(57)【要約】【課題】基地局装置からの制御情報を転送する場合に、トラヒックの増減を制御し最適なトラヒック量を維持する技術を提供する。【解決手段】フレームを形成する複数のサブフレームのそれぞれが、第１期間と第２期間とを含み、かつフレームを形成する複数のサブフレームのそれぞれに含まれた第１期間が、互いに異なった基地局装置に使用されている。制御情報抽出部６６は、受信した信号から、基地局装置が情報源とされる制御情報であって、かつ当該基地局装置が使用している第１期間が示された制御情報を抽出する。測定部１１４は、受信した信号の量を測定する。転送量決定部１１６、転送情報決定部１１８は、測定した信号の量に応じて、抽出した制御情報のうち、転送すべき制御情報の量を変えながら、転送すべき制御情報を決定する。指示部９２は、決定した制御情報が格納された信号を所定の第２期間において送信させる。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームを形成する複数のサブフレームのそれぞれが、第１期間と第２期間とを含み、かつフレームを形成する複数のサブフレームのそれぞれに含まれた第１期間が、互いに異なった基地局装置に使用されており、各第１期間において基地局装置からの信号を受信し、各第２期間において他の端末装置との間で信号を送受信する通信部と、
前記通信部が受信した信号から、基地局装置が情報源とされる制御情報であって、かつ当該基地局装置が使用している第１期間が示された制御情報を抽出する抽出部と、
前記通信部において受信した信号の量を測定する測定部と、
前記測定部において測定した信号の量に応じて、前記抽出部において抽出した制御情報のうち、転送すべき制御情報の量を変えながら、転送すべき制御情報を決定する決定部と、
前記決定部において決定した制御情報が格納された信号を所定の第２期間において送信させるように、前記通信部に指示する指示部とを備え、
前記抽出部は、基地局装置から直送の制御情報と、他の端末装置によって転送された制御情報とのうちの少なくとも一方を抽出することを特徴とする端末装置。
【請求項２】
前記測定部は、一定期間のウインドウを設定し、ウインドウ内に受信した信号の量を測定することを特徴とする請求項１に記載の端末装置。
【請求項３】
前記決定部は、前記測定部において測定した信号の量が多くなるほど、転送すべき制御情報の量を少なくすることを特徴とする請求項１または２に記載の端末装置。
【請求項４】
前記決定部は、情報源となる基地局装置ごとに、前記抽出部において抽出した制御情報に含まれた転送回数に関する情報を取得し、転送すべき制御情報として、転送回数の少ない制御情報を優先的に選択することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の端末装置。
【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端末装置に関する。
【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、端末装置間の距離や電波を減衰させる障害物の影響などによって、互いの無線信号が到達しない状況、つまりキャリア・センスが機能しない状況が発生する。キャリア・センスが機能しない場合、複数の端末装置から送信されたパケット信号が衝突する。
【０００５】
一方、無線ＬＡＮを車車間通信に適用する場合、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、車車間通信と路車間通信との間における相互の影響の低減が要求される。
【０００６】
相互の影響を低減するために、例えば、各基地局装置は、路車間通信に使用すべき期間を確保し、当該期間に関する情報が含まれた制御情報を報知する。端末装置は、制御情報をもとに、路車間通信に使用すべき期間を認識し、それ以外の期間において車車間通信を実行する。相互の影響を低減するためには、なるべく多くの端末装置に制御情報が受信される方が好ましい。一方、基地局装置から制御情報が伝送されるエリアは、所定の範囲に限定される。このような環境下において、制御情報が伝送されるエリアを拡大するためには、端末装置が制御情報を転送することが有力である。しかしながら、制御情報の転送によって、トラヒックが増加してしまうので、トラヒックの増加の抑制が望まれる。
【０００７】
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、基地局装置からの制御情報を転送する場合に、トラヒックの増減を制御し、最適なトラヒック量を維持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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の端末装置は、フレームを形成する複数のサブフレームのそれぞれが、第１期間と第２期間とを含み、かつフレームを形成する複数のサブフレームのそれぞれに含まれた第１期間が、互いに異なった基地局装置に使用されており、各第１期間において基地局装置からの信号を受信し、各第２期間において他の端末装置との間で信号を送受信する通信部と、通信部が受信した信号から、基地局装置が情報源とされる制御情報であって、かつ当該基地局装置が使用している第１期間が示された制御情報を抽出する抽出部と、通信部において受信した信号の量を測定する測定部と、測定部において測定した信号の量に応じて、抽出部において抽出した制御情報のうち、転送すべき制御情報の量を変えながら、転送すべき制御情報を決定する決定部と、決定部において決定した制御情報が格納された信号を所定の第２期間において送信させるように、通信部に指示する指示部とを備える。抽出部は、基地局装置から直送の制御情報と、他の端末装置によって転送された制御情報とのうちの少なくとも一方を抽出する。
【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、基地局装置からの制御情報を転送する場合に、トラヒックの増減を制御し、最適なトラヒック量を維持できる。
【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】本発明の実施例に係る通信システムの別の構成を示す図である。
【図３】図１および図２の基地局装置の構成を示す図である。
【図４】図４（ａ）−（ｄ）は、図１および図２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５】図５（ａ）−（ｂ）は、図１および図２の通信システムにおいて規定されるフレームの別のフォーマットを示す図である。
【図６】図６（ａ）−（ｃ）は、図２の通信システムにおける各基地局装置にて生成されるフレームのフォーマットを示す図である。
【図７】図７（ａ）−（ｂ）は、図１および図２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８】図１および図２の車両に搭載された端末装置の構成を示す図である。
【図９】図８の測定部での処理概要を示す図である。
【図１０】図１０（ａ）−（ｂ）は、図８の測定部での別の処理概要を示す図である。
【図１１】図８の転送情報決定部に記憶された対応関係のテーブルのデータ構造を示す図である。
【図１２】図１および図２の通信システムの動作概要を示す図である。
【図１３】図３の基地局装置における空きスロットの通知手順を示すフローチャートである。
【図１４】図３の基地局装置における衝突スロットの通知手順を示すフローチャートである。
【図１５】図８の端末装置における送信処理の決定手順を示すフローチャートである。
【図１６】図８の端末装置におけるデータの送信手順を示すフローチャートである。
【図１７】図８の端末装置における制御情報の転送手順を示すフローチャートである。
【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データ通信を実行する通信システムに関する。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。このような車車間通信では、交差点等において、端末装置の数が増加すると、パケット信号の発生確率が増加する。また、路車間通信の共存も要求される。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。
