WO2007132511A1

WO2007132511A1 - 移動体通信システム、および移動体通信装置

Info

Publication number: WO2007132511A1
Application number: PCT/JP2006/309595
Authority: WO
Inventors: Satoshi Tamura; Koichi Matsukawa
Original assignee: Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
Priority date: 2006-05-12
Filing date: 2006-05-12
Publication date: 2007-11-22

Abstract

　クラスタヘッド指示器（１１）がクラスタヘッドとして動作する開始時刻および終了時刻を含むクラスタヘッド指示命令メッセージを送信してクラスタヘッド動作期間を報知し、クラスタヘッド指示命令メッセージを受信した車両（１４）が、クラスタヘッド指示命令メッセージに含まれる開始時刻および終了時刻が示すクラスタヘッド動作期間のみクラスタヘッドとして動作する。

Description

明細書

移動体通信システム、および移動体通信装置

技術分野

[0001] 本発明は、車両に搭載された無線通信装置を用いて無線によって車車間通信を行う移動体通信システムに関するものであり、特に、ブロードキャストメッセージを転送するクラスタヘッドの指定に関するものである。

背景技術

[0002] 近年では、無線 LAN (Local Area Network)を代表とする無線通信技術の発展と低価格化により、車両内に無線通信装置を設置して路車間および車車間にて無線通信を行う移動体通信システムが実現されつつある。路車間で通信を行う場合、車両に設置された無線通信装置が、 AP (Access

Point)として動作する路側送置に接続することによって通信を行う。また、路側装置の無線通信エリア内にある車両間では、路側装置を経由して通信を行う。一方、路側装置が存在しない場所において車車間通信を行う場合には、車両同士が直接通信を行う。

[0003] このような路車間および車車間の移動体通信システムでは、対向車両の接近や歩行者への注意信号、緊急車両 (たとえば、救急車や消防車など)の通過などを通知する様々なメッセージを送信する。対向車両の接近や歩行者への注意信号などは先頭付近の車両に通知すればよいが、緊急車両が通過することなどは、すべての車両を退避させるために先頭付近の車両だけでなくすべての車両に通知することが望ましい。

[0004] し力しながら、路側装置および無線通信装置の無線通信エリアは限られており、無線通信エリア外に位置する車両にはメッセージを送信することができないという問題かあつた。

[0005] このような問題を改善するための従来技術として、たとえば、特許文献 1がある。特許文献 1には、車群の先頭の車両と後尾の車両とがメッセージを転送する車車間通信に関する技術が開示されている。 [0006] 具体的には、複数の車両力なる 2つの車群を備え、車群の各車両は、それぞれ位置情報を交換することによってお互いの位置関係を把握し、車群の先頭に位置する車両を先頭車両とし、車群の後尾に位置する車両を後尾車両として選択する。進行方向に対して前方に位置する車群の任意の車両がブロードキャストメッセージを送信した場合、先頭車両および後尾車両のみがブロードキャストメッセージの転送を行い、他の車両はブロードキャストメッセージの転送を行わない。進行方向に対して後方に位置する車群の先頭車両は、進行方向に対して前方に位置する車群の後尾車両が転送したブロードキャストメッセージを受信して転送する。これにより、すべての車両がブロードキャストメッセージを転送して無線帯域を圧迫することを防止し、進行方向に対して後方に位置する車群の後尾車両を含む全車両に進行方向に対して前方に位置する車群の任意の車両が送信したブロードキャストメッセージを通知することがでさる。

[0007] 特許文献 1 :特開 2001— 358641号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0008] し力しながら、車群を成形する各車両は固定的なものではなく移動性が高ぐ車群は常時変動する。上記特許文献 1に記載の従来技術では、車両が位置情報を含む制御メッセージを交換して車群を構成するようにしているので、車群の変動に追従するためには、車群を成形するための制御メッセージを頻繁に交換する必要がある。したがって、上記特許文献 1に記載の従来技術では、すべての車両がブロードキャストメッセージを転送することによって生じる無線帯域の圧迫を防止することはできるが、車群を形成するための制御メッセージによって無線帯域を圧迫させてしまうことがあるという問題があった。また、車両が連続している場合などは、境界の設定が困難であり、車群の形成自体が困難となるという問題もあった。

[0009] また、特許文献 1に記載の従来技術にお!、て、制御メッセージに含まれる位置情報は GPS (Global Positioning System)から取得することが考えられる。しかしながら、 G PSによって取得する位置情報は、ビルの谷間などでは誤差が大きくなることが知られている。また、実際の道路にはカーブや建物など、無線通信において障害となるものが存在するため、位置情報だけでは無線通信エリアの状態を反映させることは難しいという問題もあった。

[0010] 上記特許文献 1に記載の従来技術のように、制御メッセージを交換することで先頭車両および後尾車両を選択し車群を構成するのではなぐ送信要求にしたがってメッセージを送信する経路を選択する方法もある。しカゝしながら、送信要求にしたがってメッセージを送信する経路を選択する方法で、メッセージの送信時に、まず経路を選択しなければならな、ため、各車両にメッセージが到達するまでに時間が力かってしまうという問題が生じる。この問題は、特に、即時性が求められるメッセージの転送には大きな影響を与えてしまう。

[0011] 本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、無線帯域を圧迫することなぐ道路状況に応じて予めブロードキャストメッセージを転送するクラスタヘッドとなる移動体通信装置を選択して高速にブロードキャストメッセージを転送することができる移動体通信システムを得ることを目的として!/、る。

課題を解決するための手段

[0012] 上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、無線通信装置を搭載した車両である複数の移動体通信装置と、これら移動体通信装置の中からブロードキャストメッセージを転送するクラスタヘッドとなる移動体通信装置を指定するクラスタヘッド指示器とを備えた移動体通信システムにお、て、前記クラスタヘッド指示器は、クラスタヘッドとして動作する開始時刻および終了時刻を含むクラスタヘッド指示命令メッセージを送信してクラスタヘッド動作期間を報知し、前記移動体通信装置は、前記クラスタヘッド指示命令メッセージを受信した場合、予め定められた動作モードに基づ、て自装置がクラスタヘッドとして動作するか否かを決定する判定手段と、前記判定手段がクラスタヘッドとして動作すると決定した場合、前記クラスタヘッド指示命令メッセージに含まれる開始時刻および終了時刻に基づヽてクラスタヘッド動作期間を管理する時刻管理手段と、前記時刻管理手段によって管理されたクラスタヘッド動作期間内に受信したブロードキャストメッセージのみを転送するデータ処理部と、を備えることを特徴とする。

発明の効果 [0013] 本発明に力かる移動体通信システムは、クラスタヘッド指示器がクラスタヘッドとして動作する開始時刻および終了時刻を含むクラスタヘッド指示命令メッセージを送信してクラスタヘッド動作期間を報知し、クラスタヘッド指示命令メッセージを受信した移動体通信装置が、クラスタヘッド指示命令メッセージに含まれる開始時刻および終了時刻が示すクラスタヘッド動作期間のみクラスタヘッドとして動作するようにして、る。すなわち、クラスタヘッド指示器がクラスタヘッド動作期間にクラスタヘッドとして動作する移動体通信装置を予約しておき、クラスタヘッドとして動作することを予約された移動体通信装置のみがブロードキャストメッセージを転送するようにして、る。これにより、移動体通信装置同士でクラスタヘッドを選択するためのメッセージを転送する必要がなくなるので、無線帯域を圧迫することなぐ高速にブロードキャストメッセージを転送することができる移動体通信システムを得ることができるという効果を奏する。図面の簡単な説明

[0014] [図 1]図 1は、車車間通信を用いた移動体通信システムの構成の一例を示す図である。

[図 2]図 2は、この実施の形態 1の移動体通信システムにおけるクラスタヘッド指示動作を説明するための移動体通信システムの構成の一例を示す図である。

[図 3]図 3は、クラスタヘッド指示器が送信するクラスタヘッド指示命令メッセージの構成の一例を示す図である。

[図 4]図 4は、この実施の形態 1の車両に搭載される無線通信装置の構成を示すプロック図である。

[図 5]図 5は、この実施の形態 1の車両に搭載される無線通信装置のクラスタヘッドの指定に関する動作を説明するためのフローチャートである。

[図 6]図 6は、この実施の形態 1の車両に搭載される無線通信装置のクラスタヘッドとしての動作を説明するためのフローチャートである。

[図 7]図 7は、この実施の形態 1の移動体通信システムの動作を説明するためのタイムチャートである。

[図 8]図 8は、この実施の形態 2の移動体通信システムにおけるクラスタヘッド指示動作を説明するための移動体通信システムの構成の一例を示す図である。 [図 9]図 9は、この実施の形態 2の車両に搭載される無線通信装置の構成を示すプロック図である。

[図 10]図 10は、この実施の形態 2の車両に搭載される無線通信装置のクラスタヘッドの指定に関する動作を説明するためのフローチャートである。

[図 11]図 11は、この実施の形態 2の移動体通信システムの動作を説明するためのタィムチャートである。

[図 12]図 12は、この実施の形態 3の移動体通信システムにおけるクラスタヘッド指示動作を説明するための移動体通信システムの構成の一例を示す図である。

[図 13]図 13は、この実施の形態 3の車両に搭載される無線通信装置のクラスタヘッドの指定に関する動作を説明するためのフローチャートである。

[図 14]図 14は、この実施の形態 4のクラスタヘッドの動作を説明するためのタイムチヤートである。

符号の説明

1 基地局

2、 3、 7、 8、 9、 13、 14、 15、 16、 41、 42、 43、 44、 45、 46、 81、 82、 83、 84、 8

5 車両

4、 5、 6、 12、 51、 52、 53、 54、 91、 92 無線通信エリア

11 クラスタヘッド指示器

21 受信部

22 データ処理部

23 判定部

24 時刻管理部

25 動作モードレジスタ

26 送信部

27 ビーコン処理部

31 ヘッダ情報フィールド

32 現在時刻フィールド

33 開始時刻フィールド 34 終了時刻フィールド

発明を実施するための最良の形態

[0016] 以下に、本発明にかかる移動体通信システム、および移動体通信装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

[0017] 実施の形態 1.

