JP2007266876A - Wireless communication method, wireless communication device, and wireless communication program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無線通信技術に関する。 The present invention relates to wireless communication technology.
従来、IEEE802.11系の無線通信方式においては、送信ノードの同報データに対して受信ノードは受信したことを報告するACK(Acknowledgements)を送信していなかった。これは、同報データの宛先である複数のノードが同時にACKを返すことによって生じる輻輳を避けるためである。しかしながら、送信者は同報データを受信できなかったノードが存在することを検知できず、再送することができなかった。したがって、同報データを未受信のノードは、受信し損ねたデータを再び得る方法が存在しなかった。 Conventionally, in the wireless communication system of the IEEE 802.11 system, the receiving node has not transmitted ACK (Acknowledgements) reporting that it has received the broadcast data of the transmitting node. This is to avoid congestion caused by a plurality of nodes that are broadcast data destinations returning ACKs simultaneously. However, the sender could not detect that there was a node that could not receive the broadcast data and could not retransmit it. Therefore, there is no method for a node that has not received broadcast data to regain data that has not been received.
特許文献1,2には、路車間通信および車車間通信を利用した無線通信システムにおいて、同報データを再送(転送)する技術が記載されている。特許文献1,2に記載の技術では、路側機からの同報データを受信した車両は、車車間通信によってその情報を周囲の車両に対して送信する。路側機からの同報データを受信できなかった車両は、車車間通信によって送信されたデータを利用することで、路側機との間で直接通信ができない場合であっても、同報データを取得することが可能となる。
また、特許文献3には、路車間通信及び車車間通信を利用し、路車間通信が不通になった場合には、車車間通信によって周囲の車両から路側機からの同報データを受信する技術が記載されている。
また、非特許文献1および特許文献4には、同報データを受信できなかったノードがNACK(Negative Acknowledgement)を送信して再送を要求する技術が記載されている。具体的には、同報データを受信したノードはACKを送信する。そして、周囲のノードからACKを受信したが同報データを受信できていないノードは、自ノードがその同報データを受信できていないことを検知する。このようにして同報データを受信してできていないことを検知したノードは、NACKを送信元のノードに対して送信して、その同報データの再送を要求する。
このように、同報データを確実に宛先ノードに送信するための様々な技術が提案されている。
しかしながら、上記のような従来技術の場合には、下記のような問題が生じていた。 However, in the case of the prior art as described above, the following problems have occurred.
まず、特許文献1,2に記載の方法では、同報データを受信したノード(車両)が、常にそのデータを周囲のノードに対して送信するため、無駄な通信が多数発生し、通信効率が低下してしまう。
First, in the methods described in
また、特許文献3に記載の技術では、路車間通信が不通になった場合に車車間通信に切り替える構成をとっている。路車間通信が不通になることを検知するためには、一度は路側機と通信可能になることが必要である。したがって、例えば、大型車の陰に隠れてしまっている車両など一度も路側機との通信を確立することのできない車両は、路側機との通信が不通になったことを検知できない。その結果、車車間通信に切り替えることができず、路側機から同報データを得ることができない。
Moreover, in the technique of
非特許文献1および特許文献4に記載の技術では、上記のような問題は発生しない。すなわち、同報データを受信した後に短いパケットであるACKを送信するだけなので、通信帯域の消費を最小限に抑えている。また、他の受信ノードからのACKによって、自ノードが同報データを未受信であることを検知しているため、自ノードが同報データの送信ノードと通信を確立していない場合であっても、再送を要求することが可能である。
The techniques described in
しかし、非特許文献1および特許文献4に記載の技術では以下のような問題がある。送信ノードからの同報データを受信できなかった未受信ノードがNACK(未受信報告)を送信ノードに送信するが、このNACKが送信ノードまで到達する保証がない。また、NACKが送信ノードまで到達した場合であっても、再送された同報データが未受信ノードまで到達する保証がない。特に、最初の同報データが未受信ノードまで到達しなかったことを考慮すると、通信経路上に障害物(大型車両等)が存在したり、自ノードが送信ノードと電波的に通信不可能な位置関係にあることが考えられる。このような場合、未受信ノードは周囲のノードからのACKによって自ノードが同報データを受信できていないことは検知できても、同報データを送信ノードから再送によって取得することはできない。
However, the techniques described in
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、信頼性の高い同報通信を効率よく実現するための技術を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a technique for efficiently realizing highly reliable broadcast communication.
上記目的を達成するために本発明では、以下の手段または処理によって同報データの送信を行う。本発明に係る無線通信方法は、複数の宛先ノードを宛先とするパケットを受信できた宛先ノードが、そのパケットを受信できなかった宛先ノードに対して、そのパケットを送信(再送の代理または転送ともいえる)する無線通信方法である。複数の宛先ノードを宛先とするパケットには、例えば、ネットワーク内の全てのノードを宛先とするブロードキャストパケットや、所定のグループ(マルチキャストグループ)に属するノードを宛先とするマルチキャストパケットが含まれる。以下では、複数の宛先ノードを宛先とするパケットのことを、同報パケットという。 In order to achieve the above object, in the present invention, broadcast data is transmitted by the following means or processing. In the wireless communication method according to the present invention, a destination node that can receive a packet addressed to a plurality of destination nodes transmits the packet to a destination node that cannot receive the packet (both as a proxy for retransmission or a transfer). This is a wireless communication method. Packets destined for a plurality of destination nodes include, for example, broadcast packets destined for all nodes in the network and multicast packets destined for nodes belonging to a predetermined group (multicast group). Hereinafter, a packet destined for a plurality of destination nodes is referred to as a broadcast packet.
