JP5606964B2 - Wireless communication device, transmission power determination method, program, and transmission power calculation device - Google Patents
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Description
本発明は、無線通信機または無線通信機の送信電力の決定方法に関する。 The present invention relates to a wireless communication device or a method for determining transmission power of a wireless communication device.
次世代ITS(Intelligent Transport Systems)における車車間通信では、車の位置情報を無線で同報通信して、各車両が互いの位置情報を認識することにより、交差点での衝突回避を行う等のサービスが検討されている。 In inter-vehicle communication in next-generation ITS (Intelligent Transport Systems), services such as avoiding collisions at intersections by wirelessly broadcasting vehicle location information and allowing each vehicle to recognize each other's location information Is being considered.
また、無線通信を行う場合、隠れ端末問題の回避策が重要となる。隠れ端末問題の回避策としては、1対1の通信に関してはRTS(Request to Send)/CTS(Clear to Send)方式が有効である。しかし、不特定の複数車両間での同報通信を必要とする上記の車車間通信においては、RTS/CTS方式を採用することはできない。なぜなら、送信先が不特定の複数の車両であるので、どの車両からの応答をもって通信可能かの判断ができないからである。 In addition, when wireless communication is performed, a workaround for the hidden terminal problem is important. As a workaround for the hidden terminal problem, an RTS (Request to Send) / CTS (Clear to Send) method is effective for one-to-one communication. However, the RTS / CTS method cannot be adopted in the above-mentioned inter-vehicle communication that requires broadcast communication between a plurality of unspecified vehicles. This is because, since the transmission destinations are a plurality of unspecified vehicles, it cannot be determined from which vehicle the communication is possible.
また、下記の特許文献1には、AP(アクセス・ポイント:基地局)が、移動端末における干渉レベル情報を当該移動端末から入手することによって隠れ端末(移動端末の雑音源となる干渉対象端末)の影響を推定し、送信電力を制御することによって、隠れ端末問題の解決を図っている。
Further, in
しかし、上記特許文献1に記載の技術は、セルラー・システムにおけるAP(基地局)と移動端末の関係において成立する対策であり、次世代ITSのようにAPを介さない車車間通信を前提とした無線通信環境には、上記特許文献1に記載の技術を適用することができない。なぜなら、上記特許文献1に記載の技術は、特定の移動体端末とAP間の通信品質のみに着目した技術だからである。
However, the technique described in
次世代ITSにおける車車間通信では、それぞれの車両の通信装置は対等な立場にあり、ある装置の送信電力を高めるとその装置が隠れ端末として、他の通信装置の通信に悪影響を及ぼす場合がある。そのため、次世代ITSにおける車車間通信では、上記特許文献1に記載の技術では、複数の車両が存在する地域全体の隠れ端末問題の対策とはならない。
In inter-vehicle communication in next-generation ITS, the communication devices of each vehicle are in an equal position, and when the transmission power of a certain device is increased, the device may be a hidden terminal and adversely affect the communication of other communication devices. . Therefore, in the inter-vehicle communication in the next-generation ITS, the technique described in
すなわち、上記特許文献1に記載の技術では、隠れ端末によるパケット衝突確率を考慮した無線装置の送信電力の計算方法が確立されておらず、CSMA(Carrier Sense Multiple Access)制御が働かない隠れ端末からの送信パケットとの干渉により、通信パケットにパケット誤りが発生する。
That is, in the technique described in
本発明は上記事情を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、基地局が存在しない車車間通信において、それぞれの車両の無線通信機が送信する電波が、隠れ端末として他の車両の無線通信機の通信に与える影響を少なくすることにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a vehicle-to-vehicle communication in which a base station does not exist. It is to reduce the influence on the communication of the wireless communication device.
