JPWO2018055685A1 - 路側通信装置および車載通信装置 - Google Patents

路側通信装置および車載通信装置

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Abstract

本発明は、路車間通信におけるトラフィックの増大を抑制することが可能な路側通信装置および車載通信装置を提供することを目的とする。本発明による路側通信装置は、路車間メッセージおよび車々間メッセージを送受信する車々間送受信サービス処理部(1)と、トランザクションサービスと転送サービスとを提供する通信転送部(2)と、路車間メッセージを送受信する路車間アプリケーション処理部(3)と、車々間メッセージを送受信する車々間アプリケーション処理部(4)と、車々間アプリケーション処理部(4)が通信装置(200)との間で送受信する車々間メッセージの送受信状況を管理する送受信状況管理部(5)と、通信装置(200)との接続状況を管理する路側通信管理部(6)とを備え、路側通信管理部(6)は、送受信状況管理部(5)から通知された車々間メッセージの受信状況に基づいて通信装置(200)との接続状態を管理する。

Description

本発明は、道路上を走行する移動局間で行われる車々間通信、および道路上に設置された基地局と道路上を走行する移動局との間で行われる路車間通信を利用して移動局に対してサービスを提供する路側通信装置、および基地局からサービスの提供を受ける車載通信装置に関する。
近年、車々間通信および路車間通信を行う通信装置を利用した安全運転支援システムの実用化が検討されている。一般的に、車々間通信を利用した車々間通信システムでは、移動局間で一定周期ごとに自局の情報を送受信し合う情報交換型アプリケーションが用いられる。一方、路車間通信利用した路車間通信システムでは、基地局が当該基地局の周辺を走行する各移動局に対して個別に情報を配信するため、通信装置間の接続状態を管理する必要がある。
従来、特許文献1および非特許文献1では、路車間通信システムにおいて、マルチアプリケーションに対応するためにローカルポート制御プロトコル(Local Port Control Protocol:LPCP)を用い、メッセージの再送または分割組み立てに対応するためにローカルポートプロトコル(Local Port Protocol:LPP)を用いる方法が開示されている。この方法では、下位の通信プロトコルにおける接続管理機能を利用して個別通信を実現している。
車々間通信システムにおいても、マルチアプリケーションの利用、メッセージの再送または分割組み立てが必要となるようなアプリケーションの利用が将来的に想定されている。これに対して、特許文献2では、初期接続の確立手順を提供し、マルチアプリケーションに対応し、メッセージの再送または分割/組み立てを行い、路車間通信システムおよび車々間通信システムの双方に対応することができる車載通信装置および路車間−車々間通信連携システムを提供する方法が開示されている。
国際公開第2005/039075号 特許第4999989号公報
「狭域通信(DSRC)アプリケーションサブレイヤ 標準規格 ARIB STD−T88 1.1版」、社団法人電波産業会
特許文献2に記載の車載通信装置および路車間−車々間通信連携システムでは、初期接続を開始する時または接続状態を維持する時に、路車間通信のプロトコルに基づいた路車間メッセージを周期的に送信する必要があり、路車間通信におけるトラフィックが増大するという問題があった。
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、路車間通信におけるトラフィックの増大を抑制することが可能な路側通信装置および車載通信装置を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本発明による路側通信装置は、基地局に搭載され、移動局に搭載された通信装置(200)との間で無線通信を行うことが可能な路側通信装置(100)であって、通信装置(200)との間で路車間通信のプロトコルに基づいた路車間メッセージ、および車々間通信のプロトコルに基づいた車々間メッセージを送受信する車々間送受信サービス処理部(1)と、車々間送受信サービス処理部(1)を介して通信装置(200)との間で送受信する路車間メッセージの再送、分割、および組み立てを含むトランザクションサービスと、上位プロトコルを識別するためのローカルポート番号を付加する転送サービスとを提供する通信転送部(2)と、車々間送受信サービス処理部(1)および通信転送部(2)を介して通信装置(200)との間で路車間メッセージを送受信する路車間アプリケーション処理部(3)と、車々間送受信サービス処理部(1)を介して通信装置(200)との間で車々間メッセージを送受信する車々間アプリケーション処理部(4)と、車々間アプリケーション処理部(4)が通信装置(200)との間で送受信する車々間メッセージの送受信状況を管理する送受信状況管理部(5)と、通信装置(200)との接続状況を管理する路側通信管理部(6)とを備え、路側通信管理部(6)は、送受信状況管理部(5)から通知された車々間メッセージの受信状況に基づいて通信装置(200)との接続状態を管理する。
また、本発明による車載通信装置は、移動局に搭載され、基地局または他の移動局に搭載された通信装置(100、200)との間で無線通信を行うことが可能な車載通信装置(200)であって、通信装置(100、200)との間で路車間通信のプロトコルに基づいた路車間メッセージ、および車々間通信のプロトコルに基づいた車々間メッセージを送受信する車々間送受信サービス処理部(1)と、車々間送受信サービス処理部(1)を介して通信装置(100、200)との間で送受信する路車間メッセージの再送、分割、および組み立てを含むトランザクションサービスと、上位プロトコルを識別するためのローカルポート番号を付加する転送サービスとを提供する通信転送部(2)と、車々間送受信サービス処理部(1)および通信転送部(2)を介して通信装置(100、200)との間で路車間メッセージを送受信する路車間アプリケーション処理部(3)と、車々間送受信サービス処理部(1)を介して通信装置(100、200)との間で車々間メッセージを送受信する車々間アプリケーション処理部(4)と、車々間アプリケーション処理部(4)が通信装置(100、200)との間で送受信する車々間メッセージの送受信状況を管理する送受信状況管理部(5)と、通信装置(100、200)との接続状況を管理する車載通信管理部(7)とを備え、車載通信管理部(7)は、送受信状況管理部(5)から通知された車々間メッセージの送受信状況を利用して接続状態を管理する。
本発明によると、路側通信装置は、基地局に搭載され、移動局に搭載された通信装置(200)との間で無線通信を行うことが可能な路側通信装置(100)であって、通信装置(200)との間で路車間通信のプロトコルに基づいた路車間メッセージ、および車々間通信のプロトコルに基づいた車々間メッセージを送受信する車々間送受信サービス処理部(1)と、車々間送受信サービス処理部(1)を介して通信装置(200)との間で送受信する路車間メッセージの再送、分割、および組み立てを含むトランザクションサービスと、上位プロトコルを識別するためのローカルポート番号を付加する転送サービスとを提供する通信転送部(2)と、車々間送受信サービス処理部(1)および通信転送部(2)を介して通信装置(200)との間で路車間メッセージを送受信する路車間アプリケーション処理部(3)と、車々間送受信サービス処理部(1)を介して通信装置(200)との間で車々間メッセージを送受信する車々間アプリケーション処理部(4)と、車々間アプリケーション処理部(4)が通信装置(200)との間で送受信する車々間メッセージの送受信状況を管理する送受信状況管理部(5)と、通信装置(200)との接続状況を管理する路側通信管理部(6)とを備え、路側通信管理部(6)は、送受信状況管理部(5)から通知された車々間メッセージの受信状況に基づいて通信装置(200)との接続状態を管理するため、路車間通信におけるトラフィックの増大を抑制することが可能となる。
また、車載通信装置は、移動局に搭載され、基地局または他の移動局に搭載された通信装置(100、200)との間で無線通信を行うことが可能な車載通信装置(200)であって、通信装置(100、200)との間で路車間通信のプロトコルに基づいた路車間メッセージ、および車々間通信のプロトコルに基づいた車々間メッセージを送受信する車々間送受信サービス処理部(1)と、車々間送受信サービス処理部(1)を介して通信装置(100、200)との間で送受信する路車間メッセージの再送、分割、および組み立てを含むトランザクションサービスと、上位プロトコルを識別するためのローカルポート番号を付加する転送サービスとを提供する通信転送部(2)と、車々間送受信サービス処理部(1)および通信転送部(2)を介して通信装置(100、200)との間で路車間メッセージを送受信する路車間アプリケーション処理部(3)と、車々間送受信サービス処理部(1)を介して通信装置(100、200)との間で車々間メッセージを送受信する車々間アプリケーション処理部(4)と、車々間アプリケーション処理部(4)が通信装置(100、200)との間で送受信する車々間メッセージの送受信状況を管理する送受信状況管理部(5)と、通信装置(100、200)との接続状況を管理する車載通信管理部(7)とを備え、車載通信管理部(7)は、送受信状況管理部(5)から通知された車々間メッセージの送受信状況を利用して接続状態を管理するため、路車間通信におけるトラフィックの増大を抑制することが可能となる。
本発明の目的、特徴、態様、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。
