JP5170818B2 - 無線通信機及び送信電力制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信機及び送信電力制御方法に関し、特に送信電力制御を向上した無線通信機及び送信電力制御方法に関する。

車々間通信システムなどのように、基地局を介さず移動体通信機間で直接通信を行う無線通信システムが知られている。この無線通信システムでは、通信機の移動に伴って通信状況が時々刻々変化している。例えば、通信機の移動に伴い、通信圏内に通信相手がいない又は通信相手が少ないという状況や、逆に、通信機があるエリアに密集して通信可能な相手が非常に多いという状況が想定される。

特に、通信機が密集する場合、無線区間の通信が混雑するので、輻輳の発生やスループットの低下という問題が発生する。このようなとき、基地局を介して通信が行われている場合には、基地局が送信電力を制御することで通信可能範囲を調整し、等価的に通信圏内の通信機台数を抑えることができる。それにより、周囲の通信機との無線リンクを確保し、輻輳の発生やスループットの低下を軽減することができる。しかし、車々間通信システムなどのように、基地局を介さず移動体通信機間で直接通信を行う無線通信システムでは、各移動体通信機が直接通信する。そのため、それら移動体通信機の送信電力を適切に設定することは困難である。各移動体通信機自体が周辺の通信機の分布に応じて自律的に、適切な送信電力の設定をすることが期待される。

特開２００３−１４３０４８号公報に、移動体間通信装置及び移動体間通信方法が開示されている。この移動体間通信装置は、複数個の移動体間で無線通信により情報交換を行う。その移動体間通信装置は、情報を送信すべき相手先である目標移動体との通信状態に応じて、該目標移動体への前記送信情報の送信を中継し得る周辺移動体を探索する。そして、中継動作が可能な中継移動体が探索された場合に、該中継移動体を介して前記目標移動体へ前記送信情報を無線送信する手段を有している。すなわち、この移動体間通信装置は、受信データの受信品位に基づいて送信データの送信経路を変更することで、送信電力を増大させずに送受信を可能とする、としている。

特開２００３−２５８７１５号公報に、無線通信機、送信機並びにそれらの制御方法、制御プログラム及び記録媒体が記載されている。この無線通信機は、車両に搭載され、車両間の無線通信に用いられる。この無線通信機は、自車両周辺の車両台数を検出し、当該車両台数に応じてランダムに送信間隔を決定し、当該送信間隔で車両情報を含むフレームを送信する。また、この無線通信機は、外部より入力された自車両の走行速度情報に対応する走行速度に応じてランダムに送信間隔を決定し、当該送信間隔で車両情報を含むフレームを送信する場合もある。

特開２００３−１４３０４８号公報 特開２００３−２５８７１５号公報

本発明の目的は、車々間通信システムなどのように、基地局を介さず移動体通信機間で直接通信を行う無線通信システムにおいて、通信可能範囲を自律的に調整し、等価的に通信圏内の通信機台数を調整することが可能な無線通信機及び送信電力制御方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、車々間通信システムなどのように、基地局を介さず移動体通信機間で直接通信を行う無線通信システムにおいて、送信電力を自律的に最適な値に調整することが可能な無線通信機及び送信電力制御方法を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、車々間通信システムなどのように、基地局を介さず移動体通信機間で直接通信を行う無線通信システムにおいて、安定的で信頼性の高い通信を行うことが可能な無線通信機及び送信電力制御方法を提供することにある。

この発明のこれらの目的とそれ以外の目的と利益とは以下の説明と添付図面とによって容易に確認することができる。

以下に、発明を実施するための最良の形態で使用される番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための最良の形態との対応関係を明らかにするために括弧付きで付加されたものである。ただし、それらの番号・符号を、特許請求の範囲に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。

上記課題を解決するために、本発明の無線通信機は、相手先の無線通信機（１−２）と直接通信を行う。この無線通信機（１−１）は、無線部（１３）と、送信電力制御部（１１）とを具備する。無線部（１３）は、相手先の無線通信機（１−２）から送信時の電力の設定値としての第１送信電力設定値を含む第１無線信号を受信し、第１無線信号の受信時の電力としての第１受信電力を計測する。送信電力制御部（１１）は、第１送信電力設定値と計測された第１受電電力とに基づいて、相手先の無線通信機（１−２）へ送信する第２無線信号の送信時の電力の設定値としての第２送信電力設定値を決定する。無線部（１３）は、第２送信電力設定値に示される送信電力で、第２送信電力設定値を含む第２無線信号を相手先の無線通信機（１−２）へ送信する。

上記の無線通信機において、送信電力制御部（１１）は、第１送信電力設定値と第１受電電力とを相手先の無線通信機（１−２）を特定するＩＤ情報に関連付けて周辺車両テーブル（２２）として格納する。ＩＤ情報に基づいて、周辺車両テーブル（２２）を参照して、第２送信電力設定値を決定する。

