(57)【要約】  少なくとも１つのメッセージ（22）（特に少なくとも１つのハローメッセージ及び／又は少なくとも１つの警告メッセージ）をブロードキャストする少なくとも１つの送信ユニット（20）（特に少なくとも１つの送信ブロック）と、少なくとも１つの隣接ノード（12、14、16）によりブロードキャストされる少なくとも１つの到達メッセージ（32、34、36）（特に少なくとも１つのハローメッセージ及び／又は少なくとも１つの警告メッセージ）を検知する少なくとも１つの受信ユニット（30）（特に少なくとも１つの受信ブロック）とを有し、移動ノード（10、12、14、16）間（特に乗物間）で通信を行い、送信条件（例えばトラヒック密度）に従った送信電力の柔軟且つ迅速な調整が保証される方法及び通信装置（100、100’）を提供するために、メッセージ（22）をブロードキャストする送信電力を計算及び／又は選択する少なくとも１つのコントローラユニット（40）（特に少なくとも１つの中継制御ボックス）を提供することが提案される。
2008507883.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動ノード間、特に乗物間で通信する通信装置であって、
−少なくとも１つのメッセージ、特に少なくとも１つのハローメッセージ及び／又は少なくとも１つの警告メッセージをブロードキャストする少なくとも１つの送信ユニット、特に少なくとも１つの送信ブロックと、
−少なくとも１つの隣接ノードによりブロードキャストされる少なくとも１つの到達メッセージ、特に少なくとも１つのハローメッセージ及び／又は少なくとも１つの警告メッセージを検知する少なくとも１つの受信ユニット、特に少なくとも１つの受信ブロックと、
を有し、
前記メッセージ22をブロードキャストする送信電力を計算及び／又は選択する少なくとも１つのコントローラユニット、特に少なくとも１つの中継制御ボックスを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記送信電力は、前記到達メッセージの少なくとも一部を処理することにより、特に前記隣接ノードに関する少なくとも１つの情報を処理することにより、計算及び／又は選択されることを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
−前記受信ユニットは、前記到達メッセージを用いて前記隣接ノードの数及び／又は距離を決定するように設計され、
−前記送信電力は、前記隣接ノードの数及び／又は距離、特にそれぞれの隣接ノードにより検知されたそれぞれのノードの数から決定されたノードの平均数に依存することを特徴とする請求項１又は２に記載の通信装置。
【請求項４】
−前記送信電力は、到達メッセージの数の増加と共に減少し、特に到達メッセージの数が所定の閾値より大きいときに減少し、
−前記送信電力は、到達メッセージの数の減少と共に増加し、特に到達メッセージの数が所定の閾値より小さいときに増加することを特徴とする請求項１ないし３のうちいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項５】
−各ノードの位置を決定し、特にノードの少なくとも１つのグループ内で基準ノードの位置を決定する少なくとも１つの定位ユニット、特に少なくとも１つのG[lobal]P[ositioning]S[ystem]ユニットが提供され、前記定位ユニットは、特に
−−コントローラユニットに接続され、
−−特に各ノードの現在位置に関して及び／又は各ノードの移動方向に関して、少なくとも１つの定位アンテナを介して、例えば少なくとも１つのG[lobal]P[ositioning]S[ystem]アンテナを介して、信号を受信するように設計され、及び／又は
−前記送信電力の選択は、ノードの少なくとも１つのグループ内での各ノードの定位に依存し、特に前記グループの中央領域の少なくとも１つのノードは、前記グループの境界領域の少なくとも１つのノードより低い送信電力を有することを特徴とする請求項１ないし４のうちいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項６】
−−前記受信ユニット及び前記コントローラユニットに接続され、
−−前記到達メッセージが受信される少なくとも１つの受信電力を計算するように設計された
−少なくとも１つの電力推定ユニット、及び／又は
−−前記コントローラユニットに接続され、
−−前記コントローラユニットに各ノードの速度を供給するように設計された
−少なくとも１つの車バスインタフェース、及び／又は
−−前記コントローラユニットに接続され、
−−少なくとも１つのメッセージ、特に前記到達メッセージを表示するように設計された
−少なくとも１つの表示ユニット、及び／又は
−−前記コントローラユニットに接続され、
−−各ノードについて関係する少なくとも１つの対象、特に危険な少なくとも１つの対象を検知するように設計された
−少なくとも１つの危険検知ユニット
を特徴とする請求項１ないし５のうちいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項７】
前記コントローラユニットは、前記到達メッセージを格納するように設計された少なくとも１つの隣接リスト又は隣接テーブルを有し、
前記到達メッセージは、前記隣接ノードに関する情報、特に
−前記隣接ノードのそれぞれの現在位置に関する情報、
−前記隣接ノードのそれぞれの移動方向に関する情報、
−前記隣接ノードのそれぞれの速度に関する情報、
−前記隣接ノードの少なくとも１つのそれぞれのネットワーク識別番号に関する情報、
−前記到達メッセージが送信されたそれぞれの電力に関する情報、及び／又は
−少なくとも１つのそれぞれのタイムスタンプに関する情報
を有することを特徴とする請求項１ないし６のうちいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項８】
前記コントローラユニットは、
−前記受信ユニットから前記到達メッセージを受信する少なくとも１つの受信インタフェース、及び／又は
−−前記隣接リスト又は隣接テーブルに接続され、
−−−前記到達メッセージが再送信される必要があるか否かを評価し、
−−−前記到達メッセージが再送信される必要がある場合に、前記送信電力を計算する
−−ように設計された
−少なくとも１つの再送信制御ユニット、及び／又は
−−前記受信インタフェースと前記隣接リスト又は隣接テーブルと前記再送信ユニットとに接続され、
−−前記電力推定ユニットにより計算された受信電力を提供され、
−−−前記到達メッセージの対象及び／又は種類を評価し、特に前記到達メッセージがハローメッセージ及び／又は警告メッセージであるか否かを評価し、
−−−前記到達メッセージの少なくとも一部、特に前記ハローメッセージで、前記隣接ノードに関する情報、特に前記隣接リスト又は隣接テーブルを更新し、
−−−前記到達メッセージ、特に前記警告メッセージの少なくとも一部の少なくとも１つのコピーを前記表示ユニット及び／又は前記再送信制御ユニットに送信する
−−ように設計された
−少なくとも１つのメッセージ分析ユニット、及び／又は
−−前記再送信制御ユニットに接続され、
−−前記メッセージを前記送信ユニットに送信するように設計された
−少なくとも１つの送信インタフェース、及び／又は
−−前記送信インタフェースに接続され、
−−前記送信インタフェースに少なくとも１つの警告メッセージを提供するように設計された
−少なくとも１つの警告メッセージ生成ユニット、及び／又は
−−前記送信インタフェースに少なくとも１つのハローメッセージを提供するように設計され、前記ハローメッセージは、
−−−特に前記定位ユニットにより供給される各ノードの現在位置に関する情報、
−−−特に前記定位ユニットにより供給される各ノードの移動方向に関する情報、
−−−特に前記車バスインタフェースにより供給される各ノードの速度に関する情報、
−−−各ノードの少なくとも１つのネットワーク識別番号に関する情報、
−−−前記メッセージが送信された各送信電力に関する情報、及び／又は
−−−少なくとも１つの各タイムスタンプに関する情報
を有する
−少なくとも１つのハローメッセージ生成ユニット
を有することを特徴とする請求項７に記載の通信装置。
【請求項９】
−前記隣接リスト又は隣接テーブルは、前記到達メッセージが送信された電力から受信電力を減算することによって、前記コントローラユニットにより計算された少なくとも１つのパスロス計算値を格納するように設計され、前記電力は、前記到達メッセージの少なくとも一部、特にハローメッセージから認識され、
−前記コントローラユニットは、
−−前記再送信制御ユニットと前記警告メッセージ生成ユニットと前記隣接リスト又は隣接テーブルとに接続され、
−−−パスロス計算値の増加に従って前記隣接ノードに関する情報を前記隣接リスト又は隣接テーブルに格納し、及び／又は
−−−特に前記再送信制御ユニット及び／又は前記警告メッセージ生成ユニットが前記メッセージを送信することを要求すると、離散的なパスロス計算間隔に従って前記隣接リスト又は隣接テーブルで前記隣接ノードに関する情報をグループ化する
−−ように設計された
少なくとも１つの電力制御サブシステムを有することを特徴とする請求項７又は８に記載の通信装置。
【請求項１０】
前記コントローラユニットは、
−最低のパスロス計算値又は最低のパスロス計算間隔から始めてパスロス計算値又はパスロス計算間隔毎の隣接ノードの数を合計し、前記メッセージを受信することができる隣接ノードの平均数を示す所定の閾値以上に合計がなるまで合計することにより、少なくとも１つのパスロス値を決定し、前記パスロス値は、最後の値又は合計の最後の間隔に等しく、
