JPWO2012131830A1 - 端末装置 - Google Patents

Abstract

ＲＦ部７２、変復調部７４は、第１期間と第２期間とが少なくとも含まれたフレームのうち、第１期間において基地局装置からのパケット信号であって、かつフレーム構成に関する情報が含まれたパケット信号を受信する。抽出部８６は、受信したパケット信号をもとに、フレーム中の第２期間を特定する。設定部８８は、特定した第２期間にて、待ち時間を設定する。キャリアセンス部９０は、設定した待ち時間にわたって、キャリアセンスを実行する。変復調部７４、ＲＦ部７２は、キャリアセンスの結果をもとに、パケット信号を報知する。

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報知する端末装置に関する。

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、キャリアセンスによって他のパケット信号が送信されていないことを確認した後に、パケット信号が送信される。ＩＴＳ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｙｓｔｅｍｓ）のような車車間通信に無線ＬＡＮを適用する場合、不特定多数の車両のそれぞれに搭載された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。その結果、端末装置は、ブロードキャストされた信号を受信することによって、他の車両の接近を検出し、それを運転者に通知することによって、車両間の衝突事故を防止するための注意を運転者に喚起させる。

車両間の衝突事故を防止するとともに、歩行者等と車両との衝突事故を防止することも望まれる。これに対応するために、端末装置は、車載される他に歩行者にも携帯される。歩行者が車両に追突されることを防止するために、歩行者に携帯される端末装置は、車載の端末装置に対して、存在している位置を通知する。一方、歩行者に携帯される端末装置は、バッテリで駆動するので、車載の端末装置と比較して処理量の低減が必要とされる。例えば、他の車両の接近は歩行者に対して通知されない。このような歩行者に携帯される端末装置がパケット信号をブロードキャスト送信する場合であっても、車載の端末装置からブロードキャスト送信されるパケット信号に与える影響は小さい方が望ましい。また、歩行者が自らの存在位置を知らしめるという目的を鑑みて、歩行者に携帯される端末装置は、車載の端末装置よりも優先的にパケット信号を報知できる方が望ましい。

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、低消費電力化が必要とされる端末装置からパケット信号が報知される場合においても、他の端末装置から報知されるパケット信号に与える影響を低減しながら、優先的に報知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端末装置は、第１期間と第２期間とが少なくとも含まれたフレームのうち、第１期間において基地局装置からのパケット信号であって、かつフレーム構成に関する情報が含まれたパケット信号を受信する受信部と、受信部において受信したパケット信号をもとに、フレーム中の第２期間を特定する特定部と、特定部において特定した第２期間にて、待ち時間を設定する設定部と、設定部において設定した待ち時間にわたって、キャリアセンスを実行するキャリアセンス部と、キャリアセンス部におけるキャリアセンスの結果をもとに、パケット信号を報知する報知部とを備える。設定部が設定可能な待ち時間の範囲は、第２期間においてパケット信号を報知可能な他種の端末装置がキャリアセンスのために設定可能な待ち時間の範囲よりも狭い。

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、低消費電力化が必要とされる端末装置からパケット信号が報知される場合においても、他の端末装置から報知されるパケット信号に与える影響を低減しながら、優先的に報知できる。

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３（ａ）−（ｄ）は、図１の通信システムにおいて規定されるフレームのフォーマットを示す図である。 図４（ａ）−（ｂ）は、図３（ａ）−（ｄ）のサブフレームの構成を示す図である。 図５（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１の車両に搭載された車載用端末装置の構成を示す図である。 図１の歩行者に携帯された携帯用端末装置の構成を示す図である。 図７の携帯用端末装置の動作を示す図である。 本発明の変形例に係るフレームのフォーマットを示す図である。 本発明の別の変形例に係るフレームのフォーマットを示す図である。

