(57)【要約】【課題】ブロードキャスト送信を効率的に実行する技術を提供する。【解決手段】生成部３６は、制御信号につづいてデータ信号が配置されたパケット信号を生成する。生成部３６は、本無線装置が、固定して設置されているか、あるいは移動可能であるかを示した第１情報と、本無線装置が、第１期間を使用するか、あるいは第２期間を使用するかを示した第２情報とを含めるように制御信号を生成する。変復調部２４は、生成したパケット信号を報知する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレーム中の第１期間においてパケット信号を報知し、かつ固定して設置された第１種の無線装置、フレーム中の第１期間とは異なった第２期間においてパケット信号を報知し、かつ固定して設置された第２種の無線装置、フレーム中の第２期間においてパケット信号を報知し、かつ移動可能である第３種の無線装置のうちのいずれかに対応した無線装置であって、
制御信号につづいてデータ信号が配置されたパケット信号を生成する生成部と、
前記生成部において生成したパケット信号を報知する報知部とを備え、
前記生成部は、本無線装置が、固定して設置されているか、あるいは移動可能であるかを示した第１情報と、本無線装置が、第１期間を使用するか、あるいは第２期間を使用するかを示した第２情報とを含めるように制御信号を生成することを特徴とする無線装置。
【請求項２】
フレーム中の第１期間において非転送の情報が含まれたパケット信号を報知し、かつ固定して設置された第１種の無線装置、フレーム中の第１期間とは異なった第２期間において転送の情報が含まれたパケット信号を報知し、かつ固定して設置された第２種の無線装置、フレーム中の第２期間において転送の情報が含まれたパケット信号を報知し、かつ移動可能である第３種の無線装置のうちのいずれかに対応した無線装置であって、
制御信号につづいてデータ信号が配置されたパケット信号を生成する生成部と、
前記生成部において生成したパケット信号を報知する報知部とを備え、
前記生成部は、転送回数に関する第１情報を含めるように制御信号を生成し、本無線装置が、固定して設置されているか、あるいは移動可能であるかを示した第２情報を含めるようにデータ信号を生成することを特徴とする無線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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受信する無線装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２０２９１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【０００５】
一方、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。しかしながら、交差点などでは、車両数の増加、つまり端末装置数の増加がトラヒックを増加させることによって、パケット信号の衝突の増加が想定される。その結果、パケット信号に含まれたデータが他の端末装置へ伝送されなくなる。このような状態が、車車間通信において発生すれば、交差点の出会い頭の衝突事故を防止するという目的が達成されなくなる。さらに、車車間通信に加えて路車間通信が実行されれば、通信形態が多様になる。その際、路車間通信によってブロードキャスト送信されるデータ量もさまざまである。周波数の理由効率を向上させるために、効率的な通信が望まれる。
【０００６】
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、ブロードキャスト送信を効率的に実行する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、フレーム中の第１期間においてパケット信号を報知し、かつ固定して設置された第１種の無線装置、フレーム中の第１期間とは異なった第２期間においてパケット信号を報知し、かつ固定して設置された第２種の無線装置、フレーム中の第２期間においてパケット信号を報知し、かつ移動可能である第３種の無線装置のうちのいずれかに対応した無線装置であって、制御信号につづいてデータ信号が配置されたパケット信号を生成する生成部と、生成部において生成したパケット信号を報知する報知部とを備える。生成部は、本無線装置が、固定して設置されているか、あるいは移動可能であるかを示した第１情報と、本無線装置が、第１期間を使用するか、あるいは第２期間を使用するかを示した第２情報とを含めるように制御信号を生成する。
【０００８】
本発明の別の態様もまた、無線装置である。この装置は、フレーム中の第１期間において非転送の情報が含まれたパケット信号を報知し、かつ固定して設置された第１種の無線装置、フレーム中の第１期間とは異なった第２期間において転送の情報が含まれたパケット信号を報知し、かつ固定して設置された第２種の無線装置、フレーム中の第２期間において転送の情報が含まれたパケット信号を報知し、かつ移動可能である第３種の無線装置のうちのいずれかに対応した無線装置であって、制御信号につづいてデータ信号が配置されたパケット信号を生成する生成部と、生成部において生成したパケット信号を報知する報知部とを備える。生成部は、転送回数に関する第１情報を含めるように制御信号を生成し、本無線装置が、固定して設置されているか、あるいは移動可能であるかを示した第２情報を含めるようにデータ信号を生成する。
