JP2008301370A

JP2008301370A - 車々間通信装置

Info

Publication number: JP2008301370A
Application number: JP2007147271A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Tomizawa; 俊明富澤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2007-06-01
Filing date: 2007-06-01
Publication date: 2008-12-11

Abstract

【課題】パケットの送信タイミングがほぼ同じとなる自動車が特定の場所に集中するような場合にパケット衝突を低減することが可能な車々間通信装置を得ること。
【解決手段】本発明にかかる車々間通信装置は、キャリアセンスにより無線キャリアを監視する機能と自車情報を含むパケットを一定送信間隔で送信する機能とを有する送受信制御手段（符号２，３，４に相当）と、キャリアの状況に基づきパケットの送信タイミングがＢｕｓｙであると判定した場合に、送信タイミングの位相の変更を指示する送信位相制御手段（符号５，６に相当）と、を備え、前記送受信制御手段は、前記指示に従いパケットの送信タイミングの位相を変更し、以降、変更後の新たな送信タイミングを基準として一定送信間隔でパケットを送信する。
【選択図】図１

Description

本発明は、一定送信間隔で自車情報を報知する車々間通信装置に関する。

先進安全自動車（ＡＳＶ：Advanced Safety Vehicle）の車々間通信では、アクセス方式としてＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance）が採用され、100ms〜1000msまでの一定送信間隔で自車情報をブロードキャストデータにて報知する（下記非特許文献１）。

上記のようにデータを報知する場合、上記ＡＳＶの車々間通信におけるアプリケーションでは、各端末の送信間隔の位相が不定期かつ非同期に決定される。たとえば、運転手がエンジンを起動したタイミングで送信間隔の位相などが決定され、以後は、その送信間隔の位相でパケットが送信される。

信学技報ITS2005-44,2005-12

しかしながら、上記車々間通信では、自動車の移動が前提となるため、送信間隔の位相（送信タイミング）がほぼ同じとなる自動車が特定の場所に集中する可能性が考えられる。また、一般的にＣＳＭＡ／ＣＡなどを使った場合のブロードキャストされるパケットについては、そのパケットに対するＡＣＫ（応答）がないためパケット衝突を検出することができない。したがって、ＣＳＭＡ／ＣＡを使用した車々間通信を行う場合に、パケットの送信タイミングがほぼ同じとなる自動車が特定の場所に集中すると、パケット衝突が頻発し、車々間でパケットが受信できない状況が発生する、という問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、パケットの送信タイミングがほぼ同じとなる自動車が特定の場所に集中するような場合であってもパケット衝突を低減することが可能な車々間通信装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる車々間通信装置は、自車情報を報知する車々間通信装置であって、キャリアセンスにより無線キャリアを監視する機能と前記自車情報を含むパケットを一定送信間隔で送信する機能とを有する送受信制御手段と、前記監視の結果であるキャリアの状況に基づきパケットの送信タイミングがＢｕｓｙであると判定した場合に、前記送受信制御手段に対して送信タイミングの位相の変更を指示する送信位相制御手段と、を備え、前記送受信制御手段は、前記送信位相制御手段からの指示に従いパケットの送信タイミングの位相を変更し、以降、変更後の新たな送信タイミングを基準として一定送信間隔でパケットを送信することを特徴とする。

この発明によれば、パケットの送信タイミングがほぼ同じとなる自動車が特定の場所に集中するような場合であってもパケットの衝突を低減することができる、という効果を奏する。

以下に、本発明にかかる車々間通信装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

図１は、本発明にかかる車々間通信装置の構成例を示す図である。本実施の形態では、一例として、100ms〜1000msまでの一定送信間隔で自車情報をブロードキャストデータ（パケット）により報知する車々間通信に適用可能な、車々間通信装置について説明する。図１に示す車々間通信装置は、アンテナ１とＲＦ部２と、ＲＦ部２からの無線キャリアを監視しそのキャリアの状況に応じてパケット送信を行うベースバンド／ＭＡＣ部３と、一定送信間隔で自車情報をパケットに含めて報知するデータ送受信部４と、送信間隔の位相を制御する送信位相制御部５と、送信すべき情報（データ）や送信間隔の位相を記憶する記憶部６と、ＧＰＳ（Global Positioning System）や車両の速度情報などを入手できるＣＡＮ（controller area network）などのＩ／Ｆを持つ各種情報Ｉ／Ｆ部７と、を備えている。なお、ＲＦ部２とベースバンド／ＭＡＣ部３とデータ送受信部４で送受信制御手段を構成する。また、送信位相制御部５と記憶部６で送信位相制御手段を構成する。

