通信方法および端末装置
【課題】通信量が増加した場合であってもパケット信号の衝突確率を低減したい。
【解決手段】複数のスロットにて形成された第１期間と、所定の長さを有した第２期間とを含んだフレームが繰り返されるように規定され、検出部３２は、第１期間と第２期間とのうちの第１期間における複数のスロットの中から、複数の他の無線装置間の通信に使用可能なスロットを検出する。変復調部２４、ＲＦ部２２は、検出したスロットに関する情報を報知する。
【解決手段】複数のスロットにて形成された第１期間と、所定の長さを有した第２期間とを含んだフレームが繰り返されるように規定され、検出部３２は、第１期間と第２期間とのうちの第１期間における複数のスロットの中から、複数の他の無線装置間の通信に使用可能なスロットを検出する。変復調部２４、ＲＦ部２２は、検出したスロットに関する情報を報知する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、報知技術に関し、特に所定の情報が含まれた信号を報知する報知方法および無線装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２０２９１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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、端末装置間の距離や電波を減衰させる障害物の影響などによって、互いの無線信号が到達しない状況、つまりキャリア・センスが機能しない状況が発生する。キャリア・センスが機能しない場合、複数の端末装置から送信されたパケット信号が衝突する。また、通信速度を高速化するために、無線ＬＡＮでは、ＯＦＤＭ変調方式が使用される。
【０００５】
一方、無線ＬＡＮを車車間通信に適用する場合、不特定多数の端末装置へ情報を送信する必要があるために、信号はブロードキャストにて送信されることが望ましい。しかしながら、交差点などでは、車両数の増加、つまり端末装置数の増加によって、パケット信号の衝突の増加が想定される。その結果、パケット信号に含まれたデータが他の端末装置へ伝送されなくなる。このような状態が、車車間通信おいて発生すれば、交差点の出会い頭の衝突事故を防止するという目的が達成されなくなる。
【０００６】
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、通信量が増加した場合であってもパケット信号の衝突確率を低減させる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の無線装置は、複数のスロットにて形成された第１期間と、所定の長さを有した第２期間とを含んだフレームが繰り返されるように規定され、第１期間と第２期間とのうちの第１期間における複数のスロットの中から、複数の他の無線装置間の通信に使用可能なスロットを検出する検出部と、検出部において検出したスロットに関する情報を報知する報知部と、を備える。
【０００８】
本発明の別の態様は、報知方法である。この方法は、複数のスロットにて形成された第１期間と、所定の長さを有した第２期間とを含んだフレームが繰り返されるように規定され、第１期間と第２期間とのうちの第１期間における複数のスロットの中から、複数の他の無線装置間の通信に使用可能なスロットを検出するステップと、検出したスロットに関する情報を報知するステップと、を備える。
【０００９】
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。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、通信量が増加した場合であってもパケット信号の衝突確率を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】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２】図１のアクセス制御装置の構成を示す図である。
【図３】図３（ａ）−（ｄ）は、図２のフレーム規定部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】図４（ａ）−（ｂ）は、図２のフレーム規定部において規定されるフレームの別のフォーマットを示す図である。
【図５】図５（ａ）−（ｂ）は、図１の通信システムにおいて使用されるＯＦＤＭシンボルのフォーマットを示す図である。
【図６】図１の車両に搭載された端末装置の構成を示す図である。
【図７】図１の通信システムの動作概要を示す図である。
【図８】図１の通信システムの別の動作概要を示す図である。
【図９】図２のアクセス制御装置における空きスロットの通知手順を示すフローチャートである。
【図１０】図２のアクセス制御装置における衝突スロットの通知手順を示すフローチャートである。
【図１１】図２のアクセス制御装置における第１期間の長さの通知手順を示すフローチャートである。
【図１２】図２のアクセス制御装置におけるエリア決定用しきい値の通知手順を示すフローチャートである。
【図１３】図６の端末装置における第１期間あるいは第２期間の決定手順を示すフローチャートである。
【図１４】図６の端末装置におけるデータの送信手順を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の変形例に係る端末装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明を具体的に説明する前に、概要を述べる。本発明の実施例は、車両に搭載された端末装置間においてデータ通信を実行する通信システムに関する。端末装置は、車両の速度や位置等の情報（以下、これらを「データ」という）を格納したパケット信号をブロードキャスト送信する。また、他の端末装置は、パケット信号を受信するとともに、データをもとに車両の接近等を認識する。ここで、端末装置は、通信速度の高速化を目的としてＯＦＤＭ変調方式を採用する。このような状況のもと、交差点等において、端末装置の数が増加すると、パケット信号の発生確率が増加する。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。
【００１３】
本実施例に係る通信システムは、複数の端末装置の他にアクセス制御装置を含み、アクセス制御装置は、例えば、交差点に設置される。アクセス制御装置は、第１期間と第２期間とによって形成されたフレームを繰り返し規定する。ここで、第１期間には、複数のスロットが含まれる。アクセス制御装置は、第１期間において各スロットでの受信電力を測定することによって、複数の端末装置間の通信に使用されてないスロット（以下、「空きスロット」という）を特定する。また、アクセス制御装置は、フレームの構成情報や特定したスロットに関する情報を制御情報に含め、制御情報を格納したパケット信号（以下、これを「制御情報」ということもある）をひとつのスロットにてブロードキャスト送信する。ここで、ひとつのスロットは、予め定められているものとする。端末装置は、制御情報をもとに、空きスロットのいずれかを選択し、選択したスロットにおいて、データを格納したパケット信号（以下、これを「データ」ということもある）をブロードキャスト送信する。なお、端末装置は、複数のフレームにわたってデータを送信する場合、各フレームでの相対的なタイミングが同一のスロットを使用する。
【００１４】
アクセス制御装置は、各スロットにおいて、複数の端末装置から送信されたパケット信号が衝突しているかも測定することによって、衝突が発生しているスロット（以下、「衝突スロット」という）を特定する。また、アクセス制御装置は、特定したスロットに関する情報も制御情報に含める。端末装置は、制御情報をもとに、既に使用したスロットにおいて衝突が発生しているかを確認する。衝突が発生している場合、端末装置は、制御情報をもとに、別の空きスロットのいずれかを選択する。ここで、アクセス制御装置は、端末装置間のデータ通信に直接関与せず、データ通信に使用すべきスロットを直接指定しない。あくまでも、アクセス制御装置は、端末装置間のデータ通信の状況を監視し、空きスロットや衝突スロットの情報を報知している。
【００１５】
なお、制御情報もひとつのスロットにて送信されているので、制御情報を受信できない端末装置から送信されたデータと、制御情報とが衝突する可能性がある。その結果、他の端末装置が制御情報を受信できないと、上記の処理の実行が困難になる。これに対応するために、データを送信するために使用されるＯＦＤＭ信号では、一部のサブキャリアにデータが格納されず、ヌルキャリアとされている（以下、このようなサブキャリアを「識別キャリア」という）。一方、制御情報を送信するために使用されるＯＦＤＭ信号では、識別キャリアにも信号が配置されている。そのため、仮に、データと制御情報とが衝突した場合であっても、端末装置は、識別キャリアの信号成分を観測することによって、制御情報の存在を検知することができる。
【００１６】
さらに、第１期間に含まれるスロット数と比較して端末装置数が多くなると、空きスロット数が少なくなって、衝突が発生しやすくなるおそれがある。一方、交通事故の防止という観点から考えると、交差点に近い端末装置から送信されるデータの方が、交差点に遠い端末装置から送信されるデータよりも重要であるといえる。以上の点を考慮して、アクセス制御装置は、交差点に近い端末装置に対して、第１期間でのスロットを使用させ、交差点から遠い端末装置に対して、第２期間にてＣＳＭＡ／ＣＡを実行させる。その結果、第１期間での衝突確率は、第２期間での衝突確率よりも低くなり、重要なデータに対する衝突確率の増加が抑制される。また、交差点に近い端末装置の数に応じて、アクセス制御装置は、第１期間の長さ、つまり第１期間に含まれるスロットの数を調節する。
【００１７】
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、アクセス制御装置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を含む。なお、各車両１２には、図示しない端末装置が搭載されている。また、アクセス制御装置１０によって第１エリア２００、第２エリア２０２が形成されている。なお、第２エリア２０２は、交差点を中心として、第１エリア２００の外側に形成されている。
【００１８】
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。
【００１９】
各車両１２に搭載された端末装置は、データを取得し、データ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。ここで、本発明の実施例を説明する前に、端末装置が公知の無線ＬＡＮに対応する場合、つまりＣＳＭＡ／ＣＡに対応する場合の動作を説明する。各端末装置は、キャリアセンスを実行して送信可能であると判定した場合に、データをブロードキャスト送信する。そのため、複数の端末装置からのデータが衝突する場合がある。また、端末装置の数が増加するにつれて、衝突の発生確率が増加する。特に、交差点のような場所では、車両１２の衝突が発生しやすいにもかかわらず、データの衝突も発生しやすくなり、データを必要とするような場所においてデータの利用がなされなくなる。
【００２０】
そこで、通信システム１００は、交差点にアクセス制御装置１０を配置する。アクセス制御装置１０は、図示しないＧＰＳ衛星から受信した信号をもとに、フレームが繰り返されるように生成する。ここで、フレームは、第１期間と第２期間によって形成されており、第１期間には、複数のスロットが含まれる。また、アクセス制御装置１０は、複数のスロットの中から、空きスロットと衝突スロットとを特定する。なお、空きスロットと衝突スロットとの特定方法は、後述する。アクセス制御装置１０は、特定した空きスロットと衝突スロットに関する情報を制御情報に含める。さらに、アクセス制御装置１０は、予め定められたスロットにて制御情報を報知する。例えば、各第１期間の先頭スロットにおいて、アクセス制御装置１０は、制御情報を報知する。
【００２１】
アクセス制御装置１０によって形成された第１エリア２００に存在する複数の端末装置は、アクセス制御装置１０によって報知された制御情報を受信し、空きスロットのいずれかを選択する。また、端末装置は、選択したスロットにてデータを報知する。ここで、端末装置は、複数のフレームにわたって、選択したスロットに対応したスロットにてデータを報知する。例えば、第１期間の先頭から１０番目のスロットを選択した場合、次のフレームにおいても、第１期間の先頭から１０番目のスロットを使用する。なお、制御情報において、使用していたスロットが衝突スロットであると示されていれば、端末装置は、別の空きスロットをさらに選択する。端末装置は、第１エリア２００に存在する期間にわたって、上記の処理を繰り返し実行する。
【００２２】
一方、アクセス制御装置１０によって形成された第２エリア２０２に存在する複数の端末装置は、第２期間において、ＣＳＭＡ／ＣＡによる通信を実行する。ここで、第１期間にて通信を実行すべき端末装置と、第２期間において通信を実行すべき端末装置についての使用は、アクセス制御装置１０から送信される。また、第１エリア２００に含まれる端末装置の数に応じて、アクセス制御装置１０は、フレーム中の第１期間の長さを調節する。端末装置は、アクセス制御装置１０によって報知された制御情報を受信できている期間にわたって、上記の処理を繰り返し実行する。つまり、端末装置は、制御情報を監視しており、制御情報を受信できたときに、第２エリア２０２に進入したことを検出する。また、当該端末装置は、アクセス制御装置１０からの指標をもとに、第１エリア２００に進入したことを検出する。なお、端末装置は、制御情報を受信できていない場合であっても、データを報知してもよい。他の端末装置からのデータを受信した端末装置は、データをもとに、他の端末装置が搭載された車両１２の存在を認識する。
