JP2016005087A - 通信システム、通信方法、無線機、及びコンピュータプログラム - Google Patents
通信システム、通信方法、無線機、及びコンピュータプログラム Download PDFInfo
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Abstract
【課題】無線リソースの無駄な消費を抑制しつつ、無線機間のデータの送受信の確実性を高めることができる通信システム等を提供する。
【解決手段】通信システムは、送信側無線機Aと、この送信側無線機Aが送信したデータを受信する受信側無線機Bとを備え、送信側無線機Aから受信側無線機Bへのデータの到達度合に関する指標に応じて、同一データの連続送信回数である連送総数を調整する調整処理部23を備えている。
【選択図】図4
【解決手段】通信システムは、送信側無線機Aと、この送信側無線機Aが送信したデータを受信する受信側無線機Bとを備え、送信側無線機Aから受信側無線機Bへのデータの到達度合に関する指標に応じて、同一データの連続送信回数である連送総数を調整する調整処理部23を備えている。
【選択図】図4
Description
本発明は、高度道路交通システム(ITS:Intelligent Transport System)等に好適に用いることができる通信システム等に関するものである。
近年、路車間通信、車車間通信による高度道路交通システム(ITS)が検討されている。路車間通信とは、路側通信機(基地局)と車載通信機(移動局)との間の通信であり、車車間通信とは、車載通信機(移動局)間の通信である。
このような高度道路交通システムのための通信方式については、標準規格及びガイドラインが制定されている(非特許文献1,2参照)。
また、最近では、路車間通信及び車車間通信だけでなく、路側通信機同士が無線により通信を行う「路路間通信」についても検討され(例えば、特許文献1参照)、実験用のガイドラインも制定されている(非特許文献3参照)。
このような高度道路交通システムのための通信方式については、標準規格及びガイドラインが制定されている(非特許文献1,2参照)。
また、最近では、路車間通信及び車車間通信だけでなく、路側通信機同士が無線により通信を行う「路路間通信」についても検討され(例えば、特許文献1参照)、実験用のガイドラインも制定されている(非特許文献3参照)。
一般社団法人電波産業会、"700MHz帯高度道路交通システム ARIB−STD T109 1.0版",[online]、インターネット<http://www.arib.or.jp/tyosakenkyu/kikaku_tushin/tsushin_kikaku_number.html>
ITS情報通信システム推進会議、"700MHz帯高度道路交通システム拡張機能ガイドライン ITS FORUM RC−010 1.0版",[online]、インターネット<http://www.itsforum.gr.jp/>
"700MHz帯高度道路交通システム 実験用路路間通信ガイドライン ITS FORUM RC−012 1.0版",[online]、インターネット<http://www.itsforum.gr.jp/Public/J7Database/p47/ITS_FORUM_RC-012_v10.pdf>
路側通信機同士が無線により路路間通信を行う場合、交通量の変動や樹木等の周辺環境の変化、あるいは風雨等の気候変化等によって、通信状況が悪化する場合がある。しかしながら、通信状況が悪化した場合でも、一方の路側通信機から他方の路側通信機へ伝送するデータに抜けが生じないように確実にデータを到達させる必要があり、そのための方策が求められる。
例えば、無線LAN(Local Area Network)のような無線通信においては、データを受信した一方の無線機が、データを送信した他方の無線機にACKフレームを送信し、他方の無線機は、ACKフレームを受信できなかったときに同一のデータを再送する仕組みが採用されている。
この場合、通信状況が悪い場合においても両無線機間でデータを確実に伝送することが可能となる。しかし、前述の高度道路交通システムのように特定の周波数帯域(700MHz帯)が割り当てられている通信システムにおいては、ACKフレームを用いた通信方式を採用したとすると、通信状況が良い状態でACKフレームが無駄に無線リソースを消費することになり、トラフィックや遅延が生じ易くなる。
この場合、通信状況が悪い場合においても両無線機間でデータを確実に伝送することが可能となる。しかし、前述の高度道路交通システムのように特定の周波数帯域(700MHz帯)が割り当てられている通信システムにおいては、ACKフレームを用いた通信方式を採用したとすると、通信状況が良い状態でACKフレームが無駄に無線リソースを消費することになり、トラフィックや遅延が生じ易くなる。
本発明は、無線リソースの無駄な消費を抑制しつつ、無線機間のデータの送受信の確実性を高めることができる通信システム等を提供することを目的とする。
本発明の一態様に係る通信システムは、
送信側無線機と、この送信側無線機が送信したデータを受信する受信側無線機とを備えている通信システムであって、
前記送信側無線機から前記受信側無線機へのデータの到達度合に関する指標に応じて、同一データの連続送信回数である連送総数を調整する調整処理部を備えているものである。
送信側無線機と、この送信側無線機が送信したデータを受信する受信側無線機とを備えている通信システムであって、
前記送信側無線機から前記受信側無線機へのデータの到達度合に関する指標に応じて、同一データの連続送信回数である連送総数を調整する調整処理部を備えているものである。
本発明の一態様に係る通信方法は、
送信側無線機と、この送信側受信機が送信したデータを受信する受信側無線機との間の通信方法であって、
前記送信側無線機から前記受信側無線機へのデータの到達度合に関する指標に応じて、同一データの連続送信回数である連送総数を調整するものである。
送信側無線機と、この送信側受信機が送信したデータを受信する受信側無線機との間の通信方法であって、
前記送信側無線機から前記受信側無線機へのデータの到達度合に関する指標に応じて、同一データの連続送信回数である連送総数を調整するものである。
本発明の一態様に係る無線機は、
他の無線機にデータを送信する無線機であって、
同一データの連続送信回数である連送総数と、前記同一データの実送信回数とをデータに格納して送信する送信処理部を備えているものである。
他の無線機にデータを送信する無線機であって、
同一データの連続送信回数である連送総数と、前記同一データの実送信回数とをデータに格納して送信する送信処理部を備えているものである。
本発明の他の態様に係る無線機は、
他の無線機から送信されたデータを受信する無線機であって、
前記他の無線機からのデータの到達度合に関する指標に応じて、同一データの連続送信回数である連送総数を調整する調整処理部を備えているものである。
他の無線機から送信されたデータを受信する無線機であって、
前記他の無線機からのデータの到達度合に関する指標に応じて、同一データの連続送信回数である連送総数を調整する調整処理部を備えているものである。
本発明の一態様に係るコンピュータプログラムは、
送信側無線機と、この送信側受信機が送信したデータを受信する受信側無線機との間の通信において、
前記送信側無線機から前記受信側無線機へのデータの到達度合に関する指標に応じて、同一データの連続送信回数である連送総数を調整する調整処理部としてコンピュータを機能させるものである。
送信側無線機と、この送信側受信機が送信したデータを受信する受信側無線機との間の通信において、
前記送信側無線機から前記受信側無線機へのデータの到達度合に関する指標に応じて、同一データの連続送信回数である連送総数を調整する調整処理部としてコンピュータを機能させるものである。
本発明によれば、無線リソースの無駄な消費を抑制しつつ、無線機間のデータの送受信の確実性を高めることができる。
[本発明の実施形態の要旨]
最初に本発明の実施形態の要旨を列記して説明する。なお、以下に記載する各実施形態は、その一部を任意に組み合わせることも可能である。
(1)本発明の実施形態に係る通信システムは、
送信側無線機と、この送信側無線機が送信したデータを受信する受信側無線機とを備えている通信システムであって、
前記送信側無線機から前記受信側無線機へのデータの到達度合に関する指標に応じて、同一データの連続送信回数である連送総数を調整する調整処理部を備えているものである。
最初に本発明の実施形態の要旨を列記して説明する。なお、以下に記載する各実施形態は、その一部を任意に組み合わせることも可能である。
(1)本発明の実施形態に係る通信システムは、
送信側無線機と、この送信側無線機が送信したデータを受信する受信側無線機とを備えている通信システムであって、
前記送信側無線機から前記受信側無線機へのデータの到達度合に関する指標に応じて、同一データの連続送信回数である連送総数を調整する調整処理部を備えているものである。
この構成によれば、送信側無線機から受信側無線機へのデータの到達度合に関する指標に応じて同一データの連続送信回数である連送総数を調整するので、通信状況等に応じて適切な連送総数でデータを送信し、無駄な無線リソースを消費することなくより確実に送信側無線機から受信側無線機へデータを伝送することができる。
(2)前記指標は、前記連送総数と、当該連送総数のうち前記受信側無線機が実際に同一データを受信した回数とに基づく第1の指標を含むものであってもよい。
