JP5830259B2 - 無線装置 - Google Patents

Description

本発明は、通信技術に関し、特に所定の情報が含まれた信号を送信する無線装置に関する。

交差点の出会い頭の衝突事故を防止するために、路車間通信の検討がなされている。路車間通信では、路側機と車載器との間において交差点の状況に関する情報が通信される。路車間通信では、路側機の設置が必要になり、手間と費用が大きくなる。これに対して、車車間通信、つまり車載器間で情報を通信する形態であれば、路側機の設置が不要になる。その場合、例えば、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）等によって現在の位置情報をリアルタイムに検出し、その位置情報を車載器同士で交換しあうことによって、自車両および他車両がそれぞれ交差点へ進入するどの道路に位置するかを判断する（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−２０２９１３号公報

ＩＥＥＥ８０２．１１等の規格に準拠した無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）では、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ｗｉｔｈ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）と呼ばれるアクセス制御機能が使用されている。そのため、当該無線ＬＡＮでは、複数の端末装置によって同一の無線チャネルが共有される。このようなＣＳＭＡ／ＣＡでは、キャリアセンスによって他のパケット信号が送信されていないことを確認した後に、パケット信号が送信される。ＩＴＳ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｙｓｔｅｍｓ）のような車車間通信に無線ＬＡＮを適用する場合、不特定多数の車両のそれぞれに搭載された端末装置へ情報を送信する必要があるために、信号はブロードキャストにて送信されることが望ましい。

その結果、端末装置は、ブロードキャストされた信号を受信することによって、他の車両の接近を検出し、それを運転者に通知することによって、車両間の衝突事故を防止するための注意を運転者に喚起させる。このようなＩＴＳにおけるブロードキャスト通信とは別に、１対１のユニキャスト通信が必要とされることもある。しかしながら、ＩＴＳ用の通信機能とは別に、ユニキャスト通信用の通信機能を端末装置に実装した場合、端末装置の回路規模が増大する。一方、ＩＴＳ用の通信機能とユニキャスト通信の通信機能とを共通化させた場合、両者の間の干渉が生じる。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、回路規模の増加と干渉量の増加とを抑制しながら、ブロードキャスト通信とユニキャスト通信とを実行する技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の無線装置は、フレーム中の一部期間においてキャリアセンスを実行することによってパケット信号を第１電力で報知するブロードキャスト通信の第１モードと、フレームとは無関係にキャリアセンスを実行することによって他の無線装置にパケット信号を第２電力で送信するユニキャスト通信の第２モードとのいずれかを実行する通信部と、通信部の動作モードとして、第１モードと第２モードとの間の切替を指示する制御部とを備える。通信部における第２電力は第１電力よりも小さく、制御部は、通信部が第２モードに対応したパケット信号を非受信の状態から受信の状態に遷移した場合、前記ブロードキャスト通信のエリア内であっても、第１モードを第２モードに切りかえ、前記通信部が前記ユニキャスト通信の第２モードに対応したパケット信号を受信の状態から非受信の状態に遷移した場合、前記ユニキャスト通信の第２モードを前記ブロードキャスト通信の第１モードに切りかえる。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、回路規模の増加と干渉量の増加とを抑制しながら、ブロードキャスト通信とユニキャスト通信とを実行できる。

本発明の実施例に係る通信システムの構成を示す図である。 図１のＩＴＳ用基地局装置の構成を示す図である。 図３（ａ）−（ｄ）は、図１の通信システムにおいて規定されるフレームのフォーマットを示す図である。 図４（ａ）−（ｂ）は、図３（ａ）−（ｄ）のサブフレームの構成を示す図である。 図５（ａ）−（ｂ）は、図１の通信システムにおいて規定されるパケット信号に格納されるＭＡＣフレームのフォーマットを示す図である。 図１の通信システムの別の構成を示す図である。 図１の車両に搭載された端末装置の構成を示す図である。 図７の端末装置における通信モードの選択手順を示すフローチャートである。