【００２３】
ここで、アクセス制御装置１０から報知される制御情報と、端末装置から報知されるデータとは、ともにＯＦＤＭ信号を使用する。しかしながら、両者の配置されているサブキャリアは、同一ではない。データは、前述の識別キャリアに配置されていない。一方、識別情報は、データが配置されたサブキャリアに加えて、識別キャリアにも配置される。その結果、仮に、データと識別情報とが衝突した場合であっても、端末装置は、識別キャリアの信号成分を観測することによって、制御情報の存在を検知できる。なお、前述の端末装置による第２エリア２０２への進入検出は、識別キャリアに対してなされてもよい。
【００２４】
図２は、アクセス制御装置１０の構成を示す。アクセス制御装置１０は、アンテナ２０、ＲＦ部２２、変復調部２４、処理部２６、ＧＰＳ測位部２８、制御部３０を含む。また、処理部２６は、検出部３２、フレーム規定部３４、生成部３６を含み、検出部３２は、電力測定部３８、品質測定部４０、空きスロット特定部４２、衝突スロット特定部４４、しきい値決定部４６、第１期間決定部４８を含む。
【００２５】
ＧＰＳ測位部２８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。ＧＰＳ測位部２８は、時刻の情報をフレーム規定部３４へ出力する。フレーム規定部３４は、ＧＰＳ測位部２８から時刻の情報を取得する。フレーム規定部３４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３４は、「０ｍｓｅｃ」となる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。
【００２６】
また、フレーム規定部３４は、第１期間と第２期間とに各フレームを分割する。ここで、第１期間と第２期間との長さについては後述する。フレーム規定部３４は、第１期間を複数に分割することによって、複数のスロットを生成する。例えば、第１期間が「５０ｍｓｅｃ」であり、スロットが「５００μｓｅｃ」である場合、１００個のスロットが生成される。そのような場合、第２期間は、「５０ｍｓｅｃ」のように、所定の長さを有した期間として規定される。前述のごとく、通信システム１００は、ＯＦＤＭ変調方式を採用しているので、各スロットは、複数のＯＦＤＭシンボルから構成されるように規定される。また、ＯＦＤＭシンボルは、ガードインターバル（ＧＩ）と有効シンボルとによって構成される。なお、各スロットの前方の部分や後方の部分にガードタイムが設けられてもよい。ここで、スロットに含まれた複数のＯＦＤＭシンボルのまとまりや、第２期間にて送信される信号が、前述のパケット信号に相当する。
【００２７】
図３（ａ）−（ｄ）は、フレーム規定部３４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。図示のごとく、第ｉフレームから第ｉ＋２フレームのように、複数のフレームが繰り返されるように規定されている。また、各フレームの期間は、例えば、「１００ｍｓｅｃ」である。図３（ｂ）は、ひとつのフレームの構成を示す。図示のごとく、ひとつのフレームは、第１期間と第２期間によって構成されており、さらに第１期間は、Ｍ個のスロットによって構成されている。例えば、各スロットの期間は「５００μｓｅｃ」である。図３（ｃ）は、ひとつのスロットの構成を示す。図示のごとく、スロットの前方の部分と後方の部分とにガードタイムが設けられている。また、スロットの残りの期間は、Ｎ個のＯＦＤＭシンボルによって構成されている。図３（ｄ）は、ひとつのＯＦＤＭシンボルの構成を示す。図示のごとく、ひとつのＯＦＤＭシンボルは、ＧＩと有効シンボルによって構成されている。図２に戻る。
【００２８】
ＲＦ部２２は、受信処理として、第１期間の各スロットあるいは第２期間において、図示しない他の端末装置間の通信において送信されるパケット信号をアンテナ２０から受信する。ＲＦ部２２は、アンテナ２０を介して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。
【００２９】
また、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、第１期間の各スロットあるいは第２期間において、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、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。
【００３０】
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。
【００３１】
電力測定部３８は、ＲＦ部２２あるいは変復調部２４から、受信信号を受けつけ、受信電力を測定する。ここで、受信電力はスロット単位に測定される。そのため、電力測定部３８では、複数のスロットのそれぞれに対する受信電力が測定される。電力測定部３８は、スロット単位の受信電力を空きスロット特定部４２、衝突スロット特定部４４、第１期間決定部４８へ出力する。品質測定部４０は、変復調部２４からの復調結果を受けつけ、複数のスロットのそれぞれに対する信号品質を測定する。ここでは、信号品質として誤り率が測定される。なお、誤り率の測定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。また、信号品質として、誤り率の代わりに、ＥＶＭ（Ｅｒｒｏｒ Ｖｅｃｔｏｒ Ｍａｇｎｉｔｕｄｅ）等が測定されてもよい。品質測定部４０は、誤り率を衝突スロット特定部４４へ出力する。
【００３２】
空きスロット特定部４２は、電力測定部３８から、スロット単位の受信電力を受けつける。空きスロット特定部４２は、各受信電力としきい値（以下、「空きスロット用しきい値」という）を比較し、受信電力が空きスロット用しきい値よりも小さくなっているスロットを特定する。つまり、空きスロット特定部４２は、第１期間と第２期間とのうちの第１期間における複数のスロットの中から、複数の端末装置間の通信に使用可能なスロットを空きスロットとして検出する。ここで、空きスロットが複数存在する場合、空きスロット特定部４２は、それらを特定する。空きスロット特定部４２は、特定した空きスロットに関する情報を生成部３６へ出力する。
【００３３】
衝突スロット特定部４４は、電力測定部３８から、スロット単位の受信電力を受けつけ、品質測定部４０から、スロット単位の誤り率を受けつける。また、衝突スロット特定部４４は、スロット単位に、受信電力と誤り率とを関連づける。衝突スロット特定部４４は、スロット単位に、受信電力と第１しきい値とを比較するとともに、誤り率と第２しきい値とを比較する。衝突スロット特定部４４は、受信電力が第１しきい値よりも大きく、かつ誤り率が第２しきい値より悪化しているスロットを衝突スロットとして特定する。つまり、衝突スロット特定部４４は、受信電力が大きいものの通信品質が悪化しているスロットを衝突スロットとして認定する。このように、衝突スロット特定部４４は、第１期間と第２期間とのうちの第１期間における複数のスロットの中から、複数の端末装置が信号を重複して送信したことによって衝突が発生したスロットを衝突スロットとして検出する。衝突スロット特定部４４は、特定した衝突スロットに関する情報を生成部３６へ出力する。
【００３４】
第１期間決定部４８は、電力測定部３８から、スロット単位の受信電力を受けつける。また、第１期間決定部４８は、第１期間にわたって、受信電力を積算する。つまり、第１期間決定部４８は、フレームの少なくとも一部の期間にわたって、複数の他の無線装置間の通信における信号の受信電力を積算する。積算値は、第１期間においてデータを送信している端末装置や第１期間においてデータを送信しようとしている端末装置の数と想定される。つまり、積算値が大きくなれば、端末装置の数も多いと予想される。また、第１期間決定部４８は、積算値に応じて第１期間の長さを決定する。
【００３５】
例えば、第１期間決定部４８は、複数段階の期間決定用しきい値を予め定めており、それらと積算値とを比較することによって、積算値が超える期間決定用しきい値のうち、最大の値を選択する。一方、複数段階の期間決定用しきい値のそれぞれは、第１期間の長さと予め対応づけられており、第１期間決定部４８は、選択した最大の値に応じた第１期間の長さであって、かつひとつのフレームにおける第１期間の長さを決定する。なお、第１期間には、最大値と最小値とが定められていてもよい。また、フレームの期間は固定であるとする。第１期間決定部４８は、生成部３６、しきい値決定部４６、フレーム規定部３４へ第１期間の長さを出力する。
【００３６】
フレーム規定部３４は、第１期間決定部４８からの通知に応じて、フレーム中の第１期間の長さ、つまりスロットの数を調節する。図４（ａ）−（ｂ）は、フレーム規定部３４において規定されるフレームの別のフォーマットを示す。図４（ａ）は、図３（ｂ）と同様であり、第１期間にＭ個のスロットが含まれている場合である。一方、図４（ｂ）は、第１期間決定部４８において図４（ａ）よりも端末装置の数が多いと認定された場合のフレームのフォーマットである。図４（ｂ）における第１期間は、図４（ａ）における第１期間よりも長くなっており、多くのスロットを含む。ここでは、図示のごとく、Ｚ個（Ｚ＞Ｍ）のスロットが第１期間に含まれる。また、それに応じて、図４（ｂ）における第２期間は、図４（ａ）における第２期間よりも短くなっている。図２に戻る。
【００３７】
しきい値決定部４６は、図示しない端末装置が制御情報を信した場合の受信電力に対するしきい値（以下、「エリア決定用しきい値」という）を決定する。ここでは、エリア決定用しきい値の機能を明確にするために、図示しない端末装置での動作を簡単に説明する。端末装置は、制御信号を受信すると、制御信号の受信電力を測定する。また、端末装置は、制御信号からエリア決定用しきい値を抽出し、エリア決定用しきい値と受信電力とを比較する。端末装置は、受信電力がエリア決定用しきい値よりも大きい場合に、第１期間と第２期間とのうちの第１期間における複数のスロットのいずれかの使用を決定する。一方、端末装置は、受信電力がエリア決定用しきい値よりも大きくない場合に、第２期間の使用を決定する。
【００３８】
ここで、しきい値決定部４６は、エリア決定用しきい値として所定の値を定めており、第１期間の長さが最大値あるいは最小値になったときに、エリア決定用しきい値を変更するような処理を実行する。ここでは、図１をもとにこの処理を説明する。第１エリア２００内に存在する端末装置の数が増加すると、第１期間決定部４８は、第１期間の長さを延長する。第１期間の長さが最大値になっても、さらに端末装置の数が増加する場合、しきい値決定部４６は、エリア決定用しきい値を増加させる。これは、第１エリア２００を縮小することに相当する。一方、第１エリア２００内に存在する端末装置の数が減少する場合も、同様の処理が実行されるが、ここでは、説明を省略する。
【００３９】
以上の処理を実現するために、しきい値決定部４６は、第１期間決定部４８から積算値を受けつけてもよい。また、しきい値決定部４６は、積算値とエリア決定用しきい値との対応を予め規定しており、当該対応をもとに、受けつけた積算値からエリア決定用しきい値を決定する。しきい値決定部４６は、エリア決定用しきい値を生成部３６へ出力する。
【００４０】
生成部３６は、空きスロット特定部４２から、空きスロットに関する情報を受けつけるとともに、衝突スロット特定部４４から、衝突スロットに関する情報を受けつける。さらに、生成部３６は、第１期間決定部４８から、第１期間の長さを受けつけ、しきい値決定部４６から、エリア決定用しきい値を受けつける。生成部３６は、空きスロットに関する情報、衝突スロットに関する情報、第１期間の長さ、エリア決定用しきい値を含めながら、制御情報を生成する。なお、エリア決定用しきい値は、第１期間と第２期間とのうちの第１期間における複数のスロットを使用すべき端末装置についての指標といえる。ここで、第１期間に含まれた複数のスロットのそれぞれには、前から順番に「１」、「２」となるような番号（以下、「スロット番号」という）が付与されている。生成部３６は、空きスロットに関する情報として、以前のフレームに含まれた空きスロットのスロット番号を制御情報に含める。
【００４１】
また、生成部３６は、衝突スロットに関する情報として、以前のフレームに含まれた衝突スロットのスロット番号を制御情報に含める。さらに、生成部３６は、フレーム規定部３４からフレーム、第１期間、スロットに関する情報を受けつけ、各第１期間に含まれたひとつのスロットへ定期的に制御情報を割り当てる。ここでは、各第１期間のスロット番号「１」のスロット、つまり先頭のスロットに制御情報を割り当てることが予め定められており、生成部３６は、当該スロットへ制御情報を割り当てる。生成部３６は、割り当てたスロットにて、変復調部２４へ制御情報を出力する。
【００４２】
前述のごとく、通信システム１００は、ＯＦＤＭ変調方式に対応しているので、生成部３６は、制御情報をＯＦＤＭ信号として生成する。なお、図示しない複数の端末装置間のデータ通信にもＯＦＤＭ信号が使用されている。ここでは、制御情報を配置させるＯＦＤＭ信号（以下、これも「制御情報」ということがある）と、データを配置させるＯＦＤＭ信号（以下、これも「データ」ということがある）とを比較しながら説明する。図５（ａ）−（ｂ）は、通信システム１００において使用されるＯＦＤＭシンボルのフォーマットを示す。図５（ａ）は、制御情報に相当し、図５（ｂ）は、データに相当する。
【００４３】
ここで、両方において、縦の方向が周波数を示し、横の方向が時間を示す。縦の方向において、上から順に「３１」、「３０」、・・・「−３２」の番号が示されているが、これらはサブキャリアを識別するために付与された番号（以下、「サブキャリア番号」という）である。また、ＯＦＤＭ信号の中において、サブキャリア番号「３１」のサブキャリアの周波数が最も高く、サブキャリア番号「−３２」のサブキャリアの周波数が最も低い。また、図中の「Ｄ」は、データシンボルに相当し、「Ｐ」は、パイロットシンボルに相当し、「Ｎ」は、ヌルに相当する。
