(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の無線端末間で無線通信を行なうグループが少なくとも１グループあるような無線通信システムで、しかも、各グループのうちの一つの無線端末をビーコン局としてビーコン信号を発生するようにし、同一グループ内の他の無線端末は前記ビーコン局が発するビーコン信号の後に続くデータフレームのうちで各無線端末に割り当てられた特定のデータスロットにおいて送信する通信プロトコルを備えた無線通信システムにおいて、
前記各グループで無線リンクが切断されている無線端末を検出し、無線リンクが切断されている無線端末が検出されたとき、当該グループにサブグループが形成されたと判定する行程と、
サブグループが形成された場合に各サブグループ内の一つの無線端末をビーコン局として設定する行程と、
各サブグループのビーコン局に設定された無線端末のそれぞれが、アト・ランダムに休止回数を計算し、計算された休止回数に相当する回数だけビーコン信号の発生を休止させることにより、サブグループの形成に伴って各サブグループに同時に属することとなった無線端末で各サブループの各ビーコン局が発するビーコン信号が衝突することを回避する行程と、を備える
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記サブグループが形成されたか否かを判定する工程の前に、自グループ以外のグループによる休止回数を検出する工程を備え、
サブグループが形成された場合、各サブグループのビーコン局からビーコン信号を発生する工程は、前記アト・ランダムに計算された休止回数に前記検出された自グループ以外のグループによる休止回数を加算する工程を含み、前記自グループ以外のグループによる休止回数が加算された回数に相当する回数だけビーコン信号の発生を休止させる、
ことを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記無線端末は移動体に搭載されていることを特徴とする請求項１又は２記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記移動体は車両であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項５】
無線端末を搭載した複数の車両間で無線通信を行なう車両グループが少なくとも１グループあるような無線通信システムにおいて、
各車両グループのうちの一つの車両に搭載された無線端末をビーコン局としてビーコン信号を発生するようにし、同一グループ内の他の車両に搭載された無線端末は前記ビーコン局が発するビーコン信号の後に続くデータフレームのうちで各無線端末に割り当てられた特定のデータスロットにおいて送信する通信手順を備えた無線通信手段と、
自機が搭載されている車両が属する車両グループ内で無線リンク状態を検出し、無線リンクが切断されている無線端末が検出されたとき、当該無線端末を搭載した車両が属する車両グループが分離してサブグループが形成されたものと判定するサブグループ判定手段と、
サブグループが形成された場合にサブグループ間におけるビーコン信号の衝突回避制御を行なう信号衝突回避制御手段と、を備え、
前記信号衝突回避制御手段は、サブグループが形成された場合に各サブグループ内の一つの車両に搭載された無線端末をビーコン局として設定するビーコン局設定手段と、前記ビーコン局設定手段により設定された各ビーコン局のビーコン信号発生休止回数をアト・ランダムに計算する休止回数計算手段と、前記休止回数計算手段によって計算された休止回数に相当する回数だけ前記サブグループ内のビーコン局によるビーコン信号の発生を休止させることにより、サブグループの形成に伴って各サブグループに同時に属することとなった無線端末で各サブループの各ビーコン局が発するビーコン信号が衝突することを回避するビーコン信号発生休止制御手段とを含む、ことを特徴とする車載用無線端末。
【請求項６】