−前記パスロス値から所定の感度パラメータ値を減算することにより、正味送信電力の値を計算し、前記所定の感度パラメータは、
−−前記到達メッセージを正確にデコードするために各ノードによって、及び／又は
−−前記メッセージを正確にデコードするために前記隣接ノードによって
受信可能な最小電力を示し、及び／又は
−前記正味送信電力の値に少なくとも１つの安全マージン値を合計することにより、総計送信電力の値を計算し、前記総計送信電力は、前記メッセージをブロードキャストする前記送信ユニットにより使用される
ように設計されることを特徴とする請求項１ないし９のうちいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項１１】
請求項１のプリアンブル又は請求項１ないし１０のうちいずれか１項に記載の通信装置であって、
−各到達メッセージは、各隣接ノードにより検知された各ノードの数を有し、
−前記受信ユニットは、それぞれ検知された前記ノードの数からノードの平均数を決定するように設計され、
−受信感度は、特に前記受信ユニットの少なくとも１つの選択ユニットにより、前記ノードの平均数に対して調整されることを特徴とする通信装置。
【請求項１２】
移動ノード間、特に乗物間で通信を行う通信システムであって、
請求項１ないし１１のうちいずれか１項に記載の少なくとも２つの通信装置を有し、
−少なくとも１つの前記通信装置は、各ノード、特に基準ノード、例えば検討される車に割り当てられ、
−少なくとも１つの前記通信装置は、隣接ノード、特に隣接の車に割り当てられることを特徴とする通信システム。
【請求項１３】
各ノードは、請求項１ないし１１のうちいずれか１項に記載の少なくとも１つの通信装置を有することを特徴とする請求項１２に記載の通信システム。
【請求項１４】
移動ノード間、特に乗物間で通信を行う方法であって、
各ノードは、
−少なくとも１つのメッセージ、特に少なくとも１つのハローメッセージ及び／又は少なくとも１つの警告メッセージをブロードキャストし、
−少なくとも１つの隣接ノードによりブロードキャストされる少なくとも１つの到達メッセージ、特に少なくとも１つのハローメッセージ及び／又は少なくとも１つの警告メッセージを受信し、
前記メッセージをブロードキャストする送信電力は、選択及び／又は計算されることを特徴とする方法。
【請求項１５】
前記送信電力は、前記到達メッセージの少なくとも一部を処理することにより、特に前記隣接ノードに関する少なくとも１つの情報を処理することにより、計算及び／又は選択されることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
（A）前記達メッセージを用いて前記隣接ノードの数及び距離が決定され、
（B）前記隣接ノードの数及び距離に応じて、特に各隣接ノードにより検知された各ノードの数から決定されたノードの平均数に応じて、前記メッセージをブロードキャストする送信電力が計算及び／又は選択されることを特徴とする請求項１４又は１５に記載の方法。
【請求項１７】
（B.1）各ノード、特に前記基準ノードは、到達メッセージの数が増加するとき、特に到達メッセージの数が所定の閾値より大きいときに、その送信電力を減少させ、
（B.2）各ノードは、到達メッセージの数が減少するとき、特に到達メッセージの数が所定の閾値より小さいときに、その送信電力を減少させることを特徴とする請求項１４ないし１６のうちいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
（A.1）各ノードの位置、特にノードの少なくとも１つのグループ内での前記基準ノードの定位が決定され、及び／又は
（B.3）前記送信電力は、ノードの少なくとも１つのグループ内での定位に応じて任意選択で選択及び／又は適応され、特に前記グループの中央領域の少なくとも１つのノードは、前記グループの境界領域の少なくとも１つのノードより小さい電力で送信することを特徴とする請求項１４ないし１７のうちいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
請求項１４のプリアンブル又は請求項１４ないし１８のうちいずれか１項に記載の方法であって、
各到達メッセージは、各隣接ノードにより検知された各ノードの数を有し、
（C）各ノードは、それぞれ検知されたノードの数からノードの平均数を計算し、
（D）各ノードは、ノードの平均数に応じて、その受信感度を適応させることを特徴とする方法。
【請求項２０】
（D.1）各受信感度は、各ノードにより検知されるノードの数が検知されたノードの平均数より小さい場合に、特定のパーセントで増加し、
（D.2）各受信感度は、各ノードにより検知されるノードの数が検知されたノードの平均数より大きい場合に、前記特定のパーセントより小さいパーセントで減少することを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
（i）前記到達メッセージが受信される少なくとも１つの受信電力が計算され、
（ii）前記到達メッセージの対象及び／又は種類が評価され、特に前記到達メッセージがハローメッセージ及び／又は警告メッセージであるか否かが評価され、
（iii）前記到達メッセージの少なくとも一部、特に前記ハローメッセージが格納及び／又は更新され、前記到達メッセージの前記一部は、前記隣接ノードに関する情報、特に
−前記隣接ノードのそれぞれの現在位置に関する情報、
−前記隣接ノードのそれぞれの移動方向に関する情報、
−前記隣接ノードのそれぞれの速度に関する情報、
−前記隣接ノードの少なくとも１つのそれぞれのネットワーク識別番号に関する情報、
−前記到達メッセージが送信されたそれぞれの電力、及び／又は
−少なくとも１つのそれぞれのタイムスタンプ
を有し、
（iv）前記到達メッセージの少なくとも一部、特に前記警告メッセージが表示され、
（v.a）前記到達メッセージ、特に前記警告メッセージが再送信される必要があるか否かが評価され、
（v.b）前記到達メッセージが再送信される必要がある場合、前記送信電力が計算されることを特徴とする請求項１４ないし２０のうちいずれか１項に記載の方法。
【請求項２２】
（v.b.1）少なくとも１つのパスロス計算値は、前記到達メッセージが送信された電力から受信電力を減算することにより計算され、前記電力は、前記到達メッセージの少なくとも一部、特に前記ハローメッセージから認識され、
（v.b.2）前記隣接ノードに関する情報は、
−パスロス計算値の増加に従って格納され、及び／又は
−離散的なパスロス計算間隔に従ってグループ化され、
（v.b.3）少なくとも１つのパスロス値は、最低のパスロス計算値又は最低のパスロス計算間隔から始めてパスロス計算値又はパスロス計算間隔毎の隣接ノードの数を合計し、前記メッセージを受信することができる隣接ノードの平均数を示す所定の閾値以上に合計がなるまで合計することにより決定され、前記パスロス値は、最後の値又は合計の最後の間隔に等しく、
（v.b.4）正味送信電力の値は、前記パスロス値から所定の感度パラメータ値を減算することにより計算され、前記所定の感度パラメータは、
−前記到達メッセージを正確にデコードするために各ノードによって、及び／又は
−前記メッセージを正確にデコードするために前記隣接ノードによって
受信可能な最小電力を示し、及び／又は
（v.b.5）前記正味送信電力の値に少なくとも１つの安全マージン値を合計することにより、総計送信電力の値を計算し、前記総計送信電力は、前記メッセージをブロードキャストする前記送信ユニットにより使用されることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
ハローメッセージが特定の期間に、特に所定の閾値より大きい時間に特定の隣接ノードから受信されない場合、前記隣接ノードに関する情報は削除されることを特徴とする請求項１４ないし２２のうちいずれか１項に記載の方法。
【請求項２４】
請求項１２若しくは１３に記載の少なくとも１つの通信システムの使用法、及び／又は請求項１４ないし２３のうち少なくとも１つに記載の方法の使用法であって、
乗物が同じ領域内で異なる方向に移動しているときに、
−少なくとも１つの多目的通信装置で、特に電力制御サブシステムに信頼のあるブロードキャスト機構を提供するため、及び／又は
−−車線変更又は合流措置の間の衝突を回避するために、及び
−−目に見えない障害物、例えばはっきりしない物体又は影になった物体を報告するために、
−少なくとも１つの無線アドホックネットワークで、特に少なくとも１つのセンサネットワーク、又は異なる状況若しくはシナリオへの自己適応の機能を備えた無線の局所危険警告、例えば車対車の通信で、例えば事故のない運転のために、車が協調して作用して例えば警告メッセージを配信する使用法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置及び移動ノード間で（特に乗物間で）通信する方法に関し、各ノードは、
−少なくとも１つのメッセージ（特に少なくとも１つのハローメッセージ及び／又は少なくとも１つの警告メッセージ）をブロードキャストし、
−少なくとも１つの隣接ノードによりブロードキャストされる少なくとも１つの到着メッセージ（特に少なくとも１つのハローメッセージ及び／又は少なくとも１つの警告メッセージを受信する。
【背景技術】
【０００２】
多くの関心が乗物間通信を可能にする（例えば無線の局所危険警告を可能にする）無線技術に集中してきている。
【０００３】
無線の局所危険警告システムの１つの主な目的は、到来する危険の可能性をできるだけ多く運転手に警告することにある。乗物が潜在的な危険状態を認識すると、衝突を避けるために迅速に反応することができるように、他の運転手に適切な時期に通告するために警告メッセージを配布する。この状態で、過度にネットワークリソースを占有することなく、メッセージが短い時間内に最多数の乗物に到達し得ることが最重要である。
