(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、他の車両に搭載されている他の無線通信機と無線通信する無線通信機であって、
受信感度Ｐr、希望波対妨害波比β、車両密度ρ、通信データ量Ｂ、通信速度ｒ、フレーム長Ｔf、ヘッダ長Ｔh、周波数ｆ、および許容パケット衝突確率Ｒthの各パラメータの入力を受け付ける入力情報受付手段と、
前記入力情報受付手段が受け付けた各パラメータを保持する入力情報保持手段と、
前記入力情報保持手段が保持している受信感度Ｐr、希望波対妨害波比β、および周波数ｆを用いて、隠れ端末が存在する可能性のある領域の面積Ｓを算出する領域算出手段と、
前記入力情報保持手段が保持している車両密度ρおよび前記領域算出手段によって算出された面積Ｓを用いて、隠れ端末の台数Ｎcを算出する隠れ端末台数算出手段と、
前記入力情報保持手段が保持している通信データ量Ｂ、通信速度ｒ、フレーム長Ｔf、およびヘッダ長Ｔhを用いて、２台の無線通信機がランダムにパケットを送信した場合のパケット衝突確率Ｒpを算出する通信パケット衝突確率算出手段と、
前記隠れ端末台数算出手段によって算出された隠れ端末の台数Ｎcと、前記パケット衝突確率算出手段によって算出されたパケット衝突確率Ｒpとを用いて、隠れ端末に起因するパケット衝突確率Ｒを算出する隠れ端末衝突確率算出手段と、
前記隠れ端末衝突確率算出手段によって算出された隠れ端末に起因するパケット衝突確率Ｒが、前記入力情報保持手段が保持している許容パケット衝突確率Ｒth以下となる送信電力Ｐtを決定する送信電力決定手段と、
前記送信電力決定手段によって決定された送信電力でパケットを無線送信する送信手段と
を備えることを特徴とする無線通信機。
【請求項２】
請求項１に記載の無線通信機であって、
前記領域算出手段は、
光速をｃ、送信電力をＰtとし、前記入力情報保持手段が保持している受信感度Ｐr、希望波対妨害波比β、および周波数ｆを用いて、下記の計算式（１）により、隠れ端末が存在する可能性のある領域の面積Ｓを算出し、
0005606964.tif 000014
前記隠れ端末台数算出手段は、
前記入力情報保持手段が保持している車両密度ρおよび前記領域算出手段によって算出された面積Ｓを用いて、下記の計算式（２）により、隠れ端末の台数Ｎcを算出し、
0005606964.tif 000015
前記通信パケット衝突確率算出手段は、
前記入力情報保持手段が保持している通信データ量Ｂ、通信速度ｒ、フレーム長Ｔf、およびヘッダ長Ｔhを用いて、下記の計算式（３）により、２台の無線通信機がランダムにパケットを送信した場合のパケット衝突確率Ｒpを算出し、
0005606964.tif 000016
前記隠れ端末衝突確率算出手段は、
前記隠れ端末台数算出手段によって算出された隠れ端末の台数Ｎcと、前記パケット衝突確率算出手段によって算出されたパケット衝突確率Ｒpとを用いて、下記の計算式（４）により、隠れ端末に起因するパケット衝突確率Ｒを算出し、
0005606964.tif 000017
前記送信電力決定手段は、
前記隠れ端末衝突確率算出手段によって算出された隠れ端末に起因するパケット衝突確率Ｒが、前記入力情報保持手段が保持している許容パケット衝突確率Ｒth以下となる下記の計算式（５）を満たす送信電力Ｐtを決定することを特徴とする無線通信機。
0005606964.tif 000018
【請求項３】
請求項２に記載の無線通信機であって、
前記送信電力決定手段は、
前記計算式（５）を満たす送信電力の中で、最大の送信電力を、前記送信手段がパケットを無線送信する送信電力として決定することを特徴とする無線通信機。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の無線通信機が設けられた車両を複数備えることを特徴とする車車間通信システム。
【請求項５】
車両に搭載され、他の車両に搭載されている他の無線通信機と無線通信する無線通信機の送信電力を算出する送信電力算出装置における送信電力決定方法であって、
前記送信電力算出装置が、
受信感度Ｐr、希望波対妨害波比β、車両密度ρ、通信データ量Ｂ、通信速度ｒ、フレーム長Ｔf、ヘッダ長Ｔh、周波数ｆ、および許容パケット衝突確率Ｒthの各パラメータの入力を受け付け、受け付けた各パラメータを入力情報保持手段に保持させる入力情報受付ステップと、
前記入力情報保持手段が保持している受信感度Ｐr、希望波対妨害波比β、および周波数ｆを用いて、隠れ端末が存在する可能性のある領域の面積Ｓを算出する領域算出ステップと、
前記入力情報保持手段が保持している車両密度ρおよび前記領域算出ステップにおいて算出した面積Ｓを用いて、隠れ端末の台数Ｎcを算出する隠れ端末台数算出ステップと、
前記入力情報保持手段が保持している通信データ量Ｂ、通信速度ｒ、フレーム長Ｔf、およびヘッダ長Ｔhを用いて、２台の無線通信機がランダムにパケットを送信した場合のパケット衝突確率Ｒpを算出する通信パケット衝突確率算出ステップと、
前記隠れ端末台数算出ステップにおいて算出した隠れ端末の台数Ｎcと、前記パケット衝突確率算出ステップにおいて算出したパケット衝突確率Ｒpとを用いて、隠れ端末に起因するパケット衝突確率Ｒを算出する隠れ端末衝突確率算出ステップと、
前記隠れ端末衝突確率算出ステップにおいて算出した隠れ端末に起因するパケット衝突確率Ｒが、前記入力情報保持手段が保持している許容パケット衝突確率Ｒth以下となる送信電力Ｐtを決定する送信電力決定ステップと、
