JPWO2011105311A1 - 基地局装置および端末装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の目的の通信間における相互の影響を低減する技術を提供する。【解決手段】基地局装置１０は、端末装置間の通信を制御する。基地局装置１０から信号を報知可能な第１期間と、端末装置から信号を報知可能な第２期間と、基地局装置１０と端末装置との間において１対１で信号を送信可能な第３期間とが時間多重されたフレームが規定される。処理部２６は、フレームの構成に関する情報を生成する。変復調部２４。ＲＦ部２２は、第１期間において、生成した情報が含まれた信号を報知する。ＲＦ部２２、変復調部２４、処理部２６は、第２期間において、端末装置から報知された信号を受信する。ＲＦ部２２、変復調部２４、処理部２６は、第３期間において、端末装置と１対１で通信する。【選択図】図２

Description

本発明は、通信技術に関し、特に所定の情報が含まれた信号を送受信する基地局装置および端末装置に関する。

交差点の出会い頭の衝突事故を防止するために、路車間通信の検討がなされている。路車間通信では、路側機と車載器との間において交差点の状況に関する情報が通信される。路車間通信では、路側機の設置が必要になり、手間と費用が大きくなる。これに対して、車車間通信、つまり車載器間で情報を通信する形態であれば、路側機の設置が不要になる。その場合、例えば、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）等によって現在の位置情報をリアルタイムに検出し、その位置情報を車載器同士で交換しあうことによって、自車両および他車両がそれぞれ交差点へ進入するどの道路に位置するかを判断する（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−２０２９１３号公報

ＩＥＥＥ８０２．１１等の規格に準拠した無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）では、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ｗｉｔｈ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）と呼ばれるアクセス制御機能が使用されている。そのため、当該無線ＬＡＮでは、複数の端末装置によって同一の無線チャネルが共有される。このようなＣＳＭＡ／ＣＡでは、端末装置間の距離や電波を減衰させる障害物の影響などによって、互いの無線信号が到達しない状況、つまりキャリア・センスが機能しない状況が発生する。キャリア・センスが機能しない場合、複数の端末装置から送信されたパケット信号が衝突する。

一方、無線ＬＡＮを車車間通信に適用する場合、不特定多数の端末装置へ情報を送信する必要があるために、信号はブロードキャストにて送信されることが望ましい。しかしながら、交差点などでは、車両数の増加、つまり端末装置数の増加がトラヒックを増加させることによって、パケット信号の衝突の増加が想定される。その結果、パケット信号に含まれたデータが他の端末装置へ伝送されなくなる。このような状態が、車車間通信において発生すれば、交差点の出会い頭の衝突事故を防止するという目的が達成されなくなる。さらに、車車間通信に加えて路車間通信が実行されれば、通信形態が多様になる。その際、車車間通信と路車間通信との間における相互の影響の低減が要求される。

さらに、車両の衝突事故を防止するための通信の他に、インターネットへのアクセスのようなＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）通信の実行も要求される。その際、端末装置は、基地局装置を介して、インターネットへアクセスする。前述の通信システムについての本来の目的を考慮すると、ＩＰ通信の重要性は、車両の衝突事故を防止するための通信の重要性よりも低いといえる。そのため、両者の通信間の相互の影響の低減も要求される。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の目的の通信間における相互の影響を低減する技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の基地局装置は、端末装置間の通信を制御する基地局装置であって、基地局装置から信号を報知可能な第１期間と、端末装置から信号を報知可能な第２期間と、基地局装置と端末装置との間において１対１で信号を送信可能な第３期間とが時間多重されたフレームを規定し、フレームの構成に関する情報を生成する生成部と、第１期間において、生成部にて生成した情報が含まれた信号を報知する報知部と、第２期間において、端末装置から報知された信号を受信する受信部と、第３期間において、端末装置と１対１で通信する通信部と、を備える。

本発明の別の態様もまた、基地局装置である。この装置は、端末装置間の通信を制御する基地局装置であって、基地局装置から信号を報知可能な第１期間と、端末装置から信号を報知可能な第２期間とを時間多重したフレームが複数時間多重された後段に、基地局装置と端末装置との間において１対１で信号を送信可能な第３期間がさらに時間多重されたスーパーフレームを規定し、スーパーフレームの構成に関する情報を生成する生成部と、スーパーフレームに含まれた複数のフレームのうちのいずれかの第１期間において、生成部において生成した情報が含まれた信号を報知する報知部と、第２期間において、端末装置から報知された信号を受信する受信部と、第３期間において、端末装置と１対１で通信する通信部と、を備える。

本発明のさらに別の態様もまた、基地局装置である。この装置は、端末装置間の通信を制御する基地局装置であって、基地局装置から信号を報知可能な第１期間と、端末装置から信号を報知可能な第２期間と、第１期間と第２期間との間において、基地局装置から端末装置へ１対１で信号を送信可能な第３期間と、第２期間の後段において、端末装置から基地局装置へ１対１で信号を送信可能な第４期間とが時間多重されたフレームを規定し、フレームの構成に関する情報を生成する生成部と、第１期間において、生成部にて生成した情報が含まれた信号を報知する報知部と、第２期間において、端末装置から報知された信号を受信する受信部と、第３期間において、端末装置へ信号を１対１で送信するとともに、第４期間において、端末装置からの信号を１対１で受信する通信部と、を備える。

本発明のさらに別の態様もまた、基地局装置である。この装置は、端末装置間の通信を制御する基地局装置であって、基地局装置から信号を報知可能な第１期間と、端末装置から信号を報知可能な第２期間と、基地局装置と端末装置との間において１対１で信号を送信可能な第３期間とが時間多重されたフレームを規定し、フレームの構成に関する情報を生成する生成部と、第１期間において、生成部にて生成した情報が含まれた信号を報知する報知部と、第２期間において、端末装置から報知された信号を受信する受信部と、第３期間において、端末装置と１対１で通信する通信部とを備える。生成部は、複数のフレームにわたる周期ごとに、第３期間の長さを調節する。

本発明のさらに別の態様もまた、基地局装置である。この装置は、端末装置間の通信を制御する基地局装置であって、基地局装置から信号を報知可能な第１期間と、端末装置から信号を報知可能な第２期間とを時間多重したフレームが複数時間多重された後段に、基地局装置と端末装置との間において１対１で信号を送信可能な第３期間がさらに時間多重されたスーパーフレームを規定し、スーパーフレームの構成に関する情報を生成する生成部と、スーパーフレームに含まれた複数のフレームのうちのいずれかの第１期間において、生成部において生成した情報が含まれた信号を報知する報知部と、第２期間において、端末装置から報知された信号を受信する受信部と、第３期間において、端末装置と１対１で通信する通信部とを備える。生成部は、複数のスーパーフレームにわたる周期ごとに、第３期間の長さを調節する。

本発明のさらに別の態様もまた、基地局装置である。この装置は、端末装置間の通信を制御する基地局装置であって、基地局装置から信号を報知可能な第１期間と、端末装置から信号を報知可能な第２期間と、第１期間と第２期間との間において、基地局装置から端末装置へ１対１で信号を送信可能な第３期間と、第２期間の後段において、端末装置から基地局装置へ１対１で信号を送信可能な第４期間とが時間多重されたフレームを規定し、フレームの構成に関する情報を生成する生成部と、第１期間において、生成部にて生成した情報が含まれた信号を報知する報知部と、第２期間において、端末装置から報知された信号を受信する受信部と、第３期間において、端末装置へ信号を１対１で送信するとともに、第４期間において、端末装置からの信号を１対１で受信する通信部とを備える。生成部は、複数のフレームにわたる周期ごとに、第３期間の長さと第４期間の長さとのうちの少なくとも一方を調節する。

本発明のさらに別の態様は、端末装置である。この装置は、基地局装置との通信あるいは端末装置間の通信を実行する端末装置であって、基地局装置から信号を報知可能な第１期間と、端末装置から信号を報知可能な第２期間と、端末装置間において１対１で信号を送信可能な第３期間とが時間多重されたフレームを規定し、第１期間において、フレームの構成に関する情報を前記基地局装置から受信する受信部と、第２期間において、信号を報知する報知部と、第３期間において、基地局装置あるいは他の端末装置と１対１で通信する通信部と、を備える。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、複数の目的の通信間における相互の影響を低減できる。

