WO2024057936A1 - 通信装置、通信システム、制御方法及びプログラム - Google Patents

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WO2024057936A1
WO2024057936A1 PCT/JP2023/031665 JP2023031665W WO2024057936A1 WO 2024057936 A1 WO2024057936 A1 WO 2024057936A1 JP 2023031665 W JP2023031665 W JP 2023031665W WO 2024057936 A1 WO2024057936 A1 WO 2024057936A1
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WO
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relay
communication
message
sidelink
layer
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PCT/JP2023/031665
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English (en)
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Inventor
哲也 葛城
Original Assignee
キヤノン株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W16/00Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H04W16/24Cell structures
    • H04W16/26Cell enhancers or enhancement, e.g. for tunnels, building shadow
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/30Services specially adapted for particular environments, situations or purposes
    • H04W4/40Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for vehicles, e.g. vehicle-to-pedestrians [V2P]
    • H04W4/46Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for vehicles, e.g. vehicle-to-pedestrians [V2P] for vehicle-to-vehicle communication [V2V]
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W76/00Connection management
    • H04W76/10Connection setup
    • H04W76/14Direct-mode setup
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W8/00Network data management
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W92/00Interfaces specially adapted for wireless communication networks
    • H04W92/16Interfaces between hierarchically similar devices
    • H04W92/18Interfaces between hierarchically similar devices between terminal devices

Definitions

  • the present disclosure relates to a communication device, a communication system, a control method, and a program.
  • LTE Long Term Evolution
  • 5G New Radio
  • 3GPP registered trademark
  • 3rd Generation Partnership Project 3rd Generation Partnership Project
  • a standard specification called Sidelink communication (hereinafter referred to as Sidelink) has been established.
  • This specification realizes direct wireless communication between devices (UE; User Equipment) using an interface called PC5 without going through a mobile communication network (core network, base station, etc.).
  • a Layer-2 ID (L2ID; an identifier for Sidelink communication) is used as an identifier indicating a source device and a destination device.
  • a server acquires position information and speed information of a moving vehicle, and stores map information that associates the current position of the vehicle with the Layer-2 ID assigned to the vehicle. are doing. Then, the vehicles communicate using the Layer-2 ID based on this map information, and information is exchanged between the vehicles.
  • 3GPP registered trademark
  • Sidelink Relays relay devices
  • Patent Document 2 proposes a technology that connects a terminal (UE) outside the base station coverage to a relay device (Sidelink Relay) installed within the base station coverage via Sidelink communication to enable communication with the base station. has been done.
  • UE terminal
  • Sidelink Relay relay device
  • the conventional technology does not disclose a method of extending the communicable range by relaying Sidelink communication.
  • An object of the present disclosure is to provide a communication device and the like that can expand the communicable range by relaying Sidelink communication.
  • a communication device has the following configuration. That is, A communication device having a Sidelink communication function, A message that does not include a Layer-2 ID that specifies a relay device that has the function of relaying Sidelink communication, and that is addressed to a Layer-2 ID that is different from the Layer-2 ID of the relay device, and that is It has a transmitting means for transmitting a message including information indicating that relaying is desired before the payload.
  • the communication range can be expanded by relaying Sidelink communication.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a communication system according to a first embodiment of the present disclosure. It is a block diagram showing an example of functional composition of a roadside device in a 1st embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of a functional configuration of a communication device configured by a vehicle in the first embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of the hardware configuration of a roadside device in the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a data structure of a discovery message including a relay request.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a data structure of a discovery response message indicating acceptance of relay.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a data structure of a discovery response message indicating acceptance of relay.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a data structure of a communication message. It is a flowchart which illustrates the processing in the roadside device in a 1st embodiment. 3 is a flowchart illustrating processing in a communication device configured by a vehicle in the first embodiment. FIG. 3 is a diagram illustrating a communication sequence between a roadside device and a vehicle-mounted terminal in the first embodiment. It is a diagram showing a Broadcast communication method.
  • FIG. 2 is a diagram showing a Multicast (Groupcast) communication method.
  • FIG. 2 is a diagram showing a Unicast communication method.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a data structure of a discovery message when a terminal (UE) directly performs Sidelink communication. It is a flowchart which illustrates the processing in the roadside device in a 2nd embodiment. 12 is a flowchart illustrating processing in a communication device configured by a vehicle in a second embodiment.
  • a terminal serving as a UE cannot exchange information until it is in a state where it can be directly connected to a partner terminal serving as a UE.
  • the communication range may be narrow due to short range or many blind spots. Therefore, it is desired to expand the communication range between terminals (UE) by installing a roadside device as a Sidelink Relay and relaying Sidelink communications destined for a specific Layer-2 ID.
  • a roadside device set up near an intersection is exemplified for the purpose of exchanging information related to traffic near the intersection, but the relay device is not limited to this.
  • the relay device can be installed at any location, and the purpose of communication via the relay device is also arbitrary. Relaying may be performed while moving the relay device.
  • the relay device can be installed in a place where it cannot be connected to a mobile communication network, for example, in an environment where there is no base station coverage, but it may also be installed in a place where it can be connected to a mobile communication network.
  • the relay device may provide a relay function while connected to the mobile communication network.
  • a plurality of relay Layer-2 IDs corresponding to a plurality of uses may be set for one relay device.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a communication system according to an embodiment of the present disclosure.
  • This communication system includes a roadside device 10 installed near intersection K and vehicles (vehicles 20A, 20B, and 20C) that travel near intersection K.
  • a roadside device 10 (an example of a communication device, a relay device, a second communication device) is a device that has a Sidelink relay function (a function as a Sidelink Relay) and relays Sidelink communication using the Sidelink relay function.
  • the roadside device 10 is installed on the side of the road near intersection K, and communicates with vehicles, pedestrians, and the like. It is particularly suitable for the roadside device 10 to be installed near an intersection K with poor visibility.
  • a vehicle 20A, a vehicle 20B, and a vehicle 20C represent vehicles traveling on a road near intersection K.
  • Vehicles 20A, 20B, and 20C are equipped with a function of a Sidelink communication device (UE; User Equipment), and can perform Sidelink communication with an external communication device.
  • Vehicles 20A, 20B, and 20C can acquire and display information from outside the vehicle via Sidelink communication, and can also control the vehicle based on the information.
  • vehicles 20A, 20B, and 20C can acquire information about their own vehicles and notify it to an external device via Sidelink communication.
  • the roadside device 10 When the roadside device 10 receives a relay request message from a Sidelink communication device (UE) including the vehicle 20A, the vehicle 20B, and the vehicle 20C, the roadside device 10 retransmits a message with the same content or a message with changes depending on the content of the message. It is configured as follows. In FIG. 1, an area 10A indicates a communicable range of the roadside device 10.
  • UE Sidelink communication device
  • Layer-2 ID “RRR” is assigned to the roadside device 10 as an identifier for Sidelink communication. Additionally, Layer-2 ID "AAA”, Layer-2 ID “BBB”, and Layer-2 ID “CCC” are respectively assigned to vehicles 10A, 10B, and 10C as sidelink communication identifiers. Further, in this embodiment, in order to exchange information by Sidelink communication at the intersection, Layer-2 ID "KKK” is also assigned to intersection K as an identifier for Sidelink communication. Note that the Layer-2 ID assigned to the intersection K is arbitrary; for example, the Layer-2 ID "RRR" may be assigned to the intersection K. In this embodiment, a vehicle or the like is assumed as the UE compatible with Sidelink communication, but the UE is not limited to this.
  • the terminal may be a UE carried by the user such as a tablet terminal or a smart watch, or a terminal worn by the user such as a wearable terminal such as a head mounted display. It may also be a car navigation device installed in a vehicle.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the roadside device in this embodiment.
  • the roadside device 10 includes a control section 101 (an example of a setting means), a storage section 102, a communication processing section 103, a relay processing section 104, and a wireless communication section 105 (an example of a communication section). (an example of communication means) and a wired communication section 106.
  • the control unit 101 controls the operation of the roadside device 10 according to programs stored in the storage unit 102.
  • the control unit 101 is composed of one or more processors such as a CPU or an MPU, and controls each device by executing a computer program loaded in a RAM, which is a storage unit 102. Note that control performed by each device described in flowcharts and sequence diagrams to be described later is realized by a processor such as a CPU or an MPU of the control unit 101 and hardware such as the communication unit 105 in cooperation.
  • the storage unit 102 is a RAM or a nonvolatile storage area that stores information used by the control unit 101 for control, programs related to wireless or wired communication, and other information.
  • the control program stored in the non-volatile storage area is loaded into the RAM and executed by the processor that constitutes the control unit 101. In this way, the control unit 101 and the storage unit 102 function as a so-called computer.
  • the communication processing unit 103 analyzes messages of Sidelink communication, etc. For example, the communication processing unit 103 analyzes the received Sidelink communication message, determines the content, generates destination and sender information using Layer-2 ID, or generates the content of the Sidelink communication message to be sent. I do things.
  • the relay processing unit 104 performs processing related to relaying Sidelink communications transmitted from other communication devices. For example, the relay processing unit 104 analyzes the destination, the sender, the Layer-2 ID regarding the relay, the setting information regarding the relay, the contents of the payload of the message, etc., and determines the operation regarding the relay. Note that the functions corresponding to the communication processing section 103 and the relay processing section 104 may be realized as a software module realized by the control section 101.
  • the wireless communication unit 105 transmits and receives information to and from an external wireless device via Sidelink communication via the antenna 105a.
  • the wired communication unit 106 connects the roadside device 10 to an external device 31 such as an external server via a wired network including the Internet 30, and sends and receives information to and from the external device 31.
  • the roadside device 10 acquires information from the external device 31 via the wired communication unit 106, generates a Sidelink message in response to the acquired information in the communication processing unit 103, and transmits it via the wireless communication unit 105. be able to.
  • FIG. 3 is a block diagram showing an example of a functional configuration of a communication device configured by a vehicle (vehicle 20A, vehicle 20B, vehicle 20C, etc.) in this embodiment.
  • the communication device 200 (communication device, first communication device) includes a control section 201, a storage section 202, a communication processing section 203, and a wireless communication section 204 (transmission means, first communication device). (one example of means), a vehicle information acquisition section 205, an operation section 206, and a display section 207.
  • the control unit 201 controls the operation of the communication device 200 according to programs stored in the storage unit 202.
  • the control unit 201 may be configured as a part of a control device related to the operation of the own vehicle other than the operation of the communication device 200, or may be configured to execute various processes in cooperation with the control device. good.
  • the storage unit 202 stores information used by the control unit 201 for control and information related to wireless and wired communication.
  • the communication processing unit 203 analyzes messages of Sidelink communication, etc. For example, the communication processing unit 203 analyzes the content of the Sidelink communication message received by the wireless communication unit 204, and if the communication is for its own device, performs processing according to the content of the message and sends a reply as necessary.
  • the wireless communication unit 204 transmits and receives information to and from an external wireless device via Sidelink communication via the antenna 204a.
  • the wireless communication unit 204 may also be capable of supporting communication methods other than Sidelink communication.
  • the vehicle information acquisition unit 205 acquires vehicle information of the own vehicle.
  • the vehicle information includes location information of the own vehicle, information to be notified to other vehicles, and other information.
  • the operation unit 206 accepts operations related to the communication device 200 of the host vehicle.
