通信方法および無線端末
【課題】アドホック無線ネットワークにおいて効率的かつ有効な通信を行う手段を提供する。
【解決手段】アドホック無線通信ネットワークにおける通信方法であって、互いに異なるマーカＩＤを付された複数のマーカが道路に設置されており、中継端末は、最寄りのマーカからマーカＩＤを取得し、パケットを受信した際に、パケットに格納されているマーカＩＤと、最寄りのマーカから所得したマーカＩＤとを比較して、パケットを中継するか否かを決定する。マーカの設置間隔は、その場所における電波到達距離に応じて調整されていることが好ましい。
【解決手段】アドホック無線通信ネットワークにおける通信方法であって、互いに異なるマーカＩＤを付された複数のマーカが道路に設置されており、中継端末は、最寄りのマーカからマーカＩＤを取得し、パケットを受信した際に、パケットに格納されているマーカＩＤと、最寄りのマーカから所得したマーカＩＤとを比較して、パケットを中継するか否かを決定する。マーカの設置間隔は、その場所における電波到達距離に応じて調整されていることが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１又は複数の中継端末を介して無線端末間で無線通信をするための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線端末が１又は複数の中継端末を介して他の無線端末と通信を行う、いわゆるアドホック無線ネットワークでは、パケットを目的の無線端末に届けるためにどのように中継するかが重要となる。
【０００３】
最も簡単な方法としては、パケットを受信した全ての無線端末が隣接する無線端末に対してパケットを中継送信する方法がある。このように隣接する無線端末に中継送信を繰り返すことで、ネットワーク内の全ての無線端末に情報を配信することができる。この方法は、フラッディング法と呼ばれている。この方法では、パケットを受信した無線端末の全てが中継送信を行うため、過剰な中継により無線帯域が消費されてしまう。また、隣接する無線端末同士で電波の衝突が起こりやすい。
【０００４】
中継回数を減らす中継端末決定方法として、特許文献１，２に記載の技術が知られている。すなわち、各無線端末が経路制御情報（ルーティングテーブル）を保持しており、この経路制御情報に基づいて中継を行う無線端末を決定する方法である。
【０００５】
また、経路制御情報を利用せずに中継端末を決定する方法として、ＧＰＳ（Global Positioning System）を利用する方法が知られている。この方法では、中継端末が自端末と送信端末との相対位置（距離）をＧＰＳにより把握し、この相対位置に基づいてパケットを中継するか否かを決定する。
【特許文献１】特開２００３−８５９１号公報
【特許文献２】特開２００１−３５８６４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記のような従来技術では、下記のような問題が生じていた。
【０００７】
経路制御情報を用いる方法では、データパケットの通信を開始する前に、経路制御情報を作成するための余計なトラフィックが発生する。特に、移動端末（例えば車載端末）間のネットワークのように、ネットワークトポロジーが頻繁に変化する場合には、その都度経路制御情報を更新しなければならないため非効率である。
【０００８】
ＧＰＳを用いる方法では、経路制御情報は必要ない。しかしながら、この方法は、電波の到達距離が場所に依らず一定であるという仮定に基づいているため、見通しの悪い曲線道路や遮蔽物の多い市街地などの電波の到達可能な距離が短くなる場所では有効ではない。
【０００９】
本発明は上記実情を鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、アドホック無線ネットワークにおける効率的かつ有効な通信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明では、道路に設置されたマーカを利用する。マーカは、一意のＩＤ（マーカＩＤ）を有しており、このマーカＩＤを端末に通知する手段を有す
る。この手段は、マーカから電波や光や音波などを放射して通知する能動的（アクティブ）な方法であっても良く、端末から放射された電波や光や音波などを反射することで通知する受動的（パッシブ）な方法であっても良い。
【００１１】
このようなマーカを道路に設置することは、道路を分割し各区間にＩＤを付したことと等価である。すなわち、マーカＩＤはマーカに対する識別子であると同時に、道路の区間に対する識別子でもある。このようにマーカを設置したことにより、端末は最寄りのマーカからマーカＩＤを取得するだけで自端末の位置する区間を認識することができる。
【００１２】
具体的なマーカの構成は、アクティブな方法を用いる例として、道路や路側に埋設されたＲＦ−ＩＤ（Radio Frequency Identification）や磁石など、または電波や光や音波を放射する路側機などがある。またパッシブな方法を用いるマーカの構成としては、例えば、道路や路側に埋設されたミリ波反射板などがある。
【００１３】
本発明の第１の態様は、送信端末と他の無線端末とが無線パケット通信を行う際に、中継端末がパケットの中継を行う通信方法である。ここで中継端末は、最寄りのマーカからマーカＩＤを取得し、パケットを受信した際に、前記パケットに格納されているマーカＩＤと、前記最寄りのマーカから取得したマーカＩＤとを比較して、パケットを中継するか否かを決定する。
【００１４】
マーカＩＤに基づいた決定を行うため、経路制御情報は不要である。したがって、経路制御情報を作成するための通信を行う必要もなく、効率的な通信が可能となる。
【００１５】
また、前述したようにマーカＩＤは道路の区間を特定するものであるので、マーカＩＤの比較により道路上の区間距離に応じた中継が可能となる。これは、電波の到達距離が２地点間の直線距離では判断できない状況で有効である。
【００１６】
ここで、マーカの設置間隔は、その設置場所における電波到達距離に応じて調整されることが好ましい。例えば、隣接するマーカ間の設置間隔あるいは一定数離れたマーカ間の設置間隔が、その設置場所における電波到達距離と等しくなるように各マーカを設置する。具体的には、曲線道路におけるマーカの設置間隔を、直線道路におけるマーカの設置間隔よりも短くすることなどが考えられる。一般に、電波到達距離は、直線道路よりも曲線道路においてのほうが短いからである。これにより、中継端末は実際の電波到達距離に基づいて中継判断を行うことが可能となる。
【００１７】
最も効率的な中継方法は、電波到達範囲の端部付近にある中継端末が中継送信することである。マーカの設置間隔を上記のように調整すれば、中継端末が電波到達範囲の端部に位置するかを容易に判断することができるので、効率的な中継判断を行うことが可能となる。
【００１８】
本発明の第１の態様における中継端末決定方法は、以下の処理により行われても良い。すなわち、送信端末は、最寄りのマーカからマーカＩＤを取得し、このマーカＩＤから中継位置のマーカＩＤを算出し、算出された中継位置のマーカＩＤをパケットに格納して送信する。そして、このパケットを受信した中継端末は、自端末が最寄りのマーカから取得したマーカＩＤと、パケットに格納されている中継位置のマーカＩＤとが一致する場合に、パケットを中継する。
【００１９】
また、本発明の第１の態様における中継端末決定方法は、以下の処理により行われても良い。すなわち、送信端末は、最寄りのマーカからマーカＩＤを取得し、このマーカＩＤをパケットに格納して送信する。このパケットを受信した中継端末は、パケットに格納さ
れているマーカＩＤから中継位置を算出し、算出された中継位置のマーカＩＤと、自端末が最寄りのマーカから取得したマーカＩＤとが一致する場合に、パケットを中継する。
【００２０】
これらの中継端末決定方法において、送信端末のマーカＩＤから中継位置のマーカＩＤを決定する処理は、例えば以下の方法によって行われる。中継位置は、電波到達範囲内にあって送信端末からもっとも遠いマーカのマーカＩＤとして算出されることが好ましい。また例えば、送信元のマーカＩＤと中継位置のマーカＩＤとを対応付けたテーブルをあらかじめ保持しており、このテーブルを用いて決定するようにしても良い。なお、算出される中継位置のマーカＩＤは、一つである必要はなく、複数であっても良い。この場合、最寄りのマーカから取得したマーカＩＤが中継位置のマーカＩＤに一致するとは、最寄りのマーカから取得したマーカＩＤが、複数ある中継位置のマーカＩＤの少なくとも一つと一致することを意味する。
【００２１】
本発明の第２の態様は、送信端末と他の無線端末とが通信する際に、パケットを中継するために用いる無線端末であって、マーカＩＤ取得手段と無線通信手段とを含む。