サブグループ形成の有無判定の前に、自車両グループ以外のグループによる休止回数を検出する休止回数検出手段を備え、前記ビーコン信号発生休止制御手段は、前記休止回数計算手段によって計算されたビーコン信号発生休止回数に前記休止回数検出手段によって検出された休止回数を加算する手段を含み、前記休止回数検出手段によって検出された休止回数加算後の回数に相当する回数だけ前記サブグループ内のビーコン局によるビーコン信号の発生を休止させる、ことを特徴とする請求項５記載の車載用無線端末。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体、例えば、道路交通システムにおける車両間の無線通信技術及び車載用無線端末に関する。
【０００２】
【従来の技術】
基地局なしで複数のネットワーク間及び同一ネットワーク内での無線通信が行われる通信環境として、例えば、車両間の無線通信システムがあり、基地局を用いることなく車両間の通信を行なうにはコンテンション方式を採用することが一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
移動体間の無線通信技術の開発による移動体（車両）間の無線通信の可能性は、例えば、道路交通システムや鉄道車両システム等への応用が大変期待されるものである。具体的には、同一進路上の前方車両の速度や位置を後続車へ通報したり、他車両の異常情報が入手できることは、走行中の車両制御にとって大変貴重な情報となる。
【０００４】
基地局を用いることなく車両間の通信を行なうためにコンテンション方式をそのまま導入すると車両の台数や運用形態を考慮したシステム設計が不可能となるといった問題点がある。
【０００５】
一方、車両間の通信手段として、線路や道路側に各車両との無線通信制御を行なう装置等の高度なバックボーンを必要とせず、簡便に利用できる無線システムの構築が望まれているが、車両間のこのような無線通信システムの構築に際しては無線通信であるが故に、通信の信頼性、周波数の有効利用、隠れ端末問題や通信チャンネルの確保等を考慮した無線通信システムが当然考慮されなければならないという無線通信技術上の要請がある。
【０００６】
このような課題を解決するための技術として、本願出願人が平成１１年１０月２０日に出願（特願平１１−２９８３８６号）の発明、すなわち、特開２００１−１１８１９１公報に開示の車両間無線通信システムがある。
【０００７】
上記公報開示の無線通信システムでは、例えば、図１０に示す車両間無線通信システム２００で、無線通信機器を搭載した車両１−１、・・、１−３、車両２−１、２−２、車両３−１、３−２からなる車両グループ１、２、３、・・・に属している各車両の無線通信機器がビーコン（Beacon：基準信号）制御フレーム（ビーコンパケット）と呼ばれるグループ内の各無線通信機器の通信チャンネル割当てを行う機能を備えた制御フレームを用いて通信チャンネルの取得を行なうようにすることにより、グループ内の各無線通信機器（スレーブ局）が割当てられた各データスロット期間において特定の無線通信機器にのみデータフレームの送信を行う権利があるようにし、他の無線通信機器とのデータフレーム（データパケット）の衝突が発生しないように構成している。
【０００８】
また、プロトコルとして、図１１に示すビーコンを使用した無線通信システムの通信プロトコルの説明図に示すように時間的に分割されたビーコン期間９１とデータ期間９２を合わせたものを一単位とし、これを一つのチャンネルとして使用する(図１１（ａ））。また、ビーコン期間、データ期間は図１１（ｂ）に示すようにそれぞれ複数のスロット９３で構成されている。
【０００９】
ここで、同一ネットワーク内（つまり、同一グループ内）でチャンネルを取得して通信を行いたい時は各ネットワークに１台存在するビーコン局はビーコン期間からランダムに１つのスロットを選択する。そして、この選択したスロットを送信スロットとし、ビーコンパケットを送信する準備をする。
【００１０】
送信スロットとして選択しなかったスロットでは、他のネットワークのビーコン局がビーコンパケットを送信したか否かをチェックするために受信動作を行う。ここで、自ネットワークのビーコン局がビーコンパケットを送信する前に他のネットワークのビーコンを受信すると、このチャンネルは他のネットワークのチャンネルとなる。これに対し、他のネットワークのビーコンを受信する前にビーコンパケットを送信できればこのチャンネルは自ネットワークのチャンネルとなる。つまり、自ネットワークのビーコンを送信、または受信することでチャンネルを取得できればビーコン期間９１に続くデータ期間９２でデータ通信が行われる。
