WO2020075676A1 - 基地局、管理装置、及び方法 - Google Patents
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Abstract
交通通信システムにおいて無線通信を行う基地局は、測位衛星からの衛星信号に基づいて、前記基地局の地理的な位置を示す位置情報を取得し、前記基地局を管理する管理装置に対して前記取得された位置情報を送信し、前記送信された位置情報に対応する設定パラメータを前記管理装置から受信し、前記受信された設定パラメータを前記無線通信に用いる。
Description
本発明は、高度道路交通システムのための基地局、管理装置、及び方法に関する。
近年、交通事故の危険を回避可能な技術として高度道路交通システム(ITS:Intelligent Transport System)が注目されている。そのようなシステムの1つとして、非特許文献1には、路側に設置される基地局である路側機と、車両に搭載される移動局である車載機とを有し、路側機及び車載機が路車間通信を行うシステムが記載されている。
ARIB STD-T109 1.3版 「700MHz帯高度道路交通システム」
ところで、路側機は、初期設置工事時や、その他必要に応じて、管理装置から路側機データベースに設定されている設定パラメータを受信して記憶し、設定パラメータに基づいて路車間通信を行う。このような設定パラメータは路側機が設置される位置(例えば、交差点)毎に固有の情報であるため、管理装置は路側機を特定し、正しい設定パラメータを路側機に送信する必要がある。
ここで、路側機に対応する設定パラメータを路側機が管理装置から取得するために、路側機ごとに工場出荷前に採番されるシリアル番号を鍵として設定パラメータを取得する方法が考えられる。管理装置は、路側機からシリアル番号を受信し、このシリアル番号に対応する設定パラメータを路側機に送信する。
しかしながら、このような方法では、設置現場に持ち込む路側機を作業者が取り間違えたり、設置工事現場で路側機の不良が発覚して他の路側機を設置したりした場合に、路側機が適切な設定パラメータを管理装置から取得できない問題がある。
そこで、本発明は、適切な設定パラメータを円滑に設定可能な基地局、管理装置、及び方法を提供することを目的とする。
第1の態様に係る基地局は、無線通信を行う無線通信部と、測位衛星からの衛星信号に基づいて前記基地局の地理的な位置を示す位置情報を取得するGNSS受信部と、前記基地局を管理する管理装置との通信を行うネットワーク通信部と、前記取得された位置情報を前記管理装置に送信するように前記ネットワーク通信部を制御する制御部とを備える。前記ネットワーク通信部は、前記送信された位置情報に対応する設定パラメータを前記管理装置から受信する。前記制御部は、前記受信された設定パラメータを前記無線通信に用いる。
第2の態様に係る管理装置は、基地局を管理する管理装置であって、前記基地局に設定するべき設定パラメータと前記基地局が設置されるべき地理的な位置を示す位置情報とを対応付けて記憶する記憶部と、対象基地局の地理的な位置を示す位置情報を前記対象基地局から受信する通信部と、前記受信された位置情報に対応する前記設定パラメータを前記記憶部から取得する制御部とを備える。前記制御部は、前記取得された設定パラメータを前記対象基地局に送信するように前記通信部を制御する。
第3の態様に係る方法は、無線通信を行う基地局のための方法であって、測位衛星からの衛星信号に基づいて前記基地局の地理的な位置を示す位置情報を取得するステップと、前記基地局を管理する管理装置に対して、前記取得された位置情報を送信するステップと、前記送信された位置情報に対応する設定パラメータを前記管理装置から受信するステップと、前記受信された設定パラメータを前記無線通信に用いるステップとを備える。
第4の態様に係る方法は、基地局を管理するための方法であって、前記基地局に設定するべき設定パラメータと前記基地局が設置されるべき地理的な位置を示す位置情報とを対応付けた対応付け情報を記憶するステップと、対象基地局の地理的な位置を示す位置情報を前記対象基地局から受信するステップと、前記対応付け情報に基づいて、前記受信された位置情報に対応する前記設定パラメータを取得するステップと、前記取得された設定パラメータを前記対象基地局に送信するステップとを備える。
本発明の一態様によれば、適切な設定パラメータを円滑に設定可能な基地局、管理装置、及び方法を提供できる。
一実施形態に係る交通通信システムについて図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。