  • the display unit 207 displays information acquired by the own vehicle from the outside via wireless communication, information regarding operations on the operation unit 206, vehicle information acquired via the vehicle information acquisition unit 205, and the like.
  • the display unit 207 may be configured as a part of a display device that displays information related to the own vehicle other than information related to the communication device 200.
  • FIG. 4 is a block diagram showing an example of the hardware configuration of the roadside device.
  • the roadside device 10 includes a CPU (central processing unit) 11, a ROM (read only memory) 12, a RAM (random access memory) 13, and an auxiliary storage device 14.
  • the roadside device 10 also includes a communication I/F (interface) 15 and a device I/F (interface) 16.
  • the CPU 11 realizes each function of the roadside device 10 shown in FIG. 2 by controlling the entire roadside device 10 using computer programs and data stored in the ROM 12 or RAM 13.
  • the roadside device 10 may be provided with one or more dedicated hardware different from the CPU 11, and at least a part of the processing by the CPU 11 may be executed by the dedicated hardware. Examples of specialized hardware include ASICs (Application Specific Integrated Circuits), FPGAs (Field Programmable Gate Arrays), and DSPs (Digital Signal Processors).
  • ASICs Application Specific Integrated Circuits
  • FPGAs Field Programmable Gate Arrays
  • DSPs Digital Signal Processors
  • the ROM 12 stores programs that do not require modification.
  • the RAM 13 temporarily stores programs and data supplied from the auxiliary storage device 14, data supplied from the outside via the communication I/F 15, and the like.
  • the auxiliary storage device 14 is composed of, for example, a hard disk drive, and stores various data.
  • the communication I/F 15 is used for communication with external devices.
  • the wireless communication unit 105 (FIG. 2) uses the communication I/F 15 to perform wireless communication with an external device.
  • the roadside device 10 may judge the situation based on information from the external device 31 connected to the Internet 30, and based on that judgment, notify the vehicle or pedestrian of necessary information via Sidelink communication. is also possible.
  • Various devices can be connected to the device I/F 16.
  • a display device or an input device for a server administrator to check information managed by the roadside device 10, a sensor or a camera mounted on the casing of the roadside device 10, etc. are connected to the device I/F 16.
  • the roadside device 10 judges the situation of vehicles and pedestrians passing on the road based on information from cameras and sensors, and based on the judgment, sends necessary information to the vehicles and pedestrians through Sidelink communication. It is also possible to notify.
  • the communication device 200 configured by the vehicle 20A, the vehicle 20B, and the vehicle 20C can also be realized by a similar hardware configuration.
  • a communication device configured by vehicles 20A, 20B, and 20C has a hardware configuration as shown in FIG. sensors can be connected.
  • the vehicle 20A, vehicle 20B, and vehicle 20C determine the situation of other vehicles and pedestrians passing on the road based on information from the imaging units and sensors, and provide necessary information based on the determination. It is also possible to notify other vehicles and pedestrians via Sidelink communication. In this embodiment, by transmitting the necessary information to the roadside device 10, it becomes possible to notify other vehicles and pedestrians via Sidelink communication via the relay in the roadside device 10.
  • the contents of communication between the roadside device 10 and the communication device 200 with other devices through Sidelink communication include, for example, warnings based on surrounding traffic conditions detected based on information from sensors and cameras and future predictions.
  • Information such as sensor data and camera images.
  • each vehicle is able to grasp not only the presence or absence of oncoming vehicles at merging points such as intersection K, but also information on oncoming vehicles from the location and speed information of oncoming vehicles, and the driver driving support becomes possible. Furthermore, since information can be exchanged with low latency, it is possible to control the order of merging and brake control in emergencies.
  • the information can be known in advance. , enabling safer driving.
  • a discovery message (relay request message) including a relay request is transmitted from the vehicle (vehicles 20A, 20B, and 20C) to the roadside device 10.
  • the roadside device 10 In response to the received discovery message including the relay request, the roadside device 10 returns a discovery response message indicating acceptance of the relay.
  • the vehicle recognizes that it has become a relay target by the roadside device 10.
  • the vehicles targeted for relay can communicate with each other using the roadside device 10 as a relay device.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of the data structure of a discovery message including a relay request.
  • 5G ProSe direct discovery can be used to send a discovery message including a relay request.
  • a Solicitation Message for 5G ProSe UE-to-Network Relay Discovery can be used for this transmission.
  • ProSe is an abbreviation for Proximity based Services.
  • the "Source Layer-2 ID” stores the Layer-2 ID indicating the source of the information. For example, if the transmission source is vehicle 20A, Layer-2 ID "AAA”, if the transmission source is vehicle 20B, Layer-2 ID "BBB”, and if the transmission source is vehicle 20C, Layer-2 ID "AAA”. ID "CCC" is stored respectively.
  • the "Destination Layer-2 ID” stores the Layer-2 ID indicating the destination of the information, that is, the Layer-2 ID "KKK" assigned to the intersection K.
  • Relay mode stores information regarding a relay request for Sidelink communication. For example, by storing a code indicating a relay request for Sidelink communication in Relay mode, the roadside device 10 can recognize that a relay request has been made from the transmission source. For example, 1 means that a relay request is desired, and 0 means that a relay request is not desired.
  • Valid Period stores information regarding the duration of the relay operation of Sidelink communication, such as the valid period or the valid number of times.
  • Fre type stores information indicating the type of this message.
  • “Frame Payload” stores the main body of information exchanged between devices using the message.
  • FIGS. 6A and 6B are diagrams showing an example of the data structure of a discovery response message indicating acceptance of relay.
  • the Layer-2 ID "KKK" of the intersection K is stored in the “Source Layer-2 ID”, and information such as whether or not relaying is possible is stored in the "Frame Payload”.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of the data structure of a communication message.
  • This data structure is a data structure of a communication message when sidelink communication is performed between vehicles (vehicle 20A, vehicle 20B, and vehicle 20C) via roadside device 10 after roadside device 10 starts a relay operation.
  • the "Source Layer-2 ID” stores the Layer-2 ID indicating the source of the information. Further, “Destination Layer-2 ID” stores a Layer-2 ID indicating the destination of the information.
  • Relay Layer-2 ID stores a Layer-2 ID indicating a device having a Sidelink Relay function that relays messages. That is, when communicating via the roadside device 10, the Layer-2 ID "KKK" of the intersection K is stored in the "Relay Layer-2 ID” and transmitted.
  • Relay Direction stores information indicating which direction the message is directed toward: the terminal (UE) or the Sidelink Relay, that is, the roadside device 10.
  • Relay Direction stores information indicating which direction the message is directed toward, the terminal (UE) or the roadside device 10 (Sidelink Relay).
  • Flight Payload stores the main body of information exchanged between the terminal (UE), that is, the vehicle (vehicle 20A, vehicle 20B, or vehicle 20C) using the message.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating processing in the roadside device.
  • step S102 in FIG. 8 the control unit 101 (FIG. 2) of the roadside device 10 executes a process for setting parameters of the Sidelink Relay function to the roadside device 10 when the roadside device 10 is installed.
  • the Layer-2 ID "KKK” assigned to the intersection K is stored in the storage unit 102, so that the roadside device 10 relays communication with the Layer-2 ID "KKK” as the destination. becomes possible.
  • Layer-2 ID "KKK” corresponds to Layer-2 ID for relay.
  • step S104 the control unit 101 determines whether a Sidelink communication message has been received via the wireless communication unit 105, waits for an affirmative determination, and advances the process to step S106.
  • step S106 the control unit 101 determines via the communication processing unit 103 whether the message whose reception was confirmed in step S104 is a discovery message (relay request message) (FIG. 5) that includes a relay request by the Sidelink Relay function. If the determination is affirmative, the control unit 101 advances the process to step S108, and if the determination is negative, the control unit 101 advances the process to step S112.
  • a discovery message relay request message
  • step S108 the control unit 101 sets the Sidelink Relay function.
  • the control unit 101 via the relay processing unit 104, sets Layer-2 ID, which is the transmission source of the discovery message including the relay request confirmed in step S106, as a relay target of the Sidelink communication.
  • Layer-2 ID which is the transmission source of the discovery message including the relay request confirmed in step S106.
  • parameters related to the Sidelink Relay function are also set in the communication device 200 of the vehicle. This allows the roadside device 10 to relay communication from the source of the discovery message including the relay request.
  • the control unit 101 saves the validity period information specified in the discovery message.
  • the settings and validity period information of the Sidelink Relay function are stored in the storage unit 102.
  • step S110 the control unit 101 returns a discovery response message (FIGS. 6A and 6B) indicating acceptance of relay to the source of the discovery message via the wireless communication unit 105, and advances the process to step S104.
  • the reply destination of the discovery response message is the transmission source indicated in the discovery message (FIG. 5). Note that by including the Layer-2 ID "RRR" of the roadside device 10 in the discovery response message, the transmission source of the discovery message can know this.
  • step S108 may be omitted, and a message to the effect that the relay cannot be accepted may be sent back to the source of the discovery message.
  • connection between the source of the discovery message including the relay request and the roadside device 10 is established through communication using the Unicast communication method. Note that the Unicast communication method will be further described later.
  • step S112 the control unit 101 determines, via the communication processing unit 103, whether the relay validity period for the message whose reception was confirmed in step S104 has passed. This determination uses the validity period information stored in the storage unit 102 in step S108. If the determination is affirmative, the control unit 101 advances the process to step S116, and if the determination is negative, the control unit 101 advances the process to step S114.
  • step S116 the control unit 101 stops relay processing for the sender of the message whose reception was confirmed in step S104. Parameter settings related to the Sidelink Relay function (step S108) are canceled.
  • step S118 the control unit 101 transmits a relay end completion message indicating that message relay processing has been stopped to the vehicles that requested the relay (vehicles 20A, 20B, and 20C), and advances the process to step S104.
  • the destination of the relay completion message is the source included in the message whose reception was confirmed in step S104.
  • step S114 the control unit 101 determines via the communication processing unit 103 whether the message whose reception was confirmed in step S104 is a message requesting termination of relay (relay termination request message). If the determination is affirmative, the control unit 101 advances the process to step S116, and if the determination is negative, the control unit 101 advances the process to step S120.
  • the relay end request message can include information on the period until the end of the relay operation. In this case, the process of step S116 is executed at the timing specified by the relay termination request message.
  • step S120 the control unit 101 determines whether the sender indicated by the message whose reception was confirmed in step S104 is a target for setting the Sidelink Relay function in step S108. If the determination is affirmative, the control unit 101 advances the process to step S122, and if the determination is negative, the control unit 101 advances the process to step S104.
  • step S122 the control unit 101 creates a message to be transmitted (relayed) via the relay processing unit 104 by rewriting necessary information such as the Direction of the message whose reception was confirmed in step S104.
  • step S122 and step S124 can be omitted. That is, if the same message requested to be relayed is received multiple times, the processes of step S122 and step S124 can be omitted. This prevents the same message from being relayed multiple times.
  • step S124 the control unit 101 transmits (transfers) the message generated in step S122 as a Sidelink communication message by the wireless communication unit 104, and advances the process to step S104.
  • the transmission destination (transfer destination) in step S124 may or may not be limited to the terminal (UE) to which the Sidelink Relay function is set in step S108.
  • messages such as the information exchange message whose reception was confirmed in step S104 are relayed via the roadside device 10.