上記の無線通信機において、送信電力制御部（１１）は、送信側の無線通信機の送信電力設定値と、受信側の無線通信機の受信電力と受信側の無線通信機の送信電力設定値とを関連付けた送信電力設定テーブル（２１）を備える。ＩＤ情報に基づいて、周辺車両テーブル（２２）を参照して、第１送信電力設定値と第１受電電力とを取得する。第１受電電力と第１送信電力設定値とに基づいて、送信電力設定テーブル（２１）を参照して、第２送信電力設定値を決定する。

上記の無線通信機において、相手先の無線通信機（１−２、１−３、１−４、…）は複数ある。無線部（１３）は、複数の相手先の無線通信機（１−２、１−３、１−４、…）の各々について、第１送信電力設定値を含む第１無線信号を受信し、第１無線信号の受信時の電力としての第１受信電力を計測する。送信電力制御部（１１）は、複数の相手先の無線通信機（１−２、１−３、１−４、…）の各々について、第１送信電力設定値と第１受電電力とに基づいて、第２送信電力設定値を決定する。決定された複数の第２送信電力設定値のうちの所定の条件を満たす一つを最終的な第２送信電力設定値として決定する。無線部（１３）は、最終的な第２送信電力設定値に示される送信電力で、最終的な第２送信電力設定値を含む第２無線信号を複数の相手先の無線通信機（１−２、１−３、１−４、…）へ送信する。

上記の無線通信機において、送信電力制御部（１１）は、複数の相手先の無線通信機（１−２、１−３、１−４、…）の各々について、第１送信電力設定値と第１受電電力とを複数の相手先の無線通信機（１−２、１−３、１−４、…）の各々を特定するＩＤ情報に関連付けて周辺車両テーブル（２２）として格納する。送信側の無線通信機の送信電力設定値と、受信側の無線通信機の受信電力と受信側の無線通信機の送信電力設定値とを関連付けた送信電力設定テーブル（２１）を備える。複数の相手先の無線通信機（１−２、１−３、１−４、…）の各々について、ＩＤ情報に基づいて、周辺車両テーブル（２２）を参照して、第１送信電力設定値と第１受電電力とを取得する。複数の相手先の無線通信機（１−２、１−３、１−４、…）の各々について、第１受電電力と第１送信電力設定値とに基づいて、送信電力設定テーブル（２１）を参照して、第２送信電力設定値を決定する。

上記の無線通信機において、送信電力制御部（１１）は、最終的な第２送信電力設定値を有する相手先の無線通信機（１−２、１−３、１−４、…）の数が、所定の数より小さくなるように、最終的な第２送信電力設定値を低下させる。

上記の無線通信機において、送信電力制御部（１１）は、送信電力設定テーブル（２１）を参照して、受信側の無線通信機の送信電力設定値が最終的な第２送信電力設定値と以下になる、送信側の無線通信機の送信電力設定値と、受信側の無線通信機の受信電力との組を抽出する。周辺車両テーブル（２２）を参照して、第１受電電力と第１送信電力設定値とが抽出された組と同じになる、ＩＤ情報を抽出する。ＩＤ情報の数が所定の数より小さくなるように、最終的な第２送信電力設定値を低下させる。

上記の無線通信機において、相手先の無線通信機は、路側に配置された無線通信機である。

上記課題を解決するために、本発明の送信電力制御方法は、相手先の無線通信機（１−２）と直接通信を行う無線通信機（１−１）の送信電力制御方法である。（ａ）相手先の無線通信機（１−２）から送信時の電力の設定値としての第１送信電力設定値を含む第１無線信号を受信し、第１無線信号の受信時の電力としての第１受信電力を計測するステップと、（ｂ）第１送信電力設定値と計測された第１受電電力とに基づいて、相手先の無線通信機（１−２）へ送信する第２無線信号の送信時の電力の設定値としての第２送信電力設定値を決定するステップと、（ｃ）第２送信電力設定値に示される送信電力で、第２送信電力設定値を含む第２無線信号を相手先の無線通信機（１−２）へ送信するステップとを具備する。

上記の送信電力制御方法において、（ｂ）ステップは、（ｂ１）第１送信電力設定値と第１受電電力とを相手先の無線通信機（１−２）を特定するＩＤ情報に関連付けて周辺車両テーブル（２２）として格納するステップと、（ｂ２）ＩＤ情報に基づいて、周辺車両テーブル（２２）を参照して、第１送信電力設定値と第１受電電力とを取得するステップと、（ｂ３）送信側の無線通信機の送信電力設定値と、受信側の無線通信機の受信電力と受信側の無線通信機の送信電力設定値とを関連付けた送信電力設定テーブル（２１）を参照して、第１受電電力と第１送信電力設定値とに基づいて、第２送信電力設定値を決定するステップとを備える。

上記の送信電力制御方法において、相手先の無線通信機（１−２、１−３、１−４、…）は複数ある。（ａ）ステップは、（ａ１）複数の相手先の無線通信機（１−２、１−３、１−４、…）の各々について、第１送信電力設定値を含む第１無線信号を受信し、第１無線信号の受信時の電力としての第１受信電力を計測するステップを備える。（ｂ）ステップは、（ｂ４）複数の相手先の無線通信機（１−２、１−３、１−４、…）の各々について、第１送信電力設定値と第１受電電力とに基づいて、第２送信電力設定値を決定するステップと、（ｂ５）決定された複数の第２送信電力設定値のうちの所定の条件を満たす一つを最終的な第２送信電力設定値として決定するステップを備える。（ｃ）ステップは、（ｃ１）最終的な第２送信電力設定値に示される送信電力で、最終的な第２送信電力設定値を含む第２無線信号を複数の相手先の無線通信機（１−２、１−３、１−４、…）へ送信するステップを備える。

