JPWO2008149420A1 - 送信制御方法並びに移動局間通信の制御方法、無線基地局及び移動局 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1の技術は、無線伝送によるパケット中継方式に関する技術であり、分散設置された多数の地点と情報収集するセンター間の距離が無線信号の伝播距離の限界を超えて遠い場合に適用する無線信号の中継方式に関して、中継途中の装置の障害に対してもシステムとしての信頼性が確保でき、しかも無線信号を運ぶキャリアの使用は1つで済ませる方式を提供することを目的としている。
上述した従来技術にあっては、移動局の数が増加し、移動局間通信に用いるリソースが不足した場合に問題となる。
また、本発明の目的の一つは、移動局間通信の衝突を抑制できるようにすることにある。
また、本発明の他の目的は、前記移動局間通信の衝突抑制に際して、システム全体の通信量、例えば、移動局から無線基地局への上り方向の通信量を増加させない、つまりは、無線基地局と移動局との間の無線リソースの有効利用を図ることである。
また、本発明の他の目的は、移動局間通信の無線リソースの有効利用を図ることである。
これにより、無線基地局、移動局がその速度を変化させ、送信周期を変化させた場合にどのような送信タイミング位相で送信を行なうべきかを指示することができるため、送信周期を変化させた後における送信タイミングの衝突を少しでも回避することができる。
これにより、移動局は、自律的に送信パターンを選択(所定の選択基準により選択(例えば、ランダム、移動局のIDに依存した選択により、異なる移動局が、同じパターンを選択しないように))することができる。
1−2 通信エリア
11 通信処理部
12 狭域通信リソース管理部
12−1 送信周期表
12−2 位相表
12−3 狭域通信リソース/送信パターン管理表
121 メモリ
122 制御部
13 広域通信リソース管理部
14 アンテナ
2(2−1,2−2,2−3,2−4) 車載機(移動局:MS)
21 広域通信処理部
22 広域通信アンテナ
23 狭域通信処理部
23−1 位相表
231 メモリ
232 送信パターン選択部
233 狭域アドホック通信(MS間通信)制御部
24 狭域通信アンテナ
25 状態管理部
8−1 同期信号
8−2 無線フレーム(基本フレーム)
8−3 タイムスロット
(A1)システム構成及び基本動作
図1は本発明の一実施形態に係る無線通信システムの一例としてのITSの基本構成及び動作を説明するブロック図である。
この図1に示すITSは、通信エリア1−2を形成する路側機としての無線基地局(BS)1と、このBS1の通信エリア(以下、広域通信エリアともいう)1−2外に位置する車載機としての移動局(MS)2−1,2−2と、基地局1の通信エリア1−2内に位置する車載機としての移動局(MS)2−3,2−4とをそなえて構成されている。なお、基地局数及び通信エリア1−2内外に位置する移動局数は図1に示す数には勿論限られない。また、以下の説明において、各MS2−1,2−2,2−3,2−4を区別しない場合は、単に「MS2」と表記する。
尚、MS2−3、MS2−4はそれぞれ送信用のリソースの割り当てを受け、割り当てられたリソースを用いてそれぞれ送信を行ない、他の時間等を用いて自身以外からのMSからの受信を行なうことで互いに通信することとしてよい。
本例のBS1は、例えば図2に示すように、通信処理部11、狭域通信リソース管理部12、広域通信リソース管理部13及びアンテナ14をそなえる。
一方、MS2は、例えば図3に示すように、広域通信処理部21、広域通信アンテナ22、狭域通信処理部23、狭域通信アンテナ24および状態管理部25をそなえる。
次に、MS2の状態と狭域アドホック通信の周期(送信周期)との関係、及び、当該関係から導かれる位相情報の関係を図4に示す。この図4において、送信周期表12−1は、狭域アドホック通信の周期を決定する要素としてMS2の移動速度を例にした場合の移動速度と狭域アドホックの送信周期との関係を示しており、MS2の移動速度が速いほど送信周期が短くなる関係を示している。
