WO2012131830A1 - 端末装置 - Google Patents

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WO2012131830A1
WO2012131830A1 PCT/JP2011/007133 JP2011007133W WO2012131830A1 WO 2012131830 A1 WO2012131830 A1 WO 2012131830A1 JP 2011007133 W JP2011007133 W JP 2011007133W WO 2012131830 A1 WO2012131830 A1 WO 2012131830A1
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WO
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unit
vehicle
terminal device
packet signal
transmission period
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/007133
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English (en)
French (fr)
Inventor
真琴 永井
史憲 高間
Original Assignee
パナソニック株式会社
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Publication date
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    • G08G1/0962—Arrangements for giving variable traffic instructions having an indicator mounted inside the vehicle, e.g. giving voice messages
    • G08G1/0967—Systems involving transmission of highway information, e.g. weather, speed limits
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    • G08G1/096716—Systems involving transmission of highway information, e.g. weather, speed limits where the received information might be used to generate an automatic action on the vehicle control where the received information does not generate an automatic action on the vehicle control
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    • H04W74/00—Wireless channel access
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    • H04W74/006—Transmission of channel access control information in the downlink, i.e. towards the terminal
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W74/00—Wireless channel access
    • H04W74/08—Non-scheduled access, e.g. ALOHA
    • H04W74/0808—Non-scheduled access, e.g. ALOHA using carrier sensing, e.g. carrier sense multiple access [CSMA]

Definitions

  • the present invention relates to communication technology, and more particularly, to a terminal device that broadcasts a signal including predetermined information.
  • Road-to-vehicle communication is being studied to prevent collisions at intersections.
  • information on the situation of the intersection is communicated between the roadside device and the vehicle-mounted device.
  • Road-to-vehicle communication requires the installation of roadside equipment, which increases labor and cost.
  • installation of a roadside machine will become unnecessary.
  • the current position information is detected in real time by GPS (Global Positioning System), etc., and the position information is exchanged between the vehicle-mounted devices so that the own vehicle and the other vehicle each enter the intersection. (See, for example, Patent Document 1).
  • CSMA / CA Carrier Sense Multiple Access Avoidance
  • ITS Intelligent Transport Systems
  • the terminal device is carried by a pedestrian in addition to being mounted on the vehicle.
  • the terminal device carried by the pedestrian notifies the in-vehicle terminal device of the existing position.
  • the amount of processing is required to be reduced as compared with an in-vehicle terminal device. For example, the approach of another vehicle is not notified to the pedestrian. Even when such a terminal device carried by a pedestrian broadcasts a packet signal, it is desirable that the influence on the packet signal broadcast from the vehicle-mounted terminal device is small. Further, in view of the purpose of allowing a pedestrian to know his / her own location, it is desirable that a terminal device carried by the pedestrian can preferentially report a packet signal over an in-vehicle terminal device.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a packet signal broadcast from another terminal device even when the packet signal is broadcast from a terminal device that requires low power consumption. It is to provide a technology for preferentially informing while reducing the influence on the network.
  • a terminal device is a packet signal from a base station device in a first period, out of frames including at least a first period and a second period, And a receiving unit that receives a packet signal including information on the frame configuration, a specifying unit that specifies a second period in the frame based on the packet signal received by the receiving unit, and a second specified by the specifying unit
  • the setting unit for setting the waiting time
  • the carrier sensing unit for performing carrier sensing over the waiting time set in the setting unit
  • the packet signal based on the result of carrier sensing in the carrier sensing unit
  • the range of waiting time that can be set by the setting unit is narrower than the range of waiting time that can be set for carrier sense by other types of terminal devices that can broadcast packet signals in the second period.
  • FIGS. 3A to 3D are diagrams showing frame formats defined in the communication system of FIG.
  • FIGS. 4 (a)-(b) are diagrams showing the configuration of the subframes of FIGS. 3 (a)-(d).
  • FIGS. 5A and 5B are diagrams showing a format of a MAC frame stored in a packet signal defined in the communication system of FIG. It is a figure which shows the structure of the vehicle-mounted terminal device mounted in the vehicle of FIG. It is a figure which shows the structure of the portable terminal device carried by the pedestrian of FIG. It is a figure which shows operation
  • Embodiments of the present invention execute inter-vehicle communication between terminal devices mounted on a vehicle (hereinafter also referred to as “vehicle terminal device”), and from a base station device installed at an intersection or the like to a vehicle terminal device
  • vehicle terminal device a vehicle terminal device mounted on a vehicle
  • the present invention relates to a communication system that also executes road-to-vehicle communication.
  • the in-vehicle terminal device broadcasts a packet signal storing information such as the speed and position of the vehicle (hereinafter referred to as “data”).
  • Other in-vehicle terminal devices receive the packet signal and recognize the approach of the vehicle based on the data. The driver is alerted by notifying the driver of the approach of the vehicle.
  • the base station apparatus In order to reduce interference between vehicle-to-vehicle communication and road-to-vehicle communication, the base station apparatus repeatedly defines a frame including a plurality of subframes.
  • the base station apparatus selects any of a plurality of subframes for road-to-vehicle communication, and broadcasts a packet signal in which control information and the like are stored during the period of the head portion of the selected subframe.
  • the control information includes information related to a period for the base station apparatus to broadcast the packet signal (hereinafter referred to as “road vehicle transmission period”).
  • the in-vehicle terminal device specifies a road and vehicle transmission period based on the control information, and transmits a packet signal in a period other than the road and vehicle transmission period.
  • the inter-vehicle communication is performed by the CSMA method in a period for performing inter-vehicle communication other than the road-vehicle transmission period (hereinafter referred to as “vehicle transmission period”).
  • Such terminal devices are also carried by pedestrians (hereinafter, terminal devices carried by pedestrians are referred to as “portable terminal devices”).
  • the portable terminal device is battery-driven and requires low power consumption. Therefore, the portable terminal device only broadcasts a packet signal storing data, and does not notify the pedestrian of the approach of the vehicle.
  • the communication system executes the following processing.
  • a portable terminal device is referred to as inter-vehicle communication and road-to-vehicle communication.
  • the in-vehicle terminal device and the portable terminal device may be referred to as “terminal device” without being distinguished, and the in-vehicle terminal device and the portable terminal device may be collectively referred to as “terminal device”.
  • the portable terminal device also executes the CSMA method during the vehicle transmission period.
  • the amount of information broadcast from the in-vehicle terminal device is larger than the information amount broadcast from the in-vehicle terminal device. Is also reduced.
  • the former packet signal length is made shorter than the latter packet signal length.
  • the length of the contention window is variable, and carrier sense is executed during that period. If the maximum contention window is the same even though the packet signal length is short, the waiting time for the packet signal length becomes long. In order to cope with this, the maximum value of the contention window in the portable terminal device is defined to be shorter than the maximum value of the contention window in the in-vehicle terminal device.
  • FIG. 1 shows a configuration of a communication system 100 according to an embodiment of the present invention. This corresponds to a case where one intersection is viewed from above.
  • the communication system 100 includes a base station device 10, a first vehicle 12a, a second vehicle 12b, a third vehicle 12c, a fourth vehicle 12d, a fifth vehicle 12e, a sixth vehicle 12f, and a seventh vehicle 12g, collectively referred to as a vehicle 12.
  • Each vehicle 12 is provided with an in-vehicle terminal device (not shown), and each pedestrian 16 carries a portable terminal device (not shown).
  • the area 212 is formed around the base station apparatus 10, and the outside area 214 is formed outside the area 212.