【００１３】
本実施例に係る通信システムは、複数の端末装置の他に複数の基地局装置を含み、各基地局装置は、例えば、各交差点に設置される。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。さらに、サブフレームは、複数のスロットに分割されている。なお、各サブフレームに含まれた複数のスロットのうち、一部が制御スロットや路車スロットとして確保され、残りが車車スロットと車車期間として確保される。ここで、制御スロットとは、基地局装置が、制御情報を格納したパケット信号（以下、これを「制御情報」ということもある）をブロードキャスト送信するためのスロットである。また、路車スロットとは、基地局装置が端末装置へデータを送信するためのスロットであり、車車スロットとは、端末装置間でデータがブロードキャスト送信されるためのスロットである。車車期間とは、端末装置間でＣＳＭＡにてデータがブロードキャスト送信されるための期間である。
【００１４】
ひとつの基地局装置は、複数のサブフレームのいずれかにおいて制御情報を報知し、残りのサブフレームにおいて制御情報を報知しない。各基地局装置が別のサブフレームにおいて制御情報を報知することによって、制御情報の送信タイミングが互いに異なり、端末装置に制御情報を正確に受信させる。ここで、制御情報には、制御スロットおよび路車スロットに割り当てた期間を示した情報が含まれている。端末装置は、制御情報を受信することによって、制御情報に対応したフレームを生成するとともに、各サブフレームに含まれた制御スロットおよび路車スロットの期間を特定する。端末装置は、制御スロットおよび路車スロットの期間を特定することによって、これらの期間で路車間通信を実行し、残りの期間で車車間通信を実行する。そのため、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。
【００１５】
基地局装置によって形成される通信エリアは、所定の範囲に限定される。路車間通信と車車間通信との干渉が低減される範囲を広げるためには、制御情報が端末装置に広い範囲で受信されるべきである。これに対応するために、例えば、端末装置が、制御情報を車車間通信によって転送すればよい。しかしながら、転送される制御情報が増加すると、トラヒックが増加してしまう。トラヒックの増加を抑制するために、端末装置は、次の処理を実行する。制御情報には、端末装置による転送回数の情報が含まれている。端末装置は、情報源となる基地局装置ごとに、転送回数が少ないほど優先度が高くなるように、制御情報に優先度を付与する。一方、端末装置は、所定期間における車車間通信のトラヒック量を測定し、トラヒック量に応じて転送すべき制御情報の量を決定する。例えば、トラヒック量が多くなるほど、制御情報の量は低減される。さらに、端末装置は、転送すべき制御情報の量に応じて、優先度の高い制御情報から順に転送を実行する。
【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。なお、各車両１２には、図示しない端末装置が搭載されている。また、基地局装置１０によってエリア２００が形成されている。
【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】
各車両１２に搭載された端末装置は、データを取得し、データ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。データには、例えば、存在位置に関する情報が含まれる。ここで、本発明の実施例を説明する前に、端末装置が公知の無線ＬＡＮに対応する場合、つまりＣＳＭＡ／ＣＡに対応する場合の動作を説明する。各端末装置は、キャリアセンスを実行して送信可能であると判定した場合に、データをブロードキャスト送信する。そのため、複数の端末装置からのデータが衝突する場合がある。また、端末装置の数が増加するにつれて、衝突の発生確率が増加する。特に、交差点のような場所では、車両１２の衝突が発生しやすいにもかかわらず、データの衝突も発生しやすくなり、データを必要とするような場所においてデータの利用がなされなくなる。
【００１９】
そこで、通信システム１００は、交差点に基地局装置１０を配置する。基地局装置１０は、図示しないＧＰＳ衛星から受信した信号をもとに、複数のスロットが含まれたサブフレームフレームを繰り返し生成し、さら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、複数のスロットのうちの一部が制御スロット、路車スロットに相当する。また、残りの期間に、車車スロットと車車期間とが含まれる。また、基地局装置１０は、各車車スロットでの受信電力を測定することによって、複数の端末装置間の通信に使用されてない車車スロット（以下、「空きスロット」という）を特定する。基地局装置１０は、各車車スロットにおいて、複数の端末装置から送信されたパケット信号が衝突している可能性も推定することによって、衝突が発生している車車スロット（以下、「衝突スロット」という）を特定する。基地局装置１０は、特定した空きスロットと衝突スロットに関する情報を制御情報に含める。基地局装置１０は、制御スロットにて制御情報を報知する。
【００２０】
複数の端末装置は、基地局装置１０によって報知された制御情報を受信し、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、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、複数の端末装置は、基地局装置１０の近傍に存在する場合、制御情報をもとに、空きスロットのいずれかを選択する。端末装置は、選択した車車スロットにてデータを報知する。ここで、端末装置は、複数のフレームにわたって、選択した車車スロットに対応した車車スロットにてデータを報知する。
【００２１】
例えば、フレームの先頭から１０番目のスロットを選択した場合、次のフレームにおいても、フレームの先頭から１０番目のスロットを使用する。なお、制御情報において、使用していた車車スロットが衝突スロットであると示されていれば、端末装置は、別の空きスロットをさらに選択する。端末装置は、基地局装置１０の近傍に存在している期間にわたって、上記の処理を繰り返し実行する。複数の端末装置は、基地局装置１０の近傍に存在しない場合、車車期間において、ＣＳＭＡ／ＣＡを実行することによって、データを送信する。さらに、複数の端末装置は、路車スロットにおいて、基地局装置１０からのデータを受信する。
【００２２】
図２は、本発明の実施例に係る通信システム１００の別の構成を示す。図２は、図１での交差点が複数示されている場合に相当する。通信システム１００は、基地局装置１０と総称される第１基地局装置１０ａ、第２基地局装置１０ｂ、第３基地局装置１０ｃ、車両１２と総称される第１車両１２ａ、第２車両１２ｂ、第３車両１２ｃを含む。図２は、図１と同様に示されており、第１車両１２ａが東の方向に進行し、第２車両１２ｂが西の方向に進行し、第３車両１２ｃが南の方向に進行している。第１車両１２ａは、第２基地局装置１０ｂの近傍を走行し、第１車両１２ａに搭載された端末装置は、第２基地局装置１０ｂからの制御情報を受信している。ここで、第１車両１２ａの後方を走行している図示しない車両に搭載された端末装置は、第２基地局装置１０ｂからの制御情報を直接受信できない場合であっても、第２基地局装置１０ｂからの制御情報の受信を希望する。そのため、第１車両１２ａに搭載された端末装置は、第２基地局装置１０ｂからの制御情報を転送すべきである。
【００２３】