本発明の実施例に係る通信システムの構成を示す図である。 図１の基地局装置の構成を示す図である。 図１の通信システムにおいて規定されるスーパーフレームのフォーマットの第１例を示す図である。 図１の通信システムにおいて規定されるスーパーフレームのフォーマットの第２例を示す図である。 図１の通信システムにおいて規定されるスーパーフレームのフォーマットの第３例を示す図である。 図１の通信システムにおいて規定されるスーパーフレームのフォーマットの第４例を示す図である。 図７（ａ）−（ｃ）は、図１の通信システムにおいて規定されるスーパーフレームのフォーマットの第５例を示す図である。 図８（ａ）−（ｂ）は、図１の通信システムにおいて規定されるパケット信号に格納されるＭＡＣフレームのフォーマットを示す図である。 図２の処理部に記憶されたテーブルのデータ構造を示す図である。 図１の車両に搭載された端末装置の構成を示す図である。 図１０の端末装置における通信期間の選択手順を示すフローチャートである。 本発明の変形例に係る処理部に記憶されたテーブルのデータ構造を示す図である。 本発明の変形例に係る処理部に記憶された別のテーブルのデータ構造を示す図である。

本発明を具体的に説明する前に、概要を述べる。本発明の実施例は、車両に搭載された端末装置間において車車間通信を実行するとともに、交差点等に設置された基地局装置から端末装置へ路車間通信も実行する通信システムに関する。車車間通信として、端末装置は、車両の速度や位置等の情報（以下、これらを「データ」という）を格納したパケット信号をブロードキャスト送信する。また、他の端末装置は、パケット信号を受信するとともに、データをもとに車両の接近等を認識する。基地局装置は、スーパーフレームを繰り返し規定する。ここで、スーパーフレームには、複数のサブフレームが含まれていてもよく、含まれていなくてもよい。スーパーフレームに複数のサブフレームが含まれている場合、基地局装置は、複数のサブフレームのいずれかを選択し、選択したサブフレームの先頭部分の期間において、制御情報等が格納されたパケット信号をブロードキャスト送信する。

制御情報には、当該基地局装置がパケット信号をブローキャスト送信するための期間（以下、「路車送信期間」という）に関する情報が含まれている。端末装置は、制御情報をもとに路車送信期間を特定し、路車送信期間以外の期間においてパケット信号を送信する。このように、路車間通信と車車間通信とが時間分割多重されるので、両者間のパケット信号の衝突確率が低減される。つまり、端末装置が制御情報の内容を認識することによって、路車間通信と車車間通信との干渉が低減される。また、車車間通信を実行している端末装置が存在するエリアは、主として３種類に分類される。

ひとつは、基地局装置の周囲に形成されるエリア（以下、「第１エリア」という）であり、もうひとつは、第１エリアの外側に形成されるエリア（以下、「第２エリア」という）であり、さらに別のひとつは、第２エリアの外側に形成されるエリア（以下、「第２エリア外」という）である。ここで、第１エリアと第２エリアでは、基地局装置からのパケット信号をある程度の品質で端末装置が受信可能であるのに対して、第２エリア外では、基地局装置からのパケット信号をある程度の品質で端末装置が受信できない。また、第１エリアは、第２エリアよりも、交差点の中心に近くなるように形成されている。第１エリアに存在する車両は、交差点の近くに存在している車両であるので、当該車両に搭載された端末装置からのパケット信号は、衝突事故の抑制の点から重要な情報といえる。

これに対応するために、車車間通信のための期間（以下、「車車送信期間」という）は、優先期間、一般期間の時間分割多重によって形成されている。優先期間は、第１エリアに存在する端末装置が使用するための期間であり、優先期間を形成している複数のスロットのうちのいずれかにおいて、端末装置はパケット信号を送信する。また、一般期間は、第２エリアに存在する端末装置が使用するための期間であり、端末装置は、一般期間においてＣＳＭＡ方式にてパケット信号を送信する。なお、第２エリア外に存在する端末装置は、フレームの構成に関係なくＣＳＭＡ方式にてパケット信号を送信する。さらに、端末装置がＩＰ通信を実行することも要求される。前述のごとく、ＩＰ通信の重要性は、車車間通信の重要性よりも低いといえる。そのため、前者のためのパケット信号と、後者のためのパケット信号とが衝突する確率は低減されるべきである。

本実施例に係る通信システムでは、スーパーフレームの中に、車車送信期間と路車送信期間とに対して時間多重されるように、ＩＰ通信を実行するための期間（以下、「ＩＰ期間」という）が規定される。ＩＰ期間において、基地局装置と端末装置とは、ＩＰ通信を実行する。ここで、車車送信期間と路車送信期間とにおいては、端末装置や基地局装置とがパケット信号をブロードキャスト送信しているのに対して、ＩＰ期間においては、端末装置と基地局装置とがパケット信号をユニキャスト送信している。また、基地局装置は、車車送信期間でのトラヒック量に応じて、ＩＰ期間の長さを調節する。例えば、車車送信期間でのトラヒック量が多くなると、ＩＰ期間の長さは短縮される。このように、車車間通信が、ＩＰ通信よりも優先的になされる。

図１は、本発明の実施例に係る通信システム１００の構成を示す。これは、ひとつの交差点を上方から見た場合に相当する。通信システム１００は、基地局装置１０、車両１２と総称される第１車両１２ａ、第２車両１２ｂ、第３車両１２ｃ、第４車両１２ｄ、第５車両１２ｅ、第６車両１２ｆ、第７車両１２ｇ、第８車両１２ｈ、ネットワーク２０２を含む。なお、各車両１２には、図示しない端末装置が搭載されている。また、第１エリア２１０は、基地局装置１０の周囲に形成され、第２エリア２１２は、第１エリア２１０の外側に形成され、第２エリア外２１４は、第２エリア２１２の外側に形成されている。

図示のごとく、図面の水平方向、つまり左右の方向に向かう道路と、図面の垂直方向、つまり上下の方向に向かう道路とが中心部分で交差している。ここで、図面の上側が方角の「北」に相当し、左側が方角の「西」に相当し、下側が方角の「南」に相当し、右側が方角の「東」に相当する。また、ふたつの道路の交差部分が「交差点」である。第１車両１２ａ、第２車両１２ｂが、左から右へ向かって進んでおり、第３車両１２ｃ、第４車両１２ｄが、右から左へ向かって進んでいる。また、第５車両１２ｅ、第６車両１２ｆが、上から下へ向かって進んでおり、第７車両１２ｇ、第８車両１２ｈが、下から上へ向かって進んでいる。

通信システム１００は、交差点に基地局装置１０を配置し、基地局装置１０は、端末装置１４間の通信を制御する。基地局装置１０は、図示しないＧＰＳ衛星から受信した信号や、図示しない他の基地局装置１０にて形成されたスーパーフレームをもとに、複数のサブフレームが含まれたスーパーフレームを繰り返し生成する。ここで、各サブフレームの先頭部分に路車送信期間が設定可能であるような規定がなされている。基地局装置１０は、複数のサブフレームのうち、他の基地局装置１０によって路車送信期間が設定されていないサブフレームを選択する。基地局装置１０は、選択したサブフレームの先頭部分に路車送信期間を設定する。基地局装置１０は、路車送信期間に関する情報等が含まれた制御情報をパケット信号に格納する。また、基地局装置１０は、所定のデータもパケット信号に格納する。基地局装置１０は、設定した路車送信期間においてパケット信号を報知する。

ここで、端末装置が、基地局装置１０からのパケット信号を受信したときの受信状況に応じて、通信システム１００の周囲に第１エリア２１０および第２エリア２１２が形成される。図示のごとく、基地局装置１０の近くに、受信状況が比較的よい領域として、第１エリア２１０が形成される。第１エリア２１０は、交差点の中心部分の近くに形成されるともいえる。一方、第１エリア２１０の外側に、受信状況が第１エリア２１０よりも悪化している領域として、第２エリア２１２が形成される。さらに、第２エリア２１２の外側に、受信状況が第２エリア２１２よりもさらに悪化している領域として、第２エリア外２１４が形成されている。なお、受信状況として、パケット信号の誤り率、受信電力が使用される。

複数の端末装置は、基地局装置１０によって報知されたパケット信号を受信し、受信したパケット信号の受信状況をもとに、第１エリア２１０、第２エリア２１２、第２エリア外２１４のいずれに存在するかを推定する。第１エリア２１０あるいは第２エリア２１２に存在すると推定した場合、端末装置は、受信したパケット信号に含まれた制御情報をもとに、スーパーフレームを生成する。その結果、複数の端末装置のそれぞれにおいて生成されるスーパーフレームは、基地局装置１０において生成されるフレームに同期する。また、端末装置は、各基地局装置１０によって設定されている路車送信期間を認識し、パケット信号の送信のために、車車送信期間を特定する。具体的には、第１エリア２１０に存在する場合には、優先期間が特定され、第２エリア２１２に存在する場合には、一般期間が特定される。さらに、端末装置は、優先期間においてＴＤＭＡを実行し、一般期間においてＣＳＭＡ／ＣＡを実行することによって、パケット信号を報知する。