上記の送信電力制御方法において、（ｂ４）ステップは、（ｂ４１）複数の相手先の無線通信機（１−２、１−３、１−４、…）の各々について、第１送信電力設定値と第１受電電力とを複数の相手先の無線通信機（１−２、１−３、１−４、…）の各々を特定するＩＤ情報に関連付けて周辺車両テーブル（２２）として格納するステップと、（ｂ４２）複数の相手先の無線通信機（１−２、１−３、１−４、…）の各々について、ＩＤ情報に基づいて、周辺車両テーブル（２２）を参照して、第１送信電力設定値と第１受電電力とを取得するステップと、（ｂ４３）送信側の無線通信機の送信電力設定値と、受信側の無線通信機の受信電力と受信側の無線通信機の送信電力設定値とを関連付けた送信電力設定テーブル（２１）を参照して、複数の相手先の無線通信機（１−２、１−３、１−４、…）の各々について、第１受電電力と第１送信電力設定値とに基づいて、第２送信電力設定値を決定するステップとを含む。

上記の送信電力制御方法において、（ｂ５）ステップは、（ｂ５１）送信電力設定テーブル（２１）を参照して、受信側の無線通信機の送信電力設定値が最終的な第２送信電力設定値と以下になる、送信側の無線通信機の送信電力設定値と、受信側の無線通信機の受信電力との組を抽出するステップと、（ｂ５２）周辺車両テーブル（２２）を参照して、第１受電電力と第１送信電力設定値とが抽出された組と同じになる、ＩＤ情報を抽出するステップと、（ｂ５３）ＩＤ情報の数が所定の数より小さくなるように、最終的な第２送信電力設定値を低下させるステップとを含む。

上記課題を解決するために、本発明は、上記各項のいずれかに記載の送信電力制御方法を実行するためのプログラムである。

本発明により、車々間通信システムなどのように、基地局を介さず移動体通信機間で直接通信を行う無線通信システムにおいて、自律的に送信電力を制御することができ、通信可能範囲を調整して等価的に通信圏内の通信機台数を抑えることができる。それにより、周囲の通信機との無線リンクを確保し、輻輳やスループットの低下を軽減することが可能となる。

以下、本発明の無線通信機及び送信電力制御方法の実施の形態に関して、添付図面を参照して説明する。ここでは、本発明の送信電力制御方法を車々間通信システムへ適応し、本発明の無線通信機を自動車に搭載された通信機である車載通信機とした例について説明する。車々間通信システムでは、複数の車載通信機１（１−１、１−２、…）の間で無線による通信が行われている。

この場合、まず各車載通信機は互いに車両の位置情報や送信電力の設定値等を周囲の車両に送信する。また周囲の車両から受信した車両の位置情報や送信電力設定値およびその時の受信電力等の情報を周辺の車両の情報として保持し、新たに周辺の車両から信号を受信するごとにその情報を更新する。この周辺の車両の情報をもとに、周辺の車両の送信電力設定値と実際の受信電力から伝搬損失を推定する。さらに自車両から送信する際に送信電力設定値に応じて受信可能な車両台数を推定したうえで、必要以上に多数の車両に信号が届いてしまうことの無いよう送信電力を設定し信号を出力する。以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。

図１及び図２は、本発明の無線通信機としての車載通信機の実施の形態の構成を示すブロック図である。車載通信機１は、送信電力制御部１１、車載無線部１２及び車載制御部１３を具備する。ここでは、車載通信機１−１について説明するが、周囲の車両の車載通信機１−２、…についても車載通信機１−１と同様の構成を有する。

車載無線部１２は、周囲の車両の車載通信機１−２、…との間で無線信号の送受信を行う。すなわち、受信時には、車載無線部１２は、他の車載通信機１から無線受信信号を受信する。そして、その無線受信信号を受信データに変換して、その受信データと受信電力データとを車載制御部１３に出力する。ここで、受信電力データその無線受信信号を受信したときの受信電力の大きさ（受信電力計測値）を示している。

一方、送信時には、車載無線部１２は、車載制御部１３から送信データを、送信電力制御部１１から車両データをそれぞれ受け取る。ここで、車両データは、無線送信信号を送信するときの送信電力の大きさ（送信電力設定値）を示す送信電力データ、及び、この車載通信機１−１を特定するＩＤ情報を含んでいる。この車載通信機１−１の位置情報を含んでいても良い。そして、車載無線部１２は、その車両データを付加した送信データを無線送信信号に変換して、その無線送信信号を送信電力設定値で指定された送信電力により周囲の車両の車載通信機１−２、…へ送信する。

