JP5292911B2 - 通信システム、無線通信方法及び通信装置 - Google Patents
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Description
路側通信装置は、各路側通信装置間(以下、路路間という)及び路車間で、主に円滑な交通を実現するための情報を送受信しており、該情報を用いて信号灯器の灯色切替制御等を行っている。
第2発明に係る通信システムは、前記路側通信装置は、車両の交通量及び前記車載通信装置の通信トラフィックの少なくとも一方を示す情報を取得する取得手段を備え、前記選択手段は、前記取得手段にて取得された情報が示す交通量及び通信トラフィックの少なくとも一方、並びに前記優先度データに基づいて、各無線リソースに含ませる情報を選択するようにしてあることを特徴とする。
路側通信装置の取得手段は、車両の交通量又は車載通信装置の通信トラフィックを示す情報を取得する。交通量及び通信トラフィックは、無線リソースの不足量に対応しているため、前記情報を取得することによって、無線リソース不足を判定することができる。路側通信装置の選択手段は、取得手段にて取得された情報が示す交通量及び通信トラフィックの少なくとも一方と、優先度データとに基づいて、各無線リソースに含ませるべき情報を選択する。つまり、路側通信装置は、すべての情報を送信するのではなく、交通量又は通信トラフィックに応じて送信すべき送信優先度が高い情報を選択して送信することにより、交通量増加による路車間又は車車間通信用の無線リソース不足を間接的に解消する。 なお、第8発明における移動通信装置は車載通信装置の上位概念、固定式通信装置及び通信装置は路側通信装置の上位概念である。特に、第7発明に係る通信装置は、道路に設置することによって、路側通信装置として機能する。また、交通量又は通信トラフィックに応じて送信すべき情報を選択する構成のみならず、交通量及び通信トラフィックの双方に応じて送信すべき情報を選択する構成も本発明に含まれる。更に、多重無線通信には、TDM(Time Division Multiplexing)のみならず、FDM(Frequency Division Multiplexing)、OFDMA(Orthogonal Frequency Division multiplexing Access)、CDM(Code Division Multiplexing)、その他の多重無線通信方式、各方式の組み合わせも含まれる。無線リソースは、TDMにおけるタイムスロット、FDM、OFDMA等におけるサブキャリア、CDMにおけるコードを意味している。更にまた、前記車載通信装置は携帯電話等の携帯端末であっても良い。
第1、第2、第7及び第8発明にあっては、路側通信装置は、車載通信装置の通信状態の良否を示す通信状態情報を取得する。そして、路側通信装置は、通信状態が不良である場合、各無線リソースに含ませるべき送信優先度が高い情報の量を増加させ、送信優先度が低い情報の量を減少させる。例えば、図11に示す通信状態が良好な状態から、図12に示す通信状態が不良な状態に変化した場合、送信優先度が上位6番目以降の情報を無線リソースに割り当てないようにすることによって、送信優先度が低い情報の量を減少させる。そして、送信優先度が上位5番の情報のみを2個の無線リソースに亘って3回ずつ割り当てることによって、送信優先度が高い情報の量を増加させる。要するに、送信優先度が高い情報の量を相対的に増加、つまり延べ連送回数を増加させて送信する。連送回数が増加した場合、車載通信装置によって送信優先度が高い情報を受信する機会は増加し、受信失敗の確率を全体的に低減させることができる。従って、送信優先度が高い情報をより確実に車載通信装置に送信することが可能になる。
また、通信状態が良好である場合、路側通信装置は、各無線リソースに含ませるべき送信優先度が高い情報の量を減少させ、送信優先度が低い情報の量を増加させる。従って、通信状態が良好である場合、送信優先度が低い情報も間引かずに送信することができるようになる。
路側通信装置の非常事態情報取得手段は、非常事態に関する非常事態情報を取得する。取得した非常事態情報を参照することによって、非常事態の有無を判断することが可能になる。非常事態においては、特定の情報を確実に送信することが求められ、該情報を確実に送信するために無線リソースが不足する場合がある。そこで、路側通信装置の選択手段は、非常事態情報取得手段にて取得された非常事態情報と、優先度データとに基づいて、各無線リソースに含ませるべき情報を選択する。つまり、路側通信装置は、すべての情報を送信するのではなく、非常事態情報の内容に応じて送信すべき送信優先度が高い情報を選択して送信することにより、交通量増加による路車間又は車車間通信用の無線リソース不足を間接的に解消する。