このような第1の指標によって、連送された同一データがどの程度受信されているかを把握することができ、第1の指標を連送総数の調整のために役立てることができる。
このような第1の指標によって、連送された同一データがどの程度受信されているかを把握することができ、第1の指標を連送総数の調整のために役立てることができる。
(3)前記指標は、前記送信側無線機が送信した複数の非同一データの到達率である第2の指標を含むものであってもよい。
このような第2の指標によって、送信側無線機が送信した複数のデータ(非同一のもの)がどの程度受信側無線機に受信されているかを把握することができ、この第2の指標を連送総数の調整のために役立てることができる。
ここで、「複数の非同一データ」とは、送信側無線機が受信側無線機へ送信する互いに内容の異なる複数のデータをいい、連送の際に送信される複数の同一データと区別する概念である。
このような第2の指標によって、送信側無線機が送信した複数のデータ(非同一のもの)がどの程度受信側無線機に受信されているかを把握することができ、この第2の指標を連送総数の調整のために役立てることができる。
ここで、「複数の非同一データ」とは、送信側無線機が受信側無線機へ送信する互いに内容の異なる複数のデータをいい、連送の際に送信される複数の同一データと区別する概念である。
(4)前記調整処理部は、前記第1の指標が所定の第1閾値以上であり、かつ前記第2の指標が所定の第2閾値以上であるとき、前記連送総数を減少させることが好ましい。
このような構成によって、送信側無線機から送信されたデータの到達度合を低下させることなく、連送総数を減少させることができる。なお、「連送総数の減少」には、連送総数を「1」にすること、すなわち連送を解除することも含まれる。
このような構成によって、送信側無線機から送信されたデータの到達度合を低下させることなく、連送総数を減少させることができる。なお、「連送総数の減少」には、連送総数を「1」にすること、すなわち連送を解除することも含まれる。
(5)前記調整処理部は、前記連送総数が下限に達している状態で、前記第1の指標が所定の第1閾値以上となり、かつ前記第2の指標が所定の第2閾値以上となったときは、当該連送総数を下限に維持させることが好ましい。
(6)前記調整処理部は、前記第2の指標が、前記第2閾値以下の所定の第3閾値未満であるとき、前記連送総数を増大させることが好ましい。
このような構成により、通信状況が悪化した場合でもデータの到達度合の低下を抑制することができる。なお、第3閾値は、上記の第2閾値と同一であってもよいし、異なっていてもよい。
このような構成により、通信状況が悪化した場合でもデータの到達度合の低下を抑制することができる。なお、第3閾値は、上記の第2閾値と同一であってもよいし、異なっていてもよい。
(7)前記調整処理部は、前記第1の指標が、前記第1閾値以下の所定の第4閾値未満であるとき、前記連送総数を増大させてもよい。
このような構成により、通信状況が悪化した場合でもデータの到達度合の低下を抑制することができる。なお、第4閾値は、上記第1閾値と同一であってもよいし、異なっていてもよい。
このような構成により、通信状況が悪化した場合でもデータの到達度合の低下を抑制することができる。なお、第4閾値は、上記第1閾値と同一であってもよいし、異なっていてもよい。
(8)前記第1の指標は、前記送信側無線機が所定の単位期間に送信した、同一データも含む全データの送信回数と、その送信回数のうち前記受信側無線機が実際にデータを受信した回数との比率であってもよい。
(9)前記第2の指標は、前記送信側無線機が所定の単位期間に非同一データを送信した回数と、そのうち前記受信側無線機が非同一データを受信した回数との比率であってもよい。
なお、ここでいう、「非同一データを送信した回数」とは、連送が行われている場合には連送回数を排除した送信回数である。つまり、同一のデータが何回連送され、何回受信されたとしても、第2の指標を求める際の非同一データの送信回数は1回となり、受信された回数も1回となる。
なお、ここでいう、「非同一データを送信した回数」とは、連送が行われている場合には連送回数を排除した送信回数である。つまり、同一のデータが何回連送され、何回受信されたとしても、第2の指標を求める際の非同一データの送信回数は1回となり、受信された回数も1回となる。
(10)前記受信側無線機は、前記指標を求める演算処理部と、前記指標に応じて前記連送総数の調整を行う前記調整処理部と、この調整処理部により調整された前記連送総数での同一データの送信を要求する要求情報を生成し、当該要求情報を前記送信側無線機に送信する要求処理部を備え、
前記送信側無線機は、前記要求情報において要求された前記連送総数で同一データを送信する送信処理部を備えていてもよい。
この場合、受信側無線機において、指標の演算と連送総数の調整、要求を行うことができ、送信側無線機において、受信側無線機からの要求に応じた連送総数でデータの送信を行うことができる。
前記送信側無線機は、前記要求情報において要求された前記連送総数で同一データを送信する送信処理部を備えていてもよい。
この場合、受信側無線機において、指標の演算と連送総数の調整、要求を行うことができ、送信側無線機において、受信側無線機からの要求に応じた連送総数でデータの送信を行うことができる。
(11)前記受信側無線機は、前記指標を求める演算処理部と、前記指標を送信する送信処理部とを備え、
前記送信側無線機は、前記受信側無線機が送信した前記指標に基づいて前記連送総数を調整する前記調整処理部を備えていてもよい。
この場合、受信側無線機において、指標の演算と送信とを行うことができ、送信側無線機において、連送総数の調整を行うことができる。
前記送信側無線機は、前記受信側無線機が送信した前記指標に基づいて前記連送総数を調整する前記調整処理部を備えていてもよい。
この場合、受信側無線機において、指標の演算と送信とを行うことができ、送信側無線機において、連送総数の調整を行うことができる。
(12)前記受信側無線機は、前記指標、及びこの指標に応じた通信状況を求める演算処理部と、その通信状況を前記送信側無線機に対して送信する送信処理部とを備え、
前記送信側無線機は、前記受信側無線機が送信した前記通信状況に基づいて前記連送総数を調整する前記調整処理部を備えていてもよい。
この場合、受信側無線機において、指標及び通信状況を求めることができ、送信側無線機において、通信状況に応じた連送総数の調整を行うことができる。
前記送信側無線機は、前記受信側無線機が送信した前記通信状況に基づいて前記連送総数を調整する前記調整処理部を備えていてもよい。
この場合、受信側無線機において、指標及び通信状況を求めることができ、送信側無線機において、通信状況に応じた連送総数の調整を行うことができる。
(13)前記第2の指標は、前記送信側無線機が非同一データを生成しかつ送信した回数と、そのうち前記受信側無線機が非同一データを受信した回数との比率であってもよい。
この場合、送信側無線機が生成したデータのみを対象として第2の指標を求めることができる。
この場合、送信側無線機が生成したデータのみを対象として第2の指標を求めることができる。
(14)前記調整処理部は、さらに前記受信側無線機によるデータの受信品質についての指標に応じて前記連送総数を調整することが好ましい。
このような構成によって、受信側無線機によるデータの受信品質をも加味して連送総数の調整を行うことができる。
このような構成によって、受信側無線機によるデータの受信品質をも加味して連送総数の調整を行うことができる。
(15)本発明の一実施形態に係る通信方法は、
送信側無線機と、この送信側受信機が送信したデータを受信する受信側無線機との間の通信方法であって、
前記送信側無線機から前記受信側無線機へのデータの到達度合に関する指標に応じて、同一データの連続送信回数である連送総数を調整するものである。
送信側無線機と、この送信側受信機が送信したデータを受信する受信側無線機との間の通信方法であって、
前記送信側無線機から前記受信側無線機へのデータの到達度合に関する指標に応じて、同一データの連続送信回数である連送総数を調整するものである。
(16)上記(15)の通信方法において、前記連送総数の調整は、当該連送総数の増加、減少、及び維持を含むことができる。
(17)本発明の一実施形態に係る無線機は、
他の無線機にデータを送信する無線機であって、
同一データの連続送信回数である連送総数と、前記同一データの実際の送信回数とを当該データに格納して送信する送信処理部を備えているものである。
他の無線機にデータを送信する無線機であって、
同一データの連続送信回数である連送総数と、前記同一データの実際の送信回数とを当該データに格納して送信する送信処理部を備えているものである。
(18)本発明の他の実施形態に係る無線機は、
他の無線機から送信されたデータを受信する無線機であって、
前記他の無線機からのデータの到達度合に関する指標に応じて、同一データの連続送信回数である連送総数を調整する調整処理部を備えているものである。
他の無線機から送信されたデータを受信する無線機であって、
前記他の無線機からのデータの到達度合に関する指標に応じて、同一データの連続送信回数である連送総数を調整する調整処理部を備えているものである。
(19)本発明の他の実施形態に係るコンピュータプログラムは、
送信側無線機と、この送信側受信機が送信したデータを受信する受信側無線機との間の通信において、
