JP5828113B2 - 送信装置 - Google Patents

Description

本発明は、通信技術に関し、特に所定の情報が含まれた信号を送信する送信装置に関する。

交差点の出会い頭の衝突事故を防止するために、路車間通信の検討がなされている。路車間通信では、路側機と車載器との間において交差点の状況に関する情報が通信される。路車間通信では、路側機の設置が必要になり、手間と費用が大きくなる。これに対して、車車間通信、つまり車載器間で情報を通信する形態であれば、路側機の設置が不要になる。その場合、例えば、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）等によって現在の位置情報をリアルタイムに検出し、その位置情報を車載器同士で交換しあうことによって、自車両および他車両がそれぞれ交差点へ進入するどの道路に位置するかを判断する（例えば、特許文献１参照）。また、無線の送信装置において送信処理を所定の頻度で停止させる場合がある。これを実現するためにオンオフ信号を生成し、それに応じて送信動作用発振停止がなされる（例えば、特許文献２参照）。

特開２００５−２０２９１３号公報 特開２００８−１５４１８５号公報

ＩＥＥＥ８０２．１１等の規格に準拠した無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）では、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ｗｉｔｈ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）と呼ばれるアクセス制御機能が使用されている。そのため、当該無線ＬＡＮでは、複数の端末装置によって同一の無線チャネルが共有される。このようなＣＳＭＡ／ＣＡでは、キャリアセンスによって他のパケット信号が送信されていないことを確認した後に、パケット信号が送信される。
一方、ＩＴＳ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｙｓｔｅｍｓ）のような車車間通信に無線ＬＡＮを適用する場合、不特定多数の端末装置へ情報を送信する必要があるために、信号はブロードキャストにて送信されることが望ましい。

このようなＩＴＳに使用される通信システムにおいて送信機会を公平にするために、一定期間内に送信が可能となる期間は制限される可能性がある。このような制限は、送信期間によって規定されたり、休止期間によって規定されたりする。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、一定期間内の送信可能な期間を制限した規定に適した送信を実行する技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の送信装置は、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ｗｉｔｈ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）を実行することによって、信号を送信する送信部と、送信部の動作を制御する制御部とを備える。制御部は、送信部がＣＳＭＡ／ＣＡを開始した場合に休止期間の計測を開始するとともに、送信部による送信が終了してから、休止期間が満了するまでの期間にわたって、送信部に対するパワーセーブを実行する。

本発明の別の態様もまた、送信装置である。この装置は、信号を送信する送信部と、送信部の動作を制御する制御部とを備える。制御部は、所定の期間内における送信部の送信回数がしきい値に達した場合、送信部に対するパワーセーブを実行する。

本発明のさらに別の態様もまた、送信装置である。この装置は、信号を送信する送信部と、送信部の動作を制御する制御部とを備える。制御部は、所定の期間内における送信部の送信期間の合計値がしきい値に達すれば、送信部に対するパワーセーブを実行する。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、一定期間内の送信可能な期間を制限した規定に適した送信を実行できる。

本発明の実施例に係る通信システムの構成を示す図である。 図１の基地局装置の構成を示す図である。 図３（ａ）−（ｄ）は、図１の通信システムにおいて規定されるフレームのフォーマットを示す図である。 図１の車両に搭載された端末装置の構成を示す図である。 図４のＲＦ部の構成を示す図である。 図６（ａ）−（ｅ）は、図４の端末装置による動作のタイミングチャートを示す図である。 図４のＩＦ部による指示信号の入力手順を示すフローチャートである。 本発明の変形例に係る端末装置の構成を示す図である。 図９（ａ）−（ｆ）は、図８の端末装置による動作のタイミングチャートを示す図である。 図１０（ａ）−（ｅ）は、本発明の別の変形例に係る端末装置による動作のタイミングチャートを示す図である。

本発明を具体的に説明する前に、概要を述べる。本発明の実施例は、車両に搭載された端末装置間において車車間通信を実行するとともに、交差点等に設置された基地局装置から端末装置へ路車間通信も実行する通信システムに関する。車車間通信として、端末装置は、車両の速度や位置等の情報（以下、これらを「データ」という）を格納したパケット信号をブロードキャスト送信する。また、他の端末装置は、パケット信号を受信するとともに、データをもとに車両の接近等を認識する。ここで、基地局装置は、複数のサブフレームが含まれたフレームを繰り返し規定する。基地局装置は、路車間通信のために、複数のサブフレームのいずれかを選択し、選択したサブフレームの先頭部分の期間において、制御情報等が格納されたパケット信号をブロードキャスト送信する。

制御情報には、当該基地局装置がパケット信号をブローキャスト送信するための期間（以下、「路車送信期間」という）に関する情報が含まれている。端末装置は、制御情報をもとに路車送信期間を特定し、路車送信期間以外の期間（以下、「車車送信期間」という）においてＣＳＭＡ方式にてパケット信号を送信する。このように、路車間通信と車車間通信とが時間分割多重されるので、両者間のパケット信号の衝突確率が低減される。つまり、端末装置が制御情報の内容を認識することによって、路車間通信と車車間通信との干渉が低減される。なお、基地局装置からの制御情報を受信できない端末装置、つまり基地局装置によって形成されたエリアの外に存在する端末装置は、フレームの構成に関係なくＣＳＭＡ方式にてパケット信号を送信する。