例えば、非常事態情報は正常状態又は非常事態のいずれかを示す。この場合、一の優先度データ要素は、正常時の各情報の優先度を示し、他の優先度データ要素は、非常時の優先度を示している。より具体的には、図4に示すように、一の優先度データ要素に対応するテーブル14aは、非常事態情報が正常状態を示している場合における優先度1番のセンサ検知結果、優先度2番の路側機器状態情報、優先度3番の規制情報等の情報を含む。他の優先度データ要素に対応するテーブル14cは、非常事態情報が非常事態を示している場合における優先度1番の非常事態状況情報、優先度2番の規制情報、優先度3番の病院等の情報を含む。なお、非常事態情報が非常事態を示している場合、非常事態に関する情報の送信優先度が高くなるように設定する。
また、非常事態情報は、複数の種類の非常事態、例えば地震、火災、テロ等の種別と、正常状態とを示す。この場合、各非常事態及び正常状態に応じて異なる送信優先度を設定する。例えば第1の優先度データ要素は、正常状態における各情報の優先度を示す。また、第2の優先度データ要素は、地震が発生したときの各情報の優先度を示し、第3の優先度データ要素は、火災が発生したときの各情報の優先度を示し、第4の優先度データ要素は、テロが発生したときの各情報の優先度を示す。
路側通信装置は、非常事態に関する非常事態情報を取得し、選択手段は、取得した非常事態情報に応じた優先度データ要素を選択して、各無線リソースに含ませる情報を選択する。従って、路側通信装置は、非常事態による情報の重要度の変動に対応することができ、各状態で必要となる情報を選択的に送信することが可能になる。
従って、送信優先度が高い情報をより確実に車載通信装置に送信することが可能になる。
図1は、本発明の実施の形態に係る通信システムを概念的に示す説明図である。本実施の形態に係る無線通信方法を実施する通信システムは、道路Rの路側、例えば交差点B1,B2に設置された2基の路側通信装置1,1(以下、路側通信装置1)と、道路Rを走行する複数の車両C,C,…(以下、車両C)夫々に搭載された車載通信装置3,3,…(以下車載通信装置3)とを備えており、各路側通信装置1及び車載通信装置3は、時分割多元接続方式の無線通信によって安全運転支援、交通円滑化、非常事態に関する各種情報を路路間、路車間、車車間で送受信し、安全運転を支援する。
また、撮像して得た画像に基づいて交通量を計測する例を説明したが、超音波、遠赤外線等を用いて車両Cを感知する車両感知器、光ビーコン等によって道路Rを走行する車両Cの交通量を計測するように構成しても良い。
また、路側通信装置1は、周辺の路側通信装置1との間で、信号灯器6の制御結果に関する信号制御結果情報、上流の交差点B1,B2から下流の交差点B1,B2へ流入する車両Cの予測交通量に関する交通情報、5分間の間に道路Rを走行する車両Cの交通量に関する5分間交通量情報等を送受信することによって、路側通信装置1周辺の交通情報を共有している。
交通量が少ない場合に使用するテーブル14aは、路側通信装置1から車載通信装置3又は他の路側通信装置1に送信する信号情報、規制情報、道路形状情報、路面状態情報、行政告知情報等の情報の種類と、交通量が少ない場合における各情報項目の送信優先度、つまり重要度とが対応づけられたものである。交通量が少ない場合、車両Cは比較的高速で移動していることから、安全に関する情報項目の送信優先度を高く、他の情報項目の送信優先度を低く設定してある。なお、送信優先度の欄に示す数値が小さい程、送信優先度が高いことを示している。
なお、送信優先度は、交通状況又は他の通信手段、例えば光ビーコン4、携帯電話から得られる情報送信要求に基づいて重み付けし、決定しても良い。例えば、車載通信装置3が飲食店情報の送信を要求する情報送信要求を投受光器34から送信している場合、路側通信装置1の制御部12は、光ビーコン4を介して前記情報送信要求を受信し、受信した情報送信要求に応じて飲食店情報の送信優先度を上昇させるようにしても良い。
また、各情報は、夫々独立の情報であっても良いが、一部又は全部が重複していても良い。
更に、複数の情報を送信する場合、一部重複する情報部分がある場合、重複する一の情報部分のみを送信し、他の情報部分を省略するように構成しても良い。
車載通信装置3の制御部32は、路車間の通信状態、特に受信状態を自己診断する機能を備えており、路側通信装置1からの情報を受信できたか否か、又は該情報の一部のみを受信したことを示す通信状態情報を送信するように構成されている。通信状態情報は、例えば車車間で通信する各種情報のヘッダ部に含ませることができ、路側通信装置1は、車車間で通信される情報をモニタリングすることによって、通信状態情報を取得することができる。
