JP2001118191A - 車両間無線通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基地局なしで車両間の各車両が自由に通信で
きる無線通信システムの提供。 【解決手段】 近距離（無線通信可能な範囲）に存在し
ほぼ同一方向に移動し、それぞれ無線通信機器を搭載し
た車両グループ１，２，３で、各グループには代表無線
通信機器を搭載した代表車両が存在する。代表無線通信
機器は計算された時刻に時間情報等やグループＩＤ及び
サブグループＩＤを含むビーコン制御フレームを送出
し、他のグループ及びグループ内の各無線通信機器との
同期をとる。グループＩＤは代表無線通信機器に属する
グループを示すＩＤであり、サブグループＩＤはその代
表無線通信機器で特定されるグループ内のＩＤであり、
ビーコン制御フレームを送信する代表無線通信機器とな
る優先順位を示す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、道路交通システム
における車両間の無線通信技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両間の無線通信システムとしては、例
えば、特開平７−１１５４２２号をはじめとする集中制
御局（基地局）を用いた無線通信システムがある。

【０００３】また、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。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】車両間での無線通信技
術の開発は、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。

【０００５】しかしながら、上記基地局を用いた無線通
信システムでは基地局やバックボーンとなる装置や施設
の整備に多額の費用を要するといったコスト上の問題点
がある。また、基地局の性能がシステムの通信品質を左
右するといった問題点や車両間通信のように直接通信を
主な利用目的とする場合には基地局を用いた無線通信シ
ステムは適していないといった問題点があった。

【０００６】また、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った。

【０００７】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簡易
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の無線通信技術上の要請があ
る。

【０００８】本発明は、上記従来技術の問題点及び要請
の解決を目的としてなされたものであり、基地局なしで
各車両が自由に通信できる無線通信システムの提供を目
的とする。また、特別な通信制御フレームと各車両をグ
ループ化することにより通信効率を向上させる手段やグ
ループを再構成する手段等も提供する。

【０００９】

【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の発明の車両間無線通信システムは、各車両毎
に無線通信機器を搭載した複数の車両グループ間又は、
車両グループ内の無線通信システムであって、各車両グ
ループは、ビーコン情報を送受信するビーコン情報送受
信手段、時計手段及び制御手段を備えた代表無線通信機
器を搭載した少なくとも１台の代表車両と、その代表無
線通信機器に属し、ビーコン情報を受信するビーコン情
報受信手段、時計手段及び制御手段を備えた無線通信機
器を搭載した他の車両と、からなり、ビーコン情報は、
時計手段の時刻情報、ビーコン情報の送信間隔情報、代
表無線通信機器のグループに属する各無線通信機器が通
信可能な期間情報と、各グループ毎にユニークなグルー
プＩＤ並びにグループ内の無線通信機器毎にユニークな
サブグループＩＤ情報等を含み、各代表無線通信機器
は、ビーコン情報送受信手段がビーコン情報を受信した
ときグループＩＤ情報又は、ビーコン受信タイミングを
基に優先度を判定して優先度が高い場合に自己の時計手
段を受信したビーコン情報の時刻情報に合わせて次のビ
ーコン情報送信時間を修正し、修正されたビーコン情報
送信時間により他のグループとの時刻同期をとることを
特徴とする。

【００１０】また、第２の発明は上記第１の発明の車両
間無線通信システムにおいて、各代表無線通信機器のグ
ループに属する各無線通信機器は、ビーコン情報を受信
したとき、グループＩＤ情報を比較し、受信したビーコ
ン情報が自己が属するグループのビーコン情報の場合に
自己の時計手段を受信したビーコン情報の時刻情報に合
わせて次のビーコン情報受信時間を修正し、修正された
ビーコン情報受信時間によりグループ内の他の無線通信
機器との時刻同期をとることを特徴とする。

【００１１】また、第３の発明は上記第１の発明の車両
間無線通信システムにおいて、車両グループ内の車両
は、それぞれ通信可能な範囲でほぼ同一方向に移動する
ことを特徴とする。

【００１２】また、第４の発明は上記第１の発明の車両
間無線通信システムにおいて、各代表無線通信機器は、
前回のビーコン情報送信からの経過時間に基づく重み付
けを行なうランダム送信遅延時間計算手順によりアクセ
スを行なうランダムアクセス手段を備え、このランダム
アクセス手段により通信チャンネルの取得を行なうこと
を特徴とする。

【００１３】また、第５の発明は上記第１の発明の車両
間無線通信システムにおいて、各代表無線通信機器は、
ビーコン送信試行回数に基づく重み付けを行なうランダ
ム送信遅延時間計算手順によりアクセスを行なうランダ
ムアクセス手段を備え、このランダムアクセス手段によ
り通信チャンネルの取得を行なうことを特徴とする。

【００１４】また、第６の発明は上記第１の発明の車両
間無線通信システムにおいて、各代表無線通信機器は、
通信の有無を検出する短いタイムスロット生成手順によ
りアクセスを行なうランダムアクセス手段を備え、この
ランダムアクセス手段により通信チャンネルの取得を行
なうことを特徴とする。

【００１５】また、第７の発明は上記第１の発明の車両
間無線通信システムにおいて、各代表無線通信機器は、
ビーコン送信の優先順位を順次交代する送信スロット生
成手順によりアクセスを行なうランダムアクセス手段を
備え、このランダムアクセス手段により通信チャンネル
の取得を行なうことを特徴とする。

【００１６】また、第８の発明は上記第１の発明の車両
間無線通信システムにおいて、各代表無線通信機器は、
ビーコン情報送信に係わる経過処理時間に基づくランダ
ム送信遅延時間計算手順によりアクセスを行なうランダ
ムアクセス手段を備え、このランダムアクセス手段によ
り通信チャンネルの取得を行なう、ことを特徴とする。

【００１７】また、第９の発明は上記第１の発明の車両
間無線通信システムにおいて、各代表無線通信機器は、
通信チャンネル休止手順による各グループの通信チャン
ネルの取得均等制御手段を備え、この取得均等制御手段
による通信チャンネルの取得均等制御により通信チャン
ネルの取得を行なうことを特徴とする。

【００１８】また、第１０の発明は上記第１の発明の車
両間無線通信システムにおいて、各代表無線通信機器
は、自己のビーコン情報送信機能を有効又は無効にする
送信制御手段を備えたことを特徴とする。

【００１９】また、第１１の発明は上記第１の発明の車
両間無線通信システムにおいて、各代表無線通信機器
は、ビーコン情報受信ならびに前記各無線通信機器から
のデータ受信間隔を計測して、通信状態を観測する通信
状態観測手段を備えたことを特徴とする。

【００２０】また、第１２の発明は上記第１の発明の車
両間無線通信システムにおいて、各代表無線通信機器
は、自己のビーコン情報送信機能を有効又は無効にする
送信制御手段と、ビーコン情報受信ならびに前記各無線
通信機器からのデータ受信間隔を計測して、通信状態を
観測する通信状態観測手段と、通信状態監視手段によっ
て観測されたグループのビーコン情報の受信状態に応じ
てグループの分離と結合を行なうグループ構築手段とを
備えたことを特徴とする。