第２車両１２ｂは、第３基地局装置１０ｃの近傍を走行し、第２車両１２ｂに搭載された端末装置は、第３基地局装置１０ｃからの制御情報を受信している。ここで、第２車両１２ｂの前方から、第２車両１２ｂの方向へ向かってくる車両１２、例えば、第１車両１２ａに搭載された端末装置は、第３基地局装置１０ｃからの制御情報の受信を希望する。そのため、第２車両１２ｂに搭載された端末装置は、第３基地局装置１０ｃからの制御情報を転送すべきである。第３車両１２ｃは、第１基地局装置１０ａの近傍を走行し、第３車両１２ｃに搭載された端末装置は、第１基地局装置１０ａからの制御情報を受信している。ここで、第３車両１２ｃの後方を走行している図示しない車両に搭載された端末装置は、第１基地局装置１０ａからの制御情報の受信を希望する。そのため、第３車両１２ｃに搭載された端末装置は、第１基地局装置１０ａからの制御情報を転送すべきである。つまり、基地局装置１０からの制御情報を直接受信している場合、端末装置は、当該制御情報を優先的に転送すべきである。
【００２４】
図３は、基地局装置１０の構成を示す。基地局装置１０は、アンテナ２０、ＲＦ部２２、変復調部２４、処理部２６、ＧＰＳ測位部２８、制御部３０、ネットワーク通信部８０を含む。また、処理部２６は、検出部３２、フレーム規定部３４、生成部３６を含み、検出部３２は、電力測定部３８、品質測定部４０、空きスロット特定部４２、衝突スロット特定部４４を含む。
【００２５】
ＧＰＳ測位部２８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。ＧＰＳ測位部２８は、時刻の情報をフレーム規定部３４へ出力する。フレーム規定部３４は、ＧＰＳ測位部２８から時刻の情報を取得する。フレーム規定部３４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３４は、「０ｍｓｅｃ」となる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。
【００２６】
ここで、各フレームには、複数のスロットにて形成された優先期間と、所定の長さを有した一般車車期間とが含まれる。また、優先期間に含まれた複数のスロットが、少なくともひとつの制御スロットと、少なくともひとつの路車スロットと、複数の優先車車スロットに分類される。なお、優先車車スロットは、前述の車車スロットに相当し、一般車車期間は、前述の車車期間に相当する。優先期間に含まれた複数のスロットのうちの先頭スロットが、「制御スロット」とされる。制御スロットは、前述のごとく、基地局装置１０が制御情報をブロードキャスト送信するために使用されるスロットである。路車スロットは、制御スロットに続く複数のスロットに配置される。優先車車スロットは、路車スロットに続く残りのスロットに配置される。制御スロットおよび路車スロットでは、端末装置に対してパケット信号の送信が禁止されている。そのため、制御情報には、制御スロットおよび路車スロットに関する情報が含まれており、端末装置は、当該情報をもとに、制御スロットおよび路車スロットにおいてパケット信号の受信のみを実行する。
【００２７】
優先車車スロットは、基地局装置１０から一定の範囲内に存在する端末装置に使用させ、一般車車期間は、エリア２００内であって、かつ基地局装置１０から一定の範囲外に存在する端末装置に使用させる。なお、優先車車スロットを使用すべきか、あるいは一般車車期間を使用すべきかは、端末装置によって判断される。判断のための処理については、後述する。また、複数の優先車車スロットでは、制御スロットにおいて報知した制御情報にしたがうように、端末装置に送信タイミングを制御させる。つまり、制御情報に含まれた空きスロットや衝突スロットの情報をもとに、端末装置１４が、いずれかの優先車車スロットを選択する。一方、一般車車期間では、端末装置に自律的に送信タイミングを制御させる。つまり、端末装置は、ＣＳＭＡにもとづいて送信タイミングを決定する。
【００２８】
通信システム１００は、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）変調方式を採用しているので、各スロットは、複数のＯＦＤＭシンボルから構成されるように規定される。また、ＯＦＤＭシンボルは、ガードインターバル（ＧＩ）と有効シンボルとによって構成される。なお、各スロットの前方の部分や後方の部分にガードタイムが設けられてもよい。ここで、スロットに含まれた複数のＯＦＤＭシンボルのまとまりが、前述のパケット信号に相当する。
【００２９】
図４（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４（ａ）は、フレームの構成を示す。図示のごとく、第ｉフレームから第ｉ＋２フレームのように、複数のフレームが繰り返されるように規定されている。また、各フレームの期間は、例えば、「１００ｍｓｅｃ」である。図４（ｂ）は、ひとつのフレームの構成を示す。図示のごとく、ひとつのフレームの前方には、優先期間が配置され、優先期間の後方に、一般車車期間が配置される。優先期間は、Ｍ個のスロットによって構成される。フレームの先頭部分に配置された第１スロットが制御スロットに相当し、制御スロットに続く第２スロットから第６スロットまでの５個のスロットが路車スロットに相当する。なお、路車スロットの数は、「５」でなくてもよい。また、路車スロットに続く第７スロットから第ＭスロットまでのＭ−６個のスロットが優先車車スロットに相当する。
【００３０】
図４（ｃ）は、ひとつのスロットの構成を示す。図示のごとく、スロットの前方の部分と後方の部分とにガードタイムが設けられている。また、スロットの残りの期間は、Ｎ個のＯＦＤＭシンボルによって構成されている。なお、一般車車期間において送信されるパケット信号も複数のＯＦＤＭシンボルによって構成される。図４（ｄ）は、ひとつのＯＦＤＭシンボルの構成を示す。図示のごとく、ひとつのＯＦＤＭシンボルは、ＧＩと有効シンボルによって構成されている。図３に戻る。
【００３１】
フレーム規定部３４は、例えば、管理者から、多重化すべき基地局装置１０の数を受けつけ、各フレームを、多重化すべき基地局装置１０の数のサブフレームに分割してもよい。その結果、フレームは、複数のサブフレームにて形成される。なお、図４（ｂ）は、ひとつのフレームに含まれるサブフレームの数が「１」の場合に相当する。また、フレームに含まれるサブフレームの数に関わらず、フレームの期間は一定である。フレーム規定部３４では、各サブフレームが、これまでのフレームの構成と同様に、複数のスロットにて形成された優先期間と、所定の長さを有した一般車車期間とを含むように規定される。また、優先期間の複数のスロットが、少なくともひとつの制御スロットと、少なくともひとつの路車スロットと、複数の優先車車スロットに分類される。
【００３２】
ここで、複数のサブフレームのうち、ひとつのサブフレームにおける制御スロットと路車スロットは、本基地局装置１０によって優先的に使用される。また、本基地局装置１０が使用した制御スロットを含んだサブフレーム以外の各サブフレームにおいて、制御スロットと路車スロットとが、図示しない他の基地局装置１０に使用される。つまり、各基地局装置１０は、互いに異なったサブフレームでの制御スロットと路車スロットとを使用する。例えば、フレーム規定部３４は、管理者からの指示を受けつけ、指示に応じて、自らが使用する制御スロットおよび路車スロットを決定する。さらに、フレーム規定部３４は、決定した制御スロットおよび路車スロットに関する情報を生成部３６へ出力する。
【００３３】
図５（ａ）−（ｂ）は、通信システム１００において規定されるフレームの別のフォーマットを示す。図５（ａ）は、図４（ａ）のうちのひとつのフレームに相当する。図５（ｂ）は、図５（ａ）のフレームの詳細な構成を示す。ここでは、サブフレームの数を「Ｎ」とする。図示のごとく、フレームの先頭から順に、第１サブフレーム、第２サブフレーム、第Ｎサブフレームが配置される。また、第１サブフレームには、第１制御スロット、第１路車スロット、第１優先車車スロット、第１一般車車期間が配置されており、これらは、図４（ｂ）の制御スロット、路車スロット、優先車車スロット、一般車車期間に対応する。そのため、第１制御スロット、第１路車スロット、第１優先車車スロットが優先期間を構成する。
【００３４】