なお、端末装置は、次のスーパーフレームにおいても、相対的なタイミングが同一のサブフレームを選択する。特に、優先期間において、端末装置は、次のスーパーフレームにおいて、相対的なタイミングが同一のスロットを選択する。ここで、端末装置は、データを取得し、データをパケット信号に格納する。データには、例えば、存在位置に関する情報が含まれる。また、端末装置は、制御情報もパケット信号に格納する。つまり、基地局装置１０から送信された制御情報は、端末装置によって転送される。一方、第２エリア外２１４に存在していると推定した場合、端末装置は、スーパーフレームの構成に関係なく、ＣＳＭＡ／ＣＡを実行することによって、パケット信号を報知する。

さらに、端末装置は、基地局装置１０を介して、ネットワーク２０２との間でＩＰ通信を実行する。前述のごとく、ＩＰ通信は、車両１２の衝突を回避するための上記の通信よりも重要でないといえる。そのため、これらの通信間の干渉を低減するために、基地局装置１０において生成されるフレームには、路車送信期間と車車送信期間とに時間多重されるように、ＩＰ期間が設けられる。基地局装置１０および端末装置は、ＩＰ期間において、１対１でＩＰ通信する。

図２は、基地局装置１０の構成を示す。基地局装置１０は、アンテナ２０、ＲＦ部２２、変復調部２４、処理部２６、測定部２８、制御部３０、ネットワーク通信部８０を含む。ＲＦ部２２は、受信処理として、図示しない端末装置や他の基地局装置１０からのパケット信号をアンテナ２０にて受信する。ＲＦ部２２は、受信した無線周波数のパケット信号に対して周波数変換を実行し、ベースバンドのパケット信号を生成する。さらに、ＲＦ部２２は、ベースバンドのパケット信号を変復調部２４に出力する。一般的に、ベースバンドのパケット信号は、同相成分と直交成分によって形成されるので、ふたつの信号線が示されるべきであるが、ここでは、図を明瞭にするためにひとつの信号線だけを示すものとする。ＲＦ部２２には、ＬＮＡ（Ｌｏｗ Ｎｏｉｓｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）、ミキサ、ＡＧＣ、Ａ／Ｄ変換部も含まれる。

ＲＦ部２２は、送信処理として、変復調部２４から入力したベースバンドのパケット信号に対して周波数変換を実行し、無線周波数のパケット信号を生成する。さらに、ＲＦ部２２は、路車送信期間において、無線周波数のパケット信号をアンテナ２０から送信する。また、ＲＦ部２２には、ＰＡ（Ｐｏｗｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）、ミキサ、Ｄ／Ａ変換部も含まれる。

変復調部２４は、受信処理として、ＲＦ部２２からのベースバンドのパケット信号に対して、復調を実行する。さらに、変復調部２４は、復調した結果を処理部２６に出力する。また、変復調部２４は、送信処理として、処理部２６からのデータに対して、変調を実行する。さらに、変復調部２４は、変調した結果をベースバンドのパケット信号としてＲＦ部２２に出力する。ここで、通信システム１００は、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）変調方式に対応するので、変復調部２４は、受信処理としてＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）も実行し、送信処理としてＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）も実行する。

処理部２６は、ＲＦ部２２、変復調部２４を介して、図示しない他の基地局装置１０からの復調結果を受けつける。処理部２６は、復調結果や、ＧＰＳ衛星から受信した信号をもとに、所定の期間にて形成されたスーパーフレームを繰り返し生成する。図３は、通信システム１００において規定されるスーパーフレームのフォーマットの第１例を示す。スーパーフレームは、例えば、１０ｍｓｅｃの長さにて規定される。路車送信期間、車車送信期間、ＩＰ期間が、スーパーフレームの先頭から順に配置される。路車送信期間は、基地局装置１０からパケット信号を報知可能な期間であり、制御スロット、複数の路車スロットが路車送信期間に時間多重されている。制御スロットでは、制御情報を含んだパケット信号が基地局装置１０から報知される。路車スロットでは、データを含んだパケット信号が基地局装置１０から送信される。

車車送信期間は、優先期間と一般期間とによって形成される。いずれも端末装置１４からパケット信号を報知可能な期間である。優先期間では、複数の車車スロットが時間多重されている。優先期間は、図１の第１エリア２１０に存在している端末装置に使用させるべき期間であり、そのような端末装置は、いずれかの車車スロットを選択し、選択した車車スロットでパケット信号を報知する。また、一般期間は、図１の第２エリア２１２に存在している端末装置に使用させるべき期間であり、そのような端末装置は、一般期間内にてＣＳＭＡを実行してパケット信号を送信する。このような構成より、車車送信期間では、ひとつの端末装置１４に使用されうる車車スロットが複数配置され、複数配置された車車スロットの後段に、複数の端末装置１４に共有されうる一般期間が配置されているといえる。ＩＰ期間は、基地局装置１０と端末装置との間において１対１でパケット信号を送信可能な期間である。

図４は、通信システム１００において規定されるスーパーフレームのフォーマットの第２例を示す。路車送信期間、下りＩＰ期間、車車送信期間、上りＩＰ期間が、スーパーフレームの先頭から順に配置される。路車送信期間、車車送信期間は、図３と同様であるので、ここでは説明を省略する。下りＩＰ期間は、路車送信期間と車車送信期間との間において、基地局装置１０から端末装置１４へ１対１でパケット信号を送信可能な期間である。また、上りＩＰ期間は、車車送信期間の後段において、端末装置１４から基地局装置１０へ１対１でパケット信号を送信可能な期間である。つまり、図４では、図３のＩＰ期間が下り専用の期間と上り専用の期間とに分けられている。

図５は、通信システム１００において規定されるスーパーフレームのフォーマットの第３例を示す。スーパーフレームでは、第１サブフレームと第２サブフレームとのふたつのサブフレームが時間多重されている。なお、ひとつのスーパーフレームに含まれるサブフレームの数は「２」に限らず、それ以上の値であってもよい。例えば、スーパーフレームの長さが１００ｍｓｅｃであり、サブフレーム数が１０である場合、１０ｍｓｅｃの長さのサブフレームが規定される。各サブフレームは、図３のスーパーフレームと同様に構成される。ここで、ひとつの路車送信期間は、ひとつの基地局装置１０に占有される。一方、ひとつの車車送信期間は、どの基地局装置１０の周囲に存在しているかに関係なく、複数の端末装置によって共有される。

図６は、通信システム１００において規定されるスーパーフレームのフォーマットの第４例を示す。スーパーフレームでは、第１サブフレームと第２サブフレームとのふたつのサブフレームが時間多重されている。なお、ひとつのスーパーフレームに含まれるサブフレームの数は「２」に限らず、それ以上の値であってもよい。各サブフレームは、図４のスーパーフレームと同様に構成される。ここで、ひとつの路車送信期間は、ひとつの基地局装置１０に占有される。一方、ひとつの車車送信期間は、どの基地局装置１０の周囲に存在しているかに関係なく、複数の端末装置によって共有される。

図７（ａ）−（ｃ）は、通信システム１００において規定されるスーパーフレームのフォーマットの第５例を示す。スーパーフレームでは、第１サブフレームと第２サブフレームとのふたつのサブフレームが時間多重された後段に、ＩＰ期間がさらに時間多重されている。なお、ひとつのスーパーフレームに含まれるサブフレームの数は「２」に限らず、それ以上の値であってもよい。各サブフレームでは、路車送信期間と車車送信期間とが時間多重されている。

図７（ｂ）は、第１基地局装置１０ａによって生成されるスーパーフレームの構成を示す。第１基地局装置１０ａは、第１サブフレームの先頭部分に路車送信期間を設定し、それに続いて、車車送信期間を設定する。また、第１基地局装置１０ａは、第２サブフレームに車車送信期間を設定する。図７（ｃ）は、第２基地局装置１０ｂによって生成されるスーパーフレームの構成を示す。第２基地局装置１０ｂは、第２サブフレームの先頭部分に路車送信期間を設定し、それに続いて、車車送信期間を設定する。また、第２基地局装置１０ｂは、第１サブフレームに車車送信期間を設定する。このように、複数の基地局装置１０は、互いに異なったサブフレームを選択し、選択したサブフレームの先頭部分に路車送信期間を設定する。以下では、図５から図７（ａ）−（ｃ）のように、スーパーフレームが複数のサブフレームによって構成されている場合を中心に説明する。図２に戻る。

