JP7258248B2

JP7258248B2 - 無線装置

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Publication number: JP7258248B2
Application number: JP2022567981A
Authority: JP
Inventors: 大地内野
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2020-12-10
Filing date: 2020-12-10
Publication date: 2023-04-14
Anticipated expiration: 2040-12-10
Also published as: WO2022123738A1; EP4240070A1; JPWO2022123738A1; US20230232346A1; CN116548064A; EP4240070A4

Description

本開示は、無線通信を行う無線装置に関する。

移動体通信システムの規格化団体である３ＧＰＰ（３ｒｄＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＰａｒｔｎｅｒｓｈｉｐＰｒｏｊｅｃｔ）において、５Ｇ無線アクセスシステムとも呼ばれる第５世代無線アクセスシステムが規格されている。５Ｇ無線アクセスシステムでは、ＬＴＥ（ＬｏｎｇＴｅｒｍＥｖｏｌｕｔｉｏｎ）システムに対して、システム容量は１０００倍、データの伝送速度は１００倍、データの処理遅延は１０分の１、通信端末の同時接続数は１００倍となっている。また、５Ｇ無線アクセスシステムでは、ＬＴＥシステムに対して、低消費電力化および装置の低コスト化を実現することが要件に挙げられている。

５Ｇ無線アクセスシステムでは、非特許文献１に示すような５Ｇ／ＬＴＥを用いた車車間通信規格であるＣ－Ｖ２Ｖ（ＶｅｈｉｃｌｅｔｏＶｅｈｉｃｌｅ）機能が示されており、より詳細な技術的な内容が非特許文献２に記載されている。

非特許文献１には、車車間通信におけるローカルネットワークであるＳｉｄｅＬｉｎｋと車車間通信のネットワーク構成を示すＵＥ（ＵｓｅｒＥｑｕｉｐｍｅｎｔ）ｇｒｏｕｐについて示されている。非特許文献１には、ＵＥｇｒｏｕｐ内における制御を行う車両をＨｅａｄＵＥと呼び、ＨｅａｄＵＥからの制御を受ける車両をＭｅｍｂｅｒＵＥと呼ぶことが示されている。非特許文献１および非特許文献２が適用された車両用無線機の技術は、自動車のみならずＡＧＶ（ＡｕｔｏｍａｔｅｄＧｕｉｄｅｄＶｅｈｉｃｌｅ）などの自動搬送車およびロボットにも応用が可能な技術である。

非特許文献１および非特許文献２が適用された車両用無線機は、１６０ｍｓ周期のＰＳＢＣＨ（ＰｈｙｓｉｃａｌＳｉｄｅｌｉｎｋＢｒｏａｄｃａｓｔＣｏｎｔｒｏｌＣｈａｎｎｅｌ）を送信し、同期信号であるＳＬＳＳ（ＳｉｄｅＬｉｎｋＳｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎＳｉｇｎａｌｓ）を送信する機能がある。上述の信号を用いることで、基地局が存在しない通信エリア外の環境においてもＳｉｄｅＬｉｎｋを用いて車両用無線機同士で通信を行ってＵＥｇｒｏｕｐを形成する。これにより、ＵＥｇｒｏｕｐ内の車両用無線機間で互いのデータを送受信するローカルネットワークが形成可能である。

上述の同期信号であるＳＬＳＳを送信可能な車両用無線機は、車両用無線機のコンフィグにより決定される。非特許文献１および非特許文献２によれば、同期精度レベルに応じて優先順位が設けられており、優先順位が高い（Ｌｅｖｅｌ１が高い）順にＨｅａｄＵＥになることができるようにも設定可能である。

また、通信可能範囲の車両用無線機が同一の順位である場合には異なる同期ソースに従うことが可能であり、非特許文献１には異なる３つまでのＵＥｇｒｏｕｐに１つのＵＥが同時に所属することが可能であると示されている。

上述のＬｅｖｅｌについて説明すると、Ｌｅｖｅｌ１は基地局またはＧＰＳと接続し同期した端末である。Ｌｅｖｅｌ２はＬｅｖｅｌ１と接続し同期した端末である。Ｌｅｖｅｌ３はＬｅｖｅｌ２と接続し同期した端末である。Ｌｅｖｅｌ４はその他の方法で同期した端末である。Ｌｅｖｅｌ５は無線機の内部クロックで動作する端末である。すなわち、Ｌｅｖｅｌ５の無線機は、基地局からの通信圏外（通信エリア外）を走行し、ＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）を受信する機能持たない無線機か、またはＧＰＳが受信できないもしくはＧＰＳの精度が低い場所にて稼働する無線機である。なお、以下の説明において、基地局からの通信圏外であることを単に圏外と呼ぶ。

ＳｉｄｅＬｉｎｋに用いられる信号の周波数は５．９ＧＨｚと高いため、障害物を回り込んで信号が到達しにくい。そのため、Ｌｅｖｅｌ５の車両用無線機が圏外であってＧＰＳが受信できない屋内を走行している状況で、折れ曲がった通路や交差点などにおいて車両用無線機の間に障害物が存在すると、障害物によって信号が遮断されて車両用無線機同士でＳｉｄｅＬｉｎｋを用いた通信ができない、いわゆる見通し外環境が発生する。なお、以下の説明において、車両用無線機の間に障害物がなく車両用無線機同士でＳｉｄｅＬｉｎｋを用いた通信が可能な状態を見通し環境ともいう。

