(57)【要約】【課題】本発明は、パケット衝突が多発する場合であっても、緊急通信が必要な車両のデータを他の車両に確実に伝達することを目的とする。  【解決手段】本発明は、通信端末装置１の制御部６が、通信部３に割り込み要求信号を送信させ、割り込み要求信号を受信した別の通信端末装置から、割り込み信号の許可を示す信号を受信したとき、割り込み要求信号を送信したスロットの一部の区間で通信部３にパケット通信を行わせることを特徴とする。【選択図】図２
2010213146.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両に搭載されて周囲の他の各車両と自律分散型の車々間通信を行う通信端末装置であって、
スロットの利用状況を表すフレーム情報を付加したパケット情報を別の通信端末装置と通信する通信手段と、
この通信手段が前記別の通信端末装置から受信したフレーム情報を記憶する記憶手段と、
この記憶手段に記憶されたフレーム情報のスロットの先頭区間で前記通信端末装置に割り込み要求を送信させる制御を行う制御手段とを備えた
ことを特徴とする通信端末装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記通信手段に前記割り込み要求が送信されたスロットの一部の区間でパケット通信を行うことを特徴とする請求項１に記載の通信端末装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記通信手段が通信に利用しているスロットの先頭区間で前記別の通信端末装置から割り込み要求があった場合、前記通信手段が通信に利用しているスロットの一部の区間でパケット通信を停止し、残りの区間でパケット通信を再開することを特徴とする請求項１に記載の通信端末装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自律分散型の車々間通信に用いられる通信端末装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、事故低減、衝突回避につながる予防安全技術として、安全運転支援のための車々間通信システムが検討されている。この車々間通信では、各車両に搭載された通信端末装置を集中制御する基地局を用いず、自律分散型のＴＤＭＡ通信プロトコル（Ｄ−ＴＤＭＡ方式）が用いられる。このＤ−ＴＤＭＡ方式について説明する。図５は、従来のＤ−ＴＤＭＡ方式のパケットフォーマットを説明する図である。図５に示すように、所定の周期ＴＦで繰り返されるフレームがＮ個に分割され、スロットと呼ばれる時間枠を用いてパケットが送信される。送信されるパケットは、図５に示すように、プリアンブル、フレーム情報、位置情報などのペイロードデータ、送信周期情報の４つからなる。フレーム情報は、スロットの利用状態を示す。各スロットの利用状態は、空きの状態のＦＲＥＥ、他の通信端末装置からの受信が成功した状態のＡＣＫ、他の通信端末装置からの受信が失敗した状態のＮＡＣＫ、パケット衝突している状態のＲＴＣのいずれかで表される。従来、周辺に存在する車両は、フレーム情報を交換することでスロットの利用状況を判断し、自車両が送信に用いる送信スロットを決定していた。車両は、受信したフレーム情報がＮＡＣＫの場合、すなわち、他の車両との通信が失敗した場合、送信周期を短くして次のパケットを送信する。これにより、一度通信に失敗しても、最大情報更新距離が５ｍ以内となるようにしていた（例えば、非特許文献１を参照）。
【非特許文献１】原田知育、鈴木徳祥、牧戸知史、伊藤修朗、林宏明、寺田重雄「自律分散型ＴＤＭＡ車車間通信システムの開発」（情報処理学会研究報告Ｖｏｌ．２００７ Ｎｏ．１１６ Ｎｏｖ２００７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来のように、他の車両との通信が失敗した場合にパケット送信の送信周期を短くすると、パケット衝突が多発し、緊急車両などが優先的に情報を発信できなくなるという課題があった。