【００２２】
マーカＩＤ取得手段は、道路に設置されたマーカから、マーカに付されたマーカＩＤを取得する。無線通信手段は、受信したパケットに格納されているマーカＩＤと、マーカＩＤ取得手段により取得した最寄りのマーカのマーカＩＤとを比較して、パケットを中継するか否かを決定する。
【００２３】
このようにマーカＩＤに基づいた決定を行うため、経路制御情報が不要となる。したがって、経路制御情報を作成するための通信を行う必要がなく、効率的な通信が可能となる。
【００２４】
また、マーカＩＤの比較をすることで、道路上の区間距離に応じた中継が可能となる。これは、電波の到達距離が２地点間の直線距離では判断できない状況で有効である。
【００２５】
本発明の第２の態様における無線通信手段は、以下のように構成されても良い。すなわち、無線通信手段は、送信端末が中継位置としてパケットに格納したマーカＩＤと、マーカＩＤ取得手段により取得したマーカＩＤとが一致する場合に、パケットを中継する。
【００２６】
また、本発明の第２の態様における無線通信手段は、以下のように構成されても良い。すなわち、無線通信手段は、送信端末が最寄りのマーカから取得しパケットに格納したマーカＩＤを取得する。そして、無線通信手段は、このマーカＩＤから中継位置のマーカＩＤを算出する。そして、無線通信手段は、この算出された中継位置のマーカＩＤと、マーカＩＤ取得手段により取得した最寄りのマーカのマーカＩＤとが一致する場合に、パケットを中継する。
【００２７】
また本発明は、第２の態様における無線端末を備える車両として構成されても良い。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、アドホック無線ネットワークにおいて効率的かつ有効な通信を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下に、本発明の実施形態を、添付図面を用いて説明する。
【００３０】
（第１の実施形態）
＜システム構成＞
［無線端末］
本実施形態にかかるアドホック無線ネットワークでは、ネットワークを構成する無線端末は移動端末である。具体例として、車両に設けられた車載端末（移動端末）が車車間アドホック無線通信を行う例を挙げる。この車車間アドホック無線ネットワークでは、渋滞情報や事故情報を配信したり、エアバックの起動や急ブレーキに合わせて警告情報を配信したりすることで、円滑な交通の実現を支援する。
【００３１】
図１は、本実施形態における無線端末を搭載した車両の構成を示す図である。車両１は、マーカＩＤ取得部２、マーカＩＤ記憶部３、アンテナ４、通信処理部５を有する。
【００３２】
マーカＩＤ取得部２は、道路や路側に埋設もしくは路側に設置されるマーカ６からマーカＩＤを取得し、マーカＩＤ記憶部３に記憶する。マーカＩＤ記憶部３は、メモリとして構成される。マーカＩＤ取得部２の構成は、マーカ６の構成の説明の際に合わせて説明する。
【００３３】
アンテナ４は、前方と後方に指向性を有している。これは、車両は通常道路上で直線状に並ぶため、左右に対しては電波を放射する必要がないからである。また、車両の左右には壁や建物などの障害物があることが多く、反射波により電波の干渉が起きてしまうことを防ぐためでもある。本実施形態では無線通信方式として、ＩＥＥＥ８０２．１１ｘなどの無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）や、ＩＥＥＥ８０２．１６やＩＥＥＥ８０２．２０などを想定しているが、他の方式を採用しても良い。
【００３４】
通信処理部５は、マーカＩＤ記憶部３に格納されているマーカＩＤを利用して、アンテナ４により受信したパケットを中継するか否かの判断などを行う。なお、本実施形態では、アンテナ４と通信処理部５とが、無線通信手段を構成する。通信処理部５は、メモリなどに格納されたプログラムを実行するＣＰＵ（中央演算処理装置）などを有している。
【００３５】
［マーカ］
マーカ６は、道路や路側に埋め込まれたＲＦ−ＩＤやミリ波反射板などとして、または電波や光や音波などを放射する路側機として構成される。
【００３６】
マーカ６が道路又は路側に埋設されたＲＦ−ＩＤの場合は、マーカＩＤ取得部２はＲＦ−ＩＤリーダとして構成される。この場合、車両１はＲＦ−ＩＤリーダからＲＦエネルギーを放射しつつ移動する。ＲＦ−ＩＤは、ＲＦエネルギーによって電力の供給を受けると、マーカＩＤを搬送波に乗せて発信する。ＲＦ−ＩＤリーダがこれを受信してマーカＩＤを取得する。
【００３７】
マーカ６が道路又は路側に埋設されたミリ波反射板の場合は、マーカＩＤ取得部２はミリ波レーダとして構成される。この場合、車両１はミリ波レーダからミリ波を放射しつつ移動する。ミリ波レーダは、ミリ波反射板によって反射された反射波を受信して、その反射波からマーカＩＤを取得する。
【００３８】
マーカ６が路側に設置された電波を放射する路側機の場合は、マーカＩＤ取得部２は無線受信機として構成される。また、マーカ６は電波ではなく、光や音波を放射する路側機として構成されても良い。この場合、マーカＩＤ取得部２には、それぞれ光や音波の受信機として構成される。マーカ６は、マーカＩＤを電波などに乗せて放射を続けていて、通信範囲内を通行する車両がマーカＩＤ取得部２によりその電波などを受信してマーカＩＤを取得する。
【００３９】
［マーカの設置間隔］
図２には、路側に設置されたマーカ１０乃至マーカ１６が示されている。各マーカの設置間隔は、その位置における電波の到達距離に応じて調整されている。すなわち、隣接するマーカ間の設置間隔は、所定の基準出力の電波が到達する距離として決定されている。ここで、電波が到達する距離（電波到達距離）とは、その電波を使用して安定した通信を行える最大距離のことである。
【００４０】
本実施形態においては前後方向に指向性の強いアンテナを用いているので、曲線道路においては前後の車両がボアサイト（主ビーム方向）から角度的に離れてしまう。このため、直線道路と比べると、電波の届く車間距離は短くなる。また曲線道路においては、道路沿いの構造物で車両間が遮蔽される場合も多々あり、これも直線道路と比べて電波の届く車間距離が短くなる原因となる。したがって、曲線道路におけるマーカ１０乃至１４の設置間隔は、直線道路におけるマーカ１４乃至１６の設置間隔よりも短くなっている。
【００４１】
車両は、道路上のいずれの場所でもマーカＩＤを取得できることが好ましいが、マーカの設置間隔がマーカの交信距離より長い場合には、マーカＩＤを取得できない場所が存在することになる。この場合は、道路上のいずれの場所においてもマーカと交信できるようするために、補助のマーカを設置しそのマーカには隣接するマーカと同一のマーカＩＤを付すことが考えられる。また、補助のマーカは使用せず、車両はマーカ通過時にマーカＩＤを取得しマーカＩＤ記憶部３に格納して、次のマーカＩＤを取得するまではそのマーカＩＤを用いる方法も考えられる。このようにすることで、各車両は常に自車の位置をマーカＩＤにより把握することが可能となる。
【００４２】
マーカの設置間隔は、基準出力の電波の電波到達距離で規格化されているので、各車両は、自車の電波出力に照らして、安定して電波が届く範囲が何個先のマーカまでかをあらかじめわかっている。以下、このマーカの個数を送信能力と呼ぶ。
【００４３】
マーカには、所定のルールを用いてマーカＩＤが付されていることが好ましい。具体的には、あるマーカの位置から無線端末が送信した電波の到達位置が、送信元の位置のマーカＩＤと、その無線端末の送信能力とによって求められることが好ましい。図２では、道路上に並んだマーカに連番のマーカＩＤを付しており、マーカＩＤ１０乃至１６には、マーカＩＤとして１０００乃至１００６が付されている。このようにマーカに連番のマーカＩＤを付すことで、送信位置のマーカＩＤから、無線端末の送信能力を加算又は減算することで電波の到達位置が求まる。例えば、図２の車両２２の送信能力が２であるとする。そうすると、車両２２が送信する電波は最寄りのマーカのマーカＩＤである「１００４」から送信能力の２を加算および減算したマーカＩＤ「１００６」および「１００２」まで到達することが分かる。
【００４４】
このように、所定のルールを用いてマーカにマーカＩＤを付すことで、車両の場所に依らず常に同一の計算式を用いて電波の到達位置を求めることが可能となる。
【００４５】
図２には、車両２０乃至２４が示されている。以下では、各車両の送信能力は全て２であるとして説明する。
【００４６】
＜パケット構造＞