ここで、上記のように構成される本実施の形態の車々間通信装置の動作概要について説明する。ベースバンド／ＭＡＣ部３は、ベースバンド部とＭＡＣ部で構成され、ベースバンド部でＣＳＭＡ（Carrier Sense Multiple Access）による無線キャリアの監視を行い、監視結果をＭＡＣ部に通知する。ＭＡＣ部では、通知された監視結果がＩｄｌｅの場合にパケット送信を行う機能を持つが、さらに、上記監視結果であるキャリアの状況を送信位相制御部５に通知する。また、受信したパケットを、データ送受信部４に通知するとともに送信位相制御部５に通知する。

送信位相制御部５は、ベースバンド／ＭＡＣ部３から通知されたキャリアの状況や受信データなどを記憶部６に保存する。また、取得したキャリアの状況に基づいて現在の送信タイミングがＢｕｓｙであると判定した場合には、一定送信間隔でパケットを送信しているデータ送受信部４に対して送信タイミングの位相の変更を指示する。

データ送受信部４は、送信位相制御部５の制御により一定送信間隔でパケットを送信する一方で、ベースバンド／ＭＡＣ部３経由で受信したパケットを解析し、その結果である受信データを送信位相制御部５経由で記憶部６に保存する。さらに、データ送受信部４は、現在一定送信間隔で送信中のパケットの送信タイミングの位相を、送信位相制御部５から指定された位相にずらす処理を行い、以降、ずらした後の新たな送信タイミングに基づく一定送信間隔でパケット送信を行う。なお、送信するパケットは、各種情報Ｉ／Ｆ部７から取得した情報（データ）を元に生成される。各種情報とは、ＣＡＮなどのＩ／Ｆから取得する車両の制御情報、すなわち、車の速度，ブレーキ情報，ウィンカー情報などであり、また、ＧＰＳなどから取得する位置情報などである。

つづいて、本実施の形態の車々間通信装置の特徴的な動作を、図面を用いて詳細に説明する。図２は、車々間通信装置が一定送信間隔で自車情報をブロードキャストデータにより報知する場合の、送信周期の一例を示す図である。

送信位相制御部５は、送信周期を一定間隔で時間分割したタイムスロット、データ送受信部４から入手した送信間隔の位相、パケット送信前の一定時間の位相監視時間、および位相変更時間、を管理する。なお、図示では、説明の便宜上、タイムスロットを送信周期の一部（位相変更時間部分に相当）で特定しているが、ここでは、送信周期全体のタイムスロットを管理することとする。また、位相監視時間は、タイムスロットの複数倍の時間とする。

送信位相制御部５は、パケット送信前の位相監視時間中に、ベースバンド／ＭＡＣ部３から得られるキャリアの状況に基づいて、たとえば、他の装置に使用されているタイムスロットの数を取得する。そして、その数が一定値以上の場合に、現在の送信タイミングがＢｕｓｙであると判定する。なお、本実施の形態では、他の装置に使用されているタイムスロットの数に基づきＢｕｓｙかどうかを判定しているが、たとえば、位相監視時間中の受信パケットの数などの情報を加味してＢｕｓｙかどうかを判定することとしてもよい。

送信位相制御部５は、現在の送信タイミングがＢｕｓｙであると判定した場合、図２に示す位相変更時間内で、タイムスロット毎に一様となる乱数を発生し、その乱数に基づいて新たな送信タイミングの位相を決定する。そして、新たな送信タイミングの位相を、データ送受信部４に指示する。

データ送受信部４は、送信位相制御部５から指示された送信タイミングで次のパケットを送信し、以降、新たな送信タイミングを基準とした一定送信間隔で、パケット送信を継続する。

図３は、上記送信位相制御部５の指示でデータ送受信部４がパケットの送信タイミングをずらす場合の具体的処理を示す図である。ここでは、Ｂｕｓｙ検出後に発生する乱数に基づいて本来の送信タイミングを４スロット分だけずらした場合を一例としてあげており、具体的には、データ送受信部４は、図３に示すとおり、「送信周期（Ｂｕｓｙ検出前）」を「送信周期（Ｂｕｓｙ検出後）」に変更している。

なお、上記送信位相制御部５で管理するタイムスロットは、ＣＳＭＡ／ＣＡのスロットを一例としているが、これに限らず、可変タイムスロットでもよい。たとえば、データ送受信部４が解析して得られた車両数を記憶部６に記憶し、送信周期における位相監視時間以外の時間を車両数で除算した値をタイムスロットとしてもよい。この場合は、車両数に応じてタイムスロットの単位時間が可変となる。

