JP6139441B2 - 無線通信方法、車載無線通信装置、およびプログラム - Google Patents
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Description
とにデータベースにアクセスすることを要求している。車両が時速100kmで移動する場合には、3.6秒に1回のデータベースアクセスが必要となるが、このやりとりが時間内に完了しない可能性が高い。また、多くの車両からデータベースアクセスが生じると、通信網の逼迫が生じるおそれもある。
アクセスし、取得したホワイトスペース情報を他の装置に配信する構成を採用する。
と、前記第2の動的制御チャネルの周波数を、前記第1の動的制御チャネルを用いて周囲の車載無線通信装置へ通知する第2動的制御チャネル通知ステップと、を含む、ことも好ましい。
図1は、本実施形態にかかる車車間通信システムの概要図であり、ホワイトスペースデータベース装置10(以下、WSDB装置10あるいはDB装置10とも称する)と、車載無線通信装置21a〜21dを搭載する複数の車両20a〜20dからなる。本実施形態にかかる車車間通信システムにおける各車両は、プライマリユーザ(PU、免許者)が利用していない周波数(ホワイトスペース)をセカンダリユーザ(SU)として利用して通信を行う。
ア内では、一台の車両のみがWSDB装置10へアクセスする。代理DBアクセスエリアは、例えば、図4に示すように250m四方のエリア41とすることができる。WSDB装置10にアクセスするか否かを各車両が自律的に判断可能な基準を設けて、代理DBアクセスエリア内の一部の車両のみがWSDB装置10にアクセスするようにすることが好ましい。本実施形態では、同じ代理DBアクセスエリア内に位置する車両のうち、当該エリアに定義される所定位置(例えば、エリアの中心位置)に最も近い車両が、WSDB装置10へアクセスする。
以下では、上述したホワイトスペースデータベースへのアクセス方法を利用した、車車間通信システムについて説明する。この車車間通信システムでは、760MHz(あるいは5.8GHz)の車車間通信専用のチャネルに加えて、ホワイトスペースの中から2つの動的制御チャネル(分散制御チャネルDCCおよびグループ制御チャネルGCC)および1つまたは複数のデータチャネルを確立して車車間通信を行う。動的制御チャネルとは、利用周波数があらかじめ定まっておらず、周辺におけるプライマリユーザの周波数利用状況によって周波数が定められる制御チャネルを意味する。なお、760MHz(あるいは5.8GHz)の車車間通信専用チャネルは、本発明におけるあらかじめ定められた制御チャネルに相当する。また、分散制御チャネルDCCおよびグループ制御チャネルは、本発明における第1の動的制御チャネルおよび第2の動的制御チャネルにそれぞれ対応す
る。
記憶装置に格納されたプログラムを実行することによって実現されてもよい。
置10と無線通信する。なお、WSDB装置10との間の無線通信方式は、LTE以外にも、3GやモバイルWiMax(IEEE802.16e)であっても良いし、無線LAN(IEEE802.11a/b/g/n等)などであっても良い。
チャネルDCCが選択される。したがって、同一のDCC共用エリア内では同一の分散制御チャネルDCCを利用することになり、分散制御チャネルDCCが頻繁に変更されることを回避できる。
図6のフローチャートを参照して、本実施形態にかかる車車間通信システムにおける無線通信処理の概要を説明する。なお、図6のフローチャートは、処理の概念を説明するためのものであり、実際の処理順序とは異なることに留意されたい。
うに記載しているが、処理順序は必ずしもシーケンシャルとは限らない。上述のように車両情報の交換は定期的に行われる。また、各種チャネルが確立した後も、そのチャネルが継続して利用可能であるか判断し、チャネル周波数の変更が必要になった場合には、チャネルの変更処理(再確立処理)を行う。これらの詳細については、以下で説明する。
周辺状況の把握処理(S21)および分散制御チャネル確立処理(S22)について、図7のフローチャートを参照して説明する。ここでは、分散制御チャネルDCCを把握できていない状況における処理について説明する。分散制御チャネルDCCが把握できていない状況とは、車両システムの起動時(エンジンON時)や、DCC共用エリア42をまたいだ移動を行った時に生じる。
図9(A)は、自車両(WSDB装置10へアクセスする車両)の移動度に基づいて、拡張エリアを決定する方法を説明する図である。図9(A)において、自車両91の移動方向および移動速度が速度ベクトル92(移動度)として示されている。自車両91の属するDCC共用エリアは、領域93として示される3×3の代理DBアクセスエリアからなる領域である。ホワイトスペースDBクエリ部102は、自車両が属するDCC共用エリア93を、自車両の速度ベクトル92に基づいて拡張したエリア94についてのWS情報をWSDB装置10から取得する。