本発明の実施の形態による車載通信装置の構成の一例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態による路側通信装置の構成の一例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態による路側通信装置および車載通信装置のプロトコル構成を示す図である。 本発明の実施の形態によるサービスインタフェースを示す図である。 本発明の実施の形態によるデータ転送サービスを提供するシーケンスの一例を示す図である。 本発明の実施の形態によるイベント通知サービスを提供するシーケンスの一例を示す図である。 本発明の実施の形態によるアプリケーションデータを送信する際のPDU構成を示す図である。 本発明の実施の形態による制御データを送信する際のPDU構成を示す図である。 本発明の実施の形態によるNCP−PDUのアクセス制御情報のフィールド形式を示す図である。 本発明の実施の形態によるNCP−PDUのアクセス点識別子の値を示す図である。 本発明の実施の形態によるNCP−PDUのプロトコル識別子の値を示す図である。 本発明の実施の形態によるELCP−PDUの通信制御情報のフィールド形式を示す図である。 本発明の実施の形態による車々間メッセージを使わない場合の初期接続手順を示すシーケンス図である。 本発明の実施の形態による車々間メッセージを使う場合の初期接続手順を示すシーケンス図である。 本発明の実施の形態による車々間メッセージを使わない場合の接続維持手順を示すシーケンス図である。 本発明の実施の形態による基地局と移動局との通信で車々間メッセージを使う場合の接続維持手順を示すシーケンス図である。 本発明の実施の形態による移動局間の通信で車々間メッセージを使う場合の接続維持手順を示すシーケンス図である。 本発明の実施の形態による基地局の初期接続手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態による移動局の初期接続手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態による基地局の接続維持手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態による移動局の接続維持手順を示すフローチャートである。
本発明の実施の形態について、図面に基づいて以下に説明する。
<実施の形態>
<1−1.プロトコル構成>
本発明の実施の形態について、図1〜図21を用いて説明する。なお、本実施の形態による路側通信装置および車載通信装置は、路車間通信システム、車々間通信システム、または路車間−車々間連携システムの通信装置としてサービスを提供することができる。本実施の形態では、主として路車間通信システムの通信装置としてサービスを提供する場合について説明する。
図1は本実施の形態による路側通信装置100のプロトコル構成の概略を示すブロック図であり、図2は本実施の形態による車載通信装置200のプロトコル構成の概略を示すブロック図である。なお、図1および図2において、同一または相当する構成には同一の符号を付し、これは明細書の全文において共通する。
路側通信装置100は、道路の周辺に設置された基地局(路側機)に搭載される。また、車載通信装置200は、道路上を走行する移動局(車両)に搭載される。そして、路側通信装置100および車載通信装置200を通じて、移動局と基地局との間、および移動局間において無線通信が行われる。
ここで、無線通信としては、DSRC(Dedicated Short Range Communications)を用いても良く、無線LAN(Local Area Network)または携帯電話などで採用されるプロトコルを用いた通信でも良い。
また、本願明細書においては、車載通信装置200が搭載された「自車両」と称す移動局に注目して説明するものとし、当該「自車両」以外で車載通信装置200を搭載した車両を「周辺車両」と称する。周辺車両は、1台でもよく、複数台でもよい。
図1に示すように、路側通信装置100は、車々間送受信サービス処理部1と、通信転送部2と、路車間アプリケーション処理部3と、車々間アプリケーション処理部4と、送受信状況管理部5と、路側通信管理部6とを備えている。
また、図2に示すように、車載通信装置200は、車々間送受信サービス処理部1と、通信転送部2と、路車間アプリケーション処理部3と、車々間アプリケーション処理部4と、送受信状況管理部5と、車載通信管理部7とを備えている。
車々間送受信サービス処理部1は、基地局に搭載された路側通信装置100、および周辺の移動局に搭載された車載通信装置200との無線通信を行うために、送信サービスおよび受信サービスを提供する。車々間送受信サービス処理部1は、「IEEE1609.3」に記載のWSMP(WAVE Short Message Protocol)などで構成される。
通信転送部2は、車々間送受信サービス処理部1と路車間アプリケーション処理部3との間に介在し、路車間アプリケーション処理部3または路側通信管理部6などに対してメッセージを送受信するサービスを提供する。通信転送部2は、非特許文献1に記載のLPPおよびLPCPと、LPCPと車々間送受信サービス処理部1とを仲介する拡張通信制御プロトコル(Extended Link Control Protocol:ELCP)とで構成される。
路車間アプリケーション処理部3は、通信転送部2上で動作する路車間通信アプリケーションを有している。なお、路車間アプリケーション処理部3は、路車間通信アプリケーション以外に様々なアプリケーションを有しても良い。
車々間アプリケーション処理部4は、車々間送受信サービス処理部1上で動作する車々間通信アプリケーションを有している。なお、車々間アプリケーション処理部4は、車々間通信アプリケーション以外に様々なアプリケーションを有しても良い。
送受信状況管理部5は、車々間アプリケーション処理部4と路側通信管理部6または車載通信管理部7との間に介在し、車々間アプリケーション処理部4が周辺の移動局または基地局との間で送受信した車々間メッセージの送受信状況を、路側通信管理部6または車載通信管理部7に提供する。なお、送受信状況管理部5は、路車間アプリケーション処理部3が有する路車間アプリケーションの一部としてもよく、車々間アプリケーション処理部4が有する車々間アプリケーションの一部としてもよい。
路側通信管理部6は、通信転送部2および路車間アプリケーション処理部3に対して平行するように配置され、周辺の移動局と接続するために初期接続の接続手順または切断手順を提供し、通信状況を管理する通信接続管理サービスを提供する。
車載通信管理部7は、通信転送部2および路車間アプリケーション処理部3に対して平行するように配置され、周辺の移動局および基地局と接続するために初期接続の接続手順または切断手順を提供し、通信状況を管理する通信接続管理サービスを提供する。
<1−2.プロトコル仕様>
以下では、本実施の形態による路側通信装置100および車載通信装置200における通信転送部2と、路側通信管理部6または車載通信管理部7とで構成される高度道路交通システム用アプリケーションサブレイヤ(Intelligent Transport Systems Application Sub−Layer:ITS−ASL)の仕様について詳細に説明する。
<1−2−1.車々間通信サブプロトコルの概要>
図3は、ITS−ASLを備える路側通信装置100および車載通信装置200のプロトコル構成を示す図である。ITS−ASLは、データを伝送するローカルポートプロトコル(LPP)と、ローカルポート制御プロトコル(LPCP)と、拡張通信制御プロトコル(ELCP)と、通信を管理するアプリケーションサブレイヤ管理エンティティ(Application Sub−Layer Management Entity:ASLME)とで構成される。
LPPは、データの再送または分割/組み立てなどのトランザクションサービス、および初期接続または切断などの通信状況を管理する接続管理サービスを提供する。これにより、LPPは、車々間通信システムに要求される再送制御または分割/組み立て制御を実現する。
LPCPは、ローカルポート番号を用いてアプリケーション(App)などの上位プロトコルを識別し、上位プロトコルに対してデータ転送やイベント通知などの管理サービスを提供するためのインタフェースを有する。これにより、LPCPは、路側通信装置100および車載通信装置200においてマルチアプリケーションを実現する。
ELCPは、LPCPと通信下位プロトコルとの間に介在し、路車間−車々間通信連携システムのアプリケーションに対して優先度制御を提供し、ASLMEの機能を補完する。また、上位プロトコルまたはASLMEに対してメッセージを転送するイベント転送サービス、およびELCP内で発生したエラーおよびイベントなどを上位プロトコルに通知するイベント通知サービスを提供する。
ASLMEは、AppおよびELCPに対して、初期接続の開始または切断を行ったり、通信状況を管理したりする接続管理サービスを提供する。
通信下位プロトコルとしては、IEEE802.11pプロトコルおよび5.8GHz帯またはUHF/VHF帯の通信プロトコル、LTE(Long Term Evolution)などを想定している。さらに、通信下位プロトコルは、通信下位プロトコルの情報を格納する管理層を有する。ELCPとIEEE802.11pとの間には、IEEE1609.3に規定されたWSMPが介在することを想定する。
図4は、ITS−ASLにおいてELCPおよびASLMEが提供するサービスインタフェース(Service Access Point:SAP)を示す図である。ELCPおよびASLMEが提供する機能は以下の通りである。
(1)ELCPが提供する機能(ELCP SAP)
(1−1)データ転送サービス
(1−2)イベント通知サービス
(2)ASLMEが提供する機能(ALCP SAP)
(2−1)接続管理サービス
(2−2)イベント通知サービス
<1−2−2.機能の概要>
1.拡張通信制御プロトコル(ELCP)の機能
1.1.データ転送サービス
ELCPは、LPCPから上位のプロトコルおよびASLMEに対して、データ転送サービスを提供する。図5は、ELCPが上位プロトコルおよびASLMEに対してデータ転送サービスを提供するシーケンスの一例を示す図である。
1.2.イベント通知サービス
ELCPは、当該ELCP内で発生したイベントまたはエラー、およびASLMEから受信したイベント(通信の接続または切断の通知など)を上位プロトコルおよび相手局に通知するためにイベント通知サービスを提供する。図6は、ELCPが上位プロトコルおよびASLMEに対してイベント通知サービスを提供する一例を示す図である。