【０００９】
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。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ブロードキャスト送信を効率的に実行できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】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２】図１の制御用基地局装置の構成を示す図である。
【図３】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】図４（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のフォーマットを示す図である。
【図５】図１のＣＳＭＡ用基地局装置の構成を示す図である。
【図６】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】図６の端末装置における受信手順を示すフローチャートである。
【図８】本発明の変形例に係るパケット信号のフォーマットを示す図である。
【図９】本発明の別の変形例に係る通信システムの構成を示す図である。
【図１０】本発明の別の変形例に係る通信システムの別の構成を示す図である。
【図１１】本発明の別の変形例に係る制御用・ＣＳＭＡ用基地局装置の構成を示す図である。
【図１２】本発明の別の変形例に係る通信システムのさらに別の構成を示す図である。
【図１３】本発明の別の変形例に係る通信システムのさらに別の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。ここで、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。
【００１３】
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（以下、「車車送信期間」という）においてＣＳＭＡ方式にてパケット信号を送信する。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。つまり、端末装置が制御情報の内容を認識することによって、路車間通信と車車間通信との干渉が低減される。なお、基地局装置からの制御情報を受信できない端末装置、つまり基地局装置によって形成されたエリアの外に存在する端末装置は、フレームの構成に関係なくＣＳＭＡ方式にてパケット信号を送信する。
【００１４】
ここで、２種類の基地局装置を想定する。ひとつ目の基地局装置（以下、「制御用基地局装置」という）は、前述した機能を有した基地局装置である。一方、ふたつ目の基地局装置（以下、「ＣＳＭＡ用基地局装置」という）は、車車間通信を制御することよりも、路車間通信を不定期に実行することを目的とした基地局装置である。ＣＳＭＡ用基地局装置は、路車送信期間での定期的かつ優先的な報知を必要としない代わりに、通信量の柔軟な変更を必要とする。そのため、ＣＳＭＡ用基地局装置は、端末装置と同様に、車車通信期間においてＣＳＭＡ方式にてパケット信号を報知する。これにより、通信システム上のパケット信号の報知元として、制御用基地局装置、ＣＳＭＡ用基地局装置、端末装置が規定される。アプリケーションによってはこれらを識別することが望まれる。これに対応するために、本実施例は次の処理を実行する。
【００１５】
本実施例において、報知元の種別に関係なく共通のフォーマットを有した制御信号がパケット信号に含まれる。制御信号には、送信元の種別として、基地局装置であるか、あるいは端末装置であるかを示すための情報が含まれる。また、路車送信期間を使用しているか、あるいは車車送信期間を使用しているかを示すための情報も含まれる。受信側において、これらを組み合わせることによって、パケット信号の報知元が３種類の装置のいずれであるかが特定される。
【００１６】
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、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、ネットワーク２０２を含む。基地局装置１０は、制御用基地局装置１１０あるいはＣＳＭＡ用基地局装置１２０に対応する。ここでは、第１車両１２ａのみに示しているが、各車両１２には、端末装置１３０が搭載されている。また、エリア２１２が、基地局装置１０の周囲に形成され、エリア外２１４が、エリア２１２の外側に形成されている。
【００１７】
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。
【００１８】
通信システム１００において、基地局装置１０は、交差点に固定して設置される。基地局装置１０が、制御用基地局装置１１０である場合を説明する。制御用基地局装置１１０は、端末装置間の通信を制御する。制御用基地局装置１１０は、図示しないＧＰＳ衛星から受信した信号や、図示しない他の制御用基地局装置１１０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。制御用基地局装置１１０は、フレーム中の複数のサブフレームのうち、他の制御用基地局装置１１０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。制御用基地局装置１１０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。制御用基地局装置１１０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。