【００１１】
上記データパケット送信方式ではデータ期間９２内の各スロットはネットワークに存在するビーコン局とスレーブ局のそれぞれに個別に割り当てられているため、ビーコン局及びスレーブ局が送信するデータパケットは衝突することがない。つまり、上記公報に開示の無線通信システムでは、異なるグループ間の無線通信においては各無線通信のタイミングが衝突することなく実行される。
【００１２】
しかしながら、同一グループ内において遮蔽物などにより通信が途絶えてしまった場合にサブグループが構成され、各々のサブグループの無線通信エリア１０−Ａ、１０−Ｂに一部重複が生じるときにこの重複するエリアに存在する車両への影響が十分考慮されていないという問題点があった。
【００１３】
例えば、図３の例に示すように車両グループ１０の走行中に車両１１、１２、１３からなるサブグループＡと、車両１４、１５からなるサブグループＢに分離した場合、車両１３はサブグループＡ、Ｂの双方の無線通信が受信できる立場にあるにも拘わらず、上記公報に開示の無線通信システムによる無線チャンネル手順によれば、サブグループＡ、Ｂのビーコン送信車両はお互いの無線通信が受信できないために無線機が有している同期制御が行なわれずに図４に示すような送信タイミング、つまり、サブグループＡの車両１１とサブグループＢの車両１４がビーコンを送信しているような場合がある。
【００１４】
このような場合にはサブグループＡ、Ｂの重複エリアに位置する車両１３では双方のサブグループのビーコンが受信できるためにビーコンが衝突してビーコン受信に失敗することとなり、無線通信手順が実行されないこととなる。
【００１５】
すなわち、上記公報開示の通信手順によれば、無線チャンネルが空いている限りビーコンを送信して通信チャンネルの取得を試みるので、この状態が連続して引き続くこととなり、サブグループＡ、Ｂの重複エリアに位置する車両１３では双方のビーコンが衝突し自グループのチャンネル取得を確認することができないという問題点があった。
【００１６】
更に、サブグループＡ、Ｂのビーコン送信車両は互いに相手を確認することができないので回避手段を実行することがなく、サブグループＡ、Ｂの重複エリアに位置する車両１３は通信不可能に陥る危険性を含んでいるといった問題点があった。
【００１７】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、同一車両グループ内においてサブグループが構成された場合でも、グループ内の車両の無線通信の衝突を回避し無線通信チャンネルの有効利用を実現し得る無線通信システム及び車載用無線端末の提供を目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、第１の発明の無線通信システムは、複数の無線端末間で無線通信を行なうグループが少なくとも１グループあるような無線通信システムで、しかも、各グループのうちの一つの無線端末をビーコン局としてビーコン信号を発生するようにし、同一グループ内の他の無線端末は前記ビーコン局が発するビーコン信号の後に続くデータフレームのうちで各無線端末に割り当てられた特定のデータスロットにおいて送信する通信プロトコルを備えた無線通信システムにおいて、前記各グループで無線リンクが切断されている無線端末を検出し、無線リンクが切断されている無線端末が検出されたとき、当該グループにサブグループが形成されたと判定する行程と、サブグループが形成された場合に各サブグループ内の一つの無線端末をビーコン局として設定する行程と、各サブグループのビーコン局に設定された無線端末のそれぞれが、アト・ランダムに休止回数を計算し、計算された休止回数に相当する回数だけビーコン信号の発生を休止させることにより、サブグループの形成に伴って各サブグループに同時に属することとなった無線端末で各サブループの各ビーコン局が発するビーコン信号が衝突することを回避する行程と、を備えることを特徴とする。
【００２０】
また、第２の発明は上記第１の発明の無線通信システムにおいて、サブグループが形成されたか否かを判定する工程の前に、自グループ以外のグループによる休止回数を検出する工程を備え、サブグループが形成された場合、各サブグループのビーコン局からビーコン信号を発生する工程は、アト・ランダムに計算された休止回数に検出された自グループ以外のグループによる休止回数を加算する工程を含み、自グループ以外のグループによる休止回数が加算された回数に相当する回数だけビーコン信号の発生を休止させる、ことを特徴とする。