また、BS1の狭域通信リソース管理部12は、図7に示すような狭域通信リソース/送信パターン管理表12−3を前記メモリ等に保持しており、当該管理表12−3に基づいて、狭域通信リソース(タイムスロット)及び送信パターンの割当処理を実施する。
(2)未割当タイムスロットTS#jがなければ、割当済みタイムスロットTS#jのうち、未割当送信パターンPT#iを割り当てる。
(3)未割当送信パターンPT#iがなければ、割当済み送信パターンPT#iのうち、同じ送信パターンPT#iを割り当てたMS数が最も小さい送信パターンPT#iを割り当てる。
(4)割り当てるタイムスロットTS#j及び送信パターンPT#iの組み合わせが確定したら、管理表12−3における当該組み合わせの欄の数に1を加算する。また、MS2がBS1の通信エリア1−2を離脱し、タイムスロットTS#j及び送信パターンPT#iの組み合わせを使用しなくなったとき、管理表12−3における当該組み合わせの欄の数から1を減算する。
次に、以上の説明を前提として、BS1の動作について、図8及び図9に示すフローチャートを参照しながら説明する。図8はBS1がMS2から接続要求を受信した場合の処理シーケンスを示し、図9はBS1がMS2から切断要求を受信した場合の処理シーケンスを示している。
図8に示すように、BS1の通信処理部11がMS2から接続要求を受信する(ステップ4−1)と、通信処理部11は、広域通信リソース管理部13に広域通信リソースの割り当てを要求する(ステップ4−2)とともに、狭域通信リソース管理部12に狭域通信リソース及び位相の割り当てを要求する。
これに対し、BS1の通信処理部11がMS2から切断要求を受信すると(ステップ5−1)、通信処理部11は、広域通信リソース管理部13に広域通信リソースの解放を要求する(ステップ5−2)とともに、狭域通信リソース管理部12に狭域通信リソース及び位相の解放を要求する(ステップ5−3)。この解放要求に、BS1から割り当てられた位相(前記PT−ID)を含めるているので、BS1は、解放対象の狭域通信リソース(タイムスロット)及び位相(送信パターン)を識別することが可能となる。
一方、図10に示すように、MS2は、電源が投入され、広域通信処理部21がBS1からの信号を受信しない場合、狭域通信処理部23が、狭域通信リソース及び位相を自律的に選択し、状態管理部25から通知された自MS2の状態に基づいて狭域アドホック通信を開始する(ステップ6−1)。当該ステップ6−1において、MS2は、狭域通信リソース及び位相を、予め割り当てられた既知の狭域通信リソース群及び位相群からランダムに選択する。
尚、開始要求を待たずに、即、ステップ6−6で説明した制御を行なうこともできる。
なお、上述した実施形態では、狭域通信リソースをBS1が割り当てることを前提としているが、BS1の通信エリア1−2外に位置するMS2同士が通信を行なう場合など、事前に各MS2に狭域通信リソースが割り当てられていてもよい。この場合は、BS1から通知されるPT−IDの代わりに、個々のMS2が自律的に前記位相表23−1のPT−IDを自律的に(例えば、ランダムに、あるいは、所定の条件に従って)選択することで、狭域アドホック通信の衝突発生率を低減することができる。
上述した実施例によれば、少なくとも以下に示すいずれかの効果ないし利点が得られる。
(1)各MS2が移動速度に応じてMS間通信のタイミング(リソースの使用タイミング)を変えたときの各MS2に関する前記各タイミングが分散されるので、MS間通信の衝突を回避することができる。
(2)また、MS間通信のリソースの利用効率も向上することができる。
(3)BS1は、MS2から移動速度の報告を受ける必要がなく、また、前記タイミングパターンの割り当てを1度だけ行なえばよいので、BS1とMS2との間の通信量を最小限に抑制して、システム全体の通信量を削減することができる。
(4)換言すれば、BS1とMS2との間のリソースの利用効率を向上することができる。
上述した実施例によれば、少なくとも以下に示すいずれかの効果ないし利点が得られる。
