の車車間通信処理部１２２は、タイマ（ＴＭ）２００、ＬＡＮパラメータ制御部２１０、ＣＡＮインタフェース２２０、ＬＡＮインタフェース２３０、ＬＡＮパケット生成部２４０、ＣＡＮパケット生成部２５０を有する。

タイマ２００は内部にクロックを有し、クロック時刻や各部位から通知されたイベント情報を基に車車間通信処理部１２２内の各部位の動作タイミングを制御し、動作開始のトリガを各部位に対して通知する。ＬＡＮパラメータ制御部２１０は、車車間通信送受信部１２１及び車車間通信処理部１２２に対して、通信を調整するためのパラメータ、例えば送信電力や送信帯域幅、送信チャネル等を設定する。

ＣＡＮインタフェース２２０は車両内ネットワーク１１０からＣＡＮ信号を受信し、受信した情報を蓄積し、ＣＡＮ信号受信イベントをタイマ２００に通知する。ＣＡＮインタフェース２２０はまた、ＣＡＮパケット生成部２５０から受け取ったＣＡＮ送信情報をＣＡＮ信号に変換して車両内ネットワーク１１０に送信する。

ＬＡＮインタフェース２３０は複数の車車間通信送受信部１２１からＬＡＮ信号を受信し、受信した情報を蓄積し、ＬＡＮ信号受信イベントをタイマ２００に通知する。なお、受信した情報を蓄積する際に、シーケンス番号等のヘッダ情報を確認し、同一のＬＡＮ信号を既に受信及び蓄積済みであると判断した場合には当該受信信号は破棄しても良い。また同一のＬＡＮ信号を既に受信および蓄積済みであると判断した場合に、蓄積済みの信号を受信した信号とを比較し、一致部分は破棄し、不一致部分は複数の情報を蓄積しても良い。また、ＬＡＮ信号受信イベントの通知は、ＬＡＮ信号を受信するごとに必ず行っても良いし、同一のＬＡＮ信号を既に受信及び蓄積済みであると判断した場合には行わないようにしても良い。ＬＡＮインタフェース２３０はまた、ＬＡＮパケット生成部２４０から受け取ったＬＡＮ送信情報をＬＡＮ信号に変換して複数の車車間通信送受信部１２１に送信する。

ＬＡＮパケット生成部２４０はタイマ２００から周期的、あるいはＣＡＮ信号受信イベントを規準に動作開始トリガを受け、ＣＡＮインタフェース２２０に蓄積された情報を取得し、取得した情報を基にＬＡＮ信号を生成してＬＡＮインタフェース２３０に送信する。

ＣＡＮパケット生成部２５０はタイマ２００から周期的、あるいはＬＡＮ信号受信イベントを規準に動作開始トリガを受け、ＬＡＮインタフェース２３０に蓄積された情報を取得し、取得した情報を基にＣＡＮ信号を生成してＣＡＮインタフェース２２０に送信する。なおＬＡＮインタフェース２３０に同一のＬＡＮ信号を元とする情報が複数蓄積されていた場合、そのうちの一つの情報のみを選択してＣＡＮ信号を生成する。一つの情報のみを選択する方法としては、例えば3以上蓄積されておりかつ2以上の情報が一致する場合には一致数が多い情報を選択しても良い。或いはもっとも早くＬＡＮインタフェース２３０に蓄積された情報を選択しても良い。或いはもっとも遅くＬＡＮインタフェース２３０に蓄積された情報を選択しても良いし、或いはランダムに選択しても良い。

図３は本発明の実施例のＬＡＮパケット生成部２４０にて生成される、あるいは車車間通信送受信部１２１において受信されるＬＡＮ送信情報（ＬＡＮパケット）の一例である。ＬＡＮ送信情報はＬＡＮパケットヘッダ３００と、１ないしは複数のＬＡＮデータヘッダ３１０及び１ないしは複数のＬＡＮデータ３２０を含む。

ＬＡＮパケットヘッダ３００はパケット種別情報３０１、パケット長情報３０２、シーケンス番号情報３０３、時刻情報３０４の一部もしくは全てを含む。ＬＡＮデータヘッダ３１０はデータ種別情報３１１及びデータ長情報３１２の一部もしくは全てを含む。ＬＡＮデータ３２０はＣＡＮインタフェース２２０に蓄積されていた情報を含み、情報の種別はＬＡＮデータヘッダ３１０のデータ種別情報３１１に記される。ＬＡＮデータ３２０に含まれるＣＡＮインタフェース２２０に蓄積されていた情報は、例えば速度情報や加速度情報といった移動体１００の運動に関する情報であり、あるいは移動体１００のアクセルやブレーキといった運動制御に関する情報であり、あるいはそれらの組み合わせやその他の情報を含む。