【００２１】
また、第３の発明は上記第１又は２のいずれかの発明の無線通信システムにおいて、無線端末は移動体に搭載されていることを特徴とする。
【００２２】
また、第４の発明は上記第１乃至第３のいずれかの発明の無線通信システムにおいて、移動体は車両であることを特徴とする。
【００２３】
また、第５の発明の車載用無線端末は、無線端末を搭載した複数の車両間で無線通信を行なう車両グループが少なくとも１グループあるような無線通信システムにおいて、
各車両グループのうちの一つの車両に搭載された無線端末をビーコン局としてビーコン信号を発生するようにし、同一グループ内の他の車両に搭載された無線端末は前記ビーコン局が発するビーコン信号の後に続くデータフレームのうちで各無線端末に割り当てられた特定のデータスロットにおいて送信する通信手順を備えた無線通信手段と、自機が搭載されている車両が属する車両グループ内で無線リンク状態を検出し、無線リンクが切断されている無線端末が検出されたとき、当該無線端末を搭載した車両が属する車両グループが分離してサブグループが形成されたものと判定するサブグループ判定手段と、サブグループが形成された場合にサブグループ間におけるビーコン信号の衝突回避制御を行なう信号衝突回避制御手段と、を備え、前記信号衝突回避制御手段は、サブグループが形成された場合に各サブグループ内の一つの車両に搭載された無線端末をビーコン局として設定するビーコン局設定手段と、前記ビーコン局設定手段により設定された各ビーコン局のビーコン信号発生休止回数をアト・ランダムに計算する休止回数計算手段と、前記休止回数計算手段によって計算された休止回数に相当する回数だけ前記サブグループ内のビーコン局によるビーコン信号の発生を休止させることにより、サブグループの形成に伴って各サブグループに同時に属することとなった無線端末で各サブループの各ビーコン局が発するビーコン信号が衝突することを回避するビーコン信号発生休止制御手段とを含む、ことを特徴とする。
【００２５】
また、第６の発明は上記第５の発明の車載用無線端末において、サブグループ形成の有無判定の前に、自車両グループ以外のグループによる休止回数を検出する休止回数検出手段を備え、ビーコン信号発生休止制御手段は、休止回数計算手段によって計算されたビーコン信号発生休止回数に休止回数検出手段によって検出された休止回数を加算する手段を含み、休止回数検出手段によって検出された休止回数加算後の回数に相当する回数だけサブグループ内のビーコン局によるビーコン信号の発生を休止させる、ことを特徴とする。
【００２６】
【発明の実施の形態】
（車載用無線端末）
図１は本発明の車両間の無線通信システムにおいて各車両に搭載する無線通信機器（以下、車載用無線端末）の一実施例の構成を示すブロック図であり、車載用無線端末１００はアンテナ１１１、無線通信部１１２、制御部１１３、メモリ１１４及び車両インターフェイス１１５を備えている。
【００２７】
無線通信部１１２は制御部１１３の制御下で所定の通信手順（例えば、図２に示す無線通信チャンネルの通信手順）によりアンテナ１１１を介してビーコン制御フレームの受信及びデータフレームの送受信を行なう。なお、車載用無線端末１００が後述する代表無線通信機器の場合にはビーコン制御フレームの送受信及びデータフレームの送受信を行なう。
【００２８】
制御部１１３はＣＰＵ（又はＭＰＵ）１１６と、ＲＯＭ１１７のようなプログラム格納メモリ、ＲＡＭ１１８及び内部時計１１９等の周辺回路から構成されるコンピュータ構成をなしている。
【００２９】
メモリ１１４は無線通信部１１２を介して受信したビーコン制御フレーム及びデータフレームの記憶や車両インターフェース１１５を介して取得した車両データ（車速、進行方向の方位、現在位置（座標）等）を制御部１１３の制御下で記憶する。
【００３０】
ＣＰＵ（又はＭＰＵ）１１６はＲＯＭ１１７に記録された制御プログラムにより装置全体の制御を実行する。また、ＲＯＭ１１７に記録された通信制御プログラムにより他グループとのビーコン通信手順の実行及び本発明に係わる同一グループ内でのサブグループ発生時のビーコン信号の信号衝突回避手順（ビーコン局設定手段、ビーコン休止回数計算手段、ビーコン信号発生休止制御手段）を含むビーコン通信手順等を含む無線通信手順の実行等を行なう。