【００４４】
制御信号とデータとに共通して、サブキャリア番号「３１」から「２７」、「２」、「０」、「−２」、「−２６」から「−３２」のサブキャリアは、ヌルである。また、制御信号のうち、サブキャリア番号「２６」から「３」、「−３」から「−２５」のサブキャリアは、データでも使用されており、また、両者においてシンボルの用途も同一である。一方、制御信号のうち、サブキャリア番号「１」、「−１」は、データにて使用されていない。これらは、前述の識別キャリアに相当する。つまり、識別キャリアは、ＯＦＤＭ信号のうちの中央の周波数付近のサブキャリアに配置されている。さらに、制御情報のうち、データでも使用されるサブキャリアと、識別キャリアとの間、つまりサブキャリア番号「２」、「−２」には、ガードバンドが設けられてる。なお、サブキャリア番号「−２」から「２」のサブキャリアをまとめて「識別キャリア」と呼んでもよい。
【００４５】
ここで、生成部３６は、制御情報のうちの識別キャリア以外のサブキャリアに、空きスロットに関する情報および衝突スロットに関する情報を配置する。また、生成部３６は、フレームに関する情報を識別キャリアに配置する。また、生成部３６は、これらの情報に限られず、重要度の高い情報を識別キャリアに優先的に配置してもよい。制御情報に含められる情報の一例は、アクセス制御装置１０の緯度・経度、第１期間のサイズ、エリア決定用しきい値である。また、パケット信号の前方のＯＦＤＭシンボルには、既知信号が配置される。このような既知信号は、端末装置におけるＡＧＣや、伝送路特性の推定に使用される。生成部３６は、所定のスロットのうちの一部の期間にわたって、識別キャリアに既知信号を配置してもよい。このような既知信号は、例えば、ＵＷ（Ｕｎｉｑｕｅ Ｗｏｒｄ）のように使用される。図２に戻る。
【００４６】
変復調部２４、ＲＦ部２２は、生成部３６において生成した制御情報をアンテナ２０から報知する。なお、制御情報に含まれた空きスロットに関する情報および衝突スロットに関する情報に応じたスロットを使用している端末装置は、複数のフレームにわたって、当該スロットに対応したスロットを使用する。例えば、スロット番号「１０」のスロットが継続的に使用される。制御部３０は、アクセス制御装置１０全体の処理を制御する。
【００４７】
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、ソフトウエアのみ、またはそれら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。
【００４８】
図６は、車両１２に搭載された端末装置１４の構成を示す。端末装置１４は、アンテナ５０、ＲＦ部５２、変復調部５４、処理部５６、制御部５８を含む。また、処理部５６は、タイミング特定部６０、取得部６２、生成部６４、通知部７０を含み、タイミング特定部６０は、制御情報抽出部６６、決定部８０、第１期間特定部８２、しきい値特定部８４、比較部８６、測定部８８を含む。アンテナ５０、ＲＦ部５２、変復調部５４は、図２のアンテナ２０、ＲＦ部２２、変復調部２４と同様の処理を実行する。そのため、ここでは、これらの説明を省略する。
【００４９】
取得部６２は、図示しないＧＰＳ受信機、ジャイロスコープ、車速センサ等を含んでおり、それらから供給されるデータによって、図示しない車両１２、つまり端末装置１４が搭載された車両１２の存在位置、進行方向、移動速度等を取得する。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６２は、取得した情報を生成部６４へ出力する。
【００５０】
制御情報抽出部６６は、変復調部５４からの復調結果を受けつける。また、制御情報抽出部６６は、復調結果のうち、識別キャリアに対応したサブキャリアの部分を監視する。識別キャリアに対応したサブキャリアの部分に有効なデータが含まれている場合、制御情報抽出部６６は、制御情報が含まれたスロットを受信していることを認識する。また、制御情報抽出部６６は、制御情報が含まれたスロットを受信しているタイミングを基準として、フレームおよびスロットの同期を確立する。さらに、制御情報抽出部６６は、制御情報から、空きスロットに関する情報および衝突スロットに関する情報を取得する。また、制御情報抽出部６６は、制御情報から、第１期間に関する情報およびエリア決定用しきい値も取得する。制御情報抽出部６６は、空きスロットに関する情報および衝突スロットに関する情報を決定部８０へ出力し、第１期間に関する情報を第１期間特定部８２へ出力し、エリア決定用しきい値をしきい値特定部８４へ出力する。
【００５１】
第１期間特定部８２は、制御情報抽出部６６から第１期間に関する情報を受けつけ、フレームにおける第１期間および第２期間を特定する。フレームにおける第１期間を特定することは、第１期間に含まれるスロット数を特定することであってもよい。第１期間特定部８２は、特定した内容を決定部８０へ出力する。しきい値特定部８４は、制御情報抽出部６６からエリア決定用しきい値を受けつけ、これを保持する。また、しきい値特定部８４は、エリア決定用しきい値を比較部８６へ出力する。測定部８８は、ＲＦ部５２あるいは５４から、制御情報の受信信号を受けつけ、受信電力を測定する。測定部８８は、受信電力を比較部８６へ出力する。
【００５２】
比較部８６は、しきい値特定部８４からエリア決定用しきい値を受けつけ、測定部８８から受信電力を受けつける。比較部８６は、受信電力とエリア決定用しきい値とを比較し、受信電力がエリア決定用しきい値よりも大きければ、第１期間の使用を決定する。一方、比較部８６は、受信電力がエリア決定用しきい値よりも大きくなければ、第２期間の使用を決定する。比較部８６は、決定した内容を決定部８０へ出力する。
【００５３】
決定部８０は、第１期間特定部８２から、第１期間特定部８２において特定された内容を受けつけ、比較部８６から、比較部８６において決定された内容を受けつける。また、決定部８０は、制御情報抽出部６６から、空きスロットに関する情報および衝突スロットに関する情報を受けつける。まず、決定部８０は、比較部８６からの情報をもとに、第１期間を使用すべきか、第２期間を使用すべきかを把握する。また、決定部８０は、第１期間特定部８２からの情報をもとに、使用すべき第１期間あるいは使用すべき第２期間を特定する。ここでは、第１期間を使用する場合を先に説明する。
【００５４】
決定部８０は、空きスロットに関する情報をもとに、ひとつの空きスロットを選択する。なお、空きスロットの選択は、任意になされればよい。決定部８０は、選択した空きスロットに関する情報を生成部６４へ出力する。生成部６４は、取得部６２からの情報を受けつける。生成部６４は、情報をもとにデータを生成する。ここで、データは、図５（ｂ）のように形成される。また、生成部６４は、決定部８０から、空きスロットに関する指示を受けつけ、指示に応じた空きスロットにてデータを変復調部５４へ出力する。なお、データを出力する前に、処理部５６は、キャリアセンスを実行してもよい。また、生成部６４は、次のフレームの第１期間においても、同一のスロット番号のスロットにおいてデータを出力する。
【００５５】
このような処理の継続中も、制御情報抽出部６６は、フレームごとに制御情報から、空きスロットに関する情報および衝突スロットに関する情報を取得し続ける。決定部８０は、衝突スロットに関する情報をもとに、現在使用しているスロットに対応したスロット番号が衝突スロットとされていないかを確認する。衝突スロットとされていなければ、決定部８０は、これまでと同一のスロット番号を生成部６４へ出力し続ける。一方、衝突スロットとされていれば、決定部８０は、空きスロットに関する情報をもとに、ひとつの空きスロットを再び選択する。つまり、これまで選択していたスロットとは別のスロットが選択される。決定部８０は、選択した空きスロットに関する情報を生成部６４へ出力する。以下、生成部６４では、同様の処理が実行される。
【００５６】
次に、第２期間を使用する場合を説明する。処理部５６は、第２期間においてキャリアセンスを実行する。キャリアセンスの結果、データを送信できる場合、生成部６４は、データを変復調部５４へ出力する。通知部７０は、図示しない他の端末装置１４からのデータを取得し、データの内容に応じて、図示しない他の車両１２の接近等を運転者へ通知する。通知部７０での処理は、これに限定されない。制御部５８は、端末装置１４全体の動作を制御する。
【００５７】
以上の構成による通信システム１００の動作を説明する。図７は、通信システム１００の動作概要を示す。図中において、第１端末装置１４ａから第４端末装置１４ｄが示されているが、これらと、図１の第１車両１２ａから第４車両１２ｄの位置とは関係がないものとする。また、第２端末装置１４ｂは、図１の第２エリア２０２に存在する。図の横方向が時間に相当しており、最上段に記載しているように、第ｉフレームから第ｉ＋２フレームまでの３つのフレームが示されている。また、説明を明瞭にするために、ひとつのフレームには、１２個のスロットと第２期間が含まれているとする。アクセス制御装置１０は、図示のごとく、各フレームの先頭のスロットにて、制御信号を報知する。図中の「制」は、制御信号に相当する。また、その下段には、制御情報に含まれている空きスロットに関する情報と衝突スロットに関する情報が、スロットに対応づけられながら示されている。図中の「空」は、空きスロットに相当し、「衝」は、衝突スロットに相当する。
【００５８】
さらに下段には、第１端末装置１４ａから第４端末装置１４ｄがデータを報知するタイミングが示されている。図中の「デ」は、データに相当する。第１端末装置１４ａ、第３端末装置１４ｃ、第４端末装置１４ｄは、制御情報を参照し、空きスロットをそれぞれ選択する。第ｉフレームにおいて、第１端末装置１４ａ、第３端末装置１４ｃ、第４端末装置１４ｄは、選択した空きスロットにてデータを報知する。その際、第３端末装置１４ｃと第４端末装置１４ｄにおいて選択された空きスロットが同一であるので、両者から報知されたデータが衝突している。アクセス制御装置１０は、当該スロットでの衝突の発生を検出する。第ｉ＋１フレームにおいて、アクセス制御装置１０から報知される制御情報には、衝突スロットに関する情報として、衝突が発生したスロットが示されている。一方、第２端末装置１４ｂは、第２期間において、ＣＳＭＡ／ＣＡをもとにデータを報知する。
【００５９】
第１端末装置１４ａは、既に使用したスロットにおいて衝突が発生していないので、同一のスロット番号のスロットを再び使用する。一方、第３端末装置１４ｃおよび第４端末装置１４ｄは、既に使用したスロットにおいて衝突が発生しているので、別の空きスロットを再び選択する。第３端末装置１４ｃおよび第４端末装置１４ｄは、選択した空きスロットにてデータを報知する。すべてのデータが衝突していないので、第ｉ＋２フレームにおいて、アクセス制御装置１０から報知される制御情報には、衝突スロットが示されていない。そのため、第ｉ＋２フレームにおいて、第１端末装置１４ａ、第３端末装置１４ｃ、第４端末装置１４ｄは、既に使用したスロットと同一のスロット番号のスロットを再び使用する。
【００６０】
図８は、通信システム１００の別の動作概要を示す。図８は、図７と同様に示される。ここでは、前提として、第２端末装置１４ｂは、アクセス制御装置１０からの制御情報を受信できていないとする。そのため、第２端末装置１４ｂは、フレームの構成を把握せずにデータを送信している。アクセス制御装置１０は、フレームの先頭のスロットにて、制御信号を報知する。一方、第２端末装置１４ｂは、フレームの先頭スロットにて、データを報知する。その結果、当該スロットにおいて、制御信号とデータとが衝突する。ここで、第１端末装置１４ａ、第３端末装置１４ｃ、第４端末装置１４ｄは、衝突が発生した場合であっても、制御信号のうちの識別キャリアの信号成分を観測することによって、制御信号の存在を検知できる。
【００６１】
図９は、アクセス制御装置１０における空きスロットの通知手順を示すフローチャートである。ここでは、説明の対象を第１期間とする。検出部３２は、スロット番号ｍを２に設定する（Ｓ１０）。電力測定部３８は、受信電力を測定する（Ｓ１２）。空きスロット特定部４２は、受信電力が空きスロット用しきい値よりも小さければ（Ｓ１４のＹ）、スロット番号ｍのスロットを空きスロットと特定する（Ｓ１６）。空きスロット特定部４２は、受信電力が空きスロット用しきい値よりも小さくなければ（Ｓ１４のＮ）、ステップ１６の処理をスキップする。スロット番号ｍが最大数Ｍでなければ（Ｓ１８のＮ）、検出部３２は、スロット番号ｍに１を加算して（Ｓ２０）、ステップ１２に戻る。一方、スロット番号ｍが最大数Ｍであれば（Ｓ１８のＹ）、生成部３６は、空きスロットのスロット番号を制御情報に含める（Ｓ２２）。変復調部２４、ＲＦ部２２は、制御情報を報知する（Ｓ２４）。
【００６２】
図１０は、アクセス制御装置１０における衝突スロットの通知手順を示すフローチャートである。ここでも、説明の対象を第１期間とする。検出部３２は、スロット番号ｍを２に設定する（Ｓ４０）。電力測定部３８は、受信電力を測定し、品質測定部４０は、誤り率を測定する（Ｓ４２）。衝突スロット特定部４４は、受信電力が第１しきい値より大きく、かつ誤り率が第２しきい値よりも大きければ（Ｓ４４のＹ）、スロット番号ｍのスロットを衝突スロットと特定する（Ｓ４６）。衝突スロット特定部４４は、受信電力が第１しきい値より大きくなく、あるいは誤り率が第２しきい値よりも大きくなければ（Ｓ４４のＮ）、ステップ４６の処理をスキップする。スロット番号ｍが最大数Ｍでなければ（Ｓ４８のＮ）、検出部３２は、スロット番号ｍに１を加算して（Ｓ５０）、ステップ４２に戻る。一方、スロット番号ｍが最大数Ｍであれば（Ｓ４８のＹ）、生成部３６は、衝突スロットのスロット番号を制御情報に含める（Ｓ５２）。変復調部２４、ＲＦ部２２は、制御情報を報知する（Ｓ５４）。
【００６３】