【０００４】
従って、信頼のあるブロードキャストを用いたメッセージの配布がこれまでの焦点になっている。これに関して、様々な対策が提案されており、この提案のうち、Brad  Williams及びTracy  Campによる文献“Comparison  of  broadcasting  techniques  for  mobile  ad  hoc  networks”[Proceedings  of  the  ACM  International  Symposium  on  Mobile  Ad  Hoc  Networking  and  Computing  (MOBIHOC),  June  9〜11,  2002,  Lausanne,  Switzerland]は、概要と分析とを提供している（従来技術の文献WO02/19748A1も参照のこと）。
【０００５】
一般的に、車対車のメッセージは、共有通信媒体へのアクセスを規制するIEEE802.11のようなM[edium]A[ccess]C[ontrol]プロトコルを使用することにより、アドホックネットワークで交換され得る。
【０００６】
しかし、車対車のアドホック通信ネットワークでは、高密度の車により、特定の領域で過度に生成されたメッセージが原因で共有通信チャネルの輻輳が生じ得るため、C[arrier]S[ense]M[ultiple]A[ccess]-C[ollision]A[voidance]のような媒体アクセス制御プロトコルで問題が生じ得る。従って、媒体アクセスの試行の数が高くなり過ぎて、アクセス衝突の数でネットワーク性能が崩壊する。
【０００７】
領域での媒体アクセス衝突の数は、ノードの送信電力の低減により、低減され得る。しかし、低密度のネットワークでは、十分な接続性を維持するために、ノードは最大送信電力で動作すべきである。従って、車の密度が低い状態では、接続性が低くなり過ぎて十分な情報が交換できなくなり得るため、他の共通の問題が生じる。
【０００８】
これまで、MACプロトコルIEEE802.11の改善は、ノードが送信電力を最適化するために特別のR[equest]T[o]S[end]/C[lear]T[o]S[end]信号でピア・ツー・ピア通信レベルを決定する実装に集中してきた。例えば、１つの可能な対策は、RTS/CTSの送信電力を最大値に設定し、DATA/ACK[nowledgement]の送信電力を所望の（より低い）電力レベルに設定することにある（Eun-Sun  Jung,  Nitin  H.  Vaidya:“A  Power  Control  MAC  Protocol  for  Ad  Hoc  Networks”,  Texas  A&M  University,  University  of  Illinois,  Mobicom  2002,  September  23-28,  2002,  Atlanta,  Georgia,  USA参照）。
【０００９】
他の可能な対策は、RTS及びCTSをR[equest]P[ower]T[o]S[end]及びA[cceptable]P[ower]T[o]S[end]に交換し、それぞれ個々のリンクの送信電力を決定することにある（Jeffrey  P.  Monks,  Vaduvur  Bharghavan,  Wen-mei  W.  Hwu:“A  Power  Controlled  Multiple  Access  Protocol  for  Wireless  Packet  Networks”,  University  of  Illinois,  Infocom  2001,  Twentieth  Annual  Joint  Conference  of  the  IEEE  Computer  and  Communications  Societies,  volume  1,  219-228ページ,  April  22-26,  2001,  Anchorage,  Alaska,  USA参照)。
【００１０】
しかし、乗物間通信により送信されるメッセージの重要な部分はブロードキャストされることが考えられる必要がある。特に車対車の通信環境で緊急の警告に有用であるブロードキャスト通信では、多くの間にピア・ツー・ピア関係が送信電力の最適化に利用可能ではない。更に、ブロードキャスト通信では、RTS/CTSハンドシェークが使用されていない。従って、前述の問題を解決するために異なる手法が必要である。
【００１１】
Ram  Ramanathan及びRegina  Rosales-Hainによる従来技術の文献（“Topology  Control  of  Multihop  Wireless  Networks  using  Transmit  Power  Adjustment”,  Infocom  2000,  BBN  Technologies）には、トポロジーの変化に応じて適応的にノード送信電力を調整する送信電力調整が記載されている。この既知のシステムでは、送信電力は確立された双方向の隣接リンクの数により制御されるため、明白には制御オーバーヘッドを導入しないが、送信電力の調整はリンクアップ／リンクダウンを生じ、有効スループットを減少させる。
【００１２】
更に、従来技術の文献GB2348572Aでは、参照テーブルを用いてノードの送信電力を制御するシステムが開示されている。
【００１３】
マルチホップ無線ネットワーク又はいわゆるアドホックネットワークでノードの送信電力を調整する問題は、従来技術の文献WO03/079611A1で議論されている。
【００１４】
これとは別に、従来技術の文献WO02/03567A2は、各ノードに対して宛先毎に特定の電力レベルを使用させることを提案している。これを行うために、各ノードは電力レベル情報が格納される電力キャッシュを維持する。
【００１５】
Seung-Jong  Park及びRaghupathy  Sivakumarによる従来技術の文献（“Quantitative  Analysis  of  Transmitting  power  Control  in  Wireless  Ad  Hoc  Networks”,  Proceedings  of  International  Workshop  on  Ad  Hoc  Networking  (IWAHN),  Vancouver,  Canada,  August  2002）では、無線アドホックネットワークでの最適な送信電力が、トラヒック負荷と移動局の数とネットワークのグリッド領域とにより定められるネットワーク環境に依存することが提案されている。
【００１６】
しかし、この無線アドホックネットワークは、ネットワークのノードが、送信前に特定のノードに送信するために使用される電力レベルを推定し、送信条件（例えばトラヒック密度）が変更するときに柔軟に電力レベルの値を調整することを許容しない。
【００１７】
従って、全てのこれらの技術は、一般的なシナリオでの到達性の問題を解決するに過ぎず、乗物間通信のシナリオを検討すると、次善の対策となる。このため、メッセージの到達性と生成される干渉との間のトレードオフが最適化可能であり、様々なトラヒック状態に適応可能な対策が必要である。
【００１８】
受信した信号を評価して適切な送信電力を計算する対策は、従来技術の文献EP0898382A2に開示されているが、これらの対策はユニキャスト通信を参照している。
【００１９】
従来技術の文献WO02/03567A2は、移動ノードの電力消費を低減して低い信号対干渉比を実現するための無線ネットワークでの電力制御技術を示している。分散型ネットワークでのこの従来の電力制御方式は、ノード間の送信の電力レベルを適応して格納する方法を開示している。ネットワークの他のノードと通信するノード毎に、電力レベルが計算され、ノードのメモリ（電力キャッシュ）に格納され、各ノードが継続してその電力キャッシュを構築する。必要な送信電力レベルの計算は、受信ノード又は送信ノードで行われる。結果の計算電力レベルは、将来の送信のときの参照又は使用のために送信ノードで格納される。
【００２０】
ブロードキャスト送信の電力制御を提案する対策もまた、Xiaohu  Chen,  Michalis  Faloutsos及びSrikanth  V.  Krishnamurthyによる文献“Power  adaptive  broadcasting  with  local  information  in  ad  hoc  networks”[Network  Protocols,  2003,  Proceedings,  eleventh  IEEE  International  Conference  on  November  4〜7,  2003,168〜178ページ]に示唆されている。この文献は、隣接の距離と簡略化したパスロス（pass-loss）モデルとを検討して送信電力を計算することを提案している。
【００２１】
これに関して、無線アドホックネットワークに関する電力管理（特に無線アドホック環境でのエンド・ツー・エンドのネットワークスループット及び平均電力消費で異なる送信電力を使用する効果）に関する従来技術の文献US6735448B1への参照も行われ得る。
【００２２】
しかし、パスロスモデルは簡単すぎて道路環境と調和せず、全システムを低い信頼度にし得るという欠点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