また、送信位相制御部５は、乱数を発生させる際、図２に示す位相変更時間内でＢｕｓｙが検出されたタイムスロット以外のタイムスロットを対象に、乱数を発生させることとしてもよい。図４は、位相変更時間内でＢｕｓｙが検出されたタイムスロット以外のタイムスロットを対象に乱数を発生させる場合の具体例を示す図である。たとえば、送信位相制御部５は、位相変更時間内でもタイムスロット毎にキャリアの状況を判定し、その結果（Ｂｕｓｙ、Ｉｄｌｅ）を記憶部６に記憶しておく。そして、位相監視時間内でＢｕｓｙが検出された場合は、位相変更時間内でＢｕｓｙと判定され記憶されているタイムスロットを除いたタイムスロットを対象に乱数を発生させ、新たな送信タイミングを決定する。

また、本実施の形態においては、ベースバンド／ＭＡＣ部３とデータ送受信部４とを別個の構成とし、機能を分割しているが、これに限らず、ベースバンド／ＭＡＣ部３とデータ送受信部４を一つに構成にまとめることとしてもよい。

このように、本実施の形態の車々間通信装置は、一定送信間隔で自車情報をブロードキャストデータにより報知する車々間通信に適用可能な構成とする。また、パケット送信前の一定区間のキャリアの状況を監視し、Ｂｕｓｙであると判定した場合にはランダムに送信タイミングを変更することとした。これにより、パケットの送信タイミングがほぼ同じとなる自動車が特定の場所に集中するような場合であってもパケットの衝突を低減することができる。

以上のように、本発明にかかる車々間通信装置は、一定送信間隔で自車情報を報知する通信システムに有用であり、特に、アクセス方式としてＣＳＭＡ／ＣＡを採用する車々間通信装置に適している。

本発明にかかる車々間通信装置の構成例を示す図である。車々間通信装置が一定送信間隔で自車情報を報知する場合の送信周期の一例を示す図である。送信位相制御部の指示でデータ送受信部がパケットの送信タイミングをずらす場合の具体的処理を示す図である。位相変更時間内でＢｕｓｙが検出されたタイムスロット以外のタイムスロットを対象に乱数を発生させる場合の具体例を示す図である。

符号の説明

１アンテナ
２ＲＦ部
３ベースバンド／ＭＡＣ部
４データ送受信部
５送信位相制御部
６記憶部
７各種情報Ｉ／Ｆ部

Claims

自車情報を報知する車々間通信装置であって、
キャリアセンスにより無線キャリアを監視する機能と前記自車情報を含むパケットを一定送信間隔で送信する機能とを有する送受信制御手段と、
前記監視の結果であるキャリアの状況に基づきパケットの送信タイミングがＢｕｓｙであると判定した場合に、前記送受信制御手段に対して送信タイミングの位相の変更を指示する送信位相制御手段と、
を備え、
前記送受信制御手段は、前記送信位相制御手段からの指示に従いパケットの送信タイミングの位相を変更し、以降、変更後の新たな送信タイミングを基準として一定送信間隔でパケットを送信することを特徴とする車々間通信装置。
前記送信位相制御手段は、パケット送信前の所定の時間内において、前記キャリアの状況に基づき他の装置に使用されているタイムスロットの数を求め、その数が一定値以上の場合に現在の送信タイミングがＢｕｓｙであると判定することを特徴とする請求項１に記載の車々間通信装置。
前記送信位相制御手段は、
パケットの送信間隔を一定間隔で時間分割したタイムスロットを特定し、
現在の送信タイミングがＢｕｓｙであると判定した場合に、前記送信間隔における前記所定の時間以外の時間である位相変更時間内で、タイムスロット単位に一様となる乱数を発生し、その乱数に基づいて新たな送信タイミングの位相を決定し指示することを特徴とする請求項２に記載の車々間通信装置。
前記タイムスロットを、車両数に応じた可変のタイムスロットとすることを特徴とする請求項３に記載の車々間通信装置。
前記送信位相制御手段は、
さらに、前記位相変更時間内についてもタイムスロット毎にキャリアの状況を判定し、
前記所定の時間内で現在の送信タイミングがＢｕｓｙであると判定した場合に、前記位相変更時間内でＢｕｓｙと判定されたタイムスロットを除いたタイムスロットを対象に乱数を発生させ、新たな送信タイミングの位相を決定することを特徴とする請求項３または４に記載の車々間通信装置。