  • the information exchange message is a message for exchanging information between vehicles, and includes vehicle information such as vehicle speed, vehicle acceleration, and accelerator opening.
  • step S120 a message indicating that the message will not be relayed may be sent back to the sender indicated by the message whose reception was confirmed in step S104.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating processing in a communication device configured by vehicles (vehicles 20A, 20B, and 20C).
  • vehicle vehicle
  • FIG. 9 shows a case where the host vehicle (vehicles 20A, 20B, and 20C) passes through intersection K (FIG. 1).
  • step S202 of FIG. 9 the control unit 201 (FIG. 3) of the communication device 200 determines whether the host vehicle (vehicles 20A, 20B, and 20C) approaches the intersection K based on the information acquired by the vehicle information acquisition unit 205. Decide whether or not. The control unit 201 waits for the determination to be affirmative, and then advances the process to step S204.
  • step S202 the control unit 201 compares the position information obtained by a GPS (Global Positioning System) device mounted on the own vehicle and the intersection information stored in the storage unit 102.
  • the control unit 201 can recognize that the own vehicle has approached the intersection K based on the comparison result of these pieces of information.
  • the intersection information includes the coordinates of each intersection including intersection K and the Layer-2 ID assigned to each intersection (for example, Layer-2 ID “KKK” assigned to intersection K). It is attached and memorized.
  • the control unit 201 compares the position information (coordinates) acquired in real time by the vehicle information acquisition unit 205 with the coordinates of each intersection indicated in the intersection information, thereby determining that the own vehicle has approached a specific intersection. Recognizable.
  • step S204 the control unit 201 performs communication preparation processing to enable Sidelink communication with Layer-2 ID “KKK” assigned to intersection K.
  • Layer-2 ID “KKK” is registered in the storage unit 202 as a communication partner.
  • step S206 the control unit 201 determines whether the roadside device 10 has been requested to relay using the Layer-2 ID “KKK” assigned to the intersection K (step S208). If the determination is affirmative, the control unit 201 advances the process to step S210, and if the determination is negative, the control unit 201 advances the process to step S208.
  • step S208 the control unit 201 transmits a discovery message (FIG. 5) as a relay request message requesting relay to the roadside device 10 via the communication processing unit 203.
  • step S210 the control unit 201 determines whether an event that should be notified via the roadside device 10 has occurred based on the information acquired by the vehicle information acquisition unit 205. If the determination is affirmative, the control unit 201 advances the process to step S212, and if the determination is negative, the control unit 201 advances the process to step S220.
  • step S212 the control unit 201 determines whether a discovery response message (FIGS. 6A and 6B) indicating relay acceptance from the roadside device 10 has already been received, and whether parameters related to the Sidelink Relay function have been set in the communication device 200. to decide.
  • the discovery response message indicating acceptance of this relay is a message sent from the roadside device 10 in step S110 (FIG. 8).
  • step S212 if the determination is affirmative, the control unit 201 advances the process to step S214, and if the determination is negative, the control unit 201 advances the process to step S220.
  • the control unit 201 may repeat sending the discovery message requesting relay until the discovery response message is received. For example, if a discovery response message is not received even after a predetermined period of time has passed after transmitting the discovery message (FIG. 5) requesting relay (step S208), the control unit 201 repeatedly transmits the discovery message requesting relay. Good too.
  • step S214 the control unit 201 transmits a communication message (FIG. 7) related to the event that has occurred to the relay target terminal via the roadside device 10 (Sidelink Relay).
  • the Frame Payload (FIG. 7) of this communication message describes the fact that a specific event has occurred and other information related to the event that has occurred.
  • step S220 it is determined whether the host vehicle has left the intersection K based on the information acquired by the vehicle information acquisition unit 205. If the determination is affirmative, the control unit 201 advances the process to step S222, and if the determination is negative, the control unit 201 advances the process to step S224. In step S220, for example, the control unit 201 determines that the own vehicle has left the intersection K based on the position information obtained by a GPS device etc. mounted on the own vehicle and the intersection information stored in the storage unit 102. can be recognized.
  • step S222 the control unit 201 transmits a message requesting termination of relay (relay termination request message) to the roadside device 10 via the communication processing unit 203.
  • the relay termination request message is a message whose reception is confirmed in the roadside device 10 in step S114 (FIG. 8).
  • the format of the relay termination request message for example, the same format (data structure) (FIG. 5) as the discovery message including the relay request can be used. In this case, by setting the values of Relay mode and Valid Period shown in FIG. 5 to predetermined values, it is possible to indicate that the message is a relay termination request message.
  • step S224 the control unit 201 determines whether a Sidelink communication message transmitted by another terminal (UE) via the wireless communication unit 204 has been received. If the determination is affirmative, the control unit 201 advances the process to step S228, and if the determination is negative, the control unit 201 advances the process to step S206.
  • the Sidelink communication message to be determined in step S224 is not limited to a message sent via the roadside device 10, but may be a Sidelink communication message directly transmitted from another terminal (UE) to the own vehicle.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a communication sequence between the roadside device and the vehicle-mounted terminal. Step numbers in FIG. 10 correspond to the processes shown in FIGS. 8 to 9.
  • the roadside device 10 when the roadside device 10 is installed at the intersection K, the roadside device 10 is configured with a Sidelink Relay function that relays the Sidelink message sent to Layer-2 ID “KKK” of the intersection KK. be done.
  • the roadside device 10 is activated after setting the Sidelink Relay function (step S102).
  • the communication device 200 of the vehicle 20A is set to be able to send and receive Sidelink messages addressed to the Layer-2 ID "KKK" of the intersection (step S204).
  • the communication device 200 of the vehicle 20A transmits a discovery message including a relay request addressed to the Layer-2 ID “KKK” of the intersection K to the roadside device 10 (step S208).
  • the roadside device 10 that has received the discovery message performs settings regarding the use of the Sidelink Relay function by mutually exchanging information with the vehicle 20A. Thereafter, a relay acceptance message is sent as a reply to the discovery message (step S110).
  • step S204 when the vehicle 20B approaches the intersection K, it prepares for communication using the Layer-2 ID of the intersection K (step S204), and transmits a discovery message containing a relay request addressed to the Layer-2 ID of the intersection K (step S204).
  • Step SS208 When the roadside device 101 receives the discovery message, it performs settings regarding the use of the Sidelink Relay function and transmits a relay acceptance message (steps S108 to S110).
  • the operations up to this point enable the vehicle 20A and the vehicle 20B to communicate with each other via the roadside device 10 using the Layer-2 ID "KKK" assigned to the intersection K.
  • step S214 If an event (notification event) occurs in the vehicle 20B in this state, information is transmitted from the vehicle 20B (step S214). Then, the information is relayed to the vehicle 10A by the Sidelink Relay function of the roadside device 10 (step S124).
  • the applied communication method is Multicast
  • the information also reaches the vehicle 20B, but the vehicle 220B determines that this is information transmitted by itself based on the source of the information, etc., and discards or ignores it. Note that the applied communication method will be described later.
  • step S204, step S208, and step S110 described above are executed in the roadside device 10 and the communication device 200 of the vehicle 20C. This allows the vehicles 20A, 20B, and 20C to communicate with each other via the roadside device 10 using the Layer-2 ID "KKK" assigned to the intersection K.
  • step S214 If an event (notification event) occurs in the vehicle 20C in this state, information is transmitted from the vehicle 20C (step S214). Then, the information is relayed to the vehicle 20A and the vehicle 20B by the Sidelink Relay function of the roadside device 10 (step S124). If the applied communication method is Multicast, the information also reaches the vehicle 20B (step S124), but the vehicle 20B determines that this is the information it transmitted itself and discards or ignores it.
  • step S124 the information transmitted from the vehicle 20A is relayed to the vehicles 20B and 20C by the Sidelink Relay function of the roadside device 10 (step S124).
  • the applied communication method is Multicast
  • the information also reaches the vehicle 20A (step S124), but the vehicle 20A determines that this is the information it transmitted itself and discards or ignores it.
  • the vehicle 20A transmits a relay end request message to the roadside device 10 (step S222).
  • the roadside device 10 accepts the relay termination and transmits a relay termination completion message to the vehicle 20A (step S118).
  • the roadside device 10 judges the situation and executes the stop or end of the relay operation by the Sidelink Relay function of the roadside device 10.
  • the Layer-2 ID "RRR”, which is the identifier assigned to the roadside device 10 can also be used as appropriate.
  • RRR the Layer-2 ID "RRR” as the destination, it can be recognized that the type or function of the communication message is different from when a relay identifier is used.
  • the roadside device 10 and the terminal that received the received communication message are notified that the received communication message is not related to information exchange at the intersection KKK, or that the communication message has not been requested to be relayed to the roadside device 10. (EU).
  • FIG. 11 is a diagram showing the Broadcast communication method
  • FIG. 12 is a diagram showing the Multicast (Groupcast) communication method
  • FIG. 13 is a diagram showing the Unicast communication method.
  • the shared Layer-2 ID is set as the transmission destination and reception destination on the sending and receiving devices, respectively.
  • the sending device sends a relay request to the shared Layer-2 ID (see FIGS. 12 and 13).
  • “Connection request” in FIG. 13) is sent.
  • the receiving device with the shared Layer-2 ID responds to this, and after exchanging security information, it responds to the above relay request ("connection request response" in Figures 12 and 13), data communication is possible. becomes.
  • terminals (UE) such as vehicles 20A, 20B, and 20C can communicate directly with each other using Sidelink without using relaying by the roadside device 10. That is, direct Sidelink communication coexists with communication using relaying by the roadside device 10. Direct Sidelink communication and communication using relaying by the roadside device 10 coexist. For this reason, a message with substantially the same content may be received multiple times by the same terminal (UE), and in such a case, processing is left to the terminal (UE) that received the message. For example, a message with substantially the same content received the second or subsequent times may be discarded or ignored.
  • FIG. 14 is a diagram showing an example of the data structure of a discovery message when a terminal (UE) directly performs Sidelink communication.
  • terminals (UE) such as vehicle 20A, vehicle 20B, and vehicle 220C search for a terminal (UE) without a relay function
  • information representing a relay request is not included in the discovery message to be transmitted. Not yet.
  • FIG. 15 is a flowchart illustrating processing in the roadside device.
  • the same step numbers as in FIG. 8 are given to processes corresponding to the processes in FIG.
  • step S102 in FIG. 15 the control unit 101 (FIG. 2) of the roadside device 10 executes a process for setting parameters of the Sidelink Relay function to the roadside device 10 when the roadside device 10 is installed.
  • the Layer-2 ID "KKK" assigned to the intersection K is stored in the storage unit 102, so that the roadside device 10 relays communication with the Layer-2 ID "KKK" as the destination. becomes possible.
  • step S104 the control unit 101 determines whether a predetermined Sidelink communication message has been received via the wireless communication unit 105, waits for an affirmative determination, and advances the process to step S1077.
  • step S107 the control unit 101 determines via the communication processing unit 103 whether the message whose reception was confirmed in step S104 (FIG. 7) is a relay request message by the Sidelink Relay function. If the determination is affirmative, the control unit 101 advances the process to step S112, and if the determination is negative, the control unit 101 advances the process to step S104. In step S107, the control unit 101 determines whether the destination ("Destination Layer-2 ID" in FIG. 7) of the message whose reception was confirmed in step S104 is Layer-2 ID "KKK". That is, if the destination of the message is Layer-2 ID "KKK", it is determined that the message is a relay request message.