前述の欠点及び短所から始まり、前述の従来技術を考慮して、本発明の目的は、通信装置及び移動ノード間で通信する方法を提供することであり、送信条件（例えばトラヒック密度）に従った送信電力の柔軟且つ迅速な調整が保証される。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明の目的は、請求項１の特徴を有する通信装置、及び請求項１４の特徴を有する方法により実現される。本発明の有利な実施例及び好適な改善がそれぞれの従属項に開示されている。
【００２５】
従って、本発明は、基本的には
−特にトラヒック条件に関する値に応じて送信される電力を変化し、
−これにより、少なくとも１つの対応する電力制御安全システムを用いてブロードキャスト送信の電力制御機構を提供する
という概念に基づく。
【００２６】
従って、本発明の好ましい実施例によれば、送信電力は、隣接ノードから受信した情報を処理することにより、ブロードキャスト通信で計算される。特に、各隣接ノードのパスロスは、電力送信値とメッセージが受信される電力との間の差を使用することにより計算される。このことは、帯域の占有を不利にすることなく、メッセージの到達性が最大化されるという利点をもたらす。
【００２７】
特に、本発明は、アドホック無線ネットワークで電力制御を分散するという概念（すなわち、領域のノードの密度に基づいて好都合に電力レベルを選択するという概念）に基づく。このため、有利には、各ノードの電力レベルは、例えばその隣接のノードの量の変化に適応してもよい。本発明の好ましい実施例によれば、ノードの送信電力は、隣接で検知された車の数により測定される車の密度に応じて適応してもよい。
【００２８】
特に、送信電力は、到達メッセージの数の増加と共に（例えば到達メッセージの数が所定の閾値より大きいときに）減少してもよい。更に、有利には、送信電力は、到達メッセージの数の減少と共に（例えば到達メッセージの数が所定の閾値より小さいときに）増加してもよい。この手順を使用することにより、ノードは検知されるノードの数を一定に保持しようとすることができる。更に、本発明のこの実施例は、送信電力の増加及び減少の振動（ぐらつき）が回避されるという利点をもたらす。
【００２９】
本発明の更に好ましい実施例では、通信装置は、各ノードの位置を決定する（特にノードの少なくとも１つのグループ内で基準ノードの位置を決定する）少なくとも１つの定位ユニット（特に少なくとも１つの位置決定ユニット、例えば少なくとも１つのG[lobal]P[ositioning]S[ystem]ユニット）を有する。
【００３０】
有利には、この定位ユニットは、コントローラユニットに接続され、特に各ノードの現在位置に関して及び／又は各ノードの移動方向に関して、少なくとも１つの定位アンテナを介して（例えば少なくとも１つのG[lobal]P[ositioning]S[ystem]アンテナを介して）信号を受信するように設計される。
【００３１】
これとは独立して又はこれに関連して、有利には、送信電力の選択は、ノードの少なくとも１つのグループ内での各ノードの定位に依存する。従って、例えばグループの中央領域の少なくとも１つのノードは、グループの境界領域の少なくとも１つのノードより低い送信電力を有してもよい。
【００３２】
本発明の好ましい実施例によれば、通信装置は、無線の局所危険警告（特に全ての隣接ノードの間に（例えば場合によって危険状態に関与する乗物の運転手の間に）警告メッセージを配布する）を行うように設計される。
【００３３】
従って、本発明の焦点は、任意選択で
−隣接ノードについての情報を格納し、
−この情報を処理し、
−生成されたメッセージを中継するために使用される最適な制御電力を計算する
少なくとも１つの中継制御ボックスにより特に具現されるコントローラユニットである。
【００３４】
一方で高い到達性を確保し、他方でネットワークリソースの低い消費を確保するために、有利には、コントローラユニットは、隣接ノードの情報に基づいて通信装置の送信電力を最適値に適応させるように設計された少なくとも１つの電力制御サブシステムを有する。
【００３５】
従って、通信装置（特にコントローラユニット）は、少なくとも１つの危険状態が少なくとも１つのセンサにより示されたときに、少なくとも１つの警告メッセージを生成して表示して送信する役目をすることが好ましい。
【００３６】
更に、本発明の好ましい実施例によれば、通信装置（特にコントローラユニット）は、メッセージが隣接ノード（例えば他の乗物）により受信される場合に、同じ通信装置又は同様の通信装置を使用してメッセージ（特に警告メッセージ）を中継する役目をすることが好ましい。
【００３７】
このため、本発明の有利な実施例によれば、通信装置は、ノード（特にこのようなノードを表す乗物）に組み込まれ、
−危険を検知するように設計され、
−少なくとも１つの警告メッセージ生成器を起動するように設計され、
警告メッセージ生成器は、隣接ノード（特に検討されるノード及び／又はそれぞれのノードの隣接の他のノード）に転送される少なくとも１つの警告メッセージを生成する。
【００３８】
全ての他のノードは、本発明による通信装置を備えることが好ましい。本発明の有利な実施例によれば、到達ブロードキャストメッセージの受信時に、少なくとも１つのメッセージ分析器は、この到達ブロードキャストメッセージがハローメッセージであるか警告メッセージであるか否かを評価し、
−到達メッセージがハローメッセージである場合、本発明の有利な実施例は、以下に説明するように、少なくとも１つの隣接テーブル又は隣接リストを更新するためにこのハローメッセージを使用し、
−到達メッセージが警告メッセージである場合、本発明の有利な実施例は、
−−警告メッセージの少なくとも１つのコピーを少なくとも１つの表示ユニットに送信し、この少なくとも１つの表示ユニットは、到来する危険を（例えば音響及び／又は光学手段で）運転手に警告し、
−−少なくとも他のコピーを少なくとも１つの再送信コントローラに送信し、この少なくとも１つの再送信コントローラは、メッセージが再送信される必要があるか否かを評価し、その場合に、隣接ノード（特に隣接の乗物）についての情報を処理することにより送信電力を計算する。
【００３９】
本発明の有利な実施例によるこの通信装置を与えられた各乗物は、このハローメッセージを定期的に送信し、
−このハローメッセージは、
−−送信される電力
−−現在位置（少なくとも１つの定位ユニット（特に少なくとも１つのG[lobal]P[ositioning]S[ystem]ユニットにより供給される）
−−移動方向（前記の定位ユニットにより供給される）
−−速度（少なくとも１つの車バスインタフェースにより供給される）
−−ネットワーク識別番号、及び／又は
−−タイムスタンプ
についての情報を有し、
−このハローメッセージは、他の関連情報（例えば受信感度）を任意選択で有する。
【００４０】
本発明の好ましい実施例によれば、定位ユニット（特にG[lobal]P[ositioning]S[ystem]モジュール）は、警告メッセージに関して重要である。しかし、定位ユニット（特にG[lobal]P[ositioning]S[ystem]モジュール）は、
−ハローメッセージの処理、特に
−−ハローメッセージの生成、及び／又は
−−隣接リスト又は隣接テーブルの格納、並びに
−送信電力の計算の機能、特に少なくとも１つの電力制御アルゴリズムの機能
に必ずしも必要ではない。
【００４１】
このハローメッセージは、ブロードキャストモードで送信される。従って、ハローメッセージを検知することができる各ノードは、その隣接リスト又は隣接テーブルにエントリーを生成し、同じ隣接ノードから新しいハローメッセージが受信される毎に、任意選択で情報を更新してもよい。
【００４２】
通信装置のパラメータ“Max_Time”の値を定めることにより定められ得る特定の期間に、所定の隣接ノードからハローメッセージが受信されない場合、この所定の隣接ノードに関するエントリーは、特定の期間にハローメッセージを受信していないノードの隣接リスト又は隣接テーブルから削除される。
【００４３】
本発明の有利な実施例によれば、隣接テーブルは、エントリー毎に対応するハローメッセージに含まれる同じ情報に加えて、“Path  Loss”という名前のフィールドを有する。
【００４４】
本発明のこの有利な実施例によれば、このフィールド“Pass  Loss”は、コントローラユニット（特に中継制御ボックス）に含まれる電力制御サブシステムの好適な特徴である。
【００４５】
有利には、この到達メッセージが受信される毎に、少なくとも１つの電力推定ユニットは、到達メッセージが受信される電力を計算する。受信される到達メッセージに含まれる電力送信値からこの測定値を減算することにより、コントローラユニット（特に中継制御ボックス）は、パスロス値を計算する。パスロス値は、隣接テーブル又は隣接リストの対応するエントリーに格納されることが好ましい。
【００４６】
情報がより多く更新されるために、ハローメッセージは、通信装置により送信される全種類のメッセージのヘッダとして含まれてもよい。
【００４７】
本発明の好ましい更に実施例では、再送信コントローラ又は警告メッセージ生成器がブロードキャストメッセージを送信することを要求するときに、まず、電力制御サブシステムは、パスロス計算の値を増加するために、隣接リストの全てのエントリーをソートする。
【００４８】
実装を簡単にするために、エントリーはまた、期間が“Interval_Span”と呼ばれるパラメータに規定され得る離散的な間隔にグループ化されてもよい。
【００４９】
更に、本発明の好ましい実施例によれば、コントローラユニット（特に中継制御ボックス）はまた、この特定の再送信でメッセージを受信することができるはずである隣接ノードの平均数を示すパラメータ“Target_Neighbors”を有する。
【００５０】