前記送信電力決定ステップにおいて決定した送信電力を示す情報を出力する出力ステップと
を実行することを特徴とする送信電力決定方法。
【請求項６】
請求項５に記載の送信電力決定方法であって、
前記送信電力算出装置は、
前記領域算出ステップにおいて、光速をｃ、送信電力をＰtとし、前記入力情報保持手段が保持している受信感度Ｐr、希望波対妨害波比β、および周波数ｆを用いて、下記の計算式（１）により、隠れ端末が存在する可能性のある領域の面積Ｓを算出し、
0005606964.tif 000019
前記隠れ端末台数算出ステップにおいて、前記入力情報保持手段が保持している車両密度ρおよび前記領域算出ステップにおいて算出した面積Ｓを用いて、下記の計算式（２）により、隠れ端末の台数Ｎcを算出し、
0005606964.tif 000020
前記通信パケット衝突確率算出ステップにおいて、前記入力情報保持手段が保持している通信データ量Ｂ、通信速度ｒ、フレーム長Ｔf、およびヘッダ長Ｔhを用いて、下記の計算式（３）により、２台の無線通信機がランダムにパケットを送信した場合のパケット衝突確率Ｒpを算出し、
0005606964.tif 000021
前記隠れ端末衝突確率算出ステップにおいて、前記隠れ端末台数算出ステップにおいて算出した隠れ端末の台数Ｎcと、前記パケット衝突確率算出ステップにおいて算出したパケット衝突確率Ｒpとを用いて、下記の計算式（４）により、隠れ端末に起因するパケット衝突確率Ｒを算出し、
0005606964.tif 000022
前記送信電力決定ステップにおいて、前記隠れ端末衝突確率算出ステップにおいて算出した隠れ端末に起因するパケット衝突確率Ｒが、前記入力情報保持手段が保持している許容パケット衝突確率Ｒth以下となる下記の計算式（５）を満たす送信電力Ｐtを決定することを特徴とする送信電力決定方法。
0005606964.tif 000023
【請求項７】
コンピュータを、車両に搭載され、他の車両に搭載されている他の無線通信機と無線通信する無線通信機の送信電力を算出する送信電力算出装置として動作させるプログラムであって、
前記コンピュータに、
受信感度Ｐr、希望波対妨害波比β、車両密度ρ、通信データ量Ｂ、通信速度ｒ、フレーム長Ｔf、ヘッダ長Ｔh、周波数ｆ、および許容パケット衝突確率Ｒthの各パラメータの入力を受け付け、受け付けた各パラメータをデータベースに保持させる入力情報受付機能と、
前記データベースが保持している受信感度Ｐr、希望波対妨害波比β、および周波数ｆを用いて、隠れ端末が存在する可能性のある領域の面積Ｓを算出する領域算出機能と、
前記データベースが保持している車両密度ρおよび前記領域算出機能によって算出された面積Ｓを用いて、隠れ端末の台数Ｎcを算出する隠れ端末台数算出機能と、
前記データベースが保持している通信データ量Ｂ、通信速度ｒ、フレーム長Ｔf、およびヘッダ長Ｔhを用いて、２台の無線通信機がランダムにパケットを送信した場合のパケット衝突確率Ｒpを算出する通信パケット衝突確率算出機能と、
前記隠れ端末台数算出機能によって算出された隠れ端末の台数Ｎcと、前記パケット衝突確率算出機能によって算出されたパケット衝突確率Ｒpとを用いて、隠れ端末に起因するパケット衝突確率Ｒを算出する隠れ端末衝突確率算出機能と、
前記隠れ端末衝突確率算出機能によって算出された隠れ端末に起因するパケット衝突確率Ｒが、前記入力情報保持手段が保持している許容パケット衝突確率Ｒth以下となる送信電力Ｐtを決定する送信電力決定機能と、
前記送信電力決定機能によって決定された送信電力を示す情報を出力する出力機能と
を実現させることを特徴とするプログラム。
【請求項８】
請求項７に記載のプログラムであって、
前記領域算出機能は、
前記光速をｃ、送信電力をＰtとし、前記データベースが保持している受信感度Ｐr、希望波対妨害波比β、および周波数ｆを用いて、下記の計算式（１）により、隠れ端末が存在する可能性のある領域の面積Ｓを算出し、
0005606964.tif 000024
前記隠れ端末台数算出機能は、
前記データベースが保持している車両密度ρおよび前記領域算出機能によって算出された面積Ｓを用いて、下記の計算式（２）により、隠れ端末の台数Ｎcを算出し、
0005606964.tif 000025
前記通信パケット衝突確率算出機能は、
前記データベースが保持している通信データ量Ｂ、通信速度ｒ、フレーム長Ｔf、およびヘッダ長Ｔhを用いて、下記の計算式（３）により、２台の無線通信機がランダムにパケットを送信した場合のパケット衝突確率Ｒpを算出し、
0005606964.tif 000026
前記隠れ端末衝突確率算出機能は、
前記隠れ端末台数算出機能によって算出された隠れ端末の台数Ｎcと、前記パケット衝突確率算出機能によって算出されたパケット衝突確率Ｒpとを用いて、下記の計算式（４）により、隠れ端末に起因するパケット衝突確率Ｒを算出し、
0005606964.tif 000027
前記送信電力決定機能は、
前記隠れ端末衝突確率算出機能によって算出された隠れ端末に起因するパケット衝突確率Ｒが、前記入力情報保持手段が保持している許容パケット衝突確率Ｒth以下となる下記の計算式（５）を満たす送信電力Ｐtを決定することを特徴とするプログラム。
0005606964.tif 000028
【請求項９】
車両に搭載され、他の車両に搭載されている他の無線通信機と無線通信する無線通信機の送信電力を算出する送信電力算出装置であって、