【００２１】また、第１３の発明の車両間無線通信シス
テムは、各車両毎に無線通信機器を搭載した車両間の無
線通信システムであって、ビーコン情報を送受信するビ
ーコン情報送受信手段、時計手段及び制御手段を備えた
無線通信機器を備え、ビーコン情報は、時計手段の時刻
情報、ビーコン情報の送信間隔情報、各無線通信機器が
通信可能な期間情報と、各通信機器毎にユニークなＩＤ
情報等を含み、各車両の無線通信機器は、ビーコン情報
送受信手段がビーコン情報を受信したときＩＤ情報又
は、ビーコン受信タイミングを基に優先度を判定して優
先度が高い場合に自己の時計手段を受信した時刻情報に
合わせてビーコン送出／受信時間を修正し、修正された
ビーコン送出／受信時間により他の無線通信機器との時
刻同期をとることを特徴とする。

【００２２】

【発明の実施の形態】[概要]本発明は、図１の概要説明
図に示すように各車両間の無線通信手段を提供するもの
である。図１で、各車両１−１，１−２，１−３、２−
１，２−２、３−１，３−２は複数のグループ１，２，
３にグループ化されている。本発明ではこのようにグル
ープ化された車両とそのグループが複数存在する場合の
無線通信手段として、図２に示すような構成の無線通信
機器及び図３に示す通信手順を提供する。また、グルー
プを構成する車両の条件は、上記無線通信機器を搭載し
た少なくとも２台の車両が近距離（通信可能な範囲）に
存在しほぼ同一方向に移動すること（移動先目的地が同
じ）である。また、各車両は、図２に示されるような構
成の無線通信機器を搭載している。なお、後述するよう
に各グループを上記無線通信機器を搭載した１台の車両
で構成することもできる。

【００２３】[無線通信機器]図２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
の一実施例の構成を示すブロック図であり、無線通信機
器１００はアンテナ１１、無線通信部１２、制御部１
３、メモリ１４及び車両インターフェイス１５を備えて
いる。

【００２４】無線通信部１２は制御部１３の制御下で所
定の通信手順によりアンテナ１１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、無線通信機器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。

【００２５】制御部１３はＣＰＵ、ＲＯＭ（図示せず）
のようなプログラム格納メモリ及び内部時計１３１と周
辺回路から構成されるマイクロコンピュータ構成をな
し、装置全体の制御及び後述の各手段（実施例ではプロ
グラムで構成）により、グループＩＤ情報の比較や、優
先度の判定、内部時計のビーコン時間に基づく修正、他
のグループとの時刻同期等の実行制御を行なう。また、
プログラム格納メモリには無線通信装置全体の制御を行
なう制御プログラムや通信プロトコルのほか、本発明の
車両間無線通信システムにおける通信制御等や必要な処
理を行なうプログラムと、図４に示すようなビーコン情
報テーブル４０値及び各種設定値等を格納している。

【００２６】メモリ１４は無線通信部１２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１５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１３の制御下で記憶する。

【００２７】また、車両インターフェース１５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１３の制御下でメモリ１４に送
ったり、メモリ１４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１４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）。

【００２８】[車両間通信手順]図３は車両間通信手順の
説明図であり、時間軸上に各々のグループの通信手順を
示している。ここで、図３（ａ）の車両間通信とは、グ
ループ１，２，３，４・・・に属している車両の無線通
信機器が通信チャンネルを取得している期間を示してい
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。

【００２９】このビーコン制御フレームには、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なう機
能が備わっている。この通信チャンネル割当て機能と
は、データスロット割当て所属グループＩＤを持つビー
コン制御フレームを受信した後に、各無線通信機器に割
当てられたデータスロット（data slot）（図３（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機能
である。

【００３０】従って、グループ内の各無線通信機器は、
割当てられた各データスロット期間slot１〜slot１０に
おいて、特定の無線通信機器にのみデータフレーム送信
を行なう権利があるので他無線通信機器とのデータフレ
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。

【００３１】また、ビーコン制御フレームによる通信チ
ャンネル取得頻度をデータ発生頻度以上に設定すること
により、同一データを複数回送信する機会が与えられ
る。この同一データを複数回送信する事は、さらなる通
信の信頼性向上に寄与する。

【００３２】また、このビーコン制御フレームは、各グ
ループを代表する無線通信機器に与えられた特別な機能
であり、通信時間の管理(基準時刻の設定)を行なう機能
を有する。このビーコン制御フレームは、所属するグル
ープを問わず全ての無線通信機器が受信することがで
き、具体例として、図４に示されるような内容（ビーコ
ンで送信される情報）を含んでいる。

【００３３】[ビーコン情報テーブル]図４はビーコン制
御フレームに含まれる情報をテーブル化したビーコン情
報テーブルの一実施例であり、各無線通信機はビーコン
情報テーブル４０を備えており、通常は用いられないが
（テーブル不活性状態）、後述するようにサブグループ
ＩＤの優先順位によりある無線通信機器が代表無線通信
機器として割り当てられた場合にはこのビーコン情報テ
ーブル４０を用いて（テーブル活性状態）ビーコン制御
フレームを生成する。ビーコン情報テーブル４０で、時
刻とはビーコン制御フレームを送出する無線通信機器
（代表無線通信機器）の内部時計（１３１）より得られ
たビーコン制御フレーム送出時の時刻であり、間隔とは
その無線通信機器（代表無線通信機器）がビーコン制御
フレームを送出する時間間隔（以下、ビーコン間隔）を
示し、期間とは代表無線通信機器の属するグループが通
信可能な時間（期間）を示している。また、グループＩ
Ｄとは、ビーコン制御フレームを送出した代表無線通信
機器の属するグループを示すＩＤであり、サブグループ
ＩＤとは、このビーコン制御フレームを送信している代
表無線通信機器を特定するグループ内のＩＤであり、グ
ループ内でユニークな値である。このサブグループＩＤ
は重要な役割があり、ビーコン制御フレームを送信する
代表無線通信機器となる優先順位を示している。例え
ば、グループ内の先頭の無線通信機器から順番に番号を
割付けサブグループＩＤとすると、先頭の無線通信機器
に最優先のビーコン制御フレームの送信権があることと
なる。また、仮に何らかの問題が先頭車両の無線通信機
器に生じた場合には、次に優先度が高い２番目の車両の
無線通信機器にビーコンフレームを送信する権利が与え
られる。このサブグループＩＤの割付手段は色々考えら
れ、最後尾からの割付けやランダム割付け等でもよい。
条件は、グループ内でユニークな値であることである。
また、その他として、ビーコン制御フレームには応用先
システムの運営上必要となる個々の情報も付加すること
もできる。

【００３４】ここで、各グループ内の無線通信機器は、
自グループのビーコン制御フレームであれば、それに含
まれる時刻情報により内部時計を合わせる。この動作に
より、そのグループに属する無線通信機器の時刻同期を
行なうことができ、更には、そのグループの次のビーコ
ン制御フレームの受信時刻を予想することができる。