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（以下、「車載用端末装置」ともいう）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車載用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、車載用端末装置は、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、他の車載用端末装置は、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。車両の接近を運転者に通知することによって、運転者に注意を促す。車車間通信と路車間通信との干渉を低減するために、基地局装置は、複数のサブフレームが含まれたフレームを繰り返し規定する。基地局装置は、路車間通信のために、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。

車載用端末装置は、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。なお、車車間通信は、路車送信期間以外の車車間通信を実行するための期間（以下、「車車送信期間」という）においてＣＳＭＡ方式にてなされる。このような端末装置は、歩行者にも携帯される（以下、歩行者に携帯される端末装置を「携帯用端末装置」という）。携帯用端末装置は、バッテリ駆動であり、低消費電力化を必要とされる。そのため、携帯用端末装置は、データを格納したパケット信号をブロードキャスト送信するだけであり、車両の接近を歩行者に通知しない。

このような携帯用端末装置がパケット信号をブロードキャスト送信する場合であっても、車載用端末装置からブロードキャスト送信されるパケット信号に対する影響を低減することが必要とされる。また、携帯用端末装置がパケット信号をブロードキャスト送信する目的は、歩行者の存在位置を運転者に知らしめるためである。そのため、携帯用端末装置にとって、車載用端末装置よりも優先的に送信できることが望まれる。これに対応するために、本実施例に係る通信システムは、次の処理を実行する。なお、以下では、携帯用端末装置であっても、車車間通信、路車間通信というものとする。また、車載用端末装置と携帯用端末装置とを区別せずに「端末装置」ということもあり、車載用端末装置と携帯用端末装置とを総称して「端末装置」ということもある。

携帯用端末装置も、車載用端末装置と同様に、車車送信期間においてＣＳＭＡ方式を実行する。ここで、携帯用端末装置には、車載用端末装置よりも低消費電力化が望まれるので、携帯用端末装置からブロードキャスト送信される情報量は、車載用端末装置からブロードキャスト送信される情報量よりも少なくされる。その結果、前者のパケット信号長は、後者のパケット信号長よりも短くされる。ＣＳＭＡ方式では、コンテンションウインドウの長さが可変であり、その期間においてキャリアセンスが実行される。パケット信号長が短いにもかかわらず、コンテンションウインドウの最大値が同じであれば、パケット信号長に対する待ち時間が長くなってしまう。これに対応するために、携帯用端末装置でのコンテンションウインドウの最大値は、車載用端末装置でのコンテンションウインドウの最大値よりも短くなるように規定される。

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、歩行者１６と総称される第１歩行者１６ａ、第２歩行者１６ｂを含む。なお、各車両１２には、図示しない車載用端末装置が設置され、各歩行者１６は、図示しない携帯用端末装置を携帯する。また、エリア２１２は、基地局装置１０の周囲に形成され、エリア外２１４は、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。

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にて形成されたフレームをもとに、複数のサブフレームが含まれた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、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。

車両１２は、エンジンにて駆動され、車載用端末装置を搭載する。車載用端末装置は、受信したパケット信号に含まれた制御情報をもとに、フレームを生成する。その結果、複数の車載用端末装置のそれぞれにおいて生成されるフレームは、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、車載用端末装置は、車車送信期間において、ＣＳＭＡ／ＣＡを実行することによって、パケット信号を報知する。車載用端末装置は、例えば、存在位置に関する情報をパケット信号に格納する。また、車載用端末装置は、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、車載用端末装置によって転送される。

一方、基地局装置１０からのパケット信号を受信できない車載用端末装置、つまりエリア外２１４に存在する車載用端末装置は、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、車載用端末装置は、他の車載用端末装置からのパケット信号を受信することによって、他の車載用端末装置が搭載された車両の接近を運転者へ通知する。

歩行者１６は、携帯用端末装置を携帯する。携帯用端末装置は、車載用端末装置と同様の処理を実行する。しかしながら、携帯用端末装置は、処理を簡易にするために、車両等の接近を通知しない。また、携帯用端末装置は、ＣＳＭＡ／ＣＡを実行する際の平均待ち時間が車載用端末装置での平均待ち時間よりも短くなるように、コンテンションウインドウを設定する。さらに、携帯用端末装置における送信電力は、他の装置の送信電力よりも小さくなるように設定される。