端末装置の処理をさらに詳しく説明すると、端末装置は、ＣＳＭＡ／ＣＡを実行することによって、パケット信号をブロードキャスト送信する。また、特定の端末装置が頻繁にパケット信号をブロードキャスト送信することによって、他の端末装置の送信機会が減少してしまうことを抑制するために、一定期間内に送信が可能となる期間は制限される。ここでは、休止期間が規定されることによって、制限がなされるものとする。例えば、ＣＳＭＡ／ＣＡの開始タイミングを起点として休止期間が規定される。このような状況下、本実施例に係る端末装置は、ＣＳＭＡ／ＣＡによるパケット信号のブロードキャスト送信後、休止期間が満了するまで、次のパケット信号をブロードキャスト送信しない。さらに、次のパケット信号をブロードキャスト送信できない期間にわたって、端末装置は、パワーアンプ、ＤＡ変換部等に対してパワーセーブを実行する。

図１は、本発明の実施例に係る通信システム１００の構成を示す。これは、ひとつの交差点を上方から見た場合に相当する。通信システム１００は、基地局装置１０、車両１２と総称される第１車両１２ａ、第２車両１２ｂ、第３車両１２ｃ、第４車両１２ｄ、第５車両１２ｅ、第６車両１２ｆ、第７車両１２ｇ、第８車両１２ｈ、ネットワーク２０２を含む。ここでは、第１車両１２ａのみに示しているが、各車両１２には、端末装置１４が搭載されている。また、エリア２１２が、基地局装置１０の周囲に形成され、エリア外２１４が、エリア２１２の外側に形成されている。

図示のごとく、図面の水平方向、つまり左右の方向に向かう道路と、図面の垂直方向、つまり上下の方向に向かう道路とが中心部分で交差している。ここで、図面の上側が方角の「北」に相当し、左側が方角の「西」に相当し、下側が方角の「南」に相当し、右側が方角の「東」に相当する。また、ふたつの道路の交差部分が「交差点」である。第１車両１２ａ、第２車両１２ｂが、左から右へ向かって進んでおり、第３車両１２ｃ、第４車両１２ｄが、右から左へ向かって進んでいる。また、第５車両１２ｅ、第６車両１２ｆが、上から下へ向かって進んでおり、第７車両１２ｇ、第８車両１２ｈが、下から上へ向かって進んでいる。

通信システム１００において、基地局装置１０は、交差点に固定して設置される。基地局装置１０は、端末装置間の通信を制御する。基地局装置１０は、図示しないＧＰＳ衛星から受信した信号や、図示しない他の基地局装置１０にて形成されたフレームをもとに、複数のサブフレームが含まれたフレームを繰り返し生成する。ここで、各サブフレームの先頭部分に路車送信期間が設定可能であるような規定がなされている。基地局装置１０は、フレーム中の複数のサブフレームのうち、他の基地局装置１０によって路車送信期間が設定されていないサブフレームを選択する。基地局装置１０は、選択したサブフレームの先頭部分に路車送信期間を設定する。基地局装置１０は、設定した路車送信期間においてパケット信号を報知する。

パケット信号に含まれるべきデータとして、複数種類のデータが想定される。ひとつが、渋滞情報や工事情報等のデータであり、別のひとつが、路車送信期間が設定されたタイミングに関する情報やフレームに関する情報である。特に、後者は制御情報に相当する。

端末装置１４は、前述のごとく、車両１２に搭載されているので、移動可能である。端末装置１４は、基地局装置１０からのパケット信号を受信すると、パケット信号に含まれた制御情報、特に路車送信期間が設定されたタイミングに関する情報やフレームに関する情報をもとに、フレームを生成する。その結果、複数の端末装置１４のそれぞれにおいて生成されるフレームは、基地局装置１０において生成されるフレームに同期する。端末装置１４は、車車送信期間においてパケット信号を報知する。車車送信期間の説明は後述するが、これは、フレーム中の路車送信期間とは異なった期間であるといえる。ここで、車車送信期間においてＣＳＭＡ／ＣＡが実行される。

端末装置１４は、データを取得し、データをパケット信号に格納する。データには、例えば、存在位置に関する情報が含まれる。また、端末装置１４は、基地局装置１０から受信した制御情報もパケット信号に格納する。つまり、基地局装置１０から送信された制御情報は、端末装置１４によって転送される。一方、端末装置１４は、エリア外２１４に存在していると推定した場合、フレームの構成に関係なく、ＣＳＭＡ／ＣＡを実行することによって、パケット信号を報知する。

図２は、基地局装置１０の構成を示す。基地局装置１０は、アンテナ２０、ＲＦ部２２、変復調部２４、処理部２６、制御部２８、ネットワーク通信部３０を含む。また、処理部２６は、フレーム規定部３２、選択部３４、生成部３６を含む。