コントローラユニット（特に中継制御ボックス）は、合計が“Target_Neighbors”以上になる数を生じさせるまで、“Path  Loss”の低い値を有するものから始まる各間隔に含まれる隣接ノードの数を合計するアルゴリズム（特に電力制御アルゴリズム）を実行することが好ましい。
【００５１】
この時点で、本発明の好ましい実施例によれば、アルゴリズムが中断し、コントローラユニット（特に中継制御ボックス）に戻り、パスロスの値“PL”は計算された最後の間隔に対応する。
【００５２】
これとは独立して又はこれに関連して、コントローラユニットは、メッセージを正確にデコードするために少なくとも１つの受信ノードにより受信可能である最小電力を示す少なくとも１つの感度パラメータ“Min_Sensitivity”を有することが好ましい。この値は標準的であり、採用される受信機の形式（特に通信装置で使用される受信機）に依存する。
【００５３】
更に、本発明の好ましい実施例によれば、コントローラユニット（特に中継制御ボックス）は、値“Path  Loss”から感度パラメータ“Min_Sensitivity”を減算することにより、少なくとも１つのN[et]T[ransmission]P[ower]を計算する。
【００５４】
送信システムと受信システムとの双方（すなわち、メッセージを送信する各ノードの通信装置及びメッセージを受信する隣接ノードの通信装置）で潜在的な電力ロスを検討するために、コントローラユニット（特に中継制御ボックス）は、値N[et]T[ransmission]P[ower]に少なくとも１つの安全マージン値を合計することにより、少なくとも１つのG[ross]T[ransmission]P[ower]を計算する。
【００５５】
換言すると、値NTPは、
−対象の受信機のパスロスの平均値と
−最小受信電力と
−安全マージン値と
に基づいて計算されてもよい。
【００５６】
この安全マージンは、通信装置でパラメータ“Margin”として定められてもよい。値GTPは、メッセージを配信するために通信装置の少なくとも１つの送信ユニットにより使用される送信電力を示す。
【００５７】
パスロスのクラスで隣接ノードをグループ化し、特定の数の隣接ノードを対象の受信機（パラメータ“Target_Neighbors”で規定される）として検討することは、コントローラユニット（特に電力制御サブシステム）がパスロスの平均値で動作し得るという利点をもたらす。このことは、道路環境では非常に典型的である無線信号のマルチパス伝搬による高速フェージング現象に直面するため、非常に有用であることがわかる。
【００５８】
このほかに、前述の通信装置は、送信電力をトラヒック条件（特に隣接ノードの数）に適応させることができる。低いトラヒックの場合には、実際に乗物が相互に離れており、パスロスを克服するために高い送信電力が必要になる。他方、高いトラヒックの場合には、高い送信電力は高い干渉レベルに直接的に移行し、システム性能を必然的に減少させる。
【００５９】
帯域の占有を不利にすることなくメッセージの到達性を最大化するために、本発明の好ましい実施例によれば、送信電力は、
−到達メッセージの数の増加と共に減少してもよく、
−到達メッセージの数の減少と共に増加してもよい。
【００６０】
更に、前述の通信装置は、特にパスロスの評価を用いて、送信電力を送信チャネルに適応させることができる。従って、少なくとも１つの安全運転概念を実装して多数の異なるシナリオに適応することができる無線接続を使用した通信装置が、本発明により提供され得る。
【００６１】
この適応機能は、ノードの数が１キロメートルの道路当たり１つ未満のユニット（夜間での市外のシナリオの典型例）から１キロメートル当たり100より多くのユニット（ピーク時の高速道路のシナリオの典型例）まで変化し得る場合に、乗物間通信環境で重要な利点を示す。
【００６２】
前述の通信装置はまた、少なくとも１つの多目的通信装置のより複雑なプロトコルスタックの一部として含まれてもよい。この通信装置は、何らかのプロトコルの一般のブロードキャストサブシステムを置き換えて、電力制御サブシステムに信頼のあるブロードキャスト機構を備えたプロトコルを提供してもよい。実際に、基本的に全てのネットワークプロトコルは、ブロードキャストメッセージの配布を利用する。
【００６３】
従って、本発明による通信装置は、如何なる乗物（特に道路で移動する如何なる乗物）に設置されてもよい。更に、本発明による通信装置は、異なる状況及びシナリオに自己適応する機能を用いて、無線の局所危険警告を実現する完全な構造を自分で構成してもよい。更に、本発明による通信装置はまた、前述のより複雑なプロトコルスタックの一部として含まれてもよい。
【００６４】
例えば、一般的なプロトコルは、メッセージ配信の目的を有するアプリケーションレイヤにより、又はサービスメッセージの交換の目的を有する何らかの部分のレイヤ管理により生成されたメッセージを配布するために、本発明を具現してもよい。
【００６５】
送信条件（例えばトラヒック密度）に従って受信感度の柔軟且つ迅速な調整が保証される通信装置を提供することが、本発明の更なる目的である。
【００６６】
最適な受信感度を調整する目的は、請求項１１の特徴を有する通信装置、及び請求項１９の特徴を有する方法により実現される。本発明の有利な実施例及び好適な改善がそれぞれの従属項に開示されている。
【００６７】
有利な実施例では、この特徴は、各ノードにより検知されるノードの数がノードの平均数より小さいときに、特定のパーセントを用いて受信感度を増加させることにより、また、各ノードにより検知されるノードの数がノードの平均数より大きいときに、特定のパーセントより小さいパーセントを用いてそれぞれの受信感度を減少させることにより、実装されてもよい。
【００６８】
検知されるノードの数は、必ずしも受信感度の基準になるとは限らない。従って、全てのノードが同じ受信感度を有する場合であっても、グループの境界領域にあるノードが、同じグループの中央領域にあるノードより小さい数のノードを検知することも考えられる。この状況のため、例えば、境界領域のノードがグループ内でのその位置についての情報を認識している場合であっても、グループの境界領域にあるノードは、同じグループの中央領域にあるノードより高い送信電力を利用してもよい。
【００６９】
本発明は、移動ノード間（特に乗物間）で通信を行う通信システムに更に関し、前述の少なくとも２つの通信装置を有し、
−少なくとも１つの通信装置は、基準ノード又は各ノード（特に検討される車）に割り当てられ、
−少なくとも１つの通信装置は、隣接ノード（特に隣接の車）に割り当てられる。
【００７０】
本発明の好ましい実施例によれば、各ノードは、請求項１ないし１１のうちいずれか１項に記載の少なくとも１つの通信装置を有する。
【００７１】
以下に、本発明の方法の好ましい例を開示する。
【００７２】
２つのノード（車A及び車B）は、ほとんど同じ位置にあるが、異なる感度を有する。低い感度を有する車（以下では車A）は、他の車（以下では車B）より少ない他の車を検知する。この状況で、車Aは、その送信電力を増加させ、車Bはその送信電力を減少させてもよい。
【００７３】
車毎に検知される車の数が所要の範囲内であるため、隣接の他の車が送信電力を変更しない状態に全てあることを仮定すると、車A及びBの送信電力の変化は、場合によっては他の車の送信電力に影響を及ぼさない。このことは、ノードA及びBが異なる数の車を依然として検知し、これらの送信電力を変更することにより所要の効果を有することができないことを意味する。
【００７４】
検知される車の数についての情報を交換することにより、車Aは、他の車が比較的感度が高いことを見出し、車Bは、他の車が比較的感度が低いことを見出す。車Aはその感度を増加させ、車Bはその感度を減少させる。車Aは、より多くの他の車を検知し、もはやその送信電力を増加させない、或いはその送信電力を減少し始めさえする。車Bはより少ない他の車を検知し、その送信電力を減少させない、或いはその送信電力を増加しさえする。
【００７５】
最後に、本発明は、前述の通信システム及び／又は前述の方法の使用に関し、
乗物が同じ領域内で異なる方向に移動しているときに、
−少なくとも１つの多目的通信装置で、特に電力制御サブシステムに信頼のあるブロードキャスト機構を提供するため、及び／又は
−−車線変更又は合流措置の間の衝突を回避するために、及び
−−目に見えない障害物（例えばはっきりしない物体又は影になった物体）を報告するために、
−少なくとも１つの無線アドホックネットワークで、特に少なくとも１つのセンサネットワーク、又は異なる状況若しくはシナリオへの自己適応の機能を備えた無線の局所危険警告（例えば車対車の通信）で、特に事故のない運転のために、車が協調して作用して例えば警告メッセージを配信する。
【００７６】
（電力制御ブロードキャストの概念及び電力制御安全システムの概念を実装する）前述の通信システムの中核部分は、ブロードキャスト送信を利用する如何なる通信プロトコルに具現されてもよい。
【００７７】
更に、コントローラユニット（特に中継制御ボックス、例えば電力制御アルゴリズム）により電池の電力を節約することが可能になることが、当業者にわかる。従って、本発明は、独立したピア・ツー・ピア接続を提供する全種類のアドホック通信システム又はアドホック通信ネットワーク（すなわち、例えば無線アドホックセンサネットワーク）に関する。
【００７８】
前述のように、本発明の教示を具現して有利に改善する複数の選択肢が存在する。このため、請求項１、請求項１２及び請求項１４に従属する請求項に参照が行われ、本発明の更なる改善、特徴及び利点が、一例として好ましい実施例（図１〜図８Ｃ参照）及び添付図面を参照して詳細に説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７９】