受信感度Ｐr、希望波対妨害波比β、車両密度ρ、通信データ量Ｂ、通信速度ｒ、フレーム長Ｔf、ヘッダ長Ｔh、周波数ｆ、および許容パケット衝突確率Ｒthの各パラメータの入力を受け付ける入力情報受付手段と、
前記入力情報受付手段が受け付けた各パラメータを保持する入力情報保持手段と、
前記入力情報保持手段が保持している受信感度Ｐr、希望波対妨害波比β、および周波数ｆを用いて、隠れ端末が存在する可能性のある領域の面積Ｓを算出する領域算出手段と、
前記入力情報保持手段が保持している車両密度ρおよび前記領域算出手段によって算出された面積Ｓを用いて、隠れ端末の台数Ｎcを算出する隠れ端末台数算出手段と、
前記入力情報保持手段が保持している通信データ量Ｂ、通信速度ｒ、フレーム長Ｔf、およびヘッダ長Ｔhを用いて、２台の無線通信機がランダムにパケットを送信した場合のパケット衝突確率Ｒpを算出する通信パケット衝突確率算出手段と、
前記隠れ端末台数算出手段によって算出された隠れ端末の台数Ｎcと、前記パケット衝突確率算出手段によって算出されたパケット衝突確率Ｒpとを用いて、隠れ端末に起因するパケット衝突確率Ｒを算出する隠れ端末衝突確率算出手段と、
前記隠れ端末衝突確率算出手段によって算出された隠れ端末に起因するパケット衝突確率Ｒが、前記入力情報保持手段が保持している許容パケット衝突確率Ｒth以下となる送信電力Ｐtを決定する送信電力決定手段と
前記送信電力決定手段によって決定された送信電力を示す情報を出力する出力手段と
を備えることを特徴とする送信電力算出装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の送信電力算出装置であって、
前記領域算出手段は、
光速をｃ、送信電力をＰtとし、前記入力情報保持手段が保持している受信感度Ｐr、希望波対妨害波比β、および周波数ｆを用いて、下記の計算式（１）により、隠れ端末が存在する可能性のある領域の面積Ｓを算出し、
0005606964.tif 000029
前記隠れ端末台数算出手段は、
前記入力情報保持手段が保持している車両密度ρおよび前記領域算出手段によって算出された面積Ｓを用いて、下記の計算式（２）により、隠れ端末の台数Ｎcを算出し、
0005606964.tif 000030
前記通信パケット衝突確率算出手段は、
前記入力情報保持手段が保持している通信データ量Ｂ、通信速度ｒ、フレーム長Ｔf、およびヘッダ長Ｔhを用いて、下記の計算式（３）により、２台の無線通信機がランダムにパケットを送信した場合のパケット衝突確率Ｒpを算出し、
0005606964.tif 000031
前記隠れ端末衝突確率算出手段は、
前記隠れ端末台数算出手段によって算出された隠れ端末の台数Ｎcと、前記パケット衝突確率算出手段によって算出されたパケット衝突確率Ｒpとを用いて、下記の計算式（４）により、隠れ端末に起因するパケット衝突確率Ｒを算出し、
0005606964.tif 000032
前記送信電力決定手段は、
前記隠れ端末衝突確率算出手段によって算出された隠れ端末に起因するパケット衝突確率Ｒが、前記入力情報保持手段が保持している許容パケット衝突確率Ｒth以下となる下記の計算式（５）を満たす送信電力Ｐtを決定することを特徴とする送信電力算出装置。
0005606964.tif 000033
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信機または無線通信機の送信電力の決定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
次世代ＩＴＳ（Intelligent Transport Systems）における車車間通信では、車の位置情報を無線で同報通信して、各車両が互いの位置情報を認識することにより、交差点での衝突回避を行う等のサービスが検討されている。
【０００３】
また、無線通信を行う場合、隠れ端末問題の回避策が重要となる。隠れ端末問題の回避策としては、１対１の通信に関してはＲＴＳ（Request to Send）／ＣＴＳ（Clear to Send）方式が有効である。しかし、不特定の複数車両間での同報通信を必要とする上記の車車間通信においては、ＲＴＳ／ＣＴＳ方式を採用することはできない。なぜなら、送信先が不特定の複数の車両であるので、どの車両からの応答をもって通信可能かの判断ができないからである。
【０００４】
また、下記の特許文献１には、ＡＰ（アクセス・ポイント：基地局）が、移動端末における干渉レベル情報を当該移動端末から入手することによって隠れ端末（移動端末の雑音源となる干渉対象端末）の影響を推定し、送信電力を制御することによって、隠れ端末問題の解決を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２５８７１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記特許文献１に記載の技術は、セルラー・システムにおけるＡＰ（基地局）と移動端末の関係において成立する対策であり、次世代ＩＴＳのようにＡＰを介さない車車間通信を前提とした無線通信環境には、上記特許文献１に記載の技術を適用することができない。なぜなら、上記特許文献１に記載の技術は、特定の移動体端末とＡＰ間の通信品質のみに着目した技術だからである。
【０００７】