本発明を具体的に説明する前に、概要を述べる。本発明の実施例は、車両に搭載された端末装置間において車車間通信を実行するとともに、交差点等に設置された基地局装置から端末装置へ路車間通信も実行する通信システムに関する。車車間通信として、端末装置は、車両の速度や位置等の情報（以下、これらを「データ」という）を格納したパケット信号をブロードキャスト送信する。また、他の端末装置は、パケット信号を受信するとともに、データをもとに車両の接近等を認識する。車両の接近を運転者に通知することによって、運転者に注意を促す。車車間通信と路車間通信との干渉を低減するために、基地局装置は、複数のサブフレームが含まれたフレームを繰り返し規定する。

基地局装置は、路車間通信のために、複数のサブフレームのいずれかを選択し、選択したサブフレームの先頭部分の期間において、制御情報等が格納されたパケット信号をブロードキャスト送信する。制御情報には、当該基地局装置がパケット信号をブローキャスト送信するための期間（以下、「路車送信期間」という）に関する情報が含まれている。端末装置は、制御情報をもとに路車送信期間を特定し、路車送信期間以外の期間においてパケット信号をブロードキャスト送信する。このように、路車間通信と車車間通信とが時間分割多重されるので、両者間のパケット信号の衝突確率が低減される。なお、車車間通信は、路車送信期間以外の車車間通信を実行するための期間（以下、「車車送信期間」という）においてＣＳＭＡ方式にてなされる。

以上の通信は、ブロードキャスト通信にもとづくＩＴＳに相当する。ブロードキャスト通信では、多くの端末装置に送信機会を与えるため、各端末装置から送信されるデータ量は規制される。一方、このようなブロードキャスト通信に加えて、ユニキャスト通信の実行が望まれる。例えば、ユニキャスト通信では、特定の宛先の装置との間において、大容量のデータが送信される。端末装置の回路規模を小型化するために、ブロードキャスト通信とユニキャスト通信との規格には、共通する部分が多い方がよい。しかしながら、共通する部分が多くなると、ブロードキャスト通信とユニキャスト通信とが干渉してしまうおそれが高くなる。これに対応するために、本実施例に係る通信システムは、次の処理を実行する。

端末装置は、通信モードとして、ブロードキャスト通信を実行するための第１モードと、ユニキャスト通信を実行するための第２モードとを実行可能である。ブロードキャスト通信については、前述のとおりであり、ユニキャスト通信は、周波数帯、変調方式、ＣＳＭＡ方式という点でブロードキャスト通信と共通する。一方、ユニキャスト通信には、通信可能なデータ量を増加させるために、ブロードキャスト通信のようなフレーム構成が規定されない。さらに、ユニキャスト通信からブロードキャスト通信への干渉を低減させるために、ユニキャスト通信での送信電力は、ブロードキャスト通信での送信電力よりも小さくなるように規定される。そのため、ひとつのユニキャスト通信用の基地局装置（以下、「ユニキャスト用基地局装置」という）がカバー可能なエリアは、ＩＴＳ用基地局装置がカバー可能なエリアよりも小さい。端末装置は、通常、第１モードを選択することによってブロードキャスト通信を実行しており、ユニキャスト用基地局装置からのパケット信号を受信すると、第２モードを選択することによってユニキャスト通信を実行する。

ここでは、ブロードキャスト通信によるＩＴＳをまず説明する。図１は、本発明の実施例に係る通信システム１００の構成を示す。これは、ひとつの交差点を上方から見た場合に相当する。通信システム１００は、ＩＴＳ用基地局装置１０、車両１２と総称される第１車両１２ａ、第２車両１２ｂ、第３車両１２ｃ、第４車両１２ｄ、第５車両１２ｅ、第６車両１２ｆ、第７車両１２ｇ、第８車両１２ｈ、歩行者１６と総称される第１歩行者１６ａ、第２歩行者１６ｂを含む。なお、各車両１２には、図示しない端末装置が設置される。また、エリア２１２は、ＩＴＳ用基地局装置１０の周囲に形成され、エリア外２１４は、エリア２１２の外側に形成されている。

図示のごとく、図面の水平方向、つまり左右の方向に向かう道路と、図面の垂直方向、つまり上下の方向に向かう道路とが中心部分で交差している。ここで、図面の上側が方角の「北」に相当し、左側が方角の「西」に相当し、下側が方角の「南」に相当し、右側が方角の「東」に相当する。また、ふたつの道路の交差部分が「交差点」である。第１車両１２ａ、第２車両１２ｂが、左から右へ向かって進んでおり、第３車両１２ｃ、第４車両１２ｄが、右から左へ向かって進んでいる。また、第５車両１２ｅ、第６車両１２ｆが、上から下へ向かって進んでおり、第７車両１２ｇ、第８車両１２ｈが、下から上へ向かって進んでいる。