  • the road that goes in the horizontal direction of the drawing that is, the left and right direction
  • intersects the vertical direction of the drawing that is, the road that goes in the up and down direction, at the central portion.
  • the upper side of the drawing corresponds to the direction “north”
  • the left side corresponds to the direction “west”
  • the lower side corresponds to the direction “south”
  • the right side corresponds to the direction “east”.
  • the intersection of the two roads is an “intersection”.
  • the first vehicle 12a and the second vehicle 12b are traveling from left to right
  • the third vehicle 12c and the fourth vehicle 12d are traveling from right to left
  • the fifth vehicle 12e and the sixth vehicle 12f are traveling from the top to the bottom
  • the seventh vehicle 12g and the eighth vehicle 12h are traveling from the bottom to the top.
  • the base station device 10 controls communication between terminal devices.
  • the base station device 10 repeatedly generates a frame including a plurality of subframes based on a signal received from a GPS satellite (not shown) and a frame formed by another base station device 10 (not shown).
  • the road vehicle transmission period can be set at the head of each subframe.
  • the base station apparatus 10 selects a subframe in which the road and vehicle transmission period is not set by another base station apparatus 10 from among the plurality of subframes.
  • the base station apparatus 10 sets a road and vehicle transmission period at the beginning of the selected subframe.
  • the base station apparatus 10 notifies the packet signal in the set road and vehicle transmission period.
  • the vehicle 12 is driven by an engine and is equipped with an in-vehicle terminal device.
  • the in-vehicle terminal device generates a frame based on the control information included in the received packet signal.
  • the frame generated in each of the plurality of in-vehicle terminal devices is synchronized with the frame generated in the base station device 10.
  • the vehicle-mounted terminal device notifies the packet signal by executing CSMA / CA during the vehicle transmission period.
  • the in-vehicle terminal device stores, for example, information related to the location in the packet signal.
  • the in-vehicle terminal device also stores control information in the packet signal. That is, the control information transmitted from the base station device 10 is transferred by the in-vehicle terminal device.
  • an in-vehicle terminal device that cannot receive a packet signal from the base station device 10 that is, an in-vehicle terminal device that exists outside the area 214 executes the CSMA / CA regardless of the frame configuration, Inform. Furthermore, the in-vehicle terminal device receives a packet signal from another in-vehicle terminal device, thereby notifying the driver of the approach of the vehicle in which the other in-vehicle terminal device is mounted.
  • the pedestrian 16 carries a portable terminal device.
  • the portable terminal device performs the same process as the in-vehicle terminal device. However, the portable terminal device does not notify the approach of a vehicle or the like in order to simplify the process. Moreover, the portable terminal device sets the contention window so that the average waiting time when executing CSMA / CA is shorter than the average waiting time in the in-vehicle terminal device. Furthermore, the transmission power in the portable terminal device is set to be smaller than the transmission power of other devices.
  • FIG. 2 shows the configuration of the base station apparatus 10.
  • the base station apparatus 10 includes an antenna 20, an RF unit 22, a modem unit 24, a processing unit 26, a network communication unit 28, and a control unit 30.
  • the processing unit 26 includes a frame definition unit 32, a selection unit 34, and a generation unit 36.
  • the RF unit 22 receives a packet signal from a terminal device (not shown) or another base station device 10 by the antenna 20 as a reception process.
  • the RF unit 22 performs frequency conversion on the received radio frequency packet signal to generate a baseband packet signal. Further, the RF unit 22 outputs a baseband packet signal to the modem unit 24.
  • baseband packet signals are formed by in-phase and quadrature components, so two signal lines should be shown, but here only one signal line is shown for clarity. Shall be shown.
  • the RF unit 22 also includes an LNA (Low Noise Amplifier), a mixer, an AGC, and an A / D conversion unit.
  • LNA Low Noise Amplifier
  • the RF unit 22 performs frequency conversion on the baseband packet signal input from the modem unit 24 as a transmission process, and generates a radio frequency packet signal. Further, the RF unit 22 transmits a radio frequency packet signal from the antenna 20 during the road-vehicle transmission period.
  • the RF unit 22 also includes a PA (Power Amplifier), a mixer, and a D / A conversion unit.
  • PA Power Amplifier
  • the modem unit 24 demodulates the baseband packet signal from the RF unit 22 as a reception process. Further, the modem unit 24 outputs the demodulated result to the processing unit 26. The modem unit 24 also modulates the data from the processing unit 26 as a transmission process. Further, the modem unit 24 outputs the modulated result to the RF unit 22 as a baseband packet signal.
  • the modem unit 24 since the communication system 100 corresponds to the OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) modulation method, the modem unit 24 also executes FFT (Fast Fourier Transform) as reception processing and IFFT (Inverse TransFastFast) as transmission processing. Also execute.
  • the frame defining unit 32 receives a signal from a GPS satellite (not shown), and acquires time information based on the received signal.
  • time information based on the received signal.
  • description is abbreviate
  • the frame defining unit 32 generates a plurality of frames based on the time information. For example, the frame defining unit 32 generates ten “100 msec” frames by dividing the “1 sec” period into ten on the basis of the timing indicated by the time information. By repeating such processing, the frame is defined to be repeated.
  • FIGS. 3A to 3D show frame formats defined in the communication system 100.
  • FIG. 3A shows the structure of the frame.
  • the frame is formed of N subframes indicated as the first subframe to the Nth subframe. For example, when the frame length is 100 msec and N is 8, a subframe having a length of 12.5 msec is defined.
  • the description of FIGS. 3B to 3D will be described later, and returns to FIG.
  • the selection unit 34 selects a subframe in which a road and vehicle transmission period is to be set from among a plurality of subframes included in the frame. More specifically, the selection unit 34 receives a frame defined by the frame defining unit 32. The selection unit 34 inputs a demodulation result from another base station device 10 or a terminal device (not shown) via the RF unit 22 and the modem unit 24. The selection part 34 extracts the demodulation result from the other base station apparatus 10 among the input demodulation results. The selection unit 34 specifies the subframe that has not received the demodulation result by specifying the subframe that has received the demodulation result.
  • the selection unit 34 selects one subframe at random.
  • the selection unit 34 acquires reception power corresponding to the demodulation result, and gives priority to subframes with low reception power.
  • FIG. 3B shows a configuration of a frame generated by the first base station apparatus 10a.
  • the first base station apparatus 10a sets a road and vehicle transmission period at the beginning of the first subframe.
  • the 1st base station apparatus 10a sets a vehicle transmission period following the road and vehicle transmission period in a 1st sub-frame.
  • the vehicle transmission period is a period during which the in-vehicle terminal device can notify the packet signal. That is, in the road and vehicle transmission period which is the head period of the first subframe, the first base station apparatus 10a can notify the packet signal, and in the vehicle, the vehicle-mounted terminal in the vehicle transmission period other than the road and vehicle transmission period. It is defined that the device can broadcast the packet signal.
  • the first base station apparatus 10a sets only the vehicle transmission period from the second subframe to the Nth subframe.
  • FIG. 3C shows a configuration of a frame generated by the second base station apparatus 10b.
  • the second base station apparatus 10b sets a road and vehicle transmission period at the beginning of the second subframe.
  • the second base station apparatus 10b sets the vehicle transmission period from the first stage of the road and vehicle transmission period in the second subframe, from the first subframe and the third subframe to the Nth subframe.
  • FIG. 3D shows a configuration of a frame generated by the third base station apparatus 10c.
  • the third base station apparatus 10c sets a road and vehicle transmission period at the beginning of the third subframe.
  • the third base station apparatus 10c sets the vehicle transmission period from the first stage of the road and vehicle transmission period in the third subframe, the first subframe, the second subframe, and the fourth subframe to the Nth subframe.