図 1〜図 7を参照してこの発明の実施の形態 1を説明する。この発明における移動体通信システムは、無線通信装置が搭載され、一時的に送信元ノード、中継ノード、または送信先ノードとして動作する複数の車両である移動体通信装置が、中継ノードを経由して送信元ノードから送信先ノードに無線通信によってメッセージを転送するルートを自立的に設定してネットワークを構成するマルチホップによる車車間通信が適用される。また、クラスタヘッドに指定された移動体通信装置のみがブロードキャストメッセージの転送を行う。

[0018] 図 1は、車車間通信を用いた移動体通信システムの構成の一例を示す図である。

図 1において、移動体通信システムは、路側に設置される基地局 1と、複数の車両 2, 3, 7〜9とを備えている。車両 2, 3, 7〜9は、無線通信装置を搭載しており移動体通信装置である。車両 2, 3はクラスタヘッドに指定されている。車両 2, 9は基地局 1の無線通信エリア 4に位置しており、車両 8, 9はクラスタヘッドである車両 2の無線通信エリア 5に位置しており、車両 7, 8はクラスタヘッドである車両 3の無線通信エリア 6に位置している。すなわち、車両 2, 3, 8は、無線通信エリア 5, 6内に位置している。

[0019] 基地局 1は、図示していないネットワークに接続されており、ネットワークを介して管理サーバなどから受信した対向車両の接近や歩行者への注意信号、救急車や消防車などの緊急車両の通過などの各種情報をブロードキャストメッセージとして送信する。

[0020] 対向車両の接近や歩行者への注意信号などの情報は、交差点の先頭付近の車両、すなわち基地局 1の無線通信エリア 4内に位置する車両 2, 9に通知して運転者に注意を促せばよいが、救急車や消防車などの緊急車両の通過などの情報は、基地局 1の無線通信エリア 4内に位置する車両 2, 9だけでなぐ無線通信エリア 4外に位置する車両 3, 7, 8にも通知して運転者に注意を促し、各車両 2, 3, 7〜9を退避させる必要がある。よって、ブロードキャストメッセージ内に転送モードを指定する領域を設け、基地局 1は、対向車両の接近や歩行者への注意信号などの情報を通知するブロードキャストメッセージを送信する場合には、転送モードの領域に自局の無線通信エリア 4のみのブロードキャストメッセージであることを示すモードを指定し、救急車や消防車などの緊急車両の通過などの情報を通知するブロードキャストメッセージを送信する場合には、転送モードの領域に自局の無線通信エリア 4外も対象とするプロードキャストメッセージであることを示すモードを指定する。

[0021] クラスタヘッドに指定されている車両 2, 3は、ブロードキャストメッセージを受信すると、受信したブロードキャストメッセージ内の転送モードに基づ、てブロードキャストメッセージを転送する。車両 2, 3は、転送モードが基地局 1の無線通信エリア 5のみのブロードキャストメッセージであることを示す場合には、ブロードキャストメッセージの転送を行わず、転送モードが基地局 1の無線通信エリア 4外も対象とするブロードキャストメッセージであることを示す場合には、ブロードキャストメッセージを転送する。クラスタヘッドに指定されていない車両 7〜9は、ブロードキャストメッセージを受信しても、転送モードに依存することなく受信したブロードキャストメッセージの転送は行わない。すなわち、クラスタヘッドに指定されている車両 2, 3のみが、転送モードが基地局 1の無線通信エリア 4外も対象とするブロードキャストメッセージを転送する。

[0022] つぎに、図 1に示した移動体通信システムのブロードキャストメッセージの転送動作について説明する。基地局 1がブロードキャストメッセージを送信すると、受信したブロードキャストメッセージの情報を認識する。基地局 1は、自局の無線通信エリア 4内に位置する車両 2, 9のみに通知すればよい情報であると認識した場合、転送モードの領域に自局の無線通信エリア 4のみのブロードキャストメッセージであることを示すモードを指定し、自局の無線通信エリア 4外に位置する車両 3, 8, 7にも通知する必要のある情報であると認識した場合には、転送モードの領域に自局の無線通信エリァ 4外も対象とするブロードキャストメッセージであることを示すモードを指定する。基地局 1は、モード指定したブロードキャストメッセージを送信する。

[0023] 基地局 1の無線通信エリア内に位置する車両 2, 9は、基地局 1が送信したブロードキャストメッセージを受信する。クラスタヘッドに指定されている車両 2は、ブロードキヤストメッセージ内に含まれる転送モードを判定する。転送モードが基地局 1の無線通信エリア 5のみのブロードキャストメッセージであることを示す場合、車両 2は、ブロードキャストメッセージの転送を行わな、。

[0024] 転送モードが基地局 1の無線通信エリア 5外も対象とするブロードキャストメッセージであることを示す場合、車両 2は、ブロードキャストメッセージを転送する。これにより、車両 2の無線通信エリア 5内に位置する車両 3, 8, 9はブロードキャストメッセージを受信する。

[0025] クラスタヘッドに指定されている車両 3は、ブロードキャストメッセージ内に含まれる転送モードを判定する。車両 2から受信したブロードキャストメッセージ内の転送モードは、基地局 1の無線通信エリア 4外も対象とするブロードキャストメッセージであることを示している。よって、車両 3は、受信したブロードキャストメッセージを転送する。これにより、車両 3の無線通信エリア 6内に位置する車両 7, 8はブロードキャストメッセージを受信する。

[0026] このように、クラスタヘッドに指定された車両 2, 3のみが、転送モードに基地局 1の無線通信エリア 4外も対象とすることを示すモードが設定されているブロードキャストメッセージの転送を行うため、基地局 1の無線通信エリア 4外に位置する車両 3, 7, 8 にも通知する必要のあるブロードキャストメッセージは、クラスタヘッドに指定された車両 2, 3を介して基地局 1の無線通信エリア 4外に位置する車両 3, 7, 8に通知するようにしている。これにより、カーブなど見通しの悪い交差点において、基地局 1の無線通信エリア 4が狭くなつた場合でも、無線通信エリア 4外の車両 3, 7, 8にも基地局 1 が送信したブロードキャストメッセージを送信することを可能としている。

[0027] つぎに、上述した移動体通信システムにおけるクラスタヘッド指定方法について説明する。図 2は、の実施の形態 1の移動体通信システムにおけるクラスタヘッド指示動作を説明するための移動体通信システムの構成の一例を示す図である。図 2におヽて、移動体通信システムは、路側に設置されるクラスタヘッド指示器 11と、クラスタへッド指示器 11の無線通信エリア 12を通過した際にクラスタヘッドとして指定され、現在クラスタヘッドとして動作している車両 13と、クラスタヘッド指示器 11の無線通信ェリア 12内に位置する車両 14と、クラスタヘッド指示器 11の無線通信エリア 12外に位置しており、無線通信エリア 12方向に走行中の車両 15と、現在クラスタヘッドとして指定されて、る車両 16とを備えて、る。

[0028] なお、現在クラスタヘッドに指定されている車両 13と車両 16とは、それぞれの無線通信エリア内に位置しており、ブロードキャストメッセージの転送が可能な状態であるものとする。また、図 2においては、その機能を明確にするために、独立して路側にクラスタヘッド指示器 11を備えるようにしてヽる力先の図 1に示した基地局 1がクラスタヘッド指示器 11の機能を備えるようにしてもょ、。

[0029] クラスタヘッド指示器 11は、予め定められた周期毎にクラスタヘッド指示命令メッセージを送信する。図 3は、クラスタヘッド指示器 11が送信するクラスタヘッド指示命令メッセージの構成の一例を示す図である。図 3に示すように、クラスタヘッド指示命令メッセージは、クラスタヘッド指示命令メッセージであることを示す情報などのヘッダ情報が設定されるヘッダ情報フィールド 31と、現在時刻が設定される現在時刻フィールド 32と、クラスタヘッドとしての動作を開始する時刻が設定される開始時刻フィールド 33と、クラスタヘッドとしての動作を終了する時刻が設定される終了時刻フィールド 3 4とで構成される。

[0030] 車両 13〜16に搭載される無線通信装置は、すべて同じ機能を備えている。図 4は、車両 13〜 16に搭載される無線通信装置の構成を示すブロック図である。

[0031] 図 4において、車両 13〜16に搭載される無線通信装置は、受信部 21、データ処理部 22、動作モードレジスタ 25、判定部 23、時刻管理部 24、および送信部 26を備えている。