【０００４】
本発明は、パケット衝突が多発する場合であっても、緊急通信が必要な車両のデータを他の車両に確実に伝達することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の通信端末装置は、自車両に搭載されて周囲の他の各車両と自律分散型の車々間通信を行う通信端末装置であって、スロットの利用状況を表すフレーム情報を付加したパケット情報を別の通信端末装置と通信する通信手段と、この通信手段が前記別の通信端末装置から受信したフレーム情報を記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶されたフレーム情報のスロットの先頭区間で前記通信端末装置に割り込み要求を送信させる制御を行う制御手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、パケット衝突が多発する場合であっても、緊急通信が必要な車両のデータを他の車両に確実に伝達することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【０００８】
（実施の形態１）
まず、本発明の通信端末装置１について、図１を用いて説明する。
【０００９】
図１は、本発明の通信端末装置１の全体概念を説明する図である。
【００１０】
図１に示すように、通信端末装置１は、アンテナ２と、このアンテナ２に接続された通信部３と、この通信部３に接続されたバス４と、このバス４に接続された記憶部５および制御部６とを備える。
なお、通信部２は、図示しない復調部で受信したパケット情報を復調し、図示しない変調部で送信するパケット情報を変調する。
【００１１】
記憶部５は、図示しない情報記憶媒体を備える。情報記憶媒体は、例えば、ＨＤＤや、ＤＶＤなどの少なくとも一つで構成される。記憶部５には、車々間通信のネットワークに参加している各車両から得たフレーム情報や、パトカーや消防車や救急車や一般車といった車両の種類、パケット衝突の回数、車台番号などを管理するフレーム情報管理テーブルが記憶されている。フレーム情報は、スロットの利用状態を示し、空きの状態のＦＲＥＥ、他の通信端末装置からの受信が成功した状態のＡＣＫ、他の通信端末装置からの受信が失敗した状態のＮＡＣＫ、パケット衝突している状態のＲＴＣのいずれかで表される。
【００１２】
制御部６は、図示しないＣＰＵを備え、ＯＳＩ参照モデルの第３〜６層に相当する機能をソフトウエアで実現しており、通信部３から受信したパケット情報に基づいて、記憶部５に記憶されたフレーム情報管理テーブルを更新する。また、制御部６は、記憶部５に記憶されたフレーム情報管理テーブルのフレーム情報に基づいて通信部３に送信させるパケット情報を生成する。また、制御部６は、緊急の場合に割り込み要求の情報をフレーム情報に付加する。一方、制御部６は、通信部３が自らの送信スロットに関して割り込み要求信号を受信した場合に、自らの送信スロットの一定時間についてパケット送信を停止し、一定時間経過後にパケット送信を再開する制御を行う。なお、各スロットの先頭には、競合区間ＩＦＳ（Ｉｎｔｅｒ  Ｆｒａｍｅ  Ｓｐａｃｅ）が設けられている。この競合区間ＩＦＳは、通常は通信に用いられないが、緊急通信車両の割り込み要求信号の送受信時のみに用いられるために設けられている。残りの区間には、通常のパケット通信に用いるデータ通信区間が設けられている。
【００１３】
次に、本実施形態の通信端末装置１による割り込み処理について、図２を用いて説明する。図２は、通信端末装置１による割り込み要求処理を説明するフローチャート図である。