ＩＴＳ用基地局装置１０は、端末装置間の通信を制御する。ＩＴＳ用基地局装置１０は、図示しないＧＰＳ衛星から受信した信号や、図示しない他のＩＴＳ用基地局装置１０にて形成されたフレームをもとに、複数のサブフレームが含まれたフレームを繰り返し生成する。ここで、各サブフレームの先頭部分に路車送信期間が設定可能であるような規定がなされている。ＩＴＳ用基地局装置１０は、複数のサブフレームのうち、他のＩＴＳ用基地局装置１０によって路車送信期間が設定されていないサブフレームを選択する。ＩＴＳ用基地局装置１０は、選択したサブフレームの先頭部分に路車送信期間を設定する。ＩＴＳ用基地局装置１０は、設定した路車送信期間においてパケット信号を報知する。

車両１２は、エンジンにて駆動され、端末装置を搭載する。端末装置は、第１モードを選択している場合、受信したパケット信号に含まれた制御情報をもとに、フレームを生成する。その結果、複数の端末装置のそれぞれにおいて生成されるフレームは、ＩＴＳ用基地局装置１０において生成されるフレームに同期する。また、端末装置は、車車送信期間において、ＣＳＭＡ／ＣＡを実行することによって、パケット信号を報知する。端末装置は、例えば、存在位置に関する情報をパケット信号に格納する。また、端末装置は、制御情報もパケット信号に格納する。つまり、ＩＴＳ用基地局装置１０から送信された制御情報は、端末装置によって転送される。

一方、ＩＴＳ用基地局装置１０からのパケット信号を受信できない端末装置、つまりエリア外２１４に存在する端末装置は、フレームの構成に関係なく、ＣＳＭＡ／ＣＡを実行することによって、パケット信号を報知する。さらに、端末装置は、他の端末装置からのパケット信号を受信することによって、他の端末装置が搭載された車両の接近を運転者へ通知する。

図２は、ＩＴＳ用基地局装置１０の構成を示す。ＩＴＳ用基地局装置１０は、アンテナ２０、ＲＦ部２２、変復調部２４、処理部２６、ネットワーク通信部２８、制御部３０を含む。処理部２６は、フレーム規定部３２、選択部３４、生成部３６を含む。

ＲＦ部２２は、受信処理として、図示しない端末装置や他のＩＴＳ用基地局装置１０からのパケット信号をアンテナ２０にて受信する。ＲＦ部２２は、受信した無線周波数のパケット信号に対して周波数変換を実行し、ベースバンドのパケット信号を生成する。さらに、ＲＦ部２２は、ベースバンドのパケット信号を変復調部２４に出力する。一般的に、ベースバンドのパケット信号は、同相成分と直交成分によって形成されるので、ふたつの信号線が示されるべきであるが、ここでは、図を明瞭にするためにひとつの信号線だけを示すものとする。ＲＦ部２２には、ＬＮＡ（Ｌｏｗ Ｎｏｉｓｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）、ミキサ、ＡＧＣ、Ａ／Ｄ変換部も含まれる。

ＲＦ部２２は、送信処理として、変復調部２４から入力したベースバンドのパケット信号に対して周波数変換を実行し、無線周波数のパケット信号を生成する。さらに、ＲＦ部２２は、路車送信期間において、無線周波数のパケット信号をアンテナ２０から送信する。また、ＲＦ部２２には、ＰＡ（Ｐｏｗｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）、ミキサ、Ｄ／Ａ変換部も含まれる。

変復調部２４は、受信処理として、ＲＦ部２２からのベースバンドのパケット信号に対して、復調を実行する。さらに、変復調部２４は、復調した結果を処理部２６に出力する。また、変復調部２４は、送信処理として、処理部２６からのデータに対して、変調を実行する。さらに、変復調部２４は、変調した結果をベースバンドのパケット信号としてＲＦ部２２に出力する。ここで、通信システム１００は、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）変調方式に対応するので、変復調部２４は、受信処理としてＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）も実行し、送信処理としてＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）も実行する。