2.アプリケーションサブレイヤ管理エンティティ(ASLME)の機能
2.1.接続管理サービス
ASLMEは、路車間―車々間連携通信システムに必要な通信接続の初期接続を開始したり、接続状態の維持または通知を行ったりする接続管理サービスを提供する。
2.2.イベント通知サービス
ASLMEは、当該ASLME内で発生したイベント(通信の接続または切断の通知など)またはエラーを、ELCPを経由してLPCPから上位のプロトコルおよび相手局に通知するためにイベント通知サービスを提供する。
<1−2−3.サービスインタフェース(Service Access Point:SAP)>
次に、ELCPおよびASLMEが有するインタフェースについて説明する。
1.記法の説明
本実施の形態で規定されるプリミティブ種別を以下に示す。
・request:上位層が下位層に対してサービスを要求する場合に用いる。
・indication:下位層が上位層に対して相手側からのサービスを通知する場合に用いる。
2.ELCPが提供するSAP(ELCP SAP)
ELCPは、データ転送サービスとして以下のプリミティブをLPCPおよびASLMEに提供する。
(1)データ送信要求プリミティブ(SendDataUnit.request)
(2)データ受信通知プリミティブ(SendDataUnit.indication)
ELCPは、イベント通知サービスとして以下のプリミティブをLPCPに提供する。
(3)イベント通知プリミティブ(EventInformation.indication)
2.1.データ送信要求プリミティブ
2.1.1.機能
データ送信要求プリミティブは、ASL−SDUを相手局へ送信することを要求するサービスプリミティブである。
2.1.2.生成契機
データ送信要求プリミティブは、LPCPあるいはASLMEが生成する。
2.1.3.プリミティブの変数
データ送信要求プリミティブは、次の変数を持つ。
SendDataUnit.request(linkAddress, parameter)
変数linkAddressには、ELCPにおいて相手先を識別するリンクアドレスを格納する。リンクアドレスは、プライベートリンクアドレス、またはグループ同報リンクアドレスを指定することができる。なお、グループ同報リンクアドレスを指定した場合、ASL−SDUは同報モードでの配信となる。変数parameterには、自局のLPCPまたはASLMEから渡されたASL−SDUを格納する。
2.2.データ着信通知プリミティブ
2.2.1.機能
データ着信通知プリミティブは、相手局からのASL−SDUの着信を通知するサービスプリミティブである。
2.2.2.生成契機
データ着信通知プリミティブは、ASL−SDUの着信を示す時にELCPが生成する。
2.2.3.プリミティブの変数
データ着信通知プリミティブは、次の変数を持つ。
SendDataUnit.indication(linkAddress, parameter)
変数linkAddressには、ELCPで使用するリンクアドレスを格納する。リンクアドレスは、プライベートリンクアドレスまたはグループ同報リンクアドレスが指定される。変数parameterには、着信したASL−SDUを格納する。
2.3.イベント通知プリミティブ
2.3.1.機能
イベント通知プリミティブは、ELCP内で発生したエラー等の事象を通知するサービスプリミティブである。
2.3.2.生成契機
イベント通知プリミティブは、ELCP内で発生したエラー等の事象を通知する時にELCPが生成する。
2.3.3.プリミティブの変数
イベント通知プリミティブは、次の変数を持つ。
EventInformation.indication(linkAddress, status,[extensionParameter])
変数linkAddressには、ELCPにおいて相手先を識別するリンクアドレスを格納される。変数statusには、発生した事象を示すコードを格納する。変数extensionParameterには、必要に応じて変数statusの内容を補足するための情報を格納する。なお、変数extensionParameterは、オプションとする。
3.ASLMEが提供するSAP(ASLME SAP)
ASLMEは、アプリケーションに対して接続管理サービスとして以下のプリミティブを提供する。
(1)接続要求プリミティブ(ASLME−Connection.request)
(2)接続通知プリミティブ(ASLME−Notify.indication)
イベント通知サービスとして、ASLMEはELCPに対して、以下のプリミティブを提供する。
(3)イベント通知プリミティブ(ASLME−EventInformation)
3.1.接続要求プリミティブ(ASLME−Connection)
3.1.1.機能概要
イベント通知プリミティブは、アプリケーションが周辺局との接続を要求したり、接続状態を維持するための情報を渡したりするプリミティブである。
3.1.2.生成契機
イベント通知プリミティブは、アプリケーションが生成する。
3.1.3.プリミティブの変数
イベント通知プリミティブは、次の変数を持つ。
ASLME−Connection.request(portNo,requestCode,destinationLID)
変数portNoには、要求元アプリケーションを識別するための識別子を格納する。変数requestCodeには、アプリケーションが要求する内容を示す識別子を格納する。変数destinationLIDには、接続要求などを行う相手局を示す識別子を格納する。
3.2.接続通知プリミティブ(ASLME−Connection.indication)
3.2.1.機能概要
接続通知プリミティブは、ASLMEがアプリケーションに対して初期接続または切断を通知するプリミティブである。
3.2.2.生成契機
接続通知プリミティブは、ASLMEが生成する。
3.2.3.プリミティブの変数
接続通知プリミティブは、次の変数を持つ。
ASLME−Notify(portNo,notifyCode,notifyParameter)
変数portNoには、要求元アプリケーションを識別するための識別子を格納する。変数notifyCodeには、アプリケーションに通知する内容を示す識別子を格納する。変数notifyParameterには、アプリケーションに通知する内容のパラメータ値を格納する。
3.3.イベント通知プリミティブ
3.3.1.機能
イベント通知プリミティブは、ASLME内で発生したエラー等の事象を通知するサービスプリミティブである。
3.3.2.生成契機
イベント通知プリミティブは、ASLME内で発生したエラー等の事象を通知する時にASLMEが生成する。
3.3.3.プリミティブの変数
イベント通知プリミティブは、次の変数を持つ。
ASLME−EventInformation.indication(linkAddress, status,[extensionParameter])
変数linkAddressには、ELCPにおいて相手先を識別するリンクアドレスを格納する。変数statusには、発生した事象を示すコードを格納する。変数extensionParameterには、必要に応じて変数statusの内容を補足するための情報を格納する。なお、変数extensionParameterは、オプションとする。
<1−2−4.プロトコルデータ単位(Protocol Data Unit:PDU)>
1.PDUの構成
ELCPおよびASLMEで用いられるプロトコルデータ単位(PDU)について説明する。図7はアプリケーションデータを送信する際のPDU構成を示し、図8は制御データを送信する際のPDU構成を示している。ここで、PDUとSDU(Service Data Unit)の関係について述べると、あるLayerにおいてヘッダがない状態をSDUと呼び、そのLayerにおいてヘッダを付与した状態をPDUと呼ぶ。
図7に示すPDUは、アプリケーションデータに、LPPヘッダおよびLPCPヘッダを付加してELCPに渡され、ELCPにおいてELCPヘッダを付加して通信下位プロトコル(WSMP)に渡される。図8に示すPDUは、ASLMEで生成される制御データがELCPに渡され、ELCPにおいてELCPヘッダを付加して通信下位プロトコル(WSMP)に渡される。
具体的には、図7に示すPDUは、アプリケーションデータがLPPでLPP SDUとして扱われ、LPPヘッダを付加したLPP PDUをLPCPに渡す。LPCPでは、LPPから渡されたデータがLPCP SDUとして扱われ、LPCPヘッダを付加したLPCP PDUをELCPに渡す。ELCPでは、LPCPから渡されたデータがECLP SDUとして扱われ、ELCPヘッダを付加したECLP PDUをWSMPに渡す。WSMPでは、ELCPから渡されたデータがWSMP SDUとして扱われる。
2.NCP−PDU(Network Control Protocol−Protocol Data Unit)の形式
LPCPを含むNCPは、NCP毎に異なるアクセス点識別子を割り当て、ELCPの通信サービスインタフェースを利用してデータ送受信を行う。ASLMEは、NCPと同等のアクセス点識別子を割当て、ELCPの通信サービスインタフェースを利用して相手局のASLMEとのデータ送受信を行う。このため、ASLMEのPDU形式は、NCPのPDU形式と同じネットワーク制御プロトコルデータ単位(NCP−PDU)としている。
NCP−PDUは、NCPの手順を指示するための制御情報を格納する制御フィールド(NCP Header/アクセス制御情報)と、上位プロトコルのPDUを格納する情報フィールド(ネットワーク制御サービス単位(NCP Service Data Unit:NCP−SDU))からなる。
2.1.コネクションの識別
NCPおよびASLMEを識別するためのアクセス点識別子は、NCP−PDUの制御フィールドで授受する。また、NCPおよびASLME毎のコネクション識別を行うためのリンクアドレス等は、ELCPが提供するサービスプリミティブの変数として授受する。
2.2.情報フィールドの形式
データ転送を行う場合、情報フィールドには上位プロトコルから渡されるNCP−SDUを透過して格納する。接続管理など、データ転送以外の場合の情報フィールドは、NULL(長さ0のデータ)とする。