【００１４】
まず、ステップＳ２０１に示すように、制御部６は、自車として緊急通信の要望が、ソフトウエアの上位レイヤーであるＯＳＩ参照モデルの第６層から発信されているかを確認する。ステップＳ２０１でＹＥＳの場合、ステップＳ２０２に示すように、制御部６は、緊急通信の要望があると判断すると、緊急通信要求信号を受信したスロットの区間が競合区間ＩＦＳであるか否かを判定し、競合区間ＩＦＳとなるまで待機する。
【００１５】
ステップＳ２０２でＹＥＳの場合、すなわち、制御部６は、緊急通信要求信号を受信したスロットの区間が競合区間ＩＦＳであると判定した場合、ステップＳ２０３に示すように、緊急通信要求信号を受信したスロットが、自らが利用している送信スロットであるか否かを判定する。
【００１６】
ステップＳ２０３でＹＥＳの場合、ステップＳ２０４に示すように、制御部６は、緊急通信要求信号を受信したスロットが、自らが利用している送信スロットであると判定する
と、他車から割り込み要求信号があるか否かを判定する。
【００１７】
ステップＳ２０４でＮＯの場合、すなわち、制御部６は、通信部３が他車から割り込み要求信号を受信しなかったと判定した場合、ステップＳ２０５に示すように、通常のパケット通信を通信部３に行わせる。そして、ステップＳ２０６に示すように、制御部６は、通信が完了したか否かを判定し、ステップＳ２０６でＹＥＳの場合、すなわち、制御部６は、通信が完了したと判定した場合、ステップＳ２０１の処理を行う。
【００１８】
また、ステップＳ２０４でＹＥＳの場合、すなわち、制御部６は、通信部３が他車から割り込み要求信号を受信したと判定した場合、ステップＳ２０７に示すように、割り込み要求信号が衝突しているか否かを判定する。
【００１９】
ステップＳ２０７でＹＥＳの場合、すなわち、制御部６は、割り込み要求信号が衝突していることを判定すると、ステップＳ２０８に示すように、通信部３に、割り込み要求が衝突していることを示すＲＴＣ信号を送信させ、ステップＳ２０５に示すように、通信部３に通常のパケット通信を行わせる。
【００２０】
一方、ステップＳ２０７でＮＯの場合、すなわち、制御部６は、割り込み要求信号が衝突していないことを判定すると、ステップＳ２０９に示すように、通信部３に、割り込み要求を了解したことを示すＡＣＫ信号を送信させる。
【００２１】
次に、ステップＳ２１０に示すように、制御部６は、自車も緊急通信をしたい場合に、通信部３が受信した割り込み要求信号と自車の緊急通信と、いずれを優先すべきかを判定する。
【００２２】
ステップＳ２１０でＹＥＳの場合、すなわち、制御部６は、自車の緊急通信を優先すべきと判定すると、ステップＳ２１１に示すように、通信部３が送信に用いる送信スロットのうちデータ通信区間の前半の区間で通信部３にパケット通信させる。そして、ステップＳ２１２に示すように、制御部６は、通信が完了したか否かを判定し、ステップＳ２１２でＹＥＳの場合、すなわち、制御部６は、通信が完了したと判定した場合、ステップＳ２０１の処理を行う。
【００２３】
ステップＳ２１０でＮＯの場合、すなわち、制御部６は、通信部３が受信した割り込み要求信号を優先すべきと判定すると、ステップＳ２１３に示すように、通信部３が送信に用いる送信スロットのうちデータ通信区間の前半の区間において、割り込み要求信号を送信した他車のパケット通信が完了したか否かを判定する。ステップＳ２１３でＹＥＳの場合、すなわち、制御部６は、割り込み要求信号を送信した他車のパケット通信が完了した場合、ステップＳ２１４に示すように、通信部３が送信に用いる送信スロットのうちデータ通信区間の後半の区間で通信部３にパケット通信させる。そして、ステップＳ２１２に示すように、制御部６は、通信が完了したか否かを判定し、ステップＳ２１２でＹＥＳの場合、すなわち、制御部６は、通信が完了したと判定した場合、ステップＳ２０１の処理を行う。