前記送信側無線機から前記受信側無線機へのデータの到達度合に関する指標に応じて、同一データの連続送信回数である連送総数を調整する調整処理部としてコンピュータを機能させるものである。
なお、コンピュータプログラムは、CD−ROM,フラッシュメモリー等の記憶媒体に記憶させることができる。
送信側無線機と、この送信側受信機が送信したデータを受信する受信側無線機との間の通信において、
前記送信側無線機から前記受信側無線機へのデータの到達度合に関する指標に応じて、同一データの連続送信回数である連送総数を調整する調整処理部としてコンピュータを機能させるものである。
なお、コンピュータプログラムは、CD−ROM,フラッシュメモリー等の記憶媒体に記憶させることができる。
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。
[本発明の実施形態の詳細]
[第1の実施形態]
次に、図面を参照しながら本発明の実施形態に係る通信システムを詳細に説明する。
[システム構成]
図1は、本発明の第1の実施形態に係る通信システムの全体構成図である。
交通管制システム1は、中央装置2と、中央装置2によって管理(制御)される複数の交通用端末6と、を備えている。
中央装置2には、ネットワーク網3を介して、1又は複数のルータ4が接続されている。ルータ4には、交通信号制御機などの交通用端末6が、有線通信路8を介して、又は無線通信路を含む通信路を介して接続されている。
[本発明の実施形態の詳細]
[第1の実施形態]
次に、図面を参照しながら本発明の実施形態に係る通信システムを詳細に説明する。
[システム構成]
図1は、本発明の第1の実施形態に係る通信システムの全体構成図である。
交通管制システム1は、中央装置2と、中央装置2によって管理(制御)される複数の交通用端末6と、を備えている。
中央装置2には、ネットワーク網3を介して、1又は複数のルータ4が接続されている。ルータ4には、交通信号制御機などの交通用端末6が、有線通信路8を介して、又は無線通信路を含む通信路を介して接続されている。
交通管制システム1は、ルータ4と端末6との間に無線通信路を形成するための複数の無線機5を備えている。
複数の無線機5には、ルータ4に接続された無線機5および、端末6に接続された無線機5が含まれている。なお、無線機5と端末6との間に、さらにルータ4が介在していてもよい。
複数の無線機5には、ルータ4に接続された無線機5および、端末6に接続された無線機5が含まれている。なお、無線機5と端末6との間に、さらにルータ4が介在していてもよい。
これらの無線機(路側通信機)5は、非特許文献1、2の基地局として要求される機能を具備している。つまり、基地局としての無線機5は、基地局間と移動局との間の通信機能(路車間通信機能)などを有しており、車載機などの移動局に対して、無線パケットを、ブロードキャスト送信することができる。
ここで、基地局から送信される無線パケットはブロードキャスト送信されるため、無線パケットを受信できるのは、移動局に限られるわけではなく、無線パケットを送信した基地局以外の他の基地局も、無線パケットを受信することができる。つまり、非特許文献1,2の規格では規定されていないが、基地局である無線機5間の通信(路路間通信;基地局間通信)が可能である。したがって、基地局である無線機5間の通信(路路間通信)は、非特許文献1,2の規格における基地局による送信(路車間通信)の一種として行うことができる。
交通信号制御機などの端末6は、交差点近傍又は交差点以外の道路R近傍に設置される。各端末6には、通信線9を介して無線機5が接続されている。無線機5は、端末6の近傍に設置されている。複数の端末6のうち、特定の端末6(比較的大きな交差点付近に設置された端末)には、通信線(有線通信路)8を介して、ルータ4が接続されている。
ネットワーク網3を介して中央装置2に接続されたルータ4は中央装置2から送信された情報を、ルータ4に接続された端末6に配信することができる。また、ルータ4は、中央装置2から送信された情報を、ルータ4に接続された無線機5に与えることができる。ルータ4に接続された無線機5は、中央装置2から送信された情報を、無線パケットに含めて、他の無線機5に送信(ブロードキャスト送信)し、他の無線機5に接続された端末6が、無線送信された情報を取得することができる。また、無線機5は、他の無線機5から送信された情報を、更に他の無線機5、7に転送することができる。ルータ4は、他の無線機5に接続された端末6から送信された情報を、無線通信を介して取得し、中央装置2へ送信することができる。
なお、基地局としての無線機5は、移動局(車載機)としての無線機7へも情報を送信する。
このように、有線の通信線によってルータ4と接続されていない端末6であっても、無線機5同士による無線通信(路路間通信)を利用して、ルータ4および中央装置2と通信することができる。
本実施形態では、ルータ4の設置場所から比較的離れた(数十〜数百メートル程度離れた)場所に設置された端末6とルータ4との間に、長い通信線を敷設する必要がないため、コスト低減が可能である。
このように、有線の通信線によってルータ4と接続されていない端末6であっても、無線機5同士による無線通信(路路間通信)を利用して、ルータ4および中央装置2と通信することができる。
本実施形態では、ルータ4の設置場所から比較的離れた(数十〜数百メートル程度離れた)場所に設置された端末6とルータ4との間に、長い通信線を敷設する必要がないため、コスト低減が可能である。
[無線機の構成]
図2は、本発明の実施形態に係る無線機のブロック図である。
無線機5は、無線信号の送受信を行う無線通信部(送受信部)11と、有線信号の送受信を行う有線通信部(送受信部)12と、制御部13と、記憶部14と、を備えている。
制御部13は、主に無線通信及び有線通信の通信制御処理を行う。記憶部14は、無線通信及び有線通信のために必要な情報を記憶する。制御部13は、無線通信部11が送信する無線通信用の無線パケット(送信データ)を生成し、無線通信部11に与える処理を行う。
図2は、本発明の実施形態に係る無線機のブロック図である。
無線機5は、無線信号の送受信を行う無線通信部(送受信部)11と、有線信号の送受信を行う有線通信部(送受信部)12と、制御部13と、記憶部14と、を備えている。
制御部13は、主に無線通信及び有線通信の通信制御処理を行う。記憶部14は、無線通信及び有線通信のために必要な情報を記憶する。制御部13は、無線通信部11が送信する無線通信用の無線パケット(送信データ)を生成し、無線通信部11に与える処理を行う。
制御部13は、その機能の一部又は全部が、ハードウェア回路によって構成されていてもよいし、その機能の一部又は全部が、コンピュータプログラムによって実現されていてもよい。制御部13の機能の一部又は全部がコンピュータプログラムによって実現される場合、制御部13は、コンピュータを含み、コンピュータによって実行されるコンピュータプログラムは、記憶部14に記憶される。本実施形態の制御部13は、その機能部として、送信処理部21、演算処理部22,調整処理部23と、要求処理部24とを備えている。
送信処理部21は、他の処理部22〜24の処理内容に応じて無線送信用の無線パケットを生成し、無線通信部11に与える処理を行う機能部である。
演算処理部22は、無線パケットの生成のために必要な情報を演算により求める機能部である。本実施形態の演算処理部22は、主に調整処理部23による処理に必要な情報(後述するパケット到達率、連送受信率等)を演算により求める。
演算処理部22は、無線パケットの生成のために必要な情報を演算により求める機能部である。本実施形態の演算処理部22は、主に調整処理部23による処理に必要な情報(後述するパケット到達率、連送受信率等)を演算により求める。
調整処理部23は、無線機5が無線パケットを送信するとき、他の無線機5へのパケット到達の確実性を高めるために、同一の無線パケットを複数回連続して送信する場合の送信回数(連送総数)を調整する機能部である。
要求処理部24は、無線パケットを受信した無線機5が、通信状況の変化等に応じて送信側の無線機5に対し連送総数の調整を要求する機能部である。
要求処理部24は、無線パケットを受信した無線機5が、通信状況の変化等に応じて送信側の無線機5に対し連送総数の調整を要求する機能部である。
[無線通信の方式等]
本実施形態の無線による通信システムでは、例えば、その時間軸方向の長さ(フレーム長)が100ミリ秒に設定された無線フレームが使用される。また、無線フレームは、例えば、無線機5が有するGPS受信機(図示省略)によって受信したGPS信号に含まれる1PPS(1秒周期の信号)に基づいて生成される。したがって、無線フレームは、1秒周期に10フレームが発生する。
本実施形態の無線による通信システムでは、例えば、その時間軸方向の長さ(フレーム長)が100ミリ秒に設定された無線フレームが使用される。また、無線フレームは、例えば、無線機5が有するGPS受信機(図示省略)によって受信したGPS信号に含まれる1PPS(1秒周期の信号)に基づいて生成される。したがって、無線フレームは、1秒周期に10フレームが発生する。
[データ構造]
本実施形態における無線パケットは、先頭から、無線通信制御情報31、路路間通信ヘッダ(路路間通信制御情報)32、およびアプリケーションデータ33の各領域を有している。
無線通信制御情報31は、非特許文献1および2に準拠したものであり、PHYヘッダ(物理ヘッダ)、MAC制御フィールド(MACヘッダ)、LLC制御フィールド(LLCヘッダ)、IR制御フィールド(IRヘッダ)、L7ヘッダ、ELヘッダおよびSecurityヘッダ等を含む。