図４は本発明の実施例の車車間通信処理部１２２におけるＬＡＮパケット生成に係る処理の流れの一例である。なお、ここでは２つの車車間通信送受信部１２１を使用し、それぞれ１、２と番号が付いていることを想定して処理の流れを示すが、車車間通信送受信部１２１の数が３以上の場合についても同様の処理の流れで実現可能である。処理の開始後、処理４００においてタＬＡＮパラメータ制御部２１０に係るスレッドと、ＣＡＮインタフェース２２０、ＬＡＮパケット生成部２４０及びＬＡＮインタフェース２３０に係るスレッドとを生成する。

前者のスレッドでは、処理４１０においてＬＡＮパラメータ制御部２１０から車車間通信送受信部１２１に関するパラメータの設定を行う。ここで、複数の車車間通信送受信部１２１に対してそれぞれ異なるチャネルを設定する。ここでは異なる周波数を割り当てる。次いで処理４１１においてＬＡＮパラメータ制御部２１０から複数の車車間通信送受信部１２１に対してそれぞれの送信電力を設定する。ここで複数の車車間通信送受信部１２１に対して設定する送信電力は、例えば車車間通信送受信部１２１の番号が若い順に、番号が若い程送信電力が低いか等しいように設定する。

次いで処理４１２において一旦処理を休止し、一定時間の経過後あるいはなんらかのイベント発生後に再度処理４１１を実行する。再び処理４１１を実行する際には、例えば通信の遅延時間や通信の誤り率等から推定した通信品質に基づき、通信品質が十分高ければそれぞれの車車間通信送受信部１２１に設定する電力を低下させ、通信品質が一定以上低ければそれぞれの車車間通信送受信部１２１に設定する電力を増加させる。ここで通信品質が高いとは、例えば一定時間範囲に発生する通信誤りが少ないことであり、また例えば平均通信遅延が短いことであり、また例えば通信遅延の分散が小さいことであり、また例えば一定以上の通信遅延の発生確率が低いことであり、また例えば一定時間範囲内の通信遅延の最大値や９５％値といった順位値が小さいことである。なお通信品質が低い状態が継続した場合には、一旦送信を停止し、車両内ネットワーク１１０に対して車車間通信異常を通知しても良い。

後者のスレッドでは、まず処理４２０において周期起動タイマを動作させ、例えば１ｍｓ毎等の一定周期毎に処理４２１へ処理を移行する。処理４２１ではＣＡＮインタフェース２２０にＣＡＮデータが蓄積されているか否かを確認し、蓄積されている場合には処理４２２に移行し、蓄積されていない場合には処理を終了して処理４２０に戻る。処理４２２では、蓄積されている一部ないしは全てのＣＡＮデータを用いて図３のＬＡＮ送信情報を生成する。次いで処理４２３において処理４２２にて生成したＬＡＮ送信情報を車車間通信送受信部１２１のうち番号の若い側（例えば番号１）を経由して送信する。次いで処理４２４において例えば０．２ｍｓ等の短期間処理を休止する。次いで処理４２５において、処理４２３において用いた車車間通信送受信部１２１よりも番号が大きい車車間通信送受信部１２１（例えば番号２）を経由して、処理４２２で生成したＬＡＮ送信情報を送信し、処理を終了して処理４２０に戻る。

以上の処理の流れにより、複数の車車間通信送受信部１２１から、先に送信される側よりも後で送信される側の方が高い送信電力を用いて、同一の情報が異なるタイミングで送信される。これにより、複数の車車間通信送受信部１２１が異なるチャネルで通信を行う際に、チャネル外漏洩の影響でキャリアセンスによる通信待ちの発生や通信の衝突発生確率を下げることができる。また後で送信される側の送信電力が高いことにより、前に送信された側で未達のパケットがあった場合でも、後で送信されるパケットの到達確率が上がるので、遅延時間が一定以上となる確率を低下させることができる。