ＲＦ部２２は、受信処理として、図示しない端末装置１４や他の基地局装置１０からのパケット信号をアンテナ２０にて受信する。ＲＦ部２２は、受信した無線周波数のパケット信号に対して周波数変換を実行し、ベースバンドのパケット信号を生成する。さらに、ＲＦ部２２は、ベースバンドのパケット信号を変復調部２４に出力する。一般的に、ベースバンドのパケット信号は、同相成分と直交成分によって形成されるので、ふたつの信号線が示されるべきであるが、ここでは、図を明瞭にするためにひとつの信号線だけを示すものとする。ＲＦ部２２には、ＬＮＡ（Ｌｏｗ Ｎｏｉｓｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）、ミキサ、ＡＧＣ、Ａ／Ｄ変換部も含まれる。

ＲＦ部２２は、送信処理として、変復調部２４から入力したベースバンドのパケット信号に対して周波数変換を実行し、無線周波数のパケット信号を生成する。さらに、ＲＦ部２２は、路車送信期間において、無線周波数のパケット信号をアンテナ２０から送信する。また、ＲＦ部２２には、ＰＡ（Ｐｏｗｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）、ミキサ、Ｄ／Ａ変換部も含まれる。

変復調部２４は、受信処理として、ＲＦ部２２からのベースバンドのパケット信号に対して、復調を実行する。さらに、変復調部２４は、復調した結果を処理部２６に出力する。また、変復調部２４は、送信処理として、処理部２６からのデータに対して、変調を実行する。さらに、変復調部２４は、変調した結果をベースバンドのパケット信号としてＲＦ部２２に出力する。ここで、通信システム１００は、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）変調方式に対応するので、変復調部２４は、受信処理としてＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）も実行し、送信処理としてＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）も実行する。

フレーム規定部３２は、図示しないＧＰＳ衛星からの信号を受信し、受信した信号をもとに時刻の情報を取得する。なお、時刻の情報の取得には公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。フレーム規定部３２は、時刻の情報をもとに、複数のフレームを生成する。例えば、フレーム規定部３２は、時刻の情報にて示されたタイミングを基準にして、「１ｓｅｃ」の期間を１０分割することによって、「１００ｍｓｅｃ」のフレームを１０個生成する。このような処理を繰り返すことによって、フレームが繰り返されるように規定される。なお、フレーム規定部３２は、復調結果から制御情報を検出し、検出した制御情報をもとにフレームを生成してもよい。このような処理は、他の基地局装置１０によって形成されたフレームのタイミングに同期したフレームを生成することに相当する。

図３（ａ）−（ｄ）は、通信システム１００において規定されるフレームのフォーマットを示す。図３（ａ）は、フレームの構成を示す。フレームは、第１サブフレームから第Ｎサブフレームと示されるＮ個のサブフレームによって形成されている。例えば、フレームの長さが１００ｍｓｅｃであり、Ｎが８である場合、１２．５ｍｓｅｃの長さのサブフレームが規定される。Ｎは、８以外であってもよい。図３（ｂ）−（ｄ）の説明は、後述し、図２に戻る。

選択部３４は、フレームに含まれた複数のサブフレームのうち、路車送信期間を設定すべきサブフレームを選択する。具体的に説明すると、選択部３４は、フレーム規定部３２にて規定されたフレームを受けつける。選択部３４は、ＲＦ部２２、変復調部２４を介して、図示しない他の基地局装置１０あるいは端末装置１４からの復調結果を入力する。選択部３４は、入力した復調結果のうち、他の基地局装置１０からの復調結果を抽出する。選択部３４は、復調結果を受けつけたサブフレームを特定することによって、復調結果を受けつけていないサブフレームを特定する。これは、他の基地局装置１０によって路車送信期間が設定されていないサブフレーム、つまり未使用のサブフレームを特定することに相当する。未使用のサブフレームが複数存在する場合、選択部３４は、ランダムにひとつのサブフレームを選択する。未使用のサブフレームが存在しない場合、つまり複数のサブフレームのそれぞれが使用されている場合に、選択部３４は、復調結果に対応した受信電力を取得し、受信電力の小さいサブフレームを優先的に選択する。

図３（ｂ）は、第１基地局装置１０ａによって生成されるフレームの構成を示す。第１基地局装置１０ａは、第１サブフレームの先頭部分に路車送信期間を設定する。また、第１基地局装置１０ａは、第１サブフレームにおいて路車送信期間に続いて車車送信期間を設定する。車車送信期間とは、端末装置１４がパケット信号を報知可能な期間である。つまり、第１基地局装置１０ａは、第１サブフレームの先頭期間である路車送信期間においてパケット信号を報知可能であり、かつフレームのうち、路車送信期間以外の車車送信期間において端末装置１４がパケット信号を報知可能であるような規定がなされる。さらに、第１基地局装置１０ａは、第２サブフレームから第Ｎサブフレームに車車送信期間のみを設定する。