本実施形態における無線パケットは、先頭から、無線通信制御情報31、路路間通信ヘッダ(路路間通信制御情報)32、およびアプリケーションデータ33の各領域を有している。
無線通信制御情報31は、非特許文献1および2に準拠したものであり、PHYヘッダ(物理ヘッダ)、MAC制御フィールド(MACヘッダ)、LLC制御フィールド(LLCヘッダ)、IR制御フィールド(IRヘッダ)、L7ヘッダ、ELヘッダおよびSecurityヘッダ等を含む。
また、無線通信制御情報31は、無線パケットの種類(通信の種類)、すなわち、無線パケットが、「1.移動局から移動局・基地局への通信(車車間・車路間共用通信)」、「2.基地局から移動局・基地局への通信(路車間・路路間共用通信)」、「3.移動局から移動局への通信(車車間通信)」、「4.基地局から移動局への通信(路車間通信)」、「5.移動局から基地局への通信(車路間通信)」、「6.基地局から基地局への通信(路路間通信)」のうちのいずれの通信のためのパケットであるかを分類するための、通信分類フィールドを含むことができる。
無線パケットに通信分類フィールドが設けられていると、無線パケットを受信した無線機5,7は、受信した無線パケットに含まれる通信分類フィールドを参照することで、自機に必要なパケットであるかどうかを判別し、不要な場合(例えば、基地局向けパケットを移動局が受信して不要だと判断した場合)には、そのパケットを破棄することができる。
アプリケーションデータ33の領域には、無線機5が、移動局(車載機)としての無線機7向けや、基地局(路側通信機)としての他の無線機5向けのアプリケーションデータが格納される。
路路間通信ヘッダ(路路間通信制御情報)32は、無線機種別コード41と、連送情報42と、予備43と、送信元無線機ID44と、生成元無線機ID45と、宛先無線機ID46と、フレームカウンタ(送信回数情報)47と、連送要求先無線機ID48と、連送要求情報49とを含んでいる。
路路間通信ヘッダ(路路間通信制御情報)32は、無線機種別コード41と、連送情報42と、予備43と、送信元無線機ID44と、生成元無線機ID45と、宛先無線機ID46と、フレームカウンタ(送信回数情報)47と、連送要求先無線機ID48と、連送要求情報49とを含んでいる。
無線機種別コード41は、無線パケットを送信する無線機のうち、基地局である路側無線機(路側通信機)5が、例えば700MHz帯を利用した路側無線機であるか、5.8GHz帯を利用した路側無線機であるかなどの、無線機の種別を示す情報である。
連送情報42は、同一の無線パケットの送信回数に関する情報である。ここで「連送」とは、同一の無線パケットを複数回連続して送信することをいう。この連送情報42には、「(連送)回数42a」及び「(連送)総数42b」の情報が格納される。総数42bは、同一の無線パケットの総連送回数である。回数42aは、総数42bのうち実際に無線パケットが送信された回数(何番目かの情報)を示す情報である。例えば、総数42bが「2」である場合、回数42aには、「1」(1番目)又は「2」(2番目)のいずれかが格納される。
連送情報42は、同一の無線パケットの送信回数に関する情報である。ここで「連送」とは、同一の無線パケットを複数回連続して送信することをいう。この連送情報42には、「(連送)回数42a」及び「(連送)総数42b」の情報が格納される。総数42bは、同一の無線パケットの総連送回数である。回数42aは、総数42bのうち実際に無線パケットが送信された回数(何番目かの情報)を示す情報である。例えば、総数42bが「2」である場合、回数42aには、「1」(1番目)又は「2」(2番目)のいずれかが格納される。
無線パケットの「連送」は、同一の無線パケットを複数回送信することによって、宛先(又は転送先)への伝送の確実性を高めるために行われる。したがって、例えば通信品質が悪い状況では、連送総数を多くすることによって当該無線パケットの伝送機会を向上させ、より確実に送信先に無線パケットを到達させることができる。逆に、通信品質が良好な状況では、連送総数を少なくすることができる。
送信元無線機ID44は、無線パケットを送信した無線機5に付与された固有の識別情報である。例えば、無線パケットが複数の無線機5に亘って転送されている場合、転送した無線機5に付与された固有の識別情報を示す。
生成元無線機ID45は、無線パケットを生成した無線機5に付与された固有の識別情報を示す。
宛先無線機ID46は、無線パケットの宛先となる無線機5に付与された固有の識別情報を示す。
生成元無線機ID45は、無線パケットを生成した無線機5に付与された固有の識別情報を示す。
宛先無線機ID46は、無線パケットの宛先となる無線機5に付与された固有の識別情報を示す。
フレームカウンタ(送信回数情報)47は、無線機5が、無線パケットを送信した回数に関する情報である。例えば、ある無線機5が複数の無線パケット(この場合、各無線パケットは互いに異なるもの(非同一のもの)である)を送信する場合、その無線パケットが当該無線機5によって生成されたものか、あるいは単に当該無線機5によって転送されたものかに関わらず、当該無線機5が無線パケットを送信する度にその送信回数が通し番号で付与される。
したがって、無線パケットが複数の無線機5間で転送される場合、転送元の無線機5は自身の送信回数をフレームカウンタ47に格納するが、その無線パケットを受信した転送先の無線機5は、自身の送信回数を新たにフレームカウンタ47に上書きするようになっている。
なお、フレームカウンタ47に格納される送信回数の情報は、内容の異なる無線パケットを送信する度にカウント(インクリメント)される。したがって、前述した「連送」のように、同一の無線パケットを連続して送信する場合、それらの送信回数はインクリメントされず、複数の同一の無線パケットに対して同一の送信回数が付与される。例えば、連送される無線パケットのうち、1回目に送信した当該無線パケットの送信回数が「N」回である場合、2回目に送信される同一の無線パケットの送信回数は、「N+1」回ではなく、「N」回のまま維持される。
なお、フレームカウンタ47に格納される送信回数の情報は、内容の異なる無線パケットを送信する度にカウント(インクリメント)される。したがって、前述した「連送」のように、同一の無線パケットを連続して送信する場合、それらの送信回数はインクリメントされず、複数の同一の無線パケットに対して同一の送信回数が付与される。例えば、連送される無線パケットのうち、1回目に送信した当該無線パケットの送信回数が「N」回である場合、2回目に送信される同一の無線パケットの送信回数は、「N+1」回ではなく、「N」回のまま維持される。
路路間通信ヘッダ32における連送要求先無線機ID48は、連送を要求する相手となる無線機5に付与された固有の識別情報である。例えば、隣接する2つの無線機5のうち、一方の無線機5から他方の無線機5へ無線パケットを送信する場合、連送要求先無線機ID48は、当該一方の無線機5の無線機IDが格納される。
また、連送要求情報49は、当該一方の無線機5に対して要求する「連送」の内容を示す情報である。具体的には、連送総数を「増加」、「減少」、及び「維持」させる旨の情報を含む。例えば、「減少」には「0」、維持には「1」、「増大」には「2」の値が格納される。
また、連送要求情報49は、当該一方の無線機5に対して要求する「連送」の内容を示す情報である。具体的には、連送総数を「増加」、「減少」、及び「維持」させる旨の情報を含む。例えば、「減少」には「0」、維持には「1」、「増大」には「2」の値が格納される。
[実施形態における通信方法]
以下、本実施形態における無線機(路側通信機)5間の通信方法について具体的に説明する。
図4に示されるように、符号Aを付した無線機5(無線機A)と、符号Bを付した無線機5(無線機B)との間で無線通信を行うものとする。無線機A及び無線機Bは、例えば図1に示される無線機A及び無線機Bに相当するものとすることができる。無線機Bは、無線機Aから受信した無線パケットが自身に接続された端末6宛である場合には、そのデータに所定の処理を施したうえで有線通信により端末6に送信する。当該無線パケットが他の無線機宛(例えば、図1の無線機C宛)である場合には、所定の情報をヘッダに格納した状態で他の無線機に転送する。この場合、無線機Bは中継機として機能する。また、図4に示される例は、前述した連送総数(同一パケットの連続送信回数)が「1」の場合を示す。したがって、無線機Aは、互いに内容の異なる複数の無線パケット(複数の非同一の無線パケット)をそれぞれ一回ずつ送信する。
以下、本実施形態における無線機(路側通信機)5間の通信方法について具体的に説明する。
図4に示されるように、符号Aを付した無線機5(無線機A)と、符号Bを付した無線機5(無線機B)との間で無線通信を行うものとする。無線機A及び無線機Bは、例えば図1に示される無線機A及び無線機Bに相当するものとすることができる。無線機Bは、無線機Aから受信した無線パケットが自身に接続された端末6宛である場合には、そのデータに所定の処理を施したうえで有線通信により端末6に送信する。当該無線パケットが他の無線機宛(例えば、図1の無線機C宛)である場合には、所定の情報をヘッダに格納した状態で他の無線機に転送する。この場合、無線機Bは中継機として機能する。また、図4に示される例は、前述した連送総数(同一パケットの連続送信回数)が「1」の場合を示す。したがって、無線機Aは、互いに内容の異なる複数の無線パケット(複数の非同一の無線パケット)をそれぞれ一回ずつ送信する。