  • step S112 the control unit 101 determines, via the communication processing unit 103, whether the relay validity period for the message whose reception was confirmed in step S104 has passed. This determination uses the validity period information stored in the storage unit 102 in step S108. If the determination is affirmative, the control unit 101 advances the process to step S116, and if the determination is negative, the control unit 101 advances the process to step S122.
  • step S116 the control unit 101 stops relay processing for the sender of the message whose reception was confirmed in step S104.
  • step S118 the control unit 101 transmits a relay end message indicating that message relay processing has been stopped to the vehicles that requested the relay (vehicles 20A, 20B, and 20C), and advances the process to step S104.
  • step S122 the control unit 101 creates a message to be transmitted (relayed) via the relay processing unit 104 by rewriting necessary information such as the Direction of the message whose reception was confirmed in step S104.
  • step S124 the control unit 101 transmits (relays) the message generated in step S122 as a Sidelink communication message to the destination indicated by the message whose reception is confirmed in step S104 via the wireless communication unit 105. After that, the control unit 101 advances the process to step S104. Thereby, the message whose reception was confirmed in step S104 is relayed to the destination indicated by the message via the roadside device 10.
  • FIG. 16 is a flowchart illustrating processing in a communication device configured by vehicles (vehicles 20A, 20B, and 20C).
  • the example in FIG. 16 shows a case where the host vehicle (vehicles 20A, 20B, and 20C) passes through intersection K (FIG. 1).
  • the same step numbers as in FIG. 9 are given to processes corresponding to the processes in FIG.
  • step S202 of FIG. 16 the control unit 201 (FIG. 3) of the communication device 200 determines whether the host vehicle (vehicles 20A, 20B, and 20C) approaches the intersection K based on the information acquired by the vehicle information acquisition unit 205. Decide whether or not. The control unit 201 waits for the determination to be affirmative, and then advances the process to step S204.
  • step S204 the control unit 201 performs communication preparation processing to enable Sidelink communication with Layer-2 ID “KKK” assigned to intersection K.
  • Layer-2 ID “KKK” is registered in the storage unit 202 as a communication partner.
  • step S210 the control unit 201 determines whether an event that should be notified via the roadside device 10 has occurred based on the information acquired by the vehicle information acquisition unit 205. If the determination is affirmative, the control unit 201 advances the process to step S214, and if the determination is negative, the control unit 201 advances the process to step S220.
  • step S214 the control unit 201 transmits a communication message (FIG. 7) related to the event that has occurred to the relay target terminal via the roadside device 10 (Sidelink Relay).
  • the Frame Payload (FIG. 7) of this communication message describes the fact that a specific event has occurred and other information related to the event that has occurred.
  • step S220 it is determined whether the host vehicle has left the intersection K based on the information acquired by the vehicle information acquisition unit 205. If the determination is affirmative, the control unit 201 advances the process to step S202, and if the determination is negative, the control unit 201 advances the process to step S224.
  • step S224 the control unit 201 determines whether a Sidelink communication message transmitted by another terminal (UE) via the wireless communication unit 204 has been received. If the determination is affirmative, the control unit 201 advances the process to step S228, and if the determination is negative, the control unit 201 advances the process to step S210.
  • the Sidelink communication message to be determined in step S224 is not limited to a message sent via the roadside device 10, but may be a Sidelink communication message directly transmitted from another terminal (UE) to the host vehicle.
  • the destination of this Sidelink communication message (“Destination Layer-2 ID” in FIG. 7) is Layer-2 ID “KKK”. Therefore, when the roadside device 10 receives this Sidelink communication message, the determination in step S107 is affirmed. That is, the roadside device 10 (control unit 101) determines that the Sidelink communication message is a relay request message.
  • the terminal sends a Sidelink message to a specific Layer-2 ID "KKK" assigned to intersection K by a relay request message.
  • Request relay of communication.
  • the relay request enables the roadside device 10 to execute the relay. Therefore, even if the presence or absence of a roadside device 10 (Sidelink Relay) capable of relaying is not known, the terminal (UE) can make a relay request.
  • the terminal (UE) can learn the Layer-2 ID of the relay device from the response to the relay request message. Further, the roadside device 10 can know the specific Layer-2 ID to be relayed from the destination information included in the relay request message. This allows the roadside device 10 to relay the Sidelink message addressed to Layer-2 ID "KKK".
  • the communicable range can be expanded by relaying Sidelink communication by the roadside device 10.
  • the roadside device 10 relays the discovery exchange for which the relay request has been set. Then, taking advantage of the relay, it is stored that various information to be exchanged between the devices should be relayed from now on. Finally, it may be configured to relay various information exchanged between devices. Through the above processing, it is also possible to expand the communicable range of Unicast communication.
  • the present disclosure provides a system or device with a program that implements one or more functions of the embodiments described above via a network or a storage medium, and one or more processors in a computer of the system or device reads and executes the program. This can also be achieved by processing. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.
  • a circuit for example, ASIC
  • the radio access method is NR (New Radio), which is a 5G radio access method, but is not limited to this. That is, as the wireless access method, other access methods such as LTE (Long Term Evolution), 6G or later, and WiFi may be applied at least in part.