【００１９】
パケット信号に含まれるべきデータとして、複数種類のデータが想定される。ひとつが、渋滞情報や工事情報等のデータであり、別のひとつが、路車送信期間が設定されたタイミングに関する情報やフレームに関する情報である。特に、後者は制御情報に相当するが、これは、本制御用基地局装置１１０において生成されているので、非転送の情報であるといえる。また、前者は、ネットワーク２０２から取得される。
【００２０】
端末装置１３０は、前述のごとく、車両１２に搭載されているので、移動可能である。端末装置１３０は、制御用基地局装置１１０からのパケット信号を受信すると、パケット信号に含まれた制御情報、特に路車送信期間が設定されたタイミングに関する情報やフレームに関する情報をもとに、フレームを生成する。その結果、複数の端末装置１３０のそれぞれにおいて生成されるフレームは、制御用基地局装置１１０において生成されるフレームに同期する。端末装置１３０は、車車送信期間においてパケット信号を報知する。車車送信期間の説明は後述するが、これは、フレーム中の路車送信期間とは異なった期間であるといえる。ここで、車車送信期間においてＣＳＭＡ／ＣＡが実行される。
【００２１】
端末装置１３０は、データを取得し、データをパケット信号に格納する。データには、例えば、存在位置に関する情報が含まれる。また、端末装置１３０は、制御用基地局装置１１０から受信した制御情報もパケット信号に格納する。つまり、制御用基地局装置１１０から送信された制御情報は、端末装置１３０によって転送される。一方、端末装置１３０は、エリア外２１４に存在していると推定した場合、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。
【００２２】
次に、基地局装置１０が、ＣＳＭＡ用基地局装置１２０である場合を説明する。ＣＳＭＡ用基地局装置１２０は、フレームを自ら生成せず、端末装置１３０と同様に、制御用基地局装置１１０によって生成されたフレームに同期する。また、ＣＳＭＡ用基地局装置１２０は、端末装置１３０と同様に、車車送信期間においてパケット信号を報知する。ＣＳＭＡ用基地局装置１２０が、パケット信号に含めるべきデータは、例えば、ネットワーク２０２から取得される。しかしながら、これは、制御用基地局装置１１０がパケット信号に含めるべきデータよりも大きいサイズのデータである。また、ＣＳＭＡ用基地局装置１２０は、制御用基地局装置１１０から受信した制御情報を転送するために、これもパケット信号に格納する。なお、以下の説明において、基地局装置１０が、制御用基地局装置１１０とＣＳＭＡ用基地局装置１２０を総称することもあれば、制御用基地局装置１１０とＣＳＭＡ用基地局装置１２０との一方を示すこともある。
【００２３】
図２は、制御用基地局装置１１０の構成を示す。制御用基地局装置１１０は、アンテナ２０、ＲＦ部２２、変復調部２４、処理部２６、制御部２８、ネットワーク通信部３０を含む。また、処理部２６は、フレーム規定部３２、選択部３４、生成部３６を含む。
【００２４】
ＲＦ部２２は、受信処理として、図示しない端末装置１３０や他の基地局装置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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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、他の制御用基地局装置１１０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。Ｎは、８以外であってもよい。図３（ｂ）−（ｄ）の説明は、後述し、図２に戻る。
【００２８】
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、図示しない他の基地局装置１０あるいは端末装置１３０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、他の基地局装置１０、特に他の制御用基地局装置１１０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、他の制御用基地局装置１１０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。
【００２９】
図３（ｂ）は、第１制御用基地局装置１１０ａによって生成されるフレームの構成を示す。第１制御用基地局装置１１０ａ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１制御用基地局装置１１０ａは、第１サブフレームにおいて路車送信期間に続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１３０がパケット信号を報知可能な期間である。つまり、第１制御用基地局装置１１０ａは、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１３０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１制御用基地局装置１１０ａ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。