【００２４】
また、ステップＳ２０３でＮＯの場合、すなわち、制御部６は、緊急通信要求信号を受信したスロットが、自らが利用している送信スロットでないと判定すると、ステップＳ２１５に示すように、自車として緊急通信の要望が、ソフトウエアの上位レイヤーであるＯＳＩ参照モデルの第６層から発信されているかを確認する。ステップＳ２１５でＹＥＳの場合、すなわち、制御部６は、緊急通信の要望があることを判定すると、ステップＳ２１６に示すように、通信部３に割り込み要求信号を送信させる。
【００２５】
次に、ステップＳ２１７に示すように、制御部６は、割り込み要求が衝突していることを示すＲＴＣ信号を通信部３が受信したか否かを判定する。
【００２６】
ステップＳ２１７でＮＯの場合、すなわち、制御部６は、通信部３がＲＴＣ信号を受信していないと判定すると、ステップＳ２１８に示すように、通信部３が割り込み要求を了解したことを示すＡＣＫ信号を受信したか否かを判定する。ステップＳ２１８でＹＥＳの場合、すなわち、制御部６は、通信部３がＡＣＫ信号を受信したことを判定すると、ステップＳ２１９に示すように、記憶部５に記憶されたパケット衝突の回数を示す衝突カウンタをクリアし、ステップＳ２１０の処理を行う。一方、ステップＳ２１８でＮＯの場合、すなわち、制御部６は、通信部３がＡＣＫ信号を受信していないことを判定すると、次のスロットで再度通信部３に割り込み要求信号を送信させ、ステップＳ２０２の処理を行う。
【００２７】
ステップＳ２１７でＹＥＳの場合、すなわち、制御部６は、通信部３がＲＴＣ信号を受信したと判定すると、ステップＳ２２０に示すように、記憶部５に記憶されたフレーム情報管理テーブルから車々間通信ネットワークに参加している車両の種類の情報を読み出す。そして、ステップＳ２２１に示すように、制御部６は、記憶部５に記憶されたパケット衝突の回数を示す衝突カウンタに１を加える。次に、ステップＳ２２２に示すように、制御部６は、割り込み要求信号による通信の優先順位を、記憶部５に記憶された衝突カウンタの情報と車両の種類の情報とから算出する。例えば、制御部６は、各車両の種類に応じてあらかじめ定められた固有の優先度と、各車両にあらかじめそれぞれ設定された衝突カウンタの値との積が高いほど通信の優先順位を高く算出する。具体的に説明すると、Ａ車の固有の優先度が「１０」、Ｂ車の固有の優先度が「２０」、Ｃ車の固有の優先度が「３０」と設定されており、Ａ車の衝突カウンタ値が「５」、Ｂ車の衝突カウンタ値が「３」、Ｃ車の衝突カウンタ値が「１」の場合、制御部６は、割り込み要求信号による通信の優先順位をＢ車、Ａ車、Ｃ車の順にする。次に、ステップＳ２２３に示すように、制御部６は、割り込み要求信号による通信の優先順位が自車と同じ車両があるか否かを判定する。
【００２８】
ステップＳ２２３でＹＥＳの場合、すなわち、制御部６は、割り込み要求信号による通信の優先順位が自車と同じ車両があると判定した場合、ステップＳ２２４に示すように、記憶部５に記憶されたフレーム管理情報テーブルから車台形式と製造番号順の連番で表される車台番号を読み出す。そして、ステップＳ２２５に示すように、制御部６は、割り込み要求信号による通信の優先順位を、記憶部５に記憶された車台番号の情報から算出する。具体的には、Ａ車の車台番号が「ＳＸ３１−９０００００１」、Ｂ車の車台番号が「ＡＸ３１−９０００００２」の場合、制御部６は、Ａ車の車台形式をＡＳＣＩＩ文字から１０進数に変換した車体番号の値「８３８８５１４９９０００００１」と、Ｂ車の車台形式をＡＳＣＩＩ文字から１０進数に変換した車体番号の値「６５８８５１４９９０００００２」を比較して、割り込み要求信号による通信の優先順位をＡ車、Ｂ車の順にする。次に、ステップＳ２２６に示すように、制御部６は、通信部３に、算出した割り込み要求信号による優先順位の数のスロット数だけ割り込み要求信号の送信を待機させる。