  • NR New Radio
  • LTE Long Term Evolution
  • 6G Long Term Evolution
  • WiFi Wireless Fidelity
  • Sidelink communication is not limited to discovery messages.
  • the message may be a message related to direct communication or a message related to V2X communication.

Landscapes

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Abstract

Sidelink通信機能を有する通信装置(200)はSidelink通信を中継する機能を有する中継装置を特定するLayer-2 IDを含まず、前記中継装置のLayer-2 IDとは異なるLayer-2 IDを宛先としたメッセージであって、尚且つ、メッセージの中継を希望することを示す情報をペイロードより前に含むメッセージを送信する。

Description

通信装置、通信システム、制御方法及びプログラム
 本開示は、通信装置、通信システム、制御方法及びプログラムに関する。
 近年、3GPP(登録商標)(3rd Generation Partnership Project)のLTE(Long Term Evolution)や5G(NR;New Radio)の仕様の策定が進められている。この中で、Sidelink通信(以下Sidelink)と呼ばれる標準仕様が策定されている。この仕様は移動通信網(コアネットワークや基地局等)を介さずに、装置(UE;User Equipment)間でPC5と呼ばれるインターフェイスを用いて直接無線通信を実現する。NRのSidelink通信では送信元装置や送信先装置を示す識別子としてLayer-2 ID(L2ID;Sidelink通信の識別子)が用いられている。
 一方、車両同士でSidelink通信を利用して直接無線通信を行うことにより周囲の車両の情報(位置、速度、車両制御情報等)を入手し、必要に応じて運転者に安全運転支援を行うシステムが提供されつつある。
 特許文献1に提案された技術では、サーバが移動している車両の位置情報や速度情報を取得し、車両の現在位置と車両に割り当てられたLayer-2 IDとを対応付けた地図情報を記憶している。そして、この地図情報に基づいたLayer-2 IDを用いて車両間で通信を行い、車両間の情報を交換している。
 さらに、3GPP(登録商標)では中継装置(Sidelink Relay)によりSidelink通信の通信可能範囲を拡張する仕様の策定が進められている。
 また、特許文献2では、基地局カバレージ外の端末(UE)を基地局カバレージ内に設置された中継装置(Sidelink Relay)へSidelink通信を介して接続し、基地局と通信可能とする技術が提案されている。
特開2020-188405号公報 特開2021-078140号公報
 しかし、従来の技術は、Sidelink通信を中継することにより、通信可能範囲を拡張する方法を開示していない。
 本開示は、Sidelink通信の中継により、通信可能範囲を拡張することができる通信装置等を提供することを目的とする。
 本開示の一態様による通信装置は以下の構成を備える。すなわち、
 Sidelink通信機能を有する通信装置であって、
 Sidelink通信を中継する機能を有する中継装置を特定するLayer-2 IDを含まず、前記中継装置のLayer-2 IDとは異なるLayer-2 IDを宛先としたメッセージであって、尚且つ、メッセージの中継を希望することを示す情報をペイロードより前に含むメッセージを送信する送信手段を有する。
 本開示によれば、Sidelink通信の中継により、通信可能範囲を拡張することができる
本開示の第1の実施形態に係る通信システムの構成例を示す図である。 第1の実施形態における路側装置の機能構成例を示すブロック図である。 第1の実施形態における車両により構成される通信装置の機能構成例を示すブロック図である。 第1の実施形態における路側装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。 中継要求を含むディスカバリメッセージのデータ構造の例を示す図である。 中継受諾を示すディスカバリ応答メッセージのデータ構造の例を示す図である。 中継受諾を示すディスカバリ応答メッセージのデータ構造の例を示す図である。 通信メッセージのデータ構造の例を示す図である。 第1の実施形態における路側装置での処理を例示するフローチャートである。 第1の実施形態における車両により構成される通信装置における処理を例示するフローチャートである。 第1の実施形態における路側装置と車載端末間の通信のシーケンスを例示する図である。 Broadcast通信方式を示す図である。 Multicast(Groupcast)通信方式を示す図である。 Unicast通信方式を示す図である。 端末(UE)で直接的にSidelink通信する場合のディスカバリメッセージのデータ構造の例を示す図である。 第2の実施形態における路側装置での処理を例示するフローチャートである。 第2の実施形態における車両により構成される通信装置での処理を例示するフローチャートである。
 以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
 <第1の実施形態>
 従来、中継装置を介することなく、端末間でSidelink通信による情報交換を行う場合は、UEとしての端末は、UEとしての相手端末と直接接続できる状態になるまで情報交換を行うことができない。例えば、交差点(特に見通しの悪い交差点)のように、建物や多くの車両の存在により電波が遮られる場所では、到達距離が短かったり死角が多かったりして通信可能範囲が狭くなることがある。そのため、Sidelink Relayとしての路側装置を設置し、特定のLayer-2 IDを宛先としたSidelink通信を中継させることで端末(UE)間の通信可能範囲を拡張したい。
 しかしながら、通常、端末からは交差点の路側装置の有無が分からないため、路側装置を指定した中継の要求ができなかった。また、路側装置は、中継すべき特定のLayer-2 IDを知らないと、受信したSidelinkメッセージを中継すべきかどうか判断ができなかった。以下の実施形態は、かかる課題を解決するものである。
 なお、以下の実施形態では、交差点付近での交通に関連する情報交換を目的として、交差点の近傍に設定される路側装置を例示しているが、中継装置はこれに限定されない。中継装置は、任意の設置場所に設定でき、また、中継装置を介する通信の用途も任意である。中継装置を移動させつつ、中継を実行してもよい。中継装置は、移動通信網と接続できない場所、例えば、基地局のカバレッジがない環境に設置することができるが、移動通信網と接続できる場所に設置してもよい。中継装置は、移動通信網と接続された状態において、中継機能を提供してもよい。また、1つの中継装置に対し、複数の用途のそれぞれに対応する複数の中継用のLayer-2 IDを設定してもよい。
 [システムの構成]
 図1は、本開示の実施形態に係る通信システムの構成例を示す図である。この通信システムは、交差点Kの近傍に設置された路側装置10と交差点K近傍を走行する車両(車両20A、20Bおよび20C)とを含んで構成される。
 図1において、路側装置10(通信装置、中継装置、第2の通信装置の一例)はSidelink中継機能(Sidelink Relayとしての機能)を有し、Sidelink中継機能によりSidelink通信を中継する装置である。図1の例では、例えば、路側装置10は交差点K近傍の道路脇などに設置され、車両や歩行者などと通信を行う。路側装置10は、とくに、見通しの悪い交差点Kの近くに設置されるのが好適である。
 図1において、車両20A、車両20Bおよび車両20Cは、交差点K近傍の道路を走行する車両を示している。車両20A、20Bおよび20Cは、Sidelink通信装置(UE;User Equipment)の機能を備え、外部の通信装置とSidelink通信を行うことが可能である。車両20A、20Bおよび20Cは、Sidelink通信を介して車両外部からの情報を取得して表示し、また、当該情報に基づいて自動車を制御することができる。さらに、車両20A、20Bおよび20Cは、自車両の情報を取得してSidelink通信を介して外部の装置へ通知することができる。
 路側装置10は、車両20A、車両20Bおよび車両20Cを含むSidelink通信装置(UE)から中継要求メッセージを受信すると、メッセージの内容に応じて同一内容のメッセージ、または変更を加えたメッセージを再送信するように構成されている。図1において、領域10Aは、路側装置10の通信可能範囲を示している。
 路側装置10には、Sidelink通信の識別子としてLayer-2 ID“RRR”が割り当てられている。また、車両10A、10Bおよび10Cには、Sidelink通信の識別子としてLayer-2 ID “AAA”、Layer-2 ID “BBB”およびLayer-2 ID“CCC”が、それぞれ割り当てられている。また、本実施形態では、交差点でのSidelink通信による情報交換のために、交差点Kにも、Sidelink通信の識別子としてLayer-2 ID “KKK”が割り当てられている。なお、交差点Kに割り当てられるLayer-2 IDは任意であり、例えば、交差点Kに、Layer-2 ID“RRR” が割り当てられてもよい。本実施形態では、Sidelink通信に対応したUEとして車両等を想定しているがこれに限定されるものではない。例えば、タブレット端末、スマートウォッチなどユーザが所持するUE、ヘッドマウントディスプレイ等、ウェアラブル端末などユーザが装着する端末であってもよい。また車両に設置されるカーナビケーション装置などであってもよい。
 [装置の機能構成]
 続いて、本実施形態による各装置の機能構成について説明する。なお、以下で説明する機能ブロックの構成は一例に過ぎない。説明される機能ブロックの一部(場合によっては全部)は、同様の機能を果たす他の機能ブロックと置き換えられてもよいし、一部の機能ブロックが省略されてもよいし、さらなる機能ブロックが追加されてもよい。また、以下の説明で示される1つの機能ブロックが複数の機能ブロックに分割されてもよいし、複数の機能ブロックが1つの機能ブロックに統合されてもよい。
 図2は、本実施形態における路側装置の機能構成例を示すブロック図である。図2に示すように、路側装置10は、制御部101(設定手段の一例)と、記憶部102と、通信処理部103と、中継処理部104と、無線通信部105(通信手段、第2の通信手段の一例)と、有線通信部106と、を備える。
 制御部101は、記憶部102に記憶されたプログラム等に従って、路側装置10の動作を制御する。制御部101は、例えば、CPUやMPU等の1以上のプロセッサにより構成され、記憶部102であるRAMに展開されたコンピュータプログラムを実行することにより各装置を制御する。なお、後述するフローチャートやシーケンス図で説明する各装置が行う制御は、制御部101のCPUやMPU等のプロセッサと通信部105等のハードウェアとが協働して実現する。
 記憶部102は、制御部101が制御に使う情報および無線や有線の通信に関わるプログラム、その他の情報等を記憶するRAMや不揮発性の記憶領域である。不揮発性の記憶領域に記憶された制御プログラムはRAMに展開され、制御部101を構成するプロセッサにより実行される。このように、制御部101及び記憶部102は、所謂コンピュータとして機能する。
 通信処理部103は、Sidelink通信のメッセージの解析等を行う。例えば、通信処理部103は、受信されたSidelink通信のメッセージを解析して内容を判断し、Layer-2 IDを使った宛先や差出情報を生成したり、送信するSidelink通信のメッセージの内容を生成したりする。
 中継処理部104は、他の通信装置から送信されたSidelink通信の中継に関する処理を行う。例えば、中継処理部104は、宛先、差出および中継に関するLayer-2 ID、中継に関する設定情報やメッセージのペイロードの内容等を解析して中継に関する動作を決定する。なお、通信処理部103や中継処理部104に相当する機能は、制御部101によって実現されるソフトウェアモジュールとして実現するようにしてもよい。
 無線通信部105は、アンテナ105aを介して外部の無線装置との間でSidelink通信により情報を送受信する。有線通信部106は、路側装置10をインターネット30を含む有線のネットワークを介して外部のサーバ等の外部装置31と接続し、外部装置31との間で情報の送受信を行う。例えば、路側装置10は、外部装置31からの情報を有線通信部106経由で取得し、取得された情報に応答するSidelinkメッセージを通信処理部103で生成して無線通信部105を介して送信することができる。
 図3は、本実施形態における車両(車両20A、車両20Bおよび車両20Cなど)により構成される通信装置の機能構成例を示すブロック図である。
 図3に示すように、通信装置200(通信装置、第1の通信装置)は、制御部201と、記憶部202と、通信処理部203と、無線通信部204(送信手段、第1の通信手段の一例)と、車両情報取得部205と、操作部206と、表示部207と、を備える。
 制御部201は、記憶部202に記憶されたプログラム等に従って、通信装置200の動作を制御する。制御部201は、通信装置200の動作以外の自車両の動作に係る制御装置の一部として構成されてもよく、当該制御装置と協働して各種の処理を実行するように構成されてもよい。
 記憶部202は、制御部201が制御に使う情報や無線や有線の通信に関わる情報を保存する。
 通信処理部203は、Sidelink通信のメッセージの解析等を行う。例えば、通信処理部203は、無線通信部204で受信したSidelink通信のメッセージの内容を解析し、自装置向けの通信であればメッセージの内容に応じた処理をおこない必要に応じて返信を行う。
 無線通信部204は、アンテナ204aを介して外部の無線装置との間でSidelink通信により情報を送受信する。無線通信部204は、Sidelink通信以外の通信方式にも対応可能とされてもよい。
 車両情報取得部205は、自車両の車両情報を取得する。当該車両情報には、自車両の位置情報や、他の車両に通知すべき情報、その他の情報が含まれる。
 操作部206は、自車両の通信装置200に関連する操作を受け付ける。