見通し外環境においてＣ－Ｖ２Ｖ機能でも車両用無線機同士で通信可能とするために、折れ曲がった通路や交差点に専用のＨｅａｄＵＥを固定で設置して、見通し外環境となった車両用無線機同士が固定で設置された専用のＨｅａｄＵＥのＭｅｍｂｅｒＵＥとなることで、専用のＨｅａｄＵＥを介して通信できるようにする場合がある。これにより、見通し外環境にある車両用無線機同士が専用のＨｅａｄＵＥを介して相手の情報を入手して、衝突回避および交互通行などを行うことができる。

３ＧＰＰＴＲ３７．９８５ｖ１６．０．０（２０２０－０６）３ＧＰＰＴＳ３６．３３１ｖ１６．１．１（２０２０－０７）

しかしながら、見通し外環境となりうる全ての場所に専用のＨｅａｄＵＥを固定で設置すると、無線装置が増加して管理が面倒となる。また、無線装置の増加によってイニシャルコストおよびランニングコストの増加を招く。

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、無線装置の増加を抑えつつ見通し外環境が発生しうる場所で無線通信端末の衝突回避および交互通行を可能とする無線装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示は、同期信号を用いて通信する複数の無線装置が所属するグループにおいてグループに所属する他の無線装置を制御する制御側無線装置の機能と制御側無線装置に制御される被制御側無線装置の機能とに切り替えて動作可能な無線装置である。無線装置は、信号を送信可能な送信部と、信号を受信可能な受信部と、被制御側無線装置として動作している場合に、グループに所属していない他グループの無線装置からの同期信号を受信部で受信して検出すると、検出した同期信号に関する情報を制御側無線装置に向けて送信部から送信させる制御部と、を備える。

本開示にかかる無線装置は、無線装置の増加を抑えつつ見通し外環境が発生しうる場所で無線通信端末の衝突回避および交互通行が可能となるという効果を奏する。

本開示の実施の形態１にかかる無線装置の構成を示すブロック図実施の形態１にかかる複数のＵＥが通路を走行している状態を示す図図２に示した状態からＨｅａｄＵＥの切替えが行われた状態を示す図実施の形態１においてＨｅａｄＵＥの切替えが行われる際の動作シーケンス図比較例にかかる複数の無線装置であるＵＥが通路を走行している状態を示す図比較例における動作シーケンス図図５に示したＵＥが見通し環境になった状態を示す図実施の形態１にかかるシステムの構成を示す図実施の形態１にかかるＵＥのハードウェア構成の一例を示す図実施の形態１にかかるＵＥのハードウェア構成の他の例を示す図実施の形態１にかかるＵＥのハードウェア構成のさらに他の例を示す図実施の形態１においてＵＥｇｒｏｕｐの進行方向の前後に複数のＭｅｍｂｅｒＵＥが属している状態を示す図

以下に、本開示の実施の形態にかかる無線装置を図面に基づいて詳細に説明する。

実施の形態１．
図１は、本開示の実施の形態１にかかる無線装置の構成を示すブロック図である。通信端末装置である無線装置１は、アンテナ１１０１と、周波数変換部１１０２と、復調部１１０３と、デコーダー部１１０４と、プロトコル処理部１１０５と、アプリケーション部１１０６と、制御部１１０７と、送信データバッファ部１１０８と、エンコーダ部１１０９と、変調部１１１０とを備える。

アンテナ１１０１で信号を受信する場合の各要素の動作について説明する。アンテナ１１０１で受信された信号は、周波数変換部１１０２によってベースバンドに落とされる。ベースバンドに落とされた信号は、復調部１１０３によって復調され、デコーダー部１１０４によってデコードされる。デコードされた信号は、プロトコル処理部１１０５またはアプリケーション部１１０６に渡される。

次に、アンテナ１１０１から信号を送信する場合の各要素の動作について説明する。アプリケーション部１１０６またはプロトコル処理部１１０５から渡された信号が送信データバッファ部１１０８に一旦蓄積される。送信データバッファ部１１０８に一旦蓄積されたデータがエンコーダ部１１０９に送られる。送信データバッファ部１１０８から送られた信号がエンコーダ部１１０９によってエンコードされ、変調部１１１０によって変調処理される。変調処理された信号は周波数変換部１１０２によってＲＦ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙ）周波数に変換され、アンテナ１１０１から空間へ放出される。制御部１１０７は、上述した信号の受信および信号の送信の動作を制御する。