本発明に係る無線通信方法では、同報パケットを受信した宛先ノードは、このパケットを受信したことを通知する受信報告を送信する。受信報告には、受信したパケットを特定するための情報が含まれる。 In the wireless communication method according to the present invention, the destination node that has received the broadcast packet transmits a reception report notifying that the packet has been received. The reception report includes information for specifying the received packet.
受信報告は、受信報告を送信した周囲のノードによって受信される。受信報告を受信したノードは、受信した受信報告に対応する同報パケットの種類を判断する。受信した受信報告に対応する同報パケットの宛先に自ノードが含まれ、かつ、自ノードがその同報パケットを受信していない場合には、その同報パケットを受信していないことを通知する未受信報告を送信する。未受信報告には、受信できなかったパケットを特定するための情報が含まれる。 The reception report is received by a surrounding node that has transmitted the reception report. The node that has received the reception report determines the type of broadcast packet corresponding to the received reception report. When the local node is included in the destination of the broadcast packet corresponding to the received reception report and the local node has not received the broadcast packet, the fact that the broadcast packet has not been received is notified. Send an unreceived report. The unreceived report includes information for specifying a packet that could not be received.
未受信報告を受信した宛先ノードは、未受信報告に対応する同報パケットを送信する。これによって、同報パケットを受信できなかったノードが、同報パケットを取得すること
が可能となる。すなわち、未受信報告を受信した宛先ノードが、同報パケットの再送を代理したことになる。以下、本明細書中では、パケットの送信元のノードと異なるノードがそのパケットの再送を代理する(あるいは、転送または中継する)ことも「再送」ということとする。
The destination node that has received the unreceived report transmits a broadcast packet corresponding to the unreceived report. As a result, a node that has not received the broadcast packet can acquire the broadcast packet. That is, the destination node that has received the unreceived report has proxyed the retransmission of the broadcast packet. Hereinafter, in this specification, it is also referred to as “retransmission” that a node different from the packet transmission source node acts as a proxy (or forwards or relays) retransmission of the packet.
このように、本発明に係る無線通信方法においては、同報パケットを受信できなかったノードは周囲の受信報告のみによって、同報パケットを受信できなかったことを検知できる。すなわち、同報パケットの送信ノードと通信を確立する前であっても、同報パケットを未受信であることを検知できる。 Thus, in the wireless communication method according to the present invention, a node that has not received a broadcast packet can detect that the broadcast packet has not been received only by a surrounding reception report. That is, it is possible to detect that the broadcast packet has not been received even before communication with the transmission node of the broadcast packet is established.
また、同報パケットを再送するノードはその送信元のノードに限られない。すなわち、同報パケットの送信ノードと未受信ノードとの間に遮蔽物などが存在して、これらのノードが通信不可能な場合であっても、他のノードからこの同報パケットを受信することが可能となる。 Further, the node that retransmits the broadcast packet is not limited to the transmission source node. In other words, even if there is a shielding object between the sending node and the non-receiving node of the broadcast packet, and these nodes cannot communicate, receive this broadcast packet from other nodes. Is possible.
さらに、同報パケットの再送が発生するのは、この同報パケットを受信できなかったノードが存在する場合だけなので、無駄な通信が行われることを避けることができ効率の良い通信が行える。 Further, since the broadcast packet is retransmitted only when there is a node that cannot receive the broadcast packet, useless communication can be avoided and efficient communication can be performed.
本発明に係る無線通信方法においては、未受信報告を受信したノードは、この未受信報告を受信してから所定の期間経過した後に、未受信報告に対応する同報パケットを送信することが好ましい。この場合、さらに、自ノードが同報パケットを送信する以前に、他のノードが同報パケットを送信した場合には、自ノードは同報パケットの送信を中止することが好ましい。周囲のノードが同報パケットの再送を行った場合には、さらなる再送は不要と考えられるので、このように再送を中止して通信量を減らすことができる。 In the wireless communication method according to the present invention, it is preferable that a node that has received an unreceived report transmits a broadcast packet corresponding to the unreceived report after a predetermined period has elapsed after receiving the unreceived report. . In this case, if another node transmits a broadcast packet before the own node transmits the broadcast packet, the own node preferably stops transmitting the broadcast packet. When the neighboring nodes retransmit the broadcast packet, it is considered that further retransmission is unnecessary, and thus the retransmission can be stopped to reduce the communication amount.
また、上記の所定の期間(待機時間)は、状況に応じて再送に適したノードほど短い期間となるように設定されることが好ましい。例えば、未受信報告の受信強度が強いノードほど未受信ノードとの間の通信状況がよいので、未受信報告の受信強度が強いほど待機時間を短くすることが好ましい。また、送信能力が高いノードほど再送に適したノードであるので、未受信報告を受信したノードの送信能力が高いほど待機時間を短くすることが好ましい。また、同報パケットの宛先が所定の範囲内のノードとして指定されている場合には、その位置情報に基づいて再送に適したノードを決定することができる。例えば、各ノードの通信可能範囲に比べて同報パケットのサービスエリアが狭い場合には、サービスエリアの中心に位置するノードが再送に適したノードといえる。また、各ノードの通信可能範囲に比べて同報パケットのサービスエリアが広い場合は、同報パケットの送信ノードから遠いノードが再送に適したノードといえる。このように、待機時間は未受信報告を受信したノードの位置情報に基づいて決定されることも好ましい。なお、待機時間の決定は、上記の方法を組み合わせても良い。 The predetermined period (standby time) is preferably set so that a node suitable for retransmission is shorter depending on the situation. For example, it is preferable to shorten the standby time as the reception strength of the unreceived report is stronger because a node having a stronger reception strength of the unreceived report has a better communication state with the unreceived node. Further, since a node having higher transmission capability is a node suitable for retransmission, it is preferable to shorten the standby time as the transmission capability of a node that has received an unreceived report is higher. When the destination of the broadcast packet is specified as a node within a predetermined range, a node suitable for retransmission can be determined based on the position information. For example, when the broadcast packet service area is narrower than the communicable range of each node, the node located at the center of the service area can be said to be a node suitable for retransmission. Further, when the broadcast packet service area is larger than the communicable range of each node, a node far from the broadcast packet transmission node can be said to be a node suitable for retransmission. Thus, it is also preferable that the waiting time is determined based on the position information of the node that has received the unreceived report. Note that the determination of the standby time may be a combination of the above methods.