【００３０】
図３（ｃ）は、第２制御用基地局装置１１０ｂによって生成されるフレームの構成を示す。第２制御用基地局装置１１０ｂ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２制御用基地局装置１１０ｂ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３制御用基地局装置１１０ｃによって生成されるフレームの構成を示す。第３制御用基地局装置１１０ｃ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３制御用基地局装置１１０ｃ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、複数の制御用基地局装置１１０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。
【００３１】
生成部３６は、選択部３４から、サブフレームの番号を受けつける。生成部３６は、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パケット信号とを生成する。なお、路車送信期間において、報知すべき複数のパケット信号が生成されてもよい。図４（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のフォーマットを示す。図４（ａ）は、物理フレームのフォーマットを示す。物理フレームは、先頭から順に、「ＰＬＣＰプリアンブル」、「シグナル」、「サービス」、「ＭＡＣヘッダ」、「ＲＳＵコントロールヘッダ」、「ペイロード」、「ＦＣＳ」、「テールビット」を配置する。
【００３２】
「ＰＬＣＰプリアンブル」は、物理レイヤにおいて規定されている既知信号であり、「シグナル」は、物理レイヤにおいて規定されている制御信号であり、「ＭＡＣヘッダ」は、ＭＡＣレイヤにおいて規定されている制御信号である。「ＲＳＵコントロールヘッダ」は、路車間通信および車車間通信において共通に使用される制御信号であり、詳細は後述する。「ペイロード」は、データ信号である。そのため、パケット信号には、制御信号につづいてデータ信号が配置されているといえる。また、生成部３６は、ネットワーク通信部３０から、渋滞情報や工事情報等のデータを受けつけた場合、それらをデータペイロードに含める。ここで、ネットワーク通信部３０は、図示しないネットワーク２０２に接続される。
【００３３】
図４（ｂ）は、生成部３６によって生成されるＲＳＵコントロールヘッダの構成を示す図である。ＲＳＵコントロールヘッダには、「プロトコルバージョン」、「送信ノード種別」、「転送回数／再利用回数」、「リザーブ」、「ＴＳＦタイマ」、「ＲＳＵ送信期間長」、「使用期間情報」、「リザーブ」が配置される。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、送信ノードの種別を示す。送信ノードの種別として、基地局装置１０、端末装置１３０が規定されている。これは、送信ノードが、固定して設置されているか、あるいは移動可能であるかを示しているといえる。制御用基地局装置１１０の場合、送信ノード種別は、基地局装置１０になる。
【００３４】
転送回数／再利用回数は、ＲＳＵコントロールヘッダが端末装置１３０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。使用期間情報は、パケット信号を送信する際に、路車送信期間を使用するか、あるいは車車送信期間を使用するかを示す。制御用基地局装置１１０の場合、使用期間情報は、路車送信期間になる。図２に戻る。処理部２６は、変復調部２４、ＲＦ部２２に対して、路車送信期間においてパケット信号をブロードキャスト送信させる。制御部２８は、制御用基地局装置１１０全体の処理を制御する。
【００３５】
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、ハードウエアとソフトウエア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。
【００３６】
図５は、ＣＳＭＡ用基地局装置１２０の構成を示す。ＣＳＭＡ用基地局装置１２０は、アンテナ４０、ＲＦ部４２、変復調部４４、処理部４６、制御部４８、ネットワーク通信部５０を含む。また、処理部４６は、タイミング特定部５２、転送決定部５４、生成部５６を含み、タイミング特定部５２は、抽出部５８、キャリアセンス部６０を含む。これは、図１に示された基地局装置１０がＣＳＭＡ用基地局装置１２０である場合に相当する。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。
【００３７】