図３を用いて、本実施形態で使用するパケットの構造について説明する。パケットは、パケット識別番号３１、宛先３２、中継位置マーカＩＤ３３、データ部３４から構成される。パケット識別番号３１には、パケットを識別する番号が格納される。宛先３２には、宛先端末を特定する値や、全ての端末を宛先とするブロードキャストパケットであることを示す値などが格納される。中継位置マーカＩＤ３３には、中継位置として指定されるマーカＩＤが格納される。中継位置マーカＩＤ３３には、複数のマーカＩＤが格納されても
良い。データ部３４には、伝送する情報データが格納される。
【００４７】
＜通信方法＞
図２の車両２２が、通信可能な全ての車両に対してブロードキャスト通信を行うときの処理について説明する。
【００４８】
まず、送信端末である車両２２の処理について、図４のフローチャートをもとに説明する。
【００４９】
車両２２のマーカＩＤ記憶部３には、最寄りのマーカ１４のマーカＩＤ「１００４」が格納されている。
【００５０】
ステップＳ４１で、通信処理部５は、マーカＩＤ記憶部３に格納されているマーカＩＤ「１００４」を用いて中継位置のマーカＩＤを算出する。車両２２の送信能力は２であるので、車両２２が送信する電波は、マーカＩＤ「１００２」〜「１００６」の範囲に到達する。通信処理部５は、電波到達範囲の端部を中継位置とするために、マーカＩＤ「１００２」とマーカＩＤ「１００６」を中継位置として算出する。
【００５１】
ステップＳ４２で、通信処理部５は、送信するパケットのパケット識別番号３１にパケットを識別する番号を格納し、宛先３２にブロードキャストであることを示す値を格納し、中継位置マーカＩＤ３３に算出した中継位置のマーカＩＤ「１００２」とマーカＩＤ「１００６」を格納し、データ部３４に伝送する情報データを格納する。
【００５２】
そしてステップＳ４３で、通信処理部５は、アンテナ４からこのパケットを送信する。
【００５３】
このパケットは、電波到達範囲内にある、車両２１，２３，２４によって受信される。ブロードキャストパケットを受信した端末の処理について、図５のフローチャートをもとに説明する。
【００５４】
ブロードキャストパケットを受信した車両は、ステップＳ５１でパケット識別番号３１を取得して、ステップＳ５２ですでに受け取ったパケットであるか否かを判断する。このパケットがすでに受け取ったパケットであればステップＳ５６に進み、通信処理部５はこのパケットを破棄する。このパケットがまだ受け取っていないパケットであれば、このパケットの処理を行う。
【００５５】
パケットを受信した車両２３は、このパケットをまだ受け取っていないので処理を行う。このパケットは、ブロードキャストパケットであり車両２３も宛先に含まれるので、通信処理部５はデータ部３４に格納された情報データを取得し処理する。そして、中継を行うか否かを判断する。
【００５６】
車両２１,２４についても同様に、このパケットはまだ受け取っていないパケットであるため、通信処理部５がこのパケットの処理を行う。
【００５７】
そして次に、ステップＳ５３で、パケットに格納されている中継位置マーカＩＤ３３を取得する。そして、ステップＳ５４で、中継位置マーカＩＤ３３と、マーカＩＤ記憶部３に格納されている最寄りのマーカＩＤとを比較する。これらが一致すればステップＳ５５でパケットの中継送信を行う。一致しない場合は、処理を終了する。
【００５８】
車両２３の場合は、受信したパケットの中継位置マーカＩＤ３３には、マーカＩＤ「１００２」とマーカＩＤ「１００６」が格納されている。一方、マーカＩＤ記憶部３には、
最寄りのマーカ１４のマーカＩＤ「１００４」が格納されている。マーカＩＤ「１００４」が中継位置マーカＩＤ３３に含まれていないので、中継送信を行わず処理を終了する。
【００５９】
車両２４の場合は、マーカＩＤ記憶部３に最寄りのマーカ１６のマーカＩＤ「１００６」が格納されている。マーカＩＤ「１００６」は受信したパケットの中継位置マーカＩＤ３３に格納されているので、車両２４はこのパケットの中継送信を行う。中継送信を行う際、車両２４の通信処理部５は、自車のマーカＩＤ「１００６」をもとに次の中継位置マーカＩＤ「１００８」およびマーカＩＤ「１００４」を算出して、パケットに格納してから、アンテナ４により中継送信する。
【００６０】
車両２１の場合も、マーカＩＤ記憶部３には最寄りのマーカ１２のマーカＩＤ「１００２」が格納されている。マーカＩＤ「１００２」は受信したパケットの中継位置マーカＩＤ３３に格納されているので、車両２１はこのパケットの中継送信を行う。中継送信を行う際、車両２１の通信処理部５は、自車のマーカＩＤ「１００２」をもとに次の中継位置マーカＩＤ「１０００」およびマーカＩＤ「１００４」を算出して、パケットに格納してから、アンテナ４により中継送信する。
【００６１】
車両２１が中継送信したパケットは、電波到達範囲内にある、車両２０および車両２２によって受信される。以下、車両２０および車両２２が行う処理について説明する。
【００６２】
車両２２は、受信したパケットのパケット識別番号３１を取得し（ステップＳ５１）、すでに処理したパケットであるかを判断する（ステップＳ５２）。このパケットは、車両２２が送信したものであるため、通信処理部５はこのパケットを破棄し（ステップＳ５６）、処理を終了する。
【００６３】
車両２０も同様に、受信したパケットのパケット識別番号３１を取得し（ステップＳ５１）、すでに処理したパケットであるかを判断する（ステップＳ５２）。車両２０は、まだこのパケットを処理していないので、通信処理部５はこのパケットの処理を行う。通信処理部５は、パケットの宛先３２からブロードキャストパケットであることがわかり、データ部３４に格納された情報データの処理を行う。そして通信処理部５は、中継位置マーカＩＤ３３に格納されたマーカＩＤ「１０００」およびマーカＩＤ「１００４」と、マーカＩＤ記憶部３に格納されているマーカＩＤとの比較を行う（ステップＳ５４）。マーカＩＤ記憶部３には、最寄りのマーカ１０のマーカＩＤ「１０００」が格納されていることから、通信処理部５はこのパケットの中継送信を行う（ステップＳ５５）。
【００６４】
このように、中継送信を繰り返すことで、アドホック無線ネットワーク内の全ての車両に対してブロードキャストパケットが配信される。この際、経路制御情報を用いることなく中継判断を行っているため、余計な通信が発生せず効率的な通信が可能である。また、マーカを利用して電波の到達範囲内であって送信端末からもっとも遠い位置を中継位置として指定しているため、電波が到達しない位置を中継位置に指定して中継が途切れることが起きない。例えば、ＧＰＳを利用して端末間の相対位置（距離）に基づいて中継端末を決定する場合には、車両２２が送信したパケットの中継端末は車両２０および車両２４と指定される。車両２４にはパケットが届くが、車両２０には構造物による遮蔽の影響や主ビームから外れた影響で電波が届きにくくなり、良好な疎通が得られず中継が途切れてしまう。本実施形態では、このような問題点を回避して、ネットワーク内の全ての車両に対してパケットが配信される。
【００６５】
また、以上の説明では、ネットワーク内の全ての車両に対して情報を配信するブロードキャストについて説明したが、自車より前方または後方にいる車両にのみ情報を配信する際にも利用できる。この場合には、パケットを送信する車両は、宛先３２に前方または後
方車両に対する通信であることを示す値を格納し、中継位置マーカＩＤ３３に最寄りのマーカのマーカＩＤから送信能力を減算したマーカＩＤを格納して送信すればよい。また、特定の車両を宛先として情報を配信する際にも利用できる。
【００６６】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態は、基本的に第１の実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
【００６７】
本実施形態で使用するパケットの構造を、図６を用いて説明する。パケット識別番号３１、宛先３２、データ部３４については第１の実施形態と同様である。送信元マーカＩＤ３５には、このパケットを送信あるいは中継送信する車両の最寄りのマーカのマーカＩＤが格納される。送信能力３６には、送信あるいは中継送信を行う車両の送信能力が格納される。前述したように、送信能力は、その車両が発信する電波が何個先のマーカまで到達するかを示す値である。
【００６８】
図２の車両２２が、通信可能な全ての車両に対してブロードキャスト通信を行うときの処理について説明する。
【００６９】
まず、送信端末である車両２２の処理について、図７のフローチャートをもとに説明する。ステップＳ６１で、車両２２の通信処理部５は、送信するパケットのパケット識別番号３１にパケットを識別する番号を格納し、宛先３２にブロードキャストであることを示す値を格納し、送信元マーカＩＤ３５にマーカＩＤ記憶部３に格納されている最寄りのマーカのマーカＩＤ「１００４」を格納し、送信能力３６に自車の送信能力である「２」を格納し、データ部３４に伝送する情報データを格納する。そしてステップＳ６２で、通信処理部５は、アンテナ４からこのパケットを送信する。