  • the plurality of base station apparatuses 10 select different subframes, and set the road and vehicle transmission period at the head portion of the selected subframe.
  • the selection unit 34 outputs the selected subframe number to the generation unit 36.
  • FIGS. 4A to 4B show subframe configurations.
  • FIG. 4A shows a subframe in which a road and vehicle transmission period is set. As illustrated, one subframe is configured in the order of a road and vehicle transmission period and a vehicle and vehicle transmission period.
  • FIG. 4B shows the arrangement of packet signals during the road and vehicle transmission period. As illustrated, a plurality of RSU packet signals are arranged in the road and vehicle transmission period. Here, the front and rear packet signals are separated by SIFS (Short Interframe Space).
  • SIFS Short Interframe Space
  • FIG. 5A and 5B show the format of a MAC frame stored in a packet signal defined in the communication system 100.
  • FIG. FIG. 5A shows the format of the MAC frame.
  • “MAC header”, “LLC header”, “message header”, “data payload”, and “FCS” are arranged in order from the top. Information included in the data payload will be described later.
  • FIG. 5B is a diagram illustrating a configuration of a message header generated by the generation unit 36.
  • the message header includes a basic part.
  • the basic part includes “protocol version”, “transmission node type”, “number of reuses”, “TSF timer”, and “RSU transmission period length”.
  • the protocol version indicates the version of the corresponding protocol.
  • the transmission node type indicates the transmission source of the packet signal including the MAC frame. For example, “0” indicates a terminal device, and “1” indicates the base station device 10. When distinguishing between the in-vehicle terminal device and the portable terminal device, the transmission node type is indicated by 2 bits.
  • the selection unit 34 extracts a demodulation result from another base station device 10 from among the input demodulation results, the selection unit 34 uses the value of the transmission node type.
  • the reuse count indicates an index of validity when the message header is transferred by the terminal device, and the TSF timer indicates the transmission time.
  • the RSU transmission period length indicates the length of the road and vehicle transmission period, and can be said to be information relating to the road and vehicle transmission period.
  • the network communication unit 28 is connected to a network 202 (not shown).
  • the network communication unit 28 receives traffic jam information from the network 202.
  • the generation unit 36 acquires the traffic jam information from the network communication unit 28 and stores it in the data payload, thereby generating the RSU packet signal described above.
  • the control unit 30 controls processing of the entire base station apparatus 10.
  • This configuration can be realized in terms of hardware by a CPU, memory, or other LSI of any computer, and in terms of software, it can be realized by a program loaded in the memory, but here it is realized by their cooperation.
  • Draw functional blocks Accordingly, those skilled in the art will understand that these functional blocks can be realized in various forms only by hardware, or by a combination of hardware and software.
  • FIG. 6 shows the configuration of the in-vehicle terminal device 14 mounted on the vehicle 12.
  • the in-vehicle terminal device 14 includes an antenna 40, an RF unit 42, a modem unit 44, a processing unit 46, and a control unit 48.
  • the processing unit 46 includes a timing specifying unit 50, a transfer determining unit 56, an acquiring unit 58, a notification unit 60, and a generating unit 62.
  • the timing specifying unit 50 includes an extracting unit 52 and a carrier sense unit 54.
  • the antenna 40, the RF unit 42, and the modem unit 44 perform the same processing as the antenna 20, the RF unit 22, and the modem unit 24 in FIG. Therefore, here, the difference will be mainly described.
  • the modem unit 44 and the processing unit 46 receive packet signals from other terminal devices not shown and the base station device 10. As described above, the modem unit 44 and the processing unit 46 receive the packet signal from the base station apparatus 10 during the road and vehicle transmission period. As described above, the modem unit 44 and the processing unit 46 receive packet signals from other in-vehicle terminal devices 14 during the vehicle transmission period. Furthermore, although details will be described later, the modem unit 44 and the processing unit 46 receive a packet signal from a portable terminal device (not shown) regardless of the road and vehicle transmission period and the vehicle and vehicle transmission period.
  • the extraction unit 52 specifies the timing of the subframe in which the road and vehicle transmission period is arranged. In that case, the extraction part 52 estimates that it exists in the area 212 of FIG.
  • the extraction unit 52 generates a frame based on the timing of the subframe and the content of the message header of the packet signal, specifically, the content of the RSU transmission period length. Note that the generation of the frame only needs to be performed in the same manner as the frame defining unit 32 described above, and thus the description thereof is omitted here. As a result, the extraction unit 52 generates a frame synchronized with the frame formed in the base station device 10.
  • the extraction unit 52 estimates that the extraction unit 52 exists outside the area 214 in FIG. When it is estimated that the extraction unit 52 exists in the area 212, the extraction unit 52 selects a vehicle transmission period. When it is estimated that the extraction unit 52 exists outside the area 214, the extraction unit 52 selects a timing unrelated to the frame configuration. When the vehicle transmission period is selected, the extraction unit 52 outputs information on the frame and subframe timing and the vehicle transmission period to the carrier sense unit 54. When the extraction unit 52 selects a timing unrelated to the frame configuration, the extraction unit 52 instructs the carrier sense unit 54 to execute carrier sense.
  • the carrier sense unit 54 receives information on frame and subframe timing and vehicle transmission period from the extraction unit 52.
  • the carrier sense unit 54 measures the interference power by executing carrier sense during the vehicle transmission period.
  • the carrier sense part 54 determines the transmission timing in a vehicle transmission period based on interference power. More specifically, the carrier sense unit 54 stores a predetermined threshold value in advance, and compares the interference power with the threshold value. If the interference power is smaller than the threshold value, the carrier sense unit 54 determines the transmission timing.
  • the carrier sense unit 54 determines the transmission timing by executing CSMA without considering the frame configuration.
  • the carrier sense unit 54 notifies the generation unit 62 of the determined transmission timing.
  • the acquisition unit 58 includes a GPS receiver, a gyro sensor, a vehicle speed sensor, and the like (not shown). Based on data supplied from the GPS receiver, the presence position, the traveling direction, the moving speed, and the like (hereinafter referred to as “position”). (Collectively referred to as “information”). The existence position is indicated by latitude and longitude. Since a known technique may be used for these acquisitions, description thereof is omitted here. The acquisition unit 58 outputs the position information to the generation unit 62.
  • the transfer determination unit 56 controls the transfer of the message header.
  • the transfer determination unit 56 extracts a message header from the packet signal.
  • the number of reuses is set to “0”, but when the packet signal is transmitted from another in-vehicle terminal device 14, The number of reuses is set to a value of “1 or more”.
  • the transfer determination unit 56 selects a message header to be transferred from the extracted message header.
  • the transfer determination unit 56 may generate a new message header by combining the contents included in the plurality of message headers.
  • the transfer determination unit 56 outputs the message header to be selected to the generation unit 62. At that time, the transfer determination unit 56 increases the reuse count by “1”.
  • the generation unit 62 receives position information from the acquisition unit 58 and receives a message header from the transfer determination unit 56.
  • the generation unit 62 stores the position information in the data payload using the MAC frame shown in FIGS.
  • the generation unit 62 generates a packet signal including a MAC frame, and broadcasts the generated packet signal via the modem unit 44, the RF unit 42, and the antenna 40 at the transmission timing determined by the carrier sense unit 54. Send. This corresponds to inter-vehicle communication.
  • the transmission timing is included in the vehicle transmission period.