(1)各MS2が移動速度に応じてMS間通信のタイミング(リソースの使用タイミング)を変えたときの各MS2に関する前記各タイミングが分散されるので、MS間通信の衝突を回避することができる。
(2)また、MS間通信のリソースの利用効率も向上することができる。
(3)BS1は、MS2から移動速度の報告を受ける必要がなく、また、前記タイミングパターンの割り当てを1度だけ行なえばよいので、BS1とMS2との間の通信量を最小限に抑制して、システム全体の通信量を削減することができる。
(4)換言すれば、BS1とMS2との間のリソースの利用効率を向上することができる。
以上の実施形態及びその変形例に関し、さらに以下の付記を開示する。
〔C〕付記
(付記1)
無線基地局は、移動局に対して、送信周期を変更した場合に用いる、無線フレームにおける送信タイミング位相のパターンを指定する情報を予め該移動局に通知し、
該移動局は、移動速度が低下した場合に、送信周期を長く変更するとともに、予め通知された該情報に基づいて、変更後の送信周期に対応する送信タミング位相を特定し、該送信タイミング位相で送信を行なう、
ことを特徴とする、送信制御方法。
(付記2)
移動局は、移動速度が低下した場合に、送信周期を長く変更するとともに、送信周期を変更した場合に用いる、無線フレームにおける送信タイミング位相のパターンを複数のパターンの中から自律的に選択したパターンに基づいて、変更後の送信周期に対応する送信タミング位相を特定し、該送信タイミング位相で送信を行なう、
ことを特徴とする、送信制御方法。
(付記3)
無線基地局と、該無線基地局から割り当てられたリソースを使用して他の移動局と移動局間通信を行なう複数の移動局とをそなえた無線通信システムにおける移動局間通信の制御方法において、
前記無線基地局は、
前記移動局が移動速度に応じて前記リソースを使用するタイミングを変えたときの前記各移動局に関する前記各タイミングが分散するように設定された複数のタイミングパターンのいずれかを前記移動局に割り当て、
前記移動局は、
割り当てられた前記タイミングパターンに従って、前記移動局間通信を行なう、
ことを特徴とする、移動局間通信の制御方法。
(付記4)
前記タイミングパターンは、前記移動速度によって前記リソースの使用周期が同じとなる複数の移動局に関して、前記使用周期の開始タイミングが異なるパターンである、
ことを特徴とする、付記3記載の移動局間通信の制御方法。
(付記5)
前記移動局は、
前記無線基地局が保有する前記タイミングパターンと同じタイミングパターン群を保有し、
前記無線基地局から割り当てられたタイミングパターンを参照して、特定される送信タイミングで前記移動局間通信を行なう、
ことを特徴とする、付記3又は4に記載の移動局間通信の制御方法。
(付記6)
前記無線基地局は、
前記開始タイミングの同じ移動局数が一定時間において均等となるように前記タイミングパターンが設定されていることを特徴とする、付記4又は5に記載の移動局間通信の制御方法。
(付記7)
前記無線基地局は、
前記選択指示を行なった後、前記リソースの一部を使用する移動局が1台だけになった場合に、前記タイミングパターンに基づく移動局間通信の制御終了を当該移動局に通知することを特徴とする、付記3〜5のいずれか1項に記載の移動局間通信の制御方法。
(付記8)
複数の移動局間で予め割り当てられたリソースを使用して移動局間通信を行なう無線通信システムにおける移動局間通信の制御方法において、
前記移動局は、
前記移動局が移動速度に応じて前記リソースを使用するタイミングを変えたときの前記各移動局に関する前記各タイミングが分散するように設定された複数のタイミングパターンを保有し、
前記タイミングパターンのいずれかを自律的に選択し、
選択したタイミングパターンに従って、前記移動局間通信を行なう、
ことを特徴とする、移動局間通信の制御方法。
(付記9)
無線基地局と、前記無線基地局から割り当てられたリソースを使用して他の移動局と移動局間通信を行なう複数の移動局とをそなえた無線通信システムにおける前記無線基地局であって、