(システム構成例)
図1は、本実施形態に係る交通通信システム1の全体構成例を示す図である。本実施形態において、路側に設置される基地局である路側機を有する交通通信システム1は、ARIB STD-T109「700MHz帯高度道路交通システム」に基づく交通通信システムを例示したものである。なお、交通通信システム1は、ARIB STD-T109に限らず、その他の通信規格、例えば、LTE、無線LANなどを使用してもよい。
図1は、本実施形態に係る交通通信システム1の全体構成例を示す図である。本実施形態において、路側に設置される基地局である路側機を有する交通通信システム1は、ARIB STD-T109「700MHz帯高度道路交通システム」に基づく交通通信システムを例示したものである。なお、交通通信システム1は、ARIB STD-T109に限らず、その他の通信規格、例えば、LTE、無線LANなどを使用してもよい。
図1に示すように、交通通信システム1は、複数の車両100と、複数の路側機200とを有する。図1において、複数の車両100として車両100A及び100Bを例示し、複数の路側機200として路側機200A及び200Bを例示している。
なお、車両100としては普通自動車や軽自動車等の自動車を例示しているが、道路上を走行する車両であればよく、例えばバスや自動二輪車(オートバイ)等であってもよい。
各車両100には、CSMA(Carrier Sense Multiple Access)方式で無線通信を行う車載機150が設けられている。路側機200及び車載機150は1つの搬送波周波数(周波数帯)を時分割で使用(共用)してもよい。
各路側機200は、道路付近に設置されている。また、各路側機200は、通信回線を介して管理装置400に接続されている。路側機200は、例えば一般道路における交差点ごとに設置されてもよいし、高速道路の路側に設置されてもよい。
路側機200Aは、交通信号機300又はその支柱に設置されており、交通信号機300と連携して動作する。路側機200Aは、交通信号機300に関する情報(灯色切り替え情報等)をアプリケーションデータとして含む無線信号を送信してもよい。
交通通信システム1は、路側機200と車載機150(車両100)との間で無線信号を送受信する路車間通信を行う。交通通信システム1は、車載機150間(車両100間)で無線信号を送受信する車車間通信を行ってもよい。交通通信システム1は、路側機200間で無線信号を送受信する路路間通信をさらに行ってもよい。
路車間通信、車車間通信、及び路路間通信のそれぞれには、ブロードキャストによる無線通信が用いられてもよい。送信される無線信号(通信パケット)について、宛先アドレス(宛先MACアドレス)としてブロードキャストアドレスのみが規定されていてもよい。
各路側機200は、ネットワーク(通信回線)を介して管理装置400に接続される。管理装置400には、路側に設置される車両感知器が通信回線を介して接続されてもよい。
管理装置400は、各路側機200を管理する。管理装置400は、各路側機200から、当該路側機200が車載機150から受信した車両100の位置や速度等を含む車両情報(アプリケーションデータ)を受信してもよい。管理装置400は、各道路に設置された路側センサから車両感知情報をさらに受信してもよい。
管理装置400は、受信した情報に基づいて各種の交通情報を収集及び処理し、道路交通システムを統合して管理する。例えば、管理装置400は、交通信号機300に対して灯色切り替えを指示する制御指令を送信したり、渋滞情報等を含む交通情報(アプリケーションデータ)を路側機200に送信したりする。
(路側機の構成例)
図2は、本実施形態に係る路側機200の構成例を示す図である。図2に示すように、路側機200は、無線通信部210と、GNSS(Global Navigation Satellite System)受信部220と、ネットワーク通信部230と、記憶部240と、制御部250とを有する。
図2は、本実施形態に係る路側機200の構成例を示す図である。図2に示すように、路側機200は、無線通信部210と、GNSS(Global Navigation Satellite System)受信部220と、ネットワーク通信部230と、記憶部240と、制御部250とを有する。
無線通信部210は、車載機150との無線通信(路車間通信)に用いられる。無線通信部210は、他の路側機との無線通信(路路間通信)に用いられてもよい。