  • the notification unit 60 acquires a packet signal from the base station device 10 (not shown) and also acquires a packet signal from another in-vehicle terminal device 14 (not shown) via the extraction unit 52. As a process for the acquired packet signal, the notification unit 60 notifies the driver of the approach of another vehicle 12 or a pedestrian 16 (not shown) via a monitor or speaker according to the content of the data stored in the packet signal. To do. Furthermore, the notification unit 60 notifies the driver of traffic jam information and the like via a monitor and a speaker.
  • FIG. 7 shows the configuration of the portable terminal device 18 carried by the pedestrian 16.
  • the portable terminal device 18 includes an antenna 70, an RF unit 72, a modem unit 74, a processing unit 76, and a control unit 78.
  • the processing unit 76 includes an acquisition unit 80, a generation unit 82, and a timing specifying unit 84.
  • the timing specifying unit 84 includes an extracting unit 86, a setting unit 88, and a carrier sense unit 90.
  • the acquisition unit 80 acquires position information in the same manner as the acquisition unit 58 of FIG.
  • the acquisition unit 80 outputs the position information to the generation unit 82.
  • the modem unit 74 and the processing unit 76 receive packet signals from other terminal devices (not shown) and the base station device 10 as with the modem unit 44 and the processing unit 46 in FIG.
  • the modulation / demodulation unit 74 and the processing unit 76 are packet signals from the base station apparatus 10 in the road and vehicle transmission period out of the frames including at least the road and vehicle transmission period and the vehicle and vehicle transmission period, and the frame configuration A packet signal including information on is received.
  • the extraction unit 86 specifies the timing of the subframe in which the road-to-vehicle transmission period is arranged when the demodulation result from the modulation / demodulation unit 74 is a packet signal from the base station device 10 (not shown). To do.
  • the extraction unit 86 specifies the vehicle transmission period, and outputs information regarding the timing of the frames and subframes and the vehicle transmission period to the setting unit 88. On the other hand, when selecting the timing unrelated to the frame configuration, the extraction unit 86 instructs the setting unit 88 that the frame is not defined.
  • FIG. 8 shows the operation of the portable terminal device 18.
  • the horizontal axis shows time. Busy indicates that a signal from another device is being received. After the busy state is finished, a standby is made during DIFS (DCF IFS). Further, after the DIFS is completed, the process waits during the contention window. During this time, if no signal is received, a packet signal is transmitted.
  • the contention window is composed of a plurality of slots. The size of one slot is 13 ⁇ sec. The number of slots is determined by random numbers from 0 to N.
  • the length of the packet signal notified from the portable terminal device 18 is shorter than the length of the packet signal notified from the in-vehicle terminal device 14.
  • the range of random numbers that can be set for carrier sense by the carrier sense unit 90 is set to be narrower than the range of random numbers that can be set for the vehicle terminal device 14 for carrier sense.
  • the range of random numbers that can be set for carrier sense is determined by 0 to N / 2. This corresponds to the range of the waiting time that can be set by the in-vehicle terminal device 14 being shorter than the range of the waiting time that can be set by the portable terminal device 18.
  • the maximum waiting time that can be set by the setting unit 88 is smaller than the maximum waiting time that can be set by the in-vehicle terminal device 14 for carrier sense.
  • the setting unit 88 instructs that the frame is not defined, the setting unit 88 similarly sets the contention window regardless of the frame configuration.
  • the carrier sense unit 90 performs carrier sense over the waiting time set in the setting unit 88.
  • the modem unit 74 and the RF unit 72 notify the packet signal based on the result of carrier sense in the carrier sense unit 90.
  • the modification of this invention is related with the portable terminal device carried by the pedestrian like the Example.
  • the vehicle-mounted terminal device and the portable terminal device are alert
  • the frame is constituted by a road and vehicle transmission period, a vehicle and vehicle transmission period, and a pedestrian transmission period.
  • the in-vehicle terminal device notifies the packet signal in the vehicle transmission period, while the portable terminal device notifies the packet signal in the walking vehicle transmission period. That is, the period in which the in-vehicle terminal device can report the packet signal and the period in which the portable terminal device can report the packet signal are time-division multiplexed.
  • the communication system 100, the base station device 10, the in-vehicle terminal device 14, and the portable terminal device 18 according to the modified example are the same types as those in FIGS. 1, 2, 6, and 7. Here, the difference will be mainly described.
  • FIG. 9 shows a frame format according to a modification of the present invention.
  • a frame is composed of a road and vehicle transmission period, a vehicle and vehicle transmission period, and a walking and vehicle transmission period.
  • the length of the pedestrian transmission period is the pedestrian transmission period. It is defined to be shorter than the length of.
  • the number of portable terminal devices 18 that can report packet signals in the vehicle transmission period is larger than the number of in-vehicle terminal devices 14 that can report packet signals in the vehicle transmission period.
  • the length of the vehicle transmission period may be defined to be longer than the length of the walking vehicle transmission period. Furthermore, the length of the pedestrian transmission period may be defined to be equal to the length of the pedestrian transmission period. Information regarding such a frame configuration is stored in a packet signal from the base station apparatus 10.
  • the extraction unit 52 in FIG. 6 specifies the vehicle transmission period, and the extraction unit 86 in FIG. 7 specifies the pedestrian transmission period.
  • the carrier sense unit 54 in FIG. 6, the setting unit 88 in FIG. 7, and the carrier sense unit 90 perform the same processing as before.
  • Another modification of the present invention relates to a portable terminal device carried by a pedestrian as before.
  • the frame includes a road and vehicle transmission period, a vehicle and vehicle transmission period, and a pedestrian transmission period.
  • the pedestrian transmission period in another modification is formed by a plurality of slots.
  • the portable terminal device selects any one of the plurality of slots and broadcasts a packet signal in the selected slot. Therefore, the portable terminal device does not execute carrier sense.
  • a communication system 100, a base station apparatus 10, an in-vehicle terminal apparatus 14, and a portable terminal apparatus 18 according to another modification are the same types as those in FIGS. 1, 2, 6, and 7. Here, the difference will be mainly described.
  • FIG. 10 shows a frame format according to another modification of the present invention.
  • the frame shown in FIG. 10 includes a road and vehicle transmission period, a vehicle and vehicle transmission period, and a pedestrian transmission period, as in FIG. Further, the pedestrian transmission period is composed of N slots from the first slot to the Nth slot. Information regarding such a frame configuration is stored in a packet signal from the base station apparatus 10.
  • the extraction unit 52 in FIG. 6 identifies the vehicle transmission period, and the extraction unit 86 in FIG. 7 identifies the pedestrian transmission period and each slot.
  • the setting unit 88 in FIG. 7 selects one of the plurality of slots. For example, one slot is selected at random.
  • the carrier sense unit 90 performs carrier sense 100 msec before, that is, one frame before.
  • the carrier sense execution result is used in the setting unit 88.
  • the generation unit 82 generates a packet signal for notification in the slot selected by the setting unit 88.
  • the packet signal length generated in the generation unit 82 is fixed.
  • the packet signal length generated by the generation unit 62 in FIG. 6 is variable.
  • the carrier sense is executed in the vehicle transmission period specified by the frame information notified from the base station apparatus, even when the packet signal is notified from the portable terminal apparatus, It is possible to reduce the influence on the packet signal broadcast from the terminal device for use.
  • the waiting time range is narrower than the waiting time range of the in-vehicle terminal device, the packet signal can be preferentially transmitted with a small waiting time.
  • the packet signal can be easily transmitted with a small waiting time, the location can be notified immediately.
  • the transmission power of the packet signal notified from the portable terminal device is set to be smaller than the transmission power of the packet signal notified from the base station device or the in-vehicle terminal device, the influence on the latter can be reduced.