[0032] 受信部 21は、無線受信インタフェースを有しており、クラスタヘッド指示器 11から送信されたクラスタヘッド指示命令メッセージや、基地局やクラスタヘッドに指定された車両に搭載された無線通信装置が送信したブロードキャストメッセージを受信する。

[0033] データ処理部 22は、受信部 21によって受信されたメッセージ (クラスタヘッド指示命令メッセージおよびブロードキャストメッセージ）の受信処理を行なう。データ処理部 22は、クラスタヘッド指示命令メッセージを受信した場合にはクラスタヘッド指示命令メッセージを判定部 23に出力する。データ処理部 22は、ブロードキャストメッセ一ジを受信し、かつ自装置がクラスタヘッドとして動作している場合には、ブロードキヤストメッセージ内の転送モードに基づいてブロードキャストメッセージを転送するか否かを判定する。データ処理部 22は、ブロードキャストメッセージを転送する場合には送信部 26にブロードキャストメッセージを出力する。

[0034] 送信部 26は、無線送信インタフェース機能を有しており、データ処理部 22から入力されるブロードキャストメッセージを送信する。動作モードレジスタ 25には、クラスタヘッドとしての動作を許可するか否か示す動作モードが設定される。この設定は、運転者によって図示しな、入力部力設定される。

[0035] 判定部 23は、データ処理部 22からクラスタヘッド指示命令メッセージが入力されると、動作モードレジスタ 25に設定された動作モードに基づいてクラスタヘッドとして動作することが許可されているカゝ否かを判定する。判定部 23は、クラスタヘッドとして動作可能であると判定した場合には、クラスタヘッド指示命令メッセージの現在時刻フィ一ルド 32、開始時刻フィールド 33、および終了フィールド 34に設定されているそれぞれの時刻を時刻管理部 24に設定し、時刻管理部 24からの通知に基づ、てデータ処理部 22にクラスタヘッドとしての処理を実行させる。

[0036] 時刻管理部 24は、判定部 23からの設定によって現在時刻を調時するとともに、クラスタヘッドとしての動作を開始する開始時刻、およびクラスタヘッドとしての動作を終了する終了時刻を管理し、開始時刻通知および終了時刻通知を判定部 23に出力する。

[0037] つぎに、無線通信装置の動作を説明する。無線通信装置の動作は、クラスタヘッドの指定に関する動作と、クラスタヘッドとしての動作の 2つに分けられる。まず、図 5のフローチャートを参照して、クラスタヘッドの指定に関する動作を説明する。

[0038] データ処理部 22は、受信部 21を介してクラスタヘッド指示命令メッセージを受信すると、受信したクラスタヘッド指示命令メッセージを判定部 23に出力する。判定部 23 は、クラスタヘッド指示命令メッセージが入力されると、動作モードレジスタ 25の設定内容に基づ、て自装置がクラスタヘッドとして動作することが許可されて、るか否かを判定する (ステップ S 100)。

[0039] 動作モードレジスタ 25にクラスタヘッドとしての動作を許可することが設定されて!ヽる場合、判定部 23は、クラスタヘッド指示命令メッセージの現在時刻フィールド 32に設定されている現在時刻、開始時刻フィールド 33に設定されている開始時刻、および終了時刻フィールド 34に設定されている終了時刻を抽出する。判定部 23は、抽出した現在時刻、開始時刻、および終了時刻を含む時刻設定通知を時刻管理部 24〖こ出力する (ステップ S101)。

[0040] 時刻管理部 24は、自部の計時機能の現在時刻を時刻設定通知に含まれる現在時刻に合わせる (ステップ S 102)。これにより、時刻管理部 24の計時機能の時刻とクラスタヘッド指示器 11の計時機能の時刻との同期が取られる。時刻管理部 24は、時刻設定通知に含まれる開始時刻および終了時刻の計測を開始する (ステップ S 103)。

[0041] 開始時刻になると、時刻管理部 24は、開始時間通知を判定部 23に出力する (ステップ S104, S105)。開始時刻通知を受けると、判定部 23は、クラスタヘッド動作開始指示をデータ処理部 22に出力する (ステップ S106)。これにより、データ処理部 2 2は、クラスタヘッドとしての動作を開始する。

[0042] 終了時刻になると、時刻管理部 24は、終了時間通知を判定部 23に出力する (ステップ S107, S108)。終了時刻通知を受けると、判定部 23は、クラスタヘッド動作終了指示をデータ処理部 22に出力する (ステップ S109)。これにより、データ処理部 2 2は、クラスタヘッドとしての動作を終了する。

[0043] 一方、クラスタヘッドとして動作することが許可されて、な、場合 (ステップ S 100, N o)、クラスタヘッドとして動作することができないため、処理を終了する。

[0044] つぎに、図 6のフローチャートを参照して、クラスタヘッドとしての動作を説明する。

データ処理部 22は、受信部 21を介してブロードキャストメッセージを受信すると、自装置がクラスタヘッドとして動作中である力否かを判定する（ステップ S200, S201)。受信部 21は、先の図 5のフローチャートを参照して説明したクラスタヘッドの指示に関する動作によって判定部 23からクラスタヘッド動作開始指示を受けている場合には、自装置がクラスタヘッドとして動作中であると判定し、判定部 23からクラスタヘッド動作終了指示を受けた場合にはクラスタヘッドとして動作中ではないと判定する。

[0045] クラスタヘッドとして動作中の場合、データ処理部 22は、受信したブロードキャストメッセージに含まれる転送モードが、転送することを示しているか否かを判定する (ステップ S 202)。データ処理部 22は、転送モードに基地局の無線通信エリア外も対象とすることを示すモードが設定されてヽる場合には転送すると判定し、転送モードに基地局の無線通信エリア内であることを示すモードが設定されている場合には転送しないと判定する。

[0046] データ処理部 22は、転送すると判定した場合、送信部 26を介して受信したブロードキャストメッセージを転送する（ステップ S203)。一方、クラスタヘッドとして動作中ではない場合 (ステップ S201, No)、または、受信したブロードキャストメッセージを転送しな、と判定した場合には、データ処理部 22はブロードキャストメッセージの転送を行わずに処理を終了する。

[0047] つぎに、図 7のタイムチャートを参照して、クラスタヘッド指示器 11の無線通信エリア 12を走行中にクラスタヘッドとして指定された車両 13〜 15がクラスタヘッドとして動作する遷移状態について説明する。

[0048] 車両 13は、時刻 TO以前にクラスタヘッド指示器 11の無線通信エリア 12内を走行中に、開始時刻が時刻 TOであって終了時刻が T3であるクラスタヘッド指示命令メッセージを受信しており、時刻 TO力もクラスタヘッドとしての動作を開始する。

[0049] 車両 13がクラスタヘッドとして動作している時刻 T1から時刻 T2の間に、クラスタへッド指示器 11は、開始時刻が T3であって終了時刻が T6であるクラスタヘッド指示命令メッセージを送信する。車両 14は、時刻 T1から時刻 T2の間にクラスタヘッド指示器 11の無線通信エリア 12を走行し、開始時刻が T3であって終了時刻が T6であるクラスタヘッド指示命令メッセージを受信する。

[0050] 時刻 T3において、車両 13は終了時間となりクラスタヘッドとしての動作を終了する。一方、車両 14は、クラスタヘッドとしての動作が許可されているため、クラスタヘッド指示器 11の無線通信エリア 12内を走行中に受信したクラスタヘッド指示命令メッセージによって、クラスタヘッドとしての動作を開始する。

[0051] 車両 14がクラスタヘッドとして動作している時刻 T4から時刻 T5の間に、クラスタへッド指示器 11は、開始時刻が T6であって終了時刻が T7であるクラスタヘッド指示命令メッセージを送信する。車両 15は、時刻 T4から時刻 T5の間にクラスタヘッド指示器 11の無線通信エリア 12を走行し、開始時刻が T6であって終了時刻が T7であるクラスタヘッド指示命令メッセージを受信する。

[0052] 時刻 T6において、車両 14は終了時間となりクラスタヘッドとしての動作を終了する。一方、車両 15は、クラスタヘッドとしての動作が許可されているため、クラスタヘッド指示器 11の無線通信エリア 12内を走行中に受信したクラスタヘッド指示命令メッセージによって、クラスタヘッドとしての動作を開始する。

[0053] なお、図 7においては、クラスタヘッドが車両 13から車両 14に切り替わる時刻を T3 とし、クラスタヘッドが車両 14から車両 15に切り替わる時刻を T6とした力車両 13と車両 14、および車両 14と車両 15が、それぞれクラスタヘッドとして動作する期間を設けるようにしてもかまわない。この場合、クラスタヘッド指示器 11が、時刻 Tl、 Τ4から送信するクラスタヘッド指示命令メッセージの開始時刻に時刻 Τ3、Τ6より前の時刻、すなわち 1つ前に送信したクラスタヘッド指示命令メッセージの終了時刻より前の時刻を設定するようにすればょヽ。

[0054] 以上説明したように、この実施の形態 1においては、クラスタヘッド指示器 11がクラスタヘッドとして動作する開始時刻および終了時刻を含むクラスタヘッド指示命令メッセージを送信してクラスタヘッド動作期間を報知し、クラスタヘッド指示命令メッセ一ジを受信した車両 14力クラスタヘッド指示命令メッセージに含まれる開始時刻および終了時刻が示すクラスタヘッド動作期間のみクラスタヘッドとして動作するようにしている。すなわち、クラスタヘッド指示器 11がクラスタヘッド動作期間にクラスタヘッドとして動作する車両 14を予約しておき、クラスタヘッドとして動作することを予約された車両 14のみがブロードキャストメッセージを転送するようにしている。これにより、車両 13〜16間でクラスタヘッドを選択するためのメッセージを交換する必要がなくなるので、ブロードキャストメッセージの転送に要する遅延を抑制することができる。また、予めクラスタヘッドとして動作する車両 14が決められているので、ブロードキャストメッセージを転送する際に、無線帯域を圧迫することなぐ高速に転送することができる。

[0055] 実施の形態 2.