フレーム規定部３２は、図示しないＧＰＳ衛星からの信号を受信し、受信した信号をもとに時刻の情報を取得する。なお、時刻の情報の取得には公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。フレーム規定部３２は、時刻の情報をもとに、複数のフレームを生成する。例えば、フレーム規定部３２は、時刻の情報にて示されたタイミングを基準にして、「１ｓｅｃ」の期間を１０分割することによって、「１００ｍｓｅｃ」のフレームを１０個生成する。このような処理を繰り返すことによって、フレームが繰り返されるように規定される。

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

選択部３４は、フレームに含まれた複数のサブフレームのうち、路車送信期間を設定すべきサブフレームを選択する。具体的に説明すると、選択部３４は、フレーム規定部３２にて規定されたフレームを受けつける。選択部３４は、ＲＦ部２２、変復調部２４を介して、図示しない他のＩＴＳ用基地局装置１０あるいは端末装置からの復調結果を入力する。選択部３４は、入力した復調結果のうち、他のＩＴＳ用基地局装置１０からの復調結果を抽出する。選択部３４は、復調結果を受けつけたサブフレームを特定することによって、復調結果を受けつけていないサブフレームを特定する。これは、他のＩＴＳ用基地局装置１０によって路車送信期間が設定されていないサブフレーム、つまり未使用のサブフレームを特定することに相当する。未使用のサブフレームが複数存在する場合、選択部３４は、ランダムにひとつのサブフレームを選択する。未使用のサブフレームが存在しない場合、つまり複数のサブフレームのそれぞれが使用されている場合に、選択部３４は、復調結果に対応した受信電力を取得し、受信電力の小さいサブフレームを優先的に選択する。

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

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

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

ここでは、ＲＳＵパケット信号の構成を説明する。図５（ａ）−（ｂ）は、通信システム１００において規定されるパケット信号に格納されるＭＡＣフレームのフォーマットを示す。図５（ａ）は、ＭＡＣフレームのフォーマットを示す。ＭＡＣフレームは、先頭から順に、「ＭＡＣヘッダ」、「ＬＬＣヘッダ」、「メッセージヘッダ」、「データペイロード」、「ＦＣＳ」を配置する。データペイロードに含まれる情報については、後述する。図５（ｂ）は、生成部３６によって生成されるメッセージヘッダの構成を示す図である。メッセージヘッダには、基本部分が含まれている。

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

ネットワーク通信部２８は、図示しないネットワーク２０２に接続される。ネットワーク通信部２８は、ネットワーク２０２から、渋滞情報を受けつける。生成部３６は、ネットワーク通信部２８から、渋滞情報を取得し、データペイロードに格納することによって、前述のＲＳＵパケット信号を生成する。制御部３０は、ＩＴＳ用基地局装置１０全体の処理を制御する。

この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされたプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。

図６は、通信システム１００の別の構成を示す。通信システム１００は、ＩＴＳ用基地局装置１０、端末装置１４、ユニキャスト用基地局装置１８を含む。通信システム１００におけるＩＴＳ用基地局装置１０と端末装置１４との組合せは、図１と同様であり、ブロードキャスト通信によるＩＴＳに相当する。ユニキャスト用基地局装置１８は、端末装置１４とユニキャスト通信を実行するための基地局装置であり、図示しないネットワークに接続されている。ユニキャスト用基地局装置１８は、ＩＴＳ用基地局装置１０と比較して、フレーム構成を規定しない点で異なる。また、ユニキャスト用基地局装置１８の送信電力は、ＩＴＳ用基地局装置１０の送信電力よりも低くなるように規定される。例えば、前者は後者の半分以下に規定されたり、前者の送信電力が１０ｍＷ以下で後者の送信電力が１００ｍＷ以下であるように規定されたりする。

一方、その他の点、例えば、周波数帯、変調方式、ＣＳＭＡ方式等ににおいて、ユニキャスト用基地局装置１８は、ＩＴＳ用基地局装置１０と同一である。例えば、ユニキャスト用基地局装置１８は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ｇ規格やＩＥＥＥ８０２．１１ｐ規格と同様の処理を実行する。そのため、ここでは、ユニキャスト用基地局装置１８の構成について説明を省略するが、ユニキャスト用基地局装置１８は、自らの存在を周囲に知らしめるために、ビーコン信号を周期的に報知する。