  • the transmission power is set small, the power consumption can be reduced.
  • the driving time can be lengthened.
  • the pedestrian transmission period is separately defined, the influence on inter-vehicle communication can be reduced.
  • the packet signal is notified in slot units during the pedestrian transmission period, the transmission efficiency can be improved.
  • the maximum waiting time that can be set by the portable terminal device 18 is set smaller than the maximum waiting time that can be set by the in-vehicle terminal device 14 for carrier sense.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the waiting time range that can be set by the setting unit 88 may be different from the waiting time range that can be set by the in-vehicle terminal device 14 for carrier sense.
  • the contention window in the setting unit 88 is defined as “0” to “15”, and the contention window in the in-vehicle terminal device 14 is defined as “16” to “63”. According to this modification, since the waiting time is shifted, the collision probability of packet signals can be reduced.
  • the maximum waiting time that can be set by the portable terminal device 18 is set smaller than the maximum waiting time that can be set by the in-vehicle terminal device 14 for carrier sense.
  • the present invention is not limited to this.
  • the waiting time that can be set by the setting unit 88 may be a fixed value, and the waiting time that can be set by the in-vehicle terminal device 14 for carrier sense may be a variable value.
  • the setting unit 88 sets SIFS and the like. According to this modification, the packet signal from the portable terminal device 18 can be preferentially notified.
  • the in-vehicle terminal device 14 and the portable terminal device 18 are configured separately.
  • the present invention is not limited to this.
  • these may be configured as one terminal device.
  • This terminal device becomes the in-vehicle terminal device 14 when operating in the in-vehicle mode, and becomes the portable terminal device 18 when operating in the portable mode.
  • Such a terminal device may be interpreted as the in-vehicle terminal device 14 or the portable terminal device 18 depending on the situation. According to this modification, one terminal device having the functions of both devices can be realized.
  • a frame or a subframe includes a road and vehicle transmission period, a vehicle and vehicle transmission period, and a pedestrian transmission period.
  • the lengths of the vehicle transmission period and the pedestrian transmission period are not particularly defined.
  • the present invention is not limited to this, and for example, information on the ratio between the vehicle transmission period and the pedestrian transmission period may be included in the message header.
  • the lengths of the vehicle transmission period and the pedestrian transmission period are controlled by a packet signal notified from the base station device 10.
  • the vehicle transmission period: the walking vehicle transmission period may be set to 1: 0 or 0: 1. According to this modification, the vehicle transmission period and the pedestrian transmission period can be flexibly adjusted.

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Abstract

　ＲＦ部７２、変復調部７４は、第１期間と第２期間とが少なくとも含まれたフレームのうち、第１期間において基地局装置からのパケット信号であって、かつフレーム構成に関する情報が含まれたパケット信号を受信する。抽出部８６は、受信したパケット信号をもとに、フレーム中の第２期間を特定する。設定部８８は、特定した第２期間にて、待ち時間を設定する。キャリアセンス部９０は、設定した待ち時間にわたって、キャリアセンスを実行する。変復調部７４、ＲＦ部７２は、キャリアセンスの結果をもとに、パケット信号を報知する。

Description

端末装置
　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報知する端末装置に関する。
　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）。
特開２００５－２０２９１３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。ＩＴＳ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ　Ｓｙｓｔｅｍｓ）のような車車間通信に無線ＬＡＮを適用する場合、不特定多数の車両のそれぞれに搭載された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。その結果、端末装置は、ブロードキャストされた信号を受信することによって、他の車両の接近を検出し、それを運転者に通知することによって、車両間の衝突事故を防止するための注意を運転者に喚起させる。
　車両間の衝突事故を防止するとともに、歩行者等と車両との衝突事故を防止することも望まれる。これに対応するために、端末装置は、車載される他に歩行者にも携帯される。歩行者が車両に追突されることを防止するために、歩行者に携帯される端末装置は、車載の端末装置に対して、存在している位置を通知する。一方、歩行者に携帯される端末装置は、バッテリで駆動するので、車載の端末装置と比較して処理量の低減が必要とされる。例えば、他の車両の接近は歩行者に対して通知されない。このような歩行者に携帯される端末装置がパケット信号をブロードキャスト送信する場合であっても、車載の端末装置からブロードキャスト送信されるパケット信号に与える影響は小さい方が望ましい。また、歩行者が自らの存在位置を知らしめるという目的を鑑みて、歩行者に携帯される端末装置は、車載の端末装置よりも優先的にパケット信号を報知できる方が望ましい。