車載制御部１３は、この車載通信機１−１内での信号（データ）の流れを制御する。また、車載通信機１−１の外部の装置、例えば車載アプリケーションシステム１５とのデータ（車載通信機入出力データ）の入出力を行う。車載アプリケーションシステム１５としては、ＧＰＳシステムや車載センサが例示される。更に、周囲の車両の車載通信機１−２、…から受信した車両データを送信電力制御部１１へ出力する。

例えば、受信時には、車載制御部１３は、受信データと受信電力データとを車載無線部１２から受け取り、受信データを車載アプリケーションシステム１５へ、受信データ中の車両データと受信電力データとを送信電力制御部１１へそれぞれ出力する。この場合、車両データは、この車載通信機１−１が受信した無線受信信号を他の車載通信機１−２が送信したときの送信電力の大きさ（送信電力設定値）を示す送信電力データ、及び、他の車載通信機１−２を特定するＩＤ情報を含んでいる。車両データは、周囲の車両の車載通信機１−２、…の位置情報を含んでいる場合もある。

一方、送信時には、車載制御部１３は、車載アプリケーションシステム１５から送信データを受信して、車載無線部１２へ出力する。また、送信電力制御部１１へ送信データの送信先の車載通信機１のＩＤ情報を出力する。送信データには、車載無線部１２で車両データに含ませるこの車載通信機１−１の位置情報（ＧＰＳによる）を含んでいても良い。

送信電力制御部１１は、車載制御部１３から受信データ中の車両データと受信電力データとを受け取る。既述のように、受信データ中の車両データには、周囲の車両の車載通信機１−２における送信時の送信電力データ（送信電力設定値）や位置情報、車載通信機１−２のＩＤ情報が含まれている。送信電力制御部１１は、車両データのＩＤ情報と送信電力設定値と、受信電力データの受信電力計測値と、データの受け取り時間とを関連付けて、周辺車両テーブル２２として格納する。周辺車両テーブル２２は、例えば、半導体メモリやＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）に格納される。

図４は、その周辺車両テーブルを示す表である。ＩＤ情報と送信電力設定値と受信電力計測値と受け取り時間とを関連付けられている。同一のＩＤ情報に関するデータを受け取った場合には、周辺車両テーブル２２において、受け取り時間と送信電力設定値と受信電力計測値とを更新する。位置情報を含んでいても良い。また、各データは、所定の時間、更新が無ければ削除しても良い。

送信電力制御部１１は、更に、受信電力計測値と送信電力設定値とを関連付けた送信電力設定テーブル２１を格納している。これは、車載通信機１−１で計測された無線信号の受信電力計測値（ａ）と、その無線信号を送信した車載通信機１−２での送信電力設定値（ｂ）とに基づいて、次に車載通信機１−１から車載通信機１−２へ無線送信を行う場合における車載通信機１−１での送信電力設定値（ｃ）を求める表である。送信電力設定テーブル２１は、例えば、半導体メモリやＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）に格納される。

図５は、送信電力設定テーブルを示す表である。ただし、この表では、説明を単純化するため、一例として具体的な数値を示さず、強度のカテゴリを「強」、「中」、「弱」の三つに設定し、すなわち、受信電力計測値（ａ）及び送信電力設定値（ｂ）は、それらカテゴリのいずれかに属するものとしている。例えば、受信電力計測値（ａ）が「中」で、送信電力設定値（ｂ）が「強」の場合、車載通信機１−１での送信電力設定値（ｃ）は、「強」となる。なお、「強」、「中」、「弱」は、具体的には、それぞれ所定の電力範囲（１〜５Ｗ／５〜１０Ｗ／１０〜１５Ｗ）やエネルギー範囲を示している。送信電力設定テーブル２１の生成方法については後述する。

送信電力制御部１１は、車載制御部１３から受信したＩＤ情報の車両へデータを送信する場合、周辺車両テーブル２２を参照し、ＩＤ情報に対応する受信電力計測値及び送信電力設定値を取得する。そして、その受信電力計測値（ａ）及び送信電力設定値（ｂ）に対応する送信電力設定値（ｃ）を抽出する。その後、その送信電力設定値を示す送信電力データと、自身の車載通信機１−１を特定するＩＤ情報とを含む車両データを生成し、車載無線部１２へ出力する。

ここで、送信電力制御部１１、車載無線部１２（送受信を除く）及び車載制御部１３は回路のようなハードウェアで構成しても良いし、コンピュータ上のプログラムのようなソフトウェアで構成しても良いし、それらを組み合わせた構成でも良い。

次に、本発明の送信電力制御方法（車載通信機の動作）の実施の形態について説明する。図３は、本発明の送信電力制御方法の実施の形態において想定される状況の一例を示す概略図である。車々間通信システムにおいて、車載通信機１−１は、他の車載通信機１−２、１−３、１−４のような複数の車載通信機１からの無線信号を受信することが想定される。このとき、車載通信機１−１における受信電力は、各車載通信機１−２、…の送信電力の設定値と車載通信機間の距離や伝搬路の状況に依存する。ここで、他の車載通信機１−２、…から無線信号を受信した時、それと逆方向に無線信号を送信するまでの時間間隔が短ければ、受信した時の伝搬路の状況と送信する時の伝搬路の状況とはほぼ同じと仮定することができる。