次世代ＩＴＳにおける車車間通信では、それぞれの車両の通信装置は対等な立場にあり、ある装置の送信電力を高めるとその装置が隠れ端末として、他の通信装置の通信に悪影響を及ぼす場合がある。そのため、次世代ＩＴＳにおける車車間通信では、上記特許文献１に記載の技術では、複数の車両が存在する地域全体の隠れ端末問題の対策とはならない。
【０００８】
すなわち、上記特許文献１に記載の技術では、隠れ端末によるパケット衝突確率を考慮した無線装置の送信電力の計算方法が確立されておらず、ＣＳＭＡ（Carrier Sense Multiple Access）制御が働かない隠れ端末からの送信パケットとの干渉により、通信パケットにパケット誤りが発生する。
【０００９】
本発明は上記事情を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、基地局が存在しない車車間通信において、それぞれの車両の無線通信機が送信する電波が、隠れ端末として他の車両の無線通信機の通信に与える影響を少なくすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は、例えば、車両に搭載され、他の車両に搭載されている他の無線通信機と無線通信する無線通信機であって、
受信感度Ｐr、希望波対妨害波比β、車両密度ρ、通信データ量Ｂ、通信速度ｒ、フレーム長Ｔf、ヘッダ長Ｔh、周波数ｆ、および許容パケット衝突確率Ｒthの各パラメータの入力を受け付ける入力情報受付手段と、
前記入力情報受付手段が受け付けた各パラメータを保持する入力情報保持手段と、
前記入力情報保持手段が保持している受信感度Ｐr、希望波対妨害波比β、および周波数ｆを用いて、隠れ端末が存在する可能性のある領域の面積Ｓを算出する領域算出手段と、
前記入力情報保持手段が保持している車両密度ρおよび前記領域算出手段によって算出された面積Ｓを用いて、隠れ端末の台数Ｎcを算出する隠れ端末台数算出手段と、
前記入力情報保持手段が保持している通信データ量Ｂ、通信速度ｒ、フレーム長Ｔf、およびヘッダ長Ｔhを用いて、２台の無線通信機がランダムにパケットを送信した場合のパケット衝突確率Ｒpを算出する通信パケット衝突確率算出手段と、
前記隠れ端末台数算出手段によって算出された隠れ端末の台数Ｎcと、前記パケット衝突確率算出手段によって算出されたパケット衝突確率Ｒpとを用いて、隠れ端末に起因するパケット衝突確率Ｒを算出する隠れ端末衝突確率算出手段と、
前記隠れ端末衝突確率算出手段によって算出された隠れ端末に起因するパケット衝突確率Ｒが、前記入力情報保持手段が保持している許容パケット衝突確率Ｒth以下となる送信電力Ｐtを決定する送信電力決定手段と、
前記送信電力決定手段によって決定された送信電力でパケットを無線送信する送信手段と
を備えることを特徴とする無線通信機を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、基地局が存在しない車車間通信において、それぞれの車両の無線通信機が送信する電波が、隠れ端末として他の車両の無線通信機の通信に与える影響を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る車車間通信システム１０の構成の一例を示すシステム構成図である。
【図２】それぞれの車両１１に搭載される無線通信機２０の機能構成の一例を示すブロック図である。
【図３】車両密度ρの計算例を示す図である。
【図４】隠れ端末の計算モデルを説明するための概念図である。
【図５】隠れ端末に起因するパケット衝突確率Ｒの計算例を示す図である。
【図６】隠れ端末に起因するパケット衝突確率Ｒの計算例を示す図である。
【図７】無線通信機２０の動作の一例を示すフローチャートである。
【図８】無線通信機２０のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図９】送信電力算出装置４０の機能構成の一例を示すブロック図である。
【図１０】送信電力算出装置４０のハードウェア構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態に係る車車間通信システム１０の構成の一例を示すシステム構成図である。車車間通信システム１０は、無線通信機２０が搭載された複数の車両１１を有する。
【００１５】
それぞれの車両１１に搭載されている無線通信機２０は、例えば無線ＬＡＮの技術を基にしたIEEE802.11pとして標準化作業が進められている方式に従い、自車の位置情報や自車両周辺の交通情報等を、他の無線通信機２０へ無線送信する。その際、各無線通信機２０は、他の無線通信機２０の通信に隠れ端末として与える悪影響を低く抑えることができる電力レベルでそれらの情報を無線送信する。
【００１６】
図２は、それぞれの車両１１に搭載される無線通信機２０の機能構成の一例を示すブロック図である。無線通信機２０は、入力情報受付部２００、入力情報保持部２０１、第１の衝突確率算出部２０２、領域算出部２０３、隠れ端末台数算出部２０４、第２の衝突確率算出部２０５、送信電力決定部２０６、無線通信部２０７、受信データ処理部２０８、および送信データ処理部２０９を備える。
【００１７】
無線通信部２０７は、送信データ処理部２０９によって生成された送信データに基づいて電波を変調し、変調した電波を、送信電力決定部２０６によって決定された送信電力で、アンテナ２１０を介して他の無線通信機２０へ送信する。また、無線通信部２０７は、アンテナ２１０を介して受信した電波を復調して受信データを復元し、復元した受信データを受信データ処理部２０８へ送る。