無線装置１は、タイヤおよびタイヤを駆動させる駆動装置等の走行手段を備えており、自律走行が可能となっている。以下の説明において、無線装置１をＵＥとも称する。

図２は、実施の形態１にかかる複数の無線装置であるＵＥが通路を走行している状態を示す図である。複数のＵＥ４０１，４０３，４０４は、５Ｇ／ＬＴＥを用いた車車間通信規格であるＣ－Ｖ２Ｖ機能によって、ＵＥ４０１，４０３，４０４同士で通信を行うローカルネットワークであるＵＥｇｒｏｕｐを形成することができる。ＵＥｇｒｏｕｐにおいて、他のＵＥを制御するＵＥをＨｅａｄＵＥと呼ぶ。ＨｅａｄＵＥは制御側無線装置として動作する。ＵＥｇｒｏｕｐにおいて、ＨｅａｄＵＥに制御されるＵＥをＭｅｍｂｅｒＵＥと呼ぶ。ＭｅｍｂｅｒＵＥは、被制御側無線装置として動作する。

図１において、複数のＵＥ４０１，４０３，４０４は通路の曲がり角の近辺を走行している。ＵＥ４０３とＵＥ４０４との間には障害物となる壁２がなく、ＵＥ４０３とＵＥ４０４とがＳｉｄｅＬｉｎｋ４０６を用いて通信を行いＵＥｇｒｏｕｐ４０５を形成している。ここで、ＵＥ４０４がＨｅａｄＵＥであり、ＵＥ４０３がＭｅｍｂｅｒＵＥである。

ＵＥｇｒｏｕｐ４０５は、ＭｅｍｂｅｒＵＥであるＵＥ４０３を先頭にして、ＵＥ４０３の後をＨｅａｄＵＥであるＵＥ４０４が追従するように隊列走行している。すなわち、ＵＥｇｒｏｕｐ４０５は、ＭｅｍｂｅｒＵＥであるＵＥ４０３を先頭にしてＵＥ４０１の方向へ走行している。

ＨｅａｄＵＥであるＵＥ４０４と、ＵＥｇｒｏｕｐ４０５に属していないＵＥ４０１との間には障害物である壁２が存在するため、ＵＥ４０１とＵＥ４０４とは互いに直接の通信ができない見通し外環境となっている。そのため、ＨｅａｄＵＥであるＵＥ４０４からのＳＬＳＳ４０７はＵＥ４０１に到達できない。ＳＬＳＳはＣ－Ｐｌａｎｅを用いて送信される。

ＵＥ４０１は、どのＵＥｇｒｏｕｐにも所属しておらず、１台のみでＭｅｍｂｅｒＵＥであるＵＥ４０３の方向に走行している。折れ曲がった通路や交差点をＵＥが走行する際には、ＵＥ同士の衝突を回避しつつ交互通行を行うために、ＵＥ同士でＳｉｄｅＬｉｎｋで通信してＵＥｇｒｏｕｐを形成し、ＵＥｇｒｏｕｐ内のＵＥ同士で位置情報および進行方向情報等の各種情報を共有する必要がある。図２の場合、ＨｅａｄＵＥであるＵＥ４０４とＵＥ４０１とが見通し外環境にあるため、ＵＥ４０４とＵＥ４０１とが見通し環境になるまでＵＥ４０１はＵＥｇｒｏｕｐ４０５に所属することができない。

そのため、ＵＥ４０１とＵＥ４０３とが互いの走行経路を把握することができず、ＵＥ４０１とＵＥ４０４とが見通し環境になる前にＵＥ４０１の走行経路とＵＥ４０３の走行経路とが交差してしまうと、ＵＥ４０１とＵＥ４０３とが衝突してしまう。そこで、本実施の形態１のＵＥ４０１，４０３，４０４では、衝突回避のためにＨｅａｄＵＥの切替えが行われる。

図３は、図２に示した状態からＨｅａｄＵＥの切替えが行われた状態を示す図である。図４は、実施の形態１においてＨｅａｄＵＥの切替えが行われる際の動作シーケンス図である。ＵＥ４０１は、どのＵＥｇｒｏｕｐにも所属していないため、ＳＬＳＳ４０２を周期的に送信し、自身をＨｅａｄＵＥとしたＵＥｇｒｏｕｐ内でＭｅｍｂｅｒＵＥになりうるＵＥを探す。なお、３ＧＰＰで規格化されたＳｉｄｅＬｉｎｋとは、端末間通信の方式であり、例えば、ＰＣ５と呼ばれるインターフェースである。

図４に示すように、ＵＥ４０４が送信したＳＬＳＳがＵＥ４０３に受信されると（ＳＴ４９９）、ＵＥ４０４がＨｅａｄＵＥかつＵＥ４０３がＭｅｍｂｅｒＵＥとなるＵＥｇｒｏｕｐ４０５が形成される（ＳＴ５００）。ＵＥｇｒｏｕｐ４０５外のＵＥ４０１は周期的にＳＬＳＳ４０２を送信している（ＳＴ５０１，ＳＴ５０３）。

ＵＥｇｒｏｕｐ４０５に属しているＵＥ４０３，４０４は周期的に周波数サーチを行っている（ＳＴ５０２）。周波数サーチは、ＵＥｇｒｏｕｐ４０５内の通信に用いられる信号の周波数以外の周波数で送信されている信号を探索することをいう。周波数サーチ（ＳＴ５０２）より前にＵＥ４０３に到達したＳＬＳＳ４０２（ＳＴ５０１）はＵＥ４０３には受信されない。周波数サーチ（ＳＴ５０２）の後でＵＥ４０３に到達したＳＬＳＳ４０２（ＳＴ５０３）はＵＥ４０３には受信されて検出される（ＳＴ５０４）。

