(57)【要約】【課題】車車間通信において電波の利用を集中的に管理できる技術を提供する。【解決手段】車載通信装置同士が無線通信を行う車車間通信システムであって、所定の制御チャネルを利用して車車間通信を許可または禁止を通知する電波管理通知を送信する電波管理手段を有しており、前記車載通信装置は、前記制御チャネルにおける電波管理手段からの電波管理通知を受信する受信手段と、受信した電波管理通知に従って車車間通信の動作を決定する制御手段と、を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車載通信装置同士が無線通信を行う車車間通信システムであって、
所定の制御チャネルを利用して、車車間通信の許可または禁止を通知する電波管理通知を送信する電波管理手段を有しており、
前記車載通信装置は、前記制御チャネルにおける電波管理手段からの電波管理通知を受信する受信手段と、受信した電波管理通知に従って車車間通信の動作を決定する制御手段と、を有する
ことを特徴とする車車間通信システム。
【請求項２】
前記電波管理手段は固定基地局であり、前記電波管理通知の通信距離は、車車間通信の通信距離よりも大きい
ことを特徴とする請求項１に記載の車車間通信システム。
【請求項３】
前記電波管理手段は、車両に搭載された無線通信装置である
ことを特徴とする請求項１に記載の車車間通信システム。
【請求項４】
前記電波管理通知には、車車間通信で利用すべき送信電力または送信頻度も含まれる
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車車間通信システム。
【請求項５】
前記車載通信装置は、複数のチャネルを利用して車車間通信を行うものであり、
前記電波管理手段は、前記複数のチャネルそれぞれについて個別に電波管理通知を送信する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の車車間通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車車間通信システムに関し、特に車車間通信における電波管理に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両やドライバへの情報提供や車両間の情報交換により、交通事故を低減する車車間通信システムが提案されている。車車間通信システムがどのような無線免許形態で運用されるかはまだ確定していないが、免許による管理が必要となった場合には、電波の利用を一斉に停止したり送信電力を一斉に低減したりといった電波の集中的な電波管理が免許人に要求される。また、免許による管理が不要となった場合であっても、このような車車間通信システムは公共の電波を使うシステムであるため、電波管理が必要となる。
【０００３】
携帯電話のような通信システムは基地局による集中制御を行っており、基地局と端末の通信に制御チャネルを使って電波管理や通信の管理を行っている（特許文献１，２）。しかしながら、従来提案されている車車間通信システムは自律分散型の通信システムであり、電波の集中管理ができない。たとえば、自システム内の混信や隣接システムへの干渉を検知したり、その影響を低減したりすることができない。また、緊急時において、システムを停止することもできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−９２５６５号公報
【特許文献２】特開２００５−１３０４６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記の問題点を考慮してなされたものであり、その目的は、車車間通信システムにおいて集中的に電波を管理でき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】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明では、以下の手段または処理によって車車間通信を行う。
【０００７】
本発明に係る車車間通信システムは、車載通信装置が無線通信を行うシステムであって、所定の制御チャネルを利用して、車車間通信を許可または禁止を通知する電波管理通知を送信する電波管理手段を有しており、前記車載通信装置は、前記制御チャネルにおける電波管理手段からの電波管理通知を受信する受信手段と、受信した電波管理通知に従って車車間通信の動作を決定する制御手段と、を有する。制御チャネルは、電波管理通知を送信するための専用のチャネルとすることが好ましい。