【００１８】
入力情報受付部２００は、無線通信機２０のユーザ等から入力情報を受け付け、受け付けた入力情報を入力情報保持部２０１に保持させる。本実施形態において、入力情報受付部２００が受け付ける入力情報には、受信感度Ｐr、希望波対妨害波比β、車両密度ρ、通信データ量Ｂ、通信速度ｒ、フレーム長Ｔf、ヘッダ長Ｔh、周波数ｆ、および許容パケット衝突確率Ｒthが含まれる。
【００１９】
ここで、受信感度Ｐrとは、例えば、無線通信機２０が所望の通信品質を得るための最低受信電力（ｄＢｍ）である。また、希望波対妨害波比βとは、例えばＤ／Ｕ（Desired to Undesired Signal ratio）（ｄＢ）である。また、通信データ量Ｂとは、例えば１パケットに含まれているペイロードのビットの数である。また、通信速度ｒとは、例えば単位時間当たりに送信されるビット数（ｂｐｓ）である。また、フレーム長Ｔfとは、通信を行う一定の周期（秒）である。また、ヘッダ長Ｔhとは、１パケットに含まれているヘッダの伝送時間（秒）である。
【００２０】
ここで、１パケットの伝送時間Ｔpは、ヘッダ長Ｔh、通信データ量Ｂ、および通信速度ｒを用いて、例えば下記の計算式（１）により表わされる。
0005606964.tif 000002
【００２１】
また、周波数ｆとは、無線通信機２０が送信する電波の周波数（例えば５．８ＧＨｚ等）である。また、許容パケット衝突確率Ｒthとは、車車間通信システム１０として許容されるパケット衝突確率であり、本実施形態では例えば５％である。各無線通信機２０が送信電力を上げると、パケット衝突確率が上昇するが、本実施形態における各無線通信機２０は、パケット衝突確率が当該Ｒth以下を満たすことができる範囲で、送信電力を決定する。
【００２２】
また、車両密度ρ（台／ｋｍ2）は、車間距離Ｗ（ｍ）、路線数Ｘ（本）、道路間隔Ｙ（ｍ）、および寄与率Ｚ（％）を用いて、例えば下記の計算式（２）により算出される。
0005606964.tif 000003
【００２３】
本実施形態では、車両密度ρ（台／ｋｍ2）として、図３に示すように、アーバン（Ｕ）、サブアーバン（ＳＵ）、およびルーラル（Ｌ）の３種類を一例として想定する。なお、車両密度ρ（台／ｋｍ2）の算出方法は上記計算式（２）に限られず、無線通信機２０の使用地域の特性に応じて適宜最適化されることが好ましい。
【００２４】
領域算出部２０３は、受信感度Ｐr、希望波対妨害波比β、および周波数ｆを入力情報保持部２０１から読み出し、読み出したこれらのデータを用いて、光速をｃ（ｋｍ／ｓ）、送信電力をＰt（ｄＢｍ）として、例えば下記の計算式（３）により、隠れ端末が存在する可能性のある領域の面積Ｓ（ｋｍ2）を算出する。
0005606964.tif 000004
【００２５】
ここで、例えば図４に示すように、Ｐ点に位置する無線通信機２０が通信可能な最遠の無線通信機２０までの距離をＬ1と定義すると、Ｐ点に位置する無線通信機２０から送信された電波が、自由空間において受信可能な最低レベルの電力まで減衰する減衰量αは、光速ｃ（ｋｍ／ｓ）、送信電力Ｐt（ｄＢｍ）、受信感度Ｐr、および周波数ｆを用いて、例えば下記の計算式（４）のように、距離Ｌ1（ｋｍ）の関数として表わすことができる。
0005606964.tif 000005
【００２６】
上記計算式（４）を変形すると、下記の計算式（５）が得られる。
0005606964.tif 000006
【００２７】
また、例えば図４に示すように、Ｐ点に位置する無線通信機２０が他の無線通信機２０と通信を行っている場合に、隠れ端末の影響によりパケット誤りが生じる最遠の隠れ端末までの距離をＬ2（ｋｍ）と定義すると、当該距離Ｌ2は、光速ｃ（ｋｍ／ｓ）、送信電力Ｐt（ｄＢｍ）、受信感度Ｐr、周波数ｆ、および希望波対妨害波比βを用いて、例えば下記の計算式（６）のように表わすことができる。
0005606964.tif 000007
【００２８】
また、例えば図４の斜線で示した領域３０が、隠れ端末が存在する可能性のある領域であるため、当該領域の面積Ｓ（ｋｍ2）は、例えば下記の計算式（７）により算出される。
0005606964.tif 000008
【００２９】
当該計算式（７）に、上記計算式（５）のＬ1と、上記計算式（６）のＬ2とを代入すると、上記計算式（３）を得ることができる。
【００３０】
隠れ端末台数算出部２０４は、車両密度ρを入力情報保持部２０１から読み出し、読み出した車両密度ρと、領域算出部２０３によって算出された面積Ｓとを用いて、例えば下記の計算式（８）により、隠れ端末の台数Ｎcを算出する。
0005606964.tif 000009
【００３１】
第１の衝突確率算出部２０２は、通信データ量Ｂ、通信速度ｒ、フレーム長Ｔf、およびヘッダ長Ｔhを入力情報保持部２０１から読み出し、読み出したこれらのデータを用いて、前述の計算式（１）および下記の計算式（９）により、２台の無線通信機がランダムにパケットを送信した場合のパケット衝突確率Ｒpを算出する。
0005606964.tif 000010
【００３２】
第２の衝突確率算出部２０５は、隠れ端末台数算出部２０４によって算出された隠れ端末の台数Ｎcと、第１の衝突確率算出部２０２によって算出されたパケット衝突確率Ｒpとを用いて、例えば下記の計算式（１０）により、隠れ端末に起因するパケット衝突確率Ｒを算出する。
0005606964.tif 000011
【００３３】