なお、本発明は、上記処理の少なくとも一部を実行する無線通信装置として捉えることができる。また、本発明は、上記処理を実現するためのプログラムとして捉えることができる。上記手段および処理の各々は可能な限り組み合わせて本発明を構成することができる。 Note that the present invention can be understood as a wireless communication apparatus that executes at least a part of the above processing. Further, the present invention can be understood as a program for realizing the above processing. Each of the above means and processes can be combined as much as possible to constitute the present invention.
例えば、本発明の一態様として無線通信装置は、複数の宛先ノードを宛先とするパケットを受信するパケット受信手段と、前記パケットを受信したことを通知する受信報告を送信する受信報告手段と、他のノードから受信報告を受信したときに、該受信報告に対応するパケットの宛先に自ノードが含まれ、かつ、自ノードが該パケットを受信していない場合は、該パケットを受信していないことを通知する未受信報告を送信する未受信報告手段
と、他のノードから未受信報告を受信したときに、該未受信報告に対応するパケットを送信するパケット送信手段と、を有することを特徴とする。
For example, as one aspect of the present invention, a wireless communication apparatus includes: a packet receiving unit that receives a packet that is destined for a plurality of destination nodes; a reception report unit that transmits a reception report that notifies that the packet has been received; When the reception report is received from the node of the node, if the own node is included in the destination of the packet corresponding to the reception report and the node has not received the packet, the packet has not been received. And a non-reception report means for transmitting a non-reception report for notifying a non-reception report, and a packet transmission means for transmitting a packet corresponding to the non-reception report when the non-reception report is received from another node. To do.
また、本発明の一態様としての無線通信プログラムは、無線通信装置を、複数の宛先ノードを宛先とするパケットを受信するパケット受信手段と、前記パケットを受信したことを通知する受信報告を送信する受信報告手段と、他のノードから受信報告を受信したときに、該受信報告に対応するパケットの宛先に自ノードが含まれ、かつ、自ノードが該パケットを受信していない場合は、該パケットを受信していないことを通知する未受信報告を送信する未受信報告手段と、他のノードから未受信報告を受信したときに、該未受信報告に対応するパケットを送信するパケット送信手段と、として機能させるためのプログラムである。 According to another aspect of the present invention, a wireless communication program transmits, to a wireless communication apparatus, packet reception means for receiving a packet addressed to a plurality of destination nodes, and a reception report notifying that the packet has been received. When a reception report is received from a reception report means and another node, the packet corresponding to the reception report includes the own node, and if the own node has not received the packet, the packet A non-reception report means for transmitting a non-reception report for notifying that it has not received, a packet transmission means for transmitting a packet corresponding to the non-reception report when receiving a non-reception report from another node, It is a program to make it function as.
本発明によれば、信頼性の高い同報通信を効率よく実現することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to efficiently realize highly reliable broadcast communication.
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。 Exemplary embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態は、移動可能な無線通信装置から構成されるアドホック無線ネットワークにおける無線通信である。アドホック無線ネットワークは、基地局や専用線といった基盤インフラに依存せずに、移動端末同士が一時的に構築する自律型無線ネットワークである。ノード間で距離が離れている場合など直接通信(1ホップ通信)ができない場合には、途中に存在するノードを中継してマルチホップ通信することによって情報を交換する。本実施形態では、アドホック無線通信ネットワーク内で同報通信を行う。
(First embodiment)
The first embodiment of the present invention is wireless communication in an ad hoc wireless network composed of movable wireless communication devices. An ad hoc wireless network is an autonomous wireless network that is temporarily constructed by mobile terminals without depending on infrastructure such as a base station or a dedicated line. When direct communication (one-hop communication) is not possible, such as when the distance between nodes is long, information is exchanged by relaying nodes existing on the way and performing multi-hop communication. In this embodiment, broadcast communication is performed within an ad hoc wireless communication network.
なお、本実施形態における無線通信装置は、CPUなどの演算手段、RAMなどの主記憶装置、ROMなどの補助記憶装置がバスを介して構成され、補助記憶装置に格納されたプログラムが主記憶装置にロードされCPUによって実行されることで、以下の処理が行われる。また、本実施形態における無線通信装置の全部又は一部の機能は、専用のチップによって構成されても良い。 In the wireless communication device according to the present embodiment, an arithmetic unit such as a CPU, a main storage device such as a RAM, and an auxiliary storage device such as a ROM are configured via a bus, and a program stored in the auxiliary storage device is stored in the main storage device. And the following processing is performed by the CPU. In addition, all or some of the functions of the wireless communication device in the present embodiment may be configured by a dedicated chip.