処理部２６は、復調結果から制御情報を検出する。処理部２６は、制御情報の受信タイミングを特定する。制御情報の受信タイミングは、制御情報が含まれたパケット信号の受信タイミングであるので、路車送信期間が配置されたサブフレームの先頭タイミングに相当する。また、処理部２６は、制御情報に含まれたサブフレーム番号を取得する。さらに、サブフレームの先頭タイミングと、サブフレーム番号をもとにスーパーフレームを生成する。なお、処理部２６は、複数の基地局装置１０からのパケット信号を受信している場合、受信電力が最大となるパケット信号を選択し、選択したパケット信号に対して上記の処理を実行する。このように、処理部２６は、他の基地局装置１０において生成されたスーパーフレームに同期したスーパーフレームを生成する。

処理部２６は、他の基地局装置１０からのパケット信号を受信できない場合、次の処理を実行してもよい。処理部２６は、図示しないＧＰＳ衛星からの信号を受信し、受信した信号をもとに時刻の情報を取得する。なお、時刻の情報の取得には公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。処理部２６は、時刻の情報をもとに、複数のフレームを生成する。例えば、処理部２６は、時刻の情報にて示されたタイミングを基準にして、「１ｓｅｃ」の期間を１０分割することによって、「１００ｍｓｅｃ」のスーパーフレームを１０個生成する。

処理部２６は、ＲＦ部２２、変復調部２４を介して、図示しない他の基地局装置１０あるいは端末装置からの復調結果を入力する。ここでは、復調結果として、パケット信号に格納されるＭＡＣフレームの構成を説明する。なお、処理部２６に入力されるＭＡＣフレームと、処理部２６から出力されるＭＡＣフレームとは、同様の構成を有する。図８（ａ）−（ｂ）は、通信システム１００において規定されるパケット信号に格納されるＭＡＣフレームのフォーマットを示す。図８（ａ）は、ＭＡＣフレームのフォーマットを示す。ＭＡＣフレームは、先頭から順に、「ＭＡＣヘッダ」、「ＲＳＵコントロールヘッダ」、「アプリケーションデータ」、「ＣＲＣ」を配置する。ＲＳＵコントロールヘッダが、前述の制御情報に相当する。アプリケーションデータには、事故情報等の端末装置へ通知すべきデータが格納される。

図８（ｂ）は、ＲＳＵコントロールヘッダのフォーマットを示す。ＲＳＵコントロールヘッダは、先頭から順に、「基本情報」、「タイマ値」、「転送回数」、「サブフレーム数」、「フレーム周期」、「使用サブフレーム番号」、「開始タイミング＆時間長」を配置する。なお、ＲＳＵコントロールヘッダの構成は、図８（ｂ）に限定されず、一部の要素が除外されてもよく、別の要素が含まれてもよい。転送回数は、基地局装置１０から送信された制御情報、特にＲＳＵコントロールヘッダの内容が、図示しない端末装置によって転送された回数を示す。ここで、処理部２６から変復調部２４へ出力されるＭＡＣフレームに対して、基地局装置１０とは、本基地局装置１０に相当し、変復調部２４から処理部２６へ入力されるＭＡＣフレームに対して、基地局装置１０とは、他の基地局装置１０に相当する。これは、以下の説明においても共通である。

処理部２６から出力されるＭＡＣフレームに対して、転送回数は、「０」に設定される。また、変復調部２４から処理部２６へ入力されるＭＡＣフレームに対して、転送回数は、「１」以上に設定されている。サブフレーム数は、ひとつのフレームを形成しているサブフレーム数を示す。フレーム周期は、フレームの周期を示し、前述のごとく、例えば「１００ｍｓｅｃ」に設定される。使用サブフレーム番号は、基地局装置１０が車車送信期間を設定しているサブフレームの番号である。図８（ａ）のごとく、フレームの先頭においてサブフレーム番号が「１」に設定される。開始タイミング＆時間長では、サブフレームの先頭とした路車送信期間の開始タイミングと、路車送信期間の時間長が示される。図２に戻る。

処理部２６は、ＭＡＣフレームのうち、転送回数が「０」に設定されたＭＡＣフレームを抽出する。これは、他の基地局装置１０から直接送信されたパケット信号に相当する。処理部２６は、抽出したＭＡＣフレームのうち、使用サブフレーム番号の値を特定する。これは、他の基地局装置１０に使用されたサブフレームを特定することに相当する。処理部２６は、ＲＦ部２２において受信したパケット信号の受信電力をパケット信号単位に測定する。また、処理部２６は、既に特定したサブフレームの先頭に配置されたパケット信号の受信電力を抽出する。これは、他の基地局装置１０からのパケット信号の受信電力を抽出することに相当する。

処理部２６は、処理部２６に入力されたＭＡＣフレームのうち、転送回数が「１」以上に設定されたＭＡＣフレームを抽出する。これは、他の基地局装置１０から送信された後に端末装置によって転送されたパケット信号に相当する。処理部２６は、抽出したＭＡＣフレームのうち、使用サブフレーム番号の値を特定する。これは、他の基地局装置１０に使用されたサブフレームを特定することに相当する。なお、端末装置は、他の基地局装置１０からのパケット信号を端末装置が受信したときのサブフレーム番号を転送している。

処理部２６は、パケット信号の受信電力を測定する。また、処理部２６は、測定した受信信号が、当該パケット信号にて制御情報を転送された他の基地局装置１０からのパケット信号の受信電力であると推定する。処理部２６は、路車送信期間を設定すべきサブフレームを特定する。具体的には、処理部２６は、「未使用」のサブフレームが存在するかを確認する。存在する場合、処理部２６は、「未使用」のサブフレームのうちのいずれかを選択する。ここで、複数のサブフレームが未使用である場合、処理部２６は、ランダムにひとつのサブフレームを選択する。未使用のサブフレームが存在しない場合、つまり複数のサブフレームのそれぞれが使用されている場合に、処理部２６は、受信電力の小さいサブフレームを優先的に特定する。

処理部２６は、特定したサブフレーム番号のサブフレームの先頭部分に路車送信期間を設定する。処理部２６は、パケット信号に格納すべきＭＡＣフレームを生成する。その際、路車送信期間の設定に応じて、処理部２６は、ＭＡＣフレームのＲＳＵコントロールヘッダの値を決定する。

変復調部２４、ＲＦ部２２は、路車送信期間の制御スロットにおいて、処理部２６にて生成した制御情報が含まれたパケット信号を報知する。また、変復調部２４、ＲＦ部２２は、路車送信期間の路車スロットにおいて、処理部２６にて生成したデータが含まれたパケット信号を報知する。変復調部２４、ＲＦ部２２は、図５から図７（ａ）−（ｃ）において、スーパーフレームに含まれた複数のサブフレームのうちのいずれかの路車送信期間において、生成部６４において生成した制御情報やデータが含まれたパケット信号を報知する。

ＲＦ部２２、変復調部２４は、車車送信期間において、端末装置から報知されたパケット信号を受信する。また、ＲＦ部２２、変復調部２４は、他の基地局装置１０の路車送信期間において、当該他の基地局装置１０から報知されたパケット信号を受信する。変復調部２４、ＲＦ部２２は、図３、図５、図７（ａ）−（ｃ）のＩＰ期間において、端末装置と１対１で通信する。変復調部２４、ＲＦ部２２は、図４、図６の下りＩＰ期間において、端末装置へパケット信号を１対１で送信するとともに、図４、図６の上りＩＰ期間において、端末装置からのパケット信号を１対１で受信する。

測定部２８は、車車送信期間におけるトラヒック量を測定する。具体的に説明すると、測定部２８は、処理部２６において受信したパケット信号をもとに、車車送信期間においてパケット信号が報知されている期間を測定する。測定は、複数のスーパーフレームにわたってなされてもよい。これとは別に、測定部２８は、処理部２６において受信したパケット信号をもとに、車車送信期間において報知されたパケット信号の数を測定してもよい。測定部２８は、トラヒック量を処理部２６へ出力する。

処理部２６は、測定部２８からのトラヒック量を受けつける。図９は、処理部２６に記憶されたテーブルのデータ構造を示す。図示のごとく、条件欄２３０、ＩＰ期間欄２３２が含まれる。条件欄２３０には、トラヒック量と比較すべきしきい値に対する条件が示される。ＩＰ期間欄２３２には、条件欄２３０に示された条件に合致した場合のＩＰ期間の長さが示される。ここで、Ａ＜Ｂであるとする。なお、複数のしきい値と、３つ以上の期間が規定されていてもよい。図２に戻る。