クエリは任意の形式であって良いが、例えば、DCC共用エリア93の向かい合う2つの頂点93aおよび93bの座標(緯度IDおよび経度ID)と、自車両の位置情報、および速度ベクトルとをクエリに含めて送信するようにすることができる。そして、WSDB装置10がクエリに含まれるこれらの情報に基づいて、DCC共用エリア93を拡張したエリア94を求めて、このエリア94についてのWS情報を返すようにすることができる。
あるいは、車両側でエリア94を求めて、エリア93の向かい合う2つの頂点94aおよび94bをクエリに含めて送信するようにしても良い。
を分散制御チャネルDCCとして選択することができる。
次にグループ制御チャネルGCCの確立・維持処理(S23)について、図12のフローチャートを参照して説明する。なお、ここでは、WSDB装置10から直接あるいは分散制御チャネルDCCを介して、車両が周囲のWS情報を保有済みであるものとする。
路を特定する(S441)。そして、走行中の道路の形状に基づいて、移動予測エリアを特定する(S442)。そして、移動予測エリアにおいてPUカバー率が最も低いチャネルをグループ制御チャネルGCCとして選択する(S443)。
次にデータチャネルDCHの確立・維持処理(S24)について説明する。なお、ここでは、WSDB装置10から直接あるいは分散制御チャネルDCCを介して、車両が周囲のWS情報を保有済みであり、かつ、グループの形成が完成しグループ制御チャネルGCCも把握しているものとする。
時間ステップを表す変数Nを0で初期化する(S51)。ここでは、時間ステップとして5秒を想定し、時間ステップNとは、現時刻から5N秒後から5(N+1)秒後の間の期間を表す。
の4ステップと比較しても、最も長い時間利用可能である。したがって、リーダ車両は、チャネル1をデータチャネルとして決定する。
本実施形態によれば、全ての車両がホワイトスペースデータベース装置へアクセスするのではなく、代理DBアクセスエリア内の一台の車両のみが代表してデータベース装置へアクセスし、取得したホワイトスペース情報をホワイトスペース上の制御チャネルで配布している。したがって、データベース装置へのアクセス集中を回避できる。また、LTE通信網などのデータベース装置との間の通信が逼迫する事態も避けられる。
上記の説明は、本発明を例示的に説明したものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その技術的思想の範囲内で、種々の変形が可能である。
イトスペースデータベース装置へアクセスしているが、中心位置に近い複数台の車両がデータベース装置にアクセスするようにしても良いし、代理DBアクセスエリアに複数の基準位置を設けて、それぞれの基準位置に最も近い車両がデータベース装置へアクセスするようにしても良い。すなわち、何らかの基準にしたがって、一部の車両のみがデータベース装置にアクセスするように制限するようにすれば、データベース装置へのアクセス集中を減らす効果や、通信量の削減の効果が得られる。
20 車両 21 車載無線通信装置
41 代理DBアクセスエリア
42 DCC共用エリア
Claims (15)
- 車車間通信システムを構成する車載無線通信装置が行う無線通信方法であって、
自装置の位置情報を取得する位置情報取得ステップと、
あらかじめ定められた制御チャネルを用いて、前記位置情報を含む車両データを送信する車両データ送信ステップと、
他の車載無線通信装置から前記制御チャネルで送信される車両データを受信する車両データ受信ステップと、
複数の第1のエリアに区分された地図情報を記憶する地図情報記憶手段から、現在位置の第1のエリアに関する情報を取得する地図情報取得ステップと、
前記位置情報取得ステップにおいて取得される自装置の位置情報、前記車両データ受信ステップにおいて取得される他の車載無線通信装置の位置情報、および前記地図情報取得ステップにおいて取得される前記第1のエリアに関する情報に基づき、ホワイトスペース情報を記憶するデータベース装置にアクセスするか否かを決定する決定ステップと、
前記決定ステップにおいて前記データベース装置へアクセスすると決定した場合に、現在位置付近のホワイトスペース情報を前記データベース装置から取得するクエリステップと、
前記クエリステップにおいて前記データベース装置から取得したホワイトスペース情報を、周囲の車載無線通信装置に対して送信する配布ステップと、
を有する無線通信方法。 - 前記決定ステップでは、他の車載無線通信装置と比較して、現在位置の第1のエリアに定義される所定位置に自装置が最も近い場合に、自装置が前記データベース装置にアクセスすると決定する、
請求項1に記載の無線通信方法。 - 前記所定位置は、前記第1のエリアの中心位置である、
請求項2に記載の無線通信方法。 - 前記地図情報記憶手段に記憶される地図情報は、第1のエリアよりも大きい第2のエリアによっても区分されており、