また、第２サブフレーム、第Ｎサブフレームも第１サブフレームと同様に構成される。なお、第１制御スロットから第Ｎ制御スロットは、制御スロットと総称され、第１路車スロットから第Ｎ路車スロットは、路車スロットと総称され、第１優先車車スロットから第Ｎ優先車車スロットは、優先車車スロットと総称され、第１一般車車期間から第Ｎ一般車車期間は、一般車車期間と総称される。ここで、本基地局装置１０は、例えば、第１制御スロット、第１路車スロットを使用する。本基地局装置１０と多重化される他の基地局装置１０は、第１制御スロット、第１路車スロットを使用しない。その代わりに、他の基地局装置１０は、第２制御スロット、第２路車スロット等を使用し、本基地局装置１０は、これらを使用しない。図２に示した通信システム１００において、例えば、第１基地局装置１０ａが、第１制御スロット、第１路車スロットを使用し、第２基地局装置１０ｂが、第２制御スロット、第２路車スロットを使用する。なお、各サブフレームの優先車車スロットと一般車車期間は、複数の端末装置１４によって共通に使用される。図３に戻る。
【００３５】
なお、フレーム規定部３４は、自らが制御スロット等を使用しないサブフレームにおいて、優先期間をすべて優先車車スロットに使用させるように規定してもよい。図６（ａ）−（ｃ）は、通信システム１００における各基地局装置１０にて生成されるフレームのフォーマットを示す。図６（ａ）は、例えば、第１基地局装置１０ａによって生成されるフレームのフォーマットを示す。第１基地局装置１０ａは、第１サブフレームでの第１制御スロット、第１路車スロットを使用する。一方、第１基地局装置１０ａは、第２サブフレームから第Ｎサブフレームにおいて、優先期間を優先車車スロットとして使用する。例えば、第２サブフレームの優先期間は、第２優先車車スロットとして使用される。残りのサブフレームについても同様である。
【００３６】
図６（ｂ）は、例えば、第２基地局装置１０ｂによって生成されるフレームのフォーマットを示す。第２基地局装置１０ｂは、第２サブフレームでの第２制御スロット、第２路車スロットを使用する。一方、第２基地局装置１０ｂは、第１サブフレーム、第３サブフレームから第Ｎサブフレームにおいて、優先期間を優先車車スロットとして使用する。例えば、第１サブフレームの優先期間は、第１優先車車スロットとして使用される。残りのサブフレームについても同様である。図６（ｃ）は、例えば、第Ｎ基地局装置１０ｎによって生成されるフレームのフォーマットを示す。第Ｎ基地局装置１０ｎは、第Ｎサブフレームでの第Ｎ制御スロット、第Ｎ路車スロットを使用する。一方、第Ｎ基地局装置１０ｎは、第１サブフレームから第Ｎ−１サブフレームにおいて、優先期間を優先車車スロットとして使用する。例えば、第１サブフレームの優先期間は、第１優先車車スロットとして使用される。残りのサブフレームについても同様である。図３に戻る。
【００３７】
第１制御スロットと第１路車スロットが配置されている期間には、第２基地局装置１０ｂ等によって優先車車スロットも配置されている。しかしながら、第２基地局装置１０ｂ等は、第１制御スロットと第１路車スロットが使用されていれば、空きスロットとして検出しないので、端末装置１４間のデータ通信はなされなくなる。そのため、制御情報や路車間通信でのデータに対する衝突の発生は抑制される。一方、第１路車スロットに使用されないスロットが存在する場合、端末装置１４間のデータ通信がなされるので、フレームの利用効率が向上される。図３に戻る。本実施例において、フレーム規定部３４は、図５（ｂ）、図６（ａ）−（ｃ）のいずれかに示されたフレームを形成するものとする。
【００３８】
ＲＦ部２２は、受信処理として、各優先車車スロットにおいて、図示しない他の端末装置間の通信において送信されるパケット信号をアンテナ２０にて受信する。ここで、図５（ｂ）、図６（ａ）−（ｃ）のようなフレームが繰り返されている場合に、複数の優先車車スロットの中から選択されたスロットにて、データがフレームの周期で報知されている。また、データには、報知元になる端末装置の識別番号が含まれている。そのため、ＲＦ部２２は、端末装置から、フレームの周期にてデータを受信する。また、ＲＦ部２２は、一般車車期間においてもデータを受信する。
【００３９】
ＲＦ部２２は、アンテナ２０を介して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。
【００４０】
ＲＦ部２２は、送信処理として、ひとつのサブフレームに含まれた制御スロットと路車スロットにおいて、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、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。
【００４１】
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。
【００４２】
電力測定部３８は、優先車車スロットにおいて、ＲＦ部２２あるいは変復調部２４から、受信信号を受けつけ、受信電力を測定する。ここで、受信電力はスロット単位に測定される。そのため、電力測定部３８では、複数の優先車車スロットのそれぞれに対する受信電力が測定される。電力測定部３８は、スロット単位の受信電力を空きスロット特定部４２および衝突スロット特定部４４へ出力する。品質測定部４０は、優先車車スロットにおいて、変復調部２４からの復調結果を受けつけ、信号品質を測定する。ここでは、信号品質として誤り率が測定される。なお、誤り率の測定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。また、信号品質として、誤り率の代わりに、ＥＶＭ（Ｅｒｒｏｒ  Ｖｅｃｔｏｒ  Ｍａｇｎｉｔｕｄｅ）等が測定されてもよい。品質測定部４０は、複数の優先車車スロットのそれぞれに対する誤り率を衝突スロット特定部４４へ出力する。
【００４３】
空きスロット特定部４２は、電力測定部３８から、スロット単位の受信電力を受けつける。空きスロット特定部４２は、各受信電力としきい値（以下、「空きスロット用しきい値」という）を比較し、受信電力が空きスロット用しきい値よりも小さくなっている優先車車スロットを特定する。つまり、空きスロット特定部４２は、複数の優先車車スロットの中から、複数の端末装置間の通信に使用可能な優先車車スロットを空きスロットとして検出する。ここで、空きスロットが複数存在する場合、空きスロット特定部４２は、それらを特定する。空きスロット特定部４２は、特定した空きスロットに関する情報を生成部３６へ出力する。
【００４４】
衝突スロット特定部４４は、電力測定部３８から、スロット単位の受信電力を受けつけ、品質測定部４０から、スロット単位の誤り率を受けつける。また、衝突スロット特定部４４は、スロット単位に、受信電力と誤り率とを関連づける。衝突スロット特定部４４は、スロット単位に、受信電力と第１しきい値とを比較するとともに、誤り率と第２しきい値とを比較する。衝突スロット特定部４４は、受信電力が第１しきい値よりも大きく、かつ誤り率が第２しきい値より悪化している優先車車スロットを衝突スロットとして特定する。つまり、衝突スロット特定部４４は、受信電力が大きいものの通信品質が悪化している優先車車スロットを衝突スロットとして認定する。このように、衝突スロット特定部４４は、複数の端末装置が信号を重複して送信したことによって衝突が発生した優先車車スロットを衝突スロットとして検出する。衝突スロット特定部４４は、特定した衝突スロットに関する情報を生成部３６へ出力する。
【００４５】
なお、空きスロット特定部４２および衝突スロット特定部４４は、優先車車スロットとして、第１優先車車スロットから第Ｎ優先車車スロットを検出対象とする。つまり、フレームに含まれたサブフレーム数によらず、フレームに含まれたすべての優先車車スロットが検出対象にされる。また、フレームのフォーマットが図６（ａ）−（ｃ）に相当する場合、空きスロット特定部４２および衝突スロット特定部４４は、自らが使用している制御スロット等を含んだサブフレーム以外の各サブフレームにおいて、制御スロットおよび路車スロットとを優先車車スロットとして検出対象に加える。
【００４６】