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、ネットワーク通信部２８、制御部３０を含む。処理部２６は、フレーム規定部３２、選択部３４、生成部３６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。

フレーム規定部３２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。フレーム規定部３２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、フレーム規定部３２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」のフレームを１０個生成する。このような処理を繰り返すことによって、フレームが繰り返されるように規定される。

なお、フレーム規定部３２は、復調結果から制御情報を検出し、検出した制御情報をもとにフレームを生成してもよい。このような処理は、他の基地局装置１０によって形成されたフレームのタイミングに同期したフレームを生成することに相当する。図３（ａ）−（ｄ）は、通信システム１００において規定されるフレームのフォーマットを示す。図３（ａ）は、フレームの構成を示す。フレームは、第１サブフレームから第Ｎサブフレームと示されるＮ個のサブフレームによって形成されている。例えば、フレームの長さが１００ｍｓｅｃであり、Ｎが８である場合、１２．５ｍｓｅｃの長さのサブフレームが規定される。図３（ｂ）−（ｄ）の説明は、後述し、図２に戻る。

選択部３４は、フレームに含まれた複数のサブフレームのうち、路車送信期間を設定すべきサブフレームを選択する。具体的に説明すると、選択部３４は、フレーム規定部３２にて規定されたフレームを受けつける。選択部３４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。選択部３４は、入力した復調結果のうち、他の基地局装置１０からの復調結果を抽出する。選択部３４は、復調結果を受けつけたサブフレームを特定することによって、復調結果を受けつけていないサブフレームを特定する。これは、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、つまり未使用のサブフレームを特定することに相当する。未使用のサブフレームが複数存在する場合、選択部３４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、選択部３４は、復調結果に対応した受信電力を取得し、受信電力の小さいサブフレームを優先的に選択する。

図３（ｂ）は、第１基地局装置１０ａによって生成される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する。また、第１基地局装置１０ａは、第１サブフレームにおいて路車送信期間につづいて車車送信期間を設定する。車車送信期間とは、車載用端末装置がパケット信号を報知可能な期間である。つまり、第１サブフレームの先頭期間である路車送信期間において第１基地局装置１０ａはパケット信号を報知可能であり、かつフレームのうち、路車送信期間以外の車車送信期間において車載用端末装置がパケット信号を報知可能であるような規定がなされる。さらに、第１基地局装置１０ａは、第２サブフレームから第Ｎサブフレームに車車送信期間のみを設定する。

図３（ｃ）は、第２基地局装置１０ｂによって生成される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する。また、第２基地局装置１０ｂは、第２サブフレームにおける路車送信期間の後段、第１サブフレーム、第３サブフレームから第Ｎサブフレームに車車送信期間を設定する。図３（ｄ）は、第３基地局装置１０ｃによって生成されるフレームの構成を示す。第３基地局装置１０ｃは、第３サブフレームの先頭部分に路車送信期間を設定する。また、第３基地局装置１０ｃは、第３サブフレームにおける路車送信期間の後段、第１サブフレーム、第２サブフレーム、第４サブフレームから第Ｎ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。図２に戻る。選択部３４は、選択したサブフレームの番号を生成部３６へ出力する。

生成部３６は、選択部３４から受けつけたサブフレーム番号のサブフレームに路車送信期間を設定し、路車送信期間において報知すべきＲＳＵパケット信号を生成する。なお、以下の説明において、ＲＳＵパケット信号とパケット信号とは区別せずに使用される。図４（ａ）−（ｂ）は、サブフレームの構成を示す。図４（ａ）は、路車送信期間が設定されたサブフレームを示す。図示のごとく、ひとつのサブフレームは、路車送信期間、車車送信期間の順に構成される。図４（ｂ）は、路車送信期間におけるパケット信号の配置を示す。図示のごとく、路車送信期間において、複数のＲＳＵパケット信号が並べられている。ここで、前後のパケット信号は、ＳＩＦＳ（Ｓｈｏｒｔ Ｉｎｔｅｒｆｒａｍｅ Ｓｐａｃｅ）だけ離れている。