無線通信部210は、制御部250の制御下で、アンテナ211が受信する無線信号をベースバンド信号(受信信号)に変換して制御部250に出力する。無線通信部210は、制御部250の制御下で、制御部250が出力するベースバンド信号(送信信号)を無線信号に変換してアンテナ211から送信する。
なお、アンテナ211は、道路の方向に沿った指向性を有する指向性アンテナであってもよい。アンテナ211は、複数のアンテナエレメントを含むアレイアンテナであってもよい。無線通信部210は、制御部250の制御下で、複数のアンテナエレメントによるアダプティブアレイ制御(ビームフォーミング、ヌルステアリング)を行ってもよい。
GNSS受信部220は、制御部250の制御下で、アンテナ221が受信する測位衛星からの衛星信号に基づいて路側機200の地理的な位置を示す位置情報を取得する。GNSS受信部220は、例えばGPS(Global Positioning System)受信機を含む。GNSS受信部220は、GLONASS(Global Navigation Satellite System)、IRNSS(Indian Regional Navigational Satellite System)、COMPASS、Galileo、或いは準天頂衛星システム(QZSS:Quasi-Zenith Satellites System)等のGNSS受信機を含んでもよい。
ネットワーク通信部230は、制御部250の制御下で、ネットワークを介して管理装置400との通信を行う。ネットワーク通信部230は、交通信号機300との通信に用いられてもよい。
記憶部240は、少なくとも1つのメモリを含む。記憶部240は、制御部250により実行されるプログラム、及び制御部250による処理に用いられる情報を記憶する。
制御部250は、少なくとも1つのプロセッサを含む。制御部250は、路側機200における各種の制御を行う。制御部250は、ベースバンドプロセッサ及びCPUを含んでもよい。ベースバンドプロセッサは、ベースバンド信号の変調・復調及び符号化・復号等を行う。CPUは、記憶部240に記憶されるプログラムを実行して各種の処理を行う。
例えば、制御部250は、無線通信部210が車載機150から受信した無線信号に含まれる車両情報(アプリケーションデータ)を一時的に記憶し、ネットワーク通信部230を介して管理装置400に転送してもよい。制御部250は、ネットワーク通信部230が管理装置400から受信した交通情報(アプリケーションデータ)等を一時的に記憶し、当該交通情報を含む無線信号を無線通信部210からブロードキャストしてもよい。さらに、制御部250は、路車間通信期間情報を、ブロードキャストする無線信号に含めてもよい。
このように構成された路側機200において、制御部250は、GNSS受信部220により取得された位置情報を管理装置400に送信するようにネットワーク通信部230を制御する。その後、ネットワーク通信部230は、送信された位置情報に対応する設定パラメータを管理装置400から受信する。制御部250は、受信された設定パラメータを無線通信に用いる。
すなわち、路側機200は、自身に対応する設定パラメータを管理装置400から取得するために、シリアル番号を鍵として設定パラメータを取得するのではなく、位置情報を鍵として設定パラメータを取得する。
本実施形態において、制御部250は、路側機200の運用開始前の設置時において、位置情報を取得するようにGNSS受信部220を制御し、且つ取得された位置情報を管理装置400に送信するようにネットワーク通信部230を制御する。
なお、路側機200の運用開始前の設置時とは、未だ路側機200が設置されていない場所に路側機200を設置する場合に限らず、既に設置されている路側機200を交換するために新しい路側機200を設置する場合も含む。
制御部250は、路側機200の運用開始前の設置時において位置情報を取得するためにGNSS受信部220を用いた後、路側機200の運用開始後において、路側機200間で同期をとるためにGNSS受信部220を用いてもよい。GNSS受信部220は時刻情報も取得可能であり、制御部250は、時刻情報に基づいて時間同期をとる。
設定パラメータは、車載機150への送信タイミングを含んでもよい。制御部250は、設定パラメータに含まれる送信タイミングにおいて車載機150への送信を行うように無線通信部210を制御する。このような送信タイミングは、路車間通信期間と称されることがある。路車間通信期間の詳細については後述する。