図 8〜図 11を参照してこの発明の実施の形態 2を説明する。先の実施の形態 1においては、クラスタヘッド指示器 11が、一定期間の間無線通信エリア内に現在時刻、開始時刻、および終了時刻を含むクラスタヘッド指示命令メッセージを送信し、クラスタヘッド指示命令メッセージを受信した車両力開始時刻から終了時刻までの間クラスタヘッドとして動作するようにした。すなわち、クラスタヘッド指示器 11の無線通信エリア内を通過した車両をクラスタヘッドとして予約するようにした。

[0056] し力しながら、道路の交通状態や車両の移動状態によっては、同一のクラスタへッド指示命令メッセージを複数の車両が受信し、開始時刻になるとクラスタヘッドとして動作することにより、同一の無線通信エリア内に複数のクラスタヘッドが存在してしまう場合がある。

[0057] たとえば、図 8に示すように、現在クラスタヘッドとして動作している車両 45, 46と、車両 45, 46のつぎにクラスタヘッドとして動作することが予約されている車両 41〜44 が存在しているとする。図 8において、車両 41の無線通信エリア 51内には車両 42, 4 3力立置しており、車両 42, 43の無線通信エリア 52, 53内に ίま車両 41〜44力立置しており、車両 44の無線通信エリア 54内には車両 42, 43が位置している。すなわち、車両 42と車両 43とは、相対的な距離が近ぐ互いの無線通信エリア 52と無線通信エリア 53とが重なり合つている。そのため、車両 42および車両 43がクラスタヘッドとして動作することは無線帯域を無駄に消費してしまうという問題が生じる。

[0058] このような問題を改善するために、この実施の形態 2では、相対的な距離が近ぐ互いの無線通信エリアが重なる複数の車両が同一時刻にクラスタヘッドとして動作する予約を受けて、る場合に、任意の台数の車両を選択してクラスタヘッドとして動作さ ·¾：るものである。

[0059] 図 9は、この発明における実施の形態 2の車両 41〜46に搭載される無線通信装置の構成を示すブロック図である。図 9に示したこの実施の形態 2の無線通信装置は、先の図 4に示した実施の形態 1の無線通信装置に、判定部 23からの指示によってビ一コンの送信処理を行なうビーコン処理部 27が追加されている。先の図 4に示した実施の形態 1の無線通信装置と同じ機能を持つ構成部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

[0060] つぎに、この実施の形態 2の無線通信装置の動作を説明する。なお、クラスタヘッドとしての動作は、先の図 6のフローチャートを参照して説明した実施の形態 1の無線通信装置と同じであるので、ここではその説明を省略する。 [0061] 図 10のフローチャートを参照して、この実施の形態 2の無線通信装置のクラスタへッドの指定に関する動作を説明する。なお、先の図 5のフローチャートを参照して説明した実施の形態 1の無線通信装置と同じ動作については、その詳細な説明を省略する。

[0062] データ処理部 22は、受信部 21を介してクラスタヘッド指示命令メッセージを受信すると、受信したクラスタヘッド指示命令メッセージを判定部 23に出力する。判定部 23 は、クラスタヘッド指示命令メッセージが入力されると、動作モードレジスタ 25の設定に基づ!/、て自装置がクラスタヘッドとして動作することが許可されて、る力否かを判定する（ステップ S 300)。

[0063] 動作モードレジスタ 25にクラスタヘッドとしての動作を許可することが設定されて!ヽる場合、判定部 23は、クラスタヘッド指示命令メッセージの現在時刻フィールド 32に設定されている現在時刻、開始時刻フィールド 33に設定されている開始時刻、および終了時刻フィールド 34に設定されている終了時刻を抽出する。

[0064] 判定部 23は、抽出した現在時刻に予め定められたビーコン送信開始時間を加算したビーコン送信開始時刻を算出する。ビーコン送信開始時間とは、クラスタヘッド指示命令メッセージを受信して力も適度に車両が離れる程度の時間であり、ビーコン送信開始時刻が開始時刻よりも前になるように定められているものとする。判定部 23は、抽出した現在時刻、開始時刻、および終了時刻と、算出したビーコン送信開始時刻とを含む時刻設定通知を時刻管理部 24に出力する (ステップ S301)。

[0065] 時刻管理部 24は、自部の計時機能の現在時刻を時刻設定通知に含まれる現在時刻に合わせる (ステップ S302)。時刻管理部 24は、時刻設定通知に含まれる開始時刻、終了時刻、およびビーコン送信開始時刻の計測を開始する (ステップ S303)。

[0066] ビーコン送信開始時刻になると、時刻管理部 24は、ビーコン送信開始時刻通知を判定部 23に出力する (ステップ S304, S305)。ビーコン送信開始時刻通知を受けると、判定部 23は、開始時刻、終了時刻、および自装置に予め付与された識別子を含むビーコン送信指示をビーコン処理部 27に出力する (ステップ S 306)。

[0067] ビーコン送信指示を受けると、ビーコン処理部 27は、送信部 26を介して、ビーコン送信指示内に含まれる開始時刻、終了時刻、および自装置に予め付与された識別子を含むビーコンを送信する (ステップ S307)。

[0068] 一方、ビーコン送信開始時刻から開始時刻までの調整期間内に受信部 21を介して他の車両からのビーコンを受信すると（ステップ S308, Yes)、データ処理部 22は、受信したビーコンを判定部 23に出力する。受信部 21は、ビーコンを受信した際の受信強度を測定しており、ビーコンとともに測定した受信強度もデータ処理部 22に出力し、データ処理部 22は、ビーコンとともに受信強度も判定部 23に出力する。

[0069] 判定部 23は、データ処理部 22から入力されたビーコンおよび受信強度に基づいてクラスタヘッドとして動作する無線通信装置を選択する (ステップ S309)。ビーコンを送信した無線通信装置と自装置との距離、すなわちビーコンを送信した車両と自車両との距離が近いほどビーコンの受信強度も大きくなる。よって、判定部 23は、ビ一コンの受信強度と予め定められた閾値とを比較し、ビーコンの受信強度が予め定められた閾値より大きい場合にはビーコンを送信した車両と自車両との無線通信エリァが重なり合っており、両者力クラスタヘッドとして動作した場合無線伝搬エリア内に複数のクラスタヘッドが存在してしまうと判定し、ビーコンの受信強度が予め定められた閾値以下の場合にはビーコンを送信した車両と自車両との無線通信エリアは重なり合っており、両者力クラスタヘッドとして動作した場合でも無線伝搬エリア内に複数のクラスタヘッドが存在することは無、と判定する。

[0070] ビーコンの受信強度が予め定められた閾値より大きい場合、判定部 23は、予め定められた優先順位に基づ、てクラスタヘッドとして動作する車両を選択する。たとえば、ビーコンに含まれる識別子と自装置の識別子とを比較し、識別子の値が大きいほうをクラスタヘッドとして動作する車両として選択する。ビーコンの受信強度が予め定められた閾値以下の場合、判定部 23は、自車両をクラスタヘッドとして動作する車両として選択する。

[0071] 判定部 23は、選択した車両が自車両である力否かを判定する (ステップ S310)。選択した車両が自車両ではない場合、判定部 23は、計測停止通知を時刻管理部 24 に出力して開始時刻および終了時刻の計測を停止させる (ステップ S311)。また、判定部 23は、ビーコン送信停止指示をビーコン処理部 27に出力してビーコンの送信を停止させて処理を終了する。 [0072] 選択した車両が自車両の場合、または調整期間内にビーコンを受信しな力つた場合、時刻管理部 24は開始時刻および終了時刻の計測を継続している。よって、時刻管理部 24は、開始時間通知を判定部 23に出力する (ステップ S312, S313)。開始時刻通知を受けると、判定部 23は、ビーコン送信停止指示をビーコン処理部 27に出力してビーコンの送信を停止させるとともに、クラスタヘッド動作開始指示をデータ処理部 22に出力する (ステップ S314)。これにより、データ処理部 22は、クラスタヘッドとしての動作を開始する。

[0073] 終了時刻になると、時刻管理部 24は、終了時間通知を判定部 23に出力する (ステップ S315, S316) ₀終了時刻通知を受けると、判定部 23は、クラスタヘッド動作終了指示をデータ処理部 22に出力する (ステップ S317)。これにより、データ処理部 2 2は、クラスタヘッドとしての動作を終了する。

[0074] 一方、クラスタヘッドとして動作することが許可されて、な、場合 (ステップ S 300, N o)、クラスタヘッドとして動作することができないため、処理を終了する。