【００３１】
ＲＯＭ１１７には制御プログラムや上記無線通信手順等を含む通信制御プログラム及びビーコン情報、各種設定値及びその他の処理プログラムが記録されている。また、ＲＡＭ１１８はワークメモリとして用いられ、車載用無線端末１００の起動時に、ＲＯＭ１１７に格納されている制御プログラムを常駐させる他、適時、上述した通信制御プログラム、ビーコン情報等、或いはその他の処理プログラムをプログラム格納メモリから読み出して実行に必要な間だけ駐在させる。
また、メモリ１１４は無線通信部１１２を介して受信したビーコン制御フレーム及びデータフレームの記憶や車両インターフェース１１５を介して取得した車両データ（車速、進行方向の方位、現在位置（座標）等）を制御部１１３の制御下で記憶する。
【００３２】
また、車両インターフェース１１５は車両に備えられたセンサー等によって取得される車速、進行方向の方位、現在位置（座標）等の車両データをデジタルデータに変換して制御部１１３の制御下でメモリ１１４に送ったり、メモリ１１４から読み出したデータを信号変換して車両側に送る（例えば、メモリ１１４から駆動系制御データを読み出した場合には、車両に備えられている駆動系制御部(図示せず）に送る）。
【００３３】
図２は無線通信チャンネルの通信手順の説明図であり、図３に示したような隊列構成時のグループ内無線通信手順を示している。ここで、グループ内通信とは、図２（ａ）に示すようにグループ１、２、３、４、・・に属している車両（この例ではグループ２の車両）の車載用無線端末が通信チャンネルを取得している期間（図２（ｃ））を示している。各グループ１、２、３、４、・・の通信チャンネルはビーコン（Beacon：基準信号）制御フレームと呼ばれる特別な制御フレームを用いて通信チャンネルの取得を行なう。
【００３４】
このビーコン制御フレームには、グループ内の各車載用無線端末の通信チャンネル割当て（slot）を行う機能が備わっている（図２（ｂ））。この通信チャンネル割当て機能とは、自車に搭載された無線端末が所属しているグループＩＤを持つビーコン制御フレームを受信した車載用無線端末が自車に搭載された無線端末に割当てられたデータスロット（data slot）（図２（ｂ）の例では１０個のスロットslot１〜slot１０）期間にデータフレームを送信する為の割当て時刻を計算する基準時刻を示す機能である。
従って、グループ内の各車載用無線端末は、割当てられた各データスロット期間slot１〜slot１０において、特定の車載用無線端末にのみデータフレーム送信を行なう権利があるので他車載用無線端末とのデータフレームの衝突が発生しない。このようにビーコン制御フレームを用いることにより、通信チャンネルの確保、衝突の起こらないデータ通信環境を実現することができる。
【００３５】
図３は同一グループ内で生じたサブグループの一例を示す図である。また、図４はグループ分離時の通信衝突例の説明図である。
【００３６】
ここで、グループ１０の車両１１〜１５が走行中にグループが分離してサブグループが生じるようなことがなければ、上述した図２の無線通信手順が実行される。しかし、前述したように同一グループ内において遮蔽物などにより通信が途絶えてしまった場合にはサブグループが生じ、各々のサブグループの無線通信エリア１０−Ａ、１０−Ｂに一部重複が生じるときに、この重複するエリアに存在する車両１３では双方のビーコンが衝突した時、グループのチャンネル取得を確認することができない点と、更に、サブグループＡ、Ｂのビーコン送信車両は互いに相手を確認することができないので回避手段を実行することがなく、サブグループＡ、Ｂの重複エリア内の車両１３は通信不可能に陥る危険性を含んでいる。
【００３７】
このような状況を前提として、同一グループ内にサブグループが形成された場合のビーコン送信手順について以下に説明する。
【００３８】
＜ビーコン送信手順＞
図５は本発明に基くビーコン送信手順の一実施例を示すフローチャートであり、下記ステップＦ３〜Ｆ５が、本発明に係わる、同一グループ内でのサブグループ発生時のビーコン信号の回避を行なう信号衝突回避手順に相当する（ステップＦ３はビーコン局設定手段、ステップＦ４はビーコン休止回数計算手段、ステップＦ５はビーコン信号発生休止手段の動作に相当する）。