設定パラメータは、路側機200が設置される交差点に関する交差点情報を含んでもよい。交差点とは、2以上の道路が交わる場合における当該2以上の道路の交わる部分をいい、十字路及びT字路の両方を含む。交差点情報は、例えば、交差点が十字路であるか又はT字路であるかを示す情報、2以上の道路が交わる角度に関する情報、交差点に設けられる道路標識を示す情報のうち少なくとも1つを含む。制御部250は、設定パラメータに含まれる交差点情報を車載機150へ送信するように無線通信部210を制御する。
(管理装置の構成例)
図3は、本実施形態に係る管理装置400の構成例を示す図である。図3に示すように、管理装置400は、通信部410と、記憶部420と、制御部430とを有する。
図3は、本実施形態に係る管理装置400の構成例を示す図である。図3に示すように、管理装置400は、通信部410と、記憶部420と、制御部430とを有する。
通信部410は、制御部430の制御下で、ネットワークを介して路側機200との通信を行う。
記憶部420は、少なくとも1つのメモリを含む。記憶部420は、制御部430により実行されるプログラム、及び制御部430による処理に用いられる情報を記憶する。
制御部430は、少なくとも1つのプロセッサを含む。制御部430は、管理装置400における各種の制御を行う。制御部430は、記憶部420に記憶されるプログラムを実行して各種の処理を行うCPUを含んでもよい。
このように構成された管理装置400において、記憶部420は、図4に示すように、路側機200に設定するべき設定パラメータと路側機200が設置されるべき地理的な位置を示す位置情報とを対応付けたデータベース(対応付け情報)を記憶する。図4において、位置情報が経度及び緯度を含む一例を示しているが、位置情報は高度をさらに含んでもよい。また、図4において、設定パラメータが交差点情報及び送信タイミング(路車間通信期間)を含む一例を示しているが、設定パラメータは他のパラメータをさらに含んでもよい。
記憶部420が記憶する位置情報は、例えば、路側機200が設置される交差点の地理的な位置を示す。交差点が大規模なものである場合、位置情報は、交差点の代表的な位置(例えば、中心的な位置)を示してもよい。
通信部410は、設定パラメータの設定対象の路側機(対象路側機)200の地理的な位置を示す位置情報を対象路側機200から受信する。制御部430は、受信された位置情報に対応する設定パラメータを記憶部420から取得し、取得された設定パラメータを対象路側機200に送信するように通信部410を制御する。
すなわち、制御部250は、位置情報を鍵として、記憶部420に対して設定パラメータの検索を行う。なお、対象路側機200から受信され他位置情報は数m程度の誤差がある場合があり、また、交差点の設置位置でも数m~数十mの差異が想定されるため、制御部430は、このような誤差を考慮(許容)した検索を行う。
なお、交差点が大規模なものである場合、1つの交差点に複数の路側機200が設置されることがある。制御部430は、これら複数の路側機200に対して同じ設定パラメータを送信してもよい。
(路車間通信期間の一例)
図5は、本実施形態に係る交通通信システム1における路車間通信期間の一例を示す図である。
図5は、本実施形態に係る交通通信システム1における路車間通信期間の一例を示す図である。
図5に示すように、路側機200及び車載機150は、100ms周期での通信を基本とする。路側機200は、自身の送信情報として送信時刻及び路車間通信期間情報(転送回数・路車間通信期間長)を周囲の車載機150に通知することにより、自身の送信時間を確保する。また、路側機200間では±16μs以下の同期精度を保つこととされている。
車載機150は、路側機200から受信した送信時刻に基づいて時刻同期し、路車間通信期間情報に基づいて自身の送信を停止することで、路側機200の送信期間以外のタイミングで送信を行う。
100msの制御周期内において16μsを制御単位時間(ユニット)としており、制御周期は6250ユニットで構成される。1制御周期中に設定可能な路車間通信期間数の最大値は「16」であり、制御周期の先頭から390ユニット(6240μs)間隔で配置する。設定可能な路車間通信期間長の最大値は、189ユニット(3024μs)である。
路側機200には、1制御周期中にある16の路車間通信期間のうち1つの路車間通信期間が割り当てられる。路側機200は、自身の路車間通信期間においてのみ無線信号を送信する。
路側機200は、自身の路車間通信期間に関する情報を含む路車間通信期間情報を含む無線信号をブロードキャストする。車載機150は、路車間通信期間情報に基づいて、路側機200が使用している路車間通信期間を把握し、路側機200が使用している路車間通信期間において無線信号を送信しないようにする。また、車載機150は、路側機200から受信した路車間通信時間情報を管理し、管理している路車間通信期間情報を車車間通信によりブロードキャストする。