【００７０】
このパケットは、電波到達範囲内にある、車両２１，２３，２４によって受信される。ブロードキャストパケットを受信した端末の処理について、図８のフローチャートをもとに説明する。
【００７１】
ステップＳ７１、Ｓ７２，Ｓ７６については、第１の実施形態における図５のフローチャートのステップＳ５１、Ｓ５２，Ｓ５６と同様であるため、説明は省略する。以下では、受信したパケットを中継するか否かを判断する処理についてのみ説明する。
【００７２】
ブロードキャストパケットを受信した車両は、ステップＳ７３で、受信したパケットに格納されている送信元マーカＩＤ３５と送信能力３６とから、中継位置をマーカＩＤとして算出する。本実施形態では、送信元マーカＩＤ３５から送信能力３６を加算又は減算することで、中継位置のマーカＩＤを算出することができる。そして、ステップＳ７４で、算出された中継位置のマーカＩＤと、マーカＩＤ記憶部３に格納されている最寄りのマーカのマーカＩＤが一致するかを判断する。これらが一致すればステップＳ７５でパケットの中継送信を行う。一致しない場合には、処理を終了する。
【００７３】
車両２２が送信するブロードキャストパケットは、送信元マーカＩＤ３５にはマーカＩＤ「１００４」が格納されており、送信能力３６には「２」が格納されている。したがって、ステップＳ７３で算出される中継位置のマーカＩＤは、全ての受信端末でマーカＩＤ「１００６」およびマーカＩＤ「１００２」となる。
【００７４】
車両２３のマーカＩＤ記憶部３には、最寄りのマーカ１５のマーカＩＤ「１００５」が格納されており、算出した中継位置のマーカＩＤと一致しないため、中継送信を行わない。
【００７５】
車両２１のマーカＩＤ記憶部３には、最寄りのマーカ１２のマーカＩＤ「１００２」が格納されており、算出した中継位置のマーカＩＤと一致するため、中継送信を行う。中継送信を行う際、車両２１に通信処理部５は、自車のマーカＩＤ「１００２」を送信元マーカＩＤ３５に、自車の送信能力値「２」を送信能力３６に格納してから、アンテナ４により中継送信する。
【００７６】
車両２４のマーカＩＤ記憶部３には、最寄りのマーカ１６のマーカＩＤ「１００６」が格納されており、算出した中継位置のマーカＩＤと一致するため、中継送信を行う。中継送信を行う際、車両２４に通信処理部５は、自車のマーカＩＤ「１００６」を送信元マーカＩＤ３５に、自車の送信能力値「２」を送信能力３６に格納してから、アンテナ４により中継送信する。
【００７７】
車両２１が中継送信したパケットは、電波到達範囲内にある、車両２０および車両２２によって受信される。以下、車両２０および車両２２が行う処理について説明する。
【００７８】
車両２２は、このパケットを発信しているので破棄する（ステップＳ７２，Ｓ７６）。
【００７９】
車両２０はこのパケットをまだ処理していないので、通信処理部５はこのパケットの処理を行う。パケットに格納された送信元マーカＩＤ３５と送信能力３６とから中継位置のマーカＩＤを算出する（ステップＳ７３）。この場合は、マーカＩＤ「１００２」と送信能力値「２」とから、中継位置のマーカＩＤは「１００４」と「１０００」と算出される。マーカＩＤ記憶部３には、最寄りのマーカ１０のマーカＩＤ「１０００」が格納されており、算出した中継位置のマーカＩＤと一致する（ステップＳ７４）。したがって、通信処理部５は、このパケットの中継送信を行う（ステップＳ７５）。
【００８０】
このように、中継送信を繰り返すことで、アドホック無線ネットワーク内の全ての車両に対してブロードキャストパケットが配信される。また、第１の実施例と同様に、マーカのマーカＩＤに基づいて中継端末を決定しているので、効率的かつ有効なブロードキャスト通信が行える。
【００８１】
また、全ての車両が同一出力の電波を使用する場合には、パケットに送信能力を格納せずにブロードキャスト通信を行っても良い。
【００８２】
なお、上記の実施形態ではいずれも、前方および後方に指向性の強いアンテナを用いているが、本発明はアンテナの指向性によらず有効であり、無指向性のアンテナを用いても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】無線端末を搭載した車両を示す図である。
【図２】マーカおよび車両の構成例を示す図である。
【図３】第１の実施形態で使用するパケットの構造を示す図である。
【図４】第１の実施形態における送信端末の処理を示すフローチャートである。
【図５】第１の実施形態における受信端末の処理を示すフローチャートである。
【図６】第２の実施形態で使用するパケットの構造を示す図である。
【図７】第２の実施形態における送信端末の処理を示すフローチャートである。
【図８】第２の実施形態における受信端末の処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８４】
１ 車両
２ マーカＩＤ取得部
３ マーカＩＤ記憶部
４ アンテナ
５ 通信処理部
６，１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６ マーカ
２０，２１，２２，２３，２４ 車両
３１ パケット識別番号
３２ 宛先
３３ 中継位置マーカＩＤ
３４ データ部
３５ 送信元マーカＩＤ
３６ 送信能力
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１又は複数の中継端末を介して無線端末間で無線通信をするための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線端末が１又は複数の中継端末を介して他の無線端末と通信を行う、いわゆるアドホック無線ネットワークでは、パケットを目的の無線端末に届けるためにどのように中継するかが重要となる。
【０００３】
最も簡単な方法としては、パケットを受信した全ての無線端末が隣接する無線端末に対してパケットを中継送信する方法がある。このように隣接する無線端末に中継送信を繰り返すことで、ネットワーク内の全ての無線端末に情報を配信することができる。この方法は、フラッディング法と呼ばれている。この方法では、パケットを受信した無線端末の全てが中継送信を行うため、過剰な中継により無線帯域が消費されてしまう。また、隣接する無線端末同士で電波の衝突が起こりやすい。
【０００４】
中継回数を減らす中継端末決定方法として、特許文献１，２に記載の技術が知られている。すなわち、各無線端末が経路制御情報（ルーティングテーブル）を保持しており、この経路制御情報に基づいて中継を行う無線端末を決定する方法である。
【０００５】
また、経路制御情報を利用せずに中継端末を決定する方法として、ＧＰＳ（Global Positioning System）を利用する方法が知られている。この方法では、中継端末が自端末と送信端末との相対位置（距離）をＧＰＳにより把握し、この相対位置に基づいてパケットを中継するか否かを決定する。
【特許文献１】特開２００３−８５９１号公報
【特許文献２】特開２００１−３５８６４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記のような従来技術では、下記のような問題が生じていた。
【０００７】
経路制御情報を用いる方法では、データパケットの通信を開始する前に、経路制御情報を作成するための余計なトラフィックが発生する。特に、移動端末（例えば車載端末）間のネットワークのように、ネットワークトポロジーが頻繁に変化する場合には、その都度経路制御情報を更新しなければならないため非効率である。
【０００８】
ＧＰＳを用いる方法では、経路制御情報は必要ない。しかしながら、この方法は、電波の到達距離が場所に依らず一定であるという仮定に基づいているため、見通しの悪い曲線道路や遮蔽物の多い市街地などの電波の到達可能な距離が短くなる場所では有効ではない。
【０００９】
本発明は上記実情を鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、アドホック無線ネットワークにおける効率的かつ有効な通信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明では、道路に設置されたマーカを利用する。マーカは、一意のＩＤ（マーカＩＤ）を有しており、このマーカＩＤを端末に通知する手段を有す
る。この手段は、マーカから電波や光や音波などを放射して通知する能動的（アクティブ）な方法であっても良く、端末から放射された電波や光や音波などを反射することで通知する受動的（パッシブ）な方法であっても良い。