[0075] つぎに、図 11のタイムチャートを参照して、先の図 8に示したクラスタヘッドとして指定されている車両 41〜44の動作を説明する。時刻 T10において、車両 41〜44は、開始時刻が T12であって終了時刻が T13のクラスタヘッド指示命令メッセージを受信し、時刻 T12から時刻 T13までの間クラスタヘッドとして動作する予約を受け付ける。

[0076] クラスタヘッド指示命令メッセージを受けてクラスタヘッドとして動作する予約を受け付けた時刻 T10力もビーコン送信時間 63が経過したビーコン送信開始時刻 Tl 1において、車両 41〜44はビーコンを送信する。

[0077] ビーコン送信開始時刻 Tl 1から開始時刻 T12までの調整期間 64にお、て、車両 4 1〜44は、他の車両 41〜44が送信したビーコンを受信する。車両 41は、車両 42, 4 3の無線通信エリア 52, 53内に位置している。よって、車両 41は、車両 42, 43力 S送信したビーコンを受信する。しかし、車両 41と車両 42, 43との物理的な位置は離れている（車両 41と車両 42, 43との距離が遠い)ためビーコンの受信強度は閾値以下となる。よって、車両 41は、クラスタヘッドとして動作する車両として自車両を選択する [0078] 車両 42は、車両 41, 43, 44の無線通信エリア 51, 53, 54内に位置して!/、る。よつて、車両 42は、車両 41, 43, 44力送信したビーコンを受信する。車両 42と車両 41, 44との物理的な位置が離れているためビーコンの受信強度は閾値以下となる。しかし、車両 42と車両 43との物理的な位置は近、（車両 42と車両 43との距離力 S近、）ためビーコンの受信強度は閾値を越える。ここで、車両 42の識別子の値が車両 43の識別子の値よりも大きいとすると、車両 42は、クラスタヘッドとして動作する車両として自車両を選択する。

[0079] 車両 43は、車両 41, 42, 44の無線通信エリア 51, 52, 54内に位置して!/、る。よつて、車両 43は、車両 41, 42, 44力送信したビーコンを受信する。車両 43と車両 41, 44との物理的な位置は離れているためビーコンの受信強度は閾値以下となる。しかし、車両 42と車両 43との物理的な位置は近いためビーコンの受信強度は閾値を越える。上述したように、車両 42の識別子の値が車両 43の識別子の値よりも大きいので、車両 43は、クラスタヘッドとして動作する車両として車両 42を選択して、開始時刻および終了時刻の計測を停止する。すなわち、クラスタヘッドとして動作する予約をキャンセルすることで、クラスタヘッドとなる指示を廃棄する。

[0080] 車両 44は、車両 42, 43の無線通信エリア 52, 53内に位置している。よって、車両 44は、車両 42, 43が送信したビーコンを受信する。車両 44と車両 42, 43との物理的な位置は離れているためビーコンの受信強度は閾値以下となる。よって、車両 44 は、クラスタヘッドとして動作する車両として自車両を選択する。

[0081] クラスタヘッドとして動作する開始時間である時刻 T12において、調整期間 64内にクラスタヘッドとして動作する車両として自車両を選択した車両 41, 42, 44は、クラスタヘッドとしての動作を開始する。車両 43は、時刻 T10においてクラスタヘッド指示命令メッセージにより時刻 T12から時刻 T13までの間クラスタヘッドとして動作する予約を受けた力調整期間 64においてクラスタヘッドとしての動作の予約をキャンセルしている。よって、車両 43は、時刻 T12になってもクラスタヘッドとして動作しない。

[0082] 以上説明したように、この実施の形態 2においては、クラスタヘッドとして動作することが予約された車両が、開始時刻および終了時刻と、自装置を識別するための識別子とを含むビーコンを送信して自装置がクラスタヘッドとして動作することを報知するとともに、他の車両が送信したビーコンを受信した場合、当該ビーコンの受信強度と予め定められた閾値とを比較し、受信強度が閾値より大きい場合には予め定められた優先順位に基づ、てビーコンを送信した装置または自装置を選択し、ビーコンを送信した装置を選択した場合にはクラスタヘッド動作期間の管理を中止してクラスタヘッドとして動作する予約を廃棄するようにして!/、るため、道路の交通状態や車両の移動状態によって、同一の無線通信エリア内に複数のクラスタヘッドとして動作することが予約されている車両が存在する場合でも、実際にクラスタヘッドとして動作する車両の台数を制限することが可能となり、無線帯域を有効に利用することができる。

[0083] なお、この実施の形態 2においては、判定部 23が予め定められたビーコン送信時間を現在時刻に加算してビーコン送信開始時刻を算出するようにしたが、クラスタへッド指示命令メッセージ内にビーコン送信開始時刻を設定するビーコン送信開始時刻フィールドを設け、クラスタヘッド指示器 11がビーコン送信開始時刻を含むクラスタヘッド指示命令メッセージを送信するようにしてもよい。この場合、判定部 23は、クラスタヘッド指示命令メッセージに含まれるビーコン送信開始時刻を時刻設定通知に含めるようにすればよい。

[0084] また、この実施の形態 2にお、ては、ビーコンの受信強度および車両の識別子の値など優先順位に基づ、てクラスタヘッドとなる指示を廃棄するようにしたが、クラスタへッドとなる指示の廃棄は、これに限るものではない。たとえば、 GPSなどによって自車両の位置情報を取得することが機能を備え、位置情報に基づ、てクラスタヘッドとして動作する指示を廃棄するようにしてもよい。この場合、ビーコン処理部 27は自車両の位置情報を含むビーコンを送信し、判定部 23は受信したビーコン内に含まれる位置情報および自車両の位置情報力車両間の距離を算出し、算出した距離が予め定められた閾値以下の場合に予め定められた優先順位に基づいてクラスタヘッドとなる車両を選択する。判定部 23は、ビーコンを送信した車両を選択した場合には時刻管理部 24に開始時刻および終了時刻の計測を停止させてクラスタヘッドとなる指示を廃棄し、自車両を選択した場合には開始時刻力クラスタヘッドとして動作する。しかしながら、 GPSによって取得する位置情報は、ビルの谷間などでは誤差が大きくなることが知られている、そのため、位置情報だけでなぐ位置情報とビーコンの受信強度などを組み合わせてクラスタヘッドとなる車両を選択することが望ましい。

[0085] また、複数の異なる車両力もビーコンを受信した場合は、自車両の周囲にクラスタヘッドとなる車両が多数存在しているため、自車両がクラスタヘッドとして動作する必要が無、と判断してクラスタヘッドとなる指示を廃棄するようにしてもょ、。

[0086] 具体的には、ビーコン処理部 27は、ビーコン送信開始時刻から予め定められたビーコン送信期間だけビーコンを送信する。ビーコン送信期間は、乱数などによって生成して車両毎に異なるようにして、ビーコンを送信している車両がビーコンの送信を一斉に停止することを防止する。判定部 23は、受信した各ビーコンに含まれる識別子力ビーコンを送信して、る車両の数を認識する。認識した車両の数が予め定められた閾値を越えており、かつビーコン送信期間が終了した場合、判定部 23は、ビ一コンの送信停止指示をビーコン送信部 26に出力してビーコンの送信を停止させるとともに、計測停止通知を時刻管理部 24に出力して開始時刻および終了時刻の計測を停止させる。

[0087] ビーコン送信期間は車両毎に異なるため、ビーコン送信期間が短い車両力ビーコンの送信を停止する。よって、時間の経過によってビーコンを送信する車両の数は減少し、認識した車両の数が予め定められた閾値以下となる。ビーコン送信期間中、またはビーコン送信期間終了時に、ビーコンを送信していると認識した車両の数が予め定められた閾値以下になった場合、判定部 23は、自車両がクラスタヘッドになる必要があると判断し、乱数によって生成されたビーコン送信期間に依存することなぐ開始時間になるまでビーコン処理部 27にビーコンの送信を継続させる。判定部 23は、開始時間になるとビーコン送信停止指示をビーコン処理部 27に出力してビーコンの送信を停止させるとともに、クラスタヘッド動作開始指示をデータ処理部 22に出力し、クラスタヘッドとしての動作を開始させる。

[0088] なお、クラスタヘッドとなる車両力前方に 1台、後方に 1台存在することが、ブロードキャストメッセージを転送する最低条件になるが、無線による通信の状態は状況に応じて変化するので、クラスタヘッドとなる車両は 2台に限定する必要はない。よって、クラスタヘッドとなる車両を選択する際に、任意の台数を選択するようにしてもよい。この台数は、クラスタヘッド指示器が、クラスタヘッド指示命令メッセージとは異なる制御メッセージによって設定するようにすればよ、。

[0089] また、車両の進行方向を示す進行方向情報をビーコン内に含ませておき、ビーコンを受信した車両の判定部 23は、受信したビーコン内の進行方向情報および自車両の進行方向に基づいて受信したビーコンを送信した車両が自車両と同一方向に走行して、る車両である力否かを判定し、同一方向に走行して、る車両のみをクラスタヘッドとしての選択対象とするようにしてもよい。進行方向情報は、 GPSによって取得する位置情報力判断するようにすればよい。

[0090] 実施の形態 3.