生成部３６は、空きスロット特定部４２から、空きスロットに関する情報を受けつけるとともに、衝突スロット特定部４４から、衝突スロットに関する情報を受けつける。生成部３６は、空きスロットに関する情報と衝突スロットに関する情報を含めながら、制御情報を生成する。ここで、フレームに含まれた複数のサブフレームのそれぞれには、前から順番に「１」、「２」となるような番号（以下、「サブフレーム番号」という）が付与されている。また、優先期間に含まれた複数のスロットのそれぞれには、サブフレームごとに、前から順番に「１」、「２」となるような番号（以下、「スロット番号」という）が付与されている。生成部３６は、空きスロットに関する情報として、以前の優先期間に含まれた空きスロットのスロット番号とサブフレーム番号とを制御情報に含める。衝突スロットについても同様の処理がなされる。
【００４７】
生成部３６は、フレーム規定部３４からフレームやスロットに関する情報を受けつける。特に、生成部３６は、制御スロットおよび路車スロットに関する情報から、自らが使用する制御スロットおよび路車スロットを特定する。これは、フレームを構成している複数のサブフレームのうちのひとつにおける制御スロットおよび路車スロットに相当する。生成部３６は、自らが使用する制御スロットおよび路車スロットに関する情報を制御情報に含める。図７（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７（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」、「拡張ＭＡＣヘッダ」、「ＭＳＤＵ」、「ＦＣＳ」を配置する。ＭＳＤＵはデータを格納し、ここでは、ＭＳＤＵには空きスロットに関する情報および衝突スロットに関する情報が含まれる。
【００４８】
図７（ｂ）は、拡張ＭＡＣヘッダのフォーマットを示す。拡張ＭＡＣヘッダは、先頭から順に、「転送回数」、「サブフレーム番号」、「フレーム周期」、「スロット長」、「サブフレーム数」、「優先車車スロット数」、「路車スロット数」、「送信処理決定用しきい値」を配置する。なお、拡張ＭＡＣヘッダの構成は、図７（ｂ）に限定されず、一部の要素が除外されてもよく、別の要素が含まれてもよい。転送回数は、基地局装置１０から送信された制御情報、特に拡張ＭＡＣヘッダの内容が、図示しない端末装置によって転送された回数を示す。生成部３６は、転送回数を「０」に設定する。サブフレーム番号は、基地局装置１０が制御スロットと路車スロットを使用しているサブフレームの番号である。
【００４９】
フレーム周期は、フレームの周期を示し、前述のごとく、例えば「１００ｍｓｅｃ」に設定される。スロット長は、スロットの期間を示す。サブフレーム数は、ひとつのフレームを形成しているサブフレーム数を示す。優先車車スロット数は、基地局装置１０が制御スロットと路車スロットを使用しているサブフレームにおける優先車車スロットの数を示す。路車スロット数は、基地局装置１０が制御スロットと路車スロットを使用しているサブフレームにおける路車スロットの数を示す。送信処理決定用しきい値は、図示しない端末装置に使用させるしきい値である。送信処理決定用しきい値の詳細は後述する。図３に戻る。
【００５０】
生成部３６は、使用すべき制御スロットへ定期的に制御情報を割り当てる。生成部３６は、割り当てた制御スロットにて、変復調部２４へ制御情報を出力する。また、生成部３６は、端末装置へ送信すべき情報を取得した場合、取得した情報をパケット信号（以下、このようなパケット信号も「データ」という）に格納する。その際、図７（ａ）−（ｂ）に示されたＭＡＣフレームが使用される。なお、情報の取得は、ネットワーク通信部８０を介してなされる。ネットワーク通信部８０は、図示しないネットワーク２０２に接続される。生成部３６は、路車スロットへデータを割り当てる。生成部３６は、割り当てた路車スロットにて、変復調部２４へデータを出力する。
【００５１】
変復調部２４、ＲＦ部２２は、割り当てられた制御スロット、路車スロットにて、生成部３６において生成した制御情報、データをアンテナ２０からブロードキャスト送信する。なお、データは、ブロードキャスト送信されずに、特定の端末装置へ送信されてもよい。制御情報を受信した端末装置のうち、基地局装置１０から所定の範囲内に存在する端末装置は、各スロットのタイミングを認識し、端末装置間の通信のために確保した優先車車スロットのうちの少なくともひとつを使用する。また、端末装置は、複数のフレームにわたってデータを報知する場合に、フレーム内での相対的なタイミングが同一の優先車車スロットを使用する。一方、基地局装置１０から所定の範囲外に存在する端末装置は、一般車車期間を認識し、一般車車期間においてＣＳＭＡを実行する。制御部３０は、基地局装置１０全体の処理を制御する。
【００５２】
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。
【００５３】
図８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５０、ＲＦ部５２、変復調部５４、処理部５６、制御部５８を含む。また、処理部５６は、タイミング特定部６０、取得部６２、生成部６４、通知部７０、選択部９０、指示部９２を含む。また、タイミング特定部６０は、制御情報抽出部６６、送信処理決定部７２、スロット決定部６８、ＣＳＭＡ実行部７４を含み、選択部９０は、転送回数取得部１１０、付与部１１２、測定部１１４、転送量決定部１１６、転送情報決定部１１８を含む。アンテナ５０、ＲＦ部５２、変復調部５４は、図３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、これらの説明を省略する。
【００５４】
取得部６２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１４が搭載された車両１２の存在位置、進行方向、移動速度等を取得する。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６２は、取得した情報を生成部６４へ出力する。
【００５５】
制御情報抽出部６６は、ＲＦ部５２からの信号あるいは変復調部５４からの復調結果を受けつける。また、制御情報抽出部６６は、制御スロットのタイミングを特定する。例えば、制御情報には、既知のパターンが含まれており、制御情報抽出部６６は、相関処理によって当該既知のパターンを検出した場合に、制御スロットのタイミングを特定する。また、制御情報抽出部６６は、制御スロットを受信しているタイミングを基準として、フレーム、サブフレーム、スロットの同期を確立する。つまり、制御情報抽出部６６は、制御スロットが含まれたサブフレームに同期するように、サブフレームおよびフレームを生成する。制御情報抽出部６６は、生成したフレームに関する情報を送信処理決定部７２へ出力する。また、制御情報抽出部６６は、各制御情報から、空きスロットに関する情報、衝突スロットに関する情報を取得する。制御情報抽出部６６は、空きスロットに関する情報および衝突スロットに関する情報をスロット決定部６８へ出力する。
【００５６】
送信処理決定部７２は、制御情報抽出部６６から、フレームに関する情報を受けつける。送信処理決定部７２は、フレームに関する情報をもとに、各制御スロットのタイミングを特定し、特定した制御スロットでの受信電力を測定する。これは、制御情報の受信電力を測定することに相当する。その際、送信処理決定部７２は、ＲＦ部５２からの信号を受けつける。さらに具体的に説明すると、送信処理決定部７２は、複数のサブフレームのそれぞれに含まれた制御スロットの受信電力を測定し、その中から最大の受信電力を選択する。また、送信処理決定部７２は、制御情報抽出部６６から、図７（ｂ）に示された送信処理決定用しきい値を受けつける。例えば、送信処理決定部７２は、選択した受信電力に対応した制御情報に含まれた送信処理決定用しきい値を受けつける。送信処理決定部７２は、受信電力と送信処理決定用しきい値とを比較する。ここで、送信処理決定用しきい値は、基地局装置１０から一定の範囲に対応するように、伝搬損失を考慮して定められている。
【００５７】
受信電力が送信処理決定用しきい値よりも大きければ、送信処理決定部７２は、基地局装置１０から一定の範囲内に存在していると推定し、優先車車スロットの使用を決定する。一方、受信電力が送信処理決定用しきい値よりも大きくなければ、送信処理決定部７２は、基地局装置１０から一定の範囲外に存在していると推定し、一般車車期間の使用を決定する。優先車車スロットの使用を決定した場合、送信処理決定部７２は、スロット決定部６８に動作を指示し、一般車車期間の使用を決定した場合、送信処理決定部７２は、ＣＳＭＡ実行部７４に動作を指示する。