図１〜図８Ｃの対応する部分について、同じ参照符号が使用される。
【００８０】
不要な繰り返しを避けるために、（特に記述がない限り）本発明の実施例、特徴及び利点に関する以下の説明は、
−本発明による通信システム200の実施例（図２参照）、及び
−本発明による通信システム200の代替の実装（図３参照）
に関し、全ての実施例200は、本発明の方法に従って動作する。
【００８１】
図１は、移動ノード10、12、14、16の間（例えば基準の乗物10（＝検討される車、特に各車）と隣接の車12、14、16との間）で通信を行う通信装置100、100’を示している。ノード間通信システム（すなわち、電力制御の車対車の安全システム200）の例が図２に図示されている。各車10、12、14、16は、図１に示す通信装置100、100’を有する。
【００８２】
通信装置100、100’は、
−ハローメッセージと警告メッセージとを有するメッセージ22をブロードキャストする送信ユニット20（すなわち送信ブロック）と、
−隣接の車12、14、16によりブロードキャストされる到達メッセージ32、34、36（すなわちハローメッセージ及び警告メッセージ）を検知する受信ユニット30（すなわち受信ブロック）と、
−到達メッセージ32、34、36の一部を処理することにより（特に隣接の車12、14、16に関する情報を処理することにより）、メッセージ22をブロードキャストする送信電力を計算するコントローラユニット40（すなわち中継制御ボックス）と
を有する。
【００８３】
受信ユニット30は、
−送受信アンテナ23と、
−中継制御ボックス40、及び到達メッセージ32、34、36が受信される受信電力504を計算するように設計された電力推定ユニット50と
に接続されている。
【００８４】
送受信アンテナ23は、送信ユニット20と受信ユニット30とに割り当てられている。
【００８５】
受信信号について、
−検討される車10の現在位置に関して、及び／又は
−定位アンテナ62（すなわちG[lobal]P[ositioning]S[ystem]アンテナ）を介した検討される車10の移動方向に関して、
中継制御ボックス40は、定位ユニット60（すなわちG[lobal]P[ositioning]S[ystem]ユニット）に接続されている。
【００８６】
更に、中継制御ボックス40は、検討される車10及び隣接の車12、14、16について関係する１つ以上の対象（特に危険な１つ以上の対象）を検知するように設計された危険検知ユニット90に接続されている。
【００８７】
検討される車10の速度の供給を受けるために、中継制御ボックス40は、車バスインタフェース72に接続されている。この車バスインタフェース72は、車バスインタフェース72から車バス乗物内システム74に送信される信号724を、車バス乗物内システム74に供給する。
【００８８】
更に、通信装置100、100’は、メッセージ（特に到達メッセージ32、34、36、例えば警告メッセージ）を表示する表示ユニット80を有する。この表示ユニット80も同様に、中継制御ボックス40に接続されている。
【００８９】
図３には、本発明によるノード間通信システム（すなわち、車対車の通信システム200）の構成の異なる実装が図示されている。
【００９０】
車のグループ、すなわち、
−検討される車（＝基準ノード10）
−隣接の車（＝第１のノード12）
−グループの中央領域にある複数の車（＝第２のノード14）、及び
−グループの境界領域にある複数の車（＝第３のノード16）
は、無線アドホックネットワークを用いて通信している。
【００９１】
本発明によれば、この無線アドホックネットワークで、分散型電力制御が提供される。
【００９２】
各車10、12、14、16は、各送信ユニット20と、選択部分30sを有する各受信ユニット30と、各コントローラユニット40と、各定位ユニット60とが接続されている各データバス70を有する。更に、各車10、12、14、16は、以下の設備及び条件を有する（明瞭性のため例示的に基準の車10に関して図示されている）。
【００９３】
基準の車10は、
−全ての隣接の車12、14、16にアライブ・メッセージ（alive  message）22を定期的にブロードキャストし（ノード10がアライブ・メッセージ22を発行すると、このアライブ・メッセージ22はノード10の環境内の全ての他のノード12、14、16により受信される。このため、“ブロードキャスト”という用語が使用されている）、
−受信ユニット30を用いて、その隣接の他の車12、14、16のアライブ・メッセージ32、34、36を検知することができ、
−コントローラユニット40を用いて、その送信電力を変更することができ、
−受信ユニット30を用いて検知された車12、14、16の数を把握し、
−受信ユニット30の選択部分30sを用いて、受信感度を変更することができ、
−定位ユニット60を用いてその位置を決定することができる。
【００９４】
従って、車10は、隣接で検知された車12、14、16の数に応じて、その送信電力を適応させる。検知された車12、14、16の数が大きい場合、検討される車10は、送信電力を減少させ、検知される車の数12、14、16が小さい場合、検討される車10は送信電力を増加させる。
【００９５】
有利には、ネットワーク200の各車10、12、14、16は、これに関して同じように動作する。従って、特定の領域の車10、12、14、16の数が大きい場合、（場合によっては密度が低くなる可能性のある領域の境界の車16を除いて）ほとんどの車10、12、14、16は、送信電力を減少させる。送信電力の減少は、車が範囲外になるため、より少ない他の車が検知されるという結果を有する。車16がその各送信電力を減少させると、これらの車16は、領域の反対側での車16（図６Ａ、６Ｂ、８Ａ参照）をはじめとして、他の車10、12、14、16の検知範囲外になる。
【００９６】
トラヒック密度に応じて送信電力を適応させることにより、車10、12、14、16は、検知される隣接の車の数をできるだけ一定に保持しようとすることができる。
【００９７】
これとは別に、本発明により、凝縮したグループの中心の車14が、このグループの外側の車16より低い送信電力を有することも可能になる。このことは、グループ間での通信をブリッジすることに役立つため、好ましい状態になり得る。
【００９８】
送信電力の増加及び減少の衝突を回避するために、閾値が送信電力の適応を制限する。送信電力のこの適応は、例えばインクリメント的に（incrementally）及び／又はデクリメント的に（decrementally）実行される。
【００９９】
送信電力のこのようなインクリメント及び／又はデクリメントの適応を実現するために、以下の技術アルゴリズムが使用される。
−ノードの数が所要の数＋オフセットより大きい場合、ノードはデクリメント差分だけその送信電力を減少させる。
−ノードの数が所要の数−オフセットより小さい場合、ノードはインクリメント差分だけその送信電力を増加させる。
【０１００】
更に、前述のように、各車10、12、14、16は、その受信感度を調整することができる。他の車12、14、16が電力を減少させたにもかかわらず、検討される車10が高い送信電力で送信し続ける場合に、このような調整は重要である。この検討される車10がグループを他のグループに接続する役目を有する場合、この状態は容認できる。そうでない場合、検討される車10が他の車12、14、16について非常に低い感度を有するため、この状態は問題になる。非常に低い感度の問題は、受信感度を他の車12、14、16の平均受信感度に調整することにより、解決することができる。
【０１０１】
受信感度を適応可能にするために、車10及び／又は車12、14、16は、それぞれ検知される車の数を表す各値を有するメッセージ22及び／又は32、34、36を定期的にブロードキャストする。従って、車10は、他の車12、14、16にメッセージ22をブロードキャストする。更に、車12はメッセージ32をブロードキャストし、車14はメッセージ34をブロードキャストし、車16はメッセージ36をブロードキャストする。基準の車10は、車12からメッセージ32を受信し、車14からメッセージ34を受信し、車16からメッセージ36を受信する（図２参照）。
【０１０２】
受信された値から、各車10、12、14、16は、検知された車の平均数を計算する。これによって、実際の時間−所定のオフセットで始まり実際の時間に終了する期間に各隣接の車から受信されたこれらの値が検討される。振動（ぐらつき）を回避するために、受信感度の変更は、小さいステップ（又はインクリメント及びデクリメント）で実行される。
【０１０３】
これに関して、全てのノード10、12、14、16がこれらの感度を同時に下げて、全てのノード10、12、14、16が最小感度を有する状況への変動を生じる状況を回避することが重要に思われる。このような同時の変動を回避するために、感度の増加関数は減少関数より敏感である。
【０１０４】
このことは、以下のアルゴリズムに導く。
−検知されたノードの数（特に検知された車の数）が検知されたノードの平均数（特に検知された車の平均数）より低い場合、感度はxパーセントだけ増加する。
−検知されたノードの数（特に検知された車の数）が検知されたノードの平均数（特に検知された車の平均数）より大きい場合、感度はfxパーセントだけ減少する。ただし、“減衰”係数fは0と1との間である。
【０１０５】
増加関数は減衰関数より敏感であるため、車10、12、14、16の数がこれらの最大受信感度に到達するまで、車10、12、14、16は敏感になりやすい。
【０１０６】