ＵＥ４０３はすでにＵＥｇｒｏｕｐ４０５に所属しているため、ＵＥ４０１とはＵＥｇｒｏｕｐを形成しようとしない。ＵＥ４０３はＵＥ４０１とはＵＥｇｒｏｕｐを形成しようとしないが、検出したＳＬＳＳ４０２の情報とＳＬＳＳ４０２の到来方向および受信強度をＵ－Ｐｌａｎｅを通じてＨｅａｄＵＥであるＵＥ４０４に通知する（ＳＴ５０５）。

ＨｅａｄＵＥであるＵＥ４０４のソフトウェアは、一つまたは複数のＭｅｍｂｅｒＵＥから上述のＳＬＳＳ４０２の情報、ＳＬＳＳ４０２の到来方向および受信強度をＵ－Ｐｌａｎｅにて通知してもらい（ＳＴ５０６）、どの方向にＵＥ４０１が存在するのかを判定する機能をＵＥ４０４に発揮させる。

その後、ＨｅａｄＵＥ４０４は、ＵＥｇｒｏｕｐ４０５内に所属するＭｅｍｂｅｒＵＥの相対位置をＴＡ（ＴｉｍｉｎｇＡｄｖａｎｃｅ）から検出可能なため、予め知っており、ＳＬＳＳの到来方向、受信強度とＭｅｍｂｅｒＵＥの相対位置からＳＬＳＳ４０２を送信しているＵＥ４０１と、ＵＥｇｒｏｕｐ４０５内に所属するＭｅｍｂｅｒＵＥとを同じＵＥｇｒｏｕｐに所属させることが可能なＭｅｍｂｅｒＵＥを選定し、そのＭｅｍｂｅｒＵＥを新ＨｅａｄＵＥに選定する（ＳＴ５０７）。新ＨｅａｄＵＥには、その時点ですべてのＭｅｍｂｅｒＵＥと見通し環境となるＵＥが選定される。なお、見通し外判定を行うため、ＨｅａｄＵＥ４０４は、自身もＳＬＳＳ４０２を受信している場合には、ＵＥ４０１とは見通し環境であるため、新ＨｅａｄＵＥを選定する処理（ＳＴ５０７）は行わない。図３では、ＵＥ４０３が新ＨｅａｄＵＥに選定された状態が示されている。

新ＨｅａｄＵＥの選定処理（ＳＴ５０７）にて新たにＨｅａｄＵＥとなるＭｅｍｂｅｒＵＥが選定された場合、ＨｅａｄＵＥであるＵＥ４０４のソフトウェアは、Ｕ－Ｐｌａｎｅを用いたアプリ間通信にて選定されたＭｅｍｂｅｒＵＥに向けてＨｅａｄＵＥへの切替要求をＵＥ４０４に通知させる（ＳＴ５０８）。

ＨｅａｄＵＥへの切替要求を受信したＭｅｍｂｅｒＵＥのソフトウェアは、そのＭｅｍｂｅｒＵＥにＨｅａｄＵＥになりえるコンフィグまたは性能があった場合に、そのＭｅｍｂｅｒＵＥにＨｅａｄＵＥへの切替応答をＨｅａｄＵＥへ通知させる（ＳＴ５０９）。この通知はＵ－Ｐｌａｎｅを用いたアプリ間通信で行われる。

新ＨｅａｄＵＥに選定されたＭｅｍｂｅｒＵＥであるＵＥ４０３とＨｅａｄＵＥであるＵＥ４０４とは、例えば相互のカウントダウン通知を通知し合い、タイミングを合わせて、ＨｅａｄＵＥはＭｅｍｂｅｒＵＥへの切替動作を行い（ＳＴ５１０）、ＭｅｍｂｅｒＵＥはＨｅａｄＵＥへの切替動作を行う（ＳＴ５１１）。

この際、ＵＥ４０１から周期的に送信されるＳＬＳＳ４０２によって、ＵＥｇｒｏｕｐ４０５に所属していたＭｅｍｂｅｒＵＥがＵＥ４０１をＨｅａｄＵＥとした新たなＵＥｇｒｏｕｐに所属しないように、ＳＬＳＳ４０２の送信間隔（例えば、１６０ｍｓ）以内に上述の新ＨｅａｄＵＥの選定（ＳＴ５０７）とＨｅａｄＵＥからＭｅｍｂｅｒＵＥへの切替（ＳＴ５１０）、ＭｅｍｂｅｒＵＥからＨｅａｄＵＥへの切替（ＳＴ５１１）を実現し、新ＨｅａｄＵＥは旧ＵＥｇｒｏｕｐ４０５のＭｅｍｂｅｒＵＥとＵＥ４０１へＳＬＳＳ４０８を送信する（ＳＴ５１２）。これにより、新たなＵＥｇｒｏｕｐ４１３が形成される（ＳＴ５１３）。ＵＥｇｒｏｕｐ４１３では、ＵＥ４０３がＨｅａｄＵＥとなり、ＭｅｍｂｅｒＵＥであるＵＥ４０１とＵＥ４０４の両方がＨｅａｄＵＥと見通し環境となる。