図1は同報通信を行う際の手順を示すシーケンス図である。図2は各処理において行われる通信を説明するための図である。まず、ノードSが同報パケットを送信する(S01、図2(a))。同報パケットには、送信ノードID、情報の種類、情報の伝達対象といった情報が格納される。情報の伝達対象には、この通信がブロードキャストの場合にはブロードキャストであることを示す値が格納される。また、この通信がブロードキャストの場合に、ネットワークのIDやESSID(Extended Service Set ID)などが格納され
ても良い。また、所定のグループに属するノードに対して送信するマルチキャストの場合には、そのマルチキャストグループを示すIDが格納される。
FIG. 1 is a sequence diagram showing a procedure for performing broadcast communication. FIG. 2 is a diagram for explaining communication performed in each process. First, the node S transmits a broadcast packet (S01, FIG. 2 (a)). The broadcast packet stores information such as a transmission node ID, information type, and information transmission target. In the information transmission target, a value indicating broadcast is stored when this communication is broadcast. When this communication is broadcast, a network ID, ESSID (Extended Service Set ID), or the like may be stored. In the case of multicast transmitted to nodes belonging to a predetermined group, an ID indicating the multicast group is stored.
同報パケットを正常に受信したノードa,bは、この同報パケットを受信したことを通知するACK(受信報告)を送信する(S02,図2(b))。ACKとしては、受信した同報パケットの種類に応じた特徴のあるパルス信号を用いる。例えば、情報の種類に応じた特定の周波数(OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)におけるサブキャリア)を使用したパルス信号を用いることが考えられる。 The nodes a and b that have normally received the broadcast packet transmit ACK (reception report) notifying that the broadcast packet has been received (S02, FIG. 2B). As the ACK, a pulse signal having a characteristic corresponding to the type of the received broadcast packet is used. For example, it is conceivable to use a pulse signal that uses a specific frequency (subcarrier in OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)) according to the type of information.
ACKは同報パケットの送信ノードであるノードSだけでなく、周囲のノードによっても受信される。ACKを受信したノードが行う処理を図3のフローチャートを用いて説明する。図3はACKに基づいて自ノードが同報パケットを未受信であるかを判定する処理
のフローチャートである。
The ACK is received not only by the node S that is a transmission node of the broadcast packet but also by surrounding nodes. Processing performed by the node that has received the ACK will be described with reference to the flowchart of FIG. FIG. 3 is a flowchart of processing for determining whether or not the own node has not received a broadcast packet based on ACK.
まず、ACKを送信したノードの周囲のノードがそのACKを受信する(S10)。ACKを受信したノードは、ACKに対応する同報パケットを受信済みであるか否か判定する(S11)。ACKは同報パケットの種類に応じた特徴を有するパルス信号であるため、ACKを受信したノードはこの判定を行うことができる。対応する同報パケットを受信済みである場合(S11−YES)は、未受信報告を送信する必要がないので処理を終了する。対応する同報パケットを未受信の場合(S11−NO)は、その同報パケットの宛先に自ノードが含まれるか否かを判定する(S12)。ACKを受信したノードは、ACKによって対応する同報パケットの種類が分かるので、その同報パケットの宛先ノードも判断することができる。ここで、ACKに対応する同報パケットが自ノードを宛先とするものではない場合(S12−NO)は、自ノードは同報パケットを取得する必要がないので処理を終了する。対応する同報パケットが自ノードを宛先に含む場合(S12−YES)は、この同報パケットを受信していないことを通知するNACK(未受信報告)を送信する(S13)。NACKも、ACKと同様に同報パケットの種類に応じた特徴のあるパルス信号である。したがって、NACKを受信したノードは、NACKの送信ノードがどの同報パケットを受信できていないかを判断することができる。なお、S11とS12の判定処理は順序を入れ替えても構わない。 First, nodes around the node that transmitted the ACK receive the ACK (S10). The node that has received the ACK determines whether or not the broadcast packet corresponding to the ACK has been received (S11). Since ACK is a pulse signal having characteristics according to the type of broadcast packet, a node that has received ACK can make this determination. If the corresponding broadcast packet has been received (S11—YES), the process ends because there is no need to send an unreceived report. When the corresponding broadcast packet has not been received (S11-NO), it is determined whether or not the local node is included in the destination of the broadcast packet (S12). Since the node that has received the ACK knows the type of the corresponding broadcast packet by the ACK, the destination node of the broadcast packet can also be determined. Here, if the broadcast packet corresponding to ACK is not destined for the own node (S12-NO), the own node does not need to acquire the broadcast packet, and the process ends. When the corresponding broadcast packet includes its own node as the destination (S12-YES), a NACK (unreceived report) notifying that this broadcast packet has not been received is transmitted (S13). NACK is also a pulse signal having a characteristic corresponding to the type of broadcast packet, similar to ACK. Therefore, the node that has received the NACK can determine which broadcast packet the NACK transmitting node has not received. Note that the order of the determination processing of S11 and S12 may be switched.
図1,2の説明に戻る。S02においてノードa,bが送信したACKは、ノードcによって受信される。ACKを受信したノードcは、ACKに対応する同報パケットを受信しておらず、かつ、この同報パケットはブロードキャストであり自ノードを宛先に含むものであることが分かるので、NACKを送信する(S03,図2(c))。ノードa,bも、それぞれ、ノードb,aから送信されたACKを受信するが、対応する同報パケットを既に受信済みなのでNACKの送信は行わない。 Returning to the description of FIGS. The ACK transmitted by the nodes a and b in S02 is received by the node c. The node c that has received the ACK has not received the broadcast packet corresponding to the ACK, and knows that this broadcast packet is broadcast and includes its own node as a destination, and therefore transmits a NACK (S03). FIG. 2 (c)). The nodes a and b also receive the ACK transmitted from the nodes b and a, respectively, but do not transmit a NACK because the corresponding broadcast packet has already been received.