　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、低消費電力化が必要とされる端末装置からパケット信号が報知される場合においても、他の端末装置から報知されるパケット信号に与える影響を低減しながら、優先的に報知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端末装置は、第１期間と第２期間とが少なくとも含まれたフレームのうち、第１期間において基地局装置からのパケット信号であって、かつフレーム構成に関する情報が含まれたパケット信号を受信する受信部と、受信部において受信したパケット信号をもとに、フレーム中の第２期間を特定する特定部と、特定部において特定した第２期間にて、待ち時間を設定する設定部と、設定部において設定した待ち時間にわたって、キャリアセンスを実行するキャリアセンス部と、キャリアセンス部におけるキャリアセンスの結果をもとに、パケット信号を報知する報知部とを備える。設定部が設定可能な待ち時間の範囲は、第２期間においてパケット信号を報知可能な他種の端末装置がキャリアセンスのために設定可能な待ち時間の範囲よりも狭い。
　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、低消費電力化が必要とされる端末装置からパケット信号が報知される場合においても、他の端末装置から報知されるパケット信号に与える影響を低減しながら、優先的に報知できる。
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４（ａ）－（ｂ）は、図３（ａ）－（ｄ）のサブフレームの構成を示す図である。 図５（ａ）－（ｂ）は、図１の通信システムにおいて規定されるパケット信号に格納されるＭＡＣ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車載用端末装置の構成を示す図である。 図１の歩行者に携帯された携帯用端末装置の構成を示す図である。 図７の携帯用端末装置の動作を示す図である。 本発明の変形例に係るフレームのフォーマットを示す図である。 本発明の別の変形例に係るフレームのフォーマットを示す図である。
　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（以下、「車載用端末装置」ともいう）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車載用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、車載用端末装置は、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、他の車載用端末装置は、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。車両の接近を運転者に通知することによって、運転者に注意を促す。車車間通信と路車間通信との干渉を低減するために、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。
　車載用端末装置は、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におい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。なお、車車間通信は、路車送信期間以外の車車間通信を実行するための期間（以下、「車車送信期間」という）においてＣＳＭＡ方式にてなされる。このような端末装置は、歩行者にも携帯される（以下、歩行者に携帯される端末装置を「携帯用端末装置」という）。携帯用端末装置は、バッテリ駆動であり、低消費電力化を必要とされる。そのため、携帯用端末装置は、データを格納したパケット信号をブロードキャスト送信するだけであり、車両の接近を歩行者に通知しない。
　このような携帯用端末装置がパケット信号をブロードキャスト送信する場合であっても、車載用端末装置からブロードキャスト送信されるパケット信号に対する影響を低減することが必要とされる。また、携帯用端末装置がパケット信号をブロードキャスト送信する目的は、歩行者の存在位置を運転者に知らしめるためである。そのため、携帯用端末装置にとって、車載用端末装置よりも優先的に送信できることが望まれる。これに対応するために、本実施例に係る通信システムは、次の処理を実行する。なお、以下では、携帯用端末装置であっても、車車間通信、路車間通信というものとする。また、車載用端末装置と携帯用端末装置とを区別せずに「端末装置」ということもあり、車載用端末装置と携帯用端末装置とを総称して「端末装置」ということもある。
　携帯用端末装置も、車載用端末装置と同様に、車車送信期間においてＣＳＭＡ方式を実行する。ここで、携帯用端末装置には、車載用端末装置よりも低消費電力化が望まれるので、携帯用端末装置からブロードキャスト送信される情報量は、車載用端末装置からブロードキャスト送信される情報量よりも少なくされる。その結果、前者のパケット信号長は、後者のパケット信号長よりも短くされる。ＣＳＭＡ方式では、コンテンションウインドウの長さが可変であり、その期間においてキャリアセンスが実行される。パケット信号長が短いにもかかわらず、コンテンションウインドウの最大値が同じであれば、パケット信号長に対する待ち時間が長くなってしまう。これに対応するために、携帯用端末装置でのコンテンションウインドウの最大値は、車載用端末装置でのコンテンションウインドウの最大値よりも短くなるように規定される。
　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、歩行者１６と総称される第１歩行者１６ａ、第２歩行者１６ｂを含む。なお、各車両１２には、図示しない車載用端末装置が設置され、各歩行者１６は、図示しない携帯用端末装置を携帯する。また、エリア２１２は、基地局装置１０の周囲に形成され、エリア外２１４は、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。
　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、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。
　車両１２は、エンジンにて駆動され、車載用端末装置を搭載する。車載用端末装置は、受信したパケット信号に含まれた制御情報をもとに、フレームを生成する。その結果、複数の車載用端末装置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。また、車載用端末装置は、車車送信期間において、ＣＳＭＡ／ＣＡを実行することによって、パケット信号を報知する。車載用端末装置は、例えば、存在位置に関する情報をパケット信号に格納する。また、車載用端末装置は、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、車載用端末装置によって転送される。
　一方、基地局装置１０からのパケット信号を受信できない車載用端末装置、つまりエリア外２１４に存在する車載用端末装置は、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。さらに、車載用端末装置は、他の車載用端末装置からのパケット信号を受信することによって、他の車載用端末装置が搭載された車両の接近を運転者へ通知する。
　歩行者１６は、携帯用端末装置を携帯する。携帯用端末装置は、車載用端末装置と同様の処理を実行する。しかしながら、携帯用端末装置は、処理を簡易にするために、車両等の接近を通知しない。また、携帯用端末装置は、ＣＳＭＡ／ＣＡを実行する際の平均待ち時間が車載用端末装置での平均待ち時間よりも短くなるように、コンテンションウインドウを設定する。さらに、携帯用端末装置における送信電力は、他の装置の送信電力よりも小さくなるように設定される。
　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、ネットワーク通信部２８、制御部３０を含む。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。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つづいて車車送信期間を設定する。車車送信期間とは、車載用端末装置がパケット信号を報知可能な期間である。つまり、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第１基地局装置１０ａは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車載用端末装置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ＲＳＵパケット信号を生成する。なお、以下の説明において、ＲＳＵパケット信号とパケット信号とは区別せずに使用される。図４（ａ）－（ｂ）は、サブフレームの構成を示す。図４（ａ）は、路車送信期間が設定されたサブフレームを示す。図示のごとく、ひとつのサブフレームは、路車送信期間、車車送信期間の順に構成される。図４（ｂ）は、路車送信期間におけるパケット信号の配置を示す。図示のごとく、路車送信期間において、複数のＲＳＵパケット信号が並べられている。ここで、前後のパケット信号は、ＳＩＦＳ（Ｓｈｏｒｔ　Ｉｎｔｅｒｆｒａｍｅ　Ｓｐａｃｅ）だけ離れている。
　ここでは、ＲＳＵパケット信号の構成を説明する。図５（ａ）－（ｂ）は、通信システム１００において規定されるパケット信号に格納されるＭＡＣフレームのフォーマットを示す。図５（ａ）は、ＭＡＣフレームのフォーマットを示す。ＭＡＣフレームは、先頭から順に、「ＭＡＣヘッダ」、「ＬＬＣヘッダ」、「メッセージヘッダ」、「データペイロード」、「ＦＣＳ」を配置する。データペイロードに含まれる情報については、後述する。図５（ｂ）は、生成部３６によって生成されるメッセージヘッダの構成を示す図である。メッセージヘッダには、基本部分が含まれている。