なお、通信状態情報の内容は一例である。路側通信装置1からの情報を前回受信した時刻と、セキュリティーコードとを含む通信状態情報を送信するように構成しても良い。路側通信装置1は、情報の送信時刻を把握しているため、車載通信装置3が送信する通信状態情報を参照することによって、車載通信装置3の受信状態を把握することができる。
まず、制御部12は、計時部が所定の情報収集周期、例えば100msecを計時したか否かを判定する(ステップS11)。所定周期を計時したと判定した場合(ステップS11:YES)、制御部12は、交通量情報、非常事態情報、通信状態情報、その他各種情報を取得する(ステップS12)。
図6中、矢印は時間軸を示しており、上下方向に並ぶ矩形状の升目はタイムスロットを示している。路側通信装置1は、路車間、路路間及び車車間で時分割多元接続方式の無線通信を行うべく、路車間通信用のタイムスロット、路路間通信用のタイムスロット、車車間通信用のタイムスロットを各路側通信装置1及び車載通信装置3に割り当てている。そして、路側通信装置1は、安定した無線通信を行うために、車両Cの交通量及び車載通信装置3の通信状態を常時把握しており、交通量及び通信状態に応じて、タイムスロットの割り当て変更を行う。
具体的には、制御部12は、タイムスロットが不足しているか否か、例えば、交通量が所定交通量以上で、且つ交通量が増加したか否かを判定する(ステップS31)。タイムスロットが不足していると判定した場合(ステップS31:YES)、制御部12は、路路間通信用のタイムスロット数を減少させる(ステップS32)。
また、送信優先度が高い情報については、タイムスロットが不足、又は通信状態が不良である場合であっても、多数のタイムスロットで送信(タイムスロット数を維持)し、送信優先度が低い情報に割り当てるタイムスロット数を減少させることによって、重要な情報を優先的に送信することが可能になる。
なお、非常時においては、車車間へのタイムスロットの割り当てを許可せず、タイムスロットを全て路路間及び路車に割り当てるように構成しても良い。
図14は、交通密度と、最適なタイムスロット間隔との関係を示すグラフである。横軸は交通密度(台/km)、縦軸は、車載通信装置3による情報の受信確率が略最大になるタイムスロット間隔(msec)である。路側通信装置1は、車載通信装置3から送信される通信状態情報に基づいて、車載通信装置3の受信確率が略最大になるタイムスロット間隔を計測し、受信確率が略最大になるタイムスロット間隔と、交通密度との関係を記憶部に記憶させる。図14によれば、例えば交通密度が90[台/km]の場合、最適なタイムスロット間隔は30msecになる。なお、交通密度は、交通量に基づいて算出又は推定することができる。
図15は、交通量と通信トラフィックとの関係を示すグラフである。横軸は車両の交通量(台/5分)を示し、縦軸は通信トラフィック(アーラン)を示している。道路を走行する車両の10%が車載通信装置を搭載している場合、交通量と通信トラフィックは図15に示すような相関を有しているため、実施の形態で示した各種通信処理に使用する交通量を通信トラフィックで代替することができる。
具体的には、路側通信装置の記憶部は、図4に示す優先度テーブルと同様、路側通信装置から車載通信装置に送信する各種情報の項目と、通信トラフィックが少ない場合における各項目の送信の送信優先度と、通信トラフィックが多い場合における各項目の送信優先度とを対応付けた優先度テーブルを記憶している。送信優先度の順位は図4と同様である。
そして、路側通信装置の制御部は、図5のステップS12で通信トラフィックを示す情報を取得し、取得した情報が示す通信トラフィックに応じてタイムスロットの割り当てを変更し、テーブルを選択し、送信情報を選択するように構成する。
なお、タイムスロットの割り当てを交通量又は通信トラフィックに応じて変更する構成を説明したが、タイムスロットの割り当てを交通量及び通信トラフィック夫々に応じて変更するように構成しても良い。
2 交通管制センター
3 車載通信装置
4 光ビーコン
5 画像センサ
6 信号灯器
10,30 アンテナ
11,31 通信部
12,32 制御部
13,33 記憶部
14 優先度テーブル(優先度データ)
14a,14b,14c テーブル(優先度データ要素)
B1,B2 交差点
C 車両
R 道路
Claims (8)
- 道路に沿って設置された路側通信装置と、該道路を走行する複数の車両夫々に搭載された車載通信装置とを備え、前記路側通信装置は、各車載通信装置間、並びに前記路側通信装置及び前記車載通信装置間夫々で多重無線通信を行うための複数の無線リソースを割り当てるようにしてある通信システムであって、