図５には、通信システム200の開始が概略的に図示されている。検討される車10は、最大受信感度及び最大電力で初期化される。検討される車10が他の車12、14、16を検出するとすぐに、まず、検討される車10は、他の車12、14、16にその受信感度を適応させる。この技術目的を実現するために、基準の車10は、
（C）各隣接の車12、14、16により検知される車の数を表す受信メッセージ32、34、36の値を用いて、検知された車の平均数を計算し、
（D）検知された車の計算された平均数に応じて、その受信感度を適応させる。
特に検討される車10は、
（D.1）検討される車10により検知される車の数が検知された車の平均数より小さい場合に、特定のパーセントで各受信感度を増加させ、
（D.2）検討される車10により検知される車の数が検知された車の平均数より大きい場合に、特定のパーセントより小さいパーセントで各受信感度を減少させる。
【０１０７】
検知された車の数が所要の数＋オフセットを超過すると、検討される車10は、その送信電力を減少させる。このため、検討される車10は、
（A）到達メッセージ32、34、36を用いて隣接の車12、14、16の数及び距離を決定する。
特に、
（A.1）車10、12、14、16のグループ内でのその位置を決定する。
【０１０８】
この後に、車10は、
（B）隣接の車12、14、16の数及び距離に応じてメッセージ22を送信する送信電力を選択する。
これを行うときに、検討される車10は、
（B.1）到達メッセージ32、34、36の数が所定の閾値より大きい場合に、その送信電力を減少させ、
（B.3）任意選択で、車10、12、14、16のグループ内のその位置に応じて送信電力を適応させる。
【０１０９】
代替として、検討される車10は、
（B.2）到達メッセージ32、34、36の数が所定の閾値より小さい場合に、その送信電力を増加させ、
（B.3）任意選択で、車10、12、14、16のグループ内のその位置に応じて送信電力を適応させる。
【０１１０】
図４は、中継制御ボックス40を詳細に示している。この中継制御ボックス40は、到達メッセージ32、34、36を格納するように設計された隣接リスト又は隣接テーブル410を有する。
【０１１１】
これらの到達メッセージ32、34、36は、隣接の車12、14、16（図２、３参照）により送信され、隣接ノード12、14、16に関する情報、すなわち、
−隣接ノード12、14、16のそれぞれの現在位置に関する情報と、
−隣接ノード12、14、16のそれぞれの移動方向に関する情報と、
−隣接ノード12、14、16のそれぞれの速度に関する情報と、
−隣接ノード12、14、16のそれぞれのネットワーク識別番号に関する情報と、
−到達メッセージ32、34、36が送信されたそれぞれの電力に関する情報と、
−それぞれのタイムスタンプに関する情報と
を有する。
【０１１２】
受信ユニット30から到達メッセージ32、34、36を受信するために、中継制御ボックス40は、信号304を供給される受信インタフェース430を有する。
【０１１３】
この受信インタフェース430は、
−到達メッセージ32、34、36の対象及び種類を評価し（特に到達メッセージ32、34、36がハローメッセージ及び／又は警告メッセージであるか否かを評価し）、
−到達メッセージ32、34、36の一部（すなわち、ハローメッセージ）で隣接ノード12、14、16に関する情報（特に隣接テーブル410）を更新し、
−到達メッセージ32、34、36の一部（すなわち警告メッセージ）のコピーを表示ユニット80及び再送信制御ユニット440に送信する
メッセージ分析ユニット450と接続されている。
【０１１４】
このため、メッセージ分析ユニット450は、受信インタフェース430と、隣接テーブル410と、再送信制御ユニット440とに接続されている。
【０１１５】
この再送信制御ユニット440は、電力推定ユニット50（図１及び２参照）により計算された受信電力を提供され、
−１つ以上の到達メッセージ32、34、36が再送信される必要があるか否かを評価し、
−１つ以上の到達メッセージ32、34、36が再送信される必要がある場合に、この再送信電力を計算するように設計される。
【０１１６】
再送信制御ユニット440により生成されたメッセージ22を送信ユニット20に送信するために、中継制御ボックス40は、再送信制御ユニット440に接続された送信インタフェース420を有する。
【０１１７】
更に、送信インタフェース420に接続されて、送信インタフェース420に１つ以上の警告メッセージを提供するように設計された警告メッセージ生成ユニット460により、メッセージ22が生成されてもよい。
【０１１８】
ハローメッセージ22を生成するために、中継制御ボックス40は、送信インタフェース420に接続されて、送信インタフェース420にハローメッセージ22を提供するように設計されたハローメッセージ生成ユニット470を有する。
【０１１９】
このハローメッセージ22は、
−G[lobal]P[ositioning]S[ystem]ユニット60（図１、２及び３参照）により供給される各車10の現在位置に関する情報と、
−G[lobal]P[ositioning]S[ystem]ユニット60（図１、２及び３参照）により供給される各車10の移動方向に関する情報と、
−車バスインタフェース72（図１及び２参照）により供給される各車10の速度に関する情報と、
−各車10の各ネットワーク識別番号に関する情報と、
−メッセージ22が送信される各送信電力に関する情報と、
−各タイムスタンプに関する情報と
を有する。
【０１２０】
このG[lobal]P[ositioning]S[ystem]は、警告メッセージに関して重要であるが、ハローメッセージの処理（生成及び隣接リストの格納）と、少なくとも１つの電力制御アルゴリズムの機能とに必ずしも必要とは限らない。この電力制御アルゴリズムはまた、電池の電力を節約することを可能にする。
【０１２１】
隣接テーブル410は、到達メッセージ32、34、36が送信された電力から受信電力504を減算することによって、コントローラユニット40により計算されるパスロス計算値（以下の表１、表２及び表３参照）を格納するように設計される。到達メッセージ34、34、36のこれらの送信電力は、到達メッセージ32、34、36の一部（すなわちハローメッセージ）から認識される。
【０１２２】
パスロス計算値の増加に従って隣接テーブル410に隣接ノード12、14、16に関する情報を格納するため（すなわち、離散的なパスロス計算間隔に従って隣接テーブル410で隣接ノード12、14、16に関する情報をグループ化するため）（以下の表１、表２及び表３参照）、中継制御ボックス40は、電力制御サブシステム480を有する。
【０１２３】
この電力制御サブシステム480は、隣接テーブル410と再送信制御ユニット440と警告メッセージ生成ユニット460とに接続されている。
【０１２４】
従って、図４は、中継制御ボックス40の考察を提供する。メッセージは、
−ハローメッセージ生成器470と、
−警告メッセージ生成器460と、
−再送信制御ユニット440と
により生成され得る。
【０１２５】
全てのこれらのメッセージは、送信インタフェース420を通過する。送信インタフェース420は、送信ユニット20に信号204として送信される前に、送信ユニット20（図１、２及び３参照）で使用され得る異なる送信プロトコルに中継制御ボックス40を適応させるために使用される。
【０１２６】
受信ユニット30（図１、２及び３参照）から到来するメッセージ32、34、36は、受信インタフェース430に信号304として渡される。受信インタフェース430は、受信ユニット30（図１、２及び３参照）で使用され得る異なる送信プロトコルに中継制御ボックス40を適応させるために使用される。
【０１２７】
メッセージ32、34、36は、受信インタフェース430からメッセージ分析器450に渡され、到達メッセージ32、34、36が警告メッセージであるかハローメッセージであるかが決定される。
−到来するメッセージ32、34、36がハローメッセージである場合、メッセージ32、34、36により提供される情報＋電力推定ユニット50により提示される電力504を用いて、エントリーが隣接テーブル410で生成（又は更新）される。
−到来するメッセージ32、34、36が警告メッセージである場合、中継制御ボックス40は、コピーをディスプレイ80（図１及び２参照）に送信して運転手に警告し、これと同時に、中継制御ボックス40は、再送信制御ユニット440にコピーを配信する。
【０１２８】
再送信制御ユニット440は、メッセージ32、34、36が再ブロードキャストされるべきであるか否かを決定するために、異なるアルゴリズムを使用することができる。再送信制御ユニット440は、
−ランダムな時間だけ待機し、同じメッセージ32、34、46の他のコピーが更に受信されない場合にのみ、送信するように決定してもよく、
−例えばYu-Chee  Tseng,  Sze-Yao  Ni及びEn-Yu  Shihによる文献“Adaptive  approaches  to  relieving  broadcast  storms  in  a  wireless  multihop  mobile  ad  hoc  network”[Transaction  on  Computers  (IEEE)].に記載のように、他のアルゴリズムを使用してもよい。
【０１２９】
再送信制御ユニット440が警告を中継することを選択すると、送信電力計算機又は中継制御ユニット40は、電力制御用の適切な推定値を供給する。再送信電力計算機はまた、メッセージ22が警告メッセージ生成器460により最初に生成された場合に、推定電力を供給する。
【０１３０】
送信電力を計算するために、中継制御ユニット40は、