変復調部４４、処理部４６は、図示しない端末装置１３０や他の基地局装置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、制御用基地局装置１１０からのパケット信号を受信する。また、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端末装置１３０や他のＣＳＭＡ用基地局装置１２０からのパケット信号を受信する。
【００３８】
抽出部５８は、変復調部４４からの復調結果が、図示しない制御用基地局装置１１０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。具体的に説明すると、抽出部５８は、ＲＳＵコントロールヘッダのうち、送信ノード種別と使用期間情報とをもとに、制御用基地局装置１１０からのパケット信号であるかを判定する。ここで、送信ノード種別が基地局装置１０を示し、かつ使用期間情報が路車送信期間を示している場合に、抽出部５８は、パケット信号の報知元が制御用基地局装置１１０であると決定する。また、抽出部５８は、サブフレームのタイミングと、パケット信号のＲＳＵコントロールヘッダにおけるＲＳＵ送信期間長の内容をもとに、フレームを生成する。その結果、抽出部５８は、制御用基地局装置１１０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。パケット信号の報知元が、他のＣＳＭＡ用基地局装置１２０や端末装置１３０である場合、抽出部５８は、同期したフレームの生成処理を省略する。
【００３９】
抽出部５８は、使用されている路車送信期間を特定した後、残りの車車送信期間を特定する。抽出部５８は、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６０へ出力する。一方、抽出部５８は、制御用基地局装置１１０からのパケット信号を受けつけていない場合、つまり制御用基地局装置１１０に同期したフレームを生成していない場合、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５８は、フレームの構成と無関係のタイミングを選択すると、フレームの構成に関係のないキャリアセンスの実行をキャリアセンス部６０に指示する。
【００４０】
キャリアセンス部６０は、抽出部５８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６０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６０は、干渉電力をもとに、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６０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６０は、送信タイミングを決定する。キャリアセンス部６０は、抽出部５８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６０は、決定した送信タイミングを生成部５６へ通知する。
【００４１】
転送決定部５４は、ＲＳＵコントロールヘッダの転送を制御する。転送決定部５４は、パケット信号からＲＳＵコントロールヘッダを抽出する。パケット信号が制御用基地局装置１１０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、パケット信号が端末装置１３０や他のＣＳＭＡ用基地局装置１２０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５４は、抽出したＲＳＵコントロールヘッダから、転送すべきＲＳＵコントロールヘッダを選択する。ここでは、例えば、再利用回数が最も小さいＲＳＵコントロールヘッダが選択される。また、転送決定部５４は、複数のＲＳＵコントロールヘッダに含まれた内容を合成することによって新たなＲＳＵコントロールヘッダを生成してもよい。転送決定部５４は、選択対象のＲＳＵコントロールヘッダを生成部５６へ出力する。その際、転送決定部５４は、再利用回数を「１」増加させる。
【００４２】
ネットワーク通信部５０は、図２のネットワーク通信部３０と同様に、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５０は、ネットワーク２０２を介して所定の情報を受けつける。ネットワーク通信部５０は、所定の情報を生成部５６に出力する。生成部５６は、ネットワーク通信部５０から所定の情報を受けつけるとともに、転送決定部５４からＲＳＵコントロールヘッダを受けつける。なお、所定の情報は、不定期的に発生する情報であり、例えば、画像情報、映像情報、またはこれらを含むエンタテインメント系情報である。このような情報は、車両１２の走行に関係していなくてもよい。生成部５６は、図４（ａ）−（ｂ）に示された物理フレームを使用し、所定の情報をペイロードに格納する。ここで、生成部５６は、送信ノード種別を基地局装置１０に設定するとともに、使用期間情報を車車送信期間に設定する。生成部５６は、物理フレームの構成を有したパケット信号を生成するとともに、キャリアセンス部６０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。制御部４８は、ＣＳＭＡ用基地局装置１２０全体の動作を制御する。
【００４３】