図３（ｃ）は、第２基地局装置１０ｂによって生成されるフレームの構成を示す。第２基地局装置１０ｂは、第２サブフレームの先頭部分に路車送信期間を設定する。また、第２基地局装置１０ｂは、第２サブフレームにおける路車送信期間の後段、第１サブフレーム、第３サブフレームから第Ｎサブフレームに車車送信期間を設定する。図３（ｄ）は、第３基地局装置１０ｃによって生成されるフレームの構成を示す。第３基地局装置１０ｃは、第３サブフレームの先頭部分に路車送信期間を設定する。また、第３基地局装置１０ｃは、第３サブフレームにおける路車送信期間の後段、第１サブフレーム、第２サブフレーム、第４サブフレームから第Ｎサブフレームに車車送信期間を設定する。このように、複数の基地局装置１０は、互いに異なったサブフレームを選択し、選択したサブフレームの先頭部分に路車送信期間を設定する。図２に戻る。選択部３４は、選択したサブフレームの番号を生成部３６へ出力する。

生成部３６は、選択部３４から、サブフレームの番号を受けつける。生成部３６は、受けつけたサブフレーム番号のサブフレームに路車送信期間を設定し、路車送信期間において報知すべきパケット信号を生成する。パケット信号は、例えば、制御情報、データペイロードによって構成されている。制御情報には、路車送信期間を設定したサブフレーム番号等が含まれている。また、生成部３６は、ネットワーク通信部３０から、渋滞情報や工事情報等のデータを受けつけた場合、それらをデータペイロードに含める。ここで、ネットワーク通信部３０は、図示しないネットワーク２０２に接続される。さらに、生成部３６は、路車送信期間において報知すべき複数のパケット信号を生成してもよい。処理部２６は、変復調部２４、ＲＦ部２２に対して、路車送信期間においてパケット信号をブロードキャスト送信させる。制御部２８は、基地局装置１０全体の処理を制御する。

この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされたプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ハードウエアとソフトウエアの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。

図４は、車両１２に搭載された端末装置１４の構成を示す。端末装置１４は、アンテナ５０、ＲＦ部５２、変復調部５４、処理部５６、制御部５８を含む。処理部５６は、タイミング特定部６０、転送決定部６２、取得部６４、生成部６６、ＩＦ部６８、通知部７０を含み、制御部５８は、カウンタ部７６、管理部７８を含む。タイミング特定部６０は、抽出部７２、キャリアセンス部７４を含む。アンテナ５０、ＲＦ部５２、変復調部５４は、図２のアンテナ２０、ＲＦ部２２、変復調部２４と同様の処理を実行する。

ＲＦ部５２は、特に送信処理において、後述のキャリアセンス部７４とともにＣＳＭＡ／ＣＡを実行することによって、パケット信号を送信する。ここでは、ＲＦ部５２の送信処理に関する構成をさらに詳細に説明する。図５は、ＲＦ部５２の構成を示す。ＲＦ部５２は、ＤＡ変換部８０、直交変調部８２、パワーアンプ部８４を含む。ＤＡ変換部８０は、図示しない変復調部５４からのパケット信号に対して、デジタル／アナログ変換を実行する。ＤＡ変換部８０は、アナログのパケット信号を直交変調部８２に出力する。

直交変調部８２は、アナログのパケット信号に対して直交変調を実行する。ここでは、ダイレクトコンバージョンがなされているので、直交変調によって、無線周波数帯のパケット信号が生成される。ダイレクトコンバージョンがなされていない場合、直交変調によって中間周波数帯のパケット信号が生成され、さらにミキサでの周波数変換によって無線周波数帯のパケット信号が生成されてもよい。直交変調部８２は、無線周波数帯のパケット信号をパワーアンプ部８４に出力する。

パワーアンプ部８４は、無線周波数帯のパケット信号を増幅する。パワーアンプ部８４は、増幅したパケット信号を図示しないアンテナ５０に出力する。このようにＲＦ部５２は、複数の構成部材にて構成されており、それらがパワーセーブの対象になる。ここでは説明を明瞭にするために、ＤＡ変換部８０とパワーアンプ部８４とがパワーセーブの対象であるとする。パワーセーブについては後述する。図４に戻る。

変復調部５４は、処理部５６は、受信処理において、図示しない他の端末装置１４や基地局装置１０からのパケット信号を受信する。なお、前述のごとく、変復調部５４、処理部５６は、路車送信期間において、基地局装置１０からのパケット信号を受信し、車車送信期間において、他の端末装置１４からのパケット信号を受信する。

抽出部７２は、変復調部５４からの復調結果が、図示しない基地局装置１０からのパケット信号である場合に、路車送信期間が配置されたサブフレームのタイミングを特定する。具体的に説明すると、抽出部７２は、パケット信号に含まれた制御情報をもとに、基地局装置１０からのパケット信号であるか否かを判定する。また、抽出部７２は、サブフレームのタイミングと、制御情報に含まれたタイミング情報とをもとに、フレームを生成する。その結果、抽出部７２は、基地局装置１０において形成されたフレームに同期したフレームを生成する。パケット信号の報知元が、他の端末装置１４である場合、抽出部７２は、同期したフレームの生成処理を省略する。

抽出部７２は、制御情報をもとに、使用されている路車送信期間を特定した後、残りの車車送信期間を特定する。抽出部７２は、フレームおよびサブフレームのタイミング、車車送信期間に関する情報をキャリアセンス部７４へ出力する。一方、抽出部７２は、基地局装置１０からのパケット信号を受けつけていない場合、つまり基地局装置１０に同期したフレームを生成していない場合、フレームの構成と無関係のタイミングを選択する。抽出部７２は、フレームの構成と無関係のタイミングを選択すると、フレームの構成に関係のないキャリアセンスの実行をキャリアセンス部７４に指示する。これは、図１のエリア外２１４での動作に相当する。