−最低のパスロス計算値又は最低のパスロス計算間隔から始めてパスロス計算値又はパスロス計算間隔毎の隣接ノード12、14、16の数を合計し、メッセージ22を受信することができる隣接ノード12、14、16の平均数を示す所定の閾値以上に合計がなるまで合計することにより、パスロス値を決定し、パスロス値は、最後の値又は合計の最後の間隔に等しく（以下の表１、表２及び表３参照）、
−パスロス値から所定の感度パラメータ値を減算することにより、N[et]T[ransmitting]P[ower]の値を計算し、所定の感度パラメータ値は、
−−到達メッセージ32、34、36を正確にデコードするために各車10によって、及び／又は
−−メッセージ22を正確にデコードするために隣接の車12、14、16によって受信可能な最小電力を示し、
−N[et]T[ransmitting]P[ower]の値に安全マージン値を合計することにより、G[ross]T[ransmitting]P[ower]の値を計算し、G[ross]T[ransrnitting]P[ower]は、メッセージ22をブロードキャストする送信ユニット22により使用される。
【０１３１】
表１は、隣接テーブル410の詳細を示しており、電力制御サブシステム480（図４参照）により作動される異なるパスロス間隔（クラス）での隣接の車12、14、16のグループ化を示している。
【０１３２】
【表１】
2008507883.tif 000003
このパスロス間隔は、表１の５つのパスロス間隔に等しいが、電力制御サブシステム480のパラメータ“Interval_Span”により定められる如何なる値でもよい。
【０１３３】
表２は、低いトラヒックのシナリオでの再送信電力504の計算例を示している。
【０１３４】
【表２】
2008507883.tif 000004
詳細には、表２は、警告メッセージが
−危険センサ90によりどのように起動され得るか、
−中継制御ユニット40の警告メッセージ生成器460によりどのように生成され得るか、
−送信電力計算を強調して（隣接テーブル410及び送信電力504は最初のメッセージの生成を示す）、他のノードによりどのように中継され得るか、
を示している。表２では、送信電力のこの計算は、４つの隣接に到達するために95d[eci]B[el]のパスロスに基づく。3d[eci]B[el]（dB）のマージン及び-88dBmの感度では、結果の送信電力は95dBm+3dBm-88dBm（すなわち10dBm）になる。
【０１３５】
表２のシナリオは、図６Ａに示す低いトラヒック状態を示す。このような低いトラヒックのシナリオでは、送信機20により使用される電力は表３に例示して図６Ｂに示すような高いトラヒックの状態より高いことが、表２からわかる。
【０１３６】
表３は、低いトラヒックのシナリオでの送信電力504の計算例を示している（隣接テーブル410及び送信電力540は最初のメッセージ生成を参照する）。
【０１３７】
【表３】
2008507883.tif 000005
詳細には、表３は、表２及び図６Ａに示したものと同じ例を示しているが、より高いトラヒックを有する（図６Ｂ参照）。ここでは、アルゴリズムは、車12、14、15の間のそれぞれの距離が平均で前の例（図６Ａ参照）のものより短いため、低い電力で送信することを決定する。
【０１３８】
従って、表３では、送信電力の計算は、４つの隣接に到達するために85d[eci]B[el]のパスロスに基づく。3d[eci]B[el]（dB）のマージン及び-88dBmの感度では、結果の送信電力は85dBm+3dBm-88dBm（すなわち0dBm）になる。
【０１３９】
最後に、通信システム200が警告の配布を配信するように動作可能ないくつかの典型的なシナリオが提供される。
【０１４０】
通信システム200は、センサ装備の車10、12、14、16が協調して作用して衝突を回避する車対車の通信（特に事故のない運転のための接続システム200）に関する。例えば、車対車の通信は、交差点での衝突回避にとって（特に例えば消防車10に対して自由に保持されるべき交差点に車12が入るときに衝突を回避するため）重要であると考えられる（図７参照）。
【０１４１】
同様に、本発明による通信システム（又は接続システム）200は、車10、12、14、16の協調作用に使用されてもよく、特に乗物が同じ領域内で異なる方向に移動しているときに、
−車線変更又は合流措置の間の衝突を回避するために（図８Ａ参照）、
−使用される車線での事故を報告するために（図８Ｂ参照）、
−目に見えない障害物（例えばはっきりしない物体又は影になった物体）を報告するために（図８Ｃ参照）、
特に警告メッセージ22、32、34、36の配信に使用されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１４２】
【図１】本発明の方法に従って動作する本発明による通信装置の実施例の概略図
【図２】図１の４つの通信装置を有する本発明による通信システムの実施例の概略図
【図３】本発明の方法に従って動作する本発明による通信システムの代替の実装の概略図
【図４】図１の通信装置のコントローラユニット又は中継制御ボックスの詳細図
【図５】本発明による方法の例の概略図
【図６Ａ】前方に危険があり、低いトラヒック密度の場合に、本発明によるノード間（＝乗物間）通信の適用例の概略図
【図６Ｂ】前方に危険があり、高いトラヒック密度の場合に、本発明によるノード間（＝乗物間）通信の更なる適用例の概略図
【図７】横断歩道又は交差点の場合に、本発明によるノード間（＝乗物間）通信の更なる適用例の透視図
【図８Ａ】車線変更措置の場合に、本発明によるノード間（＝乗物間）通信の更なる適用例の概略図
【図８Ｂ】前方に事故がある場合に、本発明によるノード間（＝乗物間）通信の更なる適用例の概略図
【図８Ｃ】目に見えない障害物がある場合に、本発明によるノード間（＝乗物間）通信の更なる適用例の概略図
【符号の説明】
【０１４３】
100  基準ノード又は核のオード10に割り当てられた通信装置
100’  隣接ノード12、14、16に割り当てられた通信装置
10  基準ノード又は各ノード（特に第１の乗物）
12  第１の隣接ノード（特に第１の隣接の乗物）
14  第２の隣接ノード（特に中央領域のノード）
16  第３の隣接ノード（特に境界領域のノード）
20  送信ユニット（特に送信ブロック）
204  コントローラユニット40（特に送信インタフェース420）から送信ユニット20への信号
22  隣接ノード12、14、16にブロードキャストされるメッセージ
23  送信ユニット20及び受信ユニット30に割り当てられた送受信アンテナ
30  受信ユニット（特に受信ブロック）
30s  受信ユニット30の選択部分
304  受信ユニット30からコントローラユニット40（特に受信インタフェース430）への信号
32  第１の隣接ノード12により送信された到達メッセージ
34  第２の隣接ノード14により送信された到達メッセージ
36  第３の隣接ノード16により送信された到達メッセージ
40  コントローラユニット（特に電力選択ユニット、例えば中継制御ボックス）
410  コントローラユニット40の隣接リスト又は隣接テーブル
420  コントローラユニット40の送信インタフェース
430  コントローラユニット40の受信インタフェース
440  コントローラユニット40の再送信制御ユニット
450  コントローラユニット40のメッセージ分析ユニット
460  コントローラユニット40の警告メッセージ生成ユニット
470  コントローラユニット40のハローメッセージ生成ユニット
480  コントローラユニット40の電力制御サブシステム
50  電力推定ユニット又は電力推定ブロック
504  到達メッセージ32、34、36が受信されて電力推定ユニット50により計算される受信電力
60  定位ユニット（特に位置決定ユニット、例えばG[lobal]P[ositioning]S[ystem]ユニット又はG[lobal]P[ositioning]S[ystem]ブロック）
604  定位ユニット60からコントローラユニット40（特にハローメッセージ生成ユニット470）への信号
62  定位ユニット60に割り当てられた定位アンテナ（特に位置決定アンテナ、例えばG[lobal]P[ositioning]S[ystem]アンテナ）
70  データバス
72  車バスインタフェース
724  通信装置100、100’（特に車バスインタフェース72）から車バス乗物内システム74への信号
74  車バス乗物内システム
80  表示ユニット
804  コントローラユニット40（特にメッセージ分析ユニット450）から表示ユニット80への信号
90  危険検知ユニット
904  危険検知ユニット90からコントローラユニット40（特に警告メッセージ生成ユニット460）への信号（例えばセンサ起動信号）
200  ノード間（特に乗物間）通信のための通信システム又は構成
【図１】
2008507883.tif 000006
【図２】
2008507883.tif 000007
【図３】
2008507883.tif 000008
【図４】
2008507883.tif 000009
【図５】
2008507883.tif 000010
【図６Ａ】
2008507883.tif 000011
【図６Ｂ】
2008507883.tif 000012
【図７】
2008507883.tif 000013
【図８Ａ】
2008507883.tif 000014
【図８Ｂ】
2008507883.tif 000015
【図８Ｃ】
2008507883.tif 000016
【国際調査報告】
2008507883.tif 000017
2008507883.tif 000018
2008507883.tif 000019