【００５８】
スロット決定部６８は、制御情報抽出部６６から、空きスロットに関する情報および衝突スロットに関する情報を受けつける。例えば、スロット決定部６８は、送信処理決定部７２において選択した受信電力に対応した制御情報に含まれた空きスロットに関する情報および衝突スロットに関する情報を受けつける。スロット決定部６８は、空きスロットに関する情報をもとに、複数の優先車車スロットの中から、空きスロットを選択する。このような処理の継続中も、制御情報抽出部６６は、フレームごとに制御情報から、空きスロットに関する情報および衝突スロットに関する情報を取得し続ける。スロット決定部６８は、衝突スロットに関する情報をもとに、現在使用している優先車車スロットに対応したスロット番号が衝突スロットとされていないかを確認する。衝突スロットとされていなければ、スロット決定部６８は、これまでと同一のスロット番号を生成部６４へ出力し続ける。一方、衝突スロットとされていれば、スロット決定部６８は、空きスロットに関する情報をもとに、空きスロットを再び推定し、それに対応したスロット番号を生成部６４へ出力する。
【００５９】
ＣＳＭＡ実行部７４は、一般車車期間においてＣＳＭＡを実行する。具体的に説明すると、ＣＳＭＡ実行部７４は、干渉電力をキャリアセンスにて測定する。また、ＣＳＭＡ実行部７４は、干渉電力をもとに、送信タイミングを推定する。具体的に説明すると、ＣＳＭＡ実行部７４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、ＣＳＭＡ実行部７４は、送信タイミングを決定する。ＣＳＭＡ実行部７４は、決定した送信タイミングを生成部６４へ通知する。
【００６０】
生成部６４は、取得部６２において取得された情報を含めるようにデータを生成する。その際、図７（ａ）−（ｂ）に示されたＭＡＣフレームが使用され、生成部６４は、測位した存在位置をＭＳＤＵに格納する。生成部６４は、スロット決定部６８において特定した優先車車スロット、あるいはＣＳＭＡ実行部７４において決定した送信タイミングにて、変復調部５４、ＲＦ部５２、アンテナ５０を介してデータをブロードキャスト送信する。通知部７０は、路車スロットにおいて図示しない基地局装置１０からのデータを取得するとともに、優先車車スロット、一般車車期間において、図示しない他の端末装置１４からのデータを取得する。通知部７０は、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。
【００６１】
前述のごとく、フレームを形成する複数のサブフレームのそれぞれが、制御スロットおよび路車スロット（以下、「第１期間」という）と、優先車車スロットおよび一般車車期間（以下、「第２期間」という）とを含む。また、複数のサブフレームのそれぞれに含まれた第１期間が、互いに異なった基地局装置１０に使用されている。アンテナ５０、ＲＦ部５２、変復調部５４、処理部５６は、各第１期間において基地局装置１０からの制御情報およびデータを受信し、各第２期間において他の端末装置１４との間でデータを送受信する。
【００６２】
制御情報抽出部６６は、基地局装置１０が情報源とされる制御情報であって、かつ当該基地局装置１０が使用している第１期間が示された制御情報を抽出する。ここで、制御情報抽出部６６は、前述のごとく、基地局装置１０から直送の制御情報（以下、「第１種制御情報」という）を抽出するが、さらに、他の端末装置１４によって転送されたデータに含まれた制御情報（以下、「第２種制御情報」という）も抽出する。ここで、第１制御情報と第２種制御情報とは、「制御情報」と総称される場合もある。第２種制御情報は、図７（ｂ）に示された拡張ＭＡＣヘッダに相当するので、空きスロットに関する情報や衝突スロットに関する情報を含まない。ここで、第２種制御情報では、転送回数が「１以上」の値に設定されている。また、サブフレーム番号は、端末装置１４によって転送される場合に変更されないので、サブフレーム番号を参照することによって、情報源となる基地局装置１０が特定される。なお、制御情報抽出部６６は、第１種制御情報と第２種制御情報とのうちの少なくとも一方を抽出すればよい。
【００６３】
転送回数取得部１１０は、情報源となる基地局装置１０ごとに、第１制御情報や第２制御情報に含まれた転送回数に関する情報を取得する。具体的に説明すると、転送回数取得部１１０は、サブフレーム番号「１」に対応した転送回数を順次取得するとともに、他のサブフレーム番号に対応した転送回数に対しても同様の処理を実行する。さらに、転送回数取得部１１０は、情報源となる基地局装置１０ごとに、当該基地局装置１０に関連した転送回数に関する情報の中から、少ない方の転送回数、例えば最小の転送回数の値を取得する。つまり、転送回数取得部１１０は、サブフレーム番号「１」に対応した転送回数の最小値、サブフレーム番号「２」に対応した転送回数の最小値等をそれぞれ取得する。なお、制御情報抽出部６６が、第１制御情報を抽出している場合、転送回数の最小値は「０」になる。
【００６４】
付与部１１２は、転送回数取得部１１０において取得した転送回数と、制御情報抽出部６６において抽出した制御情報を受けつける。付与部１１２は、転送回数をもとに、各制御情報に対して優先順位を付与する。ここで、付与部１１２は、転送回数が少なくなるほど、高くなるような優先順位を制御情報に付与する。なお、転送回数が同一の制御情報が複数存在する場合、付与部１１２は、サブフレーム番号が低くなるほど、高くなるような優先順位を制御情報に付与する。付与部１１２は、優先順位が付与された制御情報を転送情報決定部１１８へ出力する。
【００６５】
測定部１１４は、アンテナ５０、ＲＦ部５２、変復調部５４において受信したパケット信号の量、つまり復調されたパケット信号の量を測定する。ここで、測定対象になるパケット信号には、制御情報およびデータが含まれる。さらに、詳細に説明すると、測定部１１４は、一定期間のウインドウを設定し、ウインドウ内に受信したパケット信号の量を測定する。図９は、測定部１１４での処理概要を示す。図９において横軸が時間を示す。「受信」は、制御情報やデータのパケット信号を受信している期間に相当し、「未」は、パケット信号を受信していない期間に相当し、「Ｔ」は、測定部１１４において設定されたウインドウの期間を示す。測定部１１４は、タイミングｔ１を起点としたウインドウを設定して、ウインドウ内において受信したパケット信号の量を測定する。また、測定部１１４は、タイミングｔ１を後方にシフトさせたタイミングｔ２においてもウインドウを設定して、ウインドウ内において受信したパケット信号の量を測定する。このように測定部１１４は、タイミングをずらしながらウインドウを設定することによって、過去の一定区間のパケット信号の量を逐次測定する。
【００６６】
図１０（ａ）−（ｂ）は、測定部１１４での別の処理概要を示す。図１０（ａ）−（ｂ）は、図９と同様に示される。図１０（ａ）は、ウインドウ内において受信したパケット信号の量が相対的に少ない場合に相当し、図１０（ｂ）は、ウインドウ内において受信したパケット信号の量が相対的に多い場合に相当する。図８に戻る。なお、測定部１１４は、ウインドウの期間においてパケット信号が占める割合を測定してもよい。測定部１１４は、測定したパケット信号の量を転送量決定部１１６へ逐次出力する。
【００６７】
転送量決定部１１６は、測定部において測定したパケット信号の量を受けつける。転送量決定部１１６は、パケット信号の量に応じて、転送すべき制御情報の量を決定する。具体的に説明すると、転送量決定部１１６は、パケット信号の量と、転送すべき制御情報の量との対応関係が示されたテーブルを予め記憶する。図１１は、転送量決定部１１６に記憶された対応関係のテーブルのデータ構造を示す。図示のごとく、受信情報量欄２１０、転送する制御情報量欄２１２が含まれる。受信情報量欄２１０は、受信したパケット信号の量の範囲を示し、転送する制御情報量欄２１２は、転送すべき制御情報の量を示す。
【００６８】