無線機Aは、無線パケットを送信するとき、路路間通信ヘッダ32のフレームカウンタ47に送信回数Naを格納する。図4に示す例では、無線機Aが送信する最初の無線パケットには、送信回数Na=1が格納され、続けて送信される無線パケットには、送信回数Naが1ずつインクリメントされて格納される。
無線機Bは、無線機Aから送信された無線パケットを受信したとき、路路間通信ヘッダ32におけるフレームカウンタ47を参照する。そして、無線機Aから送信された無線パケットが順番に受信されているか、言い換えるとフレームカウンタ47に格納された送信回数Naに抜けがないかを確認する。そして、無線機Bは、所定の期間(例えば、1秒周期)に実際に受信した無線パケットの数と、無線機Aから送信された無線パケットの数(フレームカウンタ47の送信回数)との比率である「パケット到達率」(第2の指標)を求める。このようなパケット到達率の演算は、制御部13の演算処理部22による機能である。
例えば、無線機Aが100ミリ秒の無線フレームにつき1つの無線パケットを送信する場合、1秒周期(1000ミリ秒)の間に無線機Aは送信回数Na=1〜10の無線パケットを送信する。そのうち、無線機BがNa=3,5,8の3個の無線パケットを受信できず、それ以外の無線パケットを受信した場合、そのパケット到達率は、7/10=70%となる。なお、図4の右側には、パケットの到達の成否を「○」「×」で示し、併せてパケット到達率の値を示している。
無線機Bは、パケット到達率を所定の閾値(例えば90%)と比較し、その結果、パケット到達率が所定の閾値よりも低い場合には、連送総数を増大させる旨の「連送要求」を生成し、その情報を無線機Aに送信する。具体的には、無線機Bは、図3に示す路路間通信ヘッダ32の連送要求情報49に、「増加」を示す値を格納した無線パケットを無線機Aに送信する。無線機Aは、無線機Bからの連送要求に応じて無線パケットを生成し、無線機Bに送信する。
なお、以上のように、無線機Bがパケット到達率に応じて連送総数の調整を行う処理は、制御部13における調整処理部23(図2参照)による機能であり、無線機Bが連送要求を送信する処理は、制御部13における要求処理部24(図2参照)による機能である。また、無線機Aが、連送要求に応じて無線パケットを生成し、無線通信部11に送信させる処理は、送信処理部21(図2参照)による機能である。
図5は、連送総数を「2」とした場合の無線通信の状態を示している。
無線機Aは、同一の無線パケットを2回ずつ送信している。同一の無線パケットのフレームカウンタ47(図3参照)には、同一の送信回数Naが格納される。また、前述したように、無線パケットの連送情報42(図3参照)には、連送回数Nbと、連送総数Ncとがそれぞれ格納される。
無線機Aは、同一の無線パケットを2回ずつ送信している。同一の無線パケットのフレームカウンタ47(図3参照)には、同一の送信回数Naが格納される。また、前述したように、無線パケットの連送情報42(図3参照)には、連送回数Nbと、連送総数Ncとがそれぞれ格納される。
受信側の無線機Bは、前述の場合と同様に、無線機Aからの無線パケットの送信回数と自身の受信回数とに基づいてパケット到達率を演算する。このとき、無線機Aから2回ずつ連送された同一の無線パケットのうち、少なくとも1つの無線パケットを無線機Bが受信できれば、その無線パケットは到達したこととする。したがって、図5に示す例では、送信回数Na=1〜5の無線パケット(複数の非同一の無線パケット)は、全て受信されており、パケット到達率は100%となっている。
したがって、同一の無線パケットを複数回連送することによって、通信状況が悪化した場合であってもパケット到達率を高めることが可能となっている。
ところで、無線通信を行っている間に次第に通信品質が改善し、無線機Bが十分に無線パケットを受信できる状況になった場合、通信品質が悪い状況と同様の連送を行うことは無線リソースを無駄に消費することになるため、好ましくない。
ところで、無線通信を行っている間に次第に通信品質が改善し、無線機Bが十分に無線パケットを受信できる状況になった場合、通信品質が悪い状況と同様の連送を行うことは無線リソースを無駄に消費することになるため、好ましくない。
その一方で、仮に、パケット到達率が100%になったという条件のみで連送総数を減らしたり、連送自体を解除したりすると、次のような不都合が生じる。
すなわち、図5に示されるように、無線機Aから連送された同一の無線パケットのうち1個だけしか無線機Bに受信されていないような通信状況であると、連送総数を減らしたり連送を解除したりすることによって無線パケットの抜けが生じ、パケット到達率が低下する可能性が高くなる。
すなわち、図5に示されるように、無線機Aから連送された同一の無線パケットのうち1個だけしか無線機Bに受信されていないような通信状況であると、連送総数を減らしたり連送を解除したりすることによって無線パケットの抜けが生じ、パケット到達率が低下する可能性が高くなる。
したがって、本実施形態では、連送総数を減少させたり連送を解除したりする場合には、パケット到達率という1つの指標のみを考慮するのではなく、他の指標をも併せて考慮することによって、連送総数の調整を行うようにしている。
具体的に、本実施形態では、他の指標のために「連送受信率」を求める。この連送受信率は、無線機Aによる連送総数と、その連送総数のうち実際に無線機Bが無線パケットを受信した回数との比率である。例えば、連送総数が2回であり、そのうち1回だけ無線機Bが受信できた場合には、連送受信率は1/2となる。
具体的に、本実施形態では、他の指標のために「連送受信率」を求める。この連送受信率は、無線機Aによる連送総数と、その連送総数のうち実際に無線機Bが無線パケットを受信した回数との比率である。例えば、連送総数が2回であり、そのうち1回だけ無線機Bが受信できた場合には、連送受信率は1/2となる。
また、無線機B(調整処理部23)は、所定の期間全体(例えば、1秒周期)の連送受信率を考慮して、連送総数の調整を実施する。具体的に、無線機Bは、所定の期間において連送受信率が100%となる無線パケットの比率を求める。図5に示される例では、所定の期間に5個の非同一の無線パケットが送信され、各無線パケットは2回ずつ連送されている。そして、2連送された無線パケットのうち両方とも受信されたケース(連送受信率100%)が2回あり、一方のみが受信されたケースが3回ある。したがって、この場合の所定の期間全体で連送受信率が100%となる比率(以下、「全体連送受信率」ともいう)は、2/5=40%となる。そして、無線機Bは、この全体連送受信率を一つの指標(第1の指標)として所定の閾値(例えば、90%)と比較し、当該閾値以上である場合に、連送総数を減少(連送解除も含む)させる。
図6に示されるように、所定の期間において、無線機Aから送信された無線パケットが全て到達しているような場合、すなわちパケット到達率が100%であり、連送受信率も100%であるような場合、連送総数を減少させたとしても、無線機Aから送信された無線パケットは無線機Bに到達する可能性が高い。したがって、無線機Bは、要求処理部24の機能により、連送総数を減少させる旨の要求情報を無線パケットに格納し、無線機Aに送信する。無線機Aは、送信処理部21の機能により、無線機Bから送信された連送要求に応じて無線パケットを生成し、その無線パケットを無線通信部11を介して無線機Bに送信する。
以下、図7〜図9を参照して、受信側の無線機Bにおける連送総数の調整に係る処理手順を詳細に説明する。
図7は、受信側無線機の通信処理手順を示すフローチャートである。
図7のステップS1において、無線機Bは、無線パケットを受信したか否かを判別する。無線機Bは、無線パケットを受信したと判断すると、ステップS2において、無線パケットの送信元が、通信状況を判断したい通信相手(ここでは図1における無線機A)であるか否かを判別する。無線パケットの送信元が所望の通信相手である場合は、ステップS3に処理を進め、そうでない場合はステップS4に処理を進める。
図7は、受信側無線機の通信処理手順を示すフローチャートである。
図7のステップS1において、無線機Bは、無線パケットを受信したか否かを判別する。無線機Bは、無線パケットを受信したと判断すると、ステップS2において、無線パケットの送信元が、通信状況を判断したい通信相手(ここでは図1における無線機A)であるか否かを判別する。無線パケットの送信元が所望の通信相手である場合は、ステップS3に処理を進め、そうでない場合はステップS4に処理を進める。
ステップS3において、無線機Bは、連送要求情報を生成する処理を行う。この処理の詳細は後述する。
ステップS4において、無線機Bは、受信した無線パケットが、自機宛(自身に接続された端末6宛)であるか否かを判断する。自機宛である場合、ステップS5において、無線パケットの情報を端末6に送信できる形式に変換し、有線によって端末6に送信する。なお、無線機Bが、無線パケットの中継のみを行う無線機である場合には、ステップS4及びS5の処理を省略することができる。
ステップS4において、無線機Bは、受信した無線パケットが、自機宛(自身に接続された端末6宛)であるか否かを判断する。自機宛である場合、ステップS5において、無線パケットの情報を端末6に送信できる形式に変換し、有線によって端末6に送信する。なお、無線機Bが、無線パケットの中継のみを行う無線機である場合には、ステップS4及びS5の処理を省略することができる。