【００３９】
図５で、制御部１１１は、ビーコン送信時に、自グループ以外の他のグループが存在するときに他グループのビーコンとの衝突を回避するための通信チャンネル休止手順（後述：図８）を実行し、周辺グループによる休止回数を取得する。通信チャンネル手順は図１で述べたＲＯＭ１１７に記録されている通信制御プログラムの他グループとのビーコン通信手順に含まれ、ＣＰＵ１１６によりＲＯＭ１１７から読み出されて実行される（ステップＦ１）。
【００４０】
次に、制御部１１３は無線リンク状態検出手順により検出される情報により自グループにサブグループが形成されているか否かを判定し、サブグループが形成されている場合はステップＦ３に遷移し、形成されていない場合はステップＦ６に遷移する。ここで、無線リンク状態検出手順は図１で述べたＲＯＭ１１７に記録されている通信制御プログラムの他グループとのビーコン通信手順に含まれ、ＣＰＵ１１６によりＲＯＭ１１７から読み出されて実行される。無線リンク状態検出手順では後述（図９）するように、例えば、前記図３に示した車両１１において、車両１４及び車両１５は通信ができない状態であることから車両１１の無線リンク情報では車両１４及び車両１５とのリンクが切断されたと判定される。また、逆に車両１４や車両１５の無線リンク情報では車両１１及び車両１２とのリンクが切断されていると判定され、結果として車両１１にとって自グループ内でリンクが切断されている車両、つまり、サブグループ形成の有無を判定できる（ステップＦ２）。
【００４１】
同一グループ内にサブグループが存在する時には、まず、サブグループを分離する。分離の手順は、上述したようにビーコン制御フレームが一定時間以上受信できない時や対応する各車載用無線端末からのデータを受信できない時に実行される。つまり、ビーコン制御フレームを受信できないことは、自機が搭載された車両が所属するグループ内の各車両との通信が途絶え、グループから分離した事を示す。従って、分離した車両に搭載された無線端末は、自発的にビーコン制御フレームを送信し新たなサブグループＩＤを用いたグループを構成する。つまり、各サブグループではそれぞれのサブグループ内の一つの車両に搭載された無線端末がビーコン局として設定される。例えば、図３の例ではサブグループＡの車両１１に搭載された無線端末とサブグループＢの車両１４に搭載された無線端末がビーコン局となる（ステップＦ３）。
次に、チャンネル取得中止回数を求める。チャンネル休止回数はビーコン休止回数計算プログラムを用いてアト・ランダムに休止回数を計算する（ステップＦ４）。
【００４２】
次に、上記ステップＦ４による計算結果（休止回数）に相当する回数だけ連続した通信チャンネルの取得を中止することにより各サブグループ間のビーコンの衝突を回避することができる。つまり、上記ステップＦ４による計算結果（休止回数）に相当する回数だけビーコン信号の発生を休止させてからステップＦ６に遷移する。これによりサブグループの重複エリアに属する車両１３のビーコン受信成功確率を高めることができる。図６に上記信号衝突回避手順（ステップＦ３〜Ｆ５）による受信成功確率のシミュレーションの結果（サブグループの重複エリア内の車両１３における１００msec毎の受信成功確率）を示している。なお、上記ステップＦ１で取得した周辺グループによる休止回数を上記ステップＦ４による計算結果（休止回数）に加算し、その加算結果に相当する回数だけビーコン信号の発生を休止させてからステップＦ６に遷移するようにしてもよい（ステップＦ５）。
【００４３】
ビーコン期間が開始され、制御部１１３はタイマーを起動する。また、このときＲＡＭ１１８に保持されているランダム遅延時間Ｔｒ（メモリ１４には当初初期値が保持されているが、次のサイクルからはステップＦ８で計算された値が保持されている）をセットし、ビーコン期間開始からの経過時間Ｔｗを計算し、ビーコン期間開始からの遅延時間Ｔｒ＝前回の遅延時間Ｔｒ−経過時間Ｔｗとして、ランダム遅延時間Ｔｒを更新する（ステップＦ６）。
【００４４】
ランダム遅延時間Ｔｒの経過後、制御部１１３は無線通信部１１２を制御してこのグループのビーコン制御フレームを送信させ、通信チャンネルを獲得する（ステップＦ７）。