【００１１】
このようなマーカを道路に設置することは、道路を分割し各区間にＩＤを付したことと等価である。すなわち、マーカＩＤはマーカに対する識別子であると同時に、道路の区間に対する識別子でもある。このようにマーカを設置したことにより、端末は最寄りのマーカからマーカＩＤを取得するだけで自端末の位置する区間を認識することができる。
【００１２】
具体的なマーカの構成は、アクティブな方法を用いる例として、道路や路側に埋設されたＲＦ−ＩＤ（Radio Frequency Identification）や磁石など、または電波や光や音波を放射する路側機などがある。またパッシブな方法を用いるマーカの構成としては、例えば、道路や路側に埋設されたミリ波反射板などがある。
【００１３】
本発明の第１の態様は、送信端末と他の無線端末とが無線パケット通信を行う際に、中継端末がパケットの中継を行う通信方法である。ここで中継端末は、最寄りのマーカからマーカＩＤを取得し、パケットを受信した際に、前記パケットに格納されているマーカＩＤと、前記最寄りのマーカから取得したマーカＩＤとを比較して、パケットを中継するか否かを決定する。
【００１４】
マーカＩＤに基づいた決定を行うため、経路制御情報は不要である。したがって、経路制御情報を作成するための通信を行う必要もなく、効率的な通信が可能となる。
【００１５】
また、前述したようにマーカＩＤは道路の区間を特定するものであるので、マーカＩＤの比較により道路上の区間距離に応じた中継が可能となる。これは、電波の到達距離が２地点間の直線距離では判断できない状況で有効である。
【００１６】
ここで、マーカの設置間隔は、その設置場所における電波到達距離に応じて調整されることが好ましい。例えば、隣接するマーカ間の設置間隔あるいは一定数離れたマーカ間の設置間隔が、その設置場所における電波到達距離と等しくなるように各マーカを設置する。具体的には、曲線道路におけるマーカの設置間隔を、直線道路におけるマーカの設置間隔よりも短くすることなどが考えられる。一般に、電波到達距離は、直線道路よりも曲線道路においてのほうが短いからである。これにより、中継端末は実際の電波到達距離に基づいて中継判断を行うことが可能となる。
【００１７】
最も効率的な中継方法は、電波到達範囲の端部付近にある中継端末が中継送信することである。マーカの設置間隔を上記のように調整すれば、中継端末が電波到達範囲の端部に位置するかを容易に判断することができるので、効率的な中継判断を行うことが可能となる。
【００１８】
本発明の第１の態様における中継端末決定方法は、以下の処理により行われても良い。すなわち、送信端末は、最寄りのマーカからマーカＩＤを取得し、このマーカＩＤから中継位置のマーカＩＤを算出し、算出された中継位置のマーカＩＤをパケットに格納して送信する。そして、このパケットを受信した中継端末は、自端末が最寄りのマーカから取得したマーカＩＤと、パケットに格納されている中継位置のマーカＩＤとが一致する場合に、パケットを中継する。
【００１９】
また、本発明の第１の態様における中継端末決定方法は、以下の処理により行われても良い。すなわち、送信端末は、最寄りのマーカからマーカＩＤを取得し、このマーカＩＤをパケットに格納して送信する。このパケットを受信した中継端末は、パケットに格納さ
れているマーカＩＤから中継位置を算出し、算出された中継位置のマーカＩＤと、自端末が最寄りのマーカから取得したマーカＩＤとが一致する場合に、パケットを中継する。
【００２０】
これらの中継端末決定方法において、送信端末のマーカＩＤから中継位置のマーカＩＤを決定する処理は、例えば以下の方法によって行われる。中継位置は、電波到達範囲内にあって送信端末からもっとも遠いマーカのマーカＩＤとして算出されることが好ましい。また例えば、送信元のマーカＩＤと中継位置のマーカＩＤとを対応付けたテーブルをあらかじめ保持しており、このテーブルを用いて決定するようにしても良い。なお、算出される中継位置のマーカＩＤは、一つである必要はなく、複数であっても良い。この場合、最寄りのマーカから取得したマーカＩＤが中継位置のマーカＩＤに一致するとは、最寄りのマーカから取得したマーカＩＤが、複数ある中継位置のマーカＩＤの少なくとも一つと一致することを意味する。
【００２１】
本発明の第２の態様は、送信端末と他の無線端末とが通信する際に、パケットを中継するために用いる無線端末であって、マーカＩＤ取得手段と無線通信手段とを含む。
【００２２】
マーカＩＤ取得手段は、道路に設置されたマーカから、マーカに付されたマーカＩＤを取得する。無線通信手段は、受信したパケットに格納されているマーカＩＤと、マーカＩＤ取得手段により取得した最寄りのマーカのマーカＩＤとを比較して、パケットを中継するか否かを決定する。
【００２３】
このようにマーカＩＤに基づいた決定を行うため、経路制御情報が不要となる。したがって、経路制御情報を作成するための通信を行う必要がなく、効率的な通信が可能となる。
【００２４】
また、マーカＩＤの比較をすることで、道路上の区間距離に応じた中継が可能となる。これは、電波の到達距離が２地点間の直線距離では判断できない状況で有効である。
【００２５】
本発明の第２の態様における無線通信手段は、以下のように構成されても良い。すなわち、無線通信手段は、送信端末が中継位置としてパケットに格納したマーカＩＤと、マーカＩＤ取得手段により取得したマーカＩＤとが一致する場合に、パケットを中継する。
【００２６】
また、本発明の第２の態様における無線通信手段は、以下のように構成されても良い。すなわち、無線通信手段は、送信端末が最寄りのマーカから取得しパケットに格納したマーカＩＤを取得する。そして、無線通信手段は、このマーカＩＤから中継位置のマーカＩＤを算出する。そして、無線通信手段は、この算出された中継位置のマーカＩＤと、マーカＩＤ取得手段により取得した最寄りのマーカのマーカＩＤとが一致する場合に、パケットを中継する。
【００２７】
また本発明は、第２の態様における無線端末を備える車両として構成されても良い。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、アドホック無線ネットワークにおいて効率的かつ有効な通信を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下に、本発明の実施形態を、添付図面を用いて説明する。
【００３０】
（第１の実施形態）
＜システム構成＞
［無線端末］
本実施形態にかかるアドホック無線ネットワークでは、ネットワークを構成する無線端末は移動端末である。具体例として、車両に設けられた車載端末（移動端末）が車車間アドホック無線通信を行う例を挙げる。この車車間アドホック無線ネットワークでは、渋滞情報や事故情報を配信したり、エアバックの起動や急ブレーキに合わせて警告情報を配信したりすることで、円滑な交通の実現を支援する。
【００３１】
図１は、本実施形態における無線端末を搭載した車両の構成を示す図である。車両１は、マーカＩＤ取得部２、マーカＩＤ記憶部３、アンテナ４、通信処理部５を有する。
【００３２】
マーカＩＤ取得部２は、道路や路側に埋設もしくは路側に設置されるマーカ６からマーカＩＤを取得し、マーカＩＤ記憶部３に記憶する。マーカＩＤ記憶部３は、メモリとして構成される。マーカＩＤ取得部２の構成は、マーカ６の構成の説明の際に合わせて説明する。
【００３３】
アンテナ４は、前方と後方に指向性を有している。これは、車両は通常道路上で直線状に並ぶため、左右に対しては電波を放射する必要がないからである。また、車両の左右には壁や建物などの障害物があることが多く、反射波により電波の干渉が起きてしまうことを防ぐためでもある。本実施形態では無線通信方式として、ＩＥＥＥ８０２．１１ｘなどの無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）や、ＩＥＥＥ８０２．１６やＩＥＥＥ８０２．２０などを想定しているが、他の方式を採用しても良い。
【００３４】
通信処理部５は、マーカＩＤ記憶部３に格納されているマーカＩＤを利用して、アンテナ４により受信したパケットを中継するか否かの判断などを行う。なお、本実施形態では、アンテナ４と通信処理部５とが、無線通信手段を構成する。通信処理部５は、メモリなどに格納されたプログラムを実行するＣＰＵ（中央演算処理装置）などを有している。
【００３５】
［マーカ］
マーカ６は、道路や路側に埋め込まれたＲＦ−ＩＤやミリ波反射板などとして、または電波や光や音波などを放射する路側機として構成される。
【００３６】