ステップS6において、無線機Bは、受信した無線パケットが自機を中継対象とするものか否かを判別する。具体的には、無線パケットの路路間通信ヘッダ32における生成元無線機ID45、送信元無線機ID44、宛先無線機ID46等を確認し、自機が他の無線機に転送すべき無線パケットであるか否かを判断する。
無線機Bは、自機が中継対象であると判断した場合、ステップS7に処理を進め、そうでない場合はその無線パケットを破棄し(ステップS9)、ステップS1に処理を戻す。
無線機Bは、自機が中継対象であると判断した場合、ステップS7に処理を進め、そうでない場合はその無線パケットを破棄し(ステップS9)、ステップS1に処理を戻す。
ステップS7において、無線機Bは、送信回数(図5におけるNa)が同一の無線パケットを既に受信していたか否かを判別する。このような判別を行うのは、無線パケットが連送されている場合に、同一の無線パケットを重複して中継しないようにするためである。既に同一の無線パケットを受信していた場合には、新たに受信した無線パケットを破棄し(ステップS9)、処理をステップS1に戻す。同一の無線パケットを受信していない場合には、ステップS8に処理を進める。
ステップS8において、無線機Bは、受信した無線パケットの中継処理を行い、処理を終了する。
ステップS8において、無線機Bは、受信した無線パケットの中継処理を行い、処理を終了する。
図8は、図7のステップS3における連送要求情報の生成処理の手順を示すフローチャートである。
図8のステップS11において、無線機Bは、タイマーによって連送要求情報の生成対象時間(例えば、図4〜図6を参照して説明した所定の期間(1000ミリ秒))を計測する。
ステップS12において、無線機Bは、生成対象時間が経過したか否かを判別し、当該時間が経過した場合には、ステップS13においてリセット処理を行い、経過していない場合には、ステップS14に処理を進める。リセット処理においては、連送要求情報の生成対象時間がリセットされる。また、リセット処理には、既に生成した連送要求情報のリセット(クリア)も含まれる。
図8のステップS11において、無線機Bは、タイマーによって連送要求情報の生成対象時間(例えば、図4〜図6を参照して説明した所定の期間(1000ミリ秒))を計測する。
ステップS12において、無線機Bは、生成対象時間が経過したか否かを判別し、当該時間が経過した場合には、ステップS13においてリセット処理を行い、経過していない場合には、ステップS14に処理を進める。リセット処理においては、連送要求情報の生成対象時間がリセットされる。また、リセット処理には、既に生成した連送要求情報のリセット(クリア)も含まれる。
ステップS14において、無線機Bは、受信した無線パケットの路路間通信ヘッダ32のフレームカウンタ47を用いて、パケット到達率の演算を行う。すなわち、フレームカウンタ47に格納された送信回数Na(図4等参照)と、実際に受信した無線パケット数とから、パケット到達率を計算する。この計算は、生成対象時間が経過するまで、無線パケットを受信する度に累積的に行われる。
ステップS15において、無線機Bは、パケット到達率が所定の閾値以上か否かを判別する。パケット到達率が所定の閾値未満である場合、ステップS21において、無線機Bは、連送総数を増加する旨の要求情報を生成し、処理を終了する。この情報は、図3の路路間通信ヘッダ32における「連送要求49」の領域に格納される情報である。
一方、パケット到達率が所定の閾値以上である場合、ステップS16において、無線機Bは、通信相手である無線機Aから同一の無線パケットの連送があるか否かを判別する。そして、同一の無線パケットの連送がある場合、処理をステップS17に進め、連送受信率を求める。同一の無線パケットの連送がない場合、処理を終了する。
ステップS17において、無線機Bは、図5及び図6を参照して説明したように全体連送受信率を求め、ステップS18において、その全体連送受信率が所定の閾値以上か否かを判別する。そして、全体連送受信率が所定の閾値以上である場合には、通信状況が良好であると考えられるので、ステップS19において、連送総数を減少させる旨の連送要求情報を生成し、処理を終了する。
一方、全体連送受信率が所定の閾値未満である場合には、いまだ連送総数を減少させるほどに通信状況は改善していないと考えられるので、ステップS20において、連送総数を維持する旨の連送要求情報を生成し、処理を終了する。
一方、全体連送受信率が所定の閾値未満である場合には、いまだ連送総数を減少させるほどに通信状況は改善していないと考えられるので、ステップS20において、連送総数を維持する旨の連送要求情報を生成し、処理を終了する。
なお、上記ステップS15においては、1つの閾値を基準としてパケット到達率の大きさを判別しているが、2つの閾値(第2、第3閾値)を基準としてパケット到達率の大きさを判別してもよい。例えば、パケット到達率がある1つの閾値(第2閾値)以上である第1パターンと、パケット到達率が、第2閾値よりも小さい他の閾値(第3閾値)未満である第2パターンと、パケット到達率が第3閾値以上第2閾値未満である第3パターンとに分け、第2パターンのときは連送総数を「増加」させ、第1パターンのときは後のステップS18に応じて連送総数を「減少」又は「維持」させ、第3パターンのときは連送総数を「維持」させるように調整することができる。
同様に、上記ステップS18においても、1つの閾値を基準として全体連送受信率の大きさを判別しているが、2つの閾値(第1、第4閾値)を基準として全体連送受信率の大きさを判別してもよい。例えば、全体連送受信率がある1つの閾値(第1閾値)以上である第4パターンと、全体連送受信率が第1閾値よりも小さい他の閾値(第4閾値)未満である第5パターンと、全体連送受信率が第4閾値以上第1閾値未満である第6パターンとに分け、第5パターンのときは連送総数を「増加」、第4パターンのときは連送総数を「減少」、第6パターンのときは連送総数を「維持」させることができる。
また、図8のステップS16は省略することができる。この場合、連送総数が下限となる1回(実質的に連送なし)であれば、連送総数を「減少」させる旨の要求が生成されたとしても、送信側の無線機Aは連送総数を下限のまま維持すればよい。
図9は、図7のステップS8における中継処理の手順を示すフローチャートである。
無線機Bは、自身が無線パケットの中継対象となっている場合に、中継処理を行う。ステップS21において、無線機Bは、該当する無線パケットを所定回数送信したか否かを判別する。この所定回数は、無線機Bが転送先(例えば、図1における無線機C)から要求された連送総数に相当する。
無線機Bは、自身が無線パケットの中継対象となっている場合に、中継処理を行う。ステップS21において、無線機Bは、該当する無線パケットを所定回数送信したか否かを判別する。この所定回数は、無線機Bが転送先(例えば、図1における無線機C)から要求された連送総数に相当する。
ステップS21において、無線パケットを所定回数送信していた場合には、ステップS22においてその無線パケットを破棄し、処理を終了する。
無線パケットを所定回数送信していない場合には、ステップS23において、路路間通信ヘッダ32に所定の情報を格納して送信用の無線パケットを生成し、他の無線機に送信する。路路間通信ヘッダ32に格納する情報は、フレームカウンタ47の送信回数Naや、連送情報42の連送回数Nb及び連送総数Nc等である。
無線パケットを所定回数送信していない場合には、ステップS23において、路路間通信ヘッダ32に所定の情報を格納して送信用の無線パケットを生成し、他の無線機に送信する。路路間通信ヘッダ32に格納する情報は、フレームカウンタ47の送信回数Naや、連送情報42の連送回数Nb及び連送総数Nc等である。
以上説明したように、本実施形態においては、送信側の無線機Aから受信側の無線機Bへの無線パケットの到達度合に関する指標に応じて無線パケットの連送総数を調整している。そして、その指標として、連送総数を増やす場合には「パケット到達率」を用い、連送総数を減らす場合には「パケット到達率」及び「連送受信率(全体連送受信率)」を用いている。
連送総数を増やす必要があるのは通信状況が悪い場合であり、伝送すべき無線パケット(非同一パケット)が通信相手に実際に到達しているか否かが重要となるので、「パケット到達率」のみを考慮して連送総数を調整すれば十分である。したがって、連送総数を調整するにあたっての処理負担を軽減することができる。もっとも、連送総数を増加させる場合に、連送受信率のみを考慮してもよく、パケット到達率と連送受信率との双方を考慮してもよい。
連送総数を増やす必要があるのは通信状況が悪い場合であり、伝送すべき無線パケット(非同一パケット)が通信相手に実際に到達しているか否かが重要となるので、「パケット到達率」のみを考慮して連送総数を調整すれば十分である。したがって、連送総数を調整するにあたっての処理負担を軽減することができる。もっとも、連送総数を増加させる場合に、連送受信率のみを考慮してもよく、パケット到達率と連送受信率との双方を考慮してもよい。
一方、パケット到達率だけでは、連送された無線パケット(同一の無線パケット)も含めて無線機Aから送信された全ての無線パケットが無線機Bに到達したか否かを判別することができないので、仮に、パケット到達率が100%であることのみを考慮して連送総数を減少したとすると、全く到達しないパケットが生じ得る。したがって、パケット到達率だけでなく、連送受信率をも考慮して連送総数の減少の可否を判断することによって、通信状況が改善しているか否かをより正確に判断することができ、無駄な無線リソースの消費を好適に効果的に抑制することができる。