図 12および図 13を参照してこの発明の実施の形態 3を説明する。道路の交通状態や車両の移動状態によって同一のクラスタヘッド指示命令メッセージを複数の車両が受信し、開始時刻になるとクラスタヘッドとして動作することにより、同一無線通信エリァ内に複数のクラスタヘッドが存在してしまう場合について説明した力この実施の形態 3では、道路の交通状態や車両の移動状態によってクラスタヘッドとして動作する指示を受けて、な、車両の近傍に、必ずしもクラスタヘッドとして動作する指示を受けて、る車両が存在しな、場合にっ、て説明する。

[0091] たとえば、図 12に示すように、つぎにクラスタヘッドとして動作する指示を受けている車両 81、 82と、クラスタヘッドとして動作する指示を受けていない車両 83〜85が存在しているとする。車両 82が先頭車両であり、車両 81が後方車両であり、車両 82と車両 81との間を車両 83〜85が走行しており、車両 81の無線通信エリア 91内には車両 83、 84が位置しており、車両 82の無線通信エリア 92内には車両 83〜85が位置している。

[0092] このような状態で車両 81、 82がクラスタヘッドとして動作を開始した場合、車両 81 は車両 82の無線通信エリア 92外に位置しているため、車両 82が送信したブロードキャストメッセージを受信することができない。よって、ブロードキャストメッセージの転送が車両 82で途切れてしまうという問題が生じる。

[0093] このような問題を改善するために、この実施の形態 3では、クラスタヘッドとして動作する指示を受けてヽなヽ車両が、自車両の近傍にクラスタヘッドとして動作する指示を受けて、る車両が存在して、な、場合に自発的にクラスタヘッドとして動作するものである。

[0094] この発明における実施の形態 3の車両 81〜85に搭載される無線通信装置は、先の図 9に示した実施の形態 2の無線通信装置と同一であるので、ここではその説明を省略する。

[0095] つぎに、この実施の形態 3の無線通信装置の動作にっ、て説明する。なお、クラスタヘッド指示命令メッセージによってクラスタヘッドとなる動作は、先の図 10のフローチャートを参照して説明した実施の形態 2の無線通信装置と同じであり、クラスタへッドとしての動作は、先の図 6のフローチャートを参照して説明した実施の形態 1の無線通信装置と同じであるので、ここではその説明を省略する。

[0096] 上述したように、先の図 12において、車両 82が送信したブロードキャストメッセージを車両 81に転送するためには、車両 82の無線通信エリア 92内および車両 81の無線通信エリア 91内に位置する車両 83または車両 84がクラスタヘッドとして動作し、ブロードキャストメッセージを転送する必要がある。すなわち、クラスタヘッドとして動作する指示を受けて、な、車両 83または車両 84が自発的にクラスタヘッドとして動作する必要がある。図 13のフローチャートを参照して、クラスタヘッドとして動作する指示を受けて、な、車両 83または 84が自発的にクラスタヘッドとなる動作にっ、て説明する。

[0097] データ処理部 22は、受信部 21を介してビーコンを受信すると (ステップ S400)、受信したビーコンを判定部 23に出力する。判定部 23は、自部内に受信したビーコンの数をカウントするビーコンカウンタを有しており、データ処理咅からビーコンが入力されるとビーコンカウンタをインクリメントする (ステップ S401)。ビーコンには開始時刻、終了時刻、および当該ビーコンを送信した装置の識別子が含まれている。判定部 2 3は、データ処理部 22から入力されたビーコン内の開始時刻、終了時刻、および当該ビーコンを送信した装置の識別子に基づ、て、すでに受信したビーコン (カウント済みのビーコン)である力否かを判定し、未受信のビーコンであると判定した場合のみビーコンカウンタをインクリメントする。

[0098] 予め定められた監視時間が経過すると (ステップ S402)、判定部 23は、予め定められた監視時間内に受信したビーコンの数、すなわちビーコンカウンタの値が予め定められたビーコン閾値以下であるか否かを判定する（ステップ S403)。

[0099] ビーコンカウンタの値がビーコン閾値より大きい場合、自装置の近傍につぎにクラスタヘッドとして動作する指示を受けている車両が多ぐブロードキャストメッセージの転送が可能である。よって、判定部 23は、自発的につぎにクラスタヘッドとして動作する必要がな!、と判定して処理を終了する。

[0100] ビーコンカウンタの値がビーコン閾値以下である場合、自装置の近傍につぎにクラスタヘッドとして動作する指示を受けて、る車両が少なぐブロードキャストメッセージの転送が途切れてしまう可能性がある。よって、判定部 23は、自発的につぎにクラスタヘッドとして動作することを決定し、開始時刻および終了時刻を含む時刻設定通知を時刻管理部 24に出力して開始時刻および終了時刻の計測を開始させる (ステップ S404)。ビーコンカウンタの値が「0」の場合、すなわちビーコンを 1つも受信していない場合、判定部 23は、現在時刻に予め定められた値を加算して求めた時刻を開始時刻とし、開始時刻に予め定められた値を加算して求めた時刻を終了時刻とする。ビーコンカウンタの値が「0」ではない場合、すなわちビーコンを受信している場合、判定部 23は、受信したビーコン内に含まれる開始時刻および終了時刻を自装置の開始時刻および終了時刻として用いる。

[0101] 判定部 23は、開始時刻、終了時刻、自装置の識別子、および自発的にクラスタへッドになることを示す情報を含むビーコン送信指示をビーコン処理部 27に出力する（ステップ S405)。ビーコン指示を受けると、ビーコン処理部 27は、送信部 26を介してビーコン送信指示内に含まれる開始時刻、終了時刻、自装置に予め付与された識別子、および自発的にクラスタヘッドになることを示す情報を含むビーコンを送信して、自発的にクラスタヘッドとなる処理を終了する (ステップ S406)。

[0102] つぎに、先の図 12を参照して、車両 81〜85の動作を説明する。なお、ここでは、ビーコン閾値を「2」とする。車両 81、 82は、クラスタヘッド指示命令メッセージによってつぎにクラスタヘッドとして動作する指示を受けておりビーコンを送信する。車両 81、 82の無線通信エリア 91、 92内に位置する車両 83、 84は、車両 81、 82が送信したビ一コンを受信する。よって、車両 83、 84のビーコンカウンタの値は「2」となる。また、車両 82の無線通信エリア 92内に位置する車両 85は、車両 83が送信したビーコンを受信する。よって、車両 85のビーコンカウンタの値は「1」となる。

[0103] ビーコン閾値は「2」であり、車両 83、 84のビーコンカウンタの値は「2」であり、車両 85のビーコンカウンタの値は「1」であるので、監視時間が経過した後、車両 83〜85 は、自発的につぎにクラスタヘッドとして動作することを決定してビーコンを送信する

[0104] このようにして車両 81〜85がそれぞれビーコンを送信してつぎにクラスタヘッドとして動作することを宣言ことにより、つぎにクラスタヘッドとして動作する車両の台数が増加する。たとえば、車両 83と車両 84との相対的な距離が近い場合、車両 83と車両 84の無線通信エリアが重なってしまう。また、つぎにクラスタヘッドとして動作する他の車両が合流した場合や、車両 81と車両 82との相対的な距離が近くなり、車両 81 が車両 82の無線通信エリア 92内に位置し、車両 82が車両 81の無線通信エリア 91 内に位置した場合なども、クラスタヘッドとなる車両の台数を削減する必要がある。そのため、自発的につぎにクラスタヘッドとなることを宣言した車両（自発的にビーコンを送信した車両）は、先の図 10を参照して説明したクラスタヘッド指示命令メッセージによってクラスタヘッドとなる動作によってビーコンを送信した後のステップ S308〜S 317の処理 (調整期間内に受信したビーコンに基づ、てクラスタヘッドとして動作する車両を選択し、自車両を選択した場合にクラスタヘッドとして動作する処理)を実行する。

[0105] クラスタヘッドとして動作する車両を選択する場合、自発的にクラスタヘッドとなることを宣言した車両よりもクラスタヘッド指示命令メッセージによってクラスタヘッドとして動作することを指示された車両を選択することが望ましい。よって、クラスタヘッドとして動作する車両を選択するステップ 309において、自発的にクラスタヘッドとなることを宣言した車両の判定部 23は、ビーコンを送信した車両がクラスタヘッド指示命令メッセージによってクラスタヘッドとして動作することを指示された車両である力否かを判定し、クラスタヘッドとして動作することを指示された車両である場合にはビーコンの受信強度や位置情報に依存することなぐクラスタヘッドとして動作することを指示された車両を選択し、自発的にクラスタヘッドとなることを宣言した車両である場合にはビーコンの受信強度や位置情報に基づいてクラスタヘッドとなる車両を選択する。 [0106] また、クラスタヘッド指示命令メッセージによってクラスタヘッドとして動作することを指示された車両の判定部 23は、ビーコンを送信した車両がクラスタヘッド指示命令メッセージによってクラスタヘッドとして動作することを指示された車両である力否かを判定し、クラスタヘッドとして動作することを指示された車両である場合にはビーコンの受信強度や位置情報に基づいてクラスタヘッドとなる車両を選択し、自発的にクラスタヘッドとなることを宣言した車両である場合にはビーコンの受信強度や位置情報に依存することなぐ自車両をクラスタヘッドとなる車両として選択する。

[0107] なお、ビーコンを送信した車両がクラスタヘッド指示命令メッセージによってクラスタヘッドとして動作することを指示された車両である力否かは、ビーコン内に自発的にクラスタヘッドとなることを示す情報が含まれて、る力否かによって判定すればょ、。