【００２９】
ステップＳ２２３でＮＯの場合、すなわち、制御部６は、割り込み要求信号による通信の優先順位が自車と同じ車両がないと判定した場合、ステップＳ２２６に示すように、通信部３に、割り込み要求信号による優先順位の数のスロット数だけ割り込み要求信号の送信を待機させる。
【００３０】
ステップＳ２２６の処理の後、ステップＳ２２７に示すように、制御部６は、通信部３に割り込み要求信号の送信を待機させているスロット数分経過したか否かを判定する。ステップＳ２２７でＹＥＳの場合、すなわち、制御部６は、通信部３に割り込み要求信号の送信を待機させているスロット数分経過したと判定した場合、通信部３に割り込み要求信
号を送信させ、ステップＳ２０２の処理を行う。
【００３１】
次に、本実施形態の通信端末装置１による割り込み処理の具体例について図３、図４を用いて説明する。
【００３２】
図３は、本実施形態の通信端末装置１を用いた車々間通信システムにおいて、割り込み要求処理の具体例を説明する図であり、Ｃ車がパケット送信に用いるスロット２をＢ車が割り込み要求する場合を示すものである。なお、各車両には同じ装置構成の通信端末装置１が搭載されている。
【００３３】
図３に示すように、各スロットは、割り込み処理のために、スロット先頭に競合区間ＩＦＳが設けられている。スロットの残りの区間であるデータ通信区間は、パケット通信に用いられる。通常のパケット通信の場合、Ａ車の通信部３がスロット１を占有してパケットを送信する。割り込みの通信を行いたいＢ車の制御部６は、Ｂ車の通信部３にスロット２の競合区間ＩＦＳに割り込み要求信号を送信させ、スロット２のデータ通信区間でパケット通信を開始させる。Ｃ車の通信部３は、Ｂ車の通信部３から送信された割り込み要求信号を受信すると、割り込みを許可するＡＣＫ信号をＢ車に送信する。また、Ｃ車の制御部６は、記憶部５に記憶されたフレーム情報管理テーブルにおけるスロット２のデータ通信区間の一部について、Ｂ車の通信を許可し、Ｃ車の通信を待機する情報に更新する。なお、スロット２のデータ通信区間をＢ車用とＣ車用に分割する場合、分割の仕方は等分だけでなく、どのような割合で分割してもよい。またＡ車、Ｂ車、Ｃ車のそれぞれの記憶部５には、各車の割り込み要求信号に対する優先度情報を含むフレーム情報管理テーブルが記憶されている。したがって、Ｂ車の割り込み要求信号に対する優先度情報がＣ車よりも高い場合、Ｂ車は、スロット２のデータ通信区間の前半でパケット通信を行い、Ｃ車は、スロット２のデータ通信区間の後半でパケット通信を行う。一方、Ｂ車の割り込み要求信号に対する優先度情報がＣ車よりも低い場合、Ｃ車は、スロット２のデータ通信区間の前半でパケット通信を行い、Ｂ車は、スロット２のデータ通信区間の後半でパケット通信を行う。なお、Ｃ車は、Ｂ車からの割り込み要求信号により、本来のデータ長でパケット通信をすることができない。この場合、Ｃ車の制御部６は、データを粗くしたパケットを通信部３に送信させる。例えば、制御部６は、自車位置や自車速度、ＵＴＣ情報を本来の半分の精度としたパケットを通信部３に送信させる。
【００３４】
図４は、本実施形態の通信端末装置１を用いた車々間通信システムにおいて、割り込み要求信号が衝突する場合の処理の具体例を説明する図である。図４では、スロット１をＣ車、スロット２をＤ車、スロット３をＥ車が送信スロットとして利用予定であり、Ａ車とＢ車が割り込み要求をする場合を示すものである。なお、各車両には同じ装置構成の通信端末装置１が搭載されている。また、Ｂ車の割り込み要求信号の方が、Ａ車の割り込み要求信号より優先度が高いものとする。
【００３５】