マーカ６が道路又は路側に埋設されたＲＦ−ＩＤの場合は、マーカＩＤ取得部２はＲＦ−ＩＤリーダとして構成される。この場合、車両１はＲＦ−ＩＤリーダからＲＦエネルギーを放射しつつ移動する。ＲＦ−ＩＤは、ＲＦエネルギーによって電力の供給を受けると、マーカＩＤを搬送波に乗せて発信する。ＲＦ−ＩＤリーダがこれを受信してマーカＩＤを取得する。
【００３７】
マーカ６が道路又は路側に埋設されたミリ波反射板の場合は、マーカＩＤ取得部２はミリ波レーダとして構成される。この場合、車両１はミリ波レーダからミリ波を放射しつつ移動する。ミリ波レーダは、ミリ波反射板によって反射された反射波を受信して、その反射波からマーカＩＤを取得する。
【００３８】
マーカ６が路側に設置された電波を放射する路側機の場合は、マーカＩＤ取得部２は無線受信機として構成される。また、マーカ６は電波ではなく、光や音波を放射する路側機として構成されても良い。この場合、マーカＩＤ取得部２には、それぞれ光や音波の受信機として構成される。マーカ６は、マーカＩＤを電波などに乗せて放射を続けていて、通信範囲内を通行する車両がマーカＩＤ取得部２によりその電波などを受信してマーカＩＤを取得する。
【００３９】
［マーカの設置間隔］
図２には、路側に設置されたマーカ１０乃至マーカ１６が示されている。各マーカの設置間隔は、その位置における電波の到達距離に応じて調整されている。すなわち、隣接するマーカ間の設置間隔は、所定の基準出力の電波が到達する距離として決定されている。ここで、電波が到達する距離（電波到達距離）とは、その電波を使用して安定した通信を行える最大距離のことである。
【００４０】
本実施形態においては前後方向に指向性の強いアンテナを用いているので、曲線道路においては前後の車両がボアサイト（主ビーム方向）から角度的に離れてしまう。このため、直線道路と比べると、電波の届く車間距離は短くなる。また曲線道路においては、道路沿いの構造物で車両間が遮蔽される場合も多々あり、これも直線道路と比べて電波の届く車間距離が短くなる原因となる。したがって、曲線道路におけるマーカ１０乃至１４の設置間隔は、直線道路におけるマーカ１４乃至１６の設置間隔よりも短くなっている。
【００４１】
車両は、道路上のいずれの場所でもマーカＩＤを取得できることが好ましいが、マーカの設置間隔がマーカの交信距離より長い場合には、マーカＩＤを取得できない場所が存在することになる。この場合は、道路上のいずれの場所においてもマーカと交信できるようするために、補助のマーカを設置しそのマーカには隣接するマーカと同一のマーカＩＤを付すことが考えられる。また、補助のマーカは使用せず、車両はマーカ通過時にマーカＩＤを取得しマーカＩＤ記憶部３に格納して、次のマーカＩＤを取得するまではそのマーカＩＤを用いる方法も考えられる。このようにすることで、各車両は常に自車の位置をマーカＩＤにより把握することが可能となる。
【００４２】
マーカの設置間隔は、基準出力の電波の電波到達距離で規格化されているので、各車両は、自車の電波出力に照らして、安定して電波が届く範囲が何個先のマーカまでかをあらかじめわかっている。以下、このマーカの個数を送信能力と呼ぶ。
【００４３】
マーカには、所定のルールを用いてマーカＩＤが付されていることが好ましい。具体的には、あるマーカの位置から無線端末が送信した電波の到達位置が、送信元の位置のマーカＩＤと、その無線端末の送信能力とによって求められることが好ましい。図２では、道路上に並んだマーカに連番のマーカＩＤを付しており、マーカＩＤ１０乃至１６には、マーカＩＤとして１０００乃至１００６が付されている。このようにマーカに連番のマーカＩＤを付すことで、送信位置のマーカＩＤから、無線端末の送信能力を加算又は減算することで電波の到達位置が求まる。例えば、図２の車両２２の送信能力が２であるとする。そうすると、車両２２が送信する電波は最寄りのマーカのマーカＩＤである「１００４」から送信能力の２を加算および減算したマーカＩＤ「１００６」および「１００２」まで到達することが分かる。
【００４４】
このように、所定のルールを用いてマーカにマーカＩＤを付すことで、車両の場所に依らず常に同一の計算式を用いて電波の到達位置を求めることが可能となる。
【００４５】
図２には、車両２０乃至２４が示されている。以下では、各車両の送信能力は全て２であるとして説明する。
【００４６】
＜パケット構造＞
図３を用いて、本実施形態で使用するパケットの構造について説明する。パケットは、パケット識別番号３１、宛先３２、中継位置マーカＩＤ３３、データ部３４から構成される。パケット識別番号３１には、パケットを識別する番号が格納される。宛先３２には、宛先端末を特定する値や、全ての端末を宛先とするブロードキャストパケットであることを示す値などが格納される。中継位置マーカＩＤ３３には、中継位置として指定されるマーカＩＤが格納される。中継位置マーカＩＤ３３には、複数のマーカＩＤが格納されても
良い。データ部３４には、伝送する情報データが格納される。
【００４７】
＜通信方法＞
図２の車両２２が、通信可能な全ての車両に対してブロードキャスト通信を行うときの処理について説明する。
【００４８】
まず、送信端末である車両２２の処理について、図４のフローチャートをもとに説明する。
【００４９】
車両２２のマーカＩＤ記憶部３には、最寄りのマーカ１４のマーカＩＤ「１００４」が格納されている。
【００５０】
ステップＳ４１で、通信処理部５は、マーカＩＤ記憶部３に格納されているマーカＩＤ「１００４」を用いて中継位置のマーカＩＤを算出する。車両２２の送信能力は２であるので、車両２２が送信する電波は、マーカＩＤ「１００２」〜「１００６」の範囲に到達する。通信処理部５は、電波到達範囲の端部を中継位置とするために、マーカＩＤ「１００２」とマーカＩＤ「１００６」を中継位置として算出する。
【００５１】
ステップＳ４２で、通信処理部５は、送信するパケットのパケット識別番号３１にパケットを識別する番号を格納し、宛先３２にブロードキャストであることを示す値を格納し、中継位置マーカＩＤ３３に算出した中継位置のマーカＩＤ「１００２」とマーカＩＤ「１００６」を格納し、データ部３４に伝送する情報データを格納する。
【００５２】
そしてステップＳ４３で、通信処理部５は、アンテナ４からこのパケットを送信する。
【００５３】
このパケットは、電波到達範囲内にある、車両２１，２３，２４によって受信される。ブロードキャストパケットを受信した端末の処理について、図５のフローチャートをもとに説明する。
【００５４】
ブロードキャストパケットを受信した車両は、ステップＳ５１でパケット識別番号３１を取得して、ステップＳ５２ですでに受け取ったパケットであるか否かを判断する。このパケットがすでに受け取ったパケットであればステップＳ５６に進み、通信処理部５はこのパケットを破棄する。このパケットがまだ受け取っていないパケットであれば、このパケットの処理を行う。
【００５５】
パケットを受信した車両２３は、このパケットをまだ受け取っていないので処理を行う。このパケットは、ブロードキャストパケットであり車両２３も宛先に含まれるので、通信処理部５はデータ部３４に格納された情報データを取得し処理する。そして、中継を行うか否かを判断する。
【００５６】
車両２１,２４についても同様に、このパケットはまだ受け取っていないパケットであるため、通信処理部５がこのパケットの処理を行う。
【００５７】
そして次に、ステップＳ５３で、パケットに格納されている中継位置マーカＩＤ３３を取得する。そして、ステップＳ５４で、中継位置マーカＩＤ３３と、マーカＩＤ記憶部３に格納されている最寄りのマーカＩＤとを比較する。これらが一致すればステップＳ５５でパケットの中継送信を行う。一致しない場合は、処理を終了する。
【００５８】
車両２３の場合は、受信したパケットの中継位置マーカＩＤ３３には、マーカＩＤ「１００２」とマーカＩＤ「１００６」が格納されている。一方、マーカＩＤ記憶部３には、
最寄りのマーカ１４のマーカＩＤ「１００４」が格納されている。マーカＩＤ「１００４」が中継位置マーカＩＤ３３に含まれていないので、中継送信を行わず処理を終了する。
【００５９】
車両２４の場合は、マーカＩＤ記憶部３に最寄りのマーカ１６のマーカＩＤ「１００６」が格納されている。マーカＩＤ「１００６」は受信したパケットの中継位置マーカＩＤ３３に格納されているので、車両２４はこのパケットの中継送信を行う。中継送信を行う際、車両２４の通信処理部５は、自車のマーカＩＤ「１００６」をもとに次の中継位置マーカＩＤ「１００８」およびマーカＩＤ「１００４」を算出して、パケットに格納してから、アンテナ４により中継送信する。
【００６０】