前記移動局が移動速度に応じて前記リソースを使用するタイミングを変えたときの前記各移動局に関する前記各タイミングが分散するように設定された複数のタイミングパターンを保持するメモリと、
前記タイミングパターンのいずれかを前記移動局に割り当てる制御手段と、
をそなえたことを特徴とする、無線基地局。
(付記10)
前記タイミングパターンは、前記移動速度によって前記リソースの使用周期が同じとなる複数の移動局に関して、前記使用周期の開始タイミングが異なるパターンである、ことを特徴とする、付記9記載の無線基地局。
(付記11)
前記制御手段は、
前記タイミングパターンのいずれかの選択指示を、前記タイミングパターンと同じタイミングパターン群を保有する前記移動局に送信することにより、前記タイミングパターンの割り当てを行なうことを特徴とする、付記9又は10に記載の無線基地局。
(付記12)
無線基地局と、前記無線基地局から割り当てられたリソースを使用して他の移動局と移動局間通信を行なう複数の移動局とをそなえた無線通信システムにおける前記移動局であって、
前記移動局が移動速度に応じて前記リソースを使用するタイミングを変えたときの前記各移動局に関する前記各タイミングが分散するように設定された複数のタイミングパターンを保持するメモリと、
前記無線基地局からの指示に従って前記タイミングパターンのいずれかを選択するタイミングパターン選択手段と、
選択したタイミングパターンに従って、前記移動局間通信を行なう移動局間通信制御手段と、
をそなえたことを特徴とする、移動局。
(付記13)
前記タイミングパターンは、前記移動速度によって前記リソースの使用周期が同じとなる複数の移動局に関して、前記使用周期の開始タイミングが異なるパターンである、ことを特徴とする、付記12記載の移動局。
(付記14)
複数の移動局間で予め割り当てられたリソースを使用して移動局間通信を行なう無線通信システムにおける前記移動局であって、
前記移動局が移動速度に応じて前記リソースを使用するタイミングを変えたときの前記各移動局に関する前記各タイミングが分散するように設定された複数のタイミングパターンを保持するメモリと、
前記タイミングパターンのいずれかを自律的に選択するタイミングパターン選択手段と、
選択したタイミングパターンに従って、前記移動局間通信を行なう移動局間通信制御手段と、
をそなえたことを特徴とする、移動局。
Claims (14)
- 無線基地局は、移動局に対して、送信周期を変更した場合に用いる、無線フレームにおける送信タイミング位相のパターンを指定する情報を予め該移動局に通知し、
該移動局は、移動速度が低下した場合に、送信周期を長く変更するとともに、予め通知された該情報に基づいて、変更後の送信周期に対応する送信タミング位相を特定し、該送信タイミング位相で送信を行なう、
ことを特徴とする、送信制御方法。 - 移動局は、移動速度が低下した場合に、送信周期を長く変更するとともに、送信周期を変更した場合に用いる、無線フレームにおける送信タイミング位相のパターンを複数のパターンの中から自律的に選択したパターンに基づいて、変更後の送信周期に対応する送信タミング位相を特定し、該送信タイミング位相で送信を行なう、
ことを特徴とする、送信制御方法。 - 無線基地局と、該無線基地局から割り当てられたリソースを使用して他の移動局と移動局間通信を行なう複数の移動局とをそなえた無線通信システムにおける移動局間通信の制御方法において、
前記無線基地局は、
前記移動局が移動速度に応じて前記リソースを使用するタイミングを変えたときの前記各移動局に関する前記各タイミングが分散するように設定された複数のタイミングパターンのいずれかを前記移動局に割り当て、
前記移動局は、
割り当てられた前記タイミングパターンに従って、前記移動局間通信を行なう、
ことを特徴とする、移動局間通信の制御方法。 - 前記タイミングパターンは、前記移動速度によって前記リソースの使用周期が同じとなる複数の移動局に関して、前記使用周期の開始タイミングが異なるパターンである、