【００３５】[代表無線通信機器]各グループの代表無線
通信機器は前述したようにサブグループＩＤの優先順位
により決定され、図４に示されるようなビーコン情報の
テーブル４０を基に運用開始と共に内部時計１３１とビ
ーコン間隔より計算された時刻にビーコン制御フレーム
を送出する機能を有している。なお、代表無線通信機器
のハードウエア構成は図１と同様でよく、グループ内の
他の無線通信機器とは、後述するサブグループＩＤの優
先順位により無線通信部１２のビーコン制御フレーム送
信機能が活性状態であるという点と、後述する代表無線
通信機器としての制御部１３の機能が活性状態である点
で異なる。つまり、各無線通信機器はグループ内の通常
の無線通信機器として動作する通常モードと、代表無線
通信機器として動作する代表モードを備え、通常モード
と代表モードの切り換えは前述したようにサブグループ
ＩＤの優先順位によって決定される。

【００３６】[ビーコン制御フレームによる同期取得]次
に、システム全体として、このビーコン制御フレームの
利用方法について説明する。図３の手順説明図からも明
らかなように、ビーコン制御フレームはその役割の一つ
として特定のグループの通信時間(期間)を示す。つま
り、ビーコン制御フレームを受信することにより、引続
くある一定時間（受信したビーコン制御フレームで示さ
れる）は、そのビーコン制御フレームで示されるグルー
プが使用する通信時間（期間）であることが分かる。こ
れにより、複数の無線通信機器をグループ化し、そのグ
ループ単位に通信時間を割付けることにより、通信の衝
突を低減することができる。

【００３７】このように、ビーコン制御フレームはグル
ープ間のチャンネル取得制御も考慮しているので、シス
テム全体として、チャンネル取得動作を同期させること
ができ、不用意なデータ通信の発生やグループ間の通信
の衝突が発生しないように動作する。

【００３８】また、ビーコン制御フレームはグループ間
の同期取得に用いられる。すなわち、ビーコン制御フレ
ームを受信した各グループの代表無線通信機器（各代表
無線通信機器はビーコン制御フレーム送出機能を備えた
ビーコン送出手段を有する）は、そのビーコン制御フレ
ーム上の情報を基に次の処理を行なう。

【００３９】 受信したビーコン制御フレームのグル
ープＩＤと自己のグループＩＤを比較し、受信したビー
コン制御フレームのグループＩＤが自グループより優先
度の高い場合は、を実行する。また、優先度が低い場
合は、次に送出するビーコン時間(予定時刻)を計算す
る。なお、グループＩＤ情報を用いない場合は、ビーコ
ン受信タイミングに応じてを実行する。

【００４０】 内部時計を受信したビーコン制御フレ
ームの時刻情報に合わせる。

【００４１】 受信したビーコン制御フレームの時刻
情報とグループＩＤから自グループの通信割り当て時刻
を計算する。

【００４２】 計算した値より各代表無線通信機器は
次に送出するビーコン制御フレームの送信時間(予定時
刻)を修正する。

【００４３】これらの処理を行なうことにより、各グル
ープの時刻同期が行われ、各グループの通信時間割当て
が重なることなくスケジュールを組立てる事が可能とな
る。これは、単なるグループ分割だけでは各グループの
通信時間割付が重複し、通信の衝突回避を妨げることと
なるという問題に対して大変有効な解決手段である。

【００４４】[チャンネル取得制御]また、チャンネル取
得制御は各代表無線通信機器のビーコン送出手段によっ
て行われる。以下、チャンネル取得制御に係わる具体的
ビーコン送信手順について説明する。

【００４５】（１）ビーコン送信期間内でのランダムア
クセス方式を用いる方式 この方式ではビーコン制御フレームの送信をビーコ
ン周期より計算されるビーコン送信期間内（図３
（ｃ））でのランダムアクセス方式を用いて行なう。つ
まり、この期間中は、ビーコン制御フレームによるチャ
ンネル取得の争奪を行なう。この手段により、例えばグ
ループ数が増大しても単なるランダム遅延により各グル
ープ内のビーコン制御フレーム送信無線通信機器（代表
無線通信機器）によるチャンネル取得が可能となる。

【００４６】 なお、ランダム遅延生起率には図５
（ランダム遅延生成の重み付け方法の説明図）の例に示
されるような重み付けが可能である。なお、図５（ａ）
の例は、重み係数をαとし、頻度ｙを遅延時間ｘの一次
式で表した例、図５（ｂ）の例は、重み係数をα，βと
し、頻度ｙを遅延時間ｘの二次式で表した例である。ま
た、前回のビーコン制御フレーム送信時刻からの経過時
間やビーコン制御フレーム送信試行回数に反比例してラ
ンダム遅延時間が短くなるように制御することもでき
る。このようにすることにより特定のグループが連続し
てチャンネルを取得することを防止し各グループに同等
なチャンネル取得率を提供することができる。

【００４７】（２）ビーコン期間をスロットに分割する
方式 図６は、ビーコン期間内の優先順位及びスロット割付け
の位置実施例を示す図である。 この方式では、ビーコン期間(ビーコン送信期間）
を図６（ｂ）（＝（図３（ｃ））に示すように無線フレ
ームより短いタイムスロットに切り、各タイムスロット
に各グループのビーコン制御フレーム送信タイミングを
割付ける。代表無線通信機器は、自グループのタイムス
ロット以前に他グループから送信されたビーコン制御フ
レームを受信するとそのビーコン制御フレームを受付
け、自グループのビーコン制御フレームの送信タイミン
グを次回のビーコン期間に延期する。このビーコン送信
期間中のタイムスロット幅は各代表無線通信機器からの
通信の有無を検出するのに十分な時間でよいので非常に
短い時間割付けでよい。

【００４８】従って、グループの数が増大しても、この
タイムスロット（slot）がシステム性能を大きく左右す
ることはない（図６（ｂ）の例ではビーコン期間を９個
のタイムスロットに分割し９グループを番号１〜９の順
に対応させている）。 このビーコン制御フレームの送信タイミングは、図
６（ｃ）に示されているようにその優先順を順次交代さ
せることにより、各グループに偏りの無い均等なチャン
ネル取得率を提供することができる。例えば、初めのビ
ーコン期間では図６（ｂ）に示すようにグループ１（Gr
oup1）が最も優先順位が高いので一番最初に割当てる。
その次のビーコン期間では図６（ｃ）に示すようにグル
ープ２が一番優先度が高くグループ１は一番最後の割付
となる。また、図６（ｄ）に示すようにグループの通信
頻度に応じて割り当てるスロットの数や優先順位を変更
するようにしてもよい。

【００４９】（３）ランダム遅延時間計算手順による通
信チャンネルの取得 図７はランダム遅延時間計算手順の一実施例を示すフロ
ーチャートであり、ビーコン期間開始からの経過時間を
考慮した例である。

【００５０】図７で、通信チャンネルが開放されると
（Ｓ１）、ビーコン期間が開始され（Ｓ２）、制御部１
３はタイマーを起動する。また、このときメモリ１４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Ｓ１０で計算された値が保持されている）をセッ
トする（Ｓ３）。