ここで、転送すべき制御情報の量は、受信情報量欄２１０に示された範囲に対応するように規定される。例えば、受信したパケット信号の量が「０〜４９パケット」の範囲であれば、転送すべき制御情報の量は、「３」に設定される。なお、「３」は、フレームあたりの数として規定されてもよいし、前述のウインドウの期間Ｔあたりの数として規定されてもよい。図１１からも明らかなように、測定したパケット信号の量が多くなるほど、転送すべき制御情報の量が少なくなるような対応関係が規定されている。図８に戻る。転送量決定部１１６は、図１１に示されたテーブルを参照することによって、受信したパケット信号の量から、転送すべき制御情報の量を決定する。転送量決定部１１６は、転送すべき制御情報の量に関する情報を転送情報決定部１１８へ出力する。
【００６９】
転送情報決定部１１８は、付与部１１２から、優先順位が付与された制御情報を受けつけるとともに、転送量決定部１１６から、転送すべき制御情報の量に関する情報を受けつける。転送情報決定部１１８は、転送すべき制御情報の量に応じて、優先度の高い方の制御情報から順に制御情報を選択することによって、転送すべき制御情報を決定する。例えば、転送すべき制御情報の量が「１」であれば、転送情報決定部１１８は、最も優先度の高い制御情報を選択する。また、転送すべき制御情報の量が「３」であれば、転送情報決定部１１８は、優先度の高い方から３番目までの制御情報を選択する。ここで、優先度は、転送回数が少なくほど高くなるように付与されているので、転送情報決定部１１８は、転送回数の少ない制御情報を優先的に選択するといえる。転送情報決定部１１８は、制御情報を指示部９２へ出力する。
【００７０】
指示部９２は、転送情報決定部１１８において決定した制御情報が格納されたパケット信号を優先車車スロットあるいは一般車車期間において送信させるように、生成部３６に指示する。具体的に説明すると、指示部９２は、生成部６４に対して、データの拡張ＭＡＣヘッダに、転送情報決定部１１８において選択した制御情報を格納するように指示する。転送情報決定部１１８において複数の制御情報が選択された場合、指示部９２は、各制御情報に対応した拡張ＭＡＣヘッダを設けるように生成部６４に指示する。つまり、選択された数だけの拡張ＭＡＣヘッダがパケット信号内に設けられる。その結果、拡張ＭＡＣヘッダの数が増加するほど、パケット信号の長さが長くなる。あるいは、パケット信号の長さが固定である場合、拡張ＭＡＣヘッダの数が増加するほど、ＭＳＤＵの容量が低減される。また、指示部９２は、制御情報を拡張ＭＡＣヘッダに格納させる際に、転送回数に関する情報における転送回数を増加させる。生成部６４は、このような指示に応じて、転送情報決定部１１８において選択された制御情報をデータに格納するとともに、転送回数を増加させる。生成部６４は、これまでの説明と同様に、データをブロードキャスト送信する。これは、制御情報を転送することに相当する。制御部５８は、端末装置１４全体の動作を制御する。
【００７１】
以上の構成による通信システム１００の動作を説明する。図１２は、通信システム１００の動作概要を示す。ここでは、図４（ｂ）のうち、制御スロットと優先車車スロットのみを示す。図の横方向が時間に相当しており、最上段に記載しているように、第ｉフレームから第ｉ＋２フレームまでの３つのフレームが示されている。また、説明を明瞭にするために、ひとつのフレームに１５個の優先車車スロットが含まれているとする。基地局装置１０は、図示のごとく、各フレームの先頭のスロットにて、制御情報を報知する。図中の「制」は、制御情報に相当する。また、その下段には、制御情報に含まれている空きスロットに関する情報と衝突スロットに関する情報が、スロットに対応づけられながら示されている。図中の「空」は、空きスロットに相当し、「衝」は、衝突スロットに相当する。
【００７２】
さらに下段には、第１端末装置１４ａから第４端末装置１４ｄがデータを報知するタイミングが示されている。図中の「デ」は、データに相当する。第１端末装置１４ａから第４端末装置１４ｄは、制御情報を参照し、空きスロットをそれぞれ選択する。第ｉフレームにおいて、第１端末装置１４ａから第４端末装置１４ｄは、選択した空きスロットにてデータを報知する。その際、第３端末装置１４ｃと第４端末装置１４ｄにおいて選択された空きスロットが同一であるので、両者から報知されたデータが衝突している。基地局装置１０は、当該スロットでの衝突の発生を検出する。第ｉ＋１フレームにおいて、基地局装置１０から報知される制御情報には、衝突スロットに関する情報として、衝突が発生したスロットが示されている。
【００７３】
第１端末装置１４ａおよび第２端末装置１４ｂは、既に使用した優先車車スロットにおいて衝突が発生していないので、同一のスロット番号の優先車車スロットを再び使用する。一方、第３端末装置１４ｃおよび第４端末装置１４ｄは、既に使用した優先車車スロットにおいて衝突が発生しているので、別の空きスロットを再び選択する。第３端末装置１４ｃおよび第４端末装置１４ｄは、選択した空きスロットにてデータを報知する。すべてのデータが衝突していないので、第ｉ＋２フレームにおいて、基地局装置１０から報知される制御情報には、衝突スロットが示されていない。そのため、第ｉ＋２フレームにおいて、第１端末装置１４ａから第４端末装置１４ｄは、既に使用した優先車車スロットと同一のスロット番号の優先車車スロットを再び使用する。
【００７４】
図１３は、基地局装置１０における空きスロットの通知手順を示すフローチャートである。検出部３２は、スロット番号ｍをｓに設定する（Ｓ１０）。ここで、ｓは、優先車車スロットが開始されるスロット番号である。電力測定部３８は、受信電力を測定する（Ｓ１２）。空きスロット特定部４２は、受信電力が空きスロット用しきい値よりも小さければ（Ｓ１４のＹ）、スロット番号ｍの優先車車スロットを空きスロットと特定する（Ｓ１６）。空きスロット特定部４２は、受信電力が空きスロット用しきい値よりも小さくなければ（Ｓ１４のＮ）、ステップ１６の処理をスキップする。スロット番号ｍが最大数Ｍでなければ（Ｓ１８のＮ）、検出部３２は、スロット番号ｍに１を加算して（Ｓ２０）、ステップ１２に戻る。一方、スロット番号ｍが最大数Ｍであれば（Ｓ１８のＹ）、生成部３６は、空きスロットのスロット番号を制御情報に含める（Ｓ２２）。変復調部２４、ＲＦ部２２は、制御情報を報知する（Ｓ２４）。
【００７５】
図１４は、基地局装置１０における衝突スロットの通知手順を示すフローチャートである。検出部３２は、スロット番号ｍをｓに設定する（Ｓ４０）。電力測定部３８は、受信電力を測定し、品質測定部４０は、誤り率を測定する（Ｓ４２）。衝突スロット特定部４４は、受信電力が第１しきい値より大きく、かつ誤り率が第２しきい値よりも大きければ（Ｓ４４のＹ）、スロット番号ｍの優先車車スロットを衝突スロットと特定する（Ｓ４６）。衝突スロット特定部４４は、受信電力が第１しきい値より大きくなく、あるいは誤り率が第２しきい値よりも大きくなければ（Ｓ４４のＮ）、ステップ４６の処理をスキップする。スロット番号ｍが最大数Ｍでなければ（Ｓ４８のＮ）、検出部３２は、スロット番号ｍに１を加算して（Ｓ５０）、ステップ４２に戻る。一方、スロット番号ｍが最大数Ｍであれば（Ｓ４８のＹ）、生成部３６は、衝突スロットのスロット番号を制御情報に含める（Ｓ５２）。変復調部２４、ＲＦ部２２は、制御情報を報知する（Ｓ５４）。
【００７６】
図１５は、端末装置１４における送信処理の決定手順を示すフローチャートである。送信処理決定部７２は、各制御情報の受信電力を測定する（Ｓ１００）。最大の受信電力が送信処理決定用しきい値よりも大きければ（Ｓ１０２のＹ）、送信処理決定部７２は、優先車車スロットの使用を決定する（Ｓ１０４）。一方、受信電力が送信処理決定用しきい値よりも大きくなければ（Ｓ１０２のＮ）、送信処理決定部７２は、一般車車期間の使用を決定する（Ｓ１０６）。
【００７７】
図１６は、端末装置１４におけるデータの送信手順を示すフローチャートである。これは、優先車車スロットを使用する場合に相当する。制御情報抽出部６６は、制御情報を取得する（Ｓ７０）。使用すべき優先車車スロットが既に特定されていれば（Ｓ７２のＹ）、スロット決定部６８は、当該スロットに衝突が発生していないかを確認する。衝突が発生していれば（Ｓ７４のＹ）、スロット決定部６８は、優先車車スロットを変更する（Ｓ７６）。衝突が発生していなければ（Ｓ７４のＮ）、ステップ７６はスキップされる。一方、使用すべき優先車車スロットが既に特定されていなければ（Ｓ７２のＮ）、スロット決定部６８は、空きスロットを推定した後に、空きスロットをランダムに特定する（Ｓ７８）。生成部６４は、特定した優先車車スロットにて、データを送信する（Ｓ８０）。