ことを特徴とする、請求項3記載の移動局間通信の制御方法。 - 前記移動局は、
前記無線基地局が保有する前記タイミングパターンと同じタイミングパターン群を保有し、
前記無線基地局から割り当てられたタイミングパターンを参照して、特定される送信タイミングで前記移動局間通信を行なう、
ことを特徴とする、請求項3又は4に記載の移動局間通信の制御方法。 - 前記無線基地局は、
前記開始タイミングの同じ移動局数が一定時間において均等となるように前記タイミングパターンが設定されていることを特徴とする、請求項4又は5に記載の移動局間通信の制御方法。 - 前記無線基地局は、
前記選択指示を行なった後、前記リソースの一部を使用する移動局が1台だけになった場合に、前記タイミングパターンに基づく移動局間通信の制御終了を当該移動局に通知することを特徴とする、請求項3〜5のいずれか1項に記載の移動局間通信の制御方法。 - 複数の移動局間で予め割り当てられたリソースを使用して移動局間通信を行なう無線通信システムにおける移動局間通信の制御方法において、
前記移動局は、
前記移動局が移動速度に応じて前記リソースを使用するタイミングを変えたときの前記各移動局に関する前記各タイミングが分散するように設定された複数のタイミングパターンを保有し、
前記タイミングパターンのいずれかを自律的に選択し、
選択したタイミングパターンに従って、前記移動局間通信を行なう、
ことを特徴とする、移動局間通信の制御方法。 - 無線基地局と、前記無線基地局から割り当てられたリソースを使用して他の移動局と移動局間通信を行なう複数の移動局とをそなえた無線通信システムにおける前記無線基地局であって、
前記移動局が移動速度に応じて前記リソースを使用するタイミングを変えたときの前記各移動局に関する前記各タイミングが分散するように設定された複数のタイミングパターンを保持するメモリと、
前記タイミングパターンのいずれかを前記移動局に割り当てる制御手段と、
をそなえたことを特徴とする、無線基地局。 - 前記タイミングパターンは、前記移動速度によって前記リソースの使用周期が同じとなる複数の移動局に関して、前記使用周期の開始タイミングが異なるパターンである、ことを特徴とする、請求項9記載の無線基地局。
- 前記制御手段は、
前記タイミングパターンのいずれかの選択指示を、前記タイミングパターンと同じタイミングパターン群を保有する前記移動局に送信することにより、前記タイミングパターンの割り当てを行なうことを特徴とする、請求項9又は10に記載の無線基地局。 - 無線基地局と、前記無線基地局から割り当てられたリソースを使用して他の移動局と移動局間通信を行なう複数の移動局とをそなえた無線通信システムにおける前記移動局であって、
前記移動局が移動速度に応じて前記リソースを使用するタイミングを変えたときの前記各移動局に関する前記各タイミングが分散するように設定された複数のタイミングパターンを保持するメモリと、
前記無線基地局からの指示に従って前記タイミングパターンのいずれかを選択するタイミングパターン選択手段と、
選択したタイミングパターンに従って、前記移動局間通信を行なう移動局間通信制御手段と、
をそなえたことを特徴とする、移動局。 - 前記タイミングパターンは、前記移動速度によって前記リソースの使用周期が同じとなる複数の移動局に関して、前記使用周期の開始タイミングが異なるパターンである、ことを特徴とする、請求項12記載の移動局。
- 複数の移動局間で予め割り当てられたリソースを使用して移動局間通信を行なう無線通信システムにおける前記移動局であって、
前記移動局が移動速度に応じて前記リソースを使用するタイミングを変えたときの前記各移動局に関する前記各タイミングが分散するように設定された複数のタイミングパターンを保持するメモリと、
前記タイミングパターンのいずれかを自律的に選択するタイミングパターン選択手段と、
選択したタイミングパターンに従って、前記移動局間通信を行なう移動局間通信制御手段と、
をそなえたことを特徴とする、移動局。
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