ユニキャスト用基地局装置１８は、ドライブスルーや駐車場等の限定された場所に配置される。また、ユニキャスト用基地局装置１８によって形成されるエリアは、ＩＴＳ用基地局装置１０によって形成されるエリア２１２よりも狭くなる。そのため、端末装置１４は、通常、第１モードを選択し、ＩＴＳ用基地局装置１０によって規定されたフレームにしたがって、ブロードキャスト通信を実行する。一方、端末装置１４は、ユニキャスト用基地局装置１８によって形成されたエリアに進入すると、第１モードを第２モードに切りかえる。端末装置１４は、ユニキャスト用基地局装置１８との間でユニキャスト通信を実行する。さらに、端末装置１４は、ユニキャスト用基地局装置１８によって形成されたエリアから退出すると、第２モードを第１モードに戻す。

図７は、車両１２に搭載された端末装置１４の構成を示す。端末装置１４は、アンテナ４０、ＲＦ部４２、変復調部４４、処理部４６、制御部４８を含む。処理部４６は、切替制御部７０、第１通信部７２、第２通信部７４を含む。第１通信部７２は、タイミング特定部５０、転送決定部５６、取得部５８、通知部６０、生成部６２を含み、タイミング特定部５０は、抽出部５２、キャリアセンス部５４を含む。第２通信部７４は、キャリアセンス部６４、生成部６６、受信処理部６８を含む。アンテナ４０、ＲＦ部４２、変復調部４４は、図２のアンテナ２０、ＲＦ部２２、変復調部２４と同様の処理を実行する。そのため、ここでは、差異を中心に説明する。

一方、変復調部４４、処理部４６は、第１モードの際、図示しない他の端末装置１４やＩＴＳ用基地局装置１０からのパケット信号を受信する。なお、前述のごとく、変復調部４４、処理部４６は、路車送信期間において、ＩＴＳ用基地局装置１０からのパケット信号を受信する。前述のごとく、変復調部４４、処理部４６は、車車送信期間において、他の端末装置１４からのパケット信号を受信する。また、変復調部４４、処理部４６は、第１モードの際であっても、図示しないユニキャスト用基地局装置１８からのパケット信号を受信することもある。変復調部４４、処理部４６は、第２モードの際、図示しないユニキャスト用基地局装置１８からのパケット信号を受信する。

切替制御部７０は、端末装置１４の動作モードとして、第１モードと第２モードとの間の切替を指示する。ここでは、第１モードの動作が第１通信部７２の動作に相当し、第２モードの動作が第２通信部７４の動作に相当する。具体的に説明すると、切替制御部７０は、変復調部４４、ＲＦ部４２が、ユニキャスト用基地局装置１８からのビーコン信号を所定の期間にわたって受信していなければ、第１通信部７２の動作を選択する。また、切替制御部７０は、変復調部４４、ＲＦ部４２が、ユニキャスト用基地局装置１８からのビーコン信号を非受信の状態から受信の状態に遷移した場合に、第１通信部７２の選択を第２通信部７４の選択に切りかえる。さらに、切替制御部７０は、変復調部４４、ＲＦ部４２が、ユニキャスト用基地局装置１８からのビーコン信号を受信の状態から非受信の状態に遷移した場合に、第２通信部７４の選択を第１通信部７２の選択に切りかえる。なお、非受信の状態は、所定期間にわたって受信していないことを示す。第１通信部７２および第２通信部７４のうち、切替制御部７０によって選択された方のみが動作する。

第１通信部７２は、切替制御部７０によって選択されたときに、フレーム中の車車送信期間においてキャリアセンスを実行することによってパケット信号を報知する。抽出部５２は、変復調部４４からの復調結果が、図示しないＩＴＳ用基地局装置１０からのパケット信号である場合に、路車送信期間が配置されたサブフレームのタイミングを特定する。その際、抽出部５２は、図１のエリア２１２内に存在すると推定する。抽出部５２は、サブフレームのタイミングと、パケット信号のメッセージヘッダの内容、具体的には、ＲＳＵ送信期間長の内容をもとに、フレームを生成する。なお、フレームの生成は、前述のフレーム規定部３２と同様になされればよいので、ここでは説明を省略する。その結果、抽出部５２は、ＩＴＳ用基地局装置１０において形成されたフレームに同期したフレームを生成する。