処理部２６は、測定部２８において測定したトラヒック量と図９に示されたしきい値とを比較することによって、ＩＰ期間の長さを調節する。ここで、トラヒック量が大きくなるほど、ＩＰ期間が短くされる。また、図４、図６のスーパーフレームを使用する場合、処理部２６は、処理部２６において測定したトラヒック量としきい値に応じて、下りＩＰ期間の長さと上りＩＰ期間の長さとのうちの少なくとも一方を調節する。両方とも調節してもよい。また、下りＩＰ期間の長さと上りＩＰ期間の長さとが異なっていてもよい。処理部２６は、ＩＰ期間の長さ、あるいは下りＩＰ期間の長さと上りＩＰ期間の長さを制御信号に含める。具体的に説明すると、処理部２６は、図８（ａ）のＲＳＵコントロールヘッダあるいはアプリケーションデータに、ＩＰ期間の長さに関する情報を含める。

処理部２６は、ネットワーク通信部８０を介して所定の情報を取得し、所定の情報をアプリケーションデータに含める。ここで、ネットワーク通信部８０は、図示しないネットワーク２０２に接続される。処理部２６は、変復調部２４、ＲＦ部２２に対して、路車送信期間においてパケット信号を送信させる。制御部３０は、基地局装置１０全体の処理を制御する。

この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされたプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。

図１０は、車両１２に搭載された端末装置１４の構成を示す。つまり、端末装置１４は、移動されうる。端末装置１４は、アンテナ５０、ＲＦ部５２、変復調部５４、処理部５６、制御部５８を含む。また、処理部５６は、エリア特定部１３０、タイミング特定部６０、取得部６２、生成部６４、通知部７０、選択部９０、指示部９２を含む。エリア特定部１３０は、測定部１２０と総称される第１測定部１２０ａ、第２測定部１２０ｂ、推定部１２２と総称される第１推定部１２２ａ、第２推定部１２２ｂ、決定部１２４を含み、タイミング特定部６０は、制御情報抽出部６６、実行部７４を含む。アンテナ５０、ＲＦ部５２、変復調部５４は、図２のアンテナ２０、ＲＦ部２２、変復調部２４と同様の処理を実行する。そのため、ここでは、これらの説明を省略する。

変復調部５４、処理部５６は、基地局装置１０からのパケット信号を受信する。なお、前述のごとく、優先期間と一般期間とを時間多重したサブフレームが規定されている。優先期間とは、基地局装置１０の周囲に形成された第１エリア２１０に存在する端末装置１４がパケット信号の送信に使用すべき期間である。一般期間とは、第１エリア２１０の外側に形成された第２エリアに存在する端末装置１４がパケット信号の送信に使用すべき期間である。また、複数のサブフレームを時間多重したスーパーフレームが規定されている。

第１測定部１２０ａは、受信したパケット信号の受信電力を測定する。受信電力の測定方法には公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。なお、第１測定部１２０ａは、受信電力の代わりに、ＳＮＲ、ＳＩＲ等を測定してもよい。第１測定部１２０ａは、測定した受信電力を第１推定部１２２ａへ出力する。第２測定部１２０ｂは、受信したパケット信号の誤り率を測定する。誤り率として、例えば、ＢＥＲ（Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）、ＰＥＲ（Ｐａｃｋｅｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）等が測定される。第２測定部１２０ｂは、測定した誤り率を第２推定部１２２ｂへ出力する。このように、測定部１２０は、受信したパケット信号の品質を測定する。

第１推定部１２２ａは、第１測定部１２０ａにおいて測定した受信電力をもとに、第１エリア２１０に存在しているか、あるいは第２エリア２１２に存在しているかを推定する。第２推定部１２２ｂは、第２測定部１２０ｂにおいて測定した誤り率をもとに、第２エリア２１２に存在しているか、あるいは第２エリア外２１４に存在しているかを推定する。その結果、第１推定部１２２ａと第２推定部１２２ｂは、互いに連携して、第１エリア２１０、第２エリア２１２、第２エリア外２１４のいずれに存在するかを推定する。推定についての具体的な処理は後述する。なお、誤り率の代わりに、誤り数が使用されてもよい。第１推定部１２２ａ、第２推定部１２２ｂは、推定結果を決定部１２４へ出力する。

決定部１２４は、第２推定部１２２ｂでの推定結果および第１推定部１２２ａでの推定結果のうちの少なくとも一方をもとに、優先期間、一般期間、フレームの構成と無関係のタイミングのいずれかを送信期間として決定する。具体的に説明すると、決定部１２４は、第２推定部１２２ｂが、第２エリア外２１４に存在していることを推定すると、決定部１２４は、フレームの構成と無関係のタイミングを選択する。第１推定部１２２ａ、第２推定部１２２ｂが、第２エリア２１２に存在していることを推定すると、決定部１２４は、一般期間を選択する。第１ＲＦ部２２ａが、第１エリア２１０に存在していることを推定すると、決定部１２４は、優先期間を選択する。変復調部２４は、選択結果を実行部７４へ出力する。

ここでは、第１推定部１２２ａおよび第２推定部１２２ｂにおけるエリアの推定処理を説明する。まず、第２エリア外２１４と第２エリア２１２との間の推定処理を説明する。第２推定部１２２ｂは、誤り率がしきい値よりも高い状態から、誤り率がしきい値以下の状態へ遷移した場合に、第２エリア外２１４から第２エリア２１２に進入したことを推定する。ここで、誤り率がしきい値よりも高い状態が、第２エリア外２１４に存在することに相当し、誤り率がしきい値以下の状態が、第２エリア２１２に存在することに相当する。第２エリア外２１４に存在している場合、第１推定部１２２ａは、推定を中止する。一方、第２推定部１２２ｂが第２エリア２１２への進入を推定した場合に、第１推定部１２２ａは推定を開始する。

第１推定部１２２ａおよび第２推定部１２２ｂが第２エリアに存在することを推定している場合、第２推定部１２２ｂは、誤り率がしきい値以下の状態から、誤り率がしきい値よりも高い状態へ遷移すれば、第２エリア２１２から第２エリア外２１４に脱出したことを推定する。ここで、第２推定部１２２ｂが第２エリア２１２に存在することを推定している場合とは、前述の状態であり、第１推定部１２２ａが第２エリア２１２に存在することを推定している場合とは後述する。第２推定部１２２ｂが第２エリア外２１４への脱出を推定した場合に、第１推定部１２２ａは推定を中止する。

ここで、第２推定部１２２ｂは、誤り率がしきい値よりも高い状態から、誤り率がしきい値以下の状態へ遷移しても直ちに、第２エリア２１２への進入を推定しない。誤り率がしきい値以下になる状態が複数フレーム連続した場合に、第２推定部１２２ｂは第２エリア２１２への進入を推定する。例えば、必要とされるフレームの数は、「３」のように設定される。ここでは、基地局装置１０に近いエリアへ移動するための条件を「第１条件」といい、第２エリア外２１４から第２エリア２１２へ移動するための第１条件は、「誤り率がしきい値よりも高い状態から、３フレーム連続して、誤り率がしきい値以下になること」である。

これとは逆に、基地局装置１０から遠いエリアへ移動するための条件を「第２条件」という。例えば、第２エリア２１２から第２エリア外２１４へ移動するための第２条件は、「誤り率がしきい値以下の状態から、５フレーム連続して誤り率がしきい値より高くなること」である。このように、第２推定部１２２ｂは、測定した誤り率が第１条件を満たすように改善した場合に、第２エリア外２１４から第２エリア２１２への進入を推定し、測定した誤り率が第２条件を満たすように悪化した場合に、第２エリア２１２から第２エリア外２１４への進入を推定する。

次に、第２エリア２１２と第１エリア２１０との間の推定処理を説明する。第１推定部１２２ａおよび第２推定部１２２ｂが第２エリア２１２に存在することを推定している場合に、第１推定部１２２ａは、受信電力がしきい値よりも低い状態から、受信電力がしきい値以上の状態へ遷移すれば、第２エリア２１２から第１エリア２１０に進入したことを推定する。ここで、受信電力がしきい値よりも低い状態が、第２エリア２１２に存在することに相当し、受信電力がしきい値以上の状態が、第１エリア２１０に存在することに相当する。第１推定部１２２aが第１エリア２１０への進入を推定した場合、第２推定部１２２ｂは推定を中止する。