2.3.制御フィールドの形式
NCPおよびASLMEの手順を指示する制御フィールドには、アクセス制御情報を格納する。アクセス制御情報のフィールド形式を図9に示す。
(1)アクセス点識別子
NCPおよびASLMEを識別する値。アクセス点識別子の内容を図10に示す。
(2)プロトコル識別子
NCPおよびASLMEの手順を指示する制御情報。制御内容を補足するための付加情報を多重するオプションフィールドを有しており、必要に応じて使用する。プロトコル識別子サブフィールドの内容は、NCP毎に別途規定する。プロトコル識別子の内容を図11に示す。
3.ELCP−PDU(ELCP Protocol Data Unit)の形式
ELCPが扱うプロトコルデータ単位は、ELCPのPDUであり、ELCP(およびASLME)の手順を指示するための制御情報を格納する制御フィールド(ELCP Header)と、LPCP(およびASLME)から渡されたPDUを格納するための情報フィールド(ELCP−SDU)とからなる。
3.1.コネクションの識別
コネクション識別のためのリンクアドレス、要素識別子EID(Element Identifier)等は、通信下位層に応じてサービスプリミティブの変数あるいはASL−SDUの中身として授受される。
3.2.情報フィールドの形式
情報フィールドには、LPCPから渡されるASL−SDUを分割(バルクセグメント化)または透過して格納する。同報通信の場合は、ASL−SDUの末尾に誤り検査符号として32ビット幅のチェックサムを付与する。チェックサムは、ASL−SDUに対する32ビットの1の補数和とし、ASL−SDUの末尾が検査ビット長(32ビット)に満たない場合は、下位桁に0を格納して計算する。
3.3.制御フィールドの形式
制御フィールドには、通信制御情報を格納する。通信制御情報にはELCPの手順を指示する制御情報が格納され、手順を実行するために基地局と移動局との間で共有される。通信制御情報のフィールド形式を図12に示す。
(1)バルク転送有効識別子(bulkEnable)
バルク転送の有効/無効を指示する識別子。バルク転送有効識別子が真値(true)を示すASL−PDUは、バルク転送されるバルクセグメントであることを示す。セグメント処理しない場合、バルク転送有効識別子は偽値(false)とする。
(2)バルク転送終端識別子(bulkTermination)
バルク転送の最終セグメントであること示す識別子。バルク転送終端識別子が真値(true)を示すASL−PDUは、バルク転送される最終セグメントであることを示す。セグメント処理しない場合、バルク転送終端識別子は偽値(false)とする。
(3)PDUグループ番号(pduGroup)
バルクセグメントの識別情報。バルク転送のための分割処理を施す前のASL−SDUに対して一つの値を付番する。付番は、送信キューを単位としてモジュロ32で行い、バルク転送を適用しないASL−SDUにも付番する。バルク転送されたバルクセグメントを組み立てる際には、同一のPDUグループ番号を対象とする。
(4)セグメント番号(segmentNumber)
バルクセグメントの分割順序を示すシリアル番号。分割した最初のバルクセグメントには0が付番され、以降順にインクリメントされた値を割り当てる。バルクセグメントの組立てでは、セグメント番号の順番が保証される。バルク転送が適用されない場合のセグメント番号は0とする。
(5)同報モード用補助変数(broadcastParameter)
同報モード用補助変数はオプションであり、同報モード制御の処理でセグメント化したバルクセグメントの通信制御情報を対象として、以下の変数を付加する。
(a)接続監視タイマ値(serviceTime)
当該通信エリアにおける移動局の接続管理タイマ(Connection Timer for OBU:CTO)に設定するタイマ値。移動局は、ポイント・ツー・ポイント通信を行っていない(通信接続動作が行なわれない)場合に、接続監視タイマ値を利用して同報サービスの有効期間を管理する。単位はミリ秒とし、0から4095の範囲の値を設定する。なお、値として「0」を設定した場合の時間は無限大とする。ただし、「0」の設定は試験時のみとし、実運用状態で「0」を受信した移動局は、当該ASL−PDUを破棄する。同報通信と並行してポイント・ツー・ポイント通信が行なわれる場合、移動局はASL基地局プロファイルで与えられたタイマ値を優先する。
<1−2−5.動作手順>
1.データ転送手順
1.1.転送サービス処理の手順
(1)送信サービスの処理
LPCPおよびASLMEからデータ送信要求プリミティブ(SendDataUnit.request)が呼び出された場合には、変数parameterからELCP−SDUを取得する。変数linkAddressの内容がプライベートリンクアドレスの場合、取得したELCP−SDUには後述する「1.2.バルク転送制御の手順」に規定する送信側のバルク転送処理を適用する。また、変数linkAddressの内容がグループ同報リンクアドレスの場合、取得したELCP−SDUには「1.3.同報モード制御の手順」に規定する同報モード制御処理を適用する。
(2)受信サービスの処理
受信キューにELCP−PDUが格納されると、LPCPおよびASLMEへデータ着信通知プリミティブ(SendDataUnit.indication)を用いてELCP−SDUの配信を行う。この際、変数parameterには、ELCP−PDUから通信制御情報と相手先識別子および送信元識別子とを削除して、LPCPおよびASLMEへ渡すELCP−SDUを取り出し格納する。変数linkAddressには、ELCP−PDUのリンクアドレスを格納する。なお、データ着信プリミティブの通知先をELCPとするかASLMEとするかは、ELCP−SDU内のアクセス制御フィールドのアクセス点識別子を参照して特定する。
1.2.バルク転送制御の手順
(1)送信側のバルク転送処理
ELCP−SDUのサイズが予め設定した最小サイズ(SUU)以下の場合には、セグメント処理しない場合の通信制御情報を付加してASL−PDUを生成し、送信キューに積む。ELCP−SDUのサイズがSUUを越える場合、先頭から順にSUUのサイズでELCP−SDUを分割してバルクセグメント化を行い、バルクセグメント毎に通信制御情報を付加してELCP−PDUを生成し、送信する。
(2)受信側のバルク転送処理
受信側のバルク転送処理では、受信キューに格納されたELCP−PDUの通信制御情報を参照し、以下の処理を行う。
バルク転送有効識別子が真値(true)を示すバルクセグメントが存在し、当該セグメントとPDUグループ番号および送信元識別子とが同一で、セグメント番号が0からバルク転送終端識別子が真値(true)を示すセグメントまでのELCP−PDUが全て受信キューに格納された場合に、セグメント番号の順にセグメントを連結してELCP−SDUを再生する。バルク転送有効識別子が偽値(false)を示す場合は、ELCP−PDUから通信制御情報を削除してELCP−SDUを再生する。
1.3.同報モード制御の手順
(1)送信側の同報モード制御処理
ELCP−SDUのリンクアドレスがグループ同報リンクアドレスの場合、ELCPは同報モード制御を適用し、以下の処理を行う。
誤り検査符号を付与した後、送信側のバルク転送処理の手順に従ってELCP−SDUをセグメント化してASL−PDUを作成し、同報用の送信キューに積む。ただし、セグメント化の単位には予め設定した最小サイズ(SUM)を適用する。この際、セグメントに結合する通信制御情報のPDUグループ番号は、モジュロ32の連番で付番する。また、通信制御情報のオプションフィールドを有効として同報モード用補助変数を付加する。この場合のASL−PDUのリンクアドレスには、グループ同報リンクアドレスのアドレス値を設定する。同報用の送信キューに格納されたELCP−PDUは、PDUグループ番号毎に全てのPDUを順に送信し、これを予め設定した回数分繰返す。繰返しが完了すると、当該PDUグループ番号の全てのセグメントを破棄する。
(2)受信側の同報モード制御処理
同報用の受信キューに格納されたELCP−PDUの通信制御情報を参照し、以下の処理を行う。なお、処理対象とするリンクアドレスは、グループ同報リンクアドレスとし、該当しないELCP−PDUは破棄する。
バルク転送有効識別子が偽値(false)を示す場合は、ASL−PDUから通信制御情報と誤り検査符号を削除してELCP−SDUを再生する。なお、誤り検査符号の値が誤っている場合はELCP−SDUの再生は行わず、受信データを破棄する。
ELCP−PDUのバルク転送有効識別子が真値(true)を示すバルクセグメントが存在し、そのセグメントとPDUグループ番号が同一で、セグメント番号が0からバルク転送終端識別子が真値(true)を示すセグメントまでのELCP−PDUが全て受信キューに格納された場合に、セグメント番号の順に連結してELCP−SDUを再生する。なお、誤り検査符号の値が誤っている場合はELCP−SDUの再生は行わず、受信データを破棄する。結合再生後は、異なるPDUグループ番号のバルクセグメントを受信するまで処理を保留し、受信後は通信制御情報の内容に応じて処理を再開する。なお、保留中に受信した当該ELCP−SDUのPDUグループ番号と同一のバルクセグメントは全て破棄する。結合再生処理中にPDUグループ番号の異なるバルクセグメントを受信した場合には、当該結合処理は破棄し、新たなPDUグループ番号を対象として結合処理を開始する。
2.初期接続手順
本実施の形態による路車間−車々間連携システムでは、個別通信を開始ための初期接続を行う。
2.1.車々間メッセージを使わない場合
図13は、車々間メッセージを使わない場合の初期接続手順の基本シーケンスを示す図である。
(1)基地局での初期接続手順の開始
基地局のAppは、ASLMEに対して、ASLME−Connection.requestで変数requestCodeに「接続要求送信」を指定し、初期接続開始を要求する。ASLMEは、以下に示す初期接続手順を開始する。なお、Appからの要求をトリガとせず、起動時に初期接続手順を開始することとしてもよい。
(2)基地局での接続要求メッセージの送信