[第2の実施形態]
以上に説明した第1の実施形態の通信システムでは、受信側の無線機Bが、連送総数の調整を行うと共に連送要求情報を生成し、これを送信側の無線機Aに送信するように構成されていた。
本発明の第2の実施形態に係る通信システムは、受信側の無線機Bは、単に、通信の状況のみを判断し、その判断結果を送信側の無線機Aに送信する。そして、送信側の無線機Aは、無線機Bから送られた通信状況に基づき、自身が連送総数を調整(増減又は維持)する。
以上に説明した第1の実施形態の通信システムでは、受信側の無線機Bが、連送総数の調整を行うと共に連送要求情報を生成し、これを送信側の無線機Aに送信するように構成されていた。
本発明の第2の実施形態に係る通信システムは、受信側の無線機Bは、単に、通信の状況のみを判断し、その判断結果を送信側の無線機Aに送信する。そして、送信側の無線機Aは、無線機Bから送られた通信状況に基づき、自身が連送総数を調整(増減又は維持)する。
具体的には、受信側の無線機Bは、図7のステップS3に変えて、図10のステップS3’に示す通信状況確認の処理を行う。それ以外の処理は、第1の実施形態と同様であるため、詳細な説明を省略する。
また、通信状況確認の処理は、図11に示される処理であるが、この処理も図8に示されるステップS19〜ステップS21の処理を、ステップS19’〜S21’に置き換えたものであり、その他の処理は、第1の実施形態と同様である。
また、通信状況確認の処理は、図11に示される処理であるが、この処理も図8に示されるステップS19〜ステップS21の処理を、ステップS19’〜S21’に置き換えたものであり、その他の処理は、第1の実施形態と同様である。
図11に示されるように、無線機Bは、ステップS18において、連送受信率が所定の閾値以上か否かを判別し、連送受信率が所定の閾値以上である場合には、ステップS19’において、通信状況が「良」である旨の情報を生成する。また、連送受信率が所定の閾値未満である場合には、通信状況が「維持」(変化無し)である旨の情報を生成する。また、ステップS15において、パケット到達率が所定の閾値未満であると判断された場合、無線機Bは、ステップS21’において、通信状況を「悪」である旨の情報を生成する。
これらの通信状況の判定結果は、路路間通信ヘッダ32に格納された状態で送信側の無線機Aに送信される。本実施形態の路路間通信ヘッダ32は、第1の実施形態(図3参照)における「連送要求先無線機ID48」と「連送要求49」に変えて、図13に示される「通信状況送信先無線機ID50」と、「通信状況51」とを格納する領域が設けられている。
通信状況送信先無線機ID50は、通信状況を送信すべき無線機(すなわち、送信側の無線機A)の固有の識別情報である。
また、通信状況51は、送信側の無線機Aに知らせるべき「通信状況」の内容(悪、良、維持)を示す情報である。例えば、通信状況情報には2ビットが割り当てられ、「良」には「0」、維持には「1」、「悪」には「2」(いずれも10進数)の値が格納される。
また、通信状況51は、送信側の無線機Aに知らせるべき「通信状況」の内容(悪、良、維持)を示す情報である。例えば、通信状況情報には2ビットが割り当てられ、「良」には「0」、維持には「1」、「悪」には「2」(いずれも10進数)の値が格納される。
通信状況情報を受信した送信側の無線機Aは、通信状況の内容に応じて、連送総数を調整する処理を実行する。
図12は、通信状況に応じた連送総数の調整処理の手順を示すフローチャートである。
送信側の無線機Aは、ステップS31において受信側の無線機Bから通信状況情報を受信したか否かを判断する。
受信側の無線機Bから通信状況を受信すると、ステップS32において、通信状況の内容を判断する。そして、無線機Aは、通信状況が「悪」の場合に連送総数を増加させる調整を行い(ステップS33)、通信状況が「良」の場合に連送総数を減少させる調整を行い(ステップS34)、通信状況が「維持」の場合には、連送総数も「維持」する調整を行い、処理を終了する。その後、無線機Aは、調整された連送総数に応じた無線パケットを生成し、送信する。
図12は、通信状況に応じた連送総数の調整処理の手順を示すフローチャートである。
送信側の無線機Aは、ステップS31において受信側の無線機Bから通信状況情報を受信したか否かを判断する。
受信側の無線機Bから通信状況を受信すると、ステップS32において、通信状況の内容を判断する。そして、無線機Aは、通信状況が「悪」の場合に連送総数を増加させる調整を行い(ステップS33)、通信状況が「良」の場合に連送総数を減少させる調整を行い(ステップS34)、通信状況が「維持」の場合には、連送総数も「維持」する調整を行い、処理を終了する。その後、無線機Aは、調整された連送総数に応じた無線パケットを生成し、送信する。
本実施形態においては、受信側の無線機Bは、単に通信状況を判断するのみであり、実際に連送総数の調整を行うのは、送信側の無線機Aとなっている。
[第3の実施形態]
上記第1の実施形態では、受信側の無線機Bは、図5に示される連送総数Ncと連送回数Nbとの比率に基づいて「連送受信率」を求め、さらに所定の期間(例えば1秒周期)において連送受信率が100%となる比率を「全体連送受信率」として求めていた。本実施形態では、「全体連送受信率」を異なる手法にて求める。具体的には、図14に示されるように、連送される同一の無線パケットも含む、無線機Aから送信された全ての無線パケットに通し番号(Nd)を付与し、そのなかで受信された無線パケットの比率(連送受信率)を求める。具体的には、連送総数が2回であるとき、無線機Aは、所定の期間(1秒)に異なる内容の5種類の無線パケットを合計10個無線機Bに送信する。
上記第1の実施形態では、受信側の無線機Bは、図5に示される連送総数Ncと連送回数Nbとの比率に基づいて「連送受信率」を求め、さらに所定の期間(例えば1秒周期)において連送受信率が100%となる比率を「全体連送受信率」として求めていた。本実施形態では、「全体連送受信率」を異なる手法にて求める。具体的には、図14に示されるように、連送される同一の無線パケットも含む、無線機Aから送信された全ての無線パケットに通し番号(Nd)を付与し、そのなかで受信された無線パケットの比率(連送受信率)を求める。具体的には、連送総数が2回であるとき、無線機Aは、所定の期間(1秒)に異なる内容の5種類の無線パケットを合計10個無線機Bに送信する。
無線機Bは、受信した無線パケットの路路間通信ヘッダ32におけるフレームカウンタ(送信回数)47と連送情報42とを参照し、受信した無線パケットに通し番号を付与する。ここで、通し番号は、受信されなかった無線パケットにも付与される。つまり、フレームカウンタ47と連送情報42とから受信されなかった無線パケットが存在していることを把握できるので、その無線パケットを含めた上で通し番号を付与する。これによって、所定の期間に無線機Aが送信した全ての無線パケットに通し番号が付与されることになり、そのなかで無線機Bが実際に受信した無線パケットの比率を求めることが可能となる。図14に示す例では、無線機Aが送信した10個の無線パケットのうち、7個が受信され、3個が受信されなかったので、連送受信率は7/10=70%となる。
なお、以上に説明した本実施形態の「全体連送受信率」は、所定の期間に送信された複数の非同一の無線パケットについて、それぞれ連送受信率(連送総数が2回の場合、0/2、1/2、又は2/2)を求め、それらの平均値を求めたものと実質的に同一である。すなわち、本実施形態の全体連送受信率は、所定期間における連送受信率の平均値と同義である。
なお、以上説明した各実施形態においては、2つの無線機A,Bを送信側と受信側とに区別して説明したが、いずれも同一の構成を有しているため、互いに逆の送受信関係とすることも可能である。
本発明は、上記実施形態に限定されることなく適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態では、パケット到達率及び連送受信率(全体連送受信率)に応じて連送総数を調整していたが、さらに受信品質の良否に応じて連送総数を調整してもよい。例えば、受信側無線機Bは、無線パケットの受信強度を常時観測し、その受信強度が低レベルでしかも変動が大きい場合には、受信できていない無線パケットが存在していると判断することができる。逆に、受信強度が高レベルでその変動も小さい場合には、ほぼ全ての無線パケットを受信できていると判断することができる。したがって、前述のパケット到達率と連送受信率とに加えて、受信品質の良否の判断を連送総数調整の指標とすることによって、より通信状況に応じた連送総数の調整を行うことができる。
例えば、上記実施形態では、パケット到達率及び連送受信率(全体連送受信率)に応じて連送総数を調整していたが、さらに受信品質の良否に応じて連送総数を調整してもよい。例えば、受信側無線機Bは、無線パケットの受信強度を常時観測し、その受信強度が低レベルでしかも変動が大きい場合には、受信できていない無線パケットが存在していると判断することができる。逆に、受信強度が高レベルでその変動も小さい場合には、ほぼ全ての無線パケットを受信できていると判断することができる。したがって、前述のパケット到達率と連送受信率とに加えて、受信品質の良否の判断を連送総数調整の指標とすることによって、より通信状況に応じた連送総数の調整を行うことができる。