【００５１】次に、制御部１３は無線通信部１２が他の
グループからのビーコン制御フレームを受信したか否か
を調べ、受信した場合はＳ５に遷移しそうでない場合に
はＳ７に遷移する（Ｓ４）。

【００５２】他のグループからのビーコン制御フレーム
を受信した場合には、制御部１３はビーコン期間開始か
らの経過時間Ｔｗを計算し（Ｓ５）、次に、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を更新してＳ１
に戻る（Ｓ６）。

【００５３】また、上記ステップＳ４で他のグループか
らのビーコン制御フレームを受信しなかった場合は、ラ
ンダム遅延時間Ｔｒの経過後（Ｓ７）、制御部１３は無
線通信部１２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（Ｓ８）、通信チャンネルを獲得する
（Ｓ９）。次に、制御部１３はランダム遅延時間Ｔｒを
計算してメモリ１４に保持されている前回のランダム遅
延時間に上書しＳ１に戻る（Ｓ１０）。

【００５４】この手順では、一度計算したランダム遅延
時間は他の無線通信機器（他のグループの代表無線通信
機器）からのビーコン制御フレームの受信により次回の
ビーコン期間においてその経過時間を差引いて再度ラン
ダム遅延時間として用いることにより、最大通信チャン
ネル取得遅延時間を明確にすることができる。これによ
り、いかなる場合でもシステムで定めた最大ランダム遅
延時間で決定される時間内に通信チャンネルを取得する
ことができる。

【００５５】（４）通信チャンネル休止手順による通信
チャンネルの取得 次に、別の観点からビーコン制御フレームの送信を取り
扱うと、例えば、二つのグループがある無線通信エリア
内に存在する場合、互いのグループが順番に通信権を取
得することが、一番効率的である。このような状況にお
いて、最適な通信権の取得を行なうには、あるグループ
が一度通信権を取得した後に続くビーコン期間には、ビ
ーコン制御フレームの送信を一度休止するようにすると
効果的である。つまり、通信権を取得したグループが通
信終了後の通信権取得作業を休止すると、もう一方のグ
ループは、単独でビーコン制御フレームの送信を実行で
きることになり通信権の取得が成功する。これは、三つ
以上のグループが存在する無線通信エリア内に存在する
時でも、そのうちのあるグループがビーコン制御フレー
ム送信を休止することは他グループにとって競合相手が
減少することになるので、通信チャンネルの獲得衝突確
率の低下と通信チャンネル獲得確率の増大効果をもたら
す。

【００５６】また、更に、図８（ｂ）のフローチャート
（ビーコン制御フレーム受信要求動作）に示すように無
線通信エリア内に存在するグループ（周辺グループ）数
を監視することにより、効率の良いチャンネル取得制御
が実現できる。

【００５７】イ：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。 ロ：このグループＩＤの種類をカウントする。つまり、
無線通信エリア内に存在する自グループ以外のグループ
(周辺グループ）数を取得する。 ハ：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。 ニ：この取得値を、ビーコン制御フレーム送信休止回数
とする。つまり、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。 このような制御を行なうことにより、各グループに均等
に通信チャンネルの取得機会が与えられ、各グループは
ランダムアクセスでありながら通信チャンネル取得競合
を極力回避して、通信チャンネルの取得を行なうことが
できる。

【００５８】上記処理の具体手順例を、図８の周辺グル
ープ数を考慮したビーコン制御フレーム送出手順例のフ
ローチャートにより説明する。また、図９にビーコン制
御フレームの送信休止回数の具体的設定例を示す。 Ｉ：フレーム受信処理：（図８（ａ）） 図８（ａ）は新たなフレームを受信した時の周辺グルー
プ数取得処理動作の一実施例を示すフローチャートであ
る。図８（ａ）で代表無線通信機器（１００）は新たな
ビーコン制御フレームを受信すると（Ｔ１）、メモリ１
４に展開されている周辺グループＩＤテーブルを調べ、
テーブルに新たなビーコン制御フレーム上のグループＩ
Ｄと一致するＩＤがない場合にはＴ３に遷移し、一致す
るＩＤがある場合にはビーコン制御フレーム受信処理を
終了する（Ｔ２）。ステップＴ２で新たなビーコン制御
フレーム上のグループＩＤと一致するＩＤがなかった場
合には、周辺グループＩＤテーブルに新たなビーコン制
御フレーム上のグループＩＤを追加登録し（Ｔ３）、グ
ループＩＤカウンタに１を加えて登録ＩＤ数を更新す
る。

【００５９】 II：ビーコン制御フレーム受信要求：（図８（ｂ）） 図８（ｂ）はビーコン制御フレーム受信要求処理動作の
一実施例を示すフローチャートであり、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。図
８（ｂ）で、制御部１３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１３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Ｕ３に遷移し、休止カ
ウンタ≠０のときはＵ５に遷移する（Ｕ１）。上記ステ
ップＵ１で休止カウンタ＝０のときは、制御部１３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し（Ｕ２）、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（Ｕ３）、ビーコン制御フレーム
の送信を無線通信部１２に行なわせ、ビーコン制御フレ
ーム送信要求を終了させる（Ｕ４）。また、上記ステッ
プＵ１で休止カウンタ≠０のときは、制御部１３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
要求を終了させる（Ｕ５）。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。

【００６０】III：グループＩＤの更新：（図８
（ｃ）） 図８（ｃ）はグループＩＤ更新動作の一実施例を示すフ
ローチャートであり、定期的（例えば、１秒ごと）に起
動される処理で、生成されたグループＩＤカウンタを用
いて周辺グループ数とする。すなわち、制御部１３はグ
ループＩＤカウンタの値（図８（ａ）のステップＴ４参
照）の数を周辺グループ数とし（Ｖ１）、周辺グループ
ＩＤテーブル及びグループＩＤカウンタをクリアして
（Ｖ２、Ｖ３）、グループＩＤの更新を行なう。

【００６１】このように上述した（１）〜（４）の何れ
の手段もしくは、その組み合わせを用いても、各グルー
プにおいてはチャンネル取得の機会を均等にし、必要の
ないチャンネル取得をなくすことができる。このことは
チャンネル取得の必要のあるグループがより多くの通信
チャンネルを取得できることを意味している。また、グ
ループの数の増大によるシステム性能の劣化を小さくす
ることが可能となる。

【００６２】[グループ同期時刻]次に、上述した「ビー
コン制御フレームによるグループ時刻同期」について、
図１０に示す３組の車両グループより構成されている車
両間無線通信システムを例として更に詳しく説明する。