【０００８】
このように、電波管理手段が制御チャネルを介して電波管理通知を送信し、車載無線装置が、この電波管理通知に従った動作を行うことで、車車間通信システムにおいても電波管理手段からの通知によって電波の利用停止を行うことが可能となる。
【０００９】
本発明において、電波管理手段を固定の基地局として、電波管理通知の通信距離を車車間通信の通信距離よりも大きくすることが好ましい。電波管理通知の通信距離を大きくするためには、電波管理手段の送信電力を大きくする、送信アンテナを高い位置に設置する、干渉に強い変調方式を用いる、などの手法を採用すればよい。
【００１０】
このように電波管理通知の通信範囲を大きくすることで広い範囲にわたって電波の集中的な管理が可能となる。
【００１１】
また、本発明において、電波管理手段が車両に搭載された無線通信装置であることも好ましい。この場合の電波管理通知の通信距離は特に限定されず、車車間通信の通信距離と同程度であっても、それより大きくても小さくても構わない。
【００１２】
このように電波管理手段を移動可能とすることで、固定の基地局を設置していない場所であっても、車車間通信システムの電波を集中的に管理できるようになる。また、必要に応じて必要な範囲の電波を管理できるようになる。
【００１３】
また、本発明において、電波管理通知には、車車間通信で利用すべき送信電力や送信頻度も含まれることが好ましい。このようにすることで、単に電波の利用を禁止・許可するだけでなく、たとえば渋滞時に無線通信の干渉や輻輳を避けるために送信電力を下げたり送信頻度を下げたりといった、細やかな電波管理が可能となる。
【００１４】
また、本発明において、車載通信装置は、複数のチャネルを利用して車車間通信を行うものであり、電波管理手段は複数のチャネルのそれぞれについて個別に電波管理通知を送信しても良い。このようにすることで、個々のチャネルごとに電波管理が可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、車車間通信システムにおいて集中的に電波を管理できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１〜第３実施形態に係る車車間通信システムの概要を示す図である。
【図２】第１〜第３実施形態に係る車車間通信システムにおける車載通信装置の機能構成を示すブロック図である。
【図３】第１〜第３実施形態に係る車車間通信システムにおける車載通信装置の動作を表すフローチャートである。
【図４】第２の実施形態に係る車車間通信システムにおける周波数帯の分け方の例を示す図である。
【図５】第３の実施形態に係る車車間通信システムの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。
【００１８】
（第１の実施形態）
まず、本実施形態に係る車車間通信システムの概要を図１を参照しながら説明する。本実施形態における車車間通信システムでは、各車両（車載通信装置）は定期的に、周囲の車両に対して車両情報を送信する。この車両情報には、自車両の位置、走行方向、走行速度などが含まれる。したがって、システム内のそれぞれの車両は、周囲に存在する車両の位置やその走行速度などの情報を取得することができる。そして、たとえば、自車両と他車両との位置関係や相対速度などから、自車両が危険な状況か否かを判断できる。危険な状況では、ドライバに警告を発したり、運転に介入したりすることで安全運転が実現できる。
【００１９】
各車両は、７１５〜７２５ＭＨｚの周波数帯域を利用して、基本的にＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）方式に従って自律分散的に、つまりチャネル設定などについての事前の調整無く、車両間で通信を行う。車車間通信
の通信距離は、おおよそ１００〜数１００メートルである。
【００２０】