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

キャリアセンス部５４は、抽出部５２から、フレームおよびサブフレームのタイミング、車車送信期間に関する情報を受けつける。キャリアセンス部５４は、車車送信期間において、キャリアセンスを実行することによって、干渉電力を測定する。また、キャリアセンス部５４は、干渉電力をもとに、車車送信期間における送信タイミングを決定する。具体的に説明すると、キャリアセンス部５４は、所定のしきい値を予め記憶しており、干渉電力としきい値とを比較する。干渉電力がしきい値よりも小さければ、キャリアセンス部５４は、送信タイミングを決定する。キャリアセンス部５４は、抽出部５２から、キャリアセンスの実行を指示された場合、フレームの構成を考慮せずに、ＣＳＭＡを実行することによって、送信タイミングを決定する。キャリアセンス部５４は、決定した送信タイミングを生成部６２へ通知する。

取得部５８は、図示しないＧＰＳ受信機、ジャイロセンサ、車速センサ等を含んでおり、それらから供給されるデータによって、端末装置１４の存在位置、進行方向、移動速度等（以下、「位置情報」と総称する）を取得する。なお、存在位置は、緯度・経度によって示される。これらの取得には公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。取得部５８は、位置情報を生成部６２へ出力する。

転送決定部５６は、メッセージヘッダの転送を制御する。転送決定部５６は、パケット信号からメッセージヘッダを抽出する。パケット信号がＩＴＳ用基地局装置１０から直接送信されている場合には、再利用回数が「０」に設定されているが、パケット信号が他の端末装置１４から送信されている場合には、再利用回数が「１以上」の値に設定されている。転送決定部５６は、抽出したメッセージヘッダから、転送すべきメッセージヘッダを選択する。ここでは、例えば、再利用回数が最も小さいメッセージヘッダが選択される。また、転送決定部５６は、複数のメッセージヘッダに含まれた内容を合成することによって新たなメッセージヘッダを生成してもよい。転送決定部５６は、選択対象のメッセージヘッダを生成部６２へ出力する。その際、転送決定部５６は、再利用回数を「１」増加させる。

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

通知部６０は、抽出部５２を介して、図示しないＩＴＳ用基地局装置１０からのパケット信号を取得するとともに、図示しない他の端末装置１４からのパケット信号を取得する。通知部６０は、取得したパケット信号に対する処理として、パケット信号に格納されたデータの内容に応じて、図示しない他の車両１２の接近等を運転者へモニタやスピーカを介して通知する。さらに、通知部６０は、渋滞情報等も運転者へモニタやスピーカを介して通知する。

第２通信部７４は、切替制御部７０によって選択されたときに、フレームとは無関係にキャリアセンスを実行することによってユニキャスト用基地局装置１８にパケット信号を送信する。その際、ＲＦ部４２に設定される送信電力は、第１通信部７２が動作している場合にＲＦ部４２に設定される送信電力よりも小さい。キャリアセンス部６４は、キャリアセンス部５４において抽出部５２からキャリアセンスの実行を指示された場合と同様に、フレームの構成を考慮せずに、ＣＳＭＡを実行することによって、送信タイミングを決定する。生成部６６は、キャリアセンス部６４が決定した送信タイミングにおいて送信すべきパケット信号を生成する。パケット信号には、ユニキャスト用基地局装置１８を介して通信すべき所定の通信装置を宛先としたデータが含まれる。受信処理部６８は、ユニキャスト用基地局装置１８を介して、所定の通信装置から受信したパケット信号を受けつける。当該パケット信号の宛先は、本端末装置１４である。また、受信処理部６８は、パケット信号からデータを抽出し、データに応じた処理を実行する。

以上の構成による通信システム１００の動作を説明する。図８は、端末装置１４における通信モードの選択手順を示すフローチャートである。ユニキャスト用基地局装置１８からのビーコン信号を受信していれば（Ｓ１０のＹ）、切替制御部７０は、第２モードの実行を選択する（Ｓ１２）。一方、ユニキャスト用基地局装置１８からのビーコン信号を受信していなければ（Ｓ１０のＮ）、切替制御部７０は、第１モードの実行を選択する（Ｓ１４）。