【００６３】図１０（グループ時刻同期取得手順の説明
図）では、グループ１とグループ２はお互いが無線通信
できるエリア内にある場合を示し、グループ３は無線通
信できる他のグループが無線通信エリア内にいない場合
を示している。この例では、グループ１とグループ２の
各無線通信機器は、互いのグループの代表無線通信機器
が送信するビーコン制御フレームを受信できる。これよ
りグループ１，２の代表無線通信機器は、受信したビー
コン制御フレームを用いて前述した〜の手順により
同期が取られ、さらに、その同期したビーコン制御フレ
ーム上の情報を基にして新たに送信されるビーコン制御
フレームを受信するグループ１，２内の各無線通信機器
も同期がとられる。その後、たとえば、グループ３がグ
ループ１とグル−プ２の方向へ移動して同一無線通信エ
リア内に入ると同様の手順によりグループ１、２、３の
同期が取られる。このように、各無線通信機器を搭載し
た車両グループが移動して同一無線通信エリア内に入る
とシステム全体の同期が取られる。

【００６４】また、例えば、グループ３のように無線通
信エリアから外れて取り残された状態の車両グループで
は、同期が取られることなく車両間無線通信システムは
そのグループ内で単独で運用されることになるが、この
場合、このグループの無線通信は他のグループに影響を
与えることがない（他のグループから影響を受けること
もない）ので車両間無線通信システムの運用上何ら問題
が生じない。

【００６５】＜ビーコン送信手順の実施例（１）＞チャ
ンネル取得制御における第１のビーコン手順については
「（１）ビーコン送信期間内でのランダムアクセス方式
を用いる方式」として述べた、その具体的運用例につい
て図１０及び図１１（第１のビーコン手順のタイムチャ
ート）を用いて説明する。

【００６６】図１０及び図１１では、車両間無線通信シ
ステム全体を３個のグループで構成している。夫々のグ
ループには、１〜３のＩＤが割付けられている。また、
各グループ内の無線通信機器台数は図１０に示した例に
限定されない。 ａ： 各グループの代表無線通信機器は運用開始と共に
自己の内部時計（１３１）よりビーコン送信計画を立て
る。ビーコン計画基準を以下に示す。 ｂ： 各グループに割り当てられた通信時間を１０msec
とする。 ｃ： 内部時計は１０μsec単位とする。 ｄ： ビーコン期間では、ランダム遅延を用いたアクセ
スを行なう。この遅延時間生成には、ビーコン制御フレ
ーム送信試行回数をパラメータとして使用する。このパ
ラメータは、ビーコン制御フレームが送信できるとクリ
アされ、このビーコン期間でのランダム遅延生成をする
毎に＋１される。例えば、試行回数「０」は、システム
の初期化時や通信チャンネル取得直後の初めてのビーコ
ン期間であることを示している。 ｅ： ビーコン制御フレーム送信試行回数の利用手順と
しては、例えば、試行回数が「０」の時は最大の遅延時
間が生成され、試行回数が増える毎にこの遅延時間の最
大値が小さくなるようなランダム値とする。また、グル
ープＩＤの優先度としては、値が小さな値ほど優先度が
高いものとする。

【００６７】これより、システムのグループ同期は次の
ように機能する。 ｉ： 各グループの代表無線通信機器はそれぞれの内部
時計（１３１）よりビーコン送出計画を立て、所定の時
刻にビーコン制御フレームを送出する。 ii： この際、グループ３は単独無線通信エリアである
ので、同期作業をすることなく独自にビーコン制御フレ
ームを送信する。 iii： グループ１とグループ２は互いのビーコン制御
フレームが受信できるので、同期作業が行なわれる。こ
の場合、グループ２の通信期間中にグループ１のチャン
ネル取得がおこなわれるが、グループＩＤ優先順位（グ
ループ１＞グループ２）よりグループ１の時刻に同期が
取られる。 iv： その後、図１０でグループ１とグループ２がグル
ープ３の方向へ移動して（或いは、グループ３がグルー
プ１とグループ２の方向に移動）してグループ１、２、
３が同一無線通信エリア内に入ると互いのビーコン制御
フレームが受信できるようになる。ここで、グループ
１、２、３の同期作業が行なわれる。 ｖ： グループ１、グループ２、グループ３の同期作業
は、グループＩＤの優先順位（グループ１＞グループ２
＞グループ３）よりグループ１の時刻に同期が取られ
る。また、図１１で、グループ３はグループ２のビーコ
ン制御フレームが受信できたのでチャンネル取得期間終
了後にビーコン制御フレームを送信して通信チャンネル
の取得を行なっている。 vi： このようにして、無線通信機器を搭載した車両の
移動により、各グループの同期が取られ、システム全体
の同期が一意に決定される。

【００６８】＜ビーコン送信手順の実施例（２）＞チャ
ンネル取得制御における第２のビーコン手順については
「（２）ビーコン期間をスロットに分割する方式」とし
て述べた、その具体的運用例について図１０及び図１２
（第２のビーコン手順のタイムチャートの説明図）を用
いて説明する。図１０と図１２では、車両間無線通信シ
ステム全体を３個のグループで構成している。夫々は、
１から３のＩＤが割付けられている。また、各グループ
内の無線通信機器台数は図１０の例に限定されない。

【００６９】ａ： 各グループの代表機器は運用開始と
共に自局の内部時計（１３１）よりビーコン送信計画を
立てる。ビーコン計画基準を以下に示す。 ｂ： 各グループに割り当てられた通信時間を１０msec
とする。 ｃ： 内部時計は１０μsec単位とする。 ｄ： ビーコン期間では、優先順位テーブルを参照しな
がら自グループの順番（slot）を待つ。この順番は、時
間管理されており、例えば、内部時計（１０μsec）を
単位として順番に送信権が与えられる。自グループの送
信権の時にビーコン制御フレームの送信が可能であるの
で、チャンネルを取得したいグループは、優先順位テー
ブルに従いビーコン制御フレームを送信する。

【００７０】なお、自グループに送信権が与えられる前
に、優先度の高いグループからビーコン制御フレームが
送信された時は、その優先度の高いグループが通信権を
取得する。 ｅ： この優先順位テーブルは、ビーコン期間毎にロー
テイションが行われ、優先順位が入替わる。また、通信
チャンネルを取得したグループが最も優先度が低くなる
ようにすることも可能である(図６（ｃ））。また、Ｉ
Ｄの優先度としては、小さな値ほど優先度が高いものと
する。これより、システムのグループ同期は次のように
機能する。 ｉ： 各グループの代表無線通信機器はそれぞれの内部
時計（１３１）よりビーコン送出計画を立て、所定の時
刻にビーコン制御フレームを送出する。 ii： 図１０で、グループ３は単独無線通信エリアにあ
るので同期作業をすることなく独自にビーコン制御フレ
ームを送信する。 iii： グループ１とグループ２は互いのビーコン制御
フレームが受信できるので、同期作業が行なわれる。こ
の場合、グループ２が先にチャンネルを取得したので、
グループ１の代表無線通信機器はグループ２の通信期間
終了後に、ビーコン期間内の優先順位に従いグループ１
のビーコン制御フレームを送信する。また、グループＩ
Ｄの優先順位（グループ１＞グループ２）によりグルー
プ１の時刻に同期が取られる。 iv： その後、グループ１とグループ２が、グループ３
の方向へ移動したならば（或いは、グループ３がグルー
プ１と２の方向に移動して同一無線通信エリア内に入る
と互いのビーコン制御フレームが受信できるようにな
る。この時点でグループ１、２、３の同期作業が行なわ
れる。 ｖ： グループ１、２、３の同期作業は、グループＩＤ
の優先順位（グループ１＞グループ２＞グループ３）に
よりグループ１の時刻に同期が取られる。また、通信チ
ャンネルの取得は、グループ２の通信期間終了後に、ビ
ーコン期間内の優先順位に従いグループ３が最優先であ
る。図１２の例では引続きグループ１が通信チャンネル
を取得しているが、これは、他のグループからのビーコ
ン制御フレームの送信がなく且つグループ１がチャンネ
ル取得を試みた結果である。 vi： このようにして、無線通信機器搭載車両が移動す
ることにより、各グループの同期が取られ、システム全
体の同期が一意に決定される。