基地局のASLMEは、予め定めたスケジュールに従って、ELCPのSendDataUnit.requestを用いた同報通信で、接続要求メッセージを周辺の移動局のASLMEに送信する。
(3)移動局での接続要求メッセージの受信と接続応答メッセージの送信
移動局のASLMEは、ELCPのSendDataUnit.indicationで接続要求メッセージを受信したら、接続管理テーブルを参照して接続状況を確認する。接続状況が「接続済み」の場合には、初期接続手順を完了する。接続状況が「未接続」の場合には、ELCPのSendDataUnit.requestを用いた個別通信で、接続応答メッセージを基地局のASLMEに送信する。
(4)基地局での接続応答メッセージの受信と接続応答確認メッセージの送信
基地局のASLMEは、ELCPのSendDataUnit.indicationで接続応答メッセージを受信したら、接続管理テーブルを参照し、接続応答メッセージで示された相手局との接続状況を確認する。接続状況が「接続済み」の場合には、初期接続手順を完了する。接続状況が「未接続」の場合には、ELCPのSendDataUnit.requestを用いた個別通信で、接続応答確認メッセージを移動局のASLMEに送信する。最後に初期接続完了処理を実施し、初期接続手順を完了する。
(5)移動局での接続応答確認メッセージの受信
移動局のASLMEは、ELCPのSendDataUnit.indicationで接続応答確認メッセージを受信したら、接続管理テーブルを参照して接続状況を確認する。接続状況が「接続済み」の場合には、初期接続手順を完了する。接続状況が「未接続」の場合には、初期接続完了処理を実施し、初期接続手順を完了する。
2.2.車々間メッセージを使う場合
図14は、車々間メッセージを使う場合の初期接続手順の基本シーケンスを示す図である。
(1)移動局での車々間メッセージの送信
移動局のAppは、予め定めたスケジュールに従い、車々間メッセージを生成し、周辺の移動局および基地局のAppに同報通信で送信する。
(2)基地局での車々間メッセージの受信と初期接続手順の開始
基地局のAppは、車々間メッセージを受信したら、ASLMEに対して、ASLME−Connection.requestで変数recuestCodeに「接続応答送信」を指定し、初期接続開始を要求する。ASLMEは、以下に示す初期接続手順を開始する。
(3)基地局での接続応答メッセージの送信
基地局のASLMEは、初期接続開始要求を受け取ったら、接続管理テーブルを参照して接続状況を確認する。接続状況が「接続済み」の場合には、初期接続手順を完了する。接続状況が「未接続」の場合には、ELCPのSendDataUnit.requestを用いた個別通信で、接続応答メッセージを移動局のASLMEに送信する。
(4)移動局での接続応答メッセージの受信と接続応答確認メッセージの送信
移動局のASLMEは、ELCPのSendDataUnit.indicationで接続応答メッセージを受信したら、接続管理テーブルを参照して接続応答メッセージで示された相手局との接続状況を確認する。接続状況が「接続済み」の場合には、初期接続手順を完了する。接続状況が「未接続」の場合には、ELCPのSendDataUnit.requestを用いた個別通信で、接続応答確認メッセージを基地局のASLMEに送信する。最後に初期接続完了処理を実施し、初期接続手順を完了する。
(5)基地局での接続応答確認メッセージの受信
移動局のASLMEは、ELCPのSendDataUnit.indicationで接続応答確認メッセージを受信したら、接続管理テーブルを参照して接続状況を確認する。接続状況が「接続済み」の場合には、初期接続手順を完了する。接続状況が「未接続」の場合には、初期接続完了処理を実施し、初期接続手順を完了する。
2.3.初期接続完了処理
移動局および基地局では、初期接続手順の最後にLPCPを相手局との通信のために使用可能な状態とし、接続管理テーブルに「接続済み」として追加する。さらに、ASLMEは、Appに対して、ASLME−Connection.indicationで「初期接続の通知」を発行する。同様に、ASLMEは、ELCPに対して、ASLME−EventInformation.indicationで「初期接続の通知」を発行する。これを受けてELCPは、LPCPに対して、EventInformation.indicationで「初期接続の通知」を発行する。
3.接続維持手順
本実施の形態による路車間−車々間連携システムでは、初期接続手順の完了後、個別通信の状態を監視して接続を継続するための接続維持を行う。この手順では、相手局に対して要求の定期的な送信が保証されているかを監視するための送信スケジュール監視タイマ(Watchdog Timer for Transmission Schedule:WTTS)と、相手局からの要求の受信状態を監視するための通信接続管理タイマ(Connection Timer for Request:CT1)と、相手局からの応答の受信状態を監視するための通信接続管理タイマ(Connection Timer for Response:CT2)を用いる。
3.1.車々間メッセージを使わない場合
図15は、ASLMEにおける車々間メッセージを使わない場合の接続維持手順の基本シーケンスを示す図である。
(1)基地局の通信接続管理手順
基地局のASLMEでは、初期接続手順の完了時に移動局毎にWTTSとCT2とを生成する。この際、CT2にはT2maxを、WTTSにはT1maxを設定する。基地局のASLMEは、移動局との通信接続状態を管理するため、接続維持要求メッセージの送信を契機にCT2とWTTSとを起動する。通信下位層が再送機能を提供しない場合、接続維持要求メッセージは、再送タイマと再送カウンタとにより再送の制御を行う。
CT2は、これに対応した接続維持応答メッセージを受信した際に停止させる。WTTSは、次の接続維持要求メッセージを送信する際に再起動させる。接続維持応答メッセージが受信できずにCT2がタイムアウトした場合、または次の接続維持要求メッセージが送信できずにWTTSがタイムアウトした場合には、接続維持完了処理を実施し、接続維持手順を完了する。
(2)移動局の通信接続管理手順
移動局のASLMEでは、通信接続時にCT1を生成する。生成したCT1には、接続要求メッセージで受信する基地局プロファイルから移動局の接続管理タイマ値を参照して、その値を設定し起動する。以降、CT1は、基地局からの有効なサービスプリミティブの着信の通知を受ける毎に、再起動させる。基地局からの有効なサービスプリミティブの着信がなくCT1がタイムアウトした場合には、接続維持完了処理を実施し、接続維持手順を完了する。
3.2.車々間メッセージを使う場合(基地局と移動局)
図16は、ASLMEにおいて基地局と移動局との通信で車々間メッセージを使う場合の接続維持手順の基本シーケンスを示す図である。
(1)移動局の通信接続管理手順
移動局のAppは、予め定めたスケジュールに従い、車々間メッセージを生成し、周辺の移動局および基地局のAppに同報通信で送信する。初期接続手順の完了後、移動局のAppは、予車々間メッセージの送信時に、ASLMEに対して、ASLME−Connection.requestで変数requestCodeに「接続維持応答待機」を指定し、基地局からの接続維持応答メッセージを待つよう要求する。
移動局のASLMEは、初期接続手順の完了時にCT2を生成する。この際、CT2にはT2maxを設定する。移動局のASLMEは、基地局との通信接続状態を管理するため、接続維持応答待機の要求を契機にCT2を起動する。CT2は、これに対応した接続維持応答メッセージを受信した際に停止させる。接続維持応答メッセージが受信できずにCT2がタイムアウトした場合には、接続維持完了処理を実施し、接続維持手順を完了する。
(2)基地局の通信接続管理手順
基地局のAppは、初期接続手順の完了後、車々間メッセージの受信時に、ASLMEに対して、ASLME−Connection.requestで変数requestCodeに「接続維持応答送信」を指定し、移動局に対して接続維持応答メッセージを送信するよう要求する。
基地局のASLMEは、初期接続手順の完了時に移動局ごとにCT1を生成する。生成したCT1には、接続要求メッセージで受信する基地局プロファイルから移動局の接続管理タイマ値を参照して、その値を設定し起動する。
以降、CT1は、Appからの接続維持応答の要求を受ける毎に、再起動させる。基地局のASLMEは、Appからの接続維持応答の要求がなくCT1がタイムアウトした場合には、接続維持完了処理を実施し、接続維持手順を完了する。
3.3.車々間メッセージを使う場合(移動局間)
図17は、ASLMEにおいて移動局間の通信で車々間メッセージを使う場合の接続維持手順の基本シーケンスを示す図である。
移動局同士の通信では、お互いに車々間メッセージを送信し合う。両移動局のAppは、予め定めたスケジュールに従って車々間メッセージを生成し、周辺の移動局および基地局のAppに同報通信で送信する。
初期接続手順の完了後、両移動局のAppは、車々間メッセージの受信時に、ASLMEに対して、ASLME−Connection.requestで変数requestCodeに「接続維持要求受信」を指定し、移動局に対して接続維持要求メッセージを受信したことを通知する。
ASLMEは、初期接続手順の完了時に移動局ごとにCT1を生成する。生成したCT1には、接続要求メッセージで受信する基地局プロファイルから移動局の接続管理タイマ値を参照して、その値を設定し起動する。
以降、CT1は、Appからの接続維持要求受信の通知を受ける毎に、再起動させる。ASLMEは、Appからの接続維持応答要求の通知がなくCT1がタイムアウトした場合には、接続維持完了処理を実施し、接続維持手順を完了する。
3.4.接続維持完了処理
移動局および基地局では、当該移動局に対するLPCPの使用を終了する。さらに、ASLMEは、Appに対して、ASLME−Connection.indicationで「通信切断の通知」を発行する。同様に、ASLMEは、ELCPに対して、ASLME−EventInformation.indicationで「通信切断の通知」を発行する。これを受けてELCPは、LPCPに対して、EventInformation.indicationで「通信切断の通知」を発行する。また、当該相手局との処理プロセスおよびCT1を終了し、新たな接続通知もしくは同報受信の待ち受けを行うようにする。実施の形態1による通信装置および路車間−車々間通信連携システムは、以上で説明した車々間通信サブプロトコルの仕様に従って動作する。