例えば、領域Ａ１にいる車載通信機１−２から信号を受信した場合、その車載通信機１−２へ信号を送信するまでの時間間隔が短ければ、車載通信機１−２は概ね同じ領域Ａ１内にいて、その伝搬路の状況は概ね同じと仮定できる。同様に、領域Ａ２、Ａ３にいる車載通信機１−３、１−４から信号を受信した場合、それら車載通信機１−３、１−４へ信号を送信するまでの時間間隔が短ければ、車載通信機１−３、１−４は概ね同じ領域Ａ２、Ａ３内にいて、その伝搬路の状況は概ね同じと仮定できる。

ここで、車載通信機１−１と車載通信機１−２との間の通信を考える。通信相手の車載通信機１−２の送信電力設定値が「強」であり、その時の車載通信機１−１の受信電力が「弱」の時、車載通信機１−１が車載通信機１−２へ折り返し送信する場合、送信電力設定を「強」にしても相手側の車載通信機１−２での受信電力は「弱」になることが予想できる。一方、通信相手の車載通信機１−２の送信電力設定が「強」であり、その時の車載通信機１−１の受信電力も「強」の時、車載通信機１−１が車載通信機１−２へ折り返し送信する送信電力設定を「中」にしても相手側での受信電力は「中」になることが予想できる。したがって、受信電力が「中」で安定して受信可能であれば、後者の場合は折り返しの際の送信電力設定を「中」に落とすことが可能である。このような思想に基づいて、相手側の車載通信機での送信電力設定値と自分側の受信電力計測値との組み合わせから、折り返し送信するときの送信電力設定値を設定できる。図５の送信電力設定テーブル２１は、このような思想の下に生成されている。

図５の送信電力設定テーブル２１については、２台の車載通信機１のみが通信圏内に存在し、１対１で通信する場合、そのまま適用することが可能である。

図３を参照して、一方、多数の車載通信機１が通信圏内に存在し、お互いに情報交換を行うような通信の場合、一部の車載通信機１（例示：１−４）との通信のためには送信電力設定値として「強」が必要であり、他の一部の車載通信機１（例示：１−３）との通信のためには送信電力設定値として「中」が必要であり、更に他の一部の車載通信機１（例示：１−２）との通信のためには送信電力設定値として「弱」で十分な場合が考えられる。この場合、送信電力設定値を「中」に設定すると、通信可能範囲を領域Ａ１を含む領域Ａ２内に制限でき、通信可能な車載通信機１の台数を制限することが可能となる。更に、送信電力設定値を「弱」に設定すると、通信可能範囲を領域Ａ１内に制限でき、通信可能な車載通信機１の台数を更に制限することが可能となる。このように、送信電力設定値を変更して通信可能範囲を制限することで、輻輳やスループットの低下を軽減することが可能になる。

この場合、送信電力設定値と受信電力計測値との組み合わせに加え、通信可能な車載通信機の台数も考慮に入れた送信電力制御を行うことができる。図３の例では、「強」なら通信可能範囲が領域Ａ３となり、車載通信機１−２から１−４の３台が通信可能となる。「中」なら通信可能範囲が領域Ａ２となり、車載通信機１−２から１−３の２台が通信可能となる。「弱」なら通信可能範囲が領域Ａ１となり、車載通信機１−２の１台が通信可能となる。

次に、本発明の送信電力制御方法（車載通信機の動作）の実施の形態における具体的な流れについて説明する。図６は、本発明の送信電力制御方法の実施の形態を示すフローチャートである。ここでは、車載通信機１−１が周囲の車両の車載通信機１−２と通信する場合の例を説明する。

車載無線部１２は、車載通信機１−２から無線受信信号を受信する（Ｓ０１）。
次に、車載無線部１２は、無線受信信号の電力を計測して、受信電力計測値を求める（Ｓ０２）。続いて、受信電力計測値を示す受信電力データを生成する。そして、その無線受信信号を受信データに変換して、その受信データと受信電力データとを車載制御部１３に出力する。
車載制御部１３は、受信データと受信電力データとを車載無線部１２から受け取る。次に、受信データから車両データを抽出すると共に、その受信データを車載アプリケーションシステム１５へ出力する。そして、車載制御部１３は、抽出された車両データ（送信電力設定値、ＩＤ情報を含む）と受信電力データとを送信電力制御部１１へ出力する。
送信電力制御部１１は、車両データと受信電力データとを車載制御部１３から受け取る。次に、送信電力制御部１１は、車両データからＩＤ情報と送信電力設定値とを抽出する（Ｓ０３）。そして、ＩＤ情報と送信電力設定値と、受信電力データの受信電力計測値と、データの受け取り時間とを関連付けて、周辺車両テーブル２２として格納する。