第１推定部１２２ａは、受信電力がしきい値以上の状態から、受信電力がしきい値よりも低い状態へ遷移した場合に、第１エリア２１０から第２エリア２１２に進入したことを推定する。第２推定部１２２ｂは、第１エリア２１０に存在している場合に推定を中止する。第２推定部１２２ｂは、第１推定部１２２ａが第２エリア２１２への進入を推定した場合に、推定を開始する。第２推定部１２２ｂと同様に、第１推定部１２２ａも、第１エリア２１０と第２エリア２１２との間の移動に対して、第１条件と第２条件とを設定する。このように、第１推定部１２２ａは、測定した受信電力が第１条件を満たすように改善した場合に、第２エリア２１２から第１エリア２１０への進入を推定し、測定した受信電力が第２条件を満たすように悪化した場合に、第１エリア２１０から第２エリア２１２への進入を推定する。

取得部６２は、図示しないＧＰＳ受信機、ジャイロスコープ、車速センサ等を含んでおり、それらから供給されるデータによって、図示しない車両１２、つまり端末装置１４が搭載された車両１２の存在位置、進行方向、移動速度等を取得する。なお、存在位置は、緯度・経度によって示される。これらの取得には公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。取得部６２は、取得した情報を生成部６４へ出力する。

制御情報抽出部６６は、ＲＦ部５２からのパケット信号あるいは変復調部５４からの復調結果を受けつける。また、制御情報抽出部６６は、復調結果が、図示しない基地局装置１０からのパケット信号である場合に、制御情報抽出部６６は、路車送信期間が配置されたサブフレームのタイミングを特定する。また、制御情報抽出部６６は、サブフレームのタイミングと、ＲＳＵコントロールヘッダの内容とをもとに、スーパーフレームを生成する。なお、スーパーフレームの生成は、前述の処理部２６と同様になされればよいので、ここでは説明を省略する。その結果、制御情報抽出部６６は、基地局装置１０において形成されたフレームに同期したフレームを生成する。また、制御情報抽出部６６は、ＲＳＵコントロールヘッダの内容をもとに、路車送信期間を特定する。

さらに、制御情報抽出部６６は、複数のサブフレームのうちのいずれかを選択し、選択したサブフレームのうち、路車送信期間、ＩＰ期間以外の期間を車車送信期間として特定する。具体的には、車車送信期間の一部が優先期間として特定され、車車送信期間の残りが一般期間として特定される。例えば、優先期間の長さが予め定められており、車車送信期間から優先期間を減じることによって、一般期間の長さが導出される。制御情報抽出部６６は、フレームおよびサブフレームのタイミング、車車送信期間に関する情報を実行部７４へ出力する。

実行部７４は、決定部１２４から、送信期間に関する情報を受けつける。実行部７４は、送信期間に関する情報をもとに、優先期間、一般期間、フレームの構成と無関係のタイミングのいずれかを選択する。また、実行部７４は、制御情報抽出部６６から、フレームおよびサブフレームのタイミング、車車送信期間に関する情報を入力する。これらをもとに、実行部７４は、フレームおよびサブフレームのタイミング、優先期間、一般期間を認識する。実行部７４は、優先期間を選択した場合、優先期間に含まれたスロットのうちのいずれかを選択する。例えば、受信電力の最も低いスロットが選択される。実行部７４は、選択したスロットを送信タイミングとして決定する。

実行部７４は、一般期間を選択した場合、一般期間においてＣＳＭＡを実行する。具体的に説明すると、実行部７４は、キャリアセンスを実行することによって、干渉電力を測定する。また、実行部７４は、干渉電力をもとに、送信タイミングを決定する。具体的に説明すると、実行部７４は、所定のしきい値を予め記憶しており、干渉電力としきい値とを比較する。干渉電力がしきい値よりも小さければ、実行部７４は、送信タイミングを決定する。実行部７４は、フレームの構成と無関係のタイミングを選択した場合、フレームの構成を考慮せずに、ＣＳＭＡを実行することによって、送信タイミングを決定する。実行部７４は、決定した送信タイミングを生成部６４へ通知する。

生成部６４は、取得部６２において取得された情報を含めるようにデータを生成する。その際、図８（ａ）−（ｂ）に示されたＭＡＣフレームが使用され、生成部６４は、測位した存在位置をアプリケーションデータに格納する。生成部６４は、実行部７４において決定した送信タイミングにて、変復調部５４、ＲＦ部５２、アンテナ５０を介して、データが含まれたパケット信号をブロードキャスト送信する。通知部７０は、路車送信期間において、図示しない基地局装置１０からのパケット信号を取得するとともに、車車送信期間において、図示しない他の端末装置１４からのパケット信号を取得する。通知部７０は、パケット信号に格納されたデータの内容に応じて、図示しない他の車両１２の接近等を運転者へモニタやスピーカを介して通知する。

制御情報抽出部６６は、ＭＡＣフレームのうち、ＲＳＵコントロールヘッダあるいはアプリケーションデータから、ＩＰ期間の長さに関する情報を抽出することによって、ＩＰ期間を特定する。ＲＦ部５２、変復調部５４、処理部５６は、特定されたＩＰ期間において、ＩＰ通信を実行する。一方、図４、図６のスーパーフレームのフォーマットの場合、ＲＦ部５２、変復調部５４、処理部５６は、下りＩＰ期間において、ＩＰ通信用のパケット信号を受信する。また、処理部５６、変復調部５４、ＲＦ部５２は、上りＩＰ期間においてＩＰ通信用のパケット信号を送信する。

以下では、端末装置１４によるＲＳＵコントロールヘッダの転送を説明する。制御情報抽出部６６は、基地局装置１０が情報源とされるパケット信号から、ＲＳＵコントロールヘッダを抽出する。前述のごとく、パケット信号が基地局装置１０から直接送信されている場合には、転送回数が「０」に設定されているが、パケット信号が他の端末装置１４から送信されている場合には、転送回数が「１以上」の値に設定されている。ここで、使用サブフレーム番号は、端末装置１４によって転送される場合に変更されないので、使用サブフレーム番号を参照することによって、情報源となる基地局装置１０にて使用されるサブフレームが特定される。

選択部９０は、情報源となる基地局装置１０ごとに、転送回数に関する情報を取得する。選択部９０は、転送回数をもとに、少なくともひとつの基地局装置１０に対応した制御情報を、転送すべき制御情報として選択する。なお、選択には、転送回数以外の情報が使用されてもよい。指示部９２は、選択部９０において選択した制御情報をもとにＲＳＵコントロールヘッダを生成するように、処理部２６に指示する。指示部９２は、制御情報をＲＳＵコントロールヘッダに格納させる際に、転送回数に関する情報における転送回数を増加させる。生成部６４は、このような指示に応じて、選択部９０において選択された制御情報をもとにＲＳＵコントロールヘッダを生成するとともに、その際に転送回数を増加させる。なお、指示部９２は、転送回数を増加させた旨を選択部９０に通知する。制御部５８は、端末装置１４全体の動作を制御する。

以上の構成による通信システム１００の動作を説明する。図１１は、端末装置１４における通信期間の選択手順を示すフローチャートである。第１エリア２１０に存在していれば（Ｓ１０のＹ）、タイミング特定部６０は、優先期間を使用する（Ｓ１２）。第１エリア２１０に存在しておらず（Ｓ１０のＮ）、第２エリア２１２に存在していれば（Ｓ１４のＹ）、タイミング特定部６０は、一般期間を使用する（Ｓ１６）。また、ＩＰ通信を実行する場合（Ｓ２０のＹ）、タイミング特定部６０は、ＩＰ期間を使用する（Ｓ２２）。一方、ＩＰ通信を実行しない場合（Ｓ２０のＮ）、タイミング特定部６０は、ステップ２２をスキップする。第２エリア２１２に存在していない場合（Ｓ１４のＮ）、タイミング特定部６０は、全期間を使用する（Ｓ１８）。

次に、本発明の変形例を説明する。本発明の変形例は、実施例と同様に、車両に搭載された端末装置間において車車間通信を実行するとともに、交差点等に設置された基地局装置から端末装置へ路車間通信も実行する通信システムに関する。ＩＰ期間の長さがスーパーフレームごとに変更されると、端末装置がＩＰ期間の長さを理解することに遅れが生じやすくなる。そのため、端末装置によってＩＰ期間として理解されたタイミングが、車車送信期間であることもありえる。そのタイミングにおいて、端末装置がＩＰ通信用のパケット信号を送信すると、ＩＰ通信用のパケット信号と車車間通信用のパケット信号とが衝突しやすくなる。その結果、車車間通信に悪影響が及ぼされる。これに対応するために、本実施例に係る通信システムは、複数のスーパーフレームごとにＩＰ期間の長さを変更する。また、ＩＰ期間の長さを変更すべきスーパーフレーム数は、トラヒック量の変動の程度に応じて変更される。本発明の変形例に係る通信システム１００、基地局装置１０は、図１、図２と同様のタイプである。以下では、差異を中心に説明する。