転送決定部６２は、制御情報の転送を制御する。転送決定部６２は、制御情報のうち、転送対象となる情報を抽出する。転送決定部６２は、抽出した情報をもとに、転送すべき情報を生成する。ここでは、この処理の説明を省略する。転送決定部６２は、転送すべき情報、つまり制御情報のうちの一部を生成部６６に出力する。取得部６４は、図示しないＧＰＳ受信機、ジャイロスコープ、車速センサ等を含んでおり、それらから供給されるデータによって、図示しない車両１２、つまり端末装置１４が搭載された車両１２の存在位置、進行方向、移動速度等（以下、「位置情報」と総称する）を取得する。なお、存在位置は、緯度・経度によって示される。これらの取得には公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。取得部６４は、位置情報を生成部６６へ出力する。

生成部６６は、取得部６４から位置情報を受けつけ、転送決定部６２から制御情報の一部を受けつける。生成部６６は、制御情報の一部を制御情報に格納し、位置情報をペイロードに格納することによって、パケット信号を生成する。生成部６６は、パケット信号をＩＦ部６８に出力するとともに、送信準備が完了した旨を示すトリガ（以下、「指示信号」という）もＩＦ部６８に出力する。ここで、指示信号は、送信を指示する信号ともいえる。通常は、パケット信号が出力された後に、指示信号が出力される。

ＩＦ部６８は、ＩＦ部６８から、パケット信号を入力するとともに、指示信号も入力する。ＩＦ部６８は、入力したパケット信号を変復調部５４に出力する。また、ＩＦ部６８は、指示信号を入力すると、指示信号をキャリアセンス部７４とカウンタ部７６に出力する。

キャリアセンス部７４は、抽出部７２から、フレームおよびサブフレームのタイミング、車車送信期間に関する情報を受けつける。キャリアセンス部７４は、ＩＦ部６８から指示信号を入力したタイミングを起点として、車車送信期間内でＣＳＭＡ／ＣＡを開始する。ＣＳＭＡ／ＣＡでは、送信開始前にキャリアセンスが実行され、キャリアセンスによって通信できる状態と判明しても、さらにランダムな時間だけ待機してからパケット信号が送信される。ランダムな時間だけ待機してからパケット信号の送信を開始することは、ＤＩＦＳと呼ばれる時間において電波を検知しなければ、パケット信号が送信されていないと判断して、その後ランダムな時間（バックオフ）を待ってパケット信号の送信が開始されることに相当する。

このような動作によって、キャリアセンス部７４が指示信号を入力したタイミングから、実際にパケット信号を送信するタイミング（以下、「送信タイミング」という）までの期間は、均一ではなく、無線環境等によって異なる。キャリアセンス部７４は、抽出部７２から、キャリアセンスの実行を指示された場合、フレームの構成を考慮せずに、ＣＳＭＡ／ＣＡを実行することによって、送信タイミングを決定する。キャリアセンス部７４は、決定した送信タイミングを変復調部５４、ＲＦ部５２へ通知し、パケット信号をブロードキャスト送信させる。

制御部５８は、端末装置１４の動作を制御する。カウンタ部７６は、一定のクロックでカウントアップしたカウント値を生成する。また、ＩＦ部６８からの指示信号を入力したタイミングにてカウント値をリセットする。つまり、カウンタ部７６は、カウント値を管理部７８に出力する。

管理部７８は、カウンタ部７６からのカウント値を受けつける。管理部７８は、カウント値がリセットされたタイミングから休止期間の計測を開始する。つまり、管理部７８は、キャリアセンス部７４がＣＳＭＡ／ＣＡを開始したタイミングから、休止期間の計測を開始する。なお、管理部７８によって休止期間の計測が開始されるタイミングは、キャリアセンス部７４がＣＳＭＡ／ＣＡを開始したタイミングとずれてもよい。その後、管理部７８は、ＲＦ部５２によるパケット信号の送信が終了したタイミングを受けつける。管理部７８は、パケット信号の送信が終了してから、休止期間が満了するまでの期間にわたって、ＲＦ部５２に対するパワーセーブを実行する。管理部７８は、休止期間が満了するとパワーセーブを解除する。

ここで、管理部７８における休止期間は、休止期間の規格値よりも短くなるように設定されている。休止期間の規格値は、固定値として規定されている。一方、ＲＦ部５２におけるＤＡ変換部８０とパワーアンプ部８４には、パワーセーブが解除される際、動作立ち上がり時間（ＷａｋｅＵｐＴｉｍｅ）が必要とされる。そのため、ここでは、休止期間の規格値から動作立ち上がり時間を減算した値が休止期間として使用される。なお、ＣＳＭＡ／ＣＡでのキャリアセンスによって送信遅延が生じた場合は、休止期間の規格値よりも短くなってもよい。