【００４５】
次に、制御部１１３はビーコン送信が完了していない場合はステップＦ９に遷移し、ビーコン送信が完了している場合はステップＦ１の周辺グループによる休止回数の取得動作に戻る（ステップＦ８）。
【００４６】
制御部１１３は再びランダム遅延時間Ｔｒを計算してＲＡＭ１１８に保持されている前回のランダム遅延時間に上書しステップＦ７に戻る（ステップＦ９）。
【００４７】
上記図５のフローチャートに示したビーコン送信手順によれば、ステップＦ２でサブグループ形成の有無を判定し、サブグループが形成された場合にステップＦ４、Ｆ５で連続した通信チャンネルの取得を中止してビーコンの衝突を回避し、サブグループの重複エリア内の車両のビーコン受信成功確率を高めているので、車両１３のビーコン受信が可能となり、車両１３が通信不能になることはない。
【００４８】
（ビーコンフレームの受信成功確率のシミュレーション結果）
図６は信号衝突回避手段（図５：ステップＦ３〜Ｆ５）によるビーコンフレームの受信成功確率のシミュレーション結果を示す図であり、図７は図６のシミュレーション時のシミュレーションパラメータを示す図である。また、このシミュレーションでは計算を簡略化するために下記（１）〜（４）の条件を用いている。
（１）  伝播遅延時間、送受信切換え時間等は考慮しない；
（２）  伝播路モデルは理想伝播路を想定し、衝突の発生以外の通信エラーはないものとする；
（３）  通信が衝突した場合は、その通信は失敗したものとする；
（４）  他のグループは存在しない。
【００４９】
上記図６のシミュレーション結果からは、乱数値の最大値、つまり、ランダム休止回数の最大値Ｓmaxを増やすと車両１３におけるビーコン受信成功率が増加することがわかる。
【００５０】
（通信チャンネル休止手順）
図８は図５のステップＦ１の詳細動作、つまり自グループ以外の他のグループが存在するときに他グループのビーコンとの衝突を回避するための通信チャンネル休止手順の一実施例を示すフローチャートである。
【００５１】
ここで、ビーコン制御フレーム受信要求処理は、ビーコン周期毎にビーコン制御フレーム送信要求を行なうことによって行なわれる。このとき、制御部１１３は休止カウンタを用いて、ビーコン制御フレームの送信起動を行なうか否かを選択する。すなわち、制御部１１３は受信したビーコン制御フレームからグループＩＤを取得すると休止カウンタの値を調べ、休止カウンタ＝０のときはステップＳ２に遷移し、休止カウンタ≠０のときはステップＳ４に遷移する（ステップＳ１）。
上記ステップＳ１で休止カウンタ＝０のときは、制御部１１３は取得したグループＩＤの種類をカウントする。つまり、周辺グループ数をカウントし、更新時間（例えば、１秒）毎に周辺に存在する他グループ数を取得する（ステップＳ２）。
【００５２】
次に、この取得値を、ビーコン制御フレーム送信休止回数として休止カウンタに設定し、ステップＦ２（図５）に遷移する（ステップＳ３）。
【００５３】
また、上記ステップＳ１で休止カウンタ≠０のときは、制御部１１３は休止カウンタから１を減じてからビーコン制御フレーム送信要求を終了させステップＦ２（図５）に遷移する（ステップＳ４）。
上記動作により、ビーコン制御フレームの送信を行ない、通信チャンネルを取得したならばその後ビーコン制御フレーム送信休止回数分のビーコン周期に相当する時間は、通信チャンネルの取得を休止することができる。
【００５４】
（無線リンク状態検出手順）
図９は図５のステップＦ２の詳細動作、つまり、無線リンク状態検出手順の説明図である。前述した無線通信手順（図２）によれば、ビーコン制御フレームによりある間隔で通信チャンネルを取得することができる。そこで、グループ内の各車両の車載用無線端末との無線状況を把握するために、各車載用無線端末は、ａ：ある時間範囲内でのチャンネル取得の有無と自機が搭載された車両が所属するグループのビーコン制御フレーム受信後からの経過時間がシステムで定めた時間を超えたことを検出する。これは、ビーコン送信機能の有効化手順やグループ構成手順に関わる重要な情報となる。
【００５５】