図１１は、アクセス制御装置１０における第１期間の長さの通知手順を示すフローチャートである。第１期間決定部４８は、受信電力を測定する（Ｓ１００）。第１期間決定部４８は、受信電力と期間決定用しきい値とを比較し（Ｓ１０２）、第１期間の長さを決定する（Ｓ１０４）。第１期間の長さが現在の長さと異なれば（Ｓ１０６のＹ）、第１期間決定部４８は、第１期間の長さの変更を決定する（Ｓ１０８）。一方、第１期間の長さが現在の長さと異ならなければ（Ｓ１０６のＮ）、ステップ１０８はスキップされる。生成部３６は、第１期間の長さを制御情報に含める（Ｓ１１０）。変復調部２４、ＲＦ部２２は、制御情報を報知する（Ｓ１１２）。
【００６４】
図１２は、アクセス制御装置１０におけるエリア決定用しきい値の通知手順を示すフローチャートである。しきい値決定部４６は、第１期間での受信電力を取得する（Ｓ１３０）。しきい値決定部４６は、受信電力に応じてエリア決定用しきい値を決定する（Ｓ１３２）。エリア決定用しきい値が現在の値と異なれば（Ｓ１３４のＹ）、しきい値決定部４６は、エリア決定用しきい値の変更を決定する（Ｓ１３６）。一方、エリア決定用しきい値が現在の値と異ならなければ（Ｓ１３４のＮ）、ステップ１３６はスキップされる。生成部３６は、エリア決定用しきい値を制御情報に含める（Ｓ１３８）。変復調部２４、ＲＦ部２２は、制御情報を報知する（Ｓ１４０）。
【００６５】
図１３は、端末装置１４における第１期間あるいは第２期間の決定手順を示すフローチャートである。制御情報抽出部６６は、制御情報を取得する（Ｓ１６０）。しきい値特定部８４および第１期間特定部８２は、エリア決定用しきい値と第１期間の長さに関する情報を抽出する（Ｓ１６２）。測定部８８は、受信電力を測定する（Ｓ１６４）。比較部８６は、受信電力がエリア決定用しきい値よりも大きければ（Ｓ１６６のＹ）、第１期間の使用を決定する（Ｓ１６８）。第１期間特定部８２は、第１期間を特定する（Ｓ１７０）。決定部８０は、スロットによる通信を実行する（Ｓ１７２）。比較部８６は、受信電力がエリア決定用しきい値よりも大きくなければ（Ｓ１６６のＮ）、第２期間の使用を決定する（Ｓ１７４）。第１期間特定部８２は、第２期間を特定する（Ｓ１７６）。決定部８０は、ＣＳＭＡ／ＣＡによる通信を実行する（Ｓ１７８）。
【００６６】
図１４は、端末装置１４におけるデータの送信手順を示すフローチャートである。図１４は、図１３のステップ１７０の処理に相当する。制御情報抽出部６６は、制御情報を取得する（Ｓ７０）。使用すべきスロットが既に特定されていれば（Ｓ７２のＹ）、決定部８０は、当該スロットに衝突が発生していないかを確認する。衝突が発生していれば（Ｓ７４のＹ）、決定部８０は、スロットを変更する（Ｓ７６）。衝突が発生していなければ（Ｓ７４のＮ）、ステップ７６はスキップされる。一方、使用すべきスロットが既に特定されていなければ（Ｓ７２のＮ）、決定部８０は、空きスロットを特定する（Ｓ７８）。生成部６４は、特定したスロットにてデータを送信する（Ｓ８０）。
【００６７】
次に、変形例を説明する。実施例において、図１における第１エリア２００の広さを調節するために、しきい値決定部４６がエリア決定用しきい値の大きさを調節する。変形例では、図１における第１エリア２００の広さを調節するために、第１エリア２００の範囲が制御情報に含められる。変形例に係るアクセス制御装置１０は、図２に示されたアクセス制御装置１０と同様のタイプである。ここでは、異なる点を中心に説明する。
【００６８】
しきい値決定部４６は、第１期間と第２期間とのうちの第１期間における複数のスロットを使用すべき端末装置が含まれるエリア（以下、「エリア情報」という）を決定する。例えば、エリア情報は、アクセス制御装置１０を中心とした円の半径によって示されている。ここで、しきい値決定部４６は、エリア情報として所定の値を定めており、第１期間の長さが最大値あるいは最小値になったときに、エリアの広さを変更するような処理を実行する。
【００６９】
以上の処理を実現するために、しきい値決定部４６は、第１期間決定部４８から積算値を受けつけてもよい。また、しきい値決定部４６は、積算値とエリアの半径の値との対応を予め規定しており、当該対応をもとに、受けつけた積算値からエリアの半径を決定する。しきい値決定部４６は、エリアの半径をエリア情報として生成部３６へ出力する。生成部３６は、前述のエリア決定用しきい値の代わりに、エリア情報と、アクセス制御装置１０が設置されている位置の緯度・経度（以下、「位置情報」という）とを制御情報に含める。
【００７０】
図１５は、本発明の変形例に係る端末装置１４の構成を示す図である。図１５の端末装置１４では、図６の端末装置１４と比較して、しきい値特定部８４の代わりにエリア特定部９０を含み、測定部８８の代わりにＧＰＳ測位部９２を含む。ここでは、図６との差異を中心に説明する。制御情報抽出部６６は、制御情報から、エリア決定用しきい値の代わりに、エリア情報と位置情報とを取得し、これらをエリア特定部９０へ出力する。エリア特定部９０は、制御情報抽出部６６から、エリア情報と位置情報とを受けつけ、これらを保持する。
【００７１】
ＧＰＳ測位部９２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端末装置１４の存在位置を取得する。なお、存在位置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。ＧＰＳ測位部９２は、存在位置を比較部８６へ出力する。比較部８６は、エリア特定部９０からエリア情報と位置情報を受けつけ、ＧＰＳ測位部９２から存在位置を受けつける。比較部８６は、エリア情報と位置情報とをもとに、第１期間と第２期間とのうちの第１期間における複数のスロットを使用すべき端末装置が含まれるエリアを特定する。また、比較部８６は、特定したエリアに存在位置が含まれるかを否かを決定する。比較部８６は、含まれる場合に第１期間の使用を決定し、含まれない場合に第２期間の使用を決定する。比較部８６は、決定した内容を決定部８０へ出力する。
【００７２】
本発明の実施例によれば、第１期間に含まれた複数のスロットの中から、複数の端末装置間の通信に使用可能なスロットを報知するので、複数の端末装置間の通信における衝突の発生確率を低減できる。また、複数の端末装置間の通信における衝突の発生確率が低減されるので、通信量が増加した場合であってもパケット信号の衝突確率を低減できる。また、複数のスロットのそれぞれに対する受信電力をもとに、空きスロットを特定するので、特定を簡易に実行できる。また、以前のフレームに含まれた空きスロットの番号を報知するので、端末装置への指示を確実に実行できる。また、空きスロットを使用している端末装置は、複数のフレームにわたって、当該スロットに対応したスロットを使用するので、処理を簡易にできる。また、アクセス制御装置は、端末装置間のデータ通信に参加せず、空きスロットに関する指標を通知するだけなので、ＣＳＭＡ／ＣＡを前提とした通信システムにも容易に適用できる。
【００７３】
また、第１期間に含まれた複数のスロットの中から、複数の端末装置が信号を重複して送信したことによって衝突が発生したスロットを報知するので、複数の端末装置間の通信における衝突の発生確率を低減できる。また、複数のスロットのそれぞれに対する受信電力と、複数のスロットのそれぞれに対する信号品質とをもとに、衝突スロットを特定するので、特定を簡易に実行できる。また、以前のフレームに含まれた衝突スロットの番号を報知するので、端末装置への指示を確実に実行できる。また、アクセス制御装置は、端末装置間のデータ通信に参加せず、衝突スロットに関する指標を通知するだけなので、ＣＳＭＡ／ＣＡを前提とした通信システムにも容易に適用できる。
【００７４】
また、フレーム中に第２期間も含めることによって、重要度の高い通信と重要度の低い通信とを分離できる。また、重要度の高い通信と重要度の低い通信とが分離されるので、重要度の高い通信における衝突確率の増加を抑制できる。また、端末装置の数に応じて、第１期間の長さを調節するので、第１期間および第２期間を有効に利用できる。また、端末装置の数を受信電力によって推定するので、端末装置と直接通信していない場合であっても、端末装置の数を容易に推定できる。
【００７５】
また、第１期間と第２期間とのうちの第１期間における複数のスロットを使用すべき端末装置に関する情報を報知するので、複数の端末装置を第１期間あるいは第２期間へ分配できる。また、複数の端末装置が第１期間あるいは第２期間へ分配されるので、第１期間でのパケット信号の衝突確率を低減できる。また、第１期間と第２期間とのうちの第１期間における複数のスロットを使用すべき端末装置に関する情報として、エリア決定用しきい値を使用するので、値の調節を容易に実行できる。また、エリア決定用しきい値が使用されるので、端末装置に位置の測位機能が備えられていなくても、第１期間あるいは第２期間の使用を指定できる。
【００７６】
また、制御信号のうち、識別キャリアは、データに使用させず、残りのサブキャリアは、データにも使用されるので、制御信号とデータ信号とが衝突しても制御信号の信号成分を観測させることによって、制御信号の存在を検知させることができる。また、識別キャリアとそれ以外のサブキャリアとの間にガードバンドが設けられるので、両者の間の干渉を低減でき、識別キャリアで伝送している情報の到達確率を向上できる。また、識別キャリアに、重要な情報を配置するので、重要な情報の到達確率を向上できる。また、識別キャリアにＵＷを配置するので、識別キャリアの検出精度を向上できる。
【００７７】
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。
【００７８】
本発明の実施例において、アクセス制御装置１０から報知される制御情報や、ひとつの端末装置１４から報知されるデータは、ひとつのスロットに割り当てられている。しかしながらこれに限らず例えば、制御情報やデータが、ふたつ以上のスロットに割り当てられていてもよい。本変形例によれば、制御情報やデータの通信速度を向上できる。
【００７９】
本発明の実施例において、識別キャリアは、ふたつのサブキャリアに相当する。また、識別キャリアは、ＯＦＤＭシンボルの中央周波数付近のサブキャリアに配置されている。しかしながらこれに限らず例えば、識別キャリアは、ふたつ以上のサブキャリアに相当してもよく、識別キャリアは、ＯＦＤＭシンボルの中央周波数付近以外のサブキャリアに配置されていてもよい。本変形例によれば、通信システム１００の設計の自由度を向上できる。
【００８０】
本発明の実施例において、第１期間決定部４８は、積算値に応じて第１期間の長さを決定する。しかしながらこれに限らず例えば、第１期間決定部４８は、空きスロット特定部４２や衝突スロット特定部４４において検出したスロット数と、第１期間におけるスロット数との割合に応じて、第１期間の長さを決定してもよい。つまり、第１期間決定部４８は、第１期間におけるスロット数に対する空きスロット数の割合がしきい値よりも大きければ、第１期間を短くする。一方、第１期間におけるスロット数に対する空きスロット数の割合がしきい値よりも大きくなかったり、第１期間におけるスロット数に対する衝突スロット数の割合が別のしきい値よりも大きかったりすれば、第１期間決定部４８は、第１期間を長くする。また、しきい値決定部４６も、第１期間決定部４８と同様に、空きスロット特定部４２や衝突スロット特定部４４において検出したスロット数と、第１期間におけるスロット数との割合に応じて、エリア決定用しきい値を決定してもよい。本変形例によれば、使用可能なスロットを直接確認するので、第１期間やエリア決定用しきい値の調節の精度を向上できる。
【００８１】
本発明の変形例において、端末装置１４は、第１期間と第２期間とのうちの第１期間における複数のスロットを使用すべき端末装置に関する情報、例えば、エリア決定用しきい値やエリア情報を取得し、第１期間あるいは第２期間を選択する。しかしながらこれに限らず例えば、端末装置１４は、少なくとも第１期間での送信の禁止に関する情報（以下、「禁止情報」という）を報知してもよい。アクセス制御装置１０からの制御情報を受信できない他の端末装置１４が、禁止情報を受信すると、少なくとも第１期間にわたって送信を停止する。本変形例によれば、第１期間におけるパケット信号の衝突確率の増加を抑制できる。
【００８２】
本発明の実施例において、アクセス制御装置１０は、第１期間決定部４８としきい値決定部４６とにおいて、第１期間を優先的に調節し、その後、エリア決定用しきい値を調節する。しかしながらこれに限らず例えば、アクセス制御装置１０は、第１期間決定部４８としきい値決定部４６とにおいて、エリア決定用しきい値を優先的に調節し、その後、第１期間を調節する。本変形例によれば、設計の自由度を向上できる。
【符号の説明】
【００８３】
１０ アクセス制御装置、 １２ 車両、 １４ 端末装置、 ２０ アンテナ、 ２２ ＲＦ部、 ２４ 変復調部、 ２６ 処理部、 ２８ ＧＰＳ測位部、 ３０ 制御部、 ３２ 検出部、 ３４ フレーム規定部、 ３６ 生成部、 ３８ 電力測定部、 ４０ 品質測定部、 ４２ 空きスロット特定部、 ４４ 衝突スロット特定部、 ４６ しきい値決定部、 ４８ 第１期間決定部、 ５０ アンテナ、 ５２ ＲＦ部、 ５４ 変復調部、 ５６ 処理部、 ５８ 制御部、 ６０ タイミング特定部、 ６２ 取得部、 ６４ 生成部、 ６６ 制御情報抽出部、 ７０ 通知部、 ８０ 決定部、 ８２ 第１期間特定部、 ８４ しきい値特定部、 ８６ 比較部、 ８８ 測定部、 １００ 通信システム。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、報知技術に関し、特に所定の情報が含まれた信号を報知する報知方法および無線装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２０２９１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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、端末装置間の距離や電波を減衰させる障害物の影響などによって、互いの無線信号が到達しない状況、つまりキャリア・センスが機能しない状況が発生する。キャリア・センスが機能しない場合、複数の端末装置から送信されたパケット信号が衝突する。また、通信速度を高速化するために、無線ＬＡＮでは、ＯＦＤＭ変調方式が使用される。