車両２１の場合も、マーカＩＤ記憶部３には最寄りのマーカ１２のマーカＩＤ「１００２」が格納されている。マーカＩＤ「１００２」は受信したパケットの中継位置マーカＩＤ３３に格納されているので、車両２１はこのパケットの中継送信を行う。中継送信を行う際、車両２１の通信処理部５は、自車のマーカＩＤ「１００２」をもとに次の中継位置マーカＩＤ「１０００」およびマーカＩＤ「１００４」を算出して、パケットに格納してから、アンテナ４により中継送信する。
【００６１】
車両２１が中継送信したパケットは、電波到達範囲内にある、車両２０および車両２２によって受信される。以下、車両２０および車両２２が行う処理について説明する。
【００６２】
車両２２は、受信したパケットのパケット識別番号３１を取得し（ステップＳ５１）、すでに処理したパケットであるかを判断する（ステップＳ５２）。このパケットは、車両２２が送信したものであるため、通信処理部５はこのパケットを破棄し（ステップＳ５６）、処理を終了する。
【００６３】
車両２０も同様に、受信したパケットのパケット識別番号３１を取得し（ステップＳ５１）、すでに処理したパケットであるかを判断する（ステップＳ５２）。車両２０は、まだこのパケットを処理していないので、通信処理部５はこのパケットの処理を行う。通信処理部５は、パケットの宛先３２からブロードキャストパケットであることがわかり、データ部３４に格納された情報データの処理を行う。そして通信処理部５は、中継位置マーカＩＤ３３に格納されたマーカＩＤ「１０００」およびマーカＩＤ「１００４」と、マーカＩＤ記憶部３に格納されているマーカＩＤとの比較を行う（ステップＳ５４）。マーカＩＤ記憶部３には、最寄りのマーカ１０のマーカＩＤ「１０００」が格納されていることから、通信処理部５はこのパケットの中継送信を行う（ステップＳ５５）。
【００６４】
このように、中継送信を繰り返すことで、アドホック無線ネットワーク内の全ての車両に対してブロードキャストパケットが配信される。この際、経路制御情報を用いることなく中継判断を行っているため、余計な通信が発生せず効率的な通信が可能である。また、マーカを利用して電波の到達範囲内であって送信端末からもっとも遠い位置を中継位置として指定しているため、電波が到達しない位置を中継位置に指定して中継が途切れることが起きない。例えば、ＧＰＳを利用して端末間の相対位置（距離）に基づいて中継端末を決定する場合には、車両２２が送信したパケットの中継端末は車両２０および車両２４と指定される。車両２４にはパケットが届くが、車両２０には構造物による遮蔽の影響や主ビームから外れた影響で電波が届きにくくなり、良好な疎通が得られず中継が途切れてしまう。本実施形態では、このような問題点を回避して、ネットワーク内の全ての車両に対してパケットが配信される。
【００６５】
また、以上の説明では、ネットワーク内の全ての車両に対して情報を配信するブロードキャストについて説明したが、自車より前方または後方にいる車両にのみ情報を配信する際にも利用できる。この場合には、パケットを送信する車両は、宛先３２に前方または後
方車両に対する通信であることを示す値を格納し、中継位置マーカＩＤ３３に最寄りのマーカのマーカＩＤから送信能力を減算したマーカＩＤを格納して送信すればよい。また、特定の車両を宛先として情報を配信する際にも利用できる。
【００６６】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態は、基本的に第１の実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。
【００６７】
本実施形態で使用するパケットの構造を、図６を用いて説明する。パケット識別番号３１、宛先３２、データ部３４については第１の実施形態と同様である。送信元マーカＩＤ３５には、このパケットを送信あるいは中継送信する車両の最寄りのマーカのマーカＩＤが格納される。送信能力３６には、送信あるいは中継送信を行う車両の送信能力が格納される。前述したように、送信能力は、その車両が発信する電波が何個先のマーカまで到達するかを示す値である。
【００６８】
図２の車両２２が、通信可能な全ての車両に対してブロードキャスト通信を行うときの処理について説明する。
【００６９】
まず、送信端末である車両２２の処理について、図７のフローチャートをもとに説明する。ステップＳ６１で、車両２２の通信処理部５は、送信するパケットのパケット識別番号３１にパケットを識別する番号を格納し、宛先３２にブロードキャストであることを示す値を格納し、送信元マーカＩＤ３５にマーカＩＤ記憶部３に格納されている最寄りのマーカのマーカＩＤ「１００４」を格納し、送信能力３６に自車の送信能力である「２」を格納し、データ部３４に伝送する情報データを格納する。そしてステップＳ６２で、通信処理部５は、アンテナ４からこのパケットを送信する。
【００７０】
このパケットは、電波到達範囲内にある、車両２１，２３，２４によって受信される。ブロードキャストパケットを受信した端末の処理について、図８のフローチャートをもとに説明する。
【００７１】
ステップＳ７１、Ｓ７２，Ｓ７６については、第１の実施形態における図５のフローチャートのステップＳ５１、Ｓ５２，Ｓ５６と同様であるため、説明は省略する。以下では、受信したパケットを中継するか否かを判断する処理についてのみ説明する。
【００７２】
ブロードキャストパケットを受信した車両は、ステップＳ７３で、受信したパケットに格納されている送信元マーカＩＤ３５と送信能力３６とから、中継位置をマーカＩＤとして算出する。本実施形態では、送信元マーカＩＤ３５から送信能力３６を加算又は減算することで、中継位置のマーカＩＤを算出することができる。そして、ステップＳ７４で、算出された中継位置のマーカＩＤと、マーカＩＤ記憶部３に格納されている最寄りのマーカのマーカＩＤが一致するかを判断する。これらが一致すればステップＳ７５でパケットの中継送信を行う。一致しない場合には、処理を終了する。
【００７３】
車両２２が送信するブロードキャストパケットは、送信元マーカＩＤ３５にはマーカＩＤ「１００４」が格納されており、送信能力３６には「２」が格納されている。したがって、ステップＳ７３で算出される中継位置のマーカＩＤは、全ての受信端末でマーカＩＤ「１００６」およびマーカＩＤ「１００２」となる。
【００７４】
車両２３のマーカＩＤ記憶部３には、最寄りのマーカ１５のマーカＩＤ「１００５」が格納されており、算出した中継位置のマーカＩＤと一致しないため、中継送信を行わない。
【００７５】
車両２１のマーカＩＤ記憶部３には、最寄りのマーカ１２のマーカＩＤ「１００２」が格納されており、算出した中継位置のマーカＩＤと一致するため、中継送信を行う。中継送信を行う際、車両２１に通信処理部５は、自車のマーカＩＤ「１００２」を送信元マーカＩＤ３５に、自車の送信能力値「２」を送信能力３６に格納してから、アンテナ４により中継送信する。
【００７６】
車両２４のマーカＩＤ記憶部３には、最寄りのマーカ１６のマーカＩＤ「１００６」が格納されており、算出した中継位置のマーカＩＤと一致するため、中継送信を行う。中継送信を行う際、車両２４に通信処理部５は、自車のマーカＩＤ「１００６」を送信元マーカＩＤ３５に、自車の送信能力値「２」を送信能力３６に格納してから、アンテナ４により中継送信する。
【００７７】
車両２１が中継送信したパケットは、電波到達範囲内にある、車両２０および車両２２によって受信される。以下、車両２０および車両２２が行う処理について説明する。
【００７８】
車両２２は、このパケットを発信しているので破棄する（ステップＳ７２，Ｓ７６）。
【００７９】
車両２０はこのパケットをまだ処理していないので、通信処理部５はこのパケットの処理を行う。パケットに格納された送信元マーカＩＤ３５と送信能力３６とから中継位置のマーカＩＤを算出する（ステップＳ７３）。この場合は、マーカＩＤ「１００２」と送信能力値「２」とから、中継位置のマーカＩＤは「１００４」と「１０００」と算出される。マーカＩＤ記憶部３には、最寄りのマーカ１０のマーカＩＤ「１０００」が格納されており、算出した中継位置のマーカＩＤと一致する（ステップＳ７４）。したがって、通信処理部５は、このパケットの中継送信を行う（ステップＳ７５）。
【００８０】
このように、中継送信を繰り返すことで、アドホック無線ネットワーク内の全ての車両に対してブロードキャストパケットが配信される。また、第１の実施例と同様に、マーカのマーカＩＤに基づいて中継端末を決定しているので、効率的かつ有効なブロードキャスト通信が行える。
【００８１】
また、全ての車両が同一出力の電波を使用する場合には、パケットに送信能力を格納せずにブロードキャスト通信を行っても良い。
【００８２】