ここでは、ＲＳＵパケット信号の構成を説明する。図５（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５（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」、「ＬＬＣヘッダ」、「メッセージヘッダ」、「データペイロード」、「ＦＣＳ」を配置する。データペイロードに含まれる情報については、後述する。図５（ｂ）は、生成部３６によって生成されるメッセージヘッダの構成を示す図である。メッセージヘッダには、基本部分が含まれている。

基本部分は、「プロトコルバージョン」、「送信ノード種別」、「再利用回数」、「ＴＳＦタイマ」、「ＲＳＵ送信期間長」を含む。プロトコルバージョンは、対応しているプロトコルのバージョンを示す。送信ノード種別は、ＭＡＣフレームが含まれたパケット信号の送信元を示す。例えば、「０」は端末装置を示し、「１」は基地局装置１０を示す。なお、車載用端末装置と携帯用端末装置とを区別する場合、送信ノード種別が２ビットで示される。選択部３４が、入力した復調結果のうち、他の基地局装置１０からの復調結果を抽出する場合に、選択部３４は、送信ノード種別の値を利用する。再利用回数は、メッセージヘッダが端末装置によって転送される場合の有効性の指標を示し、ＴＳＦタイマは、送信時刻を示す。ＲＳＵ送信期間長は、路車送信期間の長さを示しており、路車送信期間に関する情報といえる。図２に戻る。

ネットワーク通信部２８は、図示しないネットワーク２０２に接続される。ネットワーク通信部２８は、ネットワーク２０２から、渋滞情報を受けつける。生成部３６は、ネットワーク通信部２８から、渋滞情報を取得し、データペイロードに格納することによって、前述のＲＳＵパケット信号を生成する。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、ハードウエアとソフトウエア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６は、車両１２に搭載された車載用端末装置１４の構成を示す。車載用端末装置１４は、アンテナ４０、ＲＦ部４２、変復調部４４、処理部４６、制御部４８を含む。処理部４６は、タイミング特定部５０、転送決定部５６、取得部５８、通知部６０、生成部６２を含み、タイミング特定部５０は、抽出部５２、キャリアセンス部５４を含む。アンテナ４０、ＲＦ部４２、変復調部４４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、差異を中心に説明する。

変復調部４４、処理部４６は、図示しない他の端末装置や基地局装置１０からのパケット信号を受信する。なお、前述のごとく、変復調部４４、処理部４６は、路車送信期間において、基地局装置１０からのパケット信号を受信する。前述のごとく、変復調部４４、処理部４６は、車車送信期間において、他の車載用端末装置１４からのパケット信号を受信する。さらに、詳細は後述するが、変復調部４４、処理部４６は、路車送信期間と車車送信期間に関係なく、図示しない携帯用端末装置からのパケット信号を受信する。

抽出部５２は、変復調部４４からの復調結果が、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、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。その際、抽出部５２は、図１のエリア２１２内に存在すると推定する。抽出部５２は、サブフレームのタイミングと、パケット信号のメッセージヘッダの内容、具体的には、ＲＳＵ送信期間長の内容をもとに、フレームを生成する。なお、フレームの生成は、前述のフレーム規定部３２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、抽出部５２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。

一方、抽出部５２は、ＲＳＵパケット信号を受信していない場合、図１のエリア外２１４に存在すると推定する。抽出部５２は、エリア２１２に存在していることを推定した場合、車車送信期間を選択する。抽出部５２は、エリア外２１４に存在していることを推定すると、フレームの構成と無関係のタイミングを選択する。抽出部５２は、車車送信期間を選択した場合、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キャリアセンス部５４へ出力する。抽出部５２は、フレームの構成と無関係のタイミングを選択すると、キャリアセンスの実行をキャリアセンス部５４に指示する。