　基本部分は、「プロトコルバージョン」、「送信ノード種別」、「再利用回数」、「ＴＳＦタイマ」、「ＲＳＵ送信期間長」を含む。プロトコルバージョンは、対応しているプロトコルのバージョンを示す。送信ノード種別は、ＭＡＣフレームが含まれたパケット信号の送信元を示す。例えば、「０」は端末装置を示し、「１」は基地局装置１０を示す。なお、車載用端末装置と携帯用端末装置とを区別する場合、送信ノード種別が２ビットで示される。選択部３４が、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場合に、選択部３４は、送信ノード種別の値を利用する。再利用回数は、メッセージヘッダが端末装置によって転送される場合の有効性の指標を示し、ＴＳＦタイマは、送信時刻を示す。ＲＳＵ送信期間長は、路車送信期間の長さを示しており、路車送信期間に関する情報といえる。図２に戻る。
　ネットワーク通信部２８は、図示しないネットワーク２０２に接続される。ネットワーク通信部２８は、ネットワーク２０２から、渋滞情報を受けつける。生成部３６は、ネットワーク通信部２８から、渋滞情報を取得し、データペイロードに格納することによって、前述のＲＳＵパケット信号を生成する。制御部３０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６は、車両１２に搭載された車載用端末装置１４の構成を示す。車載用端末装置１４は、アンテナ４０、ＲＦ部４２、変復調部４４、処理部４６、制御部４８を含む。処理部４６は、タイミング特定部５０、転送決定部５６、取得部５８、通知部６０、生成部６２を含み、タイミング特定部５０は、抽出部５２、キャリアセンス部５４を含む。アンテナ４０、ＲＦ部４２、変復調部４４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。そのため、ここでは、差異を中心に説明する。
　変復調部４４、処理部４６は、図示しない他の端末装置や基地局装置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４４、処理部４６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する。前述のごとく、変復調部４４、処理部４６は、車車送信期間において、他の車載用端末装置１４からのパケット信号を受信する。さらに、詳細は後述するが、変復調部４４、処理部４６は、路車送信期間と車車送信期間に関係なく、図示しない携帯用端末装置からのパケット信号を受信する。
　抽出部５２は、変復調部４４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。その際、抽出部５２は、図１のエリア２１２内に存在すると推定する。抽出部５２は、サブフレームのタイミングと、パケット信号のメッセージヘッダの内容、具体的には、ＲＳＵ送信期間長の内容をもとに、フレームを生成する。なお、フレームの生成は、前述のフレーム規定部３２と同様になされればよいので、ここでは説明を省略する。その結果、抽出部５２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。
　一方、抽出部５２は、ＲＳＵパケット信号を受信していない場合、図１のエリア外２１４に存在すると推定する。抽出部５２は、エリア２１２に存在していることを推定した場合、車車送信期間を選択する。抽出部５２は、エリア外２１４に存在していることを推定すると、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５２は、車車送信期間を選択した場合、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５４へ出力する。抽出部５２は、フレームの構成と無関係のタイミングを選択すると、キャリアセンスの実行をキャリアセンス部５４に指示する。
　キャリアセンス部５４は、抽出部５２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５４は、車車送信期間において、キャリアセンスを実行することによって、干渉電力を測定する。また、キャリアセンス部５４は、干渉電力をもとに、車車送信期間における送信タイミングを決定する。具体的に説明すると、キャリアセンス部５４は、所定のしきい値を予め記憶しており、干渉電力としきい値とを比較する。干渉電力がしきい値よりも小さければ、キャリアセンス部５４は、送信タイミングを決定する。キャリアセンス部５４は、抽出部５２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５４は、決定した送信タイミングを生成部６２へ通知する。
　取得部５８は、図示しないＧＰＳ受信機、ジャイロセンサ、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、車載用端末装置１４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５８は、位置情報を生成部６２へ出力する。
　転送決定部５６は、メッセージヘッダの転送を制御する。転送決定部５６は、パケット信号からメッセージヘッダを抽出する。パケット信号が基地局装置１０から直接送信されている場合には、再利用回数が「０」に設定されているが、パケット信号が他の車載用端末装置１４から送信されている場合には、再利用回数が「１以上」の値に設定されている。転送決定部５６は、抽出したメッセージヘッダから、転送すべきメッセージヘッダを選択する。ここでは、例えば、再利用回数が最も小さいメッセージヘッダが選択される。また、転送決定部５６は、複数のメッセージヘッダに含まれた内容を合成することによって新たなメッセージヘッダを生成してもよい。転送決定部５６は、選択対象のメッセージヘッダを生成部６２へ出力する。その際、転送決定部５６は、再利用回数を「１」増加させる。
　生成部６２は、取得部５８から位置情報を受けつけ、転送決定部５６からメッセージヘッダを受けつける。生成部６２は、図５（ａ）－（ｂ）に示されたＭＡＣフレームを使用し、位置情報をデータペイロードに格納する。生成部６２は、ＭＡＣフレームが含まれたパケット信号を生成するとともに、キャリアセンス部５４において決定した送信タイミングにて、変復調部４４、ＲＦ部４２、アンテナ４０を介して、生成したパケット信号をブロードキャスト送信する。これは、車車間通信に相当する。なお、送信タイミングは、車車送信期間に含まれている。
　通知部６０は、抽出部５２を介して、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、図示しない他の車載用端末装置１４からのパケット信号を取得する。通知部６０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や歩行者１６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。さらに、通知部６０は、渋滞情報等も運転者へモニタやスピーカを介して通知する。
　図７は、歩行者１６に携帯された携帯用端末装置１８の構成を示す。携帯用端末装置１８は、アンテナ７０、ＲＦ部７２、変復調部７４、処理部７６、制御部７８を含む。また、処理部７６は、取得部８０、生成部８２、タイミング特定部８４を含み、タイミング特定部８４は、抽出部８６、設定部８８、キャリアセンス部９０を含む。取得部８０は、図６の取得部５８と同様に、位置情報を取得する。取得部８０は、位置情報を生成部８２に出力する。
　変復調部７４、処理部７６は、図６の変復調部４４、処理部４６と同様に、図示しない他の端末装置や基地局装置１０からのパケット信号を受信する。特に、変復調部７４、処理部７６は、路車送信期間と車車送信期間とが少なくとも含まれたフレームのうち、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であって、かつフレーム構成に関する情報が含まれたパケット信号を受信する。抽出部８６は、抽出部５２と同様に、変復調部７４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。また、抽出部８６は、車車送信期間を特定し、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設定部８８へ出力する。一方、抽出部８６は、フレームの構成と無関係のタイミングを選択すると、フレームが規定されていないことを設定部８８に指示する。
　設定部８８は、抽出部８６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と、車車送信期間にて、キャリアセンスのための待ち時間を設定する。ここでは、キャリアセンスによるＣＳＭＡ動作の概要を説明する。図８は、携帯用端末装置１８の動作を示す。横軸が時間を示す。ビジーは、他の装置からの信号を受信している状態を示す。ビジー状態が終了した後、ＤＩＦＳ（ＤＣＦ　ＩＦＳ）の間にわたって待機がなされる。さらに、ＤＩＦＳ終了後、コンテンションウインドウの間にわたっても待機がされる。この間に、信号を受信しなかった場合に、パケット信号が送信される。ここで、コンテンションウインドウは、複数のスロットによって構成される。ひとつのスロットのサイズは、１３μｓｅｃである。また、スロットの数は、０～Ｎの乱数によって定められる。携帯用端末装置１８から報知されるパケット信号の長さは、車載用端末装置１４から報知されるパケット信号の長さよりも短い。
　そのため、コンテンションウインドウの期間が両者の間で同一であれば、前者は後者よりも、パケット信号長に対する待ち時間が長くなる。これに対応するため、キャリアセンス部９０がキャリアセンスのために設定可能な乱数の範囲は、車載用端末装置１４がキャリアセンスのために設定可能な乱数の範囲よりも狭くなるように設定される。例えば、キャリアセンスのために設定可能な乱数の範囲は、０～Ｎ／２によって定められる。これは、車載用端末装置１４が設定可能な待ち時間の範囲が携帯用端末装置１８が設定可能な待ち時間の範囲よりも短いことに相当する。また、設定部８８が設定可能な待ち時間の最大値は、車載用端末装置１４がキャリアセンスのために設定可能な待ち時間の最大値よりも小さくなっている。図７に戻る。なお、フレームが規定されていないことを設定部８８から指示された場合、設定部８８は、フレームの構成と無関係にコンテンションウインドウを同様に設定する。