なお、上記の実施形態ではいずれも、前方および後方に指向性の強いアンテナを用いているが、本発明はアンテナの指向性によらず有効であり、無指向性のアンテナを用いても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】無線端末を搭載した車両を示す図である。
【図２】マーカおよび車両の構成例を示す図である。
【図３】第１の実施形態で使用するパケットの構造を示す図である。
【図４】第１の実施形態における送信端末の処理を示すフローチャートである。
【図５】第１の実施形態における受信端末の処理を示すフローチャートである。
【図６】第２の実施形態で使用するパケットの構造を示す図である。
【図７】第２の実施形態における送信端末の処理を示すフローチャートである。
【図８】第２の実施形態における受信端末の処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８４】
１ 車両
２ マーカＩＤ取得部
３ マーカＩＤ記憶部
４ アンテナ
５ 通信処理部
６，１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６ マーカ
２０，２１，２２，２３，２４ 車両
３１ パケット識別番号
３２ 宛先
３３ 中継位置マーカＩＤ
３４ データ部
３５ 送信元マーカＩＤ
３６ 送信能力
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信端末と他の無線端末とが無線パケット通信を行う際に、中継端末がパケットの中継を行う通信方法であって、
互いに異なるマーカＩＤを付された複数のマーカが、道路に設置されており、
中継端末は、最寄りのマーカからマーカＩＤを取得し、パケットを受信した際に、前記パケットに格納されているマーカＩＤと、前記最寄りのマーカから取得したマーカＩＤとを比較して、前記パケットを中継するか否かを決定する、
ことを特徴とする通信方法。
【請求項２】
マーカの設置間隔が、その設置場所における電波到達距離に応じて調整されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の通信方法。
【請求項３】
曲線道路におけるマーカの設置間隔が、直線道路におけるマーカの設置間隔よりも短い、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の通信方法。
【請求項４】
送信端末は、最寄りのマーカからマーカＩＤを取得し、このマーカＩＤから中継位置のマーカＩＤを算出し、算出された中継位置のマーカＩＤをパケットに格納して送信し、
中継端末は、前記最寄りのマーカから取得したマーカＩＤと前記パケットに格納されている中継位置のマーカＩＤとが一致する場合に、前記パケットを中継する、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の通信方法。
【請求項５】
送信端末は、最寄りのマーカからマーカＩＤを取得し、このマーカＩＤをパケットに格納して送信し、
中継端末は、パケットに格納されているマーカＩＤから中継位置を算出し、算出された中継位置のマーカＩＤと、前記最寄りのマーカから取得したマーカＩＤとが一致する場合に、前記パケットを中継する、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の通信方法。
【請求項６】
送信端末と他の無線端末とが通信する際に、パケットを中継するために用いる無線端末であって、
道路に設置されたマーカから、マーカに付されたマーカＩＤを取得するマーカＩＤ取得手段と、
受信したパケットに格納されているマーカＩＤと、マーカＩＤ取得手段により取得したマーカＩＤとを比較して、パケットを中継するか否かを決定する無線通信手段と、
を有することを特徴とする無線端末。
【請求項７】
無線通信手段は、送信端末が中継位置としてパケットに格納したマーカＩＤと、マーカＩＤ取得手段により取得した最寄りのマーカのマーカＩＤとが一致する場合に、パケットを中継する、
ことを特徴とする請求項６に記載の無線端末。
【請求項８】
無線通信手段は、送信端末が最寄りのマーカから取得しパケットに格納したマーカＩＤを取得し、前記パケットに格納された前記マーカＩＤから中継位置のマーカＩＤを算出し、前記中継位置のマーカＩＤとマーカＩＤ取得手段により取得した最寄りのマーカのマーカＩＤとが一致する場合に、パケットを中継する、
ことを特徴とする請求項６に記載の無線端末。
【請求項９】
請求項６〜８のいずれかに記載の無線端末を備えた車両。
【請求項１】
送信端末と他の無線端末とが無線パケット通信を行う際に、中継端末がパケットの中継を行う通信方法であって、
互いに異なるマーカＩＤを付された複数のマーカが、道路に設置されており、
中継端末は、最寄りのマーカからマーカＩＤを取得し、パケットを受信した際に、前記パケットに格納されているマーカＩＤと、前記最寄りのマーカから取得したマーカＩＤとを比較して、前記パケットを中継するか否かを決定する、
ことを特徴とする通信方法。
【請求項２】
マーカの設置間隔が、その設置場所における電波到達距離に応じて調整されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の通信方法。
【請求項３】
曲線道路におけるマーカの設置間隔が、直線道路におけるマーカの設置間隔よりも短い、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の通信方法。
【請求項４】
送信端末は、最寄りのマーカからマーカＩＤを取得し、このマーカＩＤから中継位置のマーカＩＤを算出し、算出された中継位置のマーカＩＤをパケットに格納して送信し、
中継端末は、前記最寄りのマーカから取得したマーカＩＤと前記パケットに格納されている中継位置のマーカＩＤとが一致する場合に、前記パケットを中継する、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の通信方法。
【請求項５】
送信端末は、最寄りのマーカからマーカＩＤを取得し、このマーカＩＤをパケットに格納して送信し、
中継端末は、パケットに格納されているマーカＩＤから中継位置を算出し、算出された中継位置のマーカＩＤと、前記最寄りのマーカから取得したマーカＩＤとが一致する場合に、前記パケットを中継する、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の通信方法。
【請求項６】
送信端末と他の無線端末とが通信する際に、パケットを中継するために用いる無線端末であって、
道路に設置されたマーカから、マーカに付されたマーカＩＤを取得するマーカＩＤ取得手段と、
受信したパケットに格納されているマーカＩＤと、マーカＩＤ取得手段により取得したマーカＩＤとを比較して、パケットを中継するか否かを決定する無線通信手段と、
を有することを特徴とする無線端末。
【請求項７】
無線通信手段は、送信端末が中継位置としてパケットに格納したマーカＩＤと、マーカＩＤ取得手段により取得した最寄りのマーカのマーカＩＤとが一致する場合に、パケットを中継する、
ことを特徴とする請求項６に記載の無線端末。
【請求項８】
無線通信手段は、送信端末が最寄りのマーカから取得しパケットに格納したマーカＩＤを取得し、前記パケットに格納された前記マーカＩＤから中継位置のマーカＩＤを算出し、前記中継位置のマーカＩＤとマーカＩＤ取得手段により取得した最寄りのマーカのマーカＩＤとが一致する場合に、パケットを中継する、
ことを特徴とする請求項６に記載の無線端末。
【請求項９】
請求項６〜８のいずれかに記載の無線端末を備えた車両。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−２９５３２５（Ｐ２００６−２９５３２５Ａ）
【公開日】平成１８年１０月２６日（２００６．１０．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１１０１０４（Ｐ２００５−１１０１０４）
【出願日】平成１７年４月６日（２００５．４．６）
【出願人】（５０２０８７４６０）株式会社トヨタＩＴ開発センター (232)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月２６日（２００６．１０．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月６日（２００５．４．６）
【出願人】（５０２０８７４６０）株式会社トヨタＩＴ開発センター (232)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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