(動作例)
図6は、本実施形態に係る交通通信システム1の動作例を示す図である。
図6は、本実施形態に係る交通通信システム1の動作例を示す図である。
図6に示すように、ステップS1及びS2において、対象路側機200の設置工事の際、取り付け及び配線作業を完了し、対象路側機200の電源をONにする。
ステップS3において、対象路側機200の制御部250は、位置情報を取得するようにGNSS受信部220を制御する。
ステップS4及びS5において、対象路側機200の制御部250は、管理装置400との通信を開始するようにネットワーク通信部230を制御する。
ステップS6において、対象路側機200の制御部250は、ステップS3において取得された位置情報を管理装置400に送信するようにネットワーク通信部230を制御する。
ステップS7において、管理装置400の通信部410は、位置情報を対象路側機200から受信する。
ステップS8において、管理装置400の制御部430は、対象路側機200から受信した位置情報の誤差を許容するための計算を行う。例えば、対象路側機200から受信した位置情報から半径Xmまでの地理的範囲を対象検索範囲として計算する。
ステップS9において、管理装置400の制御部430は、対象路側機200から受信した位置情報に対応する設定パラメータを記憶部240(データベース)から検索及び取得する。
検索が成功した場合(ステップS10:YES)、ステップS11において、管理装置400の制御部430は、ステップS9において取得された設定パラメータを対象路側機200に送信するように通信部410を制御する。
ステップS12において、対象路側機200のネットワーク通信部230は、設定パラメータを管理装置400から受信する。
ステップS13において、対象路側機200の制御部250は、管理装置400との通信を終了するようにネットワーク通信部230を制御する。
設定パラメータの受信に成功した場合(ステップS14:YES)、ステップS15において、対象路側機200の制御部250は、初期設置手順を継続する。一方、設定パラメータの受信に失敗した場合(ステップS14:NO)、ステップS16において、対象路側機200の制御部250は、エラー処理を行う。
本実施形態によれば、シリアル番号を鍵として設定パラメータを取得する方法に比べて下記の2点の利点を得ることができる。
第1に、対象路側機200が設置される交差点の位置情報に基づいて設定パラメータを指定するため、機器固有のシリアル番号に依存する必要がなくなり、異なるシリアル番号の路側機を設置してしまった場合や、設置途中で故障が発覚し交換する必要が発生した場合でも、管理装置400側の路側機データベースを変更せずに設定パラメータを設定できる。
第2に、シリアル番号と、設置する交差点毎に設定する設定パラメータとを紐付ける必要が無くなるため、路側機200の管理が容易になる。
(その他の実施形態)
上述した実施形態において、路側機200がアンテナ・本体一体型の基地局である一例について説明したが、アンテナ・本体分離型の基地局であってもよい。かかる場合、路側機200のアンテナ部分が道路の周辺に設置され、路側機200の本体部分が道路から離間して設置され、且つアンテナ部分と本体部分とがケーブルを介して接続されてもよい。また、設定パラメータには、交差点情報が含まれるが、路側機200が設置される周辺の道路の線形に関する道路線形情報を含んでもよい。
上述した実施形態において、路側機200がアンテナ・本体一体型の基地局である一例について説明したが、アンテナ・本体分離型の基地局であってもよい。かかる場合、路側機200のアンテナ部分が道路の周辺に設置され、路側機200の本体部分が道路から離間して設置され、且つアンテナ部分と本体部分とがケーブルを介して接続されてもよい。また、設定パラメータには、交差点情報が含まれるが、路側機200が設置される周辺の道路の線形に関する道路線形情報を含んでもよい。
上述した実施形態において、交通通信システム1における路側機に対してパラメータ設定を行う一例について説明した。しかしながら、上述した実施形態に係る動作を他のシステム(例えば、セルラ通信システム)に適用してもよい。
上述したシステムの実施形態の通信プロトコルは、ARIB T109に準拠した形で説明したが、3GPPのV2Xに準拠してもよいし、無線LAN等の方式でもよい。路側機200は、これらの通信規格を全て対応可能としたオールインワンで構成されていてもよい。3GPPのV2Xであれば、ブロードキャストは、MBMS(Multimedia Broadcast Multicast Service)でもよい。