<1−3.路側通信装置100および車載通信装置200の動作>
以下、図1を参照しつつ図18〜図21を用いて路側通信装置100および車載通信装置200の各部の動作について説明する。
<1−3−1.基地局における初期接続の動作>
路側通信装置100を搭載した基地局における初期接続の動作について、図18を用いて説明する。
図18は、基地局における初期接続手順の方法を決定するフローチャートである。路側通信装置100は、以降に示すステップS101〜ステップS112の処理を実行する。
ステップS101において、路側通信管理部6は、初期接続に関する設定情報を確認する。設定情報が「接続要求送信」の場合は、ステップS102へ移行する。設定情報が「接続要求受信」の場合は、ステップS107へ移行する。
ステップS102において、路側通信管理部6は、通信転送部2に「接続要求メッセージ」のデータ送信要求を送信し、接続応答受信用のタイマを起動する。通信転送部2は、周辺の移動局に同報通信で「接続要求メッセージ」を送信し、ステップ103へ移行する。
ステップS103において、通信転送部2は、移動局からのメッセージを受信するまで待機する。通信転送部2が「接続応答メッセージ」を受信した場合は、ステップS104へ移行する。通信転送部2が「接続応答メッセージ」以外を受信した場合は、待機を継続し、接続応答受信用のタイマがタイムアウトするとステップS102へ移行する。
ステップS104において、通信転送部2は、路側通信管理部6に「接続応答メッセージ」のデータ着信通知を送信する。路側通信管理部6は、接続管理テーブルを参照し、「接続応答メッセージ」に含まれる移動局の接続状況を確認する。接続状況が「接続済み」の場合は、初期接続手順を完了する。接続状況が「未接続」の場合は、ステップS105へ移行する。
ステップS105において、路側通信管理部6は、通信転送部2に「接続応答確認メッセージ」のデータ送信要求を送信する。通信転送部2は、指定された相手局に対して「接続応答確認メッセージ」を送信し、ステップS106へ移行する。この時、送信先としてステップS103で受信した「接続応答メッセージ」に含まれる相手局を指定する。
ステップS106において、初期接続完了処理を実施し、初期接続処理を完了する。
ステップS107において、車々間アプリケーション処理部4は、移動局からの車々間メッセージを受信するまで待機し、車々間メッセージを受信した場合はステップS108へ移行する。
ステップS108において、車々間アプリケーション処理部4は、送受信状況管理部5に車々間メッセージの受信を通知する。送受信状況管理部5は、路側通信管理部6に「接続応答送信」の接続処理要求を送信する。路側通信管理部6は、接続管理テーブルを参照し、「接続応答送信」に含まれる移動局の接続状況を確認する。接続状況が「接続済み」の場合は、初期接続手順を完了する。接続状況が「未接続」の場合は、ステップS109へ移行する。
ステップS109において、路側通信管理部6は、通信転送部2に「接続応答メッセージ」のデータ送信要求を送信する。通信転送部2は、指定された相手局に「接続応答メッセージ」を送信し、ステップS110へ移行する。この時、送信先としてステップS107で受信した車々間メッセージに含まれる移動局を指定する。
ステップS110において、通信転送部2は、移動局からのメッセージを受信するまで待機する。通信転送部2が「接続応答確認メッセージ」を受信した場合は、ステップS111へ移行する。通信転送部2が「接続応答確認メッセージ」以外を受信した場合は、待機を継続し、タイムアウトするとステップS107へ移行する。
ステップS111において、通信転送部2は、路側通信管理部6に「接続応答確認メッセージ」のデータ着信通知を送信する。路側通信管理部6は、接続管理テーブルを参照し、「接続応答確認メッセージ」に含まれる移動局の接続状況を確認する。接続状況が「接続済み」の場合は、初期接続手順を完了する。接続状況が「未接続」の場合は、ステップS112へ移行する。
ステップS112において、初期接続完了処理を実施し、初期接続処理を完了する。
<1−3−2.移動局における初期接続の動作>
車載通信装置200を搭載した移動局における初期接続の動作について、図19を用いて説明する。
図19は、移動局における初期接続手順の方法を決定するフローチャートである。車載通信装置200は、以降に示すステップS201〜ステップS211の処理を実行する。
ステップS201において、車々間アプリケーション処理部4は、車々間メッセージの送信を開始し、ステップS202へ移行する。以降のステップでは、車々間アプリケーション処理部4は、周辺の移動局または基地局に対して、同報通信で車々間メッセージを周期的に送信する。
ステップS202において、通信転送部2は、移動局または基地局からのメッセージを受信するか、または車々間アプリケーション処理部4が移動局からの車々間メッセージを受信するまで待機する。通信転送部2が「接続応答メッセージ」を受信した場合は、ステップS203へ移行する。通信転送部2が「接続要求メッセージ」を受信した場合は、ステップS207へ移行する。車々間アプリケーション処理部4が車々間メッセージを受信した場合は、ステップS206へ移行する。「接続応答メッセージ」、「接続要求メッセージ」、および車々間メッセージ以外を受信した場合は、待機を継続する。
ステップS203において、通信転送部2は、車載通信管理部7に対して「接続応答メッセージ」のデータ着信通知を送信する。車載通信管理部7は、接続管理テーブルを参照し、「接続応答メッセージ」に含まれる基地局の接続状況を確認する。接続状況が「接続済み」の場合は、初期接続手順を完了する。接続状況が「未接続」の場合は、ステップS204へ移行する。
ステップS204において、車載通信管理部7は、通信転送部2に「接続応答確認メッセージ」のデータ送信要求を送信する。通信転送部2は、指定された相手局に対して「接続応答確認メッセージ」を送信し、ステップS205へ移行する。この時、送信先としてステップS202で受信した「接続応答メッセージ」に含まれる移動局または基地局を指定する。
ステップS205において、初期接続完了処理を実施し、初期接続処理を完了する。
ステップS206において、車々間アプリケーション処理部4は、送受信状況管理部5に車々間メッセージの受信を通知する。送受信状況管理部5は、車載通信管理部7に「接続応答送信」の接続処理要求を送信する。車載通信管理部7は、「接続応答送信」に含まれる移動局の識別子と自局の識別子とを辞書式順序で比較する。自局の識別子の方が小さければ、ステップS207へ移行する。自局の識別子の方が大きければ、ステップS202へ移行する。
ステップS207において、通信転送部2は、車載通信管理部7に「接続要求メッセージ」のデータ着信通知を送信する。車載通信管理部7は、接続管理テーブルを参照し、「接続要求メッセージ」に含まれる基地局または「接続応答送信」に含まれる移動局の接続状況を確認する。接続状況が「接続済み」の場合は、初期接続手順を完了する。接続状況が「未接続」の場合は、ステップS208へ移行する。
ステップS208において、車載通信管理部7は、通信転送部2に「接続応答メッセージ」のデータ送信要求を送信する。通信転送部2は、指定された相手局に「接続応答メッセージ」を送信し、ステップS209へと移行する。この時、送信先として、ステップS202で受信した車々間メッセージに含まれる移動局、または「接続要求メッセージ」に含まれる基地局を指定する。
ステップS209において、通信転送部2は、移動局または基地局からのメッセージを受信するまで待機する。通信転送部2が「接続応答確認メッセージ」を受信した場合は、ステップS210へ移行する。通信転送部2が「接続応答確認メッセージ」以外を受信した場合は、待機を継続し、タイムアウトするとステップS202へ移行する。
ステップS210において、通信転送部2は、車載通信管理部7に「接続応答確認メッセージ」のデータ着信通知を送信する。車載通信管理部7は、接続管理テーブルを参照し、「接続応答確認メッセージ」に含まれる移動局または基地局の接続状況を確認する。接続状況が「接続済み」の場合は、初期接続手順を完了する。接続状況が「未接続」の場合は、ステップS211へ移行する。
ステップS211において、初期接続完了処理を実施し、初期接続処理を完了する。
<1−3−3.初期接続完了処理>
基地局の路側通信管理部6および移動局の車載通信管理部7は、初期接続手順の最後にLPCPを相手局との通信のために使用可能な状態とし、接続管理テーブルに「接続済み」として追加する。さらに、基地局の路側通信管理部6および移動局の車載通信管理部7は、送受信状況管理部5に対して、「初期接続」の接続通知を送信する。同様に、基地局の路側通信管理部6および移動局の車載通信管理部7は、通信転送部2に対して、「初期接続」のイベント通知を送信する。
<1−3−4.基地局の接続維持の動作>
路側通信装置100を搭載した基地局における接続維持の動作について、図20を用いて説明する。
図20は、基地局における接続維持手順の方法を決定するフローチャートである。路側通信装置100は、以降に示すステップS301〜ステップS309の処理を実行する。
ステップS301において、路側通信管理部6は、接続維持に関する設定情報を確認する。設定情報が「接続維持要求送信」の場合は、ステップS302へ移行する。設定情報が「接続維持要求受信」の場合は、ステップS306へ移行する。
ステップS302において、路側通信管理部6は、移動局毎にWTTSとCT2とを生成し、ステップS303へ移行する。この際、CT2にはT2maxを、WTTSにはT1maxを設定する。
ステップS303において、路側通信管理部6は、通信転送部2に「接続維持要求メッセージ」のデータ送信要求を送信する。さらに、路側通信管理部6は、CT2とWTTSとを起動する。この時、すでにWTTSが起動中であれば再起動する。また、WTTSが起動中であり再起動前にタイムアウトした場合は、ステップ309へ移行する。通信下位層が再送機能を提供しない場合、接続維持要求メッセージは、再送タイマと再送カウンタにより再送の制御を行う。通信転送部2は、相手局に「接続維持要求メッセージ」を送信し、ステップS304へと移行する。