路路間通信ヘッダ32のフレームカウンタ47には、無線パケットの送信回数が格納されているが、これに変えて又は加えて、無線パケットの生成回数が格納されていてもよい。この場合、送信側の無線機Aは、自身が生成した無線パケットのフレームカウンタ47に生成回数を格納する。また、受信側の無線機Bは、パケット到達率を求めるに際に、無線機Aによる無線パケットの送信回数でなく、生成回数を用いてもよい。例えば、無線機Bは、生成元が無線機Aとなっている無線パケットについて、その生成回数と、実際に無線パケットを受信した回数とからパケット到達率を求めることができる。
また、上記第1実施形態では、受信側の無線機Bが指標を求め、その指標に基づいて連送総数を調整していたが、受信側の無線機Bは、その求めた指標を送信処理部21の機能によって無線機Aに送信し、無線機Aが、調整処理部23の機能によって連送総数の調整を行ってもよい。
[付記]
上記実施の形態および変形例は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
上記実施の形態および変形例は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1 :交通管制システム
2 :中央装置
3 :ネットワーク網
4 :ルータ
5 :無線機
6 :交通用端末
7 :無線機
8 :有線通信路
9 :通信線
11 :無線通信部
13 :制御部
14 :記憶部
21 :送信処理部
22 :演算処理部
23 :調整処理部
24 :要求処理部
31 :無線通信制御情報
32 :路路間通信ヘッダ
33 :アプリケーションデータ
41 :無線機種別コード
42 :連送情報
42a :連送回数
42b :連送総数
43 :予備
44 :送信元無線機ID
45 :生成元無線機ID
46 :宛先無線機ID
47 :フレームカウンタ
48 :連送要求先無線機ID
49 :連送要求情報
50 :通信状況送信先無線機ID
51 :通信状況情報
A :送信側無線機
B :受信側無線機
C :無線機
2 :中央装置
3 :ネットワーク網
4 :ルータ
5 :無線機
6 :交通用端末
7 :無線機
8 :有線通信路
9 :通信線
11 :無線通信部
13 :制御部
14 :記憶部
21 :送信処理部
22 :演算処理部
23 :調整処理部
24 :要求処理部
31 :無線通信制御情報
32 :路路間通信ヘッダ
33 :アプリケーションデータ
41 :無線機種別コード
42 :連送情報
42a :連送回数
42b :連送総数
43 :予備
44 :送信元無線機ID
45 :生成元無線機ID
46 :宛先無線機ID
47 :フレームカウンタ
48 :連送要求先無線機ID
49 :連送要求情報
50 :通信状況送信先無線機ID
51 :通信状況情報
A :送信側無線機
B :受信側無線機
C :無線機
Claims (19)
- 送信側無線機と、この送信側無線機が送信したデータを受信する受信側無線機とを備えている通信システムであって、
前記送信側無線機から前記受信側無線機へのデータの到達度合に関する指標に応じて、同一データの連続送信回数である連送総数を調整する調整処理部を備えている通信システム。 - 前記指標は、前記連送総数と、当該連送総数のうち前記受信側無線機が実際に同一データを受信した回数と、に基づく第1の指標を含む、請求項1に記載の通信システム。
- 前記指標は、前記送信側無線機が送信した複数の非同一データの到達率である第2の指標を含む、請求項2に記載の通信システム。
- 前記調整処理部は、前記第1の指標が所定の第1閾値以上であり、かつ前記第2の指標が所定の第2閾値以上であるとき、前記連送総数を減少させる、請求項3に記載の通信システム。
- 前記調整処理部は、前記連送総数が下限に達している状態で、前記第1の指標が所定の第1閾値以上となり、かつ前記第2の指標が所定の第2閾値以上となったときは、当該連送総数を下限に維持させる、請求項4に記載の通信システム。
- 前記調整処理部は、前記第2の指標が、前記第2閾値以下の所定の第3閾値未満であるとき、前記連送総数を増大させる、請求項3〜請求項5のいずれか1項に記載の通信システム。
- 前記調整処理部は、前記第1の指標が、前記第1閾値以下の所定の第4閾値未満であるとき、前記連送総数を増大させる、請求項2〜請求項6のいずれか1項に記載の通信システム。
- 前記第1の指標は、前記送信側無線機が所定の単位期間に送信した、同一データも含む全データの送信回数と、その送信回数のうち前記受信側無線機が実際にデータを受信した回数との比率である、請求項2〜請求項7のいずれか1項に記載の通信システム。
- 前記第2の指標は、前記送信側無線機が所定の単位期間に非同一データを送信した回数と、そのうち前記受信側無線機が非同一データを受信した回数との比率である、請求項3〜請求項6のいずれか1項に記載の通信システム。
- 前記受信側無線機は、前記指標を求める演算処理部と、前記指標に応じて前記連送総数の調整を行う前記調整処理部と、この調整処理部により調整された前記連送総数での同一データの送信を要求する要求情報を生成し、当該要求情報を前記送信側無線機に送信する要求処理部を備え、
前記送信側無線機は、前記要求情報において要求された前記連送総数で同一データを送信する送信処理部を備えている、請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載の通信システム。 - 前記受信側無線機は、前記指標を求める演算処理部と、前記指標を送信する送信処理部とを備え、
前記送信側無線機は、前記受信側無線機が送信した前記指標に基づいて前記連送総数を調整する前記調整処理部を備えている、請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載の通信システム。 - 前記受信側無線機は、前記指標、及びこの指標に応じた通信状況を求める演算処理部と、その通信状況を前記送信側無線機に対して送信する送信処理部とを備え、
前記送信側無線機は、前記受信側無線機が送信した前記通信状況に基づいて前記連送総数を調整する前記調整処理部を備えている、請求項1〜9のいずれか1項に記載の通信システム。 - 前記第2の指標は、前記送信側無線機が非同一データを生成しかつ送信した回数と、そのうち前記受信側無線機が非同一データを受信した回数との比率である、請求項3に記載の通信システム。
- 前記調整処理部は、さらに前記受信側無線機によるデータの受信品質についての指標に応じて前記連送総数を調整する、請求項1〜13のいずれか1項に記載の通信システム。
- 送信側無線機と、この送信側受信機が送信したデータを受信する受信側無線機との間の通信方法であって、
前記送信側無線機から前記受信側無線機へのデータの到達度合に関する指標に応じて、同一データの連続送信回数である連送総数を調整する、通信方法。 - 前記連送総数の調整は、当該連送総数の増加、減少、及び維持を含む、請求項15に記載の通信方法。
- 他の無線機にデータを送信する無線機であって、
同一データの連続送信回数である連送総数と、前記同一データの実際の送信回数とを当該データに格納して送信する送信処理部を備えている、無線機。 - 他の無線機から送信されたデータを受信する無線機であって、
前記他の無線機からのデータの到達度合に関する指標に応じて、同一データの連続送信回数である連送総数を調整する調整処理部を備えている、無線機。 - 送信側無線機と、この送信側受信機が送信したデータを受信する受信側無線機との間の通信において、
前記送信側無線機から前記受信側無線機へのデータの到達度合に関する指標に応じて、同一データの連続送信回数である連送総数を調整する調整処理部としてコンピュータを機能させるコンピュータプログラム。
Priority Applications (1)
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JP2014123605A JP2016005087A (ja) | 2014-06-16 | 2014-06-16 | 通信システム、通信方法、無線機、及びコンピュータプログラム |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020031381A (ja) * | 2018-08-24 | 2020-02-27 | 三菱重工業株式会社 | 通信子機、通信親機、および無線通信システム、ならびに通信方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002247136A (ja) * | 2001-02-22 | 2002-08-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 通信装置及び通信方法 |
JP2010166296A (ja) * | 2009-01-15 | 2010-07-29 | Panasonic Corp | 検針用無線装置 |
-
2014
- 2014-06-16 JP JP2014123605A patent/JP2016005087A/ja active Pending
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JP7189698B2 (ja) | 2018-08-24 | 2022-12-14 | 三菱重工業株式会社 | 通信子機、通信親機、および無線通信システム、ならびに通信方法 |
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