次に、比較例としての処理を説明する。図５は、比較例にかかる複数の無線装置であるＵＥが通路を走行している状態を示す図である。図６は、比較例における動作シーケンス図である。図７は、図５に示したＵＥが見通し環境になった状態を示す図である。ＭｅｍｂｅｒＵＥであるＵＥ７０２とＨｅａｄＵＥであるＵＥ７０３は隊列走行を行い、同じＵＥｇｒｏｕｐ７０４に所属している。ＵＥ７０２とＵＥ７０３とは、ＵＥｇｒｏｕｐ７０４に所属していないＵＥ７０１の方向に移動している。

ＵＥｇｒｏｕｐ７０４に所属していないＵＥ７０１は、ＭｅｍｂｅｒＵＥであるＵＥ７０２の方向に移動しながら、ＳＬＳＳ７０６を周期的に送信している。ＵＥ７０２とＵＥ７０３とはＳｉｄｅＬｉｎｋ７０５にて隊列走行に必要な情報（互いの位置情報、ブレーキ情報、アクセル情報など）を相互通信している。

図６に示すように、ＵＥ７０３から送信されたＳＬＳＳがＵＥ７０２に受信されて（ＳＴ７９９）、ＨｅａｄＵＥをＵＥ７０３、ＭｅｍｂｅｒＵＥをＵＥ７０２とするＵＥｇｒｏｕｐ７０４が形成される（ＳＴ８００）。ＵＥ７０１から送信されたＳＬＳＳ７０６は周波数サーチ（ＳＴ８０２）の前であればＵＥ７０２に受信されないが（ＳＴ８０１）、周波数サーチ（ＳＴ８０２）の後であればＵＥ７０２に受信される（ＳＴ８０３）。しかしながら比較例では、ＵＥ７０２はＵＥｇｒｏｕｐ７０４に所属しているため、ＳＬＳＳ７０６の情報を破棄してしまう。図５に示す状態では、ＵＥ７０１はＨｅａｄＵＥであるＵＥ７０３と見通し外環境であるため周波数サーチの後であったとしてもＳＬＳＳ７０６はＵＥ７０３に受信されないし、ＵＥ７０３からのＳＬＳＳもＵＥ７０１に受信されない。

図７に示すように、ＵＥ７０１，７０２，７０３が進行することで、ＵＥ７０３とＵＥ７０１とが見通し環境になると、ＨｅａｄＵＥであるＵＥ７０３から送信されたＳＬＳＳ８０４がＵＥ７０１に受信される（ＳＴ８０４）。ＵＥ７０１によってＳＬＳＳ８０４が検出されると（ＳＴ８０５）、ＵＥ７０１は再構成されたＵＥｇｒｏｕｐ８０６に所属することになる（ＳＴ８０６）。

すなわち、比較例では、ＵＥ７０３とＵＥ７０１とが見通し環境になるまで、ＵＥ７０１の位置がＵＥ７０３に把握されないため、ＵＥ７０３とＵＥ７０１とが見通し環境になる前に先行しているＵＥ７０２の進路とＵＥ７０１の進路とが重なる場合には、ＵＥ７０２とＵＥ７０１とが衝突することを防ぐことができない。

一方、本実施の形態では、ＨｅａｄＵＥと、ＵＥｇｒｏｕｐ外のＵＥとが見通し環境になる前であっても、ＭｅｍｂｅｒＵＥがＵＥｇｒｏｕｐ外のＵＥからのＳＬＳＳを受信すれば、新ＨｅａｄＵＥの選定が行われて、すべてのＵＥの位置が把握されるため、ＵＥ同士が衝突を回避するように動作させることができる。

次に、本システムの構成を説明する。図８は、実施の形態１にかかるシステムの構成を示す図である。ＮＲ－Ｖ２Ｖ／Ｃ－Ｖ２Ｖシステム１００１内にＨｅａｄＵＥ機能１００２とＭｅｍｂｅｒＵＥ機能１００３があり、相互にＳｉｄｅｌｉｎｋなどで通信を行っている。

ＨｅａｄＵＥ側のソフトウェア１００４には、新ＨｅａｄＵＥ選定（ＳＴ５０７）を行う処理ブロックが存在する。ソフトウェア１００４には、処理結果に基づいて新ＨｅａｄＵＥにＨｅａｄ切替要求（ＳＴ５０８）を送信させる機能が含まれる。ソフトウェア１００４には、ＨｅａｄＵＥ機能１００２へＨｅａｄＵＥからＭｅｍｂｅｒＵＥへの切替動作（ＳＴ５１０）を行う処理ブロックが含まれる。

ＭｅｍｂｅｒＵＥ側のソフトウェア１００５には、周波数サーチ（ＳＴ５０２）の指示機能、ＳＬＳＳを検出する（ＳＴ５０４）機能、ＨｅａｄＵＥ側のソフトウェア１００４へＳＬＳＳ情報を通知する（ＳＴ５０５）機能、Ｈｅａｄ切替応答を送信する（ＳＴ５０９）機能、ＭｅｍｂｅｒＵＥからＨｅａｄＵＥへの切替をＭｅｍｂｅｒＵＥ機能１００３へ通知する（ＳＴ５１１）機能が含まれる。