送信電力決定部２０６は、許容パケット衝突確率Ｒthを入力情報保持部２０１から読み出し、第２の衝突確率算出部２０５によって算出された隠れ端末に起因するパケット衝突確率Ｒが、入力情報保持部２０１から読み出した許容パケット衝突確率Ｒth以下となるように、例えば下記の計算式（１１）を満たす送信電力Ｐtを決定する。
0005606964.tif 000012
0005606964.tif 000013
【００３４】
なお、送信電力決定部２０６は、より広い範囲に位置する車両１１の無線通信機２０に情報を伝達する等の観点から、例えば上記計算式（１１）を満たす送信電力Ｐtの中で最大の電力を送信電力Ｐtとして決定することが好ましい。
【００３５】
図５および６は、隠れ端末に起因するパケット衝突確率Ｒの計算例を示す図である。図５および６に示した計算例では、受信感度Ｐr、希望波対妨害波比β、通信データ量Ｂ、フレーム長Ｔf、ヘッダ長Ｔh、および周波数ｆを固定値とし、通信速度ｒ、送信電力Ｐt、および車両密度ρのいくつかの組合せについて、隠れ端末に起因するパケット衝突確率Ｒが算出されている。
【００３６】
図５および６に示した計算例において、通信速度ｒとして、５４Ｍｂｐｓ、１２Ｍｂｐｓ、および６Ｍｂｐｓの３通り、送信電力Ｐtとして、０ｄＢｍ、１０ｄＢｍ、２０ｄＢｍ、および３０ｄＢｍの４通り、車両密度ρとして、２６７（台／ｋｍ2）（アーバン）、１２０（台／ｋｍ2）（サブアーバン）、５０（台／ｋｍ2）（ルーラル）の３通りの値を用いている。
【００３７】
また、図５および６に示した計算例では、希望波対妨害波比βを６（ｄＢ）、通信データ量Ｂを１０００（ビット）、フレーム長Ｔfを１００（ミリ秒）、ヘッダ長Ｔhを２４（μ秒）、周波数ｆを５．８（ＧＨｚ）に固定している。また、受信感度Ｐrについては、通信速度ｒに依存することから、通信速度ｒが５４Ｍｂｐｓの場合に−７４ｄＢｍ、通信速度ｒが１２Ｍｂｐｓの場合に−８０ｄＢｍ、通信速度ｒが６Ｍｂｐｓの場合に−８９ｄＢｍに固定している。
【００３８】
図５および６における、隠れ端末に起因するパケット衝突確率Ｒにおいて、アーバン（Ｕ）、サブアーバン（ＳＵ）、およびルーラル（Ｌ）のいずれの車両密度ρにおいても、許容パケット衝突確率Ｒth（図５および６の例では５％）以下となる通信速度ｒと送信電力Ｐtの組み合わせについては、図５および６の表の右端の欄に○を付して示している。
【００３９】
図５および６の計算結果から分かるように、通信速度ｒが５４Ｍｂｐｓであれば、送信電力Ｐtを０（ｄＢｍ）または１０（ｄＢｍ）とすることで、アーバン（Ｕ）、サブアーバン（ＳＵ）、およびルーラル（Ｌ）のいずれの車両密度ρにおいても、隠れ端末に起因するパケット衝突確率Ｒが許容パケット衝突確率Ｒthを下回る通信品質で通信することができる。また、通信速度ｒが１２Ｍｂｐｓであれば、送信電力Ｐtを０（ｄＢｍ）とすることで、アーバン（Ｕ）、サブアーバン（ＳＵ）、およびルーラル（Ｌ）のいずれの車両密度ρにおいても、隠れ端末に起因するパケット衝突確率Ｒが許容パケット衝突確率Ｒthを下回る通信品質で通信することができる。このような送信電力Ｐtは、前述の計算式（１１）を満たしている。
【００４０】
このように、無線通信機２０は、前述の計算式（１１）を満たす送信電力Ｐtを決定することにより、隠れ端末に起因するパケット衝突確率Ｒが許容パケット衝突確率Ｒth以下となる通信を実現することができる。
【００４１】
図７は、無線通信機２０の動作の一例を示すフローチャートである。例えば、入力情報保持部２０１内の入力情報が更新される等の所定のタイミングで、無線通信機２０は、本フローチャートに示す動作を開始する。
【００４２】
まず、領域算出部２０３は、受信感度Ｐr、希望波対妨害波比β、および周波数ｆを入力情報保持部２０１から読み出し、読み出したこれらのデータを用いて、前述の計算式（３）により、隠れ端末が存在する可能性のある領域の面積Ｓを算出する（Ｓ１００）。
【００４３】
次に、隠れ端末台数算出部２０４は、車両密度ρを入力情報保持部２０１から読み出し、読み出した車両密度ρと、ステップＳ１００において算出された面積Ｓとを用いて、前述の計算式（８）により、隠れ端末の台数Ｎcを算出する（Ｓ１０１）。
【００４４】
次に、第１の衝突確率算出部２０２は、通信データ量Ｂ、通信速度ｒ、フレーム長Ｔf、およびヘッダ長Ｔhを入力情報保持部２０１から読み出し、読み出したこれらのデータを用いて、前述の計算式（９）により、２台の無線通信機がランダムにパケットを送信した場合のパケット衝突確率Ｒpを算出する（Ｓ１０２）。
【００４５】
次に、第２の衝突確率算出部２０５は、ステップＳ１０１において算出された隠れ端末の台数Ｎcと、ステップＳ１０２において算出されたパケット衝突確率Ｒpとを用いて、前述の計算式（１０）により、隠れ端末に起因するパケット衝突確率Ｒを算出する（Ｓ１０３）。
【００４６】
次に、送信電力決定部２０６は、許容パケット衝突確率Ｒthを入力情報保持部２０１から読み出し、第２の衝突確率算出部２０５によって算出された隠れ端末に起因するパケット衝突確率Ｒが、入力情報保持部２０１から読み出した許容パケット衝突確率Ｒth以下となるように、前述の計算式（１１）を満たす送信電力Ｐtを決定する（Ｓ１０４）。
【００４７】
そして、無線通信部２０７は、ステップ１０４において決定された送信電力Ｐtで電波の送信を開始する（Ｓ１０５）。
【００４８】