図５は本発明の実施例の車車間通信送受信部１２１から送信される信号の模式図である。図４の流れに従った処理を実行することにより、車車間通信送受信部１２１からは図５の模式図に示す信号が送信され、例えば高帯域受信機などの測定器を用いて確認することができる。二つの車車間通信送受信部１２１を有する場合、それぞれの車車間通信送受信部１２１からは例えば１ｍｓに相当する間隔５００毎にパケットが送信される。また１番の車車間通信送受信部１２１からパケットが送信されてから例えば０．２ｍｓに相当する間隔５０１経過後に２番の車車間通信送受信部１２１から、１番の車車間通信送受信部よりも高いか等しい送信電力でパケットが送信される。

オフセットとなる間隔５０１は、間隔５００より小さいことが必要であるが、オフセット分はデータ遅延になるため小さいことが望ましい。ただし、間隔５０１経過後に送信される２番の車車間通信送受信部１２１からのパケット５２０，５２１は、先行するパケット５１０，５１１のタイミングが遅延した場合に干渉を受ける可能性がある。そのため、遅延ばらつきをカバーできる長さに間隔５０１を設定することが望ましい。

また、前述したように、複数の車車間通信送受信部１２１に対して設定する送信電力は、時間的に後に送信する車車間通信送受信部１２１の送信電力が、時間的に前に送信する車車間通信送受信部１２１の送信電力以上になるように設定して受ける干渉を小さくし、パケット５２０，５２１の受信の信頼性を、先行するパケット５１０，５１１の受信の信頼性よりも高める。後発のパケット５２０，５２１で情報を確実に受信できないと、結果的に正確な情報を受信できないため、後発のパケットの信頼性を高めることが好ましい。

なお、間隔５０１を通信環境に応じて制御することも可能である。例えば通信遅延のばらつきを測定し、遅延のばらつきが大きい場合には間隔５０１を大きくし、遅延のばらつきが小さい場合には間隔５０１を小さくすることが可能である。ここで、遅延のばらつきが大きいとは、例えば測定した通信遅延の分散が大きい場合を指しても良いし、また一定時間範囲内の通信遅延の最大値や９５％値等の順位値が大きい場合を指しても良い。

図６は本発明の別の実施例の車車間通信送受信部１２１から送信される信号の模式図である。本例は３つの車車間通信送受信部１２１を有する場合の例であり、４以上の場合も同様に拡張することが可能である。すなわち、それぞれの車車間通信送受信部１２１からは例えば１ｍｓに相当する間隔５００毎にパケットが送信される。また１番の車車間通信送受信部１２１からパケットが送信されてから例えば０．２ｍｓに相当する間隔５０１経過後に２番の車車間通信送受信部１２１から、１番の車車間通信送受信部よりも高いか等しい送信電力でパケットが送信される。さらに２番の車車間通信送受信部１２１からパケットが送信されてから例えば０．２ｍｓに相当する間隔５０２経過後に３番の車車間通信送受信部１２１から、２番の車車間通信送受信部よりも高いか等しい送信電力でパケットが送信される。

なお、間隔５０１や間隔５０２を通信環境に応じて制御することも可能である。例えば通信遅延のばらつきを測定し、遅延のばらつきが大きい場合には間隔５０１や間隔５０２を大きくし、遅延のばらつきが小さい場合には間隔５０１や間隔５０２を小さくすることが可能である。

図７は本発明の更に別の実施例の車車間通信送受信部１２１から送信される信号の模式図である。本図は２つの車車間通信送受信部１２１を有する場合の例である。送信タイミングｎにおいて、１番の車車間通信送受信部１２１からｎ−１番目のパケットとｎ番目のパケットの二つのパケットに相当する情報を送信する。次に、例えば１ｍｓに相当する間隔５００経過後に、２番目の車車間通信送受信部１２１からｎ番目のパケットとｎ＋１番目のパケットの二つのパケットに相当する情報を送信する。次に、さらに例えば１ｍｓに相当する間隔５００経過後に、１番目の車車間通信送受信部１２１からｎ＋１番目のパケットとｎ＋２番目のパケットに相当する情報を送信する。

図７の方式では、図５の方式に比べてパケットの送信間隔が拡がるため、通信遅延の増加やばらつきが生じた際にも互いに干渉となる確率が低下する。

なお、通信環境に応じて図５や図６の方式と図７の方式とを切り替えることが可能である。例えば二つの車車間通信送受信部１２１を有する場合、通信遅延のばらつきを測定し、遅延のばらつきが大きい場合には図７の方式で送信を行い、遅延のばらつきが小さい場合には図５の方式で送信を行うことが可能である。