ＮＲ－Ｖ２Ｖ／Ｃ－Ｖ２Ｖシステム１００１からＭｅｍｂｅｒＵＥ側のソフトウェア１００５へ送信される信号線１００６を用いて、ＵＥ４０１が送信したＳＬＳＳ情報としてＳＬＳＳの到来方向、受信強度をソフトウェア１００５へ通知する機能を有し、さらに、ＭｅｍｂｅｒＵＥとＨｅａｄＵＥ間のＴＡ値をソフトウェア１００５に通知する。

また、ＭｅｍｂｅｒＵＥ側のソフトウェア１００５からＮＲ－Ｖ２Ｖ／Ｃ－Ｖ２Ｖシステム１００１へは信号線１００７を用いてＭｅｍｂｅｒＵＥからＨｅａｄＵＥへの切替要求を行う。

同様に、ＨｅａｄＵＥ側のソフトウェア１００４へＮＲ－Ｖ２Ｖ／Ｃ－Ｖ２Ｖシステム１００１から提供される信号線１０１０はＵＥ４０１のＳＬＳＳ情報として、ＳＬＳＳの到来方向や受信強度をソフトウェア１００４へ通知する機能を有し、さらに、ＨｅａｄＵＥとＭｅｍｂｅｒＵＥ間のＴＡ値をソフトウェア１００４に通知する。

そのため、ＨｅａｄＵＥであっても周波数サーチを周期的に行い、自己のＬｅｖｅｌより高いＨｅａｄＵＥもしくは基地局が登場した場合には、ＨｅａｄＵＥからＭｅｍｂｅｒＵＥに変更する機能を有する。

よって、信号線１０１０からＵＥ４０１のＳＬＳＳ情報が通知された場合には、ＵＥ４０１は見通し環境にあるものとして、新ＨｅａｄＵＥ選定（ＳＴ５０７）の処理は実行されない。

信号線１００９は、新ＨｅａｄＵＥ選定（ＳＴ５０７）にて自身をＭｅｍｂｅｒＵＥに変更する必要がある場合、ＨｅａｄＵＥからＭｅｍｂｅｒＵＥへの切替要求をＨｅａｄＵＥ側のソフトウェア１００４から通知させるために利用される。

アプリ間通信１００８はＭｅｍｂｅｒＵＥ側のソフトウェア１００５からＨｅａｄＵＥ側のソフトウェア１００４へＳＬＳＳ情報としてＳＬＳＳの到来方向、受信強度とＭｅｍｂｅｒＵＥとＨｅａｄＵＥ間のＴＡ値を通知するために利用され、上述の情報を元にソフトウェア１００４にて新ＨｅａｄＵＥ選定（ＳＴ５０７）が実行される。

アプリ間通信１０１１は新ＨｅａｄＵＥ選定（ＳＴ５０７）にてＭｅｍｂｅｒＵＥ側が新ＨｅａｄＵＥになる場合、新ＨｅａｄＵＥとなったことおよび切替タイミングをＭｅｍｂｅｒＵＥ側のソフトウェア１００５が通知することに利用される。

次に、ＵＥのハードウェア構成を説明する。図９は、実施の形態１にかかるＵＥのハードウェア構成の一例を示す図である。ＵＥは、プロセッサ１２０１、メモリ１２０２、送信機１２０３、受信機１２０４、アンテナ装置１２０５を備える。

プロセッサ１２０１は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＤＳＰ（ＤｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｏｒ）ともいう）、システムＬＳＩ（ＬａｒｇｅＳｃａｌｅＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）などである。メモリ１２０２は、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、ＥＰＲＯＭ（ＥｒａｓａｂｌｅＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙＥｒａｓａｂｌｅＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）などである。

制御部１１０７、プロトコル処理部１１０５、アプリケーション部１１０６、復調部１１０３、および変調部１１１０は、プロセッサ１２０１で実現される。制御部１１０７、プロトコル処理部１１０５、アプリケーション部１１０６、復調部１１０３、および変調部１１１０の機能は、実行する処理が記述されたプログラムをプロセッサ１２０１が実行することにより実現される。ソフトウェアはメモリ１２０２に記憶される。送信データバッファ部１１０８は、メモリ１２０２で実現される。エンコーダ部１１０９は、送信機１２０３によって実現される。デコーダー部１１０４は、受信機１２０４によって実現される。アンテナ１１０１および周波数変換部１１０２は、アンテナ装置１２０５によって実現される。

図１０は、実施の形態１にかかるＵＥのハードウェア構成の他の例を示す図である。この例によればＵＥは、処理回路１２０６、送信機１２０３、受信機１２０４、アンテナ装置１２０５を備える。この例では、図９に示したプロセッサ１２０１およびメモリ１２０２の機能が、専用の処理回路１２０６によって実現される。