図６は、車両１２に搭載された端末装置１３０の構成を示す。端末装置１３０は、アンテナ７０、ＲＦ部７２、変復調部７４、処理部７６、制御部７８を含む。処理部７６は、タイミング特定部８０、転送決定部８２、取得部８４、生成部８６、通知部８８を含み、タイミング特定部８０は、抽出部９０、キャリアセンス部９２を含む。アンテナ７０、ＲＦ部７２、変復調部７４、タイミング特定部８０、転送決定部８２は、図５のアンテナ４０、ＲＦ部４２、変復調部４４、タイミング特定部５２、転送決定部５４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。
【００４４】
取得部８４は、図示しないＧＰＳ受信機、ジャイロスコープ、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、図示しない車両１２、つまり端末装置１３０が搭載された車両１２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８４は、位置情報を生成部８６へ出力する。
【００４５】
生成部８６は、取得部８４から位置情報を受けつけ、転送決定部８２からＲＳＵコントロールヘッダを受けつける。生成部８６は、図４（ａ）−（ｂ）に示された物理フレームを使用し、位置情報をペイロードに格納する。さらに、生成部８６は、送信ノード種別を端末装置１３０に設定するとともに、使用期間情報を車車送信期間に設定する。生成部８６は、物理フレームの構成を有したパケット信号を生成するとともに、キャリアセンス部９２において決定した送信タイミングにて、変復調部７４、ＲＦ部７２、アンテナ７０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。
【００４６】
通知部８８は、路車送信期間において、図示しない制御用基地局装置１１０からのパケット信号を取得するとともに、車車送信期間において、図示しないＣＳＭＡ用基地局装置１２０や他の端末装置１３０からのパケット信号を取得する。通知部８８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。制御部７８は、端末装置１３０全体の動作を制御する。
【００４７】
以上の構成による通信システム１００の動作を説明する。図７は、端末装置１３０における受信手順を示すフローチャートである。送信ノード種別が基地局装置１０を示し（Ｓ１０のＹ）、路車送信期間を使用していれば（Ｓ１２のＹ）、抽出部９０は、タイミング同期を実行する（Ｓ１４）。送信ノード種別が基地局装置１０を示していない場合（Ｓ１０のＮ）、あるいは路車送信期間を使用していない場合（Ｓ１２のＮ）、ステップ１４はスキップされる。通知部８８は、パケット信号に含まれた情報を抽出し（Ｓ１６）、これを通知する（Ｓ１８）。
【００４８】
次に、本発明の変形例を説明する。変形例も実施例と同様に、制御用基地局装置１１０、ＣＳＭＡ用基地局装置１２０、端末装置１３０が含まれた通信システム１００に関する。変形例では、報知元の種別を通知するための物理フレームのフォーマットが実施例と異なる。変形例に係る通信システム１００、制御用基地局装置１１０、ＣＳＭＡ用基地局装置１２０、端末装置１３０は、図１、図２、図５、図６と同様のタイプである。ここでは差異を中心に説明する。
【００４９】
図８は、本発明の変形例に係るパケット信号のフォーマットを示す。ＲＳＵコントロールヘッダには、「プロトコルバージョン」、「転送回数／再利用回数」、「リザーブ」、「ＴＳＦタイマ」、「ＲＳＵ送信期間長」、「リザーブ」が配置され、ペイロードには、「送信ノード種別」が含まれる。「転送回数／再利用回数」は、制御用基地局装置１１０から直接送信される場合に「０」に設定され、ＣＳＭＡ用基地局装置１２０や端末装置１３０から送信される場合に、「１以上」の値に設定される。前者は、生成部３６での処理に相当し、後者は、生成部５６や生成部８６での処理に相当する。送信ノード種別は、送信ノードの種別を示す。これは、実施例と同様である。そのため、処理部２６は、送信ノードが、固定して設置されているか、あるいは移動可能であるかを示した送信ノード種別をペイロードに含める。
【００５０】
次に、本発明の別の変形例を説明する。別の変形例も、これまでと同様に、制御用基地局装置１１０、ＣＳＭＡ用基地局装置１２０、端末装置１３０が含まれた通信システム１００に関する。別の変形例では、制御用基地局装置１１０とＣＳＭＡ用基地局装置１２０の設置について説明する。変形例に係る制御用基地局装置１１０、ＣＳＭＡ用基地局装置１２０、端末装置１３０は、図２、図５、図６と同様のタイプである。ここでは差異を中心に説明する。
【００５１】
図９は、本発明の別の変形例に係る通信システム１００の構成を示す。図９では、左右の方向に道路が示されており、一例として５つの交差点が並んで配置されている。左端の交差点から右端の交差点に向かって、各交差点に対して、第１制御用基地局装置１１０ａ、第１ＣＳＭＡ用基地局装置１２０ａ、第２制御用基地局装置１１０ｂ、第２ＣＳＭＡ用基地局装置１２０ｂ、第３制御用基地局装置１１０ｃが順に設置されている。つまり、ひとつの交差点に、制御用基地局装置１１０とＣＳＭＡ用基地局装置１２０のうちの一方が設置されている。
【００５２】