本実施形態に係る車車間通信システムにおいては、システム内の電波の利用を集中的に管理するために、電波管理通知を送信する電波塔（基地局）１０が設置される。電波塔１０が本発明における電波管理手段に相当する。電波塔１０は、システム内での車車間通信の禁止や許可、あるいは通信に利用する送信電力や送信間隔などを電波管理通知として制御チャネル上で送信する。制御チャネルは、車車間通信で用いる７１５〜７２５ＭＨｚ帯の一部であることが好ましいが、これに限る必要はない。制御チャネルは、たとえば、既存の通信メディアであるＦＭラジオ、ＡＭラジオなどによって実現しても構わない。また、電波塔１０が利用する通信方式は特に限定しないが、電波管理通知の通信距離が数キロメートル、すなわち、車車間通信の通信距離よりも大きくなるようにすることが好ましい。そのために、電波塔１０の送信電力を大きくしたり、電波塔１０の高さを高くする必要がある。
【００２１】
電波塔１０からの電波管理通知を受信した各車両は、受信した電波管理通知にしたがって、車車間通信を行う。たとえば、車車間通信を禁止する電波管理通知を受信した場合は、通信を行わない。また、車車間通信に用いる送信電力を指定された場合には、指定された送信電力で通信を実施する。
【００２２】
本実施形態における車載通信装置の構成を、図２を参照して説明する。車載通信装置は、アンテナ１、受信部２、送信部３、通信制御部４を備える。受信部２はアンテナ１を介して他車両および電波塔１０からの通信を受信する。電波塔１０が電波管理通知を送信する制御チャネルが車車間通信の周波数帯と同じであれば、アンテナ１および受信部２は車車間通信と電波管理制御の両方で共用できる。ただし、必要に応じて、アンテナや受信部を制御チャネル専用に別途設けても構わない。送信部３はアンテナ１を介して周囲の車両に対して車両情報を送信する。送信部３は定期的に（一定周期で）車両情報の送信を行う。本システムにおける各車両は、無線通信方式としてＣＳＭＡ方式を採用している。ＣＳＭＡ方式では、パケットの送信に先立ってキャリアセンスを行い、通信路が空いていることが確認できてからパケットの送信が行われる。
【００２３】
車両間でやりとりされる情報は、たとえば、車両ＩＤ、車両の位置、走行方向、走行速度などが含まれる。車両間でやりとりされる情報を取得するための構成は図示していないが、当業者であればどのようにしてこのような情報を取得できるか容易に理解できるであろう。たとえば、車両の位置および走行方向はＧＰＳ装置によって取得可能である。走行速度は車速センサによって取得可能である。また、他車両から受信した車両情報は上述したように安全運転などのために用いられるが、このための構成も当業者であれば容易に理解できるのでここでの説明は省略する。
【００２４】
通信制御部４は、電波塔１０から制御チャネルを介して送信される電波管理通知に従って、車車間通信を実施する。上述したように、車載通信装置は、定期的に（たとえば、１００ミリ秒周期）車両情報を送信するが、車車間通信を禁止する電波管理通知を受信した場合は、その電波管理通知を継続して受信している間は車車間通信を停止する。車車間通信を禁止する電波管理通知を受信しなくなれば、車車間通信を再開する。また、電波管理通知によって車車間通信に利用する送信電力や送信間隔（周期）が通知された場合には、通知に従った送信電力や送信間隔で車両情報の送信を行う。
【００２５】
なお、制御チャネルを用いた電波の集中的管理を行うために、全国をくまなく電波塔でカバーすることは現実的ではない。電波の集中的管理が必要とされる場所は、たとえば、大都市の中心部など交通流が密な場所と考えられる。山間部などは、制御チャネルを利用した電波管理が必要ない場合も考えられ、電波塔が設置されないことも考えられる。した
がって、車載通信装置は、制御チャネルから電波管理通知を受け取らない場合にも正常に動作することが望まれる。
【００２６】
そこで、本実施形態に係る車載通信装置は、図３に示すフローチャートに従って動作する。車載通信装置が動作を開始すると（Ｓ１０）、車載通信装置は制御チャネルのセンシングを開始する（Ｓ１２）。制御チャネル上で電波管理通知が受信できた場合（Ｓ１４−ＹＥＳ）は、車載通信装置は電波管理通知に従って通信を行う（Ｓ１６）。一方、一定の期間経過しても制御チャネル上で電波管理通知が受信できない場合（Ｓ１４−ＮＯ）は、従来の自律分散型通信システムとして動作する（Ｓ１８）。ただし、制御チャネルの信号は常にセンシングして、電波管理通知を受信できればそれに従った通信を行い、電波管理通知を受信できなくなれば自律分散システムとして動作する。
【００２７】
本実施形態によれば、電波塔からの電波管理通知によって一斉に車車間通信システムの停止や、送信出力制限などを行うことができる。また、全ての地域を電波管理通知の通信エリアとしなくても、電波塔が存在しない地域では従来と同様の自律分散型のシステムとして動作できる。