以上、図面を参照して実施形態について詳しく説明したが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
本願は、日本国特許出願第2018-193864号(2018年10月12日出願)の優先権を主張し、その内容の全てが本願明細書に組み込まれている。
Claims (8)
- 基地局であって、
無線通信を行う無線通信部と、
測位衛星からの衛星信号に基づいて前記基地局の地理的な位置を示す位置情報を取得するGNSS受信部と、
前記基地局を管理する管理装置との通信を行うネットワーク通信部と、
前記取得された位置情報を前記管理装置に送信するように前記ネットワーク通信部を制御する制御部と、を備え、
前記ネットワーク通信部は、前記送信された位置情報に対応する設定パラメータを前記管理装置から受信し、
前記制御部は、前記受信された設定パラメータを前記無線通信に用いる
基地局。 - 前記制御部は、前記基地局の運用開始前の設置時において、前記位置情報を取得するように前記GNSS受信部を制御し、且つ前記取得された位置情報を前記管理装置に送信するように前記ネットワーク通信部を制御する
請求項1に記載の基地局。 - 前記制御部は、前記設置時において前記位置情報を取得するために前記GNSS受信部を用いた後、前記基地局の運用開始後において、基地局間で同期をとるために前記GNSS受信部を用いる
請求項1又は2に記載の基地局。 - 前記無線通信部は、車載機との路車間通信を行い、
前記設定パラメータは、前記車載機への送信タイミングを含み、
前記制御部は、前記設定パラメータに含まれる前記送信タイミングにおいて前記車載機への送信を行うように前記無線通信部を制御する
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の基地局。 - 前記無線通信部は、車載機との路車間通信を行い、
前記設定パラメータは、前記基地局が設置される交差点に関する交差点情報、又は、前記基地局が設置される周辺の道路の線形に関する道路線形情報を含み、
前記制御部は、前記設定パラメータに含まれる前記交差点情報、又は、前記道路線形情報を前記車載機へ送信するように前記無線通信部を制御する
請求項1乃至4のいずれか1項に記載の基地局。 - 基地局を管理する管理装置であって、
前記基地局に設定するべき設定パラメータと前記基地局が設置されるべき地理的な位置を示す位置情報とを対応付けて記憶する記憶部と、
対象基地局の地理的な位置を示す位置情報を前記対象基地局から受信する通信部と、
前記受信された位置情報に対応する前記設定パラメータを前記記憶部から取得する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記取得された設定パラメータを前記対象基地局に送信するように前記通信部を制御する
管理装置。 - 無線通信を行う基地局のための方法であって、
測位衛星からの衛星信号に基づいて前記基地局の地理的な位置を示す位置情報を取得するステップと、
前記基地局を管理する管理装置に対して、前記取得された位置情報を送信するステップと、
前記送信された位置情報に対応する設定パラメータを前記管理装置から受信するステップと、
前記受信された設定パラメータを前記無線通信に用いるステップと、を備える
方法。 - 基地局を管理するための方法であって、
前記基地局に設定するべき設定パラメータと前記基地局が設置されるべき地理的な位置を示す位置情報とを対応付けた対応付け情報を記憶するステップと、
対象基地局の地理的な位置を示す位置情報を前記対象基地局から受信するステップと、
前記対応付け情報に基づいて、前記受信された位置情報に対応する前記設定パラメータを取得するステップと、
前記取得された設定パラメータを前記対象基地局に送信するステップと、を備える
方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020551145A JP7150041B2 (ja) | 2018-10-12 | 2019-10-07 | 基地局、管理装置、及び方法 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2018193864 | 2018-10-12 | ||
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