 表示部207は、自車両が無線通信を介して外部から取得した情報、操作部206に対する操作に関する情報、および車両情報取得部205を介して取得された車両情報等を表示する。表示部207は、通信装置200に関連する情報以外の自車両に係る情報を表示する表示装置の一部として構成されてもよい。
 [ハードウェア構成]
 図4は、路側装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。
 図4に示すように、路側装置10は、CPU(中央処理装置)11、ROM(リードオンリーメモリ)12、RAM(ランダムアクセスメモリ)13、補助記憶装置14を有する。また、路側装置10は、通信I/F(インターフェイス)15、及び装置I/F(インターフェイス)16を有する。
 CPU11は、ROM12またはRAM13に格納されているコンピュータプログラムおよびデータを用いて路側装置10の全体を制御することで、図2に示す路側装置10の各機能を実現する。なお、路側装置10に、CPU11とは異なる1又は複数の専用のハードウェアを設け、CPU11による処理の少なくとも一部を専用のハードウェアが実行してもよい。専用のハードウェアの例としては、ASIC(特定用途向け集積回路)、FPGA(フィールドプログラマブルゲートアレイ)、およびDSP(デジタルシグナルプロセッサ)などがある。
 ROM12は、変更を必要としないプログラムなどを格納する。RAM13は、補助記憶装置14から供給されるプログラムおよびデータ、並びに、通信I/F15を介して外部から供給されるデータなどを一時記憶する。補助記憶装置14は、例えばハードディスクドライブ等で構成され、種々のデータを記憶する。
 通信I/F15は、外部装置との通信に用いられる。例えば、無線通信部105(図2)は、通信I/F15を用いて、外部装置との無線通信を行う。この場合、例えば、路側装置10がインターネット30に接続された外部装置31からの情報をもとに状況を判断し、その判断に基づいて必要な情報をSidelink通信で車両や歩行者に通知することも可能となる。
 装置I/F16は種々の装置が接続され得る。例えば、装置I/F16には、路側装置10が管理する情報をサーバ管理者が確認するための表示装置や入力装置、路側装置10の筐体に搭載されたセンサやカメラ等が接続される。この場合、例えば、路側装置10がカメラやセンサからの情報をもとに道路を通行する車両や歩行者の状況を判断し、その判断に基づいて必要な情報を車両や歩行者にSidelink通信で通知することも可能となる。
 車両20A、車両20Bおよび車両20Cにより構成される通信装置200も同様のハードウェア構成により実現され得る。例えば、車両20A、車両20Bおよび車両20Cにより構成される通信装置が図4のようなハードウェア構成を有する場合、装置I/F16には、撮像を実行するための機構を備えた撮像部や車両のセンサが接続され得る。この場合、例えば、車両20A、車両20Bおよび車両20Cにおいて撮像部やセンサからの情報をもとに道路を通行する他の車両や歩行者の状況を判断し、その判断に基づいて必要な情報を他の車両や歩行者にSidelink通信で通知することも可能となる。本実施形態では、当該必要な情報を路側装置10に送信することにより、路側装置10における中継を介して他の車両や歩行者にSidelink通信で通知することが可能となる。
 より具体的には、路側装置10および通信装置200がSidelink通信により他の装置と通信する内容は、例えば、センサやカメラの情報をもとに検出された周囲の交通状況と未来予測による注意喚起情報、また、センサデータやカメラ映像などである。このような情報の送受により、各車両は、交差点K等の合流地点における対向車の有無だけでなく、対向車の位置情報、速度情報などから対向車の情報を把握することが可能となり、ドライバーの運転支援が可能となる。また低遅延な情報交換が可能であることから、合流の順番制御、緊急時のブレーキ制御などの対応も可能となる。さらに、路側装置10や他車の検出した事故、渋滞、緊急車両、工事作業車、異常走行車などの道路交通情報や歩行者や自転車の動きの情報をSidelink通信で受信し事前に知ることで、より安全な走行が可能となる。
 また、同様な機能を持った端末(UE)を持った歩行者や自転車などにとっては、自分の周囲の車両の危険な動きなどを事前に知ることができ、事故に巻き込まれる可能性を効果的に抑制することが可能となる。
 [処理例]
 本実施形態では、車両(車両20A、20Bおよび20C)から路側装置10に対し、中継要求を含むディスカバリメッセージ(中継要求メッセージ)を送信する。路側装置10は、受信した中継要求を含むディスカバリメッセージに応答して、中継受諾を示すディスカバリ応答メッセージを返信する。ディスカバリ応答メッセージを受信することにより、当該車両は、路側装置10による中継対象となったことを認識する。中継対象となった車両同士は、路側装置10を中継装置とする通信を実行することができる。
 なお、中継対象となっていない車両であっても、他の車両との間での直接的なSidelink通信、すなわち、路側装置10を介さないSidelink通信を行うことは可能である。本実施形態によれば、自車両が中継対象となることにより、電波が遮られるなどの理由で直接的なSidelink通信ができない車両や歩行者との間で、路側装置10を介するSidelink通信が可能となる。
 図5は、中継要求を含むディスカバリメッセージのデータ構造の例を示す図である。中継要求を含むディスカバリメッセージの送信には、5G ProSe direct discoveryを利用することができる。また、当該送信には、5G ProSe UE-to-Network Relay DiscoveryのためのSoliciation Messageを利用することができる。なお、ProSeは、(Proximity based Services)の略である。
 図5において、「Source Layer-2 ID」には、情報の送信元を示すLayer-2 IDが格納される。例えば、送信元が車両20Aであれば、Layer-2 ID“AAA”が、送信元が車両20Bであれば、Layer-2 ID“BBB”が、送信元が車両20Cであれば、Layer-2 ID“CCC”が、それぞれ格納される。
 「Destination Layer-2 ID」には、情報の宛先を示すLayer-2 ID、すなわち、交差点Kに割り当てられたLayer-2 ID“KKK”が格納される。
 続いて中継要求を指定するため、Soliciation Messageに新たに追加するデータフィールドである「Relay mode」、「Valid Period」について説明する。「Relay mode」には、Sidelink通信の中継要求に関する情報が格納される。例えば、Relay modeに、Sidelink通信の中継要求を示す符号を格納することで、路側装置10は、送信元から中継要求がなされていると認識できる。例えば、1が、中継要求を希望することを意味し、0が中継要求を希望しないことを意味する。
 「Valid Period」には、有効期間または有効回数などのSidelink通信の中継動作の継続期間に関する情報が格納される。
 「Frame type」には、このメッセージの型を示す情報が格納される。
 「Frame Payload」には、当該メッセージを使って機器間でやりとりされる情報の本体が格納される。
 図6Aおよび図6Bは、中継受諾を示すディスカバリ応答メッセージのデータ構造の例を示す図である。
 図6Aの例では、「Source Layer-2 ID」に、交差点KのLayer-2 ID“KKK”を格納し、中継の可否等の情報を「Frame Payload」に格納している。
 図6Bの例では、路側装置10が、交差点KのLayer-2 ID“KKK”を「Source Layer-2 ID」と「Relay Layer-2 ID」の両方に格納する場合の応答メッセージのデータ構造を示している。
 図7は、通信メッセージのデータ構造の例を示す図である。このデータ構造は、路側装置10が中継動作を開始した後に、車両(車両20A、車両20Bおよび車両20C)間で路側装置10を介してSidelink通信を行う際の通信メッセージのデータ構造である。
 図7において、「Source Layer-2 ID」には、情報の送信元を示すLayer-2 IDが格納される。また、「Destination Layer-2 ID」には、情報の宛先を示すLayer-2 IDが格納される。
 「Relay Layer-2 ID」には、メッセージを中継するSidelink Relay機能を有する機器を示すLayer-2 IDが格納される。すなわち、路側装置10を介して通信をする場合、「Relay Layer-2 ID」には、交差点KのLayer-2 ID“KKK”を格納して送信する。
 「Relay Direction」には、当該メッセージが端末(UE)と、Sidelink Relay、すなわち路側装置10のどちらの方向に向かうメッセージかを示す情報が格納される。
 「Relay Direction」には、当該メッセージが端末(UE)と、路側装置10(Sidelink Relay)のどちらの方向に向かうメッセージを示す情報が格納される。
 「Frame Payload」には、当該メッセージを使って端末(UE)、すなわち車両(車両20A、車両20Bまたは車両20C)間でやりとりされる情報の本体が格納される。
 次に、路側装置10および車両(車両20A、20Bおよび20C)における処理について説明する。
 図8は、路側装置における処理を例示するフローチャートである。
 図8のステップS102では、路側装置10の制御部101(図2)は、路側装置10の設置時における路側装置10へのSidelink Relay機能のパラメータ設定のための処理を実行する。例えば、この処理により、交差点Kに割り当てられているLayer-2 ID“KKK”が記憶部102に格納され、これにより、路側装置10においてLayer-2 ID“KKK”を宛先とした通信を中継することが可能となる。本実施例において、Layer-2 ID“KKK”は、中継用のLayer-2 IDに対応する。
 ステップS104では、制御部101は、無線通信部105を介してSidelink通信のメッセージが受信されたか否か判断し、判断が肯定されるのを待って、処理をステップS106へ進める。
 ステップS106では、制御部101は、通信処理部103を介し、ステップS104で受信が確認されたメッセージがSidelink Relay機能による中継要求を含むディスカバリメッセージ(中継要求メッセージ)(図5)かどうか判断する。制御部101は、判断が肯定されれば処理をステップS108へ進め、判断が否定されれば処理をステップS112へ進める。
 ステップS108では、制御部101は、Sidelink Relay機能を設定する。ここでは、制御部101は、中継処理部104を介し、ステップS106で確認された中継要求を含むディスカバリメッセージの送信元とされているLayer-2 IDを、Sidelink通信の中継対象として設定する。また、詳細情報の交換に基づき、車両の通信装置200においてもSidelink Relay機能に関するパラメータの設定がおこなわれる。これにより、中継要求を含むディスカバリメッセージの送信元からの通信が、路側装置10において中継できる状態となる。また、制御部101は、当該ディスカバリメッセージで指定された有効期間情報を保存する。Sidelink Relay機能の設定内容および有効期間情報は、記憶部102に記憶される。
 ステップS110では、制御部101は、無線通信部105を介し、中継受諾を示すディスカバリ応答メッセージ(図6A、図6B)をディスカバリメッセージの送信元に返信し、処理をステップS104へ進める。ディスカバリ応答メッセージの返信先は、ディスカバリメッセージに示される送信元である(図5)。なお、ディスカバリ応答メッセージに、路側装置10のLayer-2 ID“RRR”を含めることにより、ディスカバリメッセージの送信元は、これを知ることができる。
 なお、何らかの理由により、中継を受諾できない場合には、ステップS108の処理が省略されるとともに、ディスカバリメッセージの送信元に中継を受諾できない旨のメッセージが返信されてもよい。
 以上のように、中継要求を含むディスカバリメッセージの送信元と、路側装置10との接続は、Unicast通信方式を用いた通信により確立される。なお、Unicast通信方式については、さらに後述する。
 一方、ステップS112では、制御部101は、通信処理部103を介し、ステップS104において受信が確認されたメッセージにおける中継の有効期間が過ぎているかどうか判断する。この判断には、ステップS108において記憶部102に記憶された有効期間情報が用いられる。制御部101は、判断が肯定されれば処理をステップS116へ進め、判断が否定されれば処理をステップS114へ進める。
 ステップS116では、制御部101は、ステップS104において受信が確認されたメッセージの送信元についての中継処理を停止する。Sidelink Relay機能に関するパラメータの設定(ステップS108)が解除される。
 ステップS118では、制御部101は、メッセージの中継処理を停止した旨を示す中継終了完了メッセージを中継依頼した車両(車両20A、車両20Bおよび車両20C)に対して送信し、処理をステップS104へ進める。中継終了完了メッセージの送信先は、ステップS104において受信が確認されたメッセージに含まれる送信元である。
 一方、ステップS114では、制御部101は、通信処理部103を介し、ステップS104において受信が確認されたメッセージが中継終了を要求するメッセージ(中継終了要求メッセージ)かどうか判断する。制御部101は、判断が肯定されれば処理をステップS116へ進め、判断が否定されれば処理をステップS120へ進める。なお、中継終了要求メッセージに、中継動作の終了までの期間の情報を含めることができる。この場合には、中継終了要求メッセージにより指定されたタイミングで、ステップS116の処理が実行される。
 ステップS120では、制御部101は、ステップS104において受信が確認されたメッセージが示す送信元が、ステップS108におけるSidelink Relay機能の設定対象となっているか否か判断する。制御部101は、判断が肯定される場合には処理をステップS122へ進め、判断が否定される場合には処理をステップS104へ進める。
 ステップS122では、制御部101は、中継処理部104を介し、ステップS104において受信が確認されたメッセージのDirectionなど、必要な情報を書き換えることにより、送信(中継)の対象となるメッセージを作成する。