キャリアセンス部５４は、抽出部５２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受けつける。キャリアセンス部５４は、車車送信期間において、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、キャリアセンス部５４は、干渉電力をもとに、車車送信期間における送信タイミングを決定する。具体的に説明すると、キャリアセンス部５４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、キャリアセンス部５４は、送信タイミングを決定する。キャリアセンス部５４は、抽出部５２から、キャリアセンスの実行を指示された場合、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。キャリアセンス部５４は、決定した送信タイミングを生成部６２へ通知する。

取得部５８は、図示しないＧＰＳ受信機、ジャイロセンサ、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、車載用端末装置１４の存在位置、進行方向、移動速度等（以下、「位置情報」と総称する）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５８は、位置情報を生成部６２へ出力する。

転送決定部５６は、メッセージヘッダの転送を制御する。転送決定部５６は、パケット信号からメッセージヘッダを抽出する。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、再利用回数が「０」に設定されているが、パケット信号が他の車載用端末装置１４から送信されている場合には、再利用回数が「１以上」の値に設定されている。転送決定部５６は、抽出したメッセージヘッダから、転送すべきメッセージヘッダを選択する。ここでは、例えば、再利用回数が最も小さいメッセージヘッダが選択される。また、転送決定部５６は、複数のメッセージヘッダに含まれた内容を合成することによって新たなメッセージヘッダを生成してもよい。転送決定部５６は、選択対象のメッセージヘッダを生成部６２へ出力する。その際、転送決定部５６は、再利用回数を「１」増加させる。

生成部６２は、取得部５８から位置情報を受けつけ、転送決定部５６からメッセージヘッダを受けつける。生成部６２は、図５（ａ）−（ｂ）に示されたＭＡＣフレームを使用し、位置情報をデータペイロードに格納する。生成部６２は、ＭＡＣフレームが含まれたパケット信号を生成するとともに、キャリアセンス部５４において決定した送信タイミングにて、変復調部４４、ＲＦ部４２、アンテナ４０を介して、生成したパケット信号をブロードキャスト送信する。これは、車車間通信に相当する。なお、送信タイミングは、車車送信期間に含まれている。

通知部６０は、抽出部５２を介して、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、図示しない他の車載用端末装置１４からのパケット信号を取得する。通知部６０は、取得したパケット信号に対する処理として、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や歩行者１６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。さらに、通知部６０は、渋滞情報等も運転者へモニタやスピーカを介して通知する。

図７は、歩行者１６に携帯された携帯用端末装置１８の構成を示す。携帯用端末装置１８は、アンテナ７０、ＲＦ部７２、変復調部７４、処理部７６、制御部７８を含む。また、処理部７６は、取得部８０、生成部８２、タイミング特定部８４を含み、タイミング特定部８４は、抽出部８６、設定部８８、キャリアセンス部９０を含む。取得部８０は、図６の取得部５８と同様に、位置情報を取得する。取得部８０は、位置情報を生成部８２に出力する。

変復調部７４、処理部７６は、図６の変復調部４４、処理部４６と同様に、図示しない他の端末装置や基地局装置１０からのパケット信号を受信する。特に、変復調部７４、処理部７６は、路車送信期間と車車送信期間とが少なくとも含まれたフレームのうち、路車送信期間において基地局装置１０からのパケット信号であって、かつフレーム構成に関する情報が含まれたパケット信号を受信する。抽出部８６は、抽出部５２と同様に、変復調部７４からの復調結果が、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、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、抽出部８６は、車車送信期間を特定し、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設定部８８へ出力する。一方、抽出部８６は、フレームの構成と無関係のタイミングを選択すると、フレームが規定されていないことを設定部８８に指示する。