ノードcが送信したNACKは、周囲のノードであるノードa,b,Sによって受信される。NACKを受信したノードが行う処理を図4のフローチャートを用いて説明する。図4は、NACK受信時のパケットの再送を行う処理のフローチャートである。 The NACK transmitted by the node c is received by the nodes a, b, and S that are surrounding nodes. Processing performed by the node that has received NACK will be described with reference to the flowchart of FIG. FIG. 4 is a flowchart of processing for retransmitting a packet when a NACK is received.
まず、NACKを送信したノードの周囲のノードがそのNACKを受信する(S20)。次に、NACKを受信したノードは、再送を行うまでに待機する時間を取得する(S21)。本実施形態では、各ノードは、NACKの受信強度にしたがってあらかじめ定められた待機時間をテーブルとして記憶しており、そのテーブルに基づいて待機時間を取得する。なお、待機時間はNACKの受信強度が大きいほど短い。NACKを受信したノードは、この所定の待機時間だけ待機する(S22)。待機時間経過後、再送を要求された同報パケットを自ノードが受信したかを判断する(S23)。すなわち、待機時間の間に他のノードが再送を行ったかを判断する。未受信報告された同報パケットを自ノードが受信している場合(S23−YES)は、再送を行う必要がないと判断し、パケットの再送を中止して処理を終了する。未受信報告された同報パケットを自ノードが受信していない場合(S23−NO)は、その同報パケットの再送を行う(S24)。 First, nodes around the node that transmitted the NACK receive the NACK (S20). Next, the node that has received the NACK obtains the time to wait before resending (S21). In the present embodiment, each node stores a standby time predetermined according to the NACK reception strength as a table, and acquires the standby time based on the table. The standby time is shorter as the NACK reception strength is higher. The node that has received NACK waits for this predetermined waiting time (S22). After the waiting time elapses, it is determined whether the local node has received the broadcast packet requested to be retransmitted (S23). That is, it is determined whether another node has retransmitted during the standby time. If the node has received a broadcast packet that has not been reported yet (S23-YES), it is determined that there is no need to retransmit, the packet retransmission is stopped, and the process is terminated. If the node has not received a broadcast packet that has not been reported yet (S23-NO), the broadcast packet is retransmitted (S24).
図1,2の説明に戻る。S03においてノードcが送信したNACKは、ノードa,b,Sによって受信される。ここでは、ノードbにおけるNACKの受信強度が最も強いものとする。したがって、再送までの待機時間はノードbが最も短い。この場合、待機時間が最も短いノードbがまず、再送を要求された同報パケットを送信する(S04,図2(d))。この再送パケットは、ノードcだけでなく、ノードa,Sによっても受信される。ノードa,Sは、この再送パケットの受信によって、待機時間中に他のノードが再送を行ったことを検知できるので、パケットの再送を中止する(S05)。なお、再送パケットを受信したノードcは、特にACK等は送信しない。ノードcは、NACKを送信した
にも拘わらず、所定の期間経過してもパケットの受信が行えない場合には、再度NACKを送信する。
Returning to the description of FIGS. The NACK transmitted by the node c in S03 is received by the nodes a, b, and S. Here, it is assumed that the NACK reception strength at node b is the strongest. Therefore, node b has the shortest waiting time until retransmission. In this case, the node b having the shortest waiting time first transmits the broadcast packet requested to be retransmitted (S04, FIG. 2 (d)). This retransmission packet is received not only by the node c but also by the nodes a and S. Since the nodes a and S can detect that another node has retransmitted during the waiting time by receiving the retransmission packet, the nodes a and S stop the retransmission of the packet (S05). The node c that has received the retransmission packet does not particularly transmit ACK or the like. If node c does not receive a packet after a predetermined period of time despite having transmitted NACK, node c transmits NACK again.
このように構成された本実施形態によれば、同報パケットの宛先ノードとして指定されているにも拘わらずその同報パケットを受信できなかったノードに対して、同報パケットを再送することが可能となる。また、NACKを受信した場合のみ再送を行うので、同報パケットを受信できなかったノードが存在しない場合には再送が行われず不要な通信が発生することを抑制できる。 According to this embodiment configured as described above, a broadcast packet can be retransmitted to a node that has been designated as the destination node of the broadcast packet but has not received the broadcast packet. It becomes possible. In addition, since retransmission is performed only when a NACK is received, when there is no node that has not received a broadcast packet, retransmission is not performed and occurrence of unnecessary communication can be suppressed.
また、同報パケットを受信したノードのいずれかが再送の代理を行えるため、送信元のノードと未受信ノードとの間が通信不可能であったとしても、他のノードの中継によって同報パケットを受信することが可能となる。その際、再送を行う前に所定の待機時間を設け、再送に適したノードほど待機時間を短くすることで、再送に最適なノードが再送を行うことができる。 In addition, since any of the nodes that received the broadcast packet can act as a proxy for retransmission, even if communication between the source node and the unreceived node is impossible, the broadcast packet is relayed by other nodes. Can be received. At that time, a predetermined standby time is provided before retransmission, and a node suitable for retransmission is shortened so that a node optimal for retransmission can perform retransmission.