[0108] 以上説明したように、この実施の形態 3においては、クラスタヘッドとして動作することが予約されていない車両力予め定められた監視時間内に異なる車両力受信したビーコンの数がビーコン閾値以下の場合には、クラスタヘッド指示命令メッセージを受けることなぐ現在時刻に予め定められた値を加算して求めた時刻を開始時刻とし、この開始時刻に予め定められた値を加算して求めた時刻を時刻としてクラスタへッドとして動作することを自発的に決定するようにして、るため、道路の交通状態や車両の移動状態によって、クラスタヘッドとして動作することが予約されて、る車両の無線通信エリア内に他のクラスタヘッドとして動作することが予約されている車両が存在しな、場合でも、クラスタヘッドとして動作する前にクラスタヘッドとして動作する車両の台数を増カロさせることが可能となり、ブロードキャストメッセージの転送を途切れさせることのない移動体通信システムを得ることができる。

[0109] また、クラスタヘッドとして動作することが予約されていない車両が自発的にクラスタヘッドとなることを決定した場合、開始時刻および終了時刻と、自装置を識別するための識別子と、クラスタヘッド指示命令メッセージを受けることなくクラスタヘッドとして動作することを決定することを示す情報とを含むビーコンを送信するようにしているため、クラスタヘッドとして動作することが予約されていない車両が自発的にクラスタへッドとなることを決定したことにより同一の無線通信エリア内に複数のクラスタヘッドとして動作することが予約されている車両が存在する場合でも、実際にクラスタヘッドとして動作する車両の台数を制限することが可能となり、無線帯域を有効に利用することができる。

[0110] なお、この実施の形態 3においては、監視時間経過後にビーコンカウンタの値がビーコン閾値以下の場合は直ちにビーコンを送信するようにした力受信したビーコンの受信強度や、受信したビーコン内に含まれる位置情報および自車両の位置情報力得られる車両間の距離などに応じてビーコンを送信するまでの待ち時間を設けるようにしてもよい。

[0111] また、この実施の形態 3においては、監視時間内にビーコンを受信しな力つた場合には判定部 23が開始時刻および終了時刻を求めるようにした力この場合、クラスタヘッド指示命令メッセージによってクラスタヘッドとして動作することが指示された車両と時刻同期が取られていないことがある。各車両の時刻管理部 24の計時機能の時刻は同期が取られていることが望ましいので、クラスタヘッド指示器が、クラスタヘッド指示命令メッセージとは異なる制御メッセージによって時刻同期のための時刻情報を定期的に報知して各車両の時刻管理部 24の計時機能の時刻をクラスタヘッド指示器の計時機能の時刻と同期させるようにしてもょ、。

[0112] また、車両の進行方向を示す進行方向情報をビーコン内に含ませておき、ビーコンを受信した車両の判定部 23は、受信したビーコン内の進行方向情報および自車両の進行方向に基づいて受信したビーコンを送信した車両が自車両と同一方向に走行して、る車両であるか否かを判定し、同一方向に走行して、る車両からのビーコンの数だけをカウントするようにしてもよい。進行方向情報は、 GPSによって取得する位置情報から判断するようにすればょヽ。

[0113] 実施の形態 4.

図 14を参照してこの発明の実施の形態 4を説明する。クラスタヘッド指示器 11からクラスタヘッド指示命令メッセージを受けた車両は時間とともに分散していくが、交通事情によりその変化のしかたは異なる。一般的に、道路が空いている時は車両の相対的な位置変動は大きくなり、道路が混雑している時は車両の相対的な位置変動は小さくなる。そのため、道路が空いている時はクラスタヘッドとして動作する車両同士がそれぞれの無線通信エリア内に位置する時間は短くなり、道路が混雑している時はクラスタヘッドとして動作する車両同士がそれぞれの無線通信エリア内に位置する時間は長くなる。また、先の実施の形態 2および 3において、クラスタヘッド指示命令メッセージによってクラスタヘッドとして動作する指示を受けた車両がビーコンの送信を開始する場合、物理的に距離が離れてから各車両がビーコンの送信を開始する方が不要な調整を抑制することができる。よって、この実施の形態 4では、交通事情による道路の混雑度に応じてクラスタヘッドとして動作するクラスタヘッド動作期間や、ビーコン送信開始時間を選択するものである。

[0114] この実施の形態 4の車両が搭載する無線通信装置は、先の図 9に示した実施の形態 2の無線通信装置と同一であるので、ここではその説明を省略する。また、この実施の形態 2の無線通信装置の動作は、先の実施の形態 2および 3の無線通信装置と同じであるので、ここではその説明を省略し、クラスタヘッド動作期間やビーコン送信開始時間の選択に関する動作のみを説明する。

[0115] クラスタヘッド指示器 11は、車両感知器や交通センタなどで収集された交通状態の混雑度を示す指標を定期的に収集する交通状態指標収集手段と、指標に対応付けてビーコン送信開始時間およびクラスタヘッド動作時間が登録されるパラメータテーブルとを備えている。パラメータテーブルには、混雑度が高いことを示す指標ほど長いビーコン送信開始時間およびクラスタヘッド動作時間が登録され、交通状態が空いていることを示す指標ほど短いビーコン送信開始時間およびクラスタヘッド動作時間が登録される。

[0116] クラスタヘッド指示器 11は、交通状態指標収集手段によって収集された混雑度を示す指標に対応付けてパラメータテーブルに登録されているビーコン送信開始時間およびクラスタヘッド動作時間を抽出する。

[0117] クラスタヘッド指示器 11は、予め定められた開始時刻に抽出したクラスタヘッド動作時間を加算して終了時間を算出する。クラスタヘッド指示器 11は、現在時刻、開始時刻、終了時刻、および抽出したビーコン送信開始時間を含むクラスタヘッド指示命令メッセージを送信する。

[0118] 各車両の判定部 23は、受信部 21およびデータ処理部 22を介して入力される制御メッセージ内のビーコン送信開始時間を抽出して記憶する。そして、クラスタヘッド指示器 11が送信したクラスタヘッド指示命令メッセージによってクラスタヘッドとして動作する指示を受けた場合、記憶したビーコン送信開始時間を用いてビーコン送信開始時刻を算出する。

[0119] これにより、図 14に示すように、時刻 T20において車両がクラスタヘッド指示命令メッセージを受信した場合、道路が空いている (混雑度が低い）時には、時刻 T20からビーコン送信時間 tlが経過した時刻 T21からビーコンの送信を開始するのに対し、道路が混んでいる（混雑度が高い）時には、時刻 T20から tl <t2が成り立つビーコン送信時間 t2が経過した時刻 T22からビーコンの送信を開始する。また、道路が空いている時には、時刻 T23から時刻 T25までのクラスタヘッド動作期間 tlOにおいてクラスタヘッドとして動作するのに対し、道路が込んでいる時には、時刻 T24から時刻 T 26までの tlO< 11が成り立つクラスタヘッド動作期間 tl 1にお!/、てクラスタヘッドとして動作する。

[0120] 以上説明したように、この実施の形態 4においては、クラスタヘッド指示器力交通状態の混雑度を示す指標を定期的に収集し、収集した指標が示す混雑度が高いほどクラスタヘッド動作期間が長くなるように開始時刻および終了時刻を設定したクラスタヘッド指示命令メッセージを送信するようにしているため、交通状態に応じてクラスタヘッドを切り替えることができ、不要なメッセージの間を削減して無線帯域を有効に禾 IJ用することがでさる。

[0121] また、クラスタヘッド指示器が、交通状態の混雑度を示す指標を定期的に収集し、収集した指標が示す混雑度が高いほどビーコン送信開始時間を長くしてクラスタへッド指示命令メッセージに含めるようにているため、交通状態に応じてビーコンの送信を開始する時刻を調整することができ、ビーコンによるクラスタヘッドとして動作する予約を受けている車両の台数の不要な調整を抑制する事ができる。

産業上の利用可能性

[0122] 以上のように、本発明に力かる移動体通信システムは、車両に搭載された無線通信装置を用いて無線によって車車間通信によるシステムに有用であり、特に、ロードキャストメッセージを転送するクラスタヘッドの指定に適している。

Claims

請求の範囲

[1] 無線通信装置を搭載した車両である複数の移動体通信装置と、これら移動体通信装置の中力ブロードキャストメッセージを転送するクラスタヘッドとなる移動体通信装置を指定するクラスタヘッド指示器とを備えた移動体通信システムにおいて、前記クラスタヘッド指示器は、

クラスタヘッドとして動作する開始時刻および終了時刻を含むクラスタヘッド指示命令メッセージを送信してクラスタヘッド動作期間を報知し、

前記移動体通信装置は、

前記クラスタヘッド指示命令メッセージを受信した場合、予め定められた動作モードに基づ!/、て自装置がクラスタヘッドとして動作する力否かを決定する判定手段と、前記判定手段がクラスタヘッドとして動作すると決定した場合、前記クラスタヘッド指示命令メッセージに含まれる開始時刻および終了時刻に基づいてクラスタヘッド動作期間を管理する時刻管理手段と、