図８は実施例の効果を示すグラフである。図８(a)は車車間通信部１２０に２つの車車間通信送受信部１２１を有し、かつ本実施例を適用しない場合の通信遅延の累積確率分布を示す。すなわち、図８(a)の例では車車間通信部１２０の２つの車車間通信送受信部１２１は、同時に同じ電力で同一パケットを送信する。また図８(b)は同じく車車間通信部１２０に２つの車車間通信送受信部１２１を有し、かつ本実施例を適用する場合の通信遅延の累積確率分布を示す。すなわち、図８(b)の例では車車間通信部１２０の２つの車車間通信送受信部１２１は、時間的にオフセットを与えて同一パケットを送信し、後発のパケットの送信電力を大きくする。

また図８(a)(b)において、破線６０１及び破線６１１は２つの車車間通信送受信部１２１の一方を用いた通信の遅延の累積確率分布であり、点線６０２及び点線６１２は他方の車車間通信送受信部１２１を用いた通信の遅延の累積確率分布である。また実線６００及び実線６１０は、各パケットについて、２つの車車間通信送受信部１２１を用いた通信のうち、遅延が小さいパケットを選択した際の通信遅延の累積確率分布である。

先述の通り、例えば無線ＬＡＮのような近距離無線通信を採用する２つの車車間通信送受信部１２１を用いて、同一のパケットを同時に送信する通信を行った際には、それぞれの通信が互いに他の通信に対して干渉となるため確率的に通信待ちが発生する。すなわち、無線方式が、一つの通信機が通信中は他の通信機は送信待ちを行うキャリアセンスを行う場合には、当該待ち時間による通信遅延が発生する。また、キャリアセンスを行わない場合には、干渉によりパケット誤り率が増加して再送信が必要になる確率が増加する。このため、図８(a)に示される通り、それぞれの通信には確率的に大きな遅延が発生し、遅延が小さいパケットを選択した実線６００であっても確率的に遅延が大きくなる。このため、チャネルを多重にしてパケットの到達確率を上げて遅延を小さくしようとしても、期待どおりの効果が得られない。

一方で本実施例を適用することにより、一方の車車間通信送受信部１２１からの送信と他方の車車間通信送受信部１２１からの送信との間にはオフセット時間を開ける。このため、図８(b)に示す通り、例えば点線６１２に対応する車車間通信送受信部１２１からの送信は必ずオフセット時間相当以上の遅延が発生するものの、それぞれの通信が互いに他の通信に対して干渉となる確率は低くなるため、実線６１０の遅延が小さいパケットを選択した場合には、大きな遅延が発生する確率は本実施例を適用しない場合に比べて非常に小さくなっていることが確認できる。

なお、本発明は前述した実施例に限定されるものではなく、添付した特許請求の範囲の趣旨内における様々な変形例及び同等の構成が含まれる。例えば、前述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を有するものに本発明は限定されない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えてもよい。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えてもよい。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をしてもよい。

また、前述した各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等により、ハードウェアで実現してもよく、図１Ｂに示したプロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し実行することにより、ソフトウェアで実現してもよい。また構成上同一の機能が複数存在する場合、各機能を実現するハードウェア或いはソフトウェアは別個に実装されていても良いし、実装された一つのハードウェア或いはソフトウェアを時間多重で使用して複数の処理を行っても良い。また構成上単一の機能であっても、同一の機能を持つ複数のハードウェア或いはソフトウェアを用いて分散処理を行っても良い。

各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリ、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記憶装置、又は、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に格納することができる。

また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、実装上必要な全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、ほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてよい。

本実施例によれば、遅延時間等の通信品質を安定化させる無線通信システム及び無線局装置を提供し、また当該無線通信システムを採用する移動体の情報共有を提供することができる。

Claims (12)