図１１は、実施の形態１にかかるＵＥのハードウェア構成のさらに他の例を示す図である。この例によればＵＥは、プロセッサ１２０１、メモリ１２０２、送信機１２０３、受信機１２０４を備える。この例では、図９に示したアンテナ装置１２０５の機能が、送信機１２０３および受信機１２０４が備える基板の少なくとも一方に形成された配線パターンによって実現される。

次に、ＵＥｇｒｏｕｐに複数のＭｅｍｂｅｒＵＥが属している場合の新ＨｅａｄＵＥの選定例について説明する。図１２は、実施の形態１においてＵＥｇｒｏｕｐの進行方向の前後に複数のＭｅｍｂｅｒＵＥが属している状態を示す図である。

ＨｅａｄＵＥであるＵＥ１３０１の周囲にＭｅｍｂｅｒＵＥである複数のＵＥ１３０２，１３０３，１３０９，１３１０が存在し、ＳｉｄｅＬｉｎｋ１３０４，１３０５，１３１１，１３１２で通信が行われ、ＵＥｇｒｏｕｐ１３０６が形成されている。

ＵＥｇｒｏｕｐ１３０６に所属していないＵＥ１３０７から送信されるＳＬＳＳ１３０８は、ＵＥ１３０２とＵＥ１３０３が受信でき、ＵＥ１３０１とＵＥ１３０９とＵＥ１３１０とは見通し外環境のため受信できない。この状況では、ＨｅａｄＵＥであるＵＥ１３０１は、ＵＥ１３０７から送信されるＳＬＳＳ１３０８に関する情報を、ＵＥ１３０２とＵＥ１３０３の双方から受信する。ＵＥ１３０２とＵＥ１３０３の双方からＳＬＳＳ情報を得たＵＥ１３０１は、ＵＥ１３０３がＳＬＳＳ１３０８の到来方向と受信強度を解析し、ＵＥ１３０２がＳＬＳＳ１３０８の到来方向と受信強度を解析する。また、ＵＥ１３０１は解析した結果同士を比較する。

比較の結果から、受信強度が強いＳＬＳＳ１３０８を受信したＵＥ１３０３を新ＨｅａｄＵＥに選定する処理が図４に示した新ＨｅａｄＵＥ選定（ＳＴ５０７）で行われる。

上記処理は、ＵＥｇｒｏｕｐ１３０６の隊列走行がＭｅｍｂｅｒＵＥ１３０２を先頭として進んでおり、ＵＥ１３０７がＵＥ１３０３の方向に進行している例の場合を示している。ＵＥｇｒｏｕｐ１３０６は道なりに進む。そのため、隊列走行を維持したままいずれ右折する。

ＵＥ１３０１が事前にＵＥ１３０３およびＵＥ１３０２が右折することを把握している場合には、上述の受信した方位と受信強度の比較において重み付けを行い、進行方向右側のＭｅｍｂｅｒＵＥを優先的に新ＨｅａｄＵＥに選定してもよい。

また、ＵＥ１３０１はＵＥｇｒｏｕｐ１３０６の進行方向を事前に知っており、予定の進路に見通し外環境がある場合、ＵＥ１３０７からのＳＬＳＳ１３０８をＵＥ１３０２およびＵＥ１３０３が受信する前に、ＵＥｇｒｏｕｐ１３０６の進行方向先頭のＭｅｍｂｅｒＵＥを新ＨｅａｄＵＥに選定するようにしてもよい。

次に、ＵＥｇｒｏｕｐ１３０６の進行方向が上述とは異なる例について説明する。この例では、ＵＥｇｒｏｕｐ１３０６がＵＥ１３０９の方向に隊列走行して、図１２に示す状態になっている。また、ＵＥ１３０７がＵＥ１３０３の方向に進行している。また、ＵＥｇｒｏｕｐ１３０６の移動速度よりも、ＵＥ１３０７の移動速度のほうが速い。また、ＵＥｇｒｏｕｐ１３０６が角を曲がる前は、ＵＥ１３０２およびＵＥ１３０３がＵＥ１３０７のＳＬＳＳ１３０８を受信することができなかったものとする。そして、ＵＥｇｒｏｕｐ１３０６が角を曲がり終えたあと、ＵＥｇｒｏｕｐ１３０６にＵＥ１３０７が追い付いてきて、ＵＥ１３０２およびＵＥ１３０３がＳＬＳＳ１３０８を受信可能な範囲に到達したものとする。

ＵＥ１３０７から送信されるＳＬＳＳ１３０８は、ＵＥ１３０２とＵＥ１３０３が受信でき、ＵＥ１３０１とＵＥ１３０９とＵＥ１３１０とはＵＥ１３０７から見通し外環境のため受信できない。

ＵＥ１３０２とＵＥ１３０３の双方から同じＳＬＳＳ情報を得たＵＥ１３０１は、ＵＥ１３０３がＳＬＳＳ１３０８の到来方向と受信強度を解析し、ＵＥ１３０２がＳＬＳＳ１３０８の到来方向と受信強度を解析する。ＵＥ１３０１は解析した結果同士を比較する。