車載制御部１３は、車載アプリケーションシステム１５から車載通信機１−２への送信データを受信して、車載無線部１２へ出力する。同時に、送信電力制御部１１へ送信データの送信先のＩＤ情報（車載通信機１−２）を出力する。
送信電力制御部１１は、車載制御部１３から送信データの送信先のＩＤ情報（車載通信機１−２）を取得する。次に、周辺車両テーブル２２を参照して、そのＩＤ情報（車載通信機１−２）に対応する送信電力設定値（車載通信機１−２）及び受信電力計測値（車載通信機１−１）を取得する。そして、送信電力設定テーブル２１を参照して、その送信電力設定値（車載通信機１−２）及び受信電力計測値（車載通信機１−１）に対応する、次回の送信データ送信時の送信電力設定値（車載通信機１−１）を決定する（Ｓ０４）。その後、送信電力制御部１１は、送信電力設定値（車載通信機１−１）を示す送信電力データと車載通信機１−１を特定するＩＤ情報とを含む車両データを生成し、車載無線部１２へ出力する。
車載無線部１２は、車載制御部１３から送信データを、送信電力制御部１１から車両データをそれぞれ受け取る。そして、車載無線部１２は、その車両データを付加した送信データを無線送信信号に変換して、その無線送信信号を送信電力設定値で指定された送信電力により車載通信機１−２へ送信する（Ｓ０５）。

ここで、Ｓ０４において、多数の車載通信機１が通信圏内に存在し、お互いに情報交換を行うような通信の場合、送信電力設定値の決定方法について説明する。図７は、Ｓ０４の詳細を示すフローチャートである。ここでは、車載通信機１−１が周囲の車両の車載通信機１−２、１−３と通信する場合の例を説明する。

車載制御部１３は、車載アプリケーションシステム１５から複数の車載通信機１−２、１−３への送信データを受信して、車載無線部１２へ出力する。同時に、送信電力制御部１１へ送信データの送信先の複数のＩＤ情報（車載通信機１−２、１−３）を出力する。
送信電力制御部１１は、車載制御部１３から送信データの送信先の複数のＩＤ情報（車載通信機１−２、１−３）を取得する（Ｓ１１）。次に、複数のＩＤ情報（車載通信機１−２、１−３）から一つのＩＤ情報（車載通信機１−２）を選択する（Ｓ１２）。そして、周辺車両テーブル２２を参照して、そのＩＤ情報（車載通信機１−２）に対応する送信電力設定値（車載通信機１−２）及び受信電力計測値（車載通信機１−１）を取得する。そして、送信電力設定テーブル２１を参照して、その送信電力設定値（車載通信機１−２）及び受信電力計測値（車載通信機１−１）に対応する、次回の送信データ送信時の送信電力設定値（車載通信機１−１）を決定する（Ｓ１３）。上記Ｓ１２，Ｓ１３を全てのＩＤ情報について実行する（Ｓ１４）。その結果、複数のＩＤ情報に対応して、複数の送信電力設定値が得られる。その後、送信電力制御部１１は、複数の送信電力設定値から最も大きい送信電力設定値を、最終的な送信電力設定値として決定する（Ｓ１５）。

なお、上記Ｓ１５では、複数の送信電力設定値から最も大きい送信電力設定値を選択しているが、その他のルールで決定しても良い。例えば、最も数の多い送信電力設定値などである。

以上のような本発明の送信電力制御方法（車載通信機の動作）により、各車両の車載通信機１自体が、相手の車載通信機１との間の伝送路の状況に対応して、自律的に送信電力を制御することが可能となる。それにより、送信電力の過不足が解消されて通信の安定性や信頼性を向上させることができる。それと共に、周辺の車載通信機１の分布に応じて自律的に送信電力を制御することで通信可能範囲を調整し、等価的に通信圏内の通信機台数を抑えることができる。その結果、周囲の通信機との無線リンクを確保し、輻輳やスループットの低下を軽減することが可能となる。

更に、Ｓ１５に以下の処理を追加することで、通信可能な車両（移動体）の車載通信機１の台数の情報を考慮して、送信電力設定値を決定することも可能である。図８は、Ｓ１５の追加の処理を示すフローチャートである。すなわち、まず、Ｓ１１〜Ｓ１５により決定された送信電力設定値（ｃ）について、同じ又はそれ以下の送信電力設定値（ｃ）を有する送信電力設定値（ｂ）と受信電力計測値（ａ）との組み合わせを送信電力設定テーブル２１（図５）から抽出する（Ｓ２１）。次に、その組み合わせ（送信電力設定値（ｂ）と受信電力計測値（ａ））を有する車載通信機１のＩＤ情報を周辺車両テーブル２２から抽出する（Ｓ２２）。そして、そのＩＤ情報の数（＝車両の台数）を計算する。その結果、車両の台数が所望の台数以上の場合（Ｓ２３：Ｙｅｓ）、Ｓ１１〜Ｓ１５により決定された送信電力設定値を一段階低下させる（Ｓ２４）。そして、Ｓ２１に戻って処理を実行する。車両の台数が所望の台数未満の場合（Ｓ２３：Ｎｏ）、そのときの送信電力設定値を、最終的な送信電力設定値として決定する（Ｓ２５）。