また、制御用基地局装置１１０が、隣接した交差点の一方に設置され、ＣＳＭＡ用基地局装置１２０が、隣接した交差点の他方に設置される。ここで、隣接した交差点とは、基地局装置１０が設置された交差点のみを対象としてもよい。つまり、３つの交差点が並んでおり、中央の交差点に基地局装置１０が設置されていない場合、両端の交差点に、制御用基地局装置１１０とＣＳＭＡ用基地局装置１２０とがそれぞれ設置されることも隣接に含まれる。また、所定の範囲の領域内において、制御用基地局装置１１０の数とＣＳＭＡ用基地局装置１２０の数とが近くなるような設置がなされる。
【００５３】
図１０は、本発明の別の変形例に係る通信システム１００の別の構成を示す。左端の交差点には、第１制御用基地局装置１１０ａと第１ＣＳＭＡ用基地局装置１２０ａが設置される。また、他の交差点に対しても同様に、制御用基地局装置１１０とＣＳＭＡ用基地局装置１２０とが、ひとつの交差点に設置される。
【００５４】
図１１は、本発明の別の変形例に係る制御用・ＣＳＭＡ用基地局装置１４０の構成を示す。制御用・ＣＳＭＡ用基地局装置１４０は、アンテナ１５０、ＲＦ部１５２、処理部１５６、制御部１５８を含み、処理部１５６は、制御用処理部１６２、ＣＳＭＡ用処理部１６４、設定部１６６を含む。アンテナ１５０、ＲＦ部１５２、変復調部１５４、ネットワーク通信部１６０は、図２のアンテナ２０、ＲＦ部２２、変復調部２４、ネットワーク通信部３０と同様の処理を実行する。また、制御用処理部１６２は、図２の処理部２６と同様の処理を実行し、ＣＳＭＡ用処理部１６４は、図５の処理部４６と同様の処理を実行する。
【００５５】
制御用・ＣＳＭＡ用基地局装置１４０は、各交差点に配置されるとともに、制御用基地局装置１１０の機能とＣＳＭＡ用基地局装置１２０の機能を備える。また、これらの機能の切替は、設定部１６６によってなされる。事業者は、制御用・ＣＳＭＡ用基地局装置１４０を交差点に設置する際に、いずれかの機能だけを動作させるように、設定部１６６に設定を入力する。設定部１６６は、入力された設定をもとに、制御用処理部１６２あるいはＣＳＭＡ用処理部１６４を動作させる。
【００５６】
これとは別に、設定部１６６は、所定の頻度で制御用処理部１６２とＣＳＭＡ用処理部１６４との動作を切りかえてもよい。設定部１６６は、例えば、昼間に制御用処理部１６２を動作させ、夜間にＣＳＭＡ用処理部１６４を動作させる。そのため、時間分割ではあるが、ひとつの交差点に制御用基地局装置１１０とＣＳＭＡ用基地局装置１２０とが設置されることになる。
【００５７】
図１２は、本発明の別の変形例に係る通信システム１００のさらに別の構成を示す。通信システム１００は、制御用基地局装置使用領域１７０、ＣＳＭＡ用基地局装置使用領域１８０を含む。これらは、１平方キロメートルのような面積を有した領域である。なお、領域の面積は、１平方キロメートルに限定されない。制御用基地局装置使用領域１７０には、図示しない複数の交差点が含まれ、ＣＳＭＡ用基地局装置使用領域１８０にも、図示しない複数の交差点が含まれる。制御用基地局装置使用領域１７０に含まれた交差点には、制御用基地局装置１１０のみが設置され、ＣＳＭＡ用基地局装置１２０が設置されない。一方、ＣＳＭＡ用基地局装置使用領域１８０に含まれた交差点には、ＣＳＭＡ用基地局装置１２０のみが配置され、制御用基地局装置１１０が配置されない。
【００５８】
つまり、制御用基地局装置使用領域１７０における連続した複数の交差点のそれぞれに、制御用基地局装置１１０が配置されるとともに、制御用基地局装置使用領域１７０とは重複せずに規定されているＣＳＭＡ用基地局装置使用領域１８０における連続した複数の交差点のそれぞれに、ＣＳＭＡ用基地局装置１２０が配置される。そのため、これらの領域では、制御用基地局装置１１０とＣＳＭＡ用基地局装置１２０のうちの一方が、複数の交差点において共通して設置される。
【００５９】
図１３は、本発明の別の変形例に係る通信システム１００のさらに別の構成を示す。通信システム１００では、領域１９０と総称される第１領域１９０ａ、第２領域１９０ｂが互いに重複しないように規定されている。第１領域１９０ａ内に、第１制御用基地局装置１１０ａ、第２制御用基地局装置１１０ｂ、第３制御用基地局装置１１０ｃ、第４制御用基地局装置１１０ｄ、第１ＣＳＭＡ用基地局装置１２０ａが設置される。また、第２領域１９０ｂ内に、第２ＣＳＭＡ用基地局装置１２０ｂ、第３ＣＳＭＡ用基地局装置１２０ｃ、第５制御用基地局装置１１０ｅ、第６制御用基地局装置１１０ｆ、第７制御用基地局装置１１０ｇが設置される。
【００６０】
領域１９０は、県、市、警察署管轄などの領域である。図１３は、各領域１９０の図示しない交差点に、制御用基地局装置１１０やＣＳＭＡ用基地局装置１２０が設置されていることを示す。なお、ここでは、図を簡潔に示すために、制御用基地局装置１１０やＣＳＭＡ用基地局装置１２０の総数が「５」であるとしているが、実際はそれよりも多い。このように、各領域１９０において、制御用基地局装置１１０とＣＳＭＡ用基地局装置１２０は混在している。
【００６１】
ここでは、制御用基地局装置１１０とＣＳＭＡ用基地局装置１２０との設置比率（以下、単に「設置比率」という）を説明する。ここで、第１領域１９０ａ内における設置比率は、８０％：２０％になっている。一方、第２領域１９２内における設置比率は、６０％：４０％になっている。そのため、設置比率は、領域１９０ごとに異なっているが、いずれの領域１９０であっても、制御用基地局装置１１０の方が高い。
【００６２】