前記クエリステップでは、現在位置を含む第2のエリア内についてのホワイトスペース情報を、前記データベース装置から取得する、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の無線通信方法。 - 前記車両データには、位置情報、移動方向、および移動速度が含まれており、
前記クエリステップでは、自装置および他の車載無線通信装置の少なくともいずれかの移動方向および移動速度に基づいて、現在位置を含む第2のエリアを拡張したエリアについてのホワイトスペース情報を、前記データベース装置から取得する、
請求項4に記載の無線通信方法。 - 前記ホワイトスペース情報は、前記第1のエリアよりも小さい領域であるセルごとの、プライマリユーザによる利用の有無を示すデータからなる、
請求項1〜5のいずれか1項に記載の無線通信方法。 - 現在位置を含む第1のエリアに応じたタイミングで、前記決定ステップ、前記クエリステップ、および前記配布ステップを実行する、
請求項1〜6のいずれか1項に記載の無線通信方法。 - クエリステップにおいて取得される現在位置付近のホワイトスペース情報に基づいて、
利用可能な周波数の中から、第1の動的制御チャネルとして利用する周波数を決定する第1動的制御チャネル決定ステップを、更に含み、
前記配布ステップでは、前記第1の動的制御チャネルを用いて、前記データベース装置から取得したホワイトスペース情報を、周囲の車載無線通信装置に対して送信する、
請求項1〜7のいずれか1項に記載の無線通信方法。 - 前記地図情報記憶手段に記憶される地図情報は、第1のエリアよりも大きい第2のエリアによっても区分されており、
前記第1の動的制御チャネル決定ステップでは、現在位置を含む第2のエリア内で利用可能な割合が最も高い周波数を、前記第1動的制御チャネルに利用する周波数として決定する、
請求項8に記載の無線通信方法。 - 前記車両データには、位置情報、移動方向、および移動速度が含まれており、
自装置および他の車載無線通信装置の位置情報、移動方向、および移動速度に基づいて、自装置と同一のグループに属する車載無線通信装置を決定するグループ決定ステップと、
自装置がグループ内のリーダであるか否かを判定するステップと、
自装置がグループ内のリーダである場合に、グループ内で第2の動的制御チャネルとして利用する周波数を決定する第2動的制御チャネル決定ステップと、
前記第2の動的制御チャネルの周波数を、前記第1の動的制御チャネルを用いて周囲の車載無線通信装置へ通知する第2動的制御チャネル通知ステップと、
を含む、請求項8または9に記載の無線通信方法。 - 前記第2動的制御チャネル決定ステップでは、
前記グループ内の車載無線通信装置の位置情報、移動方向、および移動速度に基づいて、前記グループ内の車載無線通信装置のそれぞれについて、現時点から所定時間後までの存在範囲を予測し、
それぞれの車載無線通信装置について予測された範囲の全体に関して、プライマリユーザの利用率が最も少ない周波数を、前記第2の動的制御チャネルに利用する周波数として決定する、
請求項10に記載に無線通信方法。 - 自装置がグループ内のリーダである場合に、グループ内でデータチャネルとして利用する周波数を決定するデータチャネル決定ステップと、
前記データチャネルの周波数を、前記第2の動的制御チャネルを用いて周囲の車載無線通信装置へ通知するデータチャネル通知ステップと、
を含む、請求項10または11に記載の無線通信方法。 - 前記データチャネル決定ステップでは、
グループ内の各車載無線通信装置について、時間経過に応じた存在範囲を推定し、
グループ内の全ての車載無線通信装置が利用可能な状態が最も長く継続する周波数を、前記データチャネルとして決定する、
請求項12に記載の無線通信方法。 - 請求項1〜13のいずれか1項に記載の無線通信方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。
- 自装置の位置情報を取得する位置情報取得手段と、
あらかじめ定められた制御チャネルを用いて、前記位置情報を含む車両データを送信す
る車両データ送信手段と、
他の車載無線通信装置から前記制御チャネルで送信される車両データを受信する車両データ受信手段と、
複数の第1のエリアに区分された地図情報を記憶する地図情報記憶手段から、現在位置の第1のエリアに関する情報を取得する地図情報取得手段と、
前記位置情報取得手段によって取得される自装置の位置情報、前記車両データ受信手段によって取得される他の車載無線通信装置の位置情報、および前記地図情報取得手段によって取得される前記第1のエリアに関する情報に基づき、ホワイトスペース情報を記憶するデータベース装置にアクセスするか否かを決定する決定手段と、
前記決定手段が前記データベース装置へアクセスすると決定した場合に、現在位置付近のホワイトスペース情報を前記データベース装置から取得するクエリ手段と、
前記クエリ手段が前記データベース装置から取得したホワイトスペース情報を、周囲の車載無線通信装置に対して送信する配布手段と、
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