なお、本実施形態で用いた無線通信方法によって、アドホック無線ネットワーク内の全てのノードに対してパケットの送信を行うフラッディングを効率的に行うことができる。すなわち、フラッディングの送信元のノードから2ホップ先のノードは、送信元の1ホップ先のノードからACKを受信することができる。したがって、2ホップ先ノードはNACKを送信することで、1ホップ先ノードに対してパケットの転送(中継)を要求することができる。このように、NACKを用いて、パケットを受信できなかったノードから転送を要求することで、アドホック無線ネットワーク内の全てのノードに対してパケットが配信される。パケットを受信できなかったノードの方から転送を要求しているため、パケットを受信できなかったノードが存在しない場合には転送が行われず、通信量を削減することができる。NACKに応じて転送する際に、上記のように待機時間を設けることによって、送信が重複することを避けるとともに、最適なノードが中継を行うようにすることが可能となる。 Note that the wireless communication method used in this embodiment can efficiently perform flooding for transmitting packets to all nodes in the ad hoc wireless network. That is, a node that is two hops away from the flooding transmission source node can receive an ACK from the one hop ahead node of the transmission source. Therefore, the 2-hop destination node can request packet transfer (relay) to the 1-hop destination node by transmitting NACK. In this way, by using NACK to request transfer from a node that has not received a packet, the packet is distributed to all the nodes in the ad hoc wireless network. Since the transfer is requested from the node that could not receive the packet, the transfer is not performed when there is no node that could not receive the packet, and the amount of communication can be reduced. By providing the waiting time as described above when transferring according to NACK, it is possible to avoid duplication of transmission and allow an optimum node to perform relaying.
(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態は、路側機(基地局)および車両(に搭載される無線通信装置)から構成される走行支援道路システム(AHS:Advanced Cruise-Assist Highway System)である。本実施形態は、交差点等において周囲に存在する車両を路側機から通知す
ることで、衝突の防止を支援するシステムである。
(Second Embodiment)
The second embodiment of the present invention is an Advanced Cruise-Assist Highway System (AHS) composed of a roadside device (base station) and a vehicle (a wireless communication device mounted on the vehicle). The present embodiment is a system that supports the prevention of a collision by notifying a vehicle existing around an intersection or the like from a roadside machine.
本走行支援道路システムのシステム概要を図5に示す。本走行支援道路システムでは、路側機10が、優先道路に合流する従道路上の車両に優先道路上の車両18の存在を通知することによって、出会い頭の衝突を防止する。路側機10は、従道路上のサービス提供エリア11内の車両に対して情報を一斉送信(同報送信)する。従道路を走行中の車両は、基点ビーコン12からのビーコンを受信可能な範囲である基点ビーコンエリア13を通過することによって、サービス提供エリア11へのサービスインを検知する。基点ビーコン12からの情報には、サービス対象車両、路側機10のIDや位置、サービスの種類、サービス提供範囲などの情報が含まれる。
A system overview of the present driving support road system is shown in FIG. In the present driving support road system, the
路側機10から発信される電波は、障害物が存在しない場合には通信可能範囲14まで到達するように設計されている。サービス提供エリア11は通信可能範囲14に含まれるため、通常は、サービス提供エリア11内に位置する車両は路側機10からの情報を受信可能である。しかしながら、図に示すように、サービス提供エリア11内に大型車両16が存在する場合には、大型車両16が遮蔽物となって、路側機10から発信される電波は通信可能範囲15までしか到達しない状況が発生しうる。また、通信経路上に遮蔽物が存在しない場合であっても、マルチパスフェージングの影響により電波環境が悪くなり路側
機10からの電波の到達範囲が狭くなる場合がある。これらの場合、サービス提供エリア11内の車両17は、路側機10からの情報を受信することができない。
The radio wave transmitted from the
本実施形態においても第1の実施形態と同様の通信手順によって、路側機10からの情報を取得できなかった車両が、その情報を取得できた車両から再送を受けることによって情報を受信する。すなわち、路側機10から情報を受信できた車両は、その情報を受信したことを通知するACKを送信する。このACKはACKを送信した車両の周囲の車両によって受信される。ACKを受信した車両は、このACKに対応する情報を未受信であり、かつ、この情報が自車を宛先として含むものである(自車がサービス対象車両である)と判定した場合には、この情報の受信できていないことを通知するNACKを送信する。NACKを受信した車両は、所定の待機時間の後に路側機10からの情報を送信する。このように、NACKを用いて路側機10からの情報を受信できた車両が再送することにより、遮蔽物の影響によって路側機10からの電波が受信できない車両であっても路側機10から発信される情報を取得することが可能となる。なお、路側機10が発信した情報を再送するのは、その情報を受信した車両だけでなく、路側機10自体であっても良い。
Also in the present embodiment, a vehicle that has not been able to acquire information from the
NACKを受信してから情報を再送するまでの待機時間は、再送に適した車両または路側機の待機時間が短くなるように設計されることが好ましい。図6〜8は再送の優先度(値が大きいほど優先度が高い)を定義したテーブルであり、再送の優先度が高いほど待機時間は短く設定される。 It is preferable that the waiting time from when the NACK is received until the information is retransmitted is designed so that the waiting time of the vehicle or the roadside device suitable for the retransmission is shortened. FIGS. 6 to 8 are tables defining the priority of retransmission (the higher the value, the higher the priority). The higher the retransmission priority, the shorter the waiting time is set.
図6は、受信したNACKの信号強度に応じて再送優先度を定義する例である。NACKの受信強度が強いほど、優先度が高く設定されている。これは、受信電波の強度が強い車両間の電波環境は安定しているため、NACKの受信強度が強い車両が再送に適していると考えられるためである。 FIG. 6 is an example in which the retransmission priority is defined according to the signal strength of the received NACK. The higher the NACK reception strength, the higher the priority. This is because the radio wave environment between vehicles with strong received radio wave strength is stable, and thus a vehicle with strong NACK reception strength is considered suitable for retransmission.