本発明の実施例によれば、ユニキャスト用基地局装置からのビーコン信号を受信している場合に第２モードを選択し、他の場合に第１モードを選択するので、ユニキャスト通信を優先的に選択できる。また、ユニキャスト通信を優先的に選択しながらも、かつ第２モードでの送信電力を第１モードでの送信電力よりも小さくするので、ブロードキャスト通信への干渉量を低減できる。また、ユニキャスト通信においてフレームの規定がないので、送信可能なデータ量を増加できる。また、ユニキャスト通信とブロードキャスト通信とにおいて共通部分が多いので、回路規模を低減できる。また、ユニキャスト用基地局装置からのビーコン信号を受信しているか否かに応じて、第１モードと第２モードとを自動的に切りかえるので、運転者の操作性を向上できる。

以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

本発明の実施例において、切替制御部７０は、変復調部４４、ＲＦ部４２が、ユニキャスト用基地局装置１８からのビーコン信号を受信の状態から非受信の状態に遷移した場合に、第２通信部７４の選択を第１通信部７２の選択に切りかえている。しかしながらこれに限らず例えば、切替制御部７０は、別の基準をもとに、第２通信部７４の選択を第１通信部７２の選択に切りかえてもよい。具体的には、切替制御部７０は、車両１２の速度センサに接続されており、速度センサからのデータが車両１２の停止から動作に遷移した場合に、第２通信部７４の選択を第１通信部７２の選択に切りかえる。本変形例によれば、ユニキャスト通信を車両１２の停止中に制限できる。また、運転者の操作をもとに、切替制御部７０は、第２通信部７４の選択を第１通信部７２の選択に切りかえてもよい。本変形例によれば、運転者の意図に応じた切替を実現できる。

１０ ＩＴＳ用基地局装置、 １２ 車両、 １４ 端末装置、 １６ 歩行者、 １８ ユニキャスト用基地局装置、 ２０ アンテナ、 ２２ ＲＦ部、 ２４ 変復調部、 ２６ 処理部、 ２８ ネットワーク通信部、 ３０ 制御部、 ３２ フレーム規定部、 ３４ 選択部、 ３６ 生成部、 ４０ アンテナ、 ４２ ＲＦ部、 ４４ 変復調部、 ４６ 処理部、 ４８ 制御部、 ５０ タイミング特定部、 ５２ 抽出部、 ５４ キャリアセンス部、 ５６ 転送決定部、 ５８ 取得部、 ６０ 通知部、 ６２ 生成部、 ６４ キャリアセンス部、 ６６ 生成部、 ６８ 受信処理部、 ７０ 切替制御部、 ７２ 第１通信部、 ７４ 第２通信部、 １００ 通信システム。

Claims (2)

1. フレーム中の一部期間においてキャリアセンスを実行することによってパケット信号を第１電力で報知するブロードキャスト通信の第１モードと、フレームとは無関係にキャリアセンスを実行することによって他の無線装置にパケット信号を第２電力で送信するユニキャスト通信の第２モードとのいずれかを実行する通信部と、
   前記通信部の動作モードとして、第１モードと第２モードとの間の切替を指示する制御部とを備え、
   前記通信部における第２電力は第１電力よりも小さく、
   前記制御部は、前記通信部が前記ユニキャスト通信の第２モードに対応したパケット信号を非受信の状態から受信の状態に遷移した場合、前記ブロードキャスト通信のエリア内であっても、前記ブロードキャスト通信の第１モードを前記ユニキャスト通信の第２モードに切りかえ、前記通信部が前記ユニキャスト通信の第２モードに対応したパケット信号を受信の状態から非受信の状態に遷移した場合、前記ユニキャスト通信の第２モードを前記ブロードキャスト通信の第１モードに切りかえる、ことを特徴とする無線装置。
2. 前記制御部により行われる、前記ブロードキャスト通信のエリア内において、前記通信部が前記ユニキャスト通信の第２モードに対応したパケット信号を非受信の状態から受信の状態に遷移した場合に、前記ブロードキャスト通信の第１モードから前記ユニキャスト通信の第２モードへの切りかえは、更に前記無線装置を備える車両の停止中に制限されることを特徴とする請求項１に記載の無線装置。

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