【００７１】[本システムの拡張]上記説明では明記して
いないが、本発明の車両間無線通信システムにおいて、
通信チャンネルを、全て同じ(一つしか存在しない)とす
るならば、通信チャンネルを取得したグループ内の通信
は周辺（無線通信エリア内を云う）の他グループにおい
ても受信することができる。これを利用して、グループ
内通信を簡単にグループ間通信へ拡張できる。つまり、
無線通信エリア内に存在するグループ間では、互いに他
のグループが取得した通信チャンネルであっても、それ
を受信することができるので、グループ内外を意識する
ことなく取得した通信チャンネルでグループを越えて利
用することができ、このような利用は車両間無線通信シ
ステムの運用上何ら問題は生じない。それはビーコン制
御フレームで取得した通信チャンネルは、通信チャンネ
ルの時分割制御を目的としたものであり、通信相手また
はグループを特定しないからである。

【００７２】[グループ構成の他の実施例]次にグループ
構成について、別の具体的事例を示す。本発明では、図
２に示したような構成の、無線通信機器を搭載した複数
の車両をグループとして取り扱っている。しかし、グル
ープ内の無線通信機器は、複数である必要はなく、唯一
１台でも、グループを構成することができる。このこと
は前述した各実施例についても同様である。この場合の
通信手順の例を図１３及び図１４に示す。図１３はグル
ープを構成する車両が１台の場合のスロット割付けの一
実施例を示す図であり、グループを構成する無線通信機
器数が１台であることから、図３の手順説明図に基づい
てスロット数を１とした所定の手順（図１３（ｂ）、
（ｃ））に変更した例である。また、図１４の例はビー
コン制御フレーム（図１４（ｂ））自体に無線通信機器
の通信データを埋め込んだ場合（図１４（ｃ））のスロ
ット割付けの一実施例を示す図であり、通信効率を考慮
した例である。

【００７３】このように、ビーコン制御フレームによる
通信チャンネルの取得手順を用いれば、アプリケーショ
ンの応用形態（例えば、全グループが１台の車両からな
る場合の他に、ある時点でグループ１が３台の車両から
なり、グループ２が１台の車両からなり、グループ３が
４台の車両からなっているような場合や、グループ１が
１の車両からなり、グループ２が５台の車両からなり、
グループ３が３台の車両からなり、グループ４、５が１
台の車両からなっているような場合等）に、より適切な
車両間無線通信システムの運用を行なうことができる。

【００７４】[変形例（１）]上記説明では、図２のよう
な構成の無線通信機器を搭載した全ての車両が移動車両
の場合を例として説明したが、無線通信機器を搭載した
全ての車両が移動車両である必要はない。このような例
として、図１５（固定車両を考慮した場合の車両間無線
通信システムの一実施例を示す図）に移動しない固定車
両と有線系のバックボーンを利用した具体例を示す。

【００７５】図１５では、三つの移動車両グループ１，
２，３と三つの固定車両（固定局）Ａ，Ｂ，Ｃが示され
ている。さらに、固定移動車両Ａ，Ｂ，Ｃは、各移動車
両１−，１−２，１−３(グループ１)、２−１，２−２
(グループ２）、３−１，３−２，３−３(グループ３）
が移動する経路上１５０に配置され、他の通信手段、例
えば、光ネットワーク等で接続されているものとする。

【００７６】このようなアプリケーションでは、前述し
た[ビーコン制御フレームによる同期取得]でのビーコン
制御フレームによる同期処理（〜）を、固定局Ａ，
Ｂ，Ｃからのビーコン制御フレーム受信の優先度を高く
設定することと、光ネットワークによる各固定局Ａ，
Ｂ，Ｃ間の同期処理により、システム全体を同期させな
がら運用することにより実現できる。また、このように
構成した場合には各移動車両の無線通信機器のクロック
精度に高度な要求をする必要がなく、システム全体の同
期処理を行なうことができる。

【００７７】また、このアプリケーションの場合は、無
線通信エリア外のグループ情報でも固定局経由で通信す
ることができる。例えば、グループ１，２，３が別々の
無線通信エリア（図１５で破線状の円で示されている）
１’，２’，３’にあるとき、グループ１の通信情報
は、固定局Ａで受信することができ、これを固定局Ｃへ
中継し、さらに固定局Ｃではビーコン制御フレームによ
る無線通信チャンネル取得制御を行ないグループ３へ中
継するといった処理を行なうことができる。

【００７８】これは、例えば、グループ３の車両１が故
障して停止したならば、その故障車両情報をグループ３
の無線通信エリア３だけでなく他の無線通信エリアの全
ての車両へ瞬時に伝達できる事を意味している。つま
り、何れの移動車両局であっても、無線通信エリア内外
を問わず、目的の移動車両へデータ通信をすることが可
能であり、システム運用上重要な情報は、全ての移動車
両に対して通信することができる。

【００７９】[変形例（２）]次に、ビーコン制御フレー
ム送信機能の有効化手順、無線リンク状態検出手順及び
グループ構成手順に付いて説明を補足する。これまでの
事例においては、例えば、ある車両グループ内の車両が
故障をして停止した場合、基本的に後続の車両は停止
し、故障車両前方の車両はそのまま運行を続けることと
なる。このような事態、つまり、あるグループ内の車両
が故障したためにその車両を区切りとしてグループが分
断されるケースが考えられる。すなわち、上述した無線
通信手順では、あるグループ内には、そのグループを代
表する車両（代表無線通信機器を搭載した車両）が存在
しており、その車両からのビーコン制御フレームにより
通信チャンネルの取得を行なっている。従って、グルー
プ内の車両故障や通信環境の影響により、無線リンクが
切断され、さらにはグループが分断するケースが考えら
れる。そこで、このような自体を未然に防止するために
次に示すようにビーコン制御フレーム送信機能の有効化
手順、無線リンク状態検出手順及びグループ構成手順を
構成する。

【００８０】Ｉ：無線リンク状態検出手順（図１６） 図１６は本提案の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（無線通信機器）
との無線状況を把握するために、無線通信機器は、 ａ： ある時間範囲内でのチャンネル取得の有無と自無
線通信機器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、後述するBeacon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。

【００８１】ｂ： 取得したチャンネルにおける、各デ
ータスロット（data slot）に対応する無線通信機器の
データフレームの受信状況を把握する。例えば、グルー
プ内の各無線通信機器毎にリンクカウンタを設けて、対
応する無線通信機器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。