測定部２８は、車車送信期間におけるトラヒック量の平均値を測定する。具体的に説明すると、測定部２８は、処理部２６において受信したパケット信号をもとに、車車送信期間においてパケット信号が報知されている期間を測定する。測定は、複数のスーパーフレームにわたってなされ、測定結果が、スーパーフレーム数によって除算されることによって、トラヒック量の平均値が導出される。また、測定部２８は、車車送信期間におけるトラヒック量の変動量を測定する。変動量は、車車送信期間においてパケット信号が報知されている期間と、トラヒック量の平均値とをもとに、分散を計算することによって導出される。これとは別に、トラヒック量の平均値と変動値とは、車車送信期間において報知されたパケット信号の数をもとに導出されてもよい。測定部２８は、トラヒック量の平均値と変動量とを処理部２６へ出力する。

処理部２６は、測定部２８からのトラヒック量の平均値と変動量とを受けつける。図１２は、処理部２６に記憶されたテーブルのデータ構造を示す。図示のごとく、平均値に対する条件欄２５０、ＩＰ期間欄２５２が含まれる。平均値に対する条件欄２５０には、トラヒック量の平均値と比較すべきしきい値に対する条件が示される。ここでのしきい値は、第１しきい値とされる。ＩＰ期間欄２５２には、平均値に対する条件欄２５０に示された条件に合致した場合のＩＰ期間の長さが示される。ここで、Ａ＜Ｂであるとする。なお、複数のしきい値と、３つ以上の長さのＩＰ期間が規定されていてもよい。図２に戻る。

処理部２６は、測定部２８において測定したトラヒック量の平均値と図１２に示された第１しきい値とを比較することによって、ＩＰ期間の長さを調節する。ここで、トラヒック量の平均値が大きくなるほど、ＩＰ期間が短くされる。また、図４、図６のスーパーフレームを使用する場合、処理部２６は、処理部２６において測定したトラヒック量の平均値と第１しきい値に応じて、下りＩＰ期間の長さと上りＩＰ期間の長さとのうちの少なくとも一方を調節する。両方とも調節してもよい。また、下りＩＰ期間の長さと上りＩＰ期間の長さとが異なっていてもよい。

図１３は、処理部２６に記憶された別のテーブルのデータ構造を示す。図示のごとく、変動量に対する条件欄２４０、変更周期欄２４２が含まれる。変動量に対する条件欄２４０には、トラヒック量の変動量と比較すべきしきい値に対する条件が示される。ここでのしきい値は、第２しきい値とされる。変更周期欄２４２には、変動量に対する条件欄２４０に示された条件に合致した場合の変更周期が示される。変更周期とは、ＩＰ期間の長さが変更される周期を示す。ここで、Ｃ＜Ｄであるとする。なお、複数のしきい値と、３つ以上の長さの変更周期が規定されていてもよい。図２に戻る。

処理部２６は、測定部２８において測定したトラヒック量の変動量と図１３に示された第２しきい値とを比較することによって、変更周期を決定する。これは、測定部２８において測定したトラヒック量の変動量に応じて、ＩＰ期間の長さを固定させるスーパーフレーム数を決定することに相当する。つまり、変更周期が到来されるまで、複数のスーパーフレームにわたってＩＰ期間の長さが固定される。ここで、トラヒック量の変動量が大きくなるほど、変更周期が短くされる。つまり、トラヒック量の変動量が大きくなるほど、ＩＰ期間の長さを固定させるスーパーフレーム数が小さくされる。なお、変更周期が到来するタイミングにおいて、前述のＩＰ期間の長さの調節処理が実行されればよい。また、図４、図６のスーパーフレームを使用する場合、処理部２６は、処理部２６において測定したトラヒック量の変動値と第２しきい値に応じて、下りＩＰ期間の長さと上りＩＰ期間の長さとのうちの少なくとも一方を固定させるスーパーフレーム数を決定する。両方ともＩＰ期間の長さが調節されてもよい。

処理部２６は、ＩＰ期間の長さ、あるいは下りＩＰ期間の長さと上りＩＰ期間の長さを制御信号に含める。具体的に説明すると、処理部２６は、図８（ａ）のＲＳＵコントロールヘッダあるいはアプリケーションデータに、ＩＰ期間の長さに関する情報を含める。制御信号に含まれたＩＰ期間の長さの情報は、変更周期に対応した数のスーパーフレームにわたって固定される。変更周期が到来すると、ＩＰ期間の長さの情報は変更されうる。

本発明の変形例に係る端末装置１４は、図１０と同様のタイプである。以下では、差異を中心に説明する。制御情報抽出部６６は、ＭＡＣフレームのうち、ＲＳＵコントロールヘッダあるいはアプリケーションデータから、ＩＰ期間の長さに関する情報を抽出することによって、ＩＰ期間を特定する。ここで、ＩＰ期間の長さに関する情報は、変更周期に対応した数のスーパーフレームにわたって同一である。ＲＦ部５２、変復調部５４、処理部５６は、特定されたＩＰ期間において、ＩＰ通信を実行する。一方、図４、図６のスーパーフレームのフォーマットの場合、ＲＦ部５２、変復調部５４、処理部５６は、下りＩＰ期間において、ＩＰ通信用のパケット信号を受信する。また、処理部５６、変復調部５４、ＲＦ部５２は、上りＩＰ期間においてＩＰ通信用のパケット信号を送信する。

本発明の実施例によれば、車車間通信の期間と路車間通信の期間とは別にＩＰ通信の期間を設けるために、ＩＰ通信と他の通信との干渉を低減できる。そのため、複数の目的の通信間における相互の影響を低減できる。また、ＩＰ通信と他の通信との干渉が低減されるので、車車間通信と路車間通信とに与える影響を低減しながら、ＩＰ通信を実行できる。また、ＩＰ通信が実行可能になるため、車両においてもＩＰ通信にて情報を送受信できる。また、ＩＰ通信期間を一般期間に連続させ、ＩＰ期間を優先期間に不連続にさせるので、一般期間よりも優先期間において、ＩＰ通信のパケット信号による影響を低減できる。また、一般期間よりも優先期間において、ＩＰ通信のパケット信号による影響が低減されるので、重要度の高い情報を保護できる。

また、上りＩＰ期間と下りＩＰ期間とを別に設定するので、上りのＩＰ通信用のパケット信号と下りのＩＰ通信用のパケット信号との間の干渉を低減できる。また、下りＩＰ期間を路車送信期間に連続させるので、基地局装置からパケット信号を効率的に出力できる。また、ひとつのスーパーフレーム中に複数のサブフレームを設定するので、複数の基地局装置から報知されるパケット信号間の干渉を低減できる。また、車車間通信のトラヒック量に応じて、ＩＰ期間を調節するので、ＩＰ通信よりも車車間通信の優先度を高くできる。また、トラヒック量が多くなると、ＩＰ期間を短くするので、車車間通信のパケット信号の衝突確率の増加を抑制できる。

第２エリアと第２エリア外とを区別するために、誤り率を使用するので、基地局装置からのパケット信号を受信できるか否かによって、第２エリア端を規定できる。また、基地局装置からのパケット信号を受信できるか否かによって、第２エリア端が規定されるので、第２エリアを広くできる。また、第１エリアと第２エリアとを区別するために、受信電力を使用するので、伝搬損失が所定の程度に収まっている範囲を第１エリアに規定できる。伝搬損失が所定の程度に収まっている範囲が第１エリアに規定されているので、交差点の中心付近を第１エリアとして使用できる。

また、第２エリアと第２エリア外とを区別するために、受信電力を使用せず、第１エリアと第２エリアとを区別するために、誤り率を使用しないので、誤判定を抑制できる。また、第１エリアに存在する場合に優先期間を使用し、第２エリアに存在する場合に一般期間を使用するので、第１エリアに存在する端末装置からのパケット信号と、第２エリアに存在する端末装置からのパケット信号との衝突確率を低減できる。また、優先期間ではスロットによる時間分割多重を実行するので、誤り率を低減できる。また、一般期間ではＣＳＭＡ／ＣＡを実行するので、柔軟に端末装置数を調節できる。