【００２８】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では車車間通信のみを行う例を説明したが、本実施形態では、各車両は車車間通信に加えて、路側機との間で近距離の路車間通信も実行する。ここで、近距離とは第１の実施形態における電波管理通知の通信と比べて近距離という意味であり、車車間通信の通信距離と同様に１００〜数１００メートル程度も含まれる。
【００２９】
路車間通信によって、路側機は、車両の速度、台数、進行方向、電波の混雑状況といった状況を車両から取得することができる。さらには、路側機は、事故の発生などの緊急事態の発生も検知できる。このような情報を、各路側機と接続されたオペレーションセンター（サーバー装置）に集約することで、電波塔における電波管理に役立てることができる。つまり、電波塔（電波管理手段）が、上記オペレーションセンターを介して車両からの情報を取得することで、現在の交通状況に応じた電波管理通知を送信することが可能となる。たとえば、電波塔は、車両台数が多い場所において、車車間通信の通信頻度を下げたり、送信電力を下げたりする電波管理通知を送信することで、電波の混雑を抑制できる。また、たとえば、事故が発生した場所においては、緊急度の高い通信以外の車車間通信を禁止する電波管理通知を送信することも好ましい。
【００３０】
なお、車車間通信、路車間通信、および電波管理通知に用いる各チャネルの分け方は、種々の方法が考えられる。図４に、チャネルに分け方の例を示す。図４（ａ）は、７１５〜７２５ＭＨｚの無線通信帯域の一部を、電波管理通知用の広域制御チャネルに割り当て、残りを車車間通信および路車間通信で共通して利用する方式である。図４（ｂ）は、無線通信帯域を、電波管理通知用の広域制御チャネル、車車間通信用のチャネル、路車間通信用のチャネルとして、それぞれ個別に割り当てている。このように、それぞれの通信の通信帯域を分けることで、それぞれ異なる無線変調方式やアクセス制御方式を採用することが可能となり、システム設計の自由度を高めることができる。また、図４（ｃ）に示すように、車車間通信用のチャネルを複数持つように構成することも好ましい。車両位置によって車車間通信を利用して受けたいサービスも変わるが、このような構成であれば、地図データを参照して利用する通信チャネルを使い分けることで受けるサービスを車両位置に応じて変えることができる。なお、それぞれの車車間通信チャネルの送信電力や帯域幅を違う値に設定しても良い。また、電波管理手段は、個々の車車間通信用チャネルごとに、送信の許可／禁止、送信出力、送信間隔などを通知しても良い。
【００３１】
（第３の実施形態）
上記第１，第２の実施形態では、電波塔（固定基地局）から電波管理通知を送信する例を説明した。本実施形態では、電波塔に替えて、あるいは、電波塔に加えて、車両に搭載された通信装置から電波管理通知を送信する。図５に示すように、電波管理用の車両２０が電波管理通知を送信する。本実施形態によれば、電波塔などの固定基地局が設置されていない地域で車車間通信を停止させる必要が生じた場合に、電波管理用車両を派遣してその地域の車車間通信を停止させることができる。また、この電波管理用車両による無線通信の通信範囲を狭く設定しておけば、広い範囲の電波を一括して管理する電波塔では行い得ない、細かい単位での電波管理が行える。
【００３２】
（その他）
上記の説明は本発明を説明する上での例示にすぎず、本発明を上記の実施形態に限定して解釈すべきではない。たとえば、車車間通信に用いる周波数帯域として７１５〜７２５ＭＨｚを例に説明を行っているが、車車間通信に用いる周波数帯域は任意の周波数であって構わない。また、車車間通信が採用する通信方式としてＣＳＭＡ／ＣＡを例に説明を行っているが、自律分散的に通信が行われる通信方式であれば任意の通信方式を採用可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１    アンテナ
２    受信部
３    送信部
４    通信制御部
１０  電波塔（電波管理手段）
【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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