ｂ：取得したチャンネルにおける、各データスロット（data slot）に対応する車載用無線端末のデータフレームの受信状況を把握する。例えば、グループ内の各車載用無線端末毎にリンクカウンタ３１を設けて、対応する車載用無線端末からの受信があればカウンタをクリア、受信がなければカウンタを＋１するといった処理を行なう。ここで、図９ではリンクカウンタ３１のみを示したがリンクカウンタは各車載用無線端末毎に同一グループ内の車載用無線端末の個数−１個（自車の無線端末用のリンクカウンタは不要である）だけ設けられる。
【００５６】
前述した無線通信手順では、ビーコン制御フレームによりシステムで想定された最大チャンネル取得間隔が決定される。これは、システムが無線通信に必要とするデータ量やデータ発生頻度等から決定され、ビーコン間隔やビーコン制御フレーム送信時のランダム遅延量等のシステムパラメータを決定する。これらのパラメータより、チャンネル取得間隔が定められるので、これを基に限界時間（リンクカウンタ値）を設定すればこの限界値を越えた場合には対応する車載用無線端末との通信が不可能となったことを検知できる。つまり、このリンクカウンタ３１より、各車載用無線端末では、グループ内の各車載用無線端末との受信状況情報を取得し、この受信状況情報より、グループ内での通信の状態、つまり無線リンク状態を判断することができる。
【００５７】
要約すれば、ある車載用無線端末が、無線リンク情報（自機が搭載された車両が所属するグループのビーコン制御フレーム受信後からの経過時間）をもとにグループ内の車載用無線端末との通信が途絶えたことを検知した場合、その車載用無線端末がグループから分離したことを示す。つまり、無線リンク情報は、現在のグループを構成する車載用無線端末を示す有効な情報であり、システム運用情報となる。
【００５８】
以上、本発明の実施例について説明したが本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能であることはいうまでもない。
【００５９】
【発明の効果】
上記説明したように、第１乃至第５の発明の無線通信システムによれば、同一グループが分離し、サブグループが形成された場合でもサブグループ間のビーコン制御フレームの衝突を押さえることができるのでサブグループ内のビーコン受信成功確率が高まり、効率のよい無線通信手順を提供できる。また、サブグループ内の重複エリアに車両がある場合にもビーコン受信が可能となり、その車両が通信不能になることはない。
【００６０】
また、第６乃至第８の発明の車載用無線端末によれば、同一グループが分離し、サブグループが形成された場合には、サブグループ内のビーコン局によるビーコン発生をアト・ランダムな休止回数に応じて休止させるよう制御することによりサブグループ内のビーコン制御フレームの衝突を回避するのでサブグループ内のビーコン受信成功確率が高まり、効率のよい車両間無線通信手段を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の車両間の無線通信システムにおいて各車両に搭載する車載用無線端末の一実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】無線通信チャンネルの通信手順の説明図である。
【図３】同一グループ内で生じたサブグループの一例を示す図である。
【図４】グループ分離時の通信衝突例の説明図である。
【図５】本発明に基くビーコン送信手順の一実施例を示すフローチャートである。
【図６】信号衝突回避手順によるビーコンフレームの受信成功確率のシミュレーション結果を示す図である。
【図７】図６のシミュレーション時のシミュレーションパラメータを示す図である。
【図８】他グループのビーコンとの衝突を回避するための通信チャンネル休止手順の一実施例を示すフローチャートである。
【図９】無線リンク状態検出手順の説明図である。
【図１０】車両間無線通信システムの説明図である。
【図１１】ビーコンを使用した無線通信システムの通信プロトコルの説明図である。
【符号の説明】
１−１，１−２，１−３、１１〜１５  車両
１，２，３，４、１０  車両グループ
１００  車載用無線端末（通信端末）
１１２  無線通信部
１１３  衝突回避制御手段（制御部）
Ａ、Ｂ  サブグループ
【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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