また、ＩＰ期間の長さをスーパーフレームごとに変更させずに、複数のスーパーフレームにわたって固定しながら、ＩＰ期間の長さを調節するので、端末装置にＩＰ期間の長さを容易に理解させることができる。また、端末装置にＩＰ期間の長さを容易に理解させているので、ＩＰ通信用のパケット信号と車車間通信用のパケット信号との間の衝突確率を低減できる。また、トラヒック量の変動量に応じて、ＩＰ期間の長さの変更周期を変更するので、変動量に適した変更周期を設定できる。また、トラヒック量の変動量が小さくなれば、変更周期を長くするので、ＩＰ期間の長さとして同一の値を長い期間使用できる。また、トラヒック量の変動量が大きくなれば、変更期間を短くするので、ＩＰ期間の長さをトラヒック量に適した値にすることができる。

以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

本発明の実施例において、処理部２６は、トラヒック量に応じてＩＰ期間の長さを調節している。しかしながらこれに限らず例えば、処理部２６は、別のパラメータに応じてＩＰ期間の長さを調節してもよい。パラメータとして、静的なパラメータと動的なパラメータがある。静的なパラメータは、時間帯、曜日などの予め固定的に設定できる値である。一方、動的なパラメータは、トラヒック量、第１エリア２１０や第２エリア２１２内の端末装置１４の数、パケット信号の衝突確率である。本変形例によれば、状況に適したＩＰ期間の長さを設定できる。

本発明の変形例において、処理部２６は、トラヒック量の平均値に応じてＩＰ期間の長さを調節するとともに、トラヒック量の変動量に応じて変更周期を決定している。しかしながらこれに限らず例えば、処理部２６は、別のパラメータに応じて、ＩＰ期間の長さを調節したり、変更周期を決定したりしてもよい。パラメータとして、静的なパラメータと動的なパラメータがある。静的なパラメータは、時間帯、曜日などの予め固定的に設定できる値である。一方、動的なパラメータは、トラヒック量、第１エリア２１０や第２エリア２１２内の端末装置１４の数、パケット信号の衝突確率である。本変形例によれば、状況に適したＩＰ期間の長さや変更周期を設定できる。

本発明の実施例および変形例において、図３乃至図７のＩＰ期間では、基地局装置１０と端末装置１４との間において、ＩＰ通信が実行されている。ここでは、上りＩＰ期間および下りＩＰ期間をＩＰ期間と総称している。しかしながらこれに限らず例えば、ＩＰ期間において、端末装置１４間のＩＰ通信がなされてもよい。なお、上りＩＰ期間および下りＩＰ期間が規定されている場合、いずれか一方において、端末装置１４間のＩＰ通信がなされてもよく、両方において、端末装置１４間のＩＰ通信がなされてもよい。変形例に係る端末装置１４の構成は、図１０と同様のタイプである。制御情報抽出部６６は、基地局装置１０から、前述のごとく、スーパーフレームの構成に関する情報を基地局装置１０から受信する。処理部５６、変復調部５４、ＲＦ部５２は、車車送信期間において、パケット信号を報知し、ＩＰ期間において、他の端末装置１４と１対１でＩＰ通信を実行する。本変形例によれば、車車間通信と路車間通信とに与える影響を低減しながら、車車間においてもＩＰ通信を実行できる。

１０ 基地局装置、 １２ 車両、 １４ 端末装置、 ２０ アンテナ、 ２２ ＲＦ部、 ２４ 変復調部、 ２６ 処理部、 ２８ 測定部、 ３０ 制御部、 ５０ アンテナ、 ５２ ＲＦ部、 ５４ 変復調部、 ５６ 処理部、 ５８ 制御部、 ６０ タイミング特定部、 ６２ 取得部、 ６４ 生成部、 ６６ 制御情報抽出部、 ７０ 通知部、 ７４ 実行部、 ８０ ネットワーク通信部、 ９０ 選択部、 ９２ 指示部、 １００ 通信システム、 １２０ 測定部、 １２２ 推定部、 １２４ 決定部、 １３０ エリア特定部。

Claims (13)

1. 端末装置間の通信を制御する基地局装置であって、
   基地局装置から信号を報知可能な第１期間と、端末装置から信号を報知可能な第２期間と、基地局装置と端末装置との間において１対１で信号を送信可能な第３期間とが時間多重されたフレームを規定し、フレームの構成に関する情報を生成する生成部と、
   第１期間において、前記生成部にて生成した情報が含まれた信号を報知する報知部と、
   第２期間において、端末装置から報知された信号を受信する受信部と、
   第３期間において、端末装置と１対１で通信する通信部と、
   を備えることを特徴とする基地局装置。
2. 端末装置間の通信を制御する基地局装置であって、
   基地局装置から信号を報知可能な第１期間と、端末装置から信号を報知可能な第２期間とを時間多重したフレームが複数時間多重された後段に、基地局装置と端末装置との間において１対１で信号を送信可能な第３期間がさらに時間多重されたスーパーフレームを規定し、スーパーフレームの構成に関する情報を生成する生成部と、
   スーパーフレームに含まれた複数のフレームのうちのいずれかの第１期間において、前記生成部において生成した情報が含まれた信号を報知する報知部と、
   第２期間において、端末装置から報知された信号を受信する受信部と、
   第３期間において、端末装置と１対１で通信する通信部と、
   を備えることを特徴とする基地局装置。
3. 第２期間におけるトラヒック量を測定する測定部をさらに備え、
   前記生成部は、前記測定部において測定したトラヒック量に応じて、第３期間の長さを調節することを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
4. 前記生成部は、第１期間と第２期間との間において、基地局装置から端末装置へ１対１で信号を送信可能な第３期間と、第２期間の後段において、端末装置から基地局装置へ１対１で信号を送信可能な第４期間とが時間多重されたフレームを規定し、
   前記通信部は、第３期間において、端末装置へ信号を１対１で送信するとともに、第４期間において、端末装置からの信号を１対１で受信することを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
5. 第２期間におけるトラヒック量を測定する測定部をさらに備え、
   前記生成部は、前記測定部において測定したトラヒック量に応じて、第３期間の長さと第４期間の長さとのうちの少なくとも一方を調節することを特徴とする請求項４に記載の基地局装置。
6. 第２期間では、ひとつの端末装置に使用されうるスロットが複数配置され、複数配置されたスロットの後段に、複数の端末装置に共有されうる所定長の期間が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
7. 前記生成部は、複数のフレームにわたる周期ごとに、第３期間の長さを調節することを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
8. 第２期間におけるトラヒック量を測定する測定部をさらに備え、
   前記生成部は、前記測定部において測定したトラヒック量の変動に応じて、第３期間の長さを固定させるフレーム数を決定し、前記測定部において測定したトラヒック量に応じて、第３期間の長さを調節することを特徴とする請求項７に記載の基地局装置。
9. 前記生成部は、複数のスーパーフレームにわたる周期ごとに、第３期間の長さを調節することを特徴とする請求項２に記載の基地局装置。
10. 第２期間におけるトラヒック量を測定する測定部をさらに備え、
    前記生成部は、前記測定部において測定したトラヒック量の変動に応じて、第３期間の長さを固定させるスーパーフレーム数を決定し、前記測定部において測定したトラヒック量に応じて、第３期間の長さを調節することを特徴とする請求項９に記載の基地局装置。
11. 前記生成部は、複数のフレームにわたる周期ごとに、第３期間の長さと第４期間の長さとのうちの少なくとも一方を調節することを特徴とする請求項４に記載の基地局装置。
12. 第２期間におけるトラヒック量を測定する測定部をさらに備え、
    前記生成部は、前記測定部において測定したトラヒック量の変動に応じて、第３期間の長さと第４期間の長さとのうちの少なくとも一方を固定させるフレーム数を決定し、前記測定部において測定したトラヒック量に応じて、第３期間の長さと第４期間の長さとのうちの少なくとも一方を調節することを特徴とする請求項１１に記載の基地局装置。
13. 基地局装置との通信あるいは端末装置間の通信を実行する端末装置であって、
    前記基地局装置から信号を報知可能な第１期間と、端末装置から信号を報知可能な第２期間と、端末装置間において１対１で信号を送信可能な第３期間とが時間多重されたフレームを規定し、第１期間において、フレームの構成に関する情報を前記基地局装置から受信する受信部と、
    第２期間において、信号を報知する報知部と、
    第３期間において、前記基地局装置あるいは他の端末装置と１対１で通信する通信部と、
    を備えることを特徴とする端末装置。

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