設定部８８は、抽出部８６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受けつけると、車車送信期間にて、キャリアセンスのための待ち時間を設定する。ここでは、キャリアセンスによるＣＳＭＡ動作の概要を説明する。図８は、携帯用端末装置１８の動作を示す。横軸が時間を示す。ビジーは、他の装置からの信号を受信している状態を示す。ビジー状態が終了した後、ＤＩＦＳ（ＤＣＦ ＩＦＳ）の間にわたって待機がなされる。さらに、ＤＩＦＳ終了後、コンテンションウインドウの間にわたっても待機がされる。この間に、信号を受信しなかった場合に、パケット信号が送信される。ここで、コンテンションウインドウは、複数のスロットによって構成される。ひとつのスロットのサイズは、１３μｓｅｃである。また、スロットの数は、０〜Ｎの乱数によって定められる。携帯用端末装置１８から報知されるパケット信号の長さは、車載用端末装置１４から報知されるパケット信号の長さよりも短い。

そのため、コンテンションウインドウの期間が両者の間で同一であれば、前者は後者よりも、パケット信号長に対する待ち時間が長くなる。これに対応するため、キャリアセンス部９０がキャリアセンスのために設定可能な乱数の範囲は、車載用端末装置１４がキャリアセンスのために設定可能な乱数の範囲よりも狭くなるように設定される。例えば、キャリアセンスのために設定可能な乱数の範囲は、０〜Ｎ／２によって定められる。これは、車載用端末装置１４が設定可能な待ち時間の範囲が携帯用端末装置１８が設定可能な待ち時間の範囲よりも短いことに相当する。また、設定部８８が設定可能な待ち時間の最大値は、車載用端末装置１４がキャリアセンスのために設定可能な待ち時間の最大値よりも小さくなっている。図７に戻る。なお、フレームが規定されていないことを設定部８８から指示された場合、設定部８８は、フレームの構成と無関係にコンテンションウインドウを同様に設定する。

キャリアセンス部９０は、設定部８８において設定した待ち時間にわたって、キャリアセンスを実行する。変復調部７４、ＲＦ部７２は、キャリアセンス部９０におけるキャリアセンスの結果をもとに、パケット信号を報知する。

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、歩行者に携帯された携帯用端末装置に関する。実施例では、車載用端末装置と携帯用端末装置は、車車送信期間においてパケット信号を報知している。一方、変形例では、フレームが、路車送信期間、車車送信期間、歩車送信期間によって構成されている。車載用端末装置は、車車送信期間においてパケット信号を報知するが、携帯用端末装置は、歩車送信期間においてパケット信号を報知する。つまり、車載用端末装置がパケット信号を報知可能な期間と、携帯用端末装置がパケット信号を報知可能な期間とは、時分割多重されている。変形例に係る通信システム１００、基地局装置１０、車載用端末装置１４、携帯用端末装置１８は、図１、図２、図６、図７と同様のタイプである。ここでは、差異を中心に説明する。

図９は、本発明の変形例に係るフレームのフォーマットを示す。図示のごとく、フレームは、路車送信期間、車車送信期間、歩車送信期間によって構成される。前述のごとく、携帯用端末装置１８から報知されるパケット信号の長さは、車載用端末装置１４から報知されるパケット信号の長さよりも短いので、歩車送信期間の長さは歩車送信期間の長さよりも短くなるように規定される。一方、歩車送信期間においてパケット信号を報知しうる携帯用端末装置１８の数が、車車送信期間においてパケット信号を報知しうる車載用端末装置１４の数よりも多いことを想定して、歩車送信期間の長さは歩車送信期間の長さよりも長くなるように規定されてもよい。さらに、歩車送信期間の長さは歩車送信期間の長さに等しくなるように規定されてもよい。このようなフレームの構成に関する情報は、基地局装置１０からのパケット信号に格納される。図６の抽出部５２は、車車送信期間を特定し、図７の抽出部８６は、歩車送信期間を特定する。図６のキャリアセンス部５４、図７の設定部８８、キャリアセンス部９０は、これまでと同様の処理を実行する。