図7は、NACKを受信した車両(路側機も含む)のタイプに応じ再送優先度を定義する例である。図7に示すように、路側機・トラック・バン・セダン・ミニの順で優先度が付けられている。これは大型車ほど電波の送信可能範囲が広いため再送に適していると考えられるためである。 FIG. 7 is an example in which retransmission priority is defined according to the type of vehicle (including a roadside device) that has received NACK. As shown in FIG. 7, priority is given in the order of roadside machine, truck, van, sedan, and mini. This is because a larger vehicle has a wider radio wave transmission range and is considered suitable for retransmission.
図8は、NACKを受信した車両の基点ビーコンからの距離に基づいて再送優先度を定義する例である。図8に示すようにサービス提供エリアの中心に位置する車両ほど再送優先度が高く設定される。これは、サービス提供エリアの中心に位置する車両が再送を行えば、サービス提供エリア全体に再送された情報が到達すると考えられるからである。 FIG. 8 is an example of defining the retransmission priority based on the distance from the base beacon of the vehicle that has received the NACK. As shown in FIG. 8, the higher the retransmission priority is set, the closer the vehicle is to the center of the service providing area. This is because if the vehicle located at the center of the service providing area performs retransmission, it is considered that the retransmitted information reaches the entire service providing area.
さらに、本実施形態では、上記の3つの方法によって再送優先度をそれぞれ決定し、3つの優先度の合計を取って、合計値に基づいて待機時間を決定する。なお、3つの優先度の合計値と待機時間との対応は、例えば、図9に示すような関係とする。図9に示すように、3つの優先度の合計値が大きいほど、待機時間は短く設定される。すなわち、再送に適した車両ほど待機時間が短くなる。 Further, in the present embodiment, the retransmission priority is determined by the above three methods, the sum of the three priorities is taken, and the standby time is determined based on the total value. The correspondence between the total value of the three priorities and the standby time is, for example, as shown in FIG. As shown in FIG. 9, the standby time is set shorter as the total value of the three priorities is larger. That is, the standby time becomes shorter as the vehicle is more suitable for retransmission.
待機時間の算出方法について図10を参照して具体的に説明する。図10に示すように、路側機Rのサービス提供エリア内に、車両A1,A2,A3,A4,X1が存在している。車両A1〜A4は路側機Rからの情報を受信できたが、車両X1は受信できていない。したがって、車両X1は他の車両からのACKによって自車が路側機Rからの情報を未受信であると判断してNACKを送信する。このNACKは車両A1〜A4および路側機Rによって受信され、それぞれの車両および路側機において待機時間が算出される。なお、車両A1〜A4および路側機Rの、NACKの受信強度、基点ビーコンからの距離、および種類(車種)は図中に示すとおりである。 A method of calculating the standby time will be specifically described with reference to FIG. As shown in FIG. 10, vehicles A1, A2, A3, A4, and X1 exist in the service providing area of the roadside machine R. Although the vehicles A1 to A4 have been able to receive information from the roadside machine R, the vehicle X1 has not been able to receive. Therefore, the vehicle X1 determines that the vehicle has not received the information from the roadside device R by ACK from another vehicle, and transmits NACK. This NACK is received by the vehicles A1 to A4 and the roadside machine R, and the waiting time is calculated in each vehicle and roadside machine. Note that the NACK reception intensity, the distance from the base beacon, and the type (vehicle type) of the vehicles A1 to A4 and the roadside device R are as shown in the figure.
図11に示すように、各車両および路側機では、NACK受信強度、基点ビーコンからの距離、種類に応じた再送優先度を、まず算出する。例えば、車両A1は、受信強度が−70dBなのでこれに対応する優先度が3,基点ビーコンからの距離が0.9Lなのでこれに対応する優先度が5、種類がトラックなのでこれに対応する優先度が9として算出される。これらの優先度を合計すると17であり、図9のテーブルに基づいて、待機時間が20ミリ秒であると算出される。同様に、車両A3は、NACK受信強度に対応する優先度が8,基点ビーコンからの距離に対応する優先度が9、種類に対応する優先度が9として算出される。したがって、車両A3の優先度の合計は26であり、待機時間は5ミリ秒として算出される。このようにして、車両A2の待機時間は10ミリ秒、車両A4の待機時間は40ミリ秒として算出される。また、路側機Rの待機時間は20ミリ秒として算出される。 As shown in FIG. 11, each vehicle and roadside device first calculates retransmission priority according to the NACK reception strength, the distance from the base beacon, and the type. For example, since vehicle A1 has a received intensity of −70 dB, the corresponding priority is 3, and the distance from the base point beacon is 0.9L, so the corresponding priority is 5, and the type is a track, so the corresponding priority. Is calculated as 9. The total of these priorities is 17, and based on the table of FIG. 9, it is calculated that the standby time is 20 milliseconds. Similarly, for vehicle A3, the priority corresponding to the NACK reception intensity is 8, the priority corresponding to the distance from the base beacon is 9, and the priority corresponding to the type is 9. Accordingly, the total priority of the vehicle A3 is 26, and the standby time is calculated as 5 milliseconds. Thus, the standby time of the vehicle A2 is calculated as 10 milliseconds, and the standby time of the vehicle A4 is calculated as 40 milliseconds. Further, the waiting time of the roadside machine R is calculated as 20 milliseconds.