図８は、無線通信機２０のハードウェア構成の一例を示す図である。無線通信機２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２１、ＲＡＭ（Random Access Memory）２２、ＲＯＭ（Read Only Memory）２３、無線機２４、および入力インターフェイス（Ｉ／Ｆ）２５を備える。
【００４９】
ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２３に格納されたプログラムに基づいて動作し、各部の制御を行う。ＲＯＭ２３は、例えば書換可能なフラッシュＲＯＭであり、無線通信機２０の起動時にＣＰＵ２１によって実行されるプログラムや、無線通信機２０のハードウェアに依存するブートプログラム等を格納する。
【００５０】
無線機２４は、アンテナ２１０を介して他の無線通信機２０から電波を受信して復調し、当該電波に含まれていたデータを再生してＣＰＵ２１へ送る。また、無線機２４は、ＣＰＵ２１が生成したデータに基づいて電波を変調し、変調した電波を、ＣＰＵ２１から指示された送信電力でアンテナ２１０を介して他の無線通信機２０へ送信する。入力インターフェイス２５は、外部からデータを取得し、取得したデータをＣＰＵ２１へ送る。
【００５１】
無線通信機２０のＣＰＵ２１は、ＲＡＭ２２上にロードされたプログラムを実行することにより、入力情報受付部２００、第１の衝突確率算出部２０２、領域算出部２０３、隠れ端末台数算出部２０４、第２の衝突確率算出部２０５、送信電力決定部２０６、無線通信部２０７、受信データ処理部２０８、および送信データ処理部２０９の各機能を実現する。また、ＲＯＭ２３には、入力情報保持部２０１内のデータが格納される。
【００５２】
無線通信機２０のＣＰＵ２１は、これらのプログラムを入力インターフェイス２５を介して外部から取得してＲＯＭ２３内に格納し、ＲＯＭ２３から読み取って実行するが、他の例として、無線通信等によりこれらのプログラムを他の装置から取得してもよい。
【００５３】
以上、本発明の実施の形態について説明した。
【００５４】
上記説明から明らかなように、本実施形態の車車間通信システム１０によれば、基地局が存在しない車車間通信において、それぞれの車両１１の無線通信機２０が送信する電波が、隠れ端末として他の車両１１の無線通信機２０の通信に与える影響を少なくすることができ、より品質の高い無線データ通信を実現することができる。
【００５５】
なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。
【００５６】
例えば、上記した実施形態において、領域算出部２０３は、例示した計算式（３）を用いて隠れ端末が存在する可能性のある領域の面積Ｓを算出し、隠れ端末台数算出部２０４は、例示した計算式（８）を用いて隠れ端末の台数Ｎcを算出し、第１の衝突確率算出部２０２は、例示した計算式（９）を用いて２台の無線通信機がランダムにパケットを送信した場合のパケット衝突確率Ｒpを算出し、第２の衝突確率算出部２０５は、例示した計算式（１０）を用いて隠れ端末に起因するパケット衝突確率Ｒを算出し、送信電力決定部２０６は、例示した計算式（１１）を用いて送信電力Ｐtを決定するが、本発明はこれに限られず、それぞれの機能部が他の計算式を用いてそれぞれの値を算出または決定するようにしてもよい。自由空間損失以外の他の式としては、建物密度を考慮した（奥村・秦）式やアンテナ高さを考慮した式などが挙げられる。
【００５７】
また、上記した実施形態において、入力情報受付部２００は、ユーザから入力情報を受け付けて入力情報保持部２０１に保持させたが、本発明はこれに限られない。例えば、各種センサから無線通信機２０の場所や周囲の電波状況等の情報を収集し、収集したこれらの情報を用いて入力情報の一部または全部を生成する入力情報生成装置を車両１１内に設け、入力情報受付部２００は、当該入力情報生成装置によって生成された入力情報を受け付けて入力情報保持部２０１に保持させるようにしてもよい。そして、第１の衝突確率算出部２０２、領域算出部２０３、隠れ端末台数算出部２０４、第２の衝突確率算出部２０５、および送信電力決定部２０６は、入力情報保持部２０１内の入力情報が更新される都度、各処理を実行して送信電力を決定するようにしてもよい。
【００５８】
また、入力情報保持部２０１内には、それぞれの入力情報として複数の値を予め用意し、第１の衝突確率算出部２０２、領域算出部２０３、隠れ端末台数算出部２０４、第２の衝突確率算出部２０５、および送信電力決定部２０６は、各種センサからの入力信号に応じて、それぞれの入力情報としてどの値を用いるかを随時決定し、決定した値を用いてその都度送信電力を決定するようにしてもよい。例えば、地図上の領域毎に車両密度ρを予め対応付けておき、ＧＰＳ信号に基づいて車両１１が位置する領域の車両密度ρを用いるようにしてもよい。
【００５９】
また、上記した実施形態では、隠れ端末として他の車両１１の無線通信機２０の通信に与える影響を少なくすることができる送信電力を各車両１１に搭載された無線通信機２０が計算して決定したが、本発明はこれに限られない。例えば、隠れ端末として他の車両１１の無線通信機２０の通信に与える影響を少なくすることができる送信電力を算出する装置と、当該装置によって算出された送信電力で電波を送信する無線通信機２０とを別々に構成してもよい。
【００６０】