1. 移動体に搭載される無線通信システムであって、
   第１の移動体に搭載された第１の通信機及び第２の通信機とを備え、
   第２の移動体に搭載された通信機に対して、前記第１の移動体内のネットワークから取得した情報に基づいたパケットを送信することにより、移動体間で情報を共有する際に、
   前記第１の通信機と前記第２の通信機とは、同一の通信方式を採用し、互いに異なるチャネルを用いて同一内容のパケットを送信し、
   前記第２の通信機からの信号送信時刻を、前記第１の通信機からの通信機からの送信時刻よりも遅くし、前記第２の通信機からの送信電力を、前記第１の通信機からの送信電力よりも大きくすることを特徴とする無線通信システム。
2. 請求項１記載の無線通信システムであって、
   前記第２の移動体は第３の通信機及び第４の通信機とを備え、
   前記第１の通信機及び前記第２の通信機から、前記パケットを前記第３の通信機及び前記第４の通信機へ送信することにより、
   前記第１の通信機と前記第３の通信機の間に第１のチャネルを形成し、前記第２の通信機と前記第４の通信機の間に第２のチャネルを形成し、異なるチャネルを用いて同一のパケットを送信し、
   前記第２の移動体では、異なるチャネルから得られた同一のパケットのうち、遅延が小さいパケットを用いて、前記第２の移動体内のネットワークへ送る情報を構成することを特徴とする無線通信システム。
3. 移動体に搭載される無線局であって、
   第１の通信機及び第２の通信機とを備え、
   異なる移動体に搭載された通信機に対して信号を送信する際に、
   前記第１の通信機と前記第２の通信機とは互いに異なるチャネルを用いて同一の信号を送信し、
   前記第２の通信機からの信号送信時刻を前記第１の通信機からの通信機からの送信時刻よりも遅くし、前記第２の通信機からの送信電力を、前記第１の通信機からの送信電力よりも大きくすることを特徴とする無線局。
4. 請求項３記載の無線局であって、
   前記第１の通信機及び第２の通信機は、無線ＬＡＮを採用しており、
   前記異なるチャネルとして異なる周波数を割り当てられていることを特徴とする無線局。
5. 請求項３記載の無線局であって、
   前記第１の通信機および前記第２の通信機は、
   予め定められた第１の同一周期内において、それぞれが同一内容のパケットを送信する第１のモードと、
   予め定められた前記第１の同一周期と異なる第２の同一周期内において、それぞれが同一内容のパケットを送信する第２のモードで動作可能であり、
   前記第１のモードと前記第２のモードを選択可能であることを特徴とする無線局。
6. 請求項５記載の無線局であって、
   前記第１のモードと前記第２のモードの選択を、送信タイミングの遅延ばらつきに基づいて行うことを特徴とする無線局。
7. 他の移動体との間で無線通信により情報共有を行う移動体の情報共有方法であって、
   第１の移動体に搭載される第１の通信機及び第２の通信機と、第２の移動体に搭載される第３の通信機及び第４の通信機とを用い、
   前記第１の通信機及び第２の通信機から、互いに異なるチャネルを用いて、同一の送信信号を前記第３の通信機及び前記第４の通信機へ送信するとき、
   前記第２の通信機からの送信時刻を前記第１の通信機からの送信時刻よりも遅くし、前記第２の通信機からの送信電力を、前記第１の通信機からの送信電力よりも大きくする、
   ことを特徴とする移動体の情報共有方法。
8. 請求項７記載の情報共有方法であって、
   前記第１の通信機乃至前記第４の通信機は、無線ＬＡＮを採用しており、
   前記第１の通信機及び前記第３の通信機の間には第１の周波数チャネルが割り当てられ、前記第２の通信機及び前記第４の通信機の間には、前記第１の周波数チャネルと異なる第２の周波数チャネルが割り当てられていることを特徴とする移動体の情報共有方法。
9. 請求項７記載の情報共有方法であって、
   前記第１の通信機および前記第２の通信機は、
   予め定められた第１の同一周期内において、それぞれが同一内容のパケットを送信する第１のモードと、
   予め定められた前記第１の同一周期と異なる第２の同一周期内において、それぞれが同一内容のパケットを送信する第２のモードで動作可能であり、
   前記第１のモードと前記第２のモードを選択可能であることを特徴とする移動体の情報共有方法。
10. 請求項９記載の情報共有方法であって、
    前記第１のモードと前記第２のモードの選択を、送信タイミングの遅延ばらつきに基づいて行うことを特徴とする移動体の情報共有方法。
11. 請求項７記載の情報共有方法であって、
    前記移動体は道路上を移動する自動車であり、上記第１の通信機と上記第２の通信機の間隔は前記第１の移動体である自動車の幅寸法を上限とし、上記第３の通信機と上記第４の通信機の間隔は前記第２の移動体である自動車の幅寸法を上限とすることを特徴とする移動体の情報共有方法。
12. 請求項７記載の情報共有方法であって、
    前記第１の通信機乃至前記第４の通信機は、無線ＬＡＮ、無線ＰＡＮ、及び、ＤＳＲＣから選ばれる一つの方式を採用することを特徴とする移動体の情報共有方法。

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