次に、本発明の別の変形例を説明する。本発明の別の変形例は、これまでと同様に、歩行者に携帯された携帯用端末装置に関する。別の変形例では、変形例と同様に、フレームが、路車送信期間、車車送信期間、歩車送信期間によって構成されている。また、別の変形例における歩車送信期間は、複数のスロットにて形成される。携帯用端末装置は、複数のスロットのうちのいずれかを選択し、選択したスロットにてパケット信号を報知する。そのため、携帯用端末装置は、キャリアセンスを実行しない。別の変形例に係る通信システム１００、基地局装置１０、車載用端末装置１４、携帯用端末装置１８は、図１、図２、図６、図７と同様のタイプである。ここでは、差異を中心に説明する。

図１０は、本発明の別の変形例に係るフレームのフォーマットを示す。図１０に示されたフレームは、図９と同様に、路車送信期間、車車送信期間、歩車送信期間によって構成される。また、歩車送信期間は、第１スロットから第ＮスロットのＮ個のスロットにて構成される。このようなフレームの構成に関する情報は、基地局装置１０からのパケット信号に格納される。図６の抽出部５２は、車車送信期間を特定し、図７の抽出部８６は、歩車送信期間を特定するとともに、各スロットを特定する。図７の設定部８８は、複数のスロットのうちのひとつを選択する。例えば、ひとつのスロットはランダムに選択される。その際、キャリアセンス部９０は、１００ｍｓｅｃ前、つまり１フレーム前にキャリアセンスを実行する。キャリアセンスの実行結果が設定部８８に使用される。生成部８２は、設定部８８において選択されたスロットにて報知するためのパケット信号を生成する。ここで、生成部８２において生成されるパケット信号長は固定であるとする。一方、図６の生成部６２において生成されるパケット信号長は可変であるとする。

本発明の実施例によれば、基地局装置から通知されるフレーム情報によって特定される車車送信期間においてキャリアセンスを実行するので、携帯用端末装置からパケット信号が報知される場合においても、車載用端末装置から報知されるパケット信号に与える影響を低減できる。また、車載用端末装置の待ち時間の範囲よりも、待ち時間の範囲が狭いので、少ない待ち時間でパケット信号を優先的に送信できる。また、少ない待ち時間でパケット信号を送信しやすくなるので、直ちに存在位置を通知できる。また、携帯用端末装置から報知されるパケット信号の送信電力が、基地局装置や車載用端末装置から報知されるパケット信号の送信電力よりも小さく設定されるので、後者に与える影響を低減できる。また、送信電力が小さく設定されるので、消費電力を低減できる。また、消費電力が低減されるので、駆動時間を長くできる。また、歩車送信期間を別に規定するので、車車間通信に与える影響を低減できる。また、歩車送信期間においてスロット単位にパケット信号を報知するので、送信の効率を向上できる。

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、携帯用端末装置１８が設定可能な待ち時間の最大値は、車載用端末装置１４がキャリアセンスのために設定可能な待ち時間の最大値よりも小さく設定されている。しかしながらこれに限らず例えば、設定部８８が設定可能な待ち時間の範囲は、車載用端末装置１４がキャリアセンスのために設定可能な待ち時間の範囲とずれていてもよい。一例では、設定部８８でのコンテンションウインドウが、「０」から「１５」と規定され、車載用端末装置１４でのコンテンションウインドウが、「１６」から「６３」と規定される。本変形例によれば、待ち時間をずらすので、パケット信号の衝突確率を低減できる。

本発明の実施例において、携帯用端末装置１８が設定可能な待ち時間の最大値は、車載用端末装置１４がキャリアセンスのために設定可能な待ち時間の最大値よりも小さく設定されている。しかしながらこれに限らず例えば、設定部８８が設定可能な待ち時間は固定値であり、車載用端末装置１４がキャリアセンスのために設定可能な待ち時間は可変値であってもよい。一例では、設定部８８は、ＳＩＦＳ等を設定する。本変形例によれば、携帯用端末装置１８からのパケット信号を優先的に報知できる。