 なお、ステップS104において受信が確認されたメッセージが、すでにステップS124で送信済みのメッセージに対応する場合、ステップS122およびステップS124の処理を省略できる。すなわち、中継が依頼された同一のメッセージが複数回、受信された場合には、ステップS122およびステップS124の処理を省略できる。これにより、同一のメッセージが複数回数、中継されてしまうことが回避できる。
 ステップS124では、制御部101は、ステップS122で生成されたメッセージをSidelink通信メッセージとして無線通信部104により送信(転送)し、処理をステップS104へ進める。ステップS124における送信先(転送先)は、ステップS108におけるSidelink Relay機能の設定対象となっている端末(UE)に限定されてもよいし、これに限定されなくてもよい。これにより、路側装置10を介して、ステップS104において受信が確認された情報交換メッセージ等のメッセージが中継されることになる。情報交換メッセージは、車両間で情報を交換するためのメッセージであり、車速、車両の加速度、アクセル開度等の車両情報が含まれる。
 なお、ステップS120の判断が否定される場合に、ステップS104において受信が確認されたメッセージが示す送信元に対し、メッセージが中継されない旨のメッセージを返信してもよい。
 図9は、車両(車両20A、20Bおよび20C)により構成される通信装置における処理を例示するフローチャートである。図9の例では、自車両(車両20A、20Bおよび20C)が交差点K(図1)を通過する場合を示している。
 図9のステップS202では、通信装置200の制御部201(図3)は、車両情報取得部205により取得される情報に基づいて、自車両(車両20A、20Bおよび20C)が交差点Kに接近したか否か判断する。制御部201は、判断が肯定されるのを待って、処理をステップS204へ進める。
 ステップS202では、例えば、制御部201は、自車両に搭載されたGPS(Global Positioning System)装置等により得られる位置情報と、記憶部102に格納された交差点情報とを比較する。制御部201は、これらの情報の比較結果に基づいて、自車両が交差点Kに接近したことを認識できる。この場合、交差点情報には、交差点Kを含む各交差点の座標と、各交差点に割り当てられているLayer-2 ID(例えば、交差点Kに割り当てられているLayer-2 ID“KKK”)とが対応付けられて記憶されている。制御部201は、車両情報取得部205によりリアルタイムに取得される位置情報(座標)と、交差点情報に示される各交差点の座標とを比較することで、自車両が特定の交差点に接近したことを認識できる。
 ステップS204では、制御部201は、交差点Kに割り当てられているLayer-2 ID“KKK”との間でSidelink通信が動作可能となるように通信準備処理を行う。例えば、ステップS204では、記憶部202に、通信相手としてLayer-2 ID“KKK”が登録される。
 ステップS206では、制御部201は、路側装置10に対して、交差点Kに割り当てられているLayer-2 ID“KKK”での中継を依頼(ステップS208)済みかどうか判断する。制御部201は、判断が肯定されれば処理をステップS210へ進め、判断が否定されれば処理をステップS208へ進める。
 ステップS208では、制御部201は、通信処理部203を介して、路側装置10に対し中継を依頼する中継要求メッセージとしてのディスカバリメッセージ(図5)を送信する。
 ステップS210では、制御部201は、車両情報取得部205により取得される情報等に基づいて、路側装置10を中継して通知すべき事象が発生したか否か判断する。制御部201は、判断が肯定されれば処理をステップS212へ進め、判断が否定されれば処理をステップS220へ進める。
 ステップS212では、制御部201は、路側装置10からの中継受諾を示すディスカバリ応答メッセージ(図6A、図6B)がすでに受信され、さらに、通信装置200においてSidelink Relay機能に関するパラメータが設定済みか否か判断する。この中継受諾を示すディスカバリ応答メッセージは、ステップS110(図8)において、路側装置10から送信されたメッセージである。ステップS212において、制御部201は、判断が肯定されれば処理をステップS214へ進め、判断が否定されれば処理をステップS220へ進める。なお、所定の場合、制御部201は、ディスカバリ応答メッセージが受信されるまで中継依頼のディスカバリメッセージの送信を繰り返してもよい。例えば、中継を依頼するディスカバリメッセージ(図5)を送信(ステップS208)してから所定時間経過してもディスカバリ応答メッセージが受信されない場合、制御部201は、中継依頼のディスカバリメッセージの送信を繰り返してもよい。
 ステップS214では、制御部201は、路側装置10(Sidelink Relay)を介して、中継対象となっている端末に、発生した事象に関連する通信メッセージ(図7)を送信する。この通信メッセージのFrame Payload(図7)には、特定の事象が発生した旨、その他、発生した事象に関連する情報が記述される。
 ステップS220では、車両情報取得部205により取得される情報に基づいて、自車両が交差点Kから離れたか否か判断する。制御部201は、判断が肯定されれば処理をステップS222へ進め、判断が否定されれば処理をステップS224へ進める。ステップS220では、例えば、制御部201は、自車両に搭載されたGPS装置等により得られる位置情報と、記憶部102に格納された交差点情報とに基づいて、自車両が交差点Kから離れたことを認識できる。
 ステップS222では、制御部201は、通信処理部203を介して、中継の終了を要求するメッセージ(中継終了要求メッセージ)を路側装置10へ送信する。中継終了要求メッセージは、ステップS114(図8)で、路側装置10において受信が確認されるメッセージである。中継終了要求メッセージのフォーマットとしては、例えば、中継要求を含むディスカバリメッセージと同じフォーマット(データ構造)(図5)を用いることができる。この場合、図5に示すRelay modeや、Valid Periodの値を所定値に設定することにより、中継終了要求メッセージであることを示すことができる。
 一方、ステップS224では、制御部201は、無線通信部204を介して他の端末(UE)が送信したSidelink通信メッセージを受信したか否か判断する。制御部201は、判断が肯定されれば処理をステップS228へ進め、判断が否定されれば処理をステップS206へ進める。ステップS224で判断対象となるSidelink通信メッセージは、路側装置10を介したメッセージに限らず、他の端末(UE)から自車両に向けて直接、送信されたSidelink通信メッセージであってもよい。
 ステップS228では、制御部201は、ステップS224で受信が確認されたSidelink通信メッセージに応じて、必要なSidelink通信メッセージを路側装置10へ送信する。
 図10は、路側装置と車載端末間の通信のシーケンスを例示する図である。図10におけるステップ番号は、図8~図9に示す処理に対応している。
 図10に示すように、路側装置10が交差点Kに設置されると、路側装置10には、交差点KKのLayer-2 ID“KKK”宛で送信されたSidelinkメッセージを中継するSidelink Relay機能が設定される。路側装置10は、Sidelink Relay機能の設定後、起動する(ステップS102)。
 車両20Aが交差点に接近すると、車両20Aの通信装置200は、交差点のLayer-2 ID“KKK”宛のSidelinkメッセージを送受信可能なように設定される(ステップS204)。
 次に、車両20Aの通信装置200は、路側装置10に対し交差点KのLayer-2 ID“KKK”を宛先とした中継要求を含むディスカバリメッセージを送信する(ステップS208)。
 ディスカバリメッセージを受信した路側装置10は、車両20Aとの間で相互に情報を交換することでSidelink Relay機能の利用に関する設定を行う。その後、中継受諾のメッセージをディスカバリメッセージの返信として送信する(ステップS110)。
 同様に、車両20Bが交差点Kに接近すると、交差点KのLayer-2 IDで通信準備をおこない(ステップS204)、交差点KのLayer-2 IDを宛先とした中継要求を含むディスカバリメッセージを送信する(ステップSS208)。路側装置101はディスカバリメッセージを受信すると、Sidelink Relay機能の利用に関する設定をおこない、中継受諾のメッセージを送信する(ステップS108~S110)。
 ここまでの動作により、車両20Aおよび車両20Bは、路側装置10を介して、互いに交差点Kに割り当てられたLayer-2 ID“KKK”による通信を行うことが可能となる。
 この状態で車両20Bに事象(通知事象)が発生した場合、車両20Bから情報を送信する(ステップS214)。すると、路側装置10のSidelink Relay機能により車両10Aへ情報が中継される(ステップS124)。適用される通信方式がMulticastの場合、情報は車両20Bへも到達するが、車両220Bは、情報の送信元などに基づき、これを自ら送信した情報と判断し、破棄、あるいは無視する。なお、適用される通信方式については後述する。
 さらに、車両20Cが交差点Kに接近すると、路側装置10および車両20Cの通信装置200において、上記のステップS204、ステップS208、ステップS110の処理が実行される。これにより、車両20A、車両20Bおよび車両20Cは、路側装置10を介して、互いに交差点Kに割り当てられたLayer-2 ID“KKK”による通信を行うことが可能となる。
 この状態で車両20Cに事象(通知事象)が発生した場合、車両20Cから情報を送信する(ステップS214)。すると、路側装置10のSidelink Relay機能により車両20Aと車両20Bへ情報が中継される(ステップS124)。適用される通信方式がMulticastの場合、情報は車両20Bへも到達する(ステップS124)が、車両20Bは、これを自ら送信した情報と判断し、破棄、あるいは無視する。
 同様に、この状態で車両20Aに事象(通知事象)が発生すると、車両20Aから送信された情報は、路側装置10のSidelink Relay機能により車両20Bと車両20Cへ情報が中継される(ステップS124)。適用される通信方式がMulticastの場合、情報は車両20Aへも到達する(ステップS124)が、車両20Aは、これを自ら送信した情報と判断し、破棄、あるいは無視する。
 車両20Aが交差点Kから離れた場合など、路側装置10による中継が不要になった場合は、車両20Aは、中継終了要求メッセージを路側装置10に送信する(ステップS222)。中継終了要求メッセージを受けた路側装置10は、中継終了を受諾すると中継終了完了メッセージを車両20Aへ送信する(ステップS118)。路側装置10のSidelink Relay機能による中継動作の停止や終了は、路側装置10が状況を判断して実行する。
 なお、本実施例において、路側装置10に割り当てられた識別子である、Layer-2 ID“RRR”を適宜、利用することもできる。Layer-2 ID“RRR”を宛先として使用することにより、通信メッセージの種類ないし機能が、中継用の識別子が用いられている場合と異なることを認識できる。例えば、受信された通信メッセージが交差点KKKでの情報交換に係る通信メッセージではないこと、あるいは、路側装置10に中継を依頼していない通信メッセージであることを、それを受信した路側装置10および端末(EU)において認識することができる。
 次に、Sidelink通信方式について説明する。
 図11は、Broadcast通信方式を示す図、図12は、Multicast(Groupcast)通信方式を示す図、図13は、Unicast通信方式を示す図である。
 図11に示す「Broadcast通信方式」の場合は、共有済みのLayer-2 IDを送信側、受信側の装置にてそれぞれ送信先、受信先に設定する。一方、図12および図13に示すように、「Multicast(Groupcast)通信方式」および「Unicast通信方式」の場合は、送信側の装置は共有済みのLayer-2 ID宛に中継要求(図12および図13の「接続要求」)を送信する。共有済みのLayer-2 IDを持つ受信装置がこれに対して応答し、セキュリティ情報の交換を経て、上記の中継要求に応答(図12および図13の「接続要求応答」)するとデータ通信が可能となる。
 本実施形態においては、いずれの通信方式についても適用可能であるが、図8のステップS122の処理において「Multicast通信方式」を用いた例を説明している。
 ところで、上記のように、車両20A、車両20Bおよび車両20Cなどの端末(UE)は、路側装置10による中継を用いずに、互いに、直接的にSidelink通信することができる。すなわち、直接的なSidelink通信は、路側装置10による中継を用いた通信と並存している。なお、直接的なSidelink通信と、路側装置10による中継を用いた通信とが並存している。このため、同じ端末(UE)で、実質的に同一内容のメッセージが複数回、受信されることがありえるが、その場合の処理はメッセージを受信した端末(UE)に委ねられる。例えば、2回目以降に受信された、実質的に同一内容のメッセージは、破棄、あるいは無視されてもよい。
 図14は、端末(UE)で直接的にSidelink通信する場合のディスカバリメッセージのデータ構造の例を示す図である。
 図14に示すように、車両20A、車両20Bおよび車両220Cなどの端末(UE)が、中継機能のない端末(UE)を検索する場合、送信するディスカバリメッセージの中に中継要求を表す情報は含まれていない。
 <第2の実施形態>
 次に、図15および図16を参照して、車両および路側装置10からのメッセージの送信に、Broadcast通信方式を適用した例を示す。以下、第1の実施形態と相違する部分について説明する。
 図15は、路側装置における処理を例示するフローチャートである。図15において、図8の処理に対応する処理には、図8と同一のステップ番号を付している。
 図15のステップS102では、路側装置10の制御部101(図2)は、路側装置10の設置時における路側装置10へのSidelink Relay機能のパラメータ設定のための処理を実行する。例えば、この処理により、交差点Kに割り当てられているLayer-2 ID“KKK”が記憶部102に格納され、これにより、路側装置10においてLayer-2 ID“KKK”を宛先とした通信を中継することが可能となる。
 ステップS104では、制御部101は、無線通信部105を介して所定のSidelink通信のメッセージが受信されたか否か判断し、判断が肯定されるのを待って、処理をステップS1077へ進める。