【０００５】
一方、無線ＬＡＮを車車間通信に適用する場合、不特定多数の端末装置へ情報を送信する必要があるために、信号はブロードキャストにて送信されることが望ましい。しかしながら、交差点などでは、車両数の増加、つまり端末装置数の増加によって、パケット信号の衝突の増加が想定される。その結果、パケット信号に含まれたデータが他の端末装置へ伝送されなくなる。このような状態が、車車間通信おいて発生すれば、交差点の出会い頭の衝突事故を防止するという目的が達成されなくなる。
【０００６】
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、通信量が増加した場合であってもパケット信号の衝突確率を低減させる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の無線装置は、複数のスロットにて形成された第１期間と、所定の長さを有した第２期間とを含んだフレームが繰り返されるように規定され、第１期間と第２期間とのうちの第１期間における複数のスロットの中から、複数の他の無線装置間の通信に使用可能なスロットを検出する検出部と、検出部において検出したスロットに関する情報を報知する報知部と、を備える。
【０００８】
本発明の別の態様は、報知方法である。この方法は、複数のスロットにて形成された第１期間と、所定の長さを有した第２期間とを含んだフレームが繰り返されるように規定され、第１期間と第２期間とのうちの第１期間における複数のスロットの中から、複数の他の無線装置間の通信に使用可能なスロットを検出するステップと、検出したスロットに関する情報を報知するステップと、を備える。
【０００９】
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。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、通信量が増加した場合であってもパケット信号の衝突確率を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】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２】図１のアクセス制御装置の構成を示す図である。
【図３】図３（ａ）−（ｄ）は、図２のフレーム規定部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】図４（ａ）−（ｂ）は、図２のフレーム規定部において規定されるフレームの別のフォーマットを示す図である。
【図５】図５（ａ）−（ｂ）は、図１の通信システムにおいて使用されるＯＦＤＭシンボルのフォーマットを示す図である。
【図６】図１の車両に搭載された端末装置の構成を示す図である。
【図７】図１の通信システムの動作概要を示す図である。
【図８】図１の通信システムの別の動作概要を示す図である。
【図９】図２のアクセス制御装置における空きスロットの通知手順を示すフローチャートである。
【図１０】図２のアクセス制御装置における衝突スロットの通知手順を示すフローチャートである。
【図１１】図２のアクセス制御装置における第１期間の長さの通知手順を示すフローチャートである。
【図１２】図２のアクセス制御装置におけるエリア決定用しきい値の通知手順を示すフローチャートである。
【図１３】図６の端末装置における第１期間あるいは第２期間の決定手順を示すフローチャートである。
【図１４】図６の端末装置におけるデータの送信手順を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の変形例に係る端末装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明を具体的に説明する前に、概要を述べる。本発明の実施例は、車両に搭載された端末装置間においてデータ通信を実行する通信システムに関する。端末装置は、車両の速度や位置等の情報（以下、これらを「データ」という）を格納したパケット信号をブロードキャスト送信する。また、他の端末装置は、パケット信号を受信するとともに、データをもとに車両の接近等を認識する。ここで、端末装置は、通信速度の高速化を目的としてＯＦＤＭ変調方式を採用する。このような状況のもと、交差点等において、端末装置の数が増加すると、パケット信号の発生確率が増加する。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。
【００１３】
本実施例に係る通信システムは、複数の端末装置の他にアクセス制御装置を含み、アクセス制御装置は、例えば、交差点に設置される。アクセス制御装置は、第１期間と第２期間とによって形成されたフレームを繰り返し規定する。ここで、第１期間には、複数のスロットが含まれる。アクセス制御装置は、第１期間において各スロットでの受信電力を測定することによって、複数の端末装置間の通信に使用されてないスロット（以下、「空きスロット」という）を特定する。また、アクセス制御装置は、フレームの構成情報や特定したスロットに関する情報を制御情報に含め、制御情報を格納したパケット信号（以下、これを「制御情報」ということもある）をひとつのスロットにてブロードキャスト送信する。ここで、ひとつのスロットは、予め定められているものとする。端末装置は、制御情報をもとに、空きスロットのいずれかを選択し、選択したスロットにおいて、データを格納したパケット信号（以下、これを「データ」ということもある）をブロードキャスト送信する。なお、端末装置は、複数のフレームにわたってデータを送信する場合、各フレームでの相対的なタイミングが同一のスロットを使用する。
【００１４】
アクセス制御装置は、各スロットにおいて、複数の端末装置から送信されたパケット信号が衝突しているかも測定することによって、衝突が発生しているスロット（以下、「衝突スロット」という）を特定する。また、アクセス制御装置は、特定したスロットに関する情報も制御情報に含める。端末装置は、制御情報をもとに、既に使用したスロットにおいて衝突が発生しているかを確認する。衝突が発生している場合、端末装置は、制御情報をもとに、別の空きスロットのいずれかを選択する。ここで、アクセス制御装置は、端末装置間のデータ通信に直接関与せず、データ通信に使用すべきスロットを直接指定しない。あくまでも、アクセス制御装置は、端末装置間のデータ通信の状況を監視し、空きスロットや衝突スロットの情報を報知している。
【００１５】
なお、制御情報もひとつのスロットにて送信されているので、制御情報を受信できない端末装置から送信されたデータと、制御情報とが衝突する可能性がある。その結果、他の端末装置が制御情報を受信できないと、上記の処理の実行が困難になる。これに対応するために、データを送信するために使用されるＯＦＤＭ信号では、一部のサブキャリアにデータが格納されず、ヌルキャリアとされている（以下、このようなサブキャリアを「識別キャリア」という）。一方、制御情報を送信するために使用されるＯＦＤＭ信号では、識別キャリアにも信号が配置されている。そのため、仮に、データと制御情報とが衝突した場合であっても、端末装置は、識別キャリアの信号成分を観測することによって、制御情報の存在を検知することができる。
【００１６】
さらに、第１期間に含まれるスロット数と比較して端末装置数が多くなると、空きスロット数が少なくなって、衝突が発生しやすくなるおそれがある。一方、交通事故の防止という観点から考えると、交差点に近い端末装置から送信されるデータの方が、交差点に遠い端末装置から送信されるデータよりも重要であるといえる。以上の点を考慮して、アクセス制御装置は、交差点に近い端末装置に対して、第１期間でのスロットを使用させ、交差点から遠い端末装置に対して、第２期間にてＣＳＭＡ／ＣＡを実行させる。その結果、第１期間での衝突確率は、第２期間での衝突確率よりも低くなり、重要なデータに対する衝突確率の増加が抑制される。また、交差点に近い端末装置の数に応じて、アクセス制御装置は、第１期間の長さ、つまり第１期間に含まれるスロットの数を調節する。
【００１７】
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、アクセス制御装置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を含む。なお、各車両１２には、図示しない端末装置が搭載されている。また、アクセス制御装置１０によって第１エリア２００、第２エリア２０２が形成されている。なお、第２エリア２０２は、交差点を中心として、第１エリア２００の外側に形成されている。
【００１８】
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。
【００１９】
各車両１２に搭載された端末装置は、データを取得し、データ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。ここで、本発明の実施例を説明する前に、端末装置が公知の無線ＬＡＮに対応する場合、つまりＣＳＭＡ／ＣＡに対応する場合の動作を説明する。各端末装置は、キャリアセンスを実行して送信可能であると判定した場合に、データをブロードキャスト送信する。そのため、複数の端末装置からのデータが衝突する場合がある。また、端末装置の数が増加するにつれて、衝突の発生確率が増加する。特に、交差点のような場所では、車両１２の衝突が発生しやすいにもかかわらず、データの衝突も発生しやすくなり、データを必要とするような場所においてデータの利用がなされなくなる。
【００２０】
そこで、通信システム１００は、交差点にアクセス制御装置１０を配置する。アクセス制御装置１０は、図示しないＧＰＳ衛星から受信した信号をもとに、フレームが繰り返されるように生成する。ここで、フレームは、第１期間と第２期間によって形成されており、第１期間には、複数のスロットが含まれる。また、アクセス制御装置１０は、複数のスロットの中から、空きスロットと衝突スロットとを特定する。なお、空きスロットと衝突スロットとの特定方法は、後述する。アクセス制御装置１０は、特定した空きスロットと衝突スロットに関する情報を制御情報に含める。さらに、アクセス制御装置１０は、予め定められたスロットにて制御情報を報知する。例えば、各第１期間の先頭スロットにおいて、アクセス制御装置１０は、制御情報を報知する。
【００２１】
アクセス制御装置１０によって形成された第１エリア２００に存在する複数の端末装置は、アクセス制御装置１０によって報知された制御情報を受信し、空きスロットのいずれかを選択する。また、端末装置は、選択したスロットにてデータを報知する。ここで、端末装置は、複数のフレームにわたって、選択したスロットに対応したスロットにてデータを報知する。例えば、第１期間の先頭から１０番目のスロットを選択した場合、次のフレームにおいても、第１期間の先頭から１０番目のスロットを使用する。なお、制御情報において、使用していたスロットが衝突スロットであると示されていれば、端末装置は、別の空きスロットをさらに選択する。端末装置は、第１エリア２００に存在する期間にわたって、上記の処理を繰り返し実行する。
【００２２】
一方、アクセス制御装置１０によって形成された第２エリア２０２に存在する複数の端末装置は、第２期間において、ＣＳＭＡ／ＣＡによる通信を実行する。ここで、第１期間にて通信を実行すべき端末装置と、第２期間において通信を実行すべき端末装置についての使用は、アクセス制御装置１０から送信される。また、第１エリア２００に含まれる端末装置の数に応じて、アクセス制御装置１０は、フレーム中の第１期間の長さを調節する。端末装置は、アクセス制御装置１０によって報知された制御情報を受信できている期間にわたって、上記の処理を繰り返し実行する。つまり、端末装置は、制御情報を監視しており、制御情報を受信できたときに、第２エリア２０２に進入したことを検出する。また、当該端末装置は、アクセス制御装置１０からの指標をもとに、第１エリア２００に進入したことを検出する。なお、端末装置は、制御情報を受信できていない場合であっても、データを報知してもよい。他の端末装置からのデータを受信した端末装置は、データをもとに、他の端末装置が搭載された車両１２の存在を認識する。
【００２３】
ここで、アクセス制御装置１０から報知される制御情報と、端末装置から報知されるデータとは、ともにＯＦＤＭ信号を使用する。しかしながら、両者の配置されているサブキャリアは、同一ではない。データは、前述の識別キャリアに配置されていない。一方、識別情報は、データが配置されたサブキャリアに加えて、識別キャリアにも配置される。その結果、仮に、データと識別情報とが衝突した場合であっても、端末装置は、識別キャリアの信号成分を観測することによって、制御情報の存在を検知できる。なお、前述の端末装置による第２エリア２０２への進入検出は、識別キャリアに対してなされてもよい。
【００２４】
図２は、アクセス制御装置１０の構成を示す。アクセス制御装置１０は、アンテナ２０、ＲＦ部２２、変復調部２４、処理部２６、ＧＰＳ測位部２８、制御部３０を含む。また、処理部２６は、検出部３２、フレーム規定部３４、生成部３６を含み、検出部３２は、電力測定部３８、品質測定部４０、空きスロット特定部４２、衝突スロット特定部４４、しきい値決定部４６、第１期間決定部４８を含む。
【００２５】
ＧＰＳ測位部２８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。ＧＰＳ測位部２８は、時刻の情報をフレーム規定部３４へ出力する。フレーム規定部３４は、ＧＰＳ測位部２８から時刻の情報を取得する。フレーム規定部３４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３４は、「０ｍｓｅｃ」となる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。