　キャリアセンス部９０は、設定部８８において設定した待ち時間にわたって、キャリアセンスを実行する。変復調部７４、ＲＦ部７２は、キャリアセンス部９０におけるキャリアセンスの結果をもとに、パケット信号を報知する。
　次に、本発明の変形例を説明する。本発明の変形例は、実施例と同様に、歩行者に携帯された携帯用端末装置に関する。実施例では、車載用端末装置と携帯用端末装置は、車車送信期間においてパケット信号を報知している。一方、変形例では、フレームが、路車送信期間、車車送信期間、歩車送信期間によって構成されている。車載用端末装置は、車車送信期間においてパケット信号を報知するが、携帯用端末装置は、歩車送信期間においてパケット信号を報知する。つまり、車載用端末装置がパケット信号を報知可能な期間と、携帯用端末装置がパケット信号を報知可能な期間とは、時分割多重されている。変形例に係る通信システム１００、基地局装置１０、車載用端末装置１４、携帯用端末装置１８は、図１、図２、図６、図７と同様のタイプである。ここでは、差異を中心に説明する。
　図９は、本発明の変形例に係るフレームのフォーマットを示す。図示のごとく、フレームは、路車送信期間、車車送信期間、歩車送信期間によって構成される。前述のごとく、携帯用端末装置１８から報知されるパケット信号の長さは、車載用端末装置１４から報知されるパケット信号の長さよりも短いので、歩車送信期間の長さは歩車送信期間の長さよりも短くなるように規定される。一方、歩車送信期間においてパケット信号を報知しうる携帯用端末装置１８の数が、車車送信期間においてパケット信号を報知しうる車載用端末装置１４の数よりも多いことを想定して、歩車送信期間の長さは歩車送信期間の長さよりも長くなるように規定されてもよい。さらに、歩車送信期間の長さは歩車送信期間の長さに等しくなるように規定されてもよい。このようなフレームの構成に関する情報は、基地局装置１０からのパケット信号に格納される。図６の抽出部５２は、車車送信期間を特定し、図７の抽出部８６は、歩車送信期間を特定する。図６のキャリアセンス部５４、図７の設定部８８、キャリアセンス部９０は、これまでと同様の処理を実行する。
　次に、本発明の別の変形例を説明する。本発明の別の変形例は、これまでと同様に、歩行者に携帯された携帯用端末装置に関する。別の変形例では、変形例と同様に、フレームが、路車送信期間、車車送信期間、歩車送信期間によって構成されている。また、別の変形例における歩車送信期間は、複数のスロットにて形成される。携帯用端末装置は、複数のスロットのうちのいずれかを選択し、選択したスロットにてパケット信号を報知する。そのため、携帯用端末装置は、キャリアセンスを実行しない。別の変形例に係る通信システム１００、基地局装置１０、車載用端末装置１４、携帯用端末装置１８は、図１、図２、図６、図７と同様のタイプである。ここでは、差異を中心に説明する。
　図１０は、本発明の別の変形例に係るフレームのフォーマットを示す。図１０に示されたフレームは、図９と同様に、路車送信期間、車車送信期間、歩車送信期間によって構成される。また、歩車送信期間は、第１スロットから第ＮスロットのＮ個のスロットにて構成される。このようなフレームの構成に関する情報は、基地局装置１０からのパケット信号に格納される。図６の抽出部５２は、車車送信期間を特定し、図７の抽出部８６は、歩車送信期間を特定するとともに、各スロットを特定する。図７の設定部８８は、複数のスロットのうちのひとつを選択する。例えば、ひとつのスロットはランダムに選択される。その際、キャリアセンス部９０は、１００ｍｓｅｃ前、つまり１フレーム前にキャリアセンスを実行する。キャリアセンスの実行結果が設定部８８に使用される。生成部８２は、設定部８８において選択されたスロットにて報知するためのパケット信号を生成する。ここで、生成部８２において生成されるパケット信号長は固定であるとする。一方、図６の生成部６２において生成されるパケット信号長は可変であるとする。
　本発明の実施例によれば、基地局装置から通知されるフレーム情報によって特定される車車送信期間においてキャリアセンスを実行するので、携帯用端末装置からパケット信号が報知される場合においても、車載用端末装置から報知されるパケット信号に与える影響を低減できる。また、車載用端末装置の待ち時間の範囲よりも、待ち時間の範囲が狭いので、少ない待ち時間でパケット信号を優先的に送信できる。また、少ない待ち時間でパケット信号を送信しやすくなるので、直ちに存在位置を通知できる。また、携帯用端末装置から報知されるパケット信号の送信電力が、基地局装置や車載用端末装置から報知されるパケット信号の送信電力よりも小さく設定されるので、後者に与える影響を低減できる。また、送信電力が小さく設定されるので、消費電力を低減できる。また、消費電力が低減されるので、駆動時間を長くできる。また、歩車送信期間を別に規定するので、車車間通信に与える影響を低減できる。また、歩車送信期間においてスロット単位にパケット信号を報知するので、送信の効率を向上できる。
　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。
　本発明の実施例において、携帯用端末装置１８が設定可能な待ち時間の最大値は、車載用端末装置１４がキャリアセンスのために設定可能な待ち時間の最大値よりも小さく設定されている。しかしながらこれに限らず例えば、設定部８８が設定可能な待ち時間の範囲は、車載用端末装置１４がキャリアセンスのために設定可能な待ち時間の範囲とずれていてもよい。一例では、設定部８８でのコンテンションウインドウが、「０」から「１５」と規定され、車載用端末装置１４でのコンテンションウインドウが、「１６」から「６３」と規定される。本変形例によれば、待ち時間をずらすので、パケット信号の衝突確率を低減できる。
　本発明の実施例において、携帯用端末装置１８が設定可能な待ち時間の最大値は、車載用端末装置１４がキャリアセンスのために設定可能な待ち時間の最大値よりも小さく設定されている。しかしながらこれに限らず例えば、設定部８８が設定可能な待ち時間は固定値であり、車載用端末装置１４がキャリアセンスのために設定可能な待ち時間は可変値であってもよい。一例では、設定部８８は、ＳＩＦＳ等を設定する。本変形例によれば、携帯用端末装置１８からのパケット信号を優先的に報知できる。
　本発明の実施例において、車載用端末装置１４と携帯用端末装置１８とは別に構成されている。しかしながらこれに限らず例えば、これらがひとつの端末装置として構成されてもよい。この端末装置は、車載モードで動作する際に車載用端末装置１４になり、携帯モードで動作する際に携帯用端末装置１８になる。このような端末装置は、状況に応じて、車載用端末装置１４と解してもよく、携帯用端末装置１８と解してもよい。本変形例によれば、両装置の機能を有したひとつの端末装置を実現することができる。
　本発明の変形例と別の変形例とにおいて、フレームまたはサブフレームが、路車送信期間、車車送信期間、歩車送信期間によって構成されている。なお、車車送信期間、歩車送信期間の長さについては、特に定められていない。しかしながらこれに限らず例えば、車車送信期間と歩車送信期間との比に関する情報がメッセージヘッダに含まれてもよい。このように構成されている場合、車車送信期間、歩車送信期間の長さが、基地局装置１０から報知されるパケット信号によって制御される。なお、車車送信期間：歩車送信期間が１：０や０：１のように設定されてもよい。本変形例によれば、車車送信期間、歩車送信期間を柔軟に調節できる。
　１０　基地局装置、　１２　車両、　１４　車載用端末装置、　１６　歩行者、　１８　携帯用端末装置、　２０　アンテナ、　２２　ＲＦ部、　２４　変復調部、　２６　処理部、　２８　ネットワーク通信部、　３０　制御部、　３２　フレーム規定部、　３４　選択部、　３６　生成部、　４０　アンテナ、　４２　ＲＦ部、　４４　変復調部、　４６　処理部、　４８　制御部、　５０　タイミング特定部、　５２　抽出部、　５４　キャリアセンス部、　５６　転送決定部、　５８　取得部、　６０　通知部、　６２　生成部、　７０　アンテナ、　７２　ＲＦ部、　７４　変復調部、　７６　処理部、　７８　制御部、　８０　取得部、　８２　生成部、　８４　タイミング特定部、　８６　抽出部、　８８　設定部、　９０　キャリアセンス部、　１００　通信システム。
　本発明によれば、低消費電力化が必要とされる端末装置からパケット信号が報知される場合においても、他の端末装置から報知されるパケット信号に与える影響を低減しながら、優先的に報知できる。

Claims (4)

  1. 　第１期間と第２期間とが少なくとも含まれたフレームのうち、第１期間において基地局装置からのパケット信号であって、かつフレーム構成に関する情報が含まれたパケット信号を受信する受信部と、
    　前記受信部において受信したパケット信号をもとに、フレーム中の第２期間を特定する特定部と、
    　前記特定部において特定した第２期間にて、待ち時間を設定する設定部と、
    　前記設定部において設定した待ち時間にわたって、キャリアセンスを実行するキャリアセンス部と、
    　前記キャリアセンス部におけるキャリアセンスの結果をもとに、パケット信号を報知する報知部とを備え、
    　前記設定部が設定可能な待ち時間の範囲は、第２期間においてパケット信号を報知可能な他種の端末装置がキャリアセンスのために設定可能な待ち時間の範囲よりも狭いことを特徴とする端末装置。
  2. 　前記設定部が設定可能な待ち時間の最大値は、他種の端末装置がキャリアセンスのために設定可能な待ち時間の最大値よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の端末装置。
  3. 　前記設定部が設定可能な待ち時間の範囲は、他種の端末装置がキャリアセンスのために設定可能な待ち時間の範囲とずれていることを特徴とする請求項１に記載の端末装置。
  4. 　前記設定部が設定可能な待ち時間は固定値であり、他種の端末装置がキャリアセンスのために設定可能な待ち時間は可変値であることを特徴とする請求項１に記載の端末装置。
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