比較の結果から、受信強度が強いＳＬＳＳ１３０８を受信したＵＥ１３０３を新ＨｅａｄＵＥに選定する処理が新ＨｅａｄＵＥ選定（ＳＴ５０７）で行われる。

ＵＥｇｒｏｕｐ１３０６は道なりに進んだため、以前に隊列走行を維持したまま、ＵＥ１３０１はＵＥｇｒｏｕｐ１３０６が過去に左折したことを把握している。そのため、ＵＥ１３０１は上述の受信した方位と受信強度の比較において重み付けを行い、ＵＥｇｒｏｕｐ１３０６の進行方向左側のＵＥ１３０３を優先的に新ＨｅａｄＵＥに選定するようにしてもよい。すなわち、ＵＥ１３０１はＵＥｇｒｏｕｐ１３０６の過去の移動経路に基づいて新ＨｅａｄＵＥの選定を行ってもよい。

また、ＵＥ１３０１はＵＥｇｒｏｕｐ１３０６の過去の移動経路を把握しており、後方方向に見通し外環境がある場合、ＵＥ１３０７からのＳＬＳＳ１３０８をＵＥ１３０２およびＵＥ１３０３が受信する前に、ＵＥｇｒｏｕｐ１３０６の進行方向後方のＭｅｍｂｅｒＵＥを新ＨｅａｄＵＥに選定するようにしてもよい。

以上の実施の形態に示した構成は、本開示の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本開示の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１無線装置、２壁、４０１，４０３，４０４，７０１，７０２，７０３，１３０１，１３０２，１３０３，１３０７，１３０９，１３１０ＵＥ、４０５，４１３，７０４，８０６，１３０６ＵＥｇｒｏｕｐ、１１０１アンテナ、１１０２周波数変換部、１１０３復調部、１１０４デコーダー部、１１０５プロトコル処理部、１１０６アプリケーション部、１１０７制御部、１１０８送信データバッファ部、１１０９エンコーダ部、１１１０変調部、１２０１プロセッサ、１２０２メモリ、１２０３送信機、１２０４受信機、１２０５アンテナ装置、１２０６処理回路。

Claims

同期信号を用いて通信する複数の無線装置が所属するグループにおいて前記グループに所属する他の無線装置を制御する制御側無線装置の機能と前記制御側無線装置に制御される被制御側無線装置の機能とに切り替えて動作可能な無線装置であって、
信号を送信可能な送信部と、
信号を受信可能な受信部と、
前記被制御側無線装置として動作している場合に、前記グループに所属していないグループ外無線装置からの同期信号を前記受信部で受信して検出すると、検出した前記同期信号に関する情報を前記制御側無線装置に向けて前記送信部から送信させる制御部と、を備え、
前記制御側無線装置に向けて送信される前記同期信号に関する情報には、前記同期信号の到来方向および前記同期信号の受信強度が含まれることを特徴とする無線装置。
前記制御部は、前記被制御側無線装置として動作している場合に、前記被制御側無線装置と前記制御側無線装置との間のＴＡ値または相対位置に関する情報を前記制御側無線装置に向けて前記送信部から送信させることを特徴とする請求項１に記載の無線装置。
前記被制御側無線装置から前記制御側無線装置への前記同期信号に関する情報への通知はアプリ間通信によって行われることを特徴とする請求項１又は２に記載の無線装置。
前記制御部は、前記制御側無線装置として動作しており、かつ前記被制御側無線装置から前記同期信号に関する情報を受信した場合に、前記グループ外無線装置から前記同期信号を直接受信していないときには、前記被制御側無線装置から受信した前記同期信号に関する情報に基づいて前記グループ外無線装置に最も近い被制御側無線装置を選定する機能を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の無線装置。
前記制御側無線装置の前記制御部は、選定された前記被制御側無線装置に制御側無線装置として動作するように指示する切替要求を前記送信部から送信させることを特徴とする請求項４に記載の無線装置。
選定された前記被制御側無線装置の前記制御部は、制御側無線装置として動作するように指示を受けた場合であって、制御側無線装置として動作できると判断した場合には、制御側無線装置として動作できることを示す切替応答を前記送信部から送信させることを特徴とする請求項５に記載の無線装置。
前記制御側無線装置の前記制御部は、前記切替応答を受信した場合には、前記制御側無線装置を前記被制御側無線装置として動作するように切り替えさせることを特徴とする請求項６に記載の無線装置。
前記制御側無線装置と前記被制御側無線装置との動作の切り替えを行うために、前記制御側無線装置と前記被制御側無線装置との間でカウントダウン通知を送受信することを特徴とする請求項７に記載の無線装置。
前記グループ外無線装置による同期信号の送信間隔の間に、前記被制御側無線装置の選定と、制御側無線装置と被制御側無線装置との動作の切替が行われることを特徴とする請求項７または８に記載の無線装置。
前記制御側無線装置の前記制御部は、前記グループに所属する前記無線装置の過去の移動経路に基づいて前記被制御側無線装置を選定することを特徴とする請求項４に記載の無線装置。
前記制御側無線装置の前記制御部は、前記グループに所属する前記無線装置に予定されている移動経路に基づいて前記被制御側無線装置を選定することを特徴とする請求項４に記載の無線装置。