ステップS304において、通信転送部2は、移動局からのメッセージを受信するまで待機する。通信転送部2が「接続維持応答メッセージ」を受信した場合は、ステップS305へ移行する。通信転送部2が「接続維持応答メッセージ」以外を受信した場合は、待機を継続し、CT2がタイムアウトするとステップS309へ移行する。
ステップS305において、通信転送部2は、路側通信管理部6に「接続維持応答メッセージ」のデータ着信通知を送信する。路側通信管理部6は、CT2を停止しステップS303へ移行する。
ステップS306において、路側通信管理部6は、移動局毎にCT1を生成・起動し、ステップS307へ移行する。この際、CT1にはT1maxを設定する。
ステップS307において、車々間アプリケーション処理部4は、移動局からの車々間メッセージを受信するまで待機する。車々間アプリケーション処理部4が車々間メッセージを受信した場合は、ステップS308へ移行する。車々間アプリケーション処理部4が車々間メッセージ以外を受信した場合は、待機を継続し、CT1がタイムアウトするとステップS309へ移行する。
ステップS308において、車々間アプリケーション処理部4は、送受信状況管理部5に車々間メッセージの受信を通知する。送受信状況管理部5は、路側通信管理部6に「接続維持応答送信」の接続処理要求を送信する。路側通信管理部6は、通信転送部2に「接続維持応答メッセージ」のデータ送信要求を送信する。さらに、路側通信管理部6は、CT1を再起動する。通信転送部2は、指定された相手局に「接続応答メッセージ」を送信し、ステップS307へと移行する。この時、送信先として、ステップS307で受信した車々間メッセージに含まれる移動局を指定する。
ステップS309において、接続維持完了処理を実施し、初期接続処理を完了する。
<1−3−5.移動局の通信接続管理処理>
車載通信装置200を搭載した移動局における接続維持の動作について、図21を用いて説明する。
図21は、移動局における接続維持手順の方法を決定するフローチャートである。車載通信装置200は、以降に示すステップS401〜ステップS413の処理を実行する。
ステップS401において、車々間アプリケーション処理部4は、車々間メッセージの送信を開始し、ステップS402へ移行する。以降のステップでは、車々間アプリケーション処理部4は、周辺の移動局または基地局に対して、同報通信で車々間メッセージを周期的に送信する。
ステップS402において、車載通信管理部7は、接続維持に関する設定情報を確認する。設定情報が「接続維持要求送信」の場合は、ステップS403へ移行する。設定情報が「接続維持要求受信」の場合は、ステップS407へ移行する。設定情報が「車々間送受信」の場合は、ステップ410へ移行する。
ステップS403において、車載通信管理部7は、基地局毎にCT2を生成し、ステップS404へ移行する。この際、CT2にはT2maxを設定する。
ステップS404において、車々間アプリケーション処理部4は、車々間メッセージの送信後、車載通信管理部7に「接続維持応答受信」の接続処理要求を送信する。さらに、車載通信管理部7は、CT2を起動する。通信下位層が再送機能を提供しない場合は、接続維持要求メッセージは、再送タイマと再送カウンタにより再送の制御を行う。ステップS404の処理後、ステップS405へと移行する。
ステップS405において、通信転送部2は、基地局からのメッセージを受信するまで待機する。通信転送部2が「接続維持応答メッセージ」を受信した場合は、ステップS406へ移行する。通信転送部2が「接続維持応答メッセージ」以外を受信した場合は、待機を継続し、CT2がタイムアウトするとステップS413へ移行する。
ステップS406において、通信転送部2は、車載通信管理部7に「接続維持応答メッセージ」のデータ着信通知を送信する。車載通信管理部7は、CT2を停止し、ステップS404へ移行する。
ステップS407において、車載通信管理部7は、基地局毎にCT1を生成・起動し、ステップS408へ移行する。この際、CT1にはT1maxを設定する。
ステップS408において、通信転送部2は、基地局からのメッセージを受信するまで待機する。通信転送部2が接続維持要求メッセージを受信した場合は、ステップS409へ移行する。通信転送部2が接続維持要求メッセージ以外を受信した場合は、待機を継続し、CT1がタイムアウトするとステップS413へ移行する。
ステップS409において、通信転送部2は、車載通信管理部7に「接続維持要求メッセージ」のデータ着信通知を送信する。車載通信管理部7は、通信転送部2に「接続維持応答メッセージ」のデータ送信要求を送信する。さらに車載通信管理部7は、CT1を再起動する。通信転送部2は、指定された相手局に「接続維持応答メッセージ」を送信し、ステップS408へと移行する。この時、送信先として、ステップS408で受信した接続維持要求メッセージに含まれる基地局を指定する。
ステップS410において、車載通信管理部7は、移動局毎にCT1を生成・起動し、ステップS411へ移行する。この際、CT1にはT1maxを設定する。
ステップS411において、車々間アプリケーション処理部4は、移動局からの車々間メッセージを受信するまで待機する。車々間アプリケーション処理部4が車々間メッセージを受信した場合には、ステップS412へ移行する。車々間アプリケーション処理部4が車々間メッセージ以外を受信した場合は、待機を継続し、CT1がタイムアウトした場合はステップS413へ移行する。
ステップS412において、車々間アプリケーション処理部4は、送受信状況管理部5に車々間メッセージの受信を通知する。送受信状況管理部5は、車載通信管理部7に「車々間メッセージ受信」の接続処理通知を送信する。車載通信管理部7は、CT1を再起動し、ステップS411へと移行する。この時、送信先として、ステップS411で受信した車々間メッセージに含まれる移動局を指定する。
ステップS413において、接続維持完了処理を実施し、初期接続処理を完了する。
<1−3−6.接続維持完了処理>
基地局の路側通信管理部6および移動局の車載通信管理部7は、接続維持手順の最後にLPCPの使用を停止状態とし、接続管理テーブルを「未接続」に更新する。さらに、基地局の路側通信管理部6および移動局の車載通信管理部7は、送受信状況管理部5に対して、「通信切断」の接続通知を送信する。同様に、基地局の路側通信管理部6および移動局の車載通信管理部7は、通信転送部2に対して、「通信切断」のイベント通知を送信する。実施の形態1に係る路側通信装置および車載通信装置は、以上で説明した車々間通信サブプロトコルの仕様に従って動作する。
<1−4.効果>
以上のことから、本実施の形態によれば、路側通信装置100は、車々間アプリケーション処理部4および送受信状況管理部5を備えている。従って、車々間アプリケーション処理部4が車々間メッセージの受信状況を路側通信管理部6に提供し、路側通信管理部6が車々間メッセージの受信状況を利用することにより、初期接続を開始する時または接続状態を維持する時に必要な路車間メッセージの送受信回数を抑制することが可能となる。すなわち、路車間通信におけるトラフィックの増大を抑制することが可能となる。
また、車載通信装置200は、車々間アプリケーション処理部4および送受信状況管理部5を備えている。従って、車々間アプリケーション処理部4が車々間メッセージの送受信状況を車載通信管理部7に提供し、車載通信管理部7が車々間メッセージの送受信状況を利用することにより、初期接続を開始する時または接続状態を維持する時に必要な路車間メッセージの送受信回数を抑制することが可能となる。すなわち、路車間通信におけるトラフィックの増大を抑制することが可能となる。
<1−5.変形例>
以上で説明した実施の形態において、上記で説明した以外のプロトコルでメッセージをやりとりしてもよい。例えば、上記では、初期接続の際に接続要求メッセージ、接続応答メッセージ、および接続応答確認メッセージを用いるプロトコルについて説明したが、接続要求メッセージ、接続応答メッセージのみで初期接続してもよい。
通信転送部2では、非特許文献1に記載されているトランザクション管理部(ローカルポートプロトコル)と、転送サービス処理(ローカルポート制御プロトコル)を使用する階層構造を示したが、ローカルポートプロトコルまたはローカルポート制御プロトコルの代わりに他の双方向に通信可能なプロトコルを用いても良い。例えば、アメリカで検討されているプロトコルIEEE1609.3、あるいはヨーロッパのCALM(Communications Architecture for Land Mobile environment)で検討されているプロトコルFASTまたはGeo−Routingなどを用いても良い。
また、路側通信管理部6および車載通信管理部7は、路車間アプリケーション処理部3および通信転送部2に対して平行するように配置される構造を示したが、IEEE1609.3で検討されている管理部WME(WAVE Management Entity)またはCALMで検討されている管理部CME(CALM Management Entity)も路側通信管理部6および車載通信管理部7と同じように配置されるため、路側通信管理部6および車載通信管理部7をWMEまたはCMEに含める構成、あるいはWMEまたはCMEを路側通信管理部6および車載通信管理部7に含める構成としても良い。ここで、WAVEは、Wireless Access in Vehicular Environmentsの略語である。ここで述べた構成によって、路側通信管理部6および車載通信管理部7が提供するインタフェースは、WMEやCMEのインタフェースに統合しても良い。
また、路車間アプリケーション処理部3や車々間アプリケーション処理部4は、ITSに関するアプリケーション以外のアプリケーションなどを用いても良い。
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
本発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての態様において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