上記の実施の形態では、本発明を車々間通信システムへ適用した例を示したが、路車間通信と車々間通信を共用する場合にも、複数の車載通信機のうちの一部を路側通信機と読み替えることで、同様に本発明の送信電力制御方式及び無線通信機を適用することが可能である。

本発明により、基地局を介さず移動体通信機間で直接通信を行う無線通信システムにおいて、特に通信機が密集する様な場合に、各移動体通信機自体が、周辺の通信機の分布に応じて自律的に、送信電力を制御することで通信可能範囲を調整し、等価的に通信圏内の通信機台数を抑えることにより、周囲の通信機との無線リンクを確保し、輻輳やスループットの低下を軽減することが可能となる。

本発明は上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施の形態は適宜変形又は変更され得ることは明らかである。

図１は、本発明の無線通信機としての車載通信機の実施の形態の構成を示すブロック図である。 図２は、本発明の無線通信機としての車載通信機の実施の形態の構成を示すブロック図である。 図３は、本発明の送信電力制御方法の実施の形態において想定される状況の一例を示す概略図である。 図４は、その周辺車両テーブルを示す表である。 図５は、送信電力設定テーブルを示す表である。 図６は、本発明の送信電力制御方法の実施の形態を示すフローチャートである。 図７は、Ｓ０４の詳細を示すフローチャートである。 図８は、Ｓ１５の追加の処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１、１−１、１−２、…、１−ｎ 車載通信機
１１ 送信電力制御部
１２ 車載無線部
１３ 車載制御部
１５ 車載アプリケーションシステム
２１ 送信電力設定テーブル
２２ 周辺車両テーブル

Claims (11)