【００２６】
また、フレーム規定部３４は、第１期間と第２期間とに各フレームを分割する。ここで、第１期間と第２期間との長さについては後述する。フレーム規定部３４は、第１期間を複数に分割することによって、複数のスロットを生成する。例えば、第１期間が「５０ｍｓｅｃ」であり、スロットが「５００μｓｅｃ」である場合、１００個のスロットが生成される。そのような場合、第２期間は、「５０ｍｓｅｃ」のように、所定の長さを有した期間として規定される。前述のごとく、通信システム１００は、ＯＦＤＭ変調方式を採用しているので、各スロットは、複数のＯＦＤＭシンボルから構成されるように規定される。また、ＯＦＤＭシンボルは、ガードインターバル（ＧＩ）と有効シンボルとによって構成される。なお、各スロットの前方の部分や後方の部分にガードタイムが設けられてもよい。ここで、スロットに含まれた複数のＯＦＤＭシンボルのまとまりや、第２期間にて送信される信号が、前述のパケット信号に相当する。
【００２７】
図３（ａ）−（ｄ）は、フレーム規定部３４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。図示のごとく、第ｉフレームから第ｉ＋２フレームのように、複数のフレームが繰り返されるように規定されている。また、各フレームの期間は、例えば、「１００ｍｓｅｃ」である。図３（ｂ）は、ひとつのフレームの構成を示す。図示のごとく、ひとつのフレームは、第１期間と第２期間によって構成されており、さらに第１期間は、Ｍ個のスロットによって構成されている。例えば、各スロットの期間は「５００μｓｅｃ」である。図３（ｃ）は、ひとつのスロットの構成を示す。図示のごとく、スロットの前方の部分と後方の部分とにガードタイムが設けられている。また、スロットの残りの期間は、Ｎ個のＯＦＤＭシンボルによって構成されている。図３（ｄ）は、ひとつのＯＦＤＭシンボルの構成を示す。図示のごとく、ひとつのＯＦＤＭシンボルは、ＧＩと有効シンボルによって構成されている。図２に戻る。
【００２８】
ＲＦ部２２は、受信処理として、第１期間の各スロットあるいは第２期間において、図示しない他の端末装置間の通信において送信されるパケット信号をアンテナ２０から受信する。ＲＦ部２２は、アンテナ２０を介して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。
【００２９】
また、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、第１期間の各スロットあるいは第２期間において、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、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。
【００３０】
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。
【００３１】
電力測定部３８は、ＲＦ部２２あるいは変復調部２４から、受信信号を受けつけ、受信電力を測定する。ここで、受信電力はスロット単位に測定される。そのため、電力測定部３８では、複数のスロットのそれぞれに対する受信電力が測定される。電力測定部３８は、スロット単位の受信電力を空きスロット特定部４２、衝突スロット特定部４４、第１期間決定部４８へ出力する。品質測定部４０は、変復調部２４からの復調結果を受けつけ、複数のスロットのそれぞれに対する信号品質を測定する。ここでは、信号品質として誤り率が測定される。なお、誤り率の測定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。また、信号品質として、誤り率の代わりに、ＥＶＭ（Ｅｒｒｏｒ Ｖｅｃｔｏｒ Ｍａｇｎｉｔｕｄｅ）等が測定されてもよい。品質測定部４０は、誤り率を衝突スロット特定部４４へ出力する。
【００３２】
空きスロット特定部４２は、電力測定部３８から、スロット単位の受信電力を受けつける。空きスロット特定部４２は、各受信電力としきい値（以下、「空きスロット用しきい値」という）を比較し、受信電力が空きスロット用しきい値よりも小さくなっているスロットを特定する。つまり、空きスロット特定部４２は、第１期間と第２期間とのうちの第１期間における複数のスロットの中から、複数の端末装置間の通信に使用可能なスロットを空きスロットとして検出する。ここで、空きスロットが複数存在する場合、空きスロット特定部４２は、それらを特定する。空きスロット特定部４２は、特定した空きスロットに関する情報を生成部３６へ出力する。
【００３３】
衝突スロット特定部４４は、電力測定部３８から、スロット単位の受信電力を受けつけ、品質測定部４０から、スロット単位の誤り率を受けつける。また、衝突スロット特定部４４は、スロット単位に、受信電力と誤り率とを関連づける。衝突スロット特定部４４は、スロット単位に、受信電力と第１しきい値とを比較するとともに、誤り率と第２しきい値とを比較する。衝突スロット特定部４４は、受信電力が第１しきい値よりも大きく、かつ誤り率が第２しきい値より悪化しているスロットを衝突スロットとして特定する。つまり、衝突スロット特定部４４は、受信電力が大きいものの通信品質が悪化しているスロットを衝突スロットとして認定する。このように、衝突スロット特定部４４は、第１期間と第２期間とのうちの第１期間における複数のスロットの中から、複数の端末装置が信号を重複して送信したことによって衝突が発生したスロットを衝突スロットとして検出する。衝突スロット特定部４４は、特定した衝突スロットに関する情報を生成部３６へ出力する。
【００３４】
第１期間決定部４８は、電力測定部３８から、スロット単位の受信電力を受けつける。また、第１期間決定部４８は、第１期間にわたって、受信電力を積算する。つまり、第１期間決定部４８は、フレームの少なくとも一部の期間にわたって、複数の他の無線装置間の通信における信号の受信電力を積算する。積算値は、第１期間においてデータを送信している端末装置や第１期間においてデータを送信しようとしている端末装置の数と想定される。つまり、積算値が大きくなれば、端末装置の数も多いと予想される。また、第１期間決定部４８は、積算値に応じて第１期間の長さを決定する。
【００３５】
例えば、第１期間決定部４８は、複数段階の期間決定用しきい値を予め定めており、それらと積算値とを比較することによって、積算値が超える期間決定用しきい値のうち、最大の値を選択する。一方、複数段階の期間決定用しきい値のそれぞれは、第１期間の長さと予め対応づけられており、第１期間決定部４８は、選択した最大の値に応じた第１期間の長さであって、かつひとつのフレームにおける第１期間の長さを決定する。なお、第１期間には、最大値と最小値とが定められていてもよい。また、フレームの期間は固定であるとする。第１期間決定部４８は、生成部３６、しきい値決定部４６、フレーム規定部３４へ第１期間の長さを出力する。
【００３６】
フレーム規定部３４は、第１期間決定部４８からの通知に応じて、フレーム中の第１期間の長さ、つまりスロットの数を調節する。図４（ａ）−（ｂ）は、フレーム規定部３４において規定されるフレームの別のフォーマットを示す。図４（ａ）は、図３（ｂ）と同様であり、第１期間にＭ個のスロットが含まれている場合である。一方、図４（ｂ）は、第１期間決定部４８において図４（ａ）よりも端末装置の数が多いと認定された場合のフレームのフォーマットである。図４（ｂ）における第１期間は、図４（ａ）における第１期間よりも長くなっており、多くのスロットを含む。ここでは、図示のごとく、Ｚ個（Ｚ＞Ｍ）のスロットが第１期間に含まれる。また、それに応じて、図４（ｂ）における第２期間は、図４（ａ）における第２期間よりも短くなっている。図２に戻る。
【００３７】
しきい値決定部４６は、図示しない端末装置が制御情報を信した場合の受信電力に対するしきい値（以下、「エリア決定用しきい値」という）を決定する。ここでは、エリア決定用しきい値の機能を明確にするために、図示しない端末装置での動作を簡単に説明する。端末装置は、制御信号を受信すると、制御信号の受信電力を測定する。また、端末装置は、制御信号からエリア決定用しきい値を抽出し、エリア決定用しきい値と受信電力とを比較する。端末装置は、受信電力がエリア決定用しきい値よりも大きい場合に、第１期間と第２期間とのうちの第１期間における複数のスロットのいずれかの使用を決定する。一方、端末装置は、受信電力がエリア決定用しきい値よりも大きくない場合に、第２期間の使用を決定する。
【００３８】
ここで、しきい値決定部４６は、エリア決定用しきい値として所定の値を定めており、第１期間の長さが最大値あるいは最小値になったときに、エリア決定用しきい値を変更するような処理を実行する。ここでは、図１をもとにこの処理を説明する。第１エリア２００内に存在する端末装置の数が増加すると、第１期間決定部４８は、第１期間の長さを延長する。第１期間の長さが最大値になっても、さらに端末装置の数が増加する場合、しきい値決定部４６は、エリア決定用しきい値を増加させる。これは、第１エリア２００を縮小することに相当する。一方、第１エリア２００内に存在する端末装置の数が減少する場合も、同様の処理が実行されるが、ここでは、説明を省略する。
【００３９】
以上の処理を実現するために、しきい値決定部４６は、第１期間決定部４８から積算値を受けつけてもよい。また、しきい値決定部４６は、積算値とエリア決定用しきい値との対応を予め規定しており、当該対応をもとに、受けつけた積算値からエリア決定用しきい値を決定する。しきい値決定部４６は、エリア決定用しきい値を生成部３６へ出力する。
【００４０】
生成部３６は、空きスロット特定部４２から、空きスロットに関する情報を受けつけるとともに、衝突スロット特定部４４から、衝突スロットに関する情報を受けつける。さらに、生成部３６は、第１期間決定部４８から、第１期間の長さを受けつけ、しきい値決定部４６から、エリア決定用しきい値を受けつける。生成部３６は、空きスロットに関する情報、衝突スロットに関する情報、第１期間の長さ、エリア決定用しきい値を含めながら、制御情報を生成する。なお、エリア決定用しきい値は、第１期間と第２期間とのうちの第１期間における複数のスロットを使用すべき端末装置についての指標といえる。ここで、第１期間に含まれた複数のスロットのそれぞれには、前から順番に「１」、「２」となるような番号（以下、「スロット番号」という）が付与されている。生成部３６は、空きスロットに関する情報として、以前のフレームに含まれた空きスロットのスロット番号を制御情報に含める。
【００４１】
また、生成部３６は、衝突スロットに関する情報として、以前のフレームに含まれた衝突スロットのスロット番号を制御情報に含める。さらに、生成部３６は、フレーム規定部３４からフレーム、第１期間、スロットに関する情報を受けつけ、各第１期間に含まれたひとつのスロットへ定期的に制御情報を割り当てる。ここでは、各第１期間のスロット番号「１」のスロット、つまり先頭のスロットに制御情報を割り当てることが予め定められており、生成部３６は、当該スロットへ制御情報を割り当てる。生成部３６は、割り当てたスロットにて、変復調部２４へ制御情報を出力する。
【００４２】
前述のごとく、通信システム１００は、ＯＦＤＭ変調方式に対応しているので、生成部３６は、制御情報をＯＦＤＭ信号として生成する。なお、図示しない複数の端末装置間のデータ通信にもＯＦＤＭ信号が使用されている。ここでは、制御情報を配置させるＯＦＤＭ信号（以下、これも「制御情報」ということがある）と、データを配置させるＯＦＤＭ信号（以下、これも「データ」ということがある）とを比較しながら説明する。図５（ａ）−（ｂ）は、通信システム１００において使用されるＯＦＤＭシンボルのフォーマットを示す。図５（ａ）は、制御情報に相当し、図５（ｂ）は、データに相当する。
【００４３】
ここで、両方において、縦の方向が周波数を示し、横の方向が時間を示す。縦の方向において、上から順に「３１」、「３０」、・・・「−３２」の番号が示されているが、これらはサブキャリアを識別するために付与された番号（以下、「サブキャリア番号」という）である。また、ＯＦＤＭ信号の中において、サブキャリア番号「３１」のサブキャリアの周波数が最も高く、サブキャリア番号「−３２」のサブキャリアの周波数が最も低い。また、図中の「Ｄ」は、データシンボルに相当し、「Ｐ」は、パイロットシンボルに相当し、「Ｎ」は、ヌルに相当する。
【００４４】
制御信号とデータとに共通して、サブキャリア番号「３１」から「２７」、「２」、「０」、「−２」、「−２６」から「−３２」のサブキャリアは、ヌルである。また、制御信号のうち、サブキャリア番号「２６」から「３」、「−３」から「−２５」のサブキャリアは、データでも使用されており、また、両者においてシンボルの用途も同一である。一方、制御信号のうち、サブキャリア番号「１」、「−１」は、データにて使用されていない。これらは、前述の識別キャリアに相当する。つまり、識別キャリアは、ＯＦＤＭ信号のうちの中央の周波数付近のサブキャリアに配置されている。さらに、制御情報のうち、データでも使用されるサブキャリアと、識別キャリアとの間、つまりサブキャリア番号「２」、「−２」には、ガードバンドが設けられてる。なお、サブキャリア番号「−２」から「２」のサブキャリアをまとめて「識別キャリア」と呼んでもよい。
【００４５】
ここで、生成部３６は、制御情報のうちの識別キャリア以外のサブキャリアに、空きスロットに関する情報および衝突スロットに関する情報を配置する。また、生成部３６は、フレームに関する情報を識別キャリアに配置する。また、生成部３６は、これらの情報に限られず、重要度の高い情報を識別キャリアに優先的に配置してもよい。制御情報に含められる情報の一例は、アクセス制御装置１０の緯度・経度、第１期間のサイズ、エリア決定用しきい値である。また、パケット信号の前方のＯＦＤＭシンボルには、既知信号が配置される。このような既知信号は、端末装置におけるＡＧＣや、伝送路特性の推定に使用される。生成部３６は、所定のスロットのうちの一部の期間にわたって、識別キャリアに既知信号を配置してもよい。このような既知信号は、例えば、ＵＷ（Ｕｎｉｑｕｅ Ｗｏｒｄ）のように使用される。図２に戻る。