前記路側通信装置は、
車載通信装置に送信すべき複数種類の情報夫々の送信優先度を示す優先度データを記憶した記憶手段と、
該記憶手段が記憶する前記優先度データに基づいて、各無線リソースに含ませる情報を選択する選択手段と、
前記車載通信装置の通信状態の良否を示す通信状態情報を取得する手段と
を備え、
前記選択手段は、
取得された通信状態情報が示す通信状態が不良な場合、各無線リソースに含ませるべき送信優先度が高い情報の量を増加させ、送信優先度が低い情報の量を減少させ、取得された通信状態情報が示す通信状態が良好な場合、各無線リソースに含ませるべき送信優先度が高い情報の量を減少させ、送信優先度が低い情報の量を増加させるようにしてある
ことを特徴とする通信システム。 - 前記路側通信装置は、
車両の交通量及び前記車載通信装置の通信トラフィックの少なくとも一方を示す情報を取得する取得手段を備え、
前記選択手段は、
前記取得手段にて取得された情報が示す交通量及び通信トラフィックの少なくとも一方、並びに前記優先度データに基づいて、各無線リソースに含ませる情報を選択するようにしてある
ことを特徴とする請求項1に記載の通信システム。 - 前記優先度データは、
前記交通量又は通信トラフィックに応じて異なる送信優先度を示す複数の優先度データ要素を含み、
前記選択手段は、
前記取得手段にて取得された交通量又は通信トラフィックに応じた優先度データ要素を選択し、選択された優先度データ要素に基づいて、各無線リソースに含ませる情報を選択するようにしてある
ことを特徴とする請求項2に記載の通信システム。 - 前記路側通信装置は、
非常事態に関する非常事態情報を取得する非常事態情報取得手段を備え、
選択手段は、
該非常事態情報取得手段にて取得された非常事態情報、及び前記優先度データに基づいて、各無線リソースに含ませる情報を選択するようにしてある
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一つに記載の通信システム。 - 前記優先度データは、
非常事態情報に応じて異なる送信優先度を示す複数の優先度データ要素を含み、
前記選択手段は、
取得された非常事態情報に応じた優先度データ要素を選択し、選択された優先度データ要素に基づいて、各無線リソースに含ませる情報を選択するようにしてある
ことを特徴とする請求項4に記載の通信システム。 - 前記選択手段は、
各無線リソースに、送信優先度が高い情報を送信優先度が低い情報に比べてより多く含ませるようにしてある
ことを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか一つに記載の通信システム。 - 道路に沿って設置された路側通信装置と、該道路を走行する複数の車両夫々に搭載された車載通信装置とを備え、前記路側通信装置は、各車載通信装置間、並びに前記路側通信装置及び前記車載通信装置間夫々で多重無線通信を行うための複数の無線リソースを割り当てる無線通信方法であって、
車載通信装置に送信すべき複数種類の情報夫々の送信優先度を示す優先度データを用意し、
前記車載通信装置の通信状態の良否を示す通信状態情報を取得し、
前記優先度データに基づいて、取得された通信状態情報が示す通信状態が不良な場合、各無線リソースに含ませるべき送信優先度が高い情報の量を増加させ、送信優先度が低い情報の量を減少させ、取得された通信状態情報が示す通信状態が良好な場合、各無線リソースに含ませるべき送信優先度が高い情報の量を減少させ、送信優先度が低い情報の量を増加させるように、各無線リソースに含ませる情報を選択する
ことを特徴とする無線通信方法。 - 複数の移動通信装置間、及び前記移動通信装置との間夫々で多重無線通信を行うための複数の無線リソースを前記移動通信装置に割り当てる通信装置であって、
移動通信装置に送信すべき複数種類の情報夫々の送信優先度を示す優先度データを記憶した記憶手段と、
該記憶手段が記憶する前記優先度データに基づいて、各無線リソースに含ませる情報を選択する選択手段と、
前記車載通信装置の通信状態の良否を示す通信状態情報を取得する手段と
を備え、
前記選択手段は、
取得された通信状態情報が示す通信状態が不良な場合、各無線リソースに含ませるべき送信優先度が高い情報の量を増加させ、送信優先度が低い情報の量を減少させ、取得された通信状態情報が示す通信状態が良好な場合、各無線リソースに含ませるべき送信優先度が高い情報の量を減少させ、送信優先度が低い情報の量を増加させるようにしてある
ことを特徴とする通信装置。
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