このような設置比率のうち、ＣＳＭＡ用基地局装置１２０の値に着目すると、第１領域１９０ａでは２０％になっており、第２領域１９０ｂでは４０％になっている。ここで、第１領域１９０ａの人口密度よりも第２領域１９０ｂの人口密度の方が高いとする。つまり、設置比率におけるＣＳＭＡ用基地局装置１２０の値は、異なる領域１９０同士を比較すると、人口密度の高い地域の方が高くなるように設計される。
【００６３】
本発明の実施例によれば、ＲＳＵコントロールヘッダ内に、送信ノード種別、使用期間情報を含めることができるので、パケット信号の報知元が３種類の装置のいずれに対応するかを区別できる。また、パケット信号の報知元が３種類の装置のいずれに対応するかが区別することができるので、装置の種類に応じた処理を実行できる。また、パケット信号の報知元が制御用基地局装置であることを特定できるので、その場合にタイミング同期を実行できる。また、パケット信号の報知元となる装置の種類にかかわらず、ＲＳＵコントロールヘッダのフォーマットを共通にすることができるので、処理を簡易化できる。また、ＲＳＵコントロールヘッダに転送回数に関する情報を挿入し、ペイロードに対して送信ノード種別を挿入することができるので、パケット信号の報知元が３種類の装置のいずれに対応するかを区別できる。また、送信ノード種別をペイロードに挿入できるので、必要に応じて情報を拡張できる。
【００６４】
また、制御用基地局装置だけではなく、ＣＳＭＡ用基地局装置を設けることができるので、必要に応じて報知可能なパケット信号にて不定期的に発生する情報を通知することができ、情報を効率的に報知できる。また、ＣＳＭＡ用基地局装置では、路車送信期間を使用せずに、車車送信期間を使用することができるので、定期的にパケット信号を報知することを不要にできる。また、定期的にパケット信号を報知することを不要にできるので、周波数の利用効率を向上できる。また、定期的に発生する情報を制御用基地局装置から報知し、非定期的に発生する情報をＣＳＭＡ用基地局装置から報知するように制御することができるので、フレキシブルなサービスを提供できる。また、重要性の低い情報をＣＳＭＡ用基地局装置から報知することができるので、帯域を占有することを回避できる。また、帯域を占有することを回避できるので、周波数の利用効率を向上できる。また、重要性の高い情報を制御用基地局装置から報知することができるので、伝送の確実性を向上できる。
【００６５】
また、ひとつの交差点において、制御用基地局装置とＣＳＭＡ用基地局装置とのいずれかを設置することができるので、複数の交差点に基地局を設置する場合においても設置コストを抑制できる。また、ひとつの交差点において、制御用基地局装置とＣＳＭＡ用基地局装置とのいずれかを設置することができるので、報知を効率的に実行できる。また、制御用基地局装置とＣＳＭＡ用基地局装置とを隣接した交差点にそれぞれ設置させることができるので、制御用基地局装置にて生成したフレームに同期するように、ＣＳＭＡ用基地局装置を動作させることができる。また、制御用基地局装置にて生成したフレームに同期するように、ＣＳＭＡ用基地局装置が動作されることができるので、パケット信号の衝突確率を低減できる。
【００６６】
また、ひとつの交差点において、制御用基地局装置とＣＳＭＡ用基地局装置の双方を設置することができるので、制御用基地局装置とＣＳＭＡ用基地局装置のそれぞれからの情報を端末装置により確実に伝送できる。また、制御用基地局装置の機能とＣＳＭＡ用基地局装置の機能とをひとつの基地局装置に集約することができるので、いずれかの機能を柔軟に実現できる。また、所定の領域内に、制御用基地局装置とＣＳＭＡ用基地局装置との一方のみを設置することができるので、複数の基地局装置における処理を共通化できる。
【００６７】
また、領域ごとに任意の設置比率が設定されるが、設置比率において制御用基地局装置の方をＣＳＭＡ用基地局装置の方よりも大きくするので、安全性や安心感を向上できる。また、ＣＳＭＡ用基地局装置からは映像等のエンタテイメント系の情報を報知可能であるが、人口密度の高い領域ほど、ＣＳＭＡ用基地局装置の設置比率を高めるので、ユーザの需要量に即して満足度を提供できる。
【００６８】
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。
【符号の説明】
【００６９】
１０  基地局装置、  １２  車両、  ２０  アンテナ、  ２２  ＲＦ部、  ２４  変復調部、  ２６  処理部、  ２８  制御部、  ３０  ネットワーク通信部、  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  ネットワーク通信部、  ５２  タイミング特定部、  ５４  転送決定部、  ５６  生成部、  ５８  抽出部、  ６０  キャリアセンス部、  ７０  アンテナ、  ７２  ＲＦ部、  ７４  変復調部、  ７６  処理部、  ７８  制御部、  ８０  タイミング特定部、  ８２  転送決定部、  ８４  取得部、  ８６  生成部、  ８８  通知部、  ９０  抽出部、  ９２  キャリアセンス部、  １００  通信システム、  １１０  制御用基地局装置、  １２０  ＣＳＭＡ用基地局装置、  １３０  端末装置。
【図１】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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