図４に示すように、割り込みの通信を行いたいＡ車の制御部６は、Ａ車の通信部３にスロット１の競合区間ＩＦＳに割り込み要求信号を送信させる。一方、割り込みの通信を行いたいＢ車の制御部６は、Ｂ車の通信部３にスロット１の競合区間ＩＦＳに割り込み要求信号を送信させる。このとき、スロット１を送信スロットとするＣ車では、Ａ車から送信された割り込み要求信号とＢ車から送信された割り込み要求信号とが衝突する。このとき、Ｃ車の通信部３からＲＴＣ信号が送信される。Ａ車の制御部６とＢ車の制御部６は、このＲＴＣ信号を受信した場合、図２のステップＳ２２０〜ステップＳ２２７の処理に従い、次に割り込み要求を送信するため所定のスロット待機する処理を行う。Ｂ車の割り込み要求信号の方が、Ａ車の割り込み要求信号より優先度が高いので、Ｂ車の制御部６は、通信部３にスロット２の競合区間ＩＦＳに割り込み要求信号を送信させる。一方、Ａ車の制御部６は、通信部３にスロット３の競合区間ＩＦＳに割り込み要求信号を送信させる。
【００３６】
図４に示すように、Ｂ車からの割り込み要求信号を受信したＤ車は、割り込みを許可するＡＣＫ信号をＢ車に送信する。また、Ｄ車の制御部６は、記憶部５に記憶されたフレーム情報管理テーブルにおけるスロット２のデータ通信区間の一部について、Ｂ車の通信を許可し、Ｄ車の通信を待機する情報に更新する。Ｂ車の制御部６は、通信部３にスロット２のデータ通信区間の一部についてパケット通信を行わせる。このパケット通信が終わった場合、Ｄ車の制御部６は、通信部３にスロット２のデータ通信区間の残りの区間についてパケット通信を行わせる。
【００３７】
図４に示すように、Ａ車の制御部６は、Ｂ車の割り込み要求処理に利用するスロット２について、通信部３に割り込み要求処理を待機させ、スロット３について通信部３に割り込み要求処理を開始する。Ａ車からの割り込み要求信号を受信したＥ車は、割り込みを許可するＡＣＫ信号をＡ車に送信する。また、Ｅ車の制御部６は、記憶部５に記憶されたフレーム情報管理テーブルにおけるスロット３のデータ通信区間の一部について、Ａ車の通信を許可し、Ｅ車の通信を待機する情報に更新する。Ａ車の制御部６は、通信部３にスロット３のデータ通信区間の一部についてパケット通信を行わせる。このパケット通信が終わった場合、Ｅ車の制御部６は、通信部３にスロット３のデータ通信区間の残りの区間についてパケット通信を行わせる。
【００３８】
以上より、本実施形態によれば、車々間通信においてパケット衝突が多発する場合であっても、緊急通信が必要な車両は、割り込み要求処理を行うことができるので、確実にパケット通信をすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明に係る通信端末装置は、自立分散型の車々間通信システムに用いられる通信端末装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施の形態１の通信端末装置１の全体概念を説明する図
【図２】本発明の実施の形態１の通信端末装置１による割り込み処理を説明するフローチャート図
【図３】本実施形態の通信端末装置１を用いた車々間通信システムにおいて、割り込み要求処理の具体例を説明する図
【図４】本実施形態の通信端末装置１を用いた車々間通信システムにおいて、割り込み要求信号が衝突する場合の処理の具体例を説明する図
【図５】従来のＤ−ＴＤＭＡ方式のパケットフォーマットを説明する図
【符号の説明】
【００４１】
１      通信端末装置
２      アンテナ
３      通信部
４      バス
５      記憶部
６      制御部
【図１】
2010213146.tif 000003
【図２】
2010213146.tif 000004
【図３】
2010213146.tif 000005
【図４】
2010213146.tif 000006
【図５】
2010213146.tif 000007