1. 複数の相手先の無線通信機と直接通信を行う無線通信機であって、
   前記複数の相手先の無線通信機の各々について、前記相手先の無線通信機から送信時の電力の設定値としての第１送信電力設定値を含む第１無線信号を受信し、前記第１無線信号の受信時の電力としての第１受信電力を計測する無線部と、
   前記複数の相手先の無線通信機の各々について、前記第１送信電力設定値と計測された前記第１受信電力とを参照し、前記相手先の無線通信機へ送信する第２無線信号の送信時の電力の設定値としての第２送信電力設定値を決定する送信電力制御部と
   を具備し、
   前記送信電力制御部は、
   前記複数の相手先の無線通信機の各々について、前記第１送信電力設定値と前記第１受信電力とを周辺車両テーブルとして格納し、
   送信側の無線通信機の送信電力設定値と、受信側の無線通信機の受信電力と前記受信側の無線通信機の送信電力設定値とを関連付けた送信電力設定テーブルを備え、
   前記複数の相手先の無線通信機の各々について、前記周辺車両テーブルを参照して、前記第１送信電力設定値と前記第１受信電力とを取得し、
   前記複数の相手先の無線通信機の各々について、前記第１受信電力と前記第１送信電力設定値とに基づいて、前記送信電力設定テーブルを参照して、前記第２送信電力設定値を決定し、
   複数の相手先の無線通信機とそれぞれ１対１で通信する場合、前記無線部は、前記第２送信電力設定値に示される送信電力で、前記第２送信電力設定値を含む前記第２無線信号を前記相手先の無線通信機へ送信し、
   多数の無線通信機が通信圏内に存在し、複数の相手先の無線通信機とお互いに情報交換を行うような通信の場合、前記送信電力制御部は、決定された複数の第２送信電力設定値のうちの所定の条件を満たす一つを最終的な第２送信電力設定値として決定し、前記無線部は、前記最終的な第２送信電力設定値に示される送信電力で、前記最終的な第２送信電力設定値を含む第２無線信号を複数の相手先の無線通信機へ送信する
   無線通信機。
2. 請求項１に記載の無線通信機において、
   前記送信電力制御部は、
   前記第１送信電力設定値と前記第１受信電力とを前記相手先の無線通信機を特定するＩＤ情報に関連付けて前記周辺車両テーブルとして格納し、
   前記ＩＤ情報に基づいて、前記周辺車両テーブルを参照して、前記第２送信電力設定値を決定する
   無線通信機。
3. 請求項２に記載の無線通信機において、
   前記送信電力制御部は、
   前記ＩＤ情報に基づいて、前記周辺車両テーブルを参照して、前記第１送信電力設定値と前記第１受信電力とを取得し、
   前記第１受信電力と前記第１送信電力設定値とに基づいて、前記送信電力設定テーブルを参照して、前記第２送信電力設定値を決定する
   無線通信機。
4. 請求項３に記載の無線通信機において、
   前記送信電力制御部は、
   前記最終的な第２送信電力設定値を有する前記相手先の無線通信機の数が、所定の数より小さくなるように、前記最終的な第２送信電力設定値を低下させる
   無線通信機。
5. 請求項４に記載の無線通信機において、
   前記送信電力制御部は、
   前記複数の相手先の無線通信機の各々について、前記第１送信電力設定値と前記第１受信電力とを前記複数の相手先の無線通信機の各々を特定するＩＤ情報に関連付けて前記周辺車両テーブルとして格納し、
   前記送信電力設定テーブルを参照して、前記受信側の無線通信機の送信電力設定値が前記最終的な第２送信電力設定値以下になる、前記送信側の無線通信機の送信電力設定値と、前記受信側の無線通信機の受信電力との組を抽出し、
   前記周辺車両テーブルを参照して、前記第１受信電力と前記第１送信電力設定値とが前記抽出された組と同じになる、前記ＩＤ情報を抽出し、
   前記ＩＤ情報の数が前記所定の数より小さくなるように、前記最終的な第２送信電力設定値を低下させる
   無線通信機。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の無線通信機において、
   前記相手先の無線通信機は、路側に配置された無線通信機を含む
   無線通信機。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の無線通信機において、
   前記相手先の無線通信機及び前記無線通信機は、車両に搭載された無線通信機を含む
   無線通信機。
8. 複数の相手先の無線通信機と直接通信を行う無線通信機の送信電力制御方法であって、
   （ａ）前記複数の相手先の無線通信機の各々について、前記相手先の無線通信機から送信時の電力の設定値としての第１送信電力設定値を含む第１無線信号を受信し、前記第１無線信号の受信時の電力としての第１受信電力を計測するステップと、
   （ｂ）前記複数の相手先の無線通信機の各々について、前記第１送信電力設定値と計測された前記第１受信電力とを参照し、前記相手先の無線通信機へ送信する第２無線信号の送信時の電力の設定値としての第２送信電力設定値を決定するステップと、
   （ｃ）前記第２送信電力設定値に示される送信電力で、前記第２送信電力設定値を含む前記第２無線信号を前記相手先の無線通信機へ送信するステップと
   を具備し、
   前記（ｂ）ステップは、
   前記複数の相手先の無線通信機の各々について、前記第１送信電力設定値と前記第１受信電力とを周辺車両テーブルとして格納するステップと、
   前記複数の相手先の無線通信機の各々について、前記周辺車両テーブルを参照して、前記第１送信電力設定値と前記第１受信電力とを取得するステップと、
   送信側の無線通信機の送信電力設定値と、受信側の無線通信機の受信電力と前記受信側の無線通信機の送信電力設定値とを関連付けた送信電力設定テーブルを参照して、前記複数の相手先の無線通信機の各々について、前記第１受信電力と前記第１送信電力設定値とに基づいて、前記第２送信電力設定値を決定するステップと
   を含み、
   前記（ｃ）ステップは、
   複数の相手先の無線通信機とそれぞれ１対１で通信する場合、前記第２送信電力設定値に示される送信電力で、前記第２送信電力設定値を含む第２無線信号を相手先の無線通信機へ送信し、
   多数の無線通信機が通信圏内に存在し、複数の相手先の無線通信機とお互いに情報交換を行うような通信の場合、決定された複数の第２送信電力設定値のうちの所定の条件を満たす一つを最終的な第２送信電力設定値として決定し、前記最終的な第２送信電力設定値に示される送信電力で、前記最終的な第２送信電力設定値を含む第２無線信号を複数の相手先の無線通信機へ送信するステップを備える
   送信電力制御方法。
9. 請求項８に記載の送信電力制御方法において、
   前記（ｂ）ステップは、
   （ｂ１）前記第１送信電力設定値と前記第１受信電力とを前記相手先の無線通信機を特定するＩＤ情報に関連付けて前記周辺車両テーブルとして格納するステップと、
   （ｂ２）前記ＩＤ情報に基づいて、前記周辺車両テーブルを参照して、前記第１送信電力設定値と前記第１受信電力とを取得するステップと、
   （ｂ３）送信側の無線通信機の送信電力設定値と、受信側の無線通信機の受信電力と前記受信側の無線通信機の送信電力設定値とを関連付けた送信電力設定テーブルを参照して、前記第１受信電力と前記第１送信電力設定値とに基づいて、前記第２送信電力設定値を決定するステップと
   を備える
   送信電力制御方法。
10. 請求項９に記載の送信電力制御方法において、
    前記（ｂ）ステップは、
    （ｂ４）前記複数の相手先の無線通信機の各々について、前記第１送信電力設定値
    と前記第１受信電力とを前記複数の相手先の無線通信機の各々を特定するＩＤ情報に関連
    付けて前記周辺車両テーブルとして格納するステップを備え、
    前記（ｂ）ステップは、
    （ｂ５１）前記送信電力設定テーブルを参照して、前記受信側の無線通信機の送信電力設定値が前記最終的な第２送信電力設定値以下になる、前記送信側の無線通信機の送信電力設定値と、前記受信側の無線通信機の受信電力との組を抽出するステップと、
    （ｂ５２）前記周辺車両テーブルを参照して、前記第１受信電力と前記第１送信電力設定値とが前記抽出された組と同じになる、前記ＩＤ情報を抽出するステップと、
    （ｂ５３）前記ＩＤ情報の数が所定の数より小さくなるように、前記最終的な第２送信電力設定値を低下させるステップと
    を含む
    送信電力制御方法。
11. 請求項８乃至１０のいずれか一項に記載の送信電力制御方法を実行するためのプログラム。

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