【００８２】前述した無線手順では、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無線通信機器との通信が
不可能となったことを検知できる。つまり、このリンク
カウンタより、各無線通信機器では、グループ内の各無
線通信機器との受信状況情報を取得し、この情報より、
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。

【００８３】II：ビーコン送信機能有効手順：ビーコン
制御フレームはそのグループ内の代表無線通信機器から
送信される制御フレームであるが、何らかの事情によ
り、ビーコン制御フレームが一定時間以上受信できない
場合、つまり、上述のＩ−ａの判断により経過時間超過
が検出された場合は通信不能に陥るので、自ら通信チャ
ンネルの取得を試みることが必要となる。図１７にその
フローチャート（ビーコン制御フレーム送信機能の有効
／無効切換え手順の一実施例のフローチャートを示す）
を示す。

【００８４】図１７で、各無線通信機器（１００）の制
御部（１３）は、自グループ向けのビーコン制御フレー
ム受信に着目して、上記自グループのビーコン制御フレ
ーム受信予定時間内にビーコン制御フレームを受信した
ときにはＷ２に遷移し、予定時間を経過しても受信でき
なかったときにはＷ４に遷移する（Ｗ１）。また、上記
ステップＷ１で予定時間内にビーコン制御フレームを受
信したときはそれが自グループのビーコン制御フレーム
か否かを調べ、自グループのビーコン制御フレームのと
きはＷ３に遷移し、そうでない場合はＷ１に戻る（Ｗ
２）。上記ステップＷ２で自グループのビーコン制御フ
レームを受信したときは、自グループのビーコン制御フ
レームの受信予定時間を更新してＷ１に戻る（Ｗ３）。
また、上記ステップＷ１で予定時間内にビーコン制御フ
レームを受信できなかったときにはビーコン制御フレー
ム送信機能を有効とする（例えば、ビーコン制御フレー
ム送信フラグをオンにする）（Ｗ４）。また、ビーコン
制御フレームの送信機能有効時に自グループのビーコン
制御フレームを受信した場合はＷ６に遷移し、そうでな
い場合は後述するグループ分離手順によるグループ分離
処理を行なう（Ｗ５）。上記ステップＷ５で自グループ
のビーコン制御フレームを受信した場合は、サブグルー
プＩＤによりビーコン制御フレーム送信機能を制御す
る。具体的には、サブグループＩＤを比較して、自局の
サブグループＩＤが小さい時にはビーコンフレーム送信
権ありとしてＷ４に戻り、自局のサブグループＩＤが大
きい時にはＷ７に遷移して（Ｗ６）、ビーコン制御フレ
ーム送信権なしとしてＷ１に戻る（Ｗ７）。

【００８５】III：グループ構成手順 次に、車両（無線通信機器搭載車両）グループを構成す
るに当たり、グループの分離と結合の手順を説明する。
通信環境の悪化により一時的にビーコン制御フレームが
受信できなくなるといった状況の発生や、そのような状
況を検知してその状況から復旧（リカバリ）する手段を
講じることが無線通信システムの設計及び運用上必要と
なる。このような場合を想定して、グループに分離と結
合の手順を以下に示す。

【００８６】１：グループ分離手順 分離の手順は、前述（「Ｉ：無線リンク状態検出」参
照）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無線通信機器からのデータを
受信できない時に実行される。つまり、 ａ： ビーコン制御フレームを受信できないことは、自
無線通信機器が所属するグループとの通信が途絶え、グ
ループから分離した事を示す。従って、分離した無線通
信機器は、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。 ｂ： ある無線通信機器が、無線リンク情報（自無線通
信機器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無線通信機器
との通信が途絶えたことを検知した場合、その無線通信
機器がグループから分離したことを示す。無線リンク情
報は、現在のグループを構成する無線通信機器を示す有
効な情報であり、システム運用情報となる。

【００８７】２：グループの結合 次に、前述（「II：ビーコン制御フレーム送信機能手
順」参照）したように、ビーコン制御フレーム送信機能
有効時（Ｗ４）に同じグループＩＤを持つビーコン制御
フレームを受信した場合（Ｗ５、Ｗ６）で、但し、サブ
グループＩＤが異なる場合、例えば、無線通信状況が回
復した時等はシステム運用上元のグループ構成に戻るこ
とが望ましい。これは、結合と言う概念であり、受信し
たビーコン制御フレームのサブグループＩＤを判定する
ことにより実現できる。元々、同じグループとして構成
されていた無線通信機器であるから、異なるサブグルー
プＩＤを持っており、この値を判定してビーコン制御フ
レーム送信権の判定を行なう。また、グループＩＤが同
じであるから、異なるサブグループにあった無線通信機
器でも同一グループを示すビーコン制御フレームに対し
て正規の手順（図１７）で対応する動作を実現すること
ができる。

【００８８】以上、本発明の一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。

【００８９】

【発明の効果】上記説明したように、基地局を用いずに
車両間の通信を実現するには、コンテンション方式を採
用することが一般的であるが、コンテンション方式をそ
のまま導入することは、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。これに対して、本発明
の車両間無線通信システムによれば、車両のグループ化
とグループ同期を制御するビーコン情報（ビーコン制御
フレーム）を用いているので、簡便で安価であって、且
つ運用効率の良い車両間の無線通信手段を提供できる。
また、グループを再構成することもできるので、車両に
故障が生じて停止したような場合にその車両をグループ
から切り離したり、グループを分離したりしてグループ
全体が停止することを防止できる。また、故障が直った
車両を元のグループに復帰させることもできる等、車両
故障の場合や運用上必要な場合の車両グループ再編成を
自動的に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概要説明図である。

【図２】各車両に搭載する無線通信機器の一実施例の構
成を示すブロック図である。

【図３】グループ内通信手順の説明図である。

【図４】ビーコン情報テーブルの一実施例である。

【図５】ランダム遅延生成の重み付け方法の説明図であ
る。

【図６】ビーコン期間内の優先順位及びスロット割付け
の一実施例を示す図である。

【図７】ランダム遅延時間計算手順の一実施例を示すフ
ローチャートである。

【図８】周辺グループ数を考慮したビーコン制御フレー
ム送出手順例のフローチャートである。

【図９】周辺グループ数に応じた休止回数対応表の一実
施例を示す図である。

【図１０】グループ時刻同期取得手順の説明図である。

【図１１】第１のビーコン手順のタイムチャートであ
る。

【図１２】第２のビーコン手順のタイムチャートであ
る。

【図１３】グループを構成する車両が１台の場合のスロ
ット割付けの一実施例を示す図である。

【図１４】ビーコン制御フレームに車両データを埋め込
んだ場合のスロット割付けの一実施例を示す図である。

【図１５】固定車両を考慮した場合の車両間無線通信シ
ステムの一実施例を示す図である。

【図１６】無線リンク状態検出手順の説明図である。

【図１７】ビーコン制御フレーム送信機能の有効／無効
切換え手順の一実施例を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１，２，３ 車両グループ １−１〜３、２−１，２−２、３−１〜３ 車両 １２ 無線通信部（ビーコン送受信手段、ビーコン受信
手段、ランダムアクセス手段） １３ 制御部（制御手段、送信制御手段、通信状態観測
手段、グループ構築手段） １００ 無線通信機器 １３１ 内部時計（時計手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 晃一 東京都文京区白山５丁目35番２号 クラリ オン株式会社内 (72)発明者 橋本 武志 東京都文京区白山５丁目35番２号 クラリ オン株式会社内 (72)発明者 芦澤 正樹 東京都文京区白山５丁目35番２号 クラリ オン株式会社内 (72)発明者 佐々木 健史 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 5H180 AA01 BB04 BB15 CC12 FF13 5K067 AA41 BB36 CC13 DD15 DD17 DD25 EE02 EE25 GG01 GG11