【００４６】
変復調部２４、ＲＦ部２２は、生成部３６において生成した制御情報をアンテナ２０から報知する。なお、制御情報に含まれた空きスロットに関する情報および衝突スロットに関する情報に応じたスロットを使用している端末装置は、複数のフレームにわたって、当該スロットに対応したスロットを使用する。例えば、スロット番号「１０」のスロットが継続的に使用される。制御部３０は、アクセス制御装置１０全体の処理を制御する。
【００４７】
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、ソフトウエアのみ、またはそれら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。
【００４８】
図６は、車両１２に搭載された端末装置１４の構成を示す。端末装置１４は、アンテナ５０、ＲＦ部５２、変復調部５４、処理部５６、制御部５８を含む。また、処理部５６は、タイミング特定部６０、取得部６２、生成部６４、通知部７０を含み、タイミング特定部６０は、制御情報抽出部６６、決定部８０、第１期間特定部８２、しきい値特定部８４、比較部８６、測定部８８を含む。アンテナ５０、ＲＦ部５２、変復調部５４は、図２のアンテナ２０、ＲＦ部２２、変復調部２４と同様の処理を実行する。そのため、ここでは、これらの説明を省略する。
【００４９】
取得部６２は、図示しないＧＰＳ受信機、ジャイロスコープ、車速センサ等を含んでおり、それらから供給されるデータによって、図示しない車両１２、つまり端末装置１４が搭載された車両１２の存在位置、進行方向、移動速度等を取得する。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６２は、取得した情報を生成部６４へ出力する。
【００５０】
制御情報抽出部６６は、変復調部５４からの復調結果を受けつける。また、制御情報抽出部６６は、復調結果のうち、識別キャリアに対応したサブキャリアの部分を監視する。識別キャリアに対応したサブキャリアの部分に有効なデータが含まれている場合、制御情報抽出部６６は、制御情報が含まれたスロットを受信していることを認識する。また、制御情報抽出部６６は、制御情報が含まれたスロットを受信しているタイミングを基準として、フレームおよびスロットの同期を確立する。さらに、制御情報抽出部６６は、制御情報から、空きスロットに関する情報および衝突スロットに関する情報を取得する。また、制御情報抽出部６６は、制御情報から、第１期間に関する情報およびエリア決定用しきい値も取得する。制御情報抽出部６６は、空きスロットに関する情報および衝突スロットに関する情報を決定部８０へ出力し、第１期間に関する情報を第１期間特定部８２へ出力し、エリア決定用しきい値をしきい値特定部８４へ出力する。
【００５１】
第１期間特定部８２は、制御情報抽出部６６から第１期間に関する情報を受けつけ、フレームにおける第１期間および第２期間を特定する。フレームにおける第１期間を特定することは、第１期間に含まれるスロット数を特定することであってもよい。第１期間特定部８２は、特定した内容を決定部８０へ出力する。しきい値特定部８４は、制御情報抽出部６６からエリア決定用しきい値を受けつけ、これを保持する。また、しきい値特定部８４は、エリア決定用しきい値を比較部８６へ出力する。測定部８８は、ＲＦ部５２あるいは５４から、制御情報の受信信号を受けつけ、受信電力を測定する。測定部８８は、受信電力を比較部８６へ出力する。
【００５２】
比較部８６は、しきい値特定部８４からエリア決定用しきい値を受けつけ、測定部８８から受信電力を受けつける。比較部８６は、受信電力とエリア決定用しきい値とを比較し、受信電力がエリア決定用しきい値よりも大きければ、第１期間の使用を決定する。一方、比較部８６は、受信電力がエリア決定用しきい値よりも大きくなければ、第２期間の使用を決定する。比較部８６は、決定した内容を決定部８０へ出力する。
【００５３】
決定部８０は、第１期間特定部８２から、第１期間特定部８２において特定された内容を受けつけ、比較部８６から、比較部８６において決定された内容を受けつける。また、決定部８０は、制御情報抽出部６６から、空きスロットに関する情報および衝突スロットに関する情報を受けつける。まず、決定部８０は、比較部８６からの情報をもとに、第１期間を使用すべきか、第２期間を使用すべきかを把握する。また、決定部８０は、第１期間特定部８２からの情報をもとに、使用すべき第１期間あるいは使用すべき第２期間を特定する。ここでは、第１期間を使用する場合を先に説明する。
【００５４】
決定部８０は、空きスロットに関する情報をもとに、ひとつの空きスロットを選択する。なお、空きスロットの選択は、任意になされればよい。決定部８０は、選択した空きスロットに関する情報を生成部６４へ出力する。生成部６４は、取得部６２からの情報を受けつける。生成部６４は、情報をもとにデータを生成する。ここで、データは、図５（ｂ）のように形成される。また、生成部６４は、決定部８０から、空きスロットに関する指示を受けつけ、指示に応じた空きスロットにてデータを変復調部５４へ出力する。なお、データを出力する前に、処理部５６は、キャリアセンスを実行してもよい。また、生成部６４は、次のフレームの第１期間においても、同一のスロット番号のスロットにおいてデータを出力する。
【００５５】
このような処理の継続中も、制御情報抽出部６６は、フレームごとに制御情報から、空きスロットに関する情報および衝突スロットに関する情報を取得し続ける。決定部８０は、衝突スロットに関する情報をもとに、現在使用しているスロットに対応したスロット番号が衝突スロットとされていないかを確認する。衝突スロットとされていなければ、決定部８０は、これまでと同一のスロット番号を生成部６４へ出力し続ける。一方、衝突スロットとされていれば、決定部８０は、空きスロットに関する情報をもとに、ひとつの空きスロットを再び選択する。つまり、これまで選択していたスロットとは別のスロットが選択される。決定部８０は、選択した空きスロットに関する情報を生成部６４へ出力する。以下、生成部６４では、同様の処理が実行される。
【００５６】
次に、第２期間を使用する場合を説明する。処理部５６は、第２期間においてキャリアセンスを実行する。キャリアセンスの結果、データを送信できる場合、生成部６４は、データを変復調部５４へ出力する。通知部７０は、図示しない他の端末装置１４からのデータを取得し、データの内容に応じて、図示しない他の車両１２の接近等を運転者へ通知する。通知部７０での処理は、これに限定されない。制御部５８は、端末装置１４全体の動作を制御する。
【００５７】
以上の構成による通信システム１００の動作を説明する。図７は、通信システム１００の動作概要を示す。図中において、第１端末装置１４ａから第４端末装置１４ｄが示されているが、これらと、図１の第１車両１２ａから第４車両１２ｄの位置とは関係がないものとする。また、第２端末装置１４ｂは、図１の第２エリア２０２に存在する。図の横方向が時間に相当しており、最上段に記載しているように、第ｉフレームから第ｉ＋２フレームまでの３つのフレームが示されている。また、説明を明瞭にするために、ひとつのフレームには、１２個のスロットと第２期間が含まれているとする。アクセス制御装置１０は、図示のごとく、各フレームの先頭のスロットにて、制御信号を報知する。図中の「制」は、制御信号に相当する。また、その下段には、制御情報に含まれている空きスロットに関する情報と衝突スロットに関する情報が、スロットに対応づけられながら示されている。図中の「空」は、空きスロットに相当し、「衝」は、衝突スロットに相当する。
【００５８】
さらに下段には、第１端末装置１４ａから第４端末装置１４ｄがデータを報知するタイミングが示されている。図中の「デ」は、データに相当する。第１端末装置１４ａ、第３端末装置１４ｃ、第４端末装置１４ｄは、制御情報を参照し、空きスロットをそれぞれ選択する。第ｉフレームにおいて、第１端末装置１４ａ、第３端末装置１４ｃ、第４端末装置１４ｄは、選択した空きスロットにてデータを報知する。その際、第３端末装置１４ｃと第４端末装置１４ｄにおいて選択された空きスロットが同一であるので、両者から報知されたデータが衝突している。アクセス制御装置１０は、当該スロットでの衝突の発生を検出する。第ｉ＋１フレームにおいて、アクセス制御装置１０から報知される制御情報には、衝突スロットに関する情報として、衝突が発生したスロットが示されている。一方、第２端末装置１４ｂは、第２期間において、ＣＳＭＡ／ＣＡをもとにデータを報知する。
【００５９】
第１端末装置１４ａは、既に使用したスロットにおいて衝突が発生していないので、同一のスロット番号のスロットを再び使用する。一方、第３端末装置１４ｃおよび第４端末装置１４ｄは、既に使用したスロットにおいて衝突が発生しているので、別の空きスロットを再び選択する。第３端末装置１４ｃおよび第４端末装置１４ｄは、選択した空きスロットにてデータを報知する。すべてのデータが衝突していないので、第ｉ＋２フレームにおいて、アクセス制御装置１０から報知される制御情報には、衝突スロットが示されていない。そのため、第ｉ＋２フレームにおいて、第１端末装置１４ａ、第３端末装置１４ｃ、第４端末装置１４ｄは、既に使用したスロットと同一のスロット番号のスロットを再び使用する。
【００６０】
図８は、通信システム１００の別の動作概要を示す。図８は、図７と同様に示される。ここでは、前提として、第２端末装置１４ｂは、アクセス制御装置１０からの制御情報を受信できていないとする。そのため、第２端末装置１４ｂは、フレームの構成を把握せずにデータを送信している。アクセス制御装置１０は、フレームの先頭のスロットにて、制御信号を報知する。一方、第２端末装置１４ｂは、フレームの先頭スロットにて、データを報知する。その結果、当該スロットにおいて、制御信号とデータとが衝突する。ここで、第１端末装置１４ａ、第３端末装置１４ｃ、第４端末装置１４ｄは、衝突が発生した場合であっても、制御信号のうちの識別キャリアの信号成分を観測することによって、制御信号の存在を検知できる。
【００６１】
図９は、アクセス制御装置１０における空きスロットの通知手順を示すフローチャートである。ここでは、説明の対象を第１期間とする。検出部３２は、スロット番号ｍを２に設定する（Ｓ１０）。電力測定部３８は、受信電力を測定する（Ｓ１２）。空きスロット特定部４２は、受信電力が空きスロット用しきい値よりも小さければ（Ｓ１４のＹ）、スロット番号ｍのスロットを空きスロットと特定する（Ｓ１６）。空きスロット特定部４２は、受信電力が空きスロット用しきい値よりも小さくなければ（Ｓ１４のＮ）、ステップ１６の処理をスキップする。スロット番号ｍが最大数Ｍでなければ（Ｓ１８のＮ）、検出部３２は、スロット番号ｍに１を加算して（Ｓ２０）、ステップ１２に戻る。一方、スロット番号ｍが最大数Ｍであれば（Ｓ１８のＹ）、生成部３６は、空きスロットのスロット番号を制御情報に含める（Ｓ２２）。変復調部２４、ＲＦ部２２は、制御情報を報知する（Ｓ２４）。
【００６２】
図１０は、アクセス制御装置１０における衝突スロットの通知手順を示すフローチャートである。ここでも、説明の対象を第１期間とする。検出部３２は、スロット番号ｍを２に設定する（Ｓ４０）。電力測定部３８は、受信電力を測定し、品質測定部４０は、誤り率を測定する（Ｓ４２）。衝突スロット特定部４４は、受信電力が第１しきい値より大きく、かつ誤り率が第２しきい値よりも大きければ（Ｓ４４のＹ）、スロット番号ｍのスロットを衝突スロットと特定する（Ｓ４６）。衝突スロット特定部４４は、受信電力が第１しきい値より大きくなく、あるいは誤り率が第２しきい値よりも大きくなければ（Ｓ４４のＮ）、ステップ４６の処理をスキップする。スロット番号ｍが最大数Ｍでなければ（Ｓ４８のＮ）、検出部３２は、スロット番号ｍに１を加算して（Ｓ５０）、ステップ４２に戻る。一方、スロット番号ｍが最大数Ｍであれば（Ｓ４８のＹ）、生成部３６は、衝突スロットのスロット番号を制御情報に含める（Ｓ５２）。変復調部２４、ＲＦ部２２は、制御情報を報知する（Ｓ５４）。
【００６３】
図１１は、アクセス制御装置１０における第１期間の長さの通知手順を示すフローチャートである。第１期間決定部４８は、受信電力を測定する（Ｓ１００）。第１期間決定部４８は、受信電力と期間決定用しきい値とを比較し（Ｓ１０２）、第１期間の長さを決定する（Ｓ１０４）。第１期間の長さが現在の長さと異なれば（Ｓ１０６のＹ）、第１期間決定部４８は、第１期間の長さの変更を決定する（Ｓ１０８）。一方、第１期間の長さが現在の長さと異ならなければ（Ｓ１０６のＮ）、ステップ１０８はスキップされる。生成部３６は、第１期間の長さを制御情報に含める（Ｓ１１０）。変復調部２４、ＲＦ部２２は、制御情報を報知する（Ｓ１１２）。
【００６４】
図１２は、アクセス制御装置１０におけるエリア決定用しきい値の通知手順を示すフローチャートである。しきい値決定部４６は、第１期間での受信電力を取得する（Ｓ１３０）。しきい値決定部４６は、受信電力に応じてエリア決定用しきい値を決定する（Ｓ１３２）。エリア決定用しきい値が現在の値と異なれば（Ｓ１３４のＹ）、しきい値決定部４６は、エリア決定用しきい値の変更を決定する（Ｓ１３６）。一方、エリア決定用しきい値が現在の値と異ならなければ（Ｓ１３４のＮ）、ステップ１３６はスキップされる。生成部３６は、エリア決定用しきい値を制御情報に含める（Ｓ１３８）。変復調部２４、ＲＦ部２２は、制御情報を報知する（Ｓ１４０）。
【００６５】