前述のごとく、ＲＦ部５２には、パワーセーブの対象となる複数の構成部材、ＤＡ変換部８０、パワーアンプ部８４が含まれている。その際、管理部７８は、複数の構成部材のそれぞれに対応した休止期間を設定する。つまり、構成部材ごとのパワーセーブが実行される。具体的に説明すると、ＤＡ変換部８０に必要な動作立ち上がり時間と、パワーアンプ部８４に必要な動作立ち上がり時間とは、一般的に異なる。そのため、ここでは、ＤＡ変換部８０に対する休止期間とパワーアンプ部８４に対する休止期間とが異なるような設定がなされる。その結果、一方のパワーセーブが解除されても、他方のパワーセーブが継続される。

この処理を図６（ａ）−（ｅ）を使用して説明する。図６（ａ）−（ｅ）は、端末装置１４による動作のタイミングチャートを示す。横軸が時間である。図６（ａ）は、ＩＦ部６８から出力される指示信号を示す。図６（ｂ）は、キャリアセンス部７４でのＣＳＭＡ／ＣＡによるパケット信号の送信処理を示す。図示のごとく、キャリアセンス、バックオフによる待ち時間の経過後、パケット信号が送信される。前述のごとく、待ち時間の長さは、無線環境等によって異なる。

図６（ｃ）は、カウンタ部７６によって生成されるカウンタ値を示す。指示信号が入力されたタイミングにおいてカウンタ値がリセットされ、その後、カウントアップされていく。図６（ｄ）は、ＤＡ変換部８０をパワーセーブさせるための制御信号を示す。制御信号がハイレベルの場合に、パワーセーブがなされており、制御信号がローレベルの場合に、パワーセーブが解除されているものとする。図示のごとく、パケット信号の送信が終了したタイミングから休止期間が終了するまでの期間にわたって、制御信号がハイレベルに設定される。図６（ｃ）と比較して明らかなように、休止期間は、規格値よりも短くなるように設定されている。

図６（ｅ）は、パワーアンプ部８４をパワーセーブさせるための制御信号を示す。ここでは、パワーアンプ部８４に必要な動作立ち上がり時間が、ＤＡ変換部８０に必要な動作立ち上がり時間よりも長いとする。そのため、パワーアンプ部８４に対する休止期間の終了タイミングは、ＤＡ変換部８０に対する休止期間の終了タイミングよりも先に到来してる。図４に戻る。なお、ＲＦ部５２に含まれた複数の構成部材に対して、共通の休止期間が設定されてもよい。その際、動作立ち上がり時間が最も長いものに合わせるように、休止期間が設定される。

以下では、管理部７８において休止期間に対応した処理がなされている場合、ＩＦ部６８が生成部６６から指示信号が入力された場合の処理を説明する。その場合の処理は、２種類規定されており、ＩＦ部６８は、ユーザからの設定に応じていずれかの処理を実行する。ひとつ目の処理（以下、「第１モード」という）において、ＩＦ部６８は、指示信号を受けつけない。そのため、生成部６６は、指示信号をＩＦ部６８に再度出力する。ＩＦ部６８は、休止期間が終了していれば、指示信号を受けつける。

ふたつ目の処理（以下、「第２モード」という）において、ＩＦ部６８は、指示信号を受けつける。しかしながら、ＩＦ部６８は、キャリアセンス部７４およびカウンタ部７６に対して指示信号を出力しない。ＩＦ部６８は、休止期間が終了するまで待機し、休止期間が終了した場合に指示信号をキャリアセンス部７４およびカウンタ部７６に出力する。なお、第１モードと第２モードのいずれか一方だけが実行されてもよい。

通知部７０は、路車送信期間において、図示しない基地局装置１０からのパケット信号を取得するとともに、車車送信期間において、図示しない他の端末装置１４からのパケット信号を取得する。通知部７０は、取得したパケット信号に対する処理として、パケット信号に格納されたデータの内容に応じて、図示しない他の車両１２の接近等を運転者へモニタやスピーカを介して通知する。

以上の構成による通信システム１００の動作を説明する。図７は、ＩＦ部６８による指示信号の入力手順を示すフローチャートである。ＩＦ部６８には、パワーセーブ中に指示信号が入力される（Ｓ１０）。第１モードが設定されていれば（Ｓ１２のＹ）、ＩＦ部６８は、指示信号を拒否する（Ｓ１４）。第１モードが設定されていなければ（Ｓ１２のＮ）、ＩＦ部６８は、受けつけた指示信号を休止期間終了後に出力する（Ｓ１６）。

次に変形例を説明する。変形例も実施例と同様に、複数の端末装置によって車車間通信がなされる通信システムに関する。実施例に係る通信システムでは、一定期間内に送信が可能となる期間を制限するために、休止期間が規定されていた。一方、変形例では、一定期間内における送信期間が規定されている場合を対象にする。さらに、変形例に係る端末装置は、処理量を軽減する目的で、パケット信号あたりの送信期間を固定値と仮定し、一定期間内の送信回数を計測する。変形例に係る通信システム１００、基地局装置１０は、図１、図２と同様のタイプである。

図８は、本発明の変形例に係る端末装置１４の構成を示す。端末装置１４は、図４に示された端末装置１４と比較して、制御部５８の構成が異なる。制御部５８は、フラグ生成部９０、集計部９２、管理部９４を含む。ここでは、図４に示された端末装置１４との差異を中心に説明する。