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各車両毎に無線通信機器を搭載した複数
   の車両グループ間又は、車両グループ内の無線通信シス
   テムであって、 各車両グループは、 ビーコン情報を送受信するビーコン情報送受信手段、時
   計手段及び制御手段を備えた代表無線通信機器を搭載し
   た少なくとも１台の代表車両と、 その代表無線通信機器に属し、前記ビーコン情報を受信
   するビーコン情報受信手段、時計手段及び制御手段を備
   えた無線通信機器を搭載した他の車両と、からなり、 前記ビーコン情報は、前記時計手段の時刻情報、ビーコ
   ン情報の送信間隔情報、代表無線通信機器のグループに
   属する各無線通信機器が通信可能な期間情報と、各グル
   ープ毎にユニークなグループＩＤ並びにグループ内の無
   線通信機器毎にユニークなサブグループＩＤ情報等を含
   み、 前記各代表無線通信機器は、前記ビーコン情報送受信手
   段がビーコン情報を受信したとき前記グループＩＤ情報
   又は、ビーコン受信タイミングを基に優先度を判定して
   優先度が高い場合に自己の時計手段を受信したビーコン
   情報の時刻情報に合わせて次のビーコン情報送信時間を
   修正し、修正されたビーコン情報送信時間により他のグ
   ループとの時刻同期をとることを特徴とする車両間無線
   通信システム。
2. 【請求項２】 前記各代表無線通信機器のグループに属
   する各無線通信機器は、前記ビーコン情報を受信したと
   き、前記グループＩＤ情報を比較し、受信したビーコン
   情報が自己が属するグループのビーコン情報の場合に自
   己の時計手段を受信したビーコン情報の時刻情報に合わ
   せて次のビーコン情報受信時間を修正し、修正されたビ
   ーコン情報受信時間によりグループ内の他の無線通信機
   器との時刻同期をとる、ことを特徴とする請求項１記載
   の車両間無線通信システム。
3. 【請求項３】 前記車両グループ内の車両は、それぞ
   れ、通信可能な範囲でほぼ同一方向に移動することを特
   徴とする請求項１記載の車両間無線通信システム。
4. 【請求項４】 前記各代表無線通信機器は、前回のビー
   コン情報送信からの経過時間に基づく重み付けを行なう
   ランダム送信遅延時間計算手順によりアクセスを行なう
   ランダムアクセス手段を備え、このランダムアクセス手
   段により通信チャンネルの取得を行なうこと、を特徴と
   する請求項１記載の車両間無線通信システム。
5. 【請求項５】 前記各代表無線通信機器は、ビーコン送
   信試行回数に基づく重み付けを行なうランダム送信遅延
   時間計算手順によりアクセスを行なうランダムアクセス
   手段を備え、このランダムアクセス手段により通信チャ
   ンネルの取得を行なうこと、を特徴とする請求項１記載
   の車両間無線通信システム。
6. 【請求項６】 前記各代表無線通信機器は、通信の有無
   を検出する短いタイムスロット生成手順によりアクセス
   を行なうランダムアクセス手段を備え、このランダムア
   クセス手段により通信チャンネルの取得を行なう、こと
   を特徴とする請求項１記載の車両間無線通信システム。
7. 【請求項７】 前記各代表無線通信機器は、ビーコン送
   信の優先順位を順次交代する送信スロット生成手順によ
   りアクセスを行なうランダムアクセス手段を備え、この
   ランダムアクセス手段により通信チャンネルの取得を行
   なう、ことを特徴とする請求項１記載の車両間無線通信
   システム。
8. 【請求項８】 前記各代表無線通信機器は、ビーコン情
   報送信に係わる経過処理時間に基づくランダム送信遅延
   時間計算手順によりアクセスを行なうランダムアクセス
   手段を備え、このランダムアクセス手段により通信チャ
   ンネルの取得を行なう、ことを特徴とする請求項１記載
   の車両間無線通信システム。
9. 【請求項９】 前記各代表無線通信機器は、通信チャン
   ネル休止手順による各グループの通信チャンネルの取得
   均等制御手段を備え、この取得均等制御手段による通信
   チャンネルの取得均等制御により通信チャンネルの取得
   を行なう、ことを特徴とする請求項１記載の車両間無線
   通信システム。
10. 【請求項１０】 前記各代表無線通信機器は、自己のビ
    ーコン情報送信機能を有効又は無効にする送信制御手段
    を備えた、ことを特徴とする請求項１記載の車両間無線
    通信システム。
11. 【請求項１１】 前記各代表無線通信機器は、ビーコン
    情報受信ならびに前記各無線通信機器からのデータ受信
    間隔を計測して、通信状態を観測する通信状態観測手段
    を備えた、ことを特徴とする請求項１記載の車両間無線
    通信システム。
12. 【請求項１２】 前記各代表無線通信機器は、自己のビ
    ーコン情報送信機能を有効又は無効にする送信制御手段
    と、ビーコン情報受信ならびに前記各無線通信機器から
    のデータ受信間隔を計測して、通信状態を観測する通信
    状態観測手段と、 上記通信状態監視手段によって観測されたグループのビ
    ーコン情報の受信状態に応じてグループの分離と結合を
    行なうグループ構築手段と、を備えたことを特徴とする
    請求項１記載の車両間無線通信システム。
13. 【請求項１３】 各車両毎に無線通信機器を搭載した車
    両間の無線通信システムであって、 ビーコン情報を送受信するビーコン情報送受信手段、時
    計手段及び制御手段を備えた無線通信機器を備え、 前記ビーコン情報は、前記時計手段の時刻情報、ビーコ
    ン情報の送信間隔情報、各無線通信機器が通信可能な期
    間情報と、各通信機器毎にユニークなＩＤ情報等を含
    み、 前記各車両の無線通信機器の制御手段は、前記ビーコン
    情報送受信手段がビーコン情報を受信したとき前記ＩＤ
    情報又は、ビーコン受信タイミングを基に優先度を判定
    して優先度が高い場合に自己の時計手段を受信した時刻
    情報に合わせてビーコン送出／受信時間を修正し、修正
    されたビーコン送出／受信時間により他の無線通信機器
    との時刻同期をとることを特徴とする車両間無線通信シ
    ステム。