隠れ端末として他の車両１１の無線通信機２０の通信に与える影響を少なくすることができる送信電力を算出する装置としては、例えば図９に示すように、入力情報受付部２００、入力情報保持部２０１、第１の衝突確率算出部２０２、領域算出部２０３、隠れ端末台数算出部２０４、第２の衝突確率算出部２０５、および送信電力決定部２０６を備える送信電力算出装置４０が考えられる。
【００６１】
図９に示す送信電力算出装置４０が備える各機能部は、下記に説明する点を除いて、図２において同一の符号が付された機能部と同様の機能を有するため、説明を省略する。入力情報受付部２００は、キーボードやマウス等の入力装置を介して、入力情報を受け付け、受け付けた入力情報を入力情報保持部２０１に保持させる。
【００６２】
送信電力決定部２０６は、許容パケット衝突確率Ｒthを入力情報保持部２０１から読み出し、第２の衝突確率算出部２０５によって算出された隠れ端末に起因するパケット衝突確率Ｒが、入力情報保持部２０１から読み出した許容パケット衝突確率Ｒth以下となるように、前述の計算式（１１）を満たす送信電力Ｐtを決定し、決定した送信電力Ｐtを示す情報を、モニタやプリンタ等の出力装置に出力する。
【００６３】
図９に例示した送信電力算出装置４０は、ユーザが、受信感度Ｐr、希望波対妨害波比β、車両密度ρ等の入力情報を、様々な値に変更しながら、最適な送信電力Ｐtを決めるためのシミュレータとして利用することができる。そして、無線通信機２０は、当該送信電力算出装置４０によって算出された送信電力で電波を送信する。この場合、無線通信機２０には、入力情報受付部２００、入力情報保持部２０１、第１の衝突確率算出部２０２、領域算出部２０３、隠れ端末台数算出部２０４、第２の衝突確率算出部２０５、および送信電力決定部２０６が設けられる必要はなく、送信電力算出装置４０によって算出された送信電力を記憶するメモリを無線通信機２０内に設け、無線通信部２０７は、当該メモリに記憶されている送信電力で電波を送信するように構成されてもよい。
【００６４】
このような送信電力算出装置４０は、例えば図１０に示すようなハードウェアにより構成される。送信電力算出装置４０は、ＣＰＵ４１、ＲＡＭ４２、ＲＯＭ４３、ＨＤＤ４４、入力インターフェイス４５、出力インターフェイス４６、およびメディアインターフェイス４７を備える。
【００６５】
ＣＰＵ４１は、ＲＯＭ４３またはＨＤＤ４４に格納されたプログラムに基づいて動作し、各部の制御を行う。ＲＯＭ４３は、送信電力算出装置４０の起動時にＣＰＵ４１によって実行されるブートプログラムや、送信電力算出装置４０のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。
【００６６】
ＨＤＤ４４は、ＣＰＵ４１によって実行されるプログラムおよび当該プログラムによって使用されるデータ等を格納する。ＣＰＵ４１は、入力インターフェイス４５を介してキーボードやマウス等の入力装置を制御し、入力インターフェイス４５を介して入力装置からデータを取得する。また、ＣＰＵ４１は、出力インターフェイス４６を介してディスプレイやプリンタ等の出力装置を制御し、生成したデータを、出力インターフェイス４６を介して出力装置へ出力する。
【００６７】
メディアインターフェイス４７は、記録媒体４８に格納されたプログラムまたはデータを読み取り、ＲＡＭ４２を介してＣＰＵ４１に提供する。ＣＰＵ４１は、当該プログラムを、メディアインターフェイス４７を介して記録媒体４８からＲＡＭ４２上にロードし、ロードしたプログラムを実行する。記録媒体４８は、例えばＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＰＤ（Phase change rewritable Disk）等の光学記録媒体、ＭＯ（Magneto-Optical disk）等の光磁気記録媒体、テープ媒体、磁気記録媒体、または半導体メモリ等である。
【００６８】
送信電力算出装置４０のＣＰＵ４１は、ＲＡＭ４２上にロードされたプログラムを実行することにより、入力情報受付部２００、第１の衝突確率算出部２０２、領域算出部２０３、隠れ端末台数算出部２０４、第２の衝突確率算出部２０５、および送信電力決定部２０６の各機能を実現する。また、ＲＯＭ４３またはＨＤＤ４４には、入力情報保持部２０１内のデータが格納される。
【００６９】
送信電力算出装置４０のＣＰＵ４１は、これらのプログラムを、記録媒体４８から読み取って実行するが、他の例として、他の装置から、通信回線を介してこれらのプログラムを取得してもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１０・・・車車間通信システム、１１・・・車両、２０・・・無線通信機、２００・・・入力情報受付部、２０１・・・入力情報保持部、２０２・・・第１の衝突確率算出部、２０３・・・領域算出部、２０４・・・隠れ端末台数算出部、２０５・・・第２の衝突確率算出部、２０６・・・送信電力決定部、２０７・・・無線通信部、２０８・・・受信データ処理部、２０９・・・送信データ処理部、２１０・・・アンテナ、３０・・・領域、４０・・・送信電力算出装置
【図１】
0005606964.tif 000034
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005606964.tif 000040
【図８】
0005606964.tif 000041
【図９】
0005606964.tif 000042
【図１０】
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