1 車々間送受信サービス処理部、2 通信転送部、3 路車間アプリケーション処理部、4 車々間アプリケーション処理部、5 送受信状況管理部、6 路側通信管理部、7 車載通信管理部、100 路側通信装置、200 車載通信装置。
上記の課題を解決するために、本発明による路側通信装置は、基地局に搭載され、移動局に搭載された通信装置との間で無線通信を行うことが可能な路側通信装置であって、通信装置との間で路車間通信のプロトコルに基づいた路車間メッセージ、および車々間通信のプロトコルに基づいた車々間メッセージを送受信する車々間送受信サービス処理部と、車々間送受信サービス処理部を介して通信装置との間で送受信する路車間メッセージの再送、分割、および組み立てを含むトランザクションサービスと、上位プロトコルを識別するためのローカルポート番号を付加する転送サービスとを提供する通信転送部と、車々間送受信サービス処理部および通信転送部を介して通信装置との間で路車間メッセージを送受信する路車間アプリケーション処理部と、車々間送受信サービス処理部を介して通信装置との間で車々間メッセージを送受信する車々間アプリケーション処理部と、車々間アプリケーション処理部が通信装置との間で送受信する車々間メッセージの送受信状況を管理する送受信状況管理部と、通信装置との接続状況を管理する路側通信管理部とを備え、路側通信管理部は、送受信状況管理部から通知された車々間メッセージの受信状況に基づいて通信装置との接続状態を管理する。
また、本発明による車載通信装置は、移動局に搭載され、基地局または他の移動局に搭載された通信装置との間で無線通信を行うことが可能な車載通信装置であって、通信装置との間で路車間通信のプロトコルに基づいた路車間メッセージ、および車々間通信のプロトコルに基づいた車々間メッセージを送受信する車々間送受信サービス処理部と、車々間送受信サービス処理部を介して通信装置との間で送受信する路車間メッセージの再送、分割、および組み立てを含むトランザクションサービスと、上位プロトコルを識別するためのローカルポート番号を付加する転送サービスとを提供する通信転送部と、車々間送受信サービス処理部および通信転送部を介して通信装置との間で路車間メッセージを送受信する路車間アプリケーション処理部と、車々間送受信サービス処理部を介して通信装置との間で車々間メッセージを送受信する車々間アプリケーション処理部と、車々間アプリケーション処理部が通信装置との間で送受信する車々間メッセージの送受信状況を管理する送受信状況管理部と、通信装置との接続状況を管理する車載通信管理部とを備え、車載通信管理部は通信転送部から通知された路車間メッセージの送受信状況および車々間アプリケーション処理部から送受信状況管理部を経由して通知された車々間メッセージの送受信状況に基づいて接続状態を管理する。
本発明によると、路側通信装置は、基地局に搭載され、移動局に搭載された通信装置との間で無線通信を行うことが可能な路側通信装置であって、通信装置との間で路車間通信のプロトコルに基づいた路車間メッセージ、および車々間通信のプロトコルに基づいた車々間メッセージを送受信する車々間送受信サービス処理部と、車々間送受信サービス処理部を介して通信装置との間で送受信する路車間メッセージの再送、分割、および組み立てを含むトランザクションサービスと、上位プロトコルを識別するためのローカルポート番号を付加する転送サービスとを提供する通信転送部と、車々間送受信サービス処理部および通信転送部を介して通信装置との間で路車間メッセージを送受信する路車間アプリケーション処理部と、車々間送受信サービス処理部を介して通信装置との間で車々間メッセージを送受信する車々間アプリケーション処理部と、車々間アプリケーション処理部が通信装置との間で送受信する車々間メッセージの送受信状況を管理する送受信状況管理部と、通信装置との接続状況を管理する路側通信管理部とを備え、路側通信管理部は、送受信状況管理部から通知された車々間メッセージの受信状況に基づいて通信装置との接続状態を管理するため、路車間通信におけるトラフィックの増大を抑制することが可能となる。
また、車載通信装置は、移動局に搭載され、基地局または他の移動局に搭載された通信装置との間で無線通信を行うことが可能な車載通信装置であって、通信装置との間で路車間通信のプロトコルに基づいた路車間メッセージ、および車々間通信のプロトコルに基づいた車々間メッセージを送受信する車々間送受信サービス処理部と、車々間送受信サービス処理部を介して通信装置との間で送受信する路車間メッセージの再送、分割、および組み立てを含むトランザクションサービスと、上位プロトコルを識別するためのローカルポート番号を付加する転送サービスとを提供する通信転送部と、車々間送受信サービス処理部および通信転送部を介して通信装置との間で路車間メッセージを送受信する路車間アプリケーション処理部と、車々間送受信サービス処理部を介して通信装置との間で車々間メッセージを送受信する車々間アプリケーション処理部と、車々間アプリケーション処理部が通信装置との間で送受信する車々間メッセージの送受信状況を管理する送受信状況管理部と、通信装置との接続状況を管理する車載通信管理部とを備え、車載通信管理部は通信転送部から通知された路車間メッセージの送受信状況および車々間アプリケーション処理部から送受信状況管理部を経由して通知された車々間メッセージの送受信状況に基づいて接続状態を管理するため、路車間通信におけるトラフィックの増大を抑制することが可能となる。

Claims (8)

  1. 基地局に搭載され、移動局に搭載された通信装置(200)との間で無線通信を行うことが可能な路側通信装置(100)であって、
    前記通信装置(200)との間で路車間通信のプロトコルに基づいた路車間メッセージ、および車々間通信のプロトコルに基づいた車々間メッセージを送受信する車々間送受信サービス処理部(1)と、
    前記車々間送受信サービス処理部(1)を介して前記通信装置(200)との間で送受信する前記路車間メッセージの再送、分割、および組み立てを含むトランザクションサービスと、上位プロトコルを識別するためのローカルポート番号を付加する転送サービスとを提供する通信転送部(2)と、
    前記車々間送受信サービス処理部(1)および前記通信転送部(2)を介して前記通信装置(200)との間で前記路車間メッセージを送受信する路車間アプリケーション処理部(3)と、
    前記車々間送受信サービス処理部(1)を介して前記通信装置(200)との間で車々間メッセージを送受信する車々間アプリケーション処理部(4)と、
    前記車々間アプリケーション処理部(4)が前記通信装置(200)との間で送受信する前記車々間メッセージの送受信状況を管理する送受信状況管理部(5)と、
    前記通信装置(200)との接続状況を管理する路側通信管理部(6)と、
    を備え、
    前記路側通信管理部(6)は、前記送受信状況管理部(5)から通知された前記車々間メッセージの受信状況に基づいて前記通信装置(200)との接続状態を管理することを特徴とする、路側通信装置。
  2. 前記路側通信管理部(6)は、前記通信装置(200)から前記車々間メッセージを受信すると、前記通信装置(200)との接続状況を確認することを特徴とする、請求項1に記載の路側通信装置。
  3. 前記路側通信管理部(6)は、前記通信装置(200)との接続状況が未接続である場合において、前記通信装置(200)との接続を行うことを特徴とする、請求項2に記載の路側通信装置。
  4. 移動局に搭載され、基地局または他の移動局に搭載された通信装置(100、200)との間で無線通信を行うことが可能な車載通信装置(200)であって、
    前記通信装置(100、200)との間で路車間通信のプロトコルに基づいた路車間メッセージ、および車々間通信のプロトコルに基づいた車々間メッセージを送受信する車々間送受信サービス処理部(1)と、
    前記車々間送受信サービス処理部(1)を介して前記通信装置(100、200)との間で送受信する前記路車間メッセージの再送、分割、および組み立てを含むトランザクションサービスと、上位プロトコルを識別するためのローカルポート番号を付加する転送サービスとを提供する通信転送部(2)と、
    前記車々間送受信サービス処理部(1)および前記通信転送部(2)を介して前記通信装置(100、200)との間で前記路車間メッセージを送受信する路車間アプリケーション処理部(3)と、
    前記車々間送受信サービス処理部(1)を介して前記通信装置(100、200)との間で車々間メッセージを送受信する車々間アプリケーション処理部(4)と、
    前記車々間アプリケーション処理部(4)が前記通信装置(100、200)との間で送受信する前記車々間メッセージの送受信状況を管理する送受信状況管理部(5)と、
    前記通信装置(100、200)との接続状況を管理する車載通信管理部(7)とを備え、
    前記車載通信管理部(7)は、前記送受信状況管理部(5)から通知された前記車々間メッセージの送受信状況を利用して接続状態を管理することを特徴とする、車載通信装置。
  5. 前記車載通信管理部(7)は、前記通信装置(100、200)から当該通信装置(100、200)との接続を要求する前記路車間メッセージまたは前記車々間メッセージを受信すると、前記通信装置(100、200)との接続状況を確認することを特徴とする、請求項4に記載の車載通信装置。
  6. 前記車載通信管理部(7)は、前記通信装置(100、200)との接続状況が未接続である場合において、前記通信装置(100、200)との接続を行うことを特徴とする、請求項5に記載の車載通信装置。
  7. 前記車々間アプリケーション処理部(4)は、前記通信装置(100、200)との接続を要求する前記車々間メッセージを前記通信装置(100、200)に送信することを特徴とする、請求項4から6のいずれか1項に記載の車載通信装置。
  8. 前記車々間アプリケーション処理部(4)は、前記車々間メッセージを同報通信で周期的に送信することを特徴とする、請求項7に記載の車載通信装置。
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