フラグ生成部９０は、ＲＦ部５２からパケット信号がブロードキャスト送信された場合に、その情報をＲＦ部５２あるいはキャリアセンス部７４から受けつける。フラグ生成部９０は、情報を受けつけたタイミングから、一定期間にわたって有効になるフラグを生成し、生成したフラグを集計部９２に出力する。ここで、一定期間は、送信期間が規定された前述の一定期間に相当する。なお、パケット信号のブロードキャスト送信終了後、新たなパケット信号がブロードキャスト送信される場合、フラグ生成部９０は、フラグを既に出力しているかにかかわらず、新たなフラグを生成し、出力する。つまり、フラグ生成部９０は、複数のフラグを並列に出力することもあり得る。

集計部９２は、フラグ生成部９０から出力されているフラグの数を集計する。これは、一定期間内の送信回数をカウントすることに相当する。また、カウンタ値は、一定期間経過後にカウントダウンされる。集計部９２は、集計結果、つまりカウンタ値を管理部９４に出力する。管理部９４は、集計部９２からカウンタ値を受けつける。管理部９４は、カウンタ値をしきい値と比較し、カウンタ値がしきい値に達すれば、ＲＦ部５２に対するパワーセーブを実行する。これは、一定期間内におけるＲＦ部５２の送信回数がしきい値に達した場合に、パワーセーブを実行することに相当する。例えば、一定期間内の送信回数が３回に制限されている場合、しきい値は「３」に設定される。一方、管理部９４は、ＲＦ部５２に対するパワーセーブを実行している場合、カウンタ値がしきい値を下回れば、ＲＦ部５２に対するパワーセーブを解除する。これは一定期間内におけるＲＦ部５２の送信回数がしきい値を下回る場合にパワーセーブを解除することに相当する。

この処理を図９（ａ）−（ｆ）を使用して説明する。図９（ａ）−（ｆ）は、端末装置１４による動作のタイミングチャートを示す。ここで、前述のしきい値は「３」であるとする。図９（ａ）は、ＲＦ部５２からパケット信号がブロードキャスト送信されたタイミングを示す信号である。当該信号では、３つの送信タイミングが示されている。図９（ｂ）は、図９（ａ）の信号がフラグ生成部９０に入力され、フラグ生成部９０がひとつ目の送信タイミングをもとに生成したフラグを示す。フラグは、送信タイミングから一定期間にわたってハイレベルになるように生成される。ここで、一定期間は「Ｔ」と示される。

図９（ｃ）、（ｄ）は、それぞれふたつ目、３つ目の送信タイミングをもとに生成されたフラグを示す。これらのフラグは、集計部９２に入力される。図９（ｅ）は、集計部９２によって生成されるカウンタ値を示す。図示のごとく、カウンタ値は、有効になっているフラグの合計数に相当する。図９（ｆ）は、ＲＦ部５２をパワーセーブさせるための制御信号を示す。図９（ｅ）に示されたカウンタ値がしきい値に達した場合に、制御信号がハイレベルになり、パワーセーブが実行される。図８に戻る。

変形例では、カウンタ値がしきい値に達しているときに、ＩＦ部６８が生成部６６から指示信号が入力された場合に、実施例と同様に動作する。つまり、第１モードでは、ＩＦ部６８は、指示信号を受けつけない。生成部６６は、指示信号をＩＦ部６８に再度出力する。ＩＦ部６８は、カウンタ値がしきい値を下回っていれば、指示信号を受けつける。また、第２モードでは、ＩＦ部６８は、指示信号を受けつける。ＩＦ部６８は、カウンタ値がしきい値を下回ったタイミングに、指示信号をキャリアセンス部７４に出力する。

次に別の変形例を説明する。別の変形例は、変形例と同様に、一定期間内における送信期間が規定されている場合を対象にする。しかしながら、別の変形例に係る端末装置は、変形例と異なり、一定期間内の送信期間を計測する。変形例に係る通信システム１００、基地局装置１０、端末装置１４は、図１、図２、図８と同様のタイプである。ここで、端末装置１４は、フラグ生成部９０の代わりにレジスタを備える。

レジスタは、ＲＦ部５２からパケット信号がブロードキャスト送信された場合に、その情報をＲＦ部５２あるいはキャリアセンス部７４から受けつける。レジスタは、情報を受けつけると、当該パケット信号の送信期間に応じた値をセットする。当該値は、一定期間にわたって設定される。そのため、一定期間の経過後、レジスタは、「０」にクリアされる。また、レジスタは複数備えられており、パケット信号のブロードキャスト送信終了後、新たなパケット信号がブロードキャスト送信される場合、別のレジスタに値が設定される。説明を明瞭にするために、ここでは、レジスタに設定される値、つまりパケット信号の送信期間は固定値とされるが、可変の値であってもよい。レジスタは、設定された値を集計部９２に出力する。