NACKを受信した車両は、このようにして算出された待機時間だけ待機した後、路側機Rから受信した情報を再送する。また、待機時間内に他の車両(路側機)が再送を行った場合には、再送の重複を防止するために、再送を中止する。このような方法によって、最も優先度の高い車両、すなわち、最も再送に適した車両が再送を行うことが可能となる。 The vehicle that has received NACK waits for the waiting time calculated in this way, and then retransmits the information received from the roadside device R. Further, when another vehicle (roadside machine) performs retransmission within the standby time, the retransmission is stopped in order to prevent the retransmission from being repeated. By such a method, a vehicle having the highest priority, that is, a vehicle most suitable for retransmission can be retransmitted.
なお、上記の優先度および待機時間の算出方法は例示であって、優先度及び待機時間は、再送に適した車両の待機時間が短くなるような算出方法であればどのような方法によって算出されても良い。例えば、優先度の判断の基準となる情報は、NACKの受信強度、送信能力、サービルエリアにおける位置などの情報以外にも、車両間の相対速度であっても良い。相対速度が小さい車両同士の間の通信は比較的安定していると考えられるからである。相対速度は、各車両が自車の速度(速さと方向)を通信によって交換しあうことによって取得しても良いし、受信NACK信号の波形からドップラー効果による影響を判断することによって取得しても良い。 Note that the calculation method of the priority and the standby time is an example, and the priority and the standby time may be calculated by any method as long as the calculation is performed so that the vehicle standby time suitable for retransmission is shortened. May be. For example, the information used as the criterion for determining the priority may be a relative speed between vehicles other than information such as NACK reception strength, transmission capability, and position in a service area. This is because communication between vehicles having a small relative speed is considered to be relatively stable. The relative speed may be acquired by exchanging the speed (speed and direction) of each vehicle by communication, or by determining the influence of the Doppler effect from the waveform of the received NACK signal. good.
また、待機時間は、上記の3つの情報(受信強度、送信能力、位置情報)に基づいて定められる各優先度の合計値に基づいて決定されたが、このうちの2つの優先度の合計に基づいて決定されても良いし、任意の1つの優先度に基づいて決定されても良い。また、優先度を合計する際に、単純に合計するだけでなく重み付けをした合計を算出しても良い。 In addition, the standby time is determined based on the total value of each priority determined based on the above three information (reception strength, transmission capability, position information). It may be determined on the basis of any one priority. In addition, when summing the priorities, a weighted sum may be calculated instead of simply summing.
S 同報パケット送信ノード
a,b,c ノード
10 路側機
12 基点ビーコン
16,17 車両
S broadcast packet transmission node a, b,
Claims (8)
複数の宛先ノードを宛先とするパケットを受信した宛先ノードが、該パケットを受信したことを通知する受信報告を送信するステップと、
前記受信報告を受信したノードが、該受信報告に対応するパケットの宛先に自ノードが含まれており、かつ、自ノードが該パケットを受信していない場合は、該パケットを受信していないことを通知する未受信報告を送信するステップと、
前記未受信報告を受信した宛先ノードが、該未受信報告に対応するパケットを送信するステップと、
を含むことを特徴とする無線通信方法。 A wireless communication method in which a destination node that can receive a packet having a plurality of destination nodes as destinations transmits the packet to a destination node that cannot receive the packet,
A destination node that has received a packet addressed to a plurality of destination nodes transmits a reception report notifying that the packet has been received;
The node that received the reception report does not receive the packet when the node corresponding to the reception report includes the node itself and the node does not receive the packet. Sending an unreceived report to notify
A destination node that has received the unreceived report transmits a packet corresponding to the unreceived report;
A wireless communication method comprising:
前記パケットを受信したことを通知する受信報告を送信する受信報告手段と、
他のノードから受信報告を受信したときに、該受信報告に対応するパケットの宛先に自ノードが含まれ、かつ、自ノードが該パケットを受信していない場合は、該パケットを受信していないことを通知する未受信報告を送信する未受信報告手段と、
他のノードから未受信報告を受信したときに、該未受信報告に対応するパケットを送信するパケット送信手段と、
を有することを特徴とする無線通信装置。 Packet receiving means for receiving packets destined for a plurality of destination nodes;
A reception report means for transmitting a reception report notifying that the packet has been received;
When a reception report is received from another node, if the own node is included in the destination of the packet corresponding to the reception report and the own node has not received the packet, the packet has not been received. An unreceived report means for transmitting an unreceived report to notify
A packet transmission means for transmitting a packet corresponding to the unreceived report when an unreceived report is received from another node;
A wireless communication apparatus comprising:
複数の宛先ノードを宛先とするパケットを受信するパケット受信手段と、
前記パケットを受信したことを通知する受信報告を送信する受信報告手段と、
他のノードから受信報告を受信したときに、該受信報告に対応するパケットの宛先に自ノードが含まれ、かつ、自ノードが該パケットを受信していない場合は、該パケットを受信していないことを通知する未受信報告を送信する未受信報告手段と、
他のノードから未受信報告を受信したときに、該未受信報告に対応するパケットを送信するパケット送信手段と、
として機能させるための無線通信プログラム。 Wireless communication device
Packet receiving means for receiving packets destined for a plurality of destination nodes;
A reception report means for transmitting a reception report notifying that the packet has been received;
When a reception report is received from another node, if the own node is included in the destination of the packet corresponding to the reception report and the own node has not received the packet, the packet has not been received. An unreceived report means for transmitting an unreceived report to notify
A packet transmission means for transmitting a packet corresponding to the unreceived report when an unreceived report is received from another node;
Wireless communication program to function as
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