【００７８】
図１７は、端末装置１４における制御情報の転送手順を示すフローチャートである。測定部１１４は、一定期間において受信したパケット信号の量を測定する（Ｓ１２０）。転送量決定部１１６は、パケット信号の量に応じて、転送すべき制御情報の量を決定する（Ｓ１２２）。転送情報決定部１１８は、決定した制御情報の量に応じた制御情報をパケット信号に格納するように生成部６４へ指示する（Ｓ１２４）。
【００７９】
本発明の実施例によれば、フレームの中に、制御スロット、路車スロット、優先車車スロット、一般車車期間を設けるので、信号の用途に応じて送信タイミングを異ならせることができる。また、路車スロットは、優先車車スロットおよび一般車車期間と異なるように設けられるので、車車間通信と路車間通信との間における相互の影響を低減できる。また、フレームを複数のサブフレームに分割し、複数のサブフレームによって制御スロットを多重化するので、複数の基地局装置が近接して設置されている場合にも対応できる。また、制御スロットを使用しているサブフレームにおける路車スロットを使用するので、路車スロットも多重化できる。
【００８０】
また、ひとつのサブフレームにおいて、制御スロットと路車スロットとが含まれた第１期間をひとつの基地局装置が使用するので、基地局装置間の干渉の影響を低減できる。また、第１期間に関する情報が含まれた制御情報が基地局装置によって報知されるので、端末装置に第１期間を知らしめることができる。また、端末装置は、第１期間に関する情報が含まれた制御情報を転送するので、第１期間に関する情報の伝送エリアを拡大できる。また、第１期間に関する情報の伝送エリアが拡大されるので、第１期間を認識している端末装置数を増加できる。また、第１期間を認識している端末装置数が増加するので、スロットの本来の目的にそった通信を実行できる。
【００８１】
また、受信したパケット信号の量に応じて、転送すべき制御情報の量を決定するので、トラヒック量に応じた量の制御情報を転送できる。また、トラヒック量が少なければ、制御情報の量を増加させるので、さまざまな制御情報を転送できる。また、トラヒック量が多ければ、制御情報の量を減少させるので、データ通信に与える影響を低減できる。また、優先順位に応じて制御情報を転送するので、必要な制御情報を優先的に転送できる。また、転送回数の少ない制御情報の優先順位を高くするので、他の端末装置にとって必要な制御情報の優先順位を高くできる。また、基地局装置からの制御情報を転送する場合に、トラヒックの増減を制御し、最適なトラヒック量を維持できる。
【００８２】
また、使用している制御スロットを含んだサブフレーム以外の各サブフレームにおいて、制御スロットと路車スロットとを優先車車スロットとして検出対象に加えるので、優先車車スロットの数を増加できる。また、複数の優先車車スロットの中から、端末装置間の通信に使用可能な優先車車スロットを報知するので、端末装置間の通信における衝突の発生確率を低減できる。また、端末装置間の通信における衝突の発生確率が低減されるので、通信量が増加した場合であってもパケット信号の衝突確率を低減できる。また、複数の車車スロットのそれぞれに対する受信電力をもとに、空きスロットを特定するので、特定を簡易に実行できる。
【００８３】
また、以前のフレームに含まれた空きスロットの番号を報知するので、端末装置への指示を確実に実行できる。また、空きスロットを使用している端末装置は、複数のフレームにわたって、当該スロットに対応した優先車車スロットを使用するので、処理を簡易にできる。また、複数の優先車車スロットの中から、複数の端末装置が信号を重複して送信したことによって衝突が発生した優先車車スロットを報知するので、複数の端末装置間の通信における衝突の発生確率を低減できる。また、複数の優先車車スロットのそれぞれに対する受信電力と、複数の優先車車スロットのそれぞれに対する信号品質とをもとに、衝突スロットを特定するので、特定を簡易に実行できる。また、以前のフレームに含まれた衝突スロットの番号を報知するので、端末装置への指示を確実に実行できる。
【００８４】
また、制御情報にしたがうように送信タイミングを制御させる端末装置と、自律的に送信タイミングを制御させる端末装置とを異なった期間に配置するので、送信タイミングの制御方法の異なった端末装置を分離できる。また、送信タイミングの制御方法の異なった端末装置が分離されるので、送信タイミングの制御方法の異なった端末装置からのパケット信号の衝突確率を低減できる。
【００８５】
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。
【００８６】
本発明の実施例において、基地局装置１０から報知される制御情報、データや、ひとつの端末装置１４から報知されるデータは、ひとつのスロットに割り当てられている。しかしながらこれに限らず例えば、制御情報やデータが、ふたつ以上のスロットに割り当てられていてもよい。本変形例によれば、制御情報やデータの通信速度を向上できる。
【００８７】
本発明の実施例において、基地局装置１０は、空きスロットおよび衝突スロットを検出し、それらに関する情報を制御情報に含めている。しかしながらこれに限らず例えば、基地局装置１０は、衝突スロットを検出せずに、空きスロットのみを検出してもよい。その際、衝突スロット特定部４４等は省略される。本変形例によれば、基地局装置１０の構成および処理を簡易化できる。
【００８８】
本発明の実施例において、指示部９２は、複数の制御情報を転送する場合、ひとつのパケット信号に複数の拡張ＭＡＣヘッダを設けるように生成部６４へ指示している。しかしながらこれに限らず例えば、指示部９２は、ひとつのパケット信号にひとつの拡張ＭＡＣヘッダだけを設け、複数の制御情報を転送する場合にパケット信号の送信頻度を変更してもよい。３つの制御情報を転送する場合、指示部９２は、ひとつのフレーム中に３つのパケット信号を送信するように生成部６４へ指示し、ひとつの制御情報を転送する場合、指示部９２は、ひとつのフレーム中にひとつのパケット信号を送信するように生成部６４へ指示する。本変形例によれば、パケット信号のフォーマットが固定されるので、処理を簡易にできる。
【００８９】
本発明の実施例において、測定部１１４は、復調されたパケット信号の量を測定する。しかしながらこれに限らず例えば、測定部１１４は、ＲＦ部５２での受信電力やキャリアセンス結果を使用することによって、パケット信号の量を測定してもよい。ＲＦ部５２での受信電力を使用する場合、測定部１１４は、受信電力が所定のしきい値を超えている期間を測定する。キャリアセンス結果を使用する場合、測定部１１４は、通信中のスロットの数を測定する。本変形例によれば、さまざまな処理を使用できる。
【符号の説明】
【００９０】
１０  基地局装置、  １２  車両、  １４  端末装置、  ２０  アンテナ、  ２２  ＲＦ部、  ２４  変復調部、  ２６  処理部、  ２８  ＧＰＳ測位部、  ３０  制御部、  ３２  検出部、  ３４  フレーム規定部、  ３６  生成部、  ３８  電力測定部、  ４０  品質測定部、  ４２  空きスロット特定部、  ４４  衝突スロット特定部、  ５０  アンテナ、  ５２  ＲＦ部、  ５４  変復調部、  ５６  処理部、  ５８  制御部、  ６０  タイミング特定部、  ６２  取得部、  ６４  生成部、  ６６  制御情報抽出部、  ６８  スロット決定部、  ７０  通知部、  ７２  送信処理決定部、  ７４  ＣＳＭＡ実行部、  ８０  ネットワーク通信部、  ９０  選択部、  ９２  指示部、  １００  通信システム、  １１０  転送回数取得部、  １１２  付与部、  １１４  測定部、  １１６  転送量決定部、  １１８  転送情報決定部。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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