集計部９２は、レジスタに設定された値を集計する。これは、一定期間内の送信期間の合計値を計算するに相当する。集計部９２は、集計結果、つまり合計値を管理部９４に出力する。管理部９４は、集計部９２から合計値を受けつける。管理部９４は、合計値をしきい値と比較し、合計値がしきい値に達すれば、ＲＦ部５２に対するパワーセーブを実行する。これは、一定期間内におけるＲＦ部５２の送信期間の合計値がしきい値に達した場合に、パワーセーブを実行することに相当する。ここで、しきい値は時間の単位で規定されている。一方、管理部９４は、ＲＦ部５２に対するパワーセーブを実行している場合、合計値がしきい値を下回れば、ＲＦ部５２に対するパワーセーブを解除する。これは一定期間内におけるＲＦ部５２の送信期間の合計値がしきい値を下回る場合にパワーセーブを解除することに相当する。

この処理を図１０（ａ）−（ｅ）を使用して説明する。図１０（ａ）−（ｅ）は、本発明の別の変形例に係る端末装置１４による動作のタイミングチャートを示す。ここで、前述のしきい値は「１．０ｍｓｅｃ」であり、ひとつのパケット信号に対する送信期間は「０．５ｍｓｅｃ」であるとする。図１０（ａ）は、ＲＦ部５２からパケット信号がブロードキャスト送信されたタイミングを示す信号である。当該信号では、２つの送信タイミングが示されている。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の信号をもとに設定されたレジスタの値を示す。送信がなされた場合に、レジスタの値が「０．５」に設定される。

図１０（ｃ）は、図１０（ａ）のふたつ目の送信タイミングをもとに設定されたレジスタの値を示す。これらのレジスタの値は、集計部９２に入力される。図１０（ｄ）は、集計部９２によって生成される合計値を示す。図１０（ｅ）は、ＲＦ部５２をパワーセーブさせるための制御信号を示す。図１０（ｄ）に示された合計値がしきい値「１．０ｍｓｅｃ」に達した場合に、制御信号がハイレベルになり、パワーセーブが実行される。

本発明の実施例によれば、ＣＳＭＡ／ＣＡの開始に合わせて休止期間の計測を開始することによって、ＣＳＭＡ／ＣＡの開始とともに開始される休止期間によって送信機会が制限される場合であっても、それらに適合した送信処理を実行できる。また、ＣＳＭＡ／ＣＡの開始とともに休止期間が開始されるので、ＣＳＭＡ／ＣＡでの待ち時間が長くなる場合であっても、休止期間の延長を抑制できる。また、送信終了後から休止期間の終了タイミングまで、パワーセーブがなされるので、不要電波の送信が抑制される。また、パワーセーブによって消費電力を抑制できる。また、休止期間は、休止期間の規格値よりも短くなるように設定されることによって、動作の開始が早くなり、動作立ち上がり時間の影響を低減できる。複数の構成部材のそれぞれに対応した休止期間を設定するので、各構成部材の動作立ち上がり時間を考慮できる。

また、所定の期間内における送信回数をもとにパワーセーブの実行を決定するので、所定期間内の送信期間が制限される場合であっても、規格に適合した送信処理を実行できる。また、送信回数を計測することによって、処理を簡易にできる。また、パワーセーブを実行していても、送信回数が少なくなれば、パワーセーブを解除するので、パケット信号のブロードキャスト送信を可能にできる。また、所定の期間内における送信期間をもとにパワーセーブの実行を決定するので、所定期間内の送信期間が制限される場合であっても、それらに適合した送信処理を実行できる。また、パワーセーブを実行していても、送信期間が短くなれば、パワーセーブを解除するので、パケット信号のブロードキャスト送信を可能にできる。

以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

１０ 基地局装置、 １２ 車両、 １４ 端末装置、 ２０ アンテナ、 ２２ ＲＦ部、 ２４ 変復調部、 ２６ 処理部、 ２８ 制御部、 ３０ ネットワーク通信部、 ３２ フレーム規定部、 ３４ 選択部、 ３６ 生成部、 ５０ アンテナ、 ５２ ＲＦ部、 ５４ 変復調部、 ５６ 処理部、 ５８ 制御部、 ６０ タイミング特定部、 ６２ 転送決定部、 ６４ 取得部、 ６６ 生成部、 ６８ ＩＦ部、 ７０ 通知部、 ７２ 抽出部、 ７４ キャリアセンス部、 ７６ カウンタ部、 ７８ 管理部、 ８０ ＤＡ変換部、 ８２ 直交変調部、 ８４ パワーアンプ部、 １００ 通信システム。

Claims (3)

1. ＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ｗｉｔｈ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）を実行することによって、信号を送信する送信部と、
   前記送信部の動作を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、前記送信部のキャリアセンス開始タイミングを起点として固定期間の計測を開始し、前記送信部のキャリアセンス終了後にランダムな期間待機してから、前記送信部に信号の送信を開始させるとともに、前記送信部による送信が終了してから、固定期間が満了するまでの期間にわたって、前記送信部に対するパワーセーブを実行することを特徴とする送信装置。
2. 前記制御部における固定期間は、固定値として規定される固定期間の規格値よりも短くなるように設定されることを特徴とする請求項１に記載の送信装置。
3. 前記送信部は、パワーセーブの対象となる複数の構成部材を含み、
   前記制御部は、前記送信部に含まれた複数の構成部材のそれぞれに対応した固定期間を設定することによって、構成部材ごとのパワーセーブを実行することを特徴とする請求項１または２に記載の送信装置。

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