本発明の実施例において、車載用端末装置１４と携帯用端末装置１８とは別に構成されている。しかしながらこれに限らず例えば、これらがひとつの端末装置として構成されてもよい。この端末装置は、車載モードで動作する際に車載用端末装置１４になり、携帯モードで動作する際に携帯用端末装置１８になる。このような端末装置は、状況に応じて、車載用端末装置１４と解してもよく、携帯用端末装置１８と解してもよい。本変形例によれば、両装置の機能を有したひとつの端末装置を実現することができる。

本発明の変形例と別の変形例とにおいて、フレームまたはサブフレームが、路車送信期間、車車送信期間、歩車送信期間によって構成されている。なお、車車送信期間、歩車送信期間の長さについては、特に定められていない。しかしながらこれに限らず例えば、車車送信期間と歩車送信期間との比に関する情報がメッセージヘッダに含まれてもよい。このように構成されている場合、車車送信期間、歩車送信期間の長さが、基地局装置１０から報知されるパケット信号によって制御される。なお、車車送信期間：歩車送信期間が１：０や０：１のように設定されてもよい。本変形例によれば、車車送信期間、歩車送信期間を柔軟に調節できる。

１０ 基地局装置、 １２ 車両、 １４ 車載用端末装置、 １６ 歩行者、 １８ 携帯用端末装置、 ２０ アンテナ、 ２２ ＲＦ部、 ２４ 変復調部、 ２６ 処理部、 ２８ ネットワーク通信部、 ３０ 制御部、 ３２ フレーム規定部、 ３４ 選択部、 ３６ 生成部、 ４０ アンテナ、 ４２ ＲＦ部、 ４４ 変復調部、 ４６ 処理部、 ４８ 制御部、 ５０ タイミング特定部、 ５２ 抽出部、 ５４ キャリアセンス部、 ５６ 転送決定部、 ５８ 取得部、 ６０ 通知部、 ６２ 生成部、 ７０ アンテナ、 ７２ ＲＦ部、 ７４ 変復調部、 ７６ 処理部、 ７８ 制御部、 ８０ 取得部、 ８２ 生成部、 ８４ タイミング特定部、 ８６ 抽出部、 ８８ 設定部、 ９０ キャリアセンス部、 １００ 通信システム。

本発明によれば、低消費電力化が必要とされる端末装置からパケット信号が報知される場合においても、他の端末装置から報知されるパケット信号に与える影響を低減しながら、優先的に報知できる。

Claims (4)

1. 第１期間と第２期間とが少なくとも含まれたフレームのうち、第１期間において基地局装置からのパケット信号であって、かつフレーム構成に関する情報が含まれたパケット信号を受信する受信部と、
   前記受信部において受信したパケット信号をもとに、フレーム中の第２期間を特定する特定部と、
   前記特定部において特定した第２期間にて、待ち時間を設定する設定部と、
   前記設定部において設定した待ち時間にわたって、キャリアセンスを実行するキャリアセンス部と、
   前記キャリアセンス部におけるキャリアセンスの結果をもとに、パケット信号を報知する報知部とを備え、
   前記設定部が設定可能な待ち時間の範囲は、第２期間においてパケット信号を報知可能な他種の端末装置がキャリアセンスのために設定可能な待ち時間の範囲よりも狭いことを特徴とする端末装置。
2. 前記設定部が設定可能な待ち時間の最大値は、他種の端末装置がキャリアセンスのために設定可能な待ち時間の最大値よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の端末装置。
3. 前記設定部が設定可能な待ち時間の範囲は、他種の端末装置がキャリアセンスのために設定可能な待ち時間の範囲とずれていることを特徴とする請求項１に記載の端末装置。
4. 前記設定部が設定可能な待ち時間は固定値であり、他種の端末装置がキャリアセンスのために設定可能な待ち時間は可変値であることを特徴とする請求項１に記載の端末装置。

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