 ステップS107では、制御部101は、通信処理部103を介し、ステップS104で受信が確認されたメッセージ(図7)がSidelink Relay機能による中継要求メッセージかどうか判断する。制御部101は、判断が肯定されれば処理をステップS112へ進め、判断が否定されれば処理をステップS104へ進める。ステップS107では、制御部101は、ステップS104で受信が確認されたメッセージの宛先(図7の「Destination Layer-2 ID」)が、Layer-2 ID“KKK”であるか否か判断する。すなわち、メッセージの宛先が、Layer-2 ID“KKK”であれば、中継要求メッセージであると判断する。
 一方、ステップS112では、制御部101は、通信処理部103を介し、ステップS104において受信が確認されたメッセージにおける中継の有効期間が過ぎているかどうか判断する。この判断には、ステップS108において記憶部102に記憶された有効期間情報が用いられる。制御部101は、判断が肯定されれば処理をステップS116へ進め、判断が否定されれば処理をステップS122へ進める。
 ステップS116では、制御部101は、ステップS104において受信が確認されたメッセージの送信元についての中継処理を停止する。
 ステップS118では、制御部101は、メッセージの中継処理を停止した旨を示す中継終了メッセージを中継依頼した車両(車両20A、車両20Bおよび車両20C)に対して送信し、処理をステップS104へ進める。
 ステップS122では、制御部101は、中継処理部104を介し、ステップS104において受信が確認されたメッセージのDirectionなど、必要な情報を書き換えることにより、送信(中継)の対象となるメッセージを作成する。
 ステップS124では、制御部101は、無線通信部105を介し、ステップS104において受信が確認されたメッセージが示す送信先に、ステップS122で生成されたメッセージをSidelink通信メッセージとして送信(中継)する。その後、制御部101は、処理をステップS104へ進める。これにより、路側装置10を介して、ステップS104において受信が確認されたメッセージが、当該メッセージが示す送信先に中継されることになる。
 図16は、車両(車両20A、20Bおよび20C)により構成される通信装置における処理を例示するフローチャートである。図16の例では、自車両(車両20A、20Bおよび20C)が交差点K(図1)を通過する場合を示している。図16において、図8の処理に対応する処理には、図9と同一のステップ番号を付している。
 図16のステップS202では、通信装置200の制御部201(図3)は、車両情報取得部205により取得される情報に基づいて、自車両(車両20A、20Bおよび20C)が交差点Kに接近したか否か判断する。制御部201は、判断が肯定されるのを待って、処理をステップS204へ進める。
 ステップS204では、制御部201は、交差点Kに割り当てられているLayer-2 ID“KKK”との間でSidelink通信が動作可能となるように通信準備処理を行う。例えば、ステップS204では、記憶部202に、通信相手としてLayer-2 ID“KKK”が登録される。
 ステップS210では、制御部201は、車両情報取得部205により取得される情報等に基づいて、路側装置10を中継して通知すべき事象が発生したか否か判断する。制御部201は、判断が肯定されれば処理をステップS214へ進め、判断が否定されれば処理をステップS220へ進める。
 ステップS214では、制御部201は、路側装置10(Sidelink Relay)を介して、中継対象となっている端末に、発生した事象に関連する通信メッセージ(図7)を送信する。この通信メッセージのFrame Payload(図7)には、特定の事象が発生した旨、その他、発生した事象に関連する情報が記述される。
 ステップS220では、車両情報取得部205により取得される情報に基づいて、自車両が交差点Kから離れたか否か判断する。制御部201は、判断が肯定されれば処理をステップS202へ進め、判断が否定されれば処理をステップS224へ進める。
 ステップS224では、制御部201は、無線通信部204を介して他の端末(UE)が送信したSidelink通信メッセージを受信したか否か判断する。制御部201は、判断が肯定されれば処理をステップS228へ進め、判断が否定されれば処理をステップS210へ進める。ステップS224で判断対象となるSidelink通信メッセージは、路側装置10を介したメッセージに限らず、他の端末(UE)から自車両に向けて直接、送信されたSidelink通信メッセージであってもよい。
 ステップS228では、制御部201は、ステップS224で受信が確認されたSidelink通信メッセージに応じて、必要なSidelink通信メッセージを路側装置10へ送信する。このSidelink通信メッセージの宛先(図7の「Destination Layer-2 ID」)は、Layer-2 ID“KKK”である。このため、このSidelink通信メッセージを路側装置10が受信すると、ステップS107の判断が肯定される。すなわち、路側装置10(制御部101)は、当該Sidelink通信メッセージを、中継要求メッセージであると判断する。
 以上説明したように、上記実施形態によれば、端末(車両20A、20B、20C;UE)が、中継要求メッセージによって交差点Kに割り当てられた特定のLayer-2 ID“KKK”を宛先にしたSidelink通信の中継を要求する。そして、中継の要求によって、路側装置10による中継が実行可能となる。したがって、中継可能な路側装置10(Sidelink Relay)の有無が分からなくても、端末(UE)は中継要求を行うことができる。さらに、端末(UE)は中継要求メッセージに対する応答で中継装置の Layer-2 IDを知ることができる。また、路側装置10は、中継要求メッセージに含まれた宛先情報により中継すべき特定のLayer-2 IDを知ることが可能となる。これにより、路側装置10は、Layer-2 ID “KKK”を宛先にしたSidelinkメッセージの中継を実行できるようになる。
 このため、路側装置10によるSidelink通信の中継により、通信可能範囲を拡張することができる。
 続けて、UnicastのLayer-2 IDを宛先としたメッセージの中継についても簡単に説明する。この場合、路側装置10は、中継要求が設定されたディスカバリのやりとりを中継する。そして、その中継を行ったことを契機に、以降装置間でやりとりされる各種情報のやり取りを中継すべきことを記憶する。最後に、装置間でやりとりされる各種情報のやり取りを中継するよう構成すればよい。以上の処理により、Unicast通信の通信可能範囲を拡張することもできる。
 <他の実施形態>
 本開示は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
 また、例えば、上述した実施例では、無線アクセス方式は、5Gの無線アクセス方式であるNR(New Radio)であるが、これに限れない。すなわち、無線アクセス方式は、LTE(Long Term Evolution)、6G以降及びWiFiのような他のアクセス方式が少なくとも部分的に適用されてもよい。
 また、Sidelink通信は、ディスカバリメッセージに限らない。例えば、ダイレクトコミュニケーション(Direct Communication)に関するメッセージやV2Xコミュニケーション(V2X Communication)に関するメッセージであってもよい。
 発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。したがって、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。
 本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。
 本願は、2022年9月14日提出の日本国特許出願特願2022-145755を基礎として優先権を主張するものであり、その記載内容の全てを、ここに援用する。
 10 路側装置(Sidelink Relay)
 20A、20B、20C 車両(端末、UE)
 101 制御部
 102 記憶部
 103 通信処理部
 104 中継処理部
 105 無線通信部
 106 有線通信部
 200 通信装置
 201 制御部
 202 記憶部
 203 通信処理部
 204 無線通信部
 205 車両情報取得部
 206 操作部
 207 表示部

Claims (18)

  1.  Sidelink通信機能を有する通信装置であって、
     Sidelink通信を中継する機能を有する中継装置を特定するLayer-2 IDを含まず、前記中継装置のLayer-2 IDとは異なるLayer-2 IDを宛先としたメッセージであって、尚且つ、メッセージの中継を希望することを示す情報をペイロードより前に含むメッセージを送信する送信手段を有する通信装置。
  2.  前記メッセージは、ディスカバリメッセージであることを特徴とする請求項1に記載の通信装置。
  3.  Sidelink通信機能を有する通信装置であって、
     Sidelink通信を中継する機能を有する中継装置に対して中継用のLayer-2 IDを宛先とした中継要求メッセージを送信することで、前記中継装置に、前記中継用のLayer-2 IDを宛先としたSidelink通信の中継であって、前記Sidelink通信機能を有する他のUser Equipmentへ向けたSidelink通信の中継を依頼する送信手段を備え、
     前記中継用のLayer-2 IDは、前記中継装置による中継を介する通信を行う複数の通信装置において共用される、通信装置。
  4.  前記中継要求メッセージは、前記送信手段により送信される前記中継用のLayer-2 IDを宛先とするディスカバリメッセージである、請求項3に記載の通信装置。
  5.  前記中継要求メッセージは、ディスカバリメッセージとは異なる別の通信メッセージであって、前記中継用のLayer-2 IDを宛先とする通信メッセージであり、
     前記送信手段は、前記通信メッセージを送信することで、前記中継装置に前記中継を依頼する、請求項3に記載の通信装置。
  6.  前記中継用のLayer-2 IDは、前記中継装置の設置場所または前記中継装置を介する通信の用途に対応して設定される、請求項3乃至5のいずれか1項に記載の通信装置。
  7.  前記中継要求メッセージは、前記中継装置による中継動作の有効期間を指定する情報を更に含む請求項3乃至6のいずれか1項に記載の通信装置。
  8.  前記中継要求メッセージに係る中継要求を受諾した前記中継装置による中継が不要になった場合は、前記中継装置に対して中継終了を依頼するメッセージを送信する、請求項3乃至7のいずれか1項に記載の通信装置。
  9.  Sidelink通信を中継するSidelink Relay機能を有する通信装置であって、
     中継用のLayer-2 IDを宛先とした中継要求メッセージを受信する通信手段と、
     前記通信手段により前記中継要求メッセージを受信すると、前記中継用のLayer-2 IDを宛先とした、前記中継要求メッセージの送信元からのSidelink通信のメッセージをSidelink通信機能を有する他のUser Equipmentへ向けて中継するように動作設定を行う設定手段と、を有する通信装置。
  10.  前記通信手段は、前記中継要求メッセージとしてのディスカバリメッセージに応答して、前記中継要求メッセージの送信元に応答メッセージを返信し、
     前記応答メッセージには、前記中継用のLayer-2 IDが含まれる、請求項9に記載の通信装置。
  11.  前記中継要求メッセージは、Sidelink通信のディスカバリメッセージであって、ペイロードよりも前に中継を依頼する情報が入ったメッセージである、請求項9又は10に記載の通信装置。
  12.  前記中継要求メッセージに、中継動作の有効期間を示す情報が含まれる場合には、前記通信手段は、前記有効期間を示す情報に基づいて中継を終了する、請求項9乃至11のいずれか1項に記載の通信装置。
  13.  前記通信手段により、中継を依頼したSidelink通信装置から中継終了を要求するメッセージが受信されると、中継動作を停止し、中継を依頼した前記Sidelink通信装置に対し、中継終了完了メッセージを送信する、請求項9乃至12のいずれか1項に記載の通信装置。
  14.  前記Sidelink通信のメッセージは、前記中継要求メッセージとは異なる別のメッセージである、請求項9乃至13のいずれか1項に記載の通信装置。
  15.  Sidelink通信機能を有する複数の第1の通信装置と、
     Sidelink通信を中継するSidelink Relay機能を有する第2の通信装置と、
     を備える通信システムであって、
     前記第1の通信装置は、
     Sidelink通信を中継する機能を有する中継装置に対して中継用のLayer-2 IDを宛先とした中継要求メッセージを送信することで、前記中継装置に、前記中継用のLayer-2 IDを宛先としたSidelink通信の中継を依頼する第1の通信手段を備え、
     前記第2の通信装置は、
     前記中継用のLayer-2 IDを宛先とした前記中継要求メッセージを受信する第2の通信手段と、
     前記第2の通信手段により前記中継要求メッセージを受信すると、前記中継用のLayer-2 IDを宛先としたSidelink通信のメッセージを前記Sidelink通信機能を有する他のUser Equipmentへ向けて中継するように動作設定を行う設定手段と、
     を備え、
     前記中継用のLayer-2 IDは、前記第2の通信装置による中継を介する通信を行う複数の前記第1の通信装置において共用される、通信システム。
  16.  前記中継装置は交差点に対応付けて配置され、前記第1の通信装置および前記第2の通信装置は、前記交差点を通過する移動体とともに移動する、請求項15に記載の通信システム。
  17.  Sidelink通信機能を有する通信装置を制御する制御方法であって、
     Sidelink通信を中継する機能を有する中継装置を特定するLayer-2 IDを含まず、前記中継装置のLayer-2 IDとは異なるLayer-2 IDを宛先としたメッセージであって、尚且つ、メッセージの中継を希望することを示す情報をペイロードより前に含むメッセージを送信する送信工程を有することを特徴とする通信装置の制御方法。
  18.  請求項17に記載の通信装置の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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