図１３は、端末装置１４における第１期間あるいは第２期間の決定手順を示すフローチャートである。制御情報抽出部６６は、制御情報を取得する（Ｓ１６０）。しきい値特定部８４および第１期間特定部８２は、エリア決定用しきい値と第１期間の長さに関する情報を抽出する（Ｓ１６２）。測定部８８は、受信電力を測定する（Ｓ１６４）。比較部８６は、受信電力がエリア決定用しきい値よりも大きければ（Ｓ１６６のＹ）、第１期間の使用を決定する（Ｓ１６８）。第１期間特定部８２は、第１期間を特定する（Ｓ１７０）。決定部８０は、スロットによる通信を実行する（Ｓ１７２）。比較部８６は、受信電力がエリア決定用しきい値よりも大きくなければ（Ｓ１６６のＮ）、第２期間の使用を決定する（Ｓ１７４）。第１期間特定部８２は、第２期間を特定する（Ｓ１７６）。決定部８０は、ＣＳＭＡ／ＣＡによる通信を実行する（Ｓ１７８）。
【００６６】
図１４は、端末装置１４におけるデータの送信手順を示すフローチャートである。図１４は、図１３のステップ１７０の処理に相当する。制御情報抽出部６６は、制御情報を取得する（Ｓ７０）。使用すべきスロットが既に特定されていれば（Ｓ７２のＹ）、決定部８０は、当該スロットに衝突が発生していないかを確認する。衝突が発生していれば（Ｓ７４のＹ）、決定部８０は、スロットを変更する（Ｓ７６）。衝突が発生していなければ（Ｓ７４のＮ）、ステップ７６はスキップされる。一方、使用すべきスロットが既に特定されていなければ（Ｓ７２のＮ）、決定部８０は、空きスロットを特定する（Ｓ７８）。生成部６４は、特定したスロットにてデータを送信する（Ｓ８０）。
【００６７】
次に、変形例を説明する。実施例において、図１における第１エリア２００の広さを調節するために、しきい値決定部４６がエリア決定用しきい値の大きさを調節する。変形例では、図１における第１エリア２００の広さを調節するために、第１エリア２００の範囲が制御情報に含められる。変形例に係るアクセス制御装置１０は、図２に示されたアクセス制御装置１０と同様のタイプである。ここでは、異なる点を中心に説明する。
【００６８】
しきい値決定部４６は、第１期間と第２期間とのうちの第１期間における複数のスロットを使用すべき端末装置が含まれるエリア（以下、「エリア情報」という）を決定する。例えば、エリア情報は、アクセス制御装置１０を中心とした円の半径によって示されている。ここで、しきい値決定部４６は、エリア情報として所定の値を定めており、第１期間の長さが最大値あるいは最小値になったときに、エリアの広さを変更するような処理を実行する。
【００６９】
以上の処理を実現するために、しきい値決定部４６は、第１期間決定部４８から積算値を受けつけてもよい。また、しきい値決定部４６は、積算値とエリアの半径の値との対応を予め規定しており、当該対応をもとに、受けつけた積算値からエリアの半径を決定する。しきい値決定部４６は、エリアの半径をエリア情報として生成部３６へ出力する。生成部３６は、前述のエリア決定用しきい値の代わりに、エリア情報と、アクセス制御装置１０が設置されている位置の緯度・経度（以下、「位置情報」という）とを制御情報に含める。
【００７０】
図１５は、本発明の変形例に係る端末装置１４の構成を示す図である。図１５の端末装置１４では、図６の端末装置１４と比較して、しきい値特定部８４の代わりにエリア特定部９０を含み、測定部８８の代わりにＧＰＳ測位部９２を含む。ここでは、図６との差異を中心に説明する。制御情報抽出部６６は、制御情報から、エリア決定用しきい値の代わりに、エリア情報と位置情報とを取得し、これらをエリア特定部９０へ出力する。エリア特定部９０は、制御情報抽出部６６から、エリア情報と位置情報とを受けつけ、これらを保持する。
【００７１】
ＧＰＳ測位部９２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端末装置１４の存在位置を取得する。なお、存在位置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。ＧＰＳ測位部９２は、存在位置を比較部８６へ出力する。比較部８６は、エリア特定部９０からエリア情報と位置情報を受けつけ、ＧＰＳ測位部９２から存在位置を受けつける。比較部８６は、エリア情報と位置情報とをもとに、第１期間と第２期間とのうちの第１期間における複数のスロットを使用すべき端末装置が含まれるエリアを特定する。また、比較部８６は、特定したエリアに存在位置が含まれるかを否かを決定する。比較部８６は、含まれる場合に第１期間の使用を決定し、含まれない場合に第２期間の使用を決定する。比較部８６は、決定した内容を決定部８０へ出力する。
【００７２】
本発明の実施例によれば、第１期間に含まれた複数のスロットの中から、複数の端末装置間の通信に使用可能なスロットを報知するので、複数の端末装置間の通信における衝突の発生確率を低減できる。また、複数の端末装置間の通信における衝突の発生確率が低減されるので、通信量が増加した場合であってもパケット信号の衝突確率を低減できる。また、複数のスロットのそれぞれに対する受信電力をもとに、空きスロットを特定するので、特定を簡易に実行できる。また、以前のフレームに含まれた空きスロットの番号を報知するので、端末装置への指示を確実に実行できる。また、空きスロットを使用している端末装置は、複数のフレームにわたって、当該スロットに対応したスロットを使用するので、処理を簡易にできる。また、アクセス制御装置は、端末装置間のデータ通信に参加せず、空きスロットに関する指標を通知するだけなので、ＣＳＭＡ／ＣＡを前提とした通信システムにも容易に適用できる。
【００７３】
また、第１期間に含まれた複数のスロットの中から、複数の端末装置が信号を重複して送信したことによって衝突が発生したスロットを報知するので、複数の端末装置間の通信における衝突の発生確率を低減できる。また、複数のスロットのそれぞれに対する受信電力と、複数のスロットのそれぞれに対する信号品質とをもとに、衝突スロットを特定するので、特定を簡易に実行できる。また、以前のフレームに含まれた衝突スロットの番号を報知するので、端末装置への指示を確実に実行できる。また、アクセス制御装置は、端末装置間のデータ通信に参加せず、衝突スロットに関する指標を通知するだけなので、ＣＳＭＡ／ＣＡを前提とした通信システムにも容易に適用できる。
【００７４】
また、フレーム中に第２期間も含めることによって、重要度の高い通信と重要度の低い通信とを分離できる。また、重要度の高い通信と重要度の低い通信とが分離されるので、重要度の高い通信における衝突確率の増加を抑制できる。また、端末装置の数に応じて、第１期間の長さを調節するので、第１期間および第２期間を有効に利用できる。また、端末装置の数を受信電力によって推定するので、端末装置と直接通信していない場合であっても、端末装置の数を容易に推定できる。
【００７５】
また、第１期間と第２期間とのうちの第１期間における複数のスロットを使用すべき端末装置に関する情報を報知するので、複数の端末装置を第１期間あるいは第２期間へ分配できる。また、複数の端末装置が第１期間あるいは第２期間へ分配されるので、第１期間でのパケット信号の衝突確率を低減できる。また、第１期間と第２期間とのうちの第１期間における複数のスロットを使用すべき端末装置に関する情報として、エリア決定用しきい値を使用するので、値の調節を容易に実行できる。また、エリア決定用しきい値が使用されるので、端末装置に位置の測位機能が備えられていなくても、第１期間あるいは第２期間の使用を指定できる。
【００７６】
また、制御信号のうち、識別キャリアは、データに使用させず、残りのサブキャリアは、データにも使用されるので、制御信号とデータ信号とが衝突しても制御信号の信号成分を観測させることによって、制御信号の存在を検知させることができる。また、識別キャリアとそれ以外のサブキャリアとの間にガードバンドが設けられるので、両者の間の干渉を低減でき、識別キャリアで伝送している情報の到達確率を向上できる。また、識別キャリアに、重要な情報を配置するので、重要な情報の到達確率を向上できる。また、識別キャリアにＵＷを配置するので、識別キャリアの検出精度を向上できる。
【００７７】
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。
【００７８】
本発明の実施例において、アクセス制御装置１０から報知される制御情報や、ひとつの端末装置１４から報知されるデータは、ひとつのスロットに割り当てられている。しかしながらこれに限らず例えば、制御情報やデータが、ふたつ以上のスロットに割り当てられていてもよい。本変形例によれば、制御情報やデータの通信速度を向上できる。
【００７９】
本発明の実施例において、識別キャリアは、ふたつのサブキャリアに相当する。また、識別キャリアは、ＯＦＤＭシンボルの中央周波数付近のサブキャリアに配置されている。しかしながらこれに限らず例えば、識別キャリアは、ふたつ以上のサブキャリアに相当してもよく、識別キャリアは、ＯＦＤＭシンボルの中央周波数付近以外のサブキャリアに配置されていてもよい。本変形例によれば、通信システム１００の設計の自由度を向上できる。
【００８０】
本発明の実施例において、第１期間決定部４８は、積算値に応じて第１期間の長さを決定する。しかしながらこれに限らず例えば、第１期間決定部４８は、空きスロット特定部４２や衝突スロット特定部４４において検出したスロット数と、第１期間におけるスロット数との割合に応じて、第１期間の長さを決定してもよい。つまり、第１期間決定部４８は、第１期間におけるスロット数に対する空きスロット数の割合がしきい値よりも大きければ、第１期間を短くする。一方、第１期間におけるスロット数に対する空きスロット数の割合がしきい値よりも大きくなかったり、第１期間におけるスロット数に対する衝突スロット数の割合が別のしきい値よりも大きかったりすれば、第１期間決定部４８は、第１期間を長くする。また、しきい値決定部４６も、第１期間決定部４８と同様に、空きスロット特定部４２や衝突スロット特定部４４において検出したスロット数と、第１期間におけるスロット数との割合に応じて、エリア決定用しきい値を決定してもよい。本変形例によれば、使用可能なスロットを直接確認するので、第１期間やエリア決定用しきい値の調節の精度を向上できる。
【００８１】
本発明の変形例において、端末装置１４は、第１期間と第２期間とのうちの第１期間における複数のスロットを使用すべき端末装置に関する情報、例えば、エリア決定用しきい値やエリア情報を取得し、第１期間あるいは第２期間を選択する。しかしながらこれに限らず例えば、端末装置１４は、少なくとも第１期間での送信の禁止に関する情報（以下、「禁止情報」という）を報知してもよい。アクセス制御装置１０からの制御情報を受信できない他の端末装置１４が、禁止情報を受信すると、少なくとも第１期間にわたって送信を停止する。本変形例によれば、第１期間におけるパケット信号の衝突確率の増加を抑制できる。
【００８２】
本発明の実施例において、アクセス制御装置１０は、第１期間決定部４８としきい値決定部４６とにおいて、第１期間を優先的に調節し、その後、エリア決定用しきい値を調節する。しかしながらこれに限らず例えば、アクセス制御装置１０は、第１期間決定部４８としきい値決定部４６とにおいて、エリア決定用しきい値を優先的に調節し、その後、第１期間を調節する。本変形例によれば、設計の自由度を向上できる。
【符号の説明】
【００８３】
１０ アクセス制御装置、 １２ 車両、 １４ 端末装置、 ２０ アンテナ、 ２２ ＲＦ部、 ２４ 変復調部、 ２６ 処理部、 ２８ ＧＰＳ測位部、 ３０ 制御部、 ３２ 検出部、 ３４ フレーム規定部、 ３６ 生成部、 ３８ 電力測定部、 ４０ 品質測定部、 ４２ 空きスロット特定部、 ４４ 衝突スロット特定部、 ４６ しきい値決定部、 ４８ 第１期間決定部、 ５０ アンテナ、 ５２ ＲＦ部、 ５４ 変復調部、 ５６ 処理部、 ５８ 制御部、 ６０ タイミング特定部、 ６２ 取得部、 ６４ 生成部、 ６６ 制御情報抽出部、 ７０ 通知部、 ８０ 決定部、 ８２ 第１期間特定部、 ８４ しきい値特定部、 ８６ 比較部、 ８８ 測定部、 １００ 通信システム。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のスロットにて形成された第１期間と、所定の長さを有した第２期間とを含んだフレームが繰り返されるように規定され、第１期間と第２期間とのうちの第１期間における複数のスロットの中から、複数の他の無線装置間の通信に使用可能なスロットを検出する検出部と、
前記検出部において検出したスロットに関する情報を報知する報知部と、
を備えることを特徴とする無線装置。
【請求項１】
複数のスロットにて形成された第１期間と、所定の長さを有した第２期間とを含んだフレームが繰り返されるように規定され、第１期間と第２期間とのうちの第１期間における複数のスロットの中から、複数の他の無線装置間の通信に使用可能なスロットを検出する検出部と、
前記検出部において検出したスロットに関する情報を報知する報知部と、
を備えることを特徴とする無線装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１３−５１７３４（Ｐ２０１３−５１７３４Ａ）
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２４７７２２（Ｐ２０１２−２４７７２２）
【出願日】平成２４年１１月９日（２０１２．１１．９）
【分割の表示】特願２００８−１９８９４５（Ｐ２００８−１９８９４５）の分割
【原出願日】平成２０年７月３１日（２００８．７．３１）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１１月９日（２０１２．１１．９）
【分割の表示】特願２００８−１９８９４５（Ｐ２００８−１９８９４５）の分割
【原出願日】平成２０年７月３１日（２００８．７．３１）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
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