前記時刻管理手段によって管理されたクラスタヘッド動作期間内に受信したブロードキャストメッセージのみを転送するデータ処理部と、

を備えることを特徴とする移動体通信システム。

[2] 前記移動体通信装置は、

前記判定手段がクラスタヘッドとして動作すると決定した場合に前記クラスタヘッド指示命令メッセージ内の開始時刻および終了時刻と、自装置を識別するための識別子とを含むビーコンを送信するビーコン処理手段、

をさらに備え、

前記判定手段は、

クラスタヘッドとして動作すると決定した後に、自装置がクラスタヘッドとして動作するクラスタヘッド動作期間と同じクラスタヘッド動作期間を示すビーコンを他装置から受信した場合、当該ビーコンの受信強度と予め定められた閾値とを比較し、前記受信強度が前記閾値より大きい場合には予め定められた優先順位に基づいてビーコンを送信した装置または自装置を選択し、ビーコンを送信した装置を選択した場合には前記時刻管理手段にクラスタヘッド動作期間の管理を中止させること、を特徴とする請求項 1に記載の移動体通信システム。

[3] 前記移動体通信装置は、

自装置の位置情報を取得する位置情報取得手段、

をさらに備え、

前記ビーコン処理手段は、

前記位置情報取得手段が取得した自装置の位置情報に基づ!、て自装置の進行方向を判断して進行方向情報を含むビーコンを送信し、

前記判定手段は、

自装置がクラスタヘッドとして動作するクラスタヘッド動作期間と同じクラスタヘッド動作期間を示すビーコンを他装置から受信した場合、前記位置情報取得手段が取得した自装置の位置情報に基づ!、て自装置の進行方向を判断し、ビーコンに含まれる進行方向情報が示す進行方向と自装置の進行方向とが同じ場合に当該ビーコンの受信強度と予め定められた閾値とを比較すること、

を特徴とする請求項 2に記載の移動体通信システム。

[4] 前記移動体通信装置は、

をさらに備え、

前記判定手段は、

クラスタヘッドとして動作すると決定した後に、異なる移動体通信装置が送信した自装置がクラスタヘッドとして動作するクラスタヘッド動作期間と同じクラスタヘッド動作期間を示すビーコンの数をカウントし、このカウント値が予め定められた閾値より大きい場合には前記時刻管理手段にクラスタヘッド動作期間の管理を中止させること、を特徴とする請求項 1に記載の移動体通信システム。

[5] 前記移動体通信装置は、

自装置の位置情報を取得する位置情報取得手段、

をさらに備え、前記ビーコン処理手段は、

前記判定手段は、

自装置がクラスタヘッドとして動作するクラスタヘッド動作期間と同じクラスタヘッド動作期間を示すビーコンを他装置から受信した場合、前記位置情報取得手段が取得した自装置の位置情報に基づ!、て自装置の進行方向を判断し、ビーコンに含まれる進行方向情報が示す進行方向と自装置の進行方向とが同じビーコンの数をカウントすること、

を特徴とする請求項 4に記載の移動体通信システム。

[6] 前記移動体通信装置は、

自装置の位置情報を取得する位置情報取得手段と、

前記判定手段がクラスタヘッドとして動作すると決定した場合に前記クラスタヘッド指示命令メッセージ内の開始時刻および終了時刻と、自装置を識別するための識別子と、前記位置情報取得手段が取得した位置情報とを含むビーコンを送信するビーコン処理手段、

をさらに備え、

前記判定手段は、

クラスタヘッドとして動作すると決定した後に、自装置がクラスタヘッドとして動作するクラスタヘッド動作期間と同じクラスタヘッド動作期間を示すビーコンを他装置から受信した場合、当該ビーコンに含まれる位置情報と自装置の位置情報から当該ビーコンを送信した装置と自装置との距離を算出し、算出した距離が予め定められた閾値以下の場合には予め定められた優先順位に基づいてビーコンを送信した装置または自装置を選択し、ビーコンを送信した装置を選択した場合には前記時刻管理手段にクラスタヘッド動作期間の管理を中止させること、

を特徴とする請求項 1に記載の移動体通信システム。

[7] 前記ビーコン処理手段は、

前記判定手段は、

自装置がクラスタヘッドとして動作するクラスタヘッド動作期間と同じクラスタヘッド動作期間を示すビーコンを他装置から受信した場合、前記位置情報取得手段が取得した自装置の位置情報に基づ!、て自装置の進行方向を判断し、ビーコンに含まれる進行方向情報が示す進行方向と自装置の進行方向とが同じ場合に当該ビーコンを送信した装置と自装置との距離を算出すること、

を特徴とする請求項 6に記載の移動体通信システム。

[8] 前記移動体通信装置は、

をさらに備え、

前記判定手段は、

前記クラスタヘッド指示命令メッセージを受信してヽな、場合、予め定められた監視時間内に異なる移動体通信装置力受信したビーコンの数をカウントし、このカウント値が予め定められたビーコン閾値以下の場合には、クラスタヘッド指示命令メッセージを受けることなぐ現在時刻に予め定められた値を加算して求めた時刻を開始時刻とし、この開始時刻に予め定められた値を加算して求めた時刻を時刻としてクラスタヘッドとして動作することを決定し、

前記ビーコン処理手段は、

前記判定手段がクラスタヘッド指示命令メッセージを受けることなくクラスタヘッドとして動作することを決定した場合には、前記判定手段が求めた開始時刻および終了時刻と、自装置を識別するための識別子と、クラスタヘッド指示命令メッセージを受けることなくクラスタヘッドとして動作することを決定することを示す情報とを含むビーコンを送信すること、

を特徴とする請求項 1に記載の移動体通信システム。

[9] 前記クラスタヘッド指示器は、交通状態の混雑度を示す指標を定期的に収集し、収集した指標が示す混雑度が高いほどクラスタヘッド動作期間が長くなるように開始時刻および終了時刻を設定したクラスタヘッド指示命令メッセージを送信すること、

を特徴とする請求項 1に記載の移動体通信システム。

[10] クラスタヘッド指示器力クラスタヘッド動作期間を報知ために送信するクラスタヘッドとして動作する開始時刻および終了時刻を含むクラスタヘッド指示命令メッセージを受信してクラスタヘッドとして動作する無線通信装置を搭載した車両である複数の移動体通信装置であって、

クラスタヘッド指示命令メッセージを受信した場合、予め定められた動作モードに基づ、て自装置がクラスタヘッドとして動作するか否かを決定する判定手段と、前記判定手段がクラスタヘッドとして動作すると決定した場合、前記クラスタヘッド指示命令メッセージに含まれる開始時刻および終了時刻に基づいてクラスタヘッド動作期間を管理する時刻管理手段と、

を備えることを特徴とする移動体通信装置。

[11] 前記判定手段がクラスタヘッドとして動作すると決定した場合に前記クラスタヘッド指示命令メッセージ内の開始時刻および終了時刻と、自装置を識別するための識別子とを含むビーコンを送信するビーコン処理手段、

をさらに備え、

前記判定手段は、

クラスタヘッドとして動作すると決定した後に、自装置がクラスタヘッドとして動作するクラスタヘッド動作期間と同じクラスタヘッド動作期間を示すビーコンを他装置から受信した場合、当該ビーコンの受信強度と予め定められた閾値とを比較し、前記受信強度が前記閾値より大きい場合には予め定められた優先順位に基づいてビーコンを送信した装置または自装置を選択し、ビーコンを送信した装置を選択した場合には前記時刻管理手段にクラスタヘッド動作期間の管理を中止させること、

を特徴とする請求項 10に記載の移動体通信装置。

[12] 自装置の位置情報を取得する位置情報取得手段、

をさらに備え、

前記ビーコン処理手段は、

前記判定手段は、

を特徴とする請求項 11に記載の移動体通信装置。

[13] 前記判定手段がクラスタヘッドとして動作すると決定した場合に前記クラスタヘッド指示命令メッセージ内の開始時刻および終了時刻と、自装置を識別するための識別子とを含むビーコンを送信するビーコン処理手段、

をさらに備え、

前記判定手段は、

クラスタヘッドとして動作すると決定した後に、異なる移動体通信装置が送信した自装置がクラスタヘッドとして動作するクラスタヘッド動作期間と同じクラスタヘッド動作期間を示すビーコンの数をカウントし、このカウント値が予め定められた閾値より大きい場合には前記時刻管理手段にクラスタヘッド動作期間の管理を中止させること、を特徴とする請求項 10に記載の移動体通信装置。

[14] 自装置の位置情報を取得する位置情報取得手段、

をさらに備え、

前記ビーコン処理手段は、

前記判定手段は、自装置がクラスタヘッドとして動作するクラスタヘッド動作期間と同じクラスタヘッド動作期間を示すビーコンを他装置から受信した場合、前記位置情報取得手段が取得した自装置の位置情報に基づ!、て自装置の進行方向を判断し、ビーコンに含まれる進行方向情報が示す進行方向と自装置の進行方向とが同じビーコンの数をカウントすること、

を特徴とする請求項 13に記載の移動体通信装置。

[15] 自装置の位置情報を取得する位置情報取得手段と、

をさらに備え、

前記判定手段は、

を特徴とする請求項 10に記載の移動体通信装置。

[16] 前記ビーコン処理手段は、

前記判定手段は、

を特徴とする請求項 15に記載の移動体通信装置。

をさらに備え、

前記判定手段は、

前記ビーコン処理手段は、

を特徴とする請求項 10に記載の移動体通信装置。