上記課題を解決するために、本発明は、例えば、車両に搭載され、他の車両に搭載されている他の無線通信機と無線通信する無線通信機であって、
受信感度Pr、希望波対妨害波比β、車両密度ρ、通信データ量B、通信速度r、フレーム長Tf、ヘッダ長Th、周波数f、および許容パケット衝突確率Rthの各パラメータの入力を受け付ける入力情報受付手段と、
前記入力情報受付手段が受け付けた各パラメータを保持する入力情報保持手段と、
前記入力情報保持手段が保持している受信感度Pr、希望波対妨害波比β、および周波数fを用いて、隠れ端末が存在する可能性のある領域の面積Sを算出する領域算出手段と、
前記入力情報保持手段が保持している車両密度ρおよび前記領域算出手段によって算出された面積Sを用いて、隠れ端末の台数Ncを算出する隠れ端末台数算出手段と、
前記入力情報保持手段が保持している通信データ量B、通信速度r、フレーム長Tf、およびヘッダ長Thを用いて、2台の無線通信機がランダムにパケットを送信した場合のパケット衝突確率Rpを算出する通信パケット衝突確率算出手段と、
前記隠れ端末台数算出手段によって算出された隠れ端末の台数Ncと、前記パケット衝突確率算出手段によって算出されたパケット衝突確率Rpとを用いて、隠れ端末に起因するパケット衝突確率Rを算出する隠れ端末衝突確率算出手段と、
前記隠れ端末衝突確率算出手段によって算出された隠れ端末に起因するパケット衝突確率Rが、前記入力情報保持手段が保持している許容パケット衝突確率Rth以下となる送信電力Ptを決定する送信電力決定手段と、
前記送信電力決定手段によって決定された送信電力でパケットを無線送信する送信手段と
を備えることを特徴とする無線通信機を提供する。
In order to solve the above problems, the present invention is a wireless communication device that is mounted on a vehicle and wirelessly communicates with another wireless communication device mounted on another vehicle, for example,
Parameters of reception sensitivity P r , desired wave to jamming ratio β, vehicle density ρ, communication data amount B, communication speed r, frame length T f , header length T h , frequency f, and allowable packet collision probability R th Input information receiving means for receiving input; and
Input information holding means for holding each parameter received by the input information receiving means;
Region calculation means for calculating an area S of a region where a hidden terminal may exist using the reception sensitivity P r , the desired wave-to-interference wave ratio β, and the frequency f held by the input information holding unit; ,
A hidden terminal number calculating means for calculating the number of hidden terminals N c using the vehicle density ρ held by the input information holding means and the area S calculated by the area calculating means;
The input information holding means the held communication data amount B, the communication speed r, the frame length T f, and by using the header length T h, packet collisions when two wireless communication device sends a packet to a random A communication packet collision probability calculating means for calculating the probability R p ;
The packet collision probability R attributed to the hidden terminal is calculated using the number N c of hidden terminals calculated by the hidden terminal number calculating means and the packet collision probability R p calculated by the packet collision probability calculating means. A hidden terminal collision probability calculating means;
Transmission power for determining a transmission power P t at which the packet collision probability R caused by the hidden terminal calculated by the hidden terminal collision probability calculating means is less than or equal to the allowable packet collision probability R th held by the input information holding means. A determination means;
A wireless communication device is provided, comprising: a transmission unit that wirelessly transmits a packet with the transmission power determined by the transmission power determination unit.
本発明によれば、基地局が存在しない車車間通信において、それぞれの車両の無線通信機が送信する電波が、隠れ端末として他の車両の無線通信機の通信に与える影響を少なくすることができる。 According to the present invention, in vehicle-to-vehicle communication in which no base station exists, it is possible to reduce the influence of radio waves transmitted by the wireless communication devices of the respective vehicles on the communication of the wireless communication devices of other vehicles as hidden terminals. .
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係る車車間通信システム10の構成の一例を示すシステム構成図である。車車間通信システム10は、無線通信機20が搭載された複数の車両11を有する。
FIG. 1 is a system configuration diagram showing an example of a configuration of a vehicle-to-
それぞれの車両11に搭載されている無線通信機20は、例えば無線LANの技術を基にしたIEEE802.11pとして標準化作業が進められている方式に従い、自車の位置情報や自車両周辺の交通情報等を、他の無線通信機20へ無線送信する。その際、各無線通信機20は、他の無線通信機20の通信に隠れ端末として与える悪影響を低く抑えることができる電力レベルでそれらの情報を無線送信する。
The
図2は、それぞれの車両11に搭載される無線通信機20の機能構成の一例を示すブロック図である。無線通信機20は、入力情報受付部200、入力情報保持部201、第1の衝突確率算出部202、領域算出部203、隠れ端末台数算出部204、第2の衝突確率算出部205、送信電力決定部206、無線通信部207、受信データ処理部208、および送信データ処理部209を備える。
FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a functional configuration of the
無線通信部207は、送信データ処理部209によって生成された送信データに基づいて電波を変調し、変調した電波を、送信電力決定部206によって決定された送信電力で、アンテナ210を介して他の無線通信機20へ送信する。また、無線通信部207は、アンテナ210を介して受信した電波を復調して受信データを復元し、復元した受信データを受信データ処理部208へ送る。
The
入力情報受付部200は、無線通信機20のユーザ等から入力情報を受け付け、受け付けた入力情報を入力情報保持部201に保持させる。本実施形態において、入力情報受付部200が受け付ける入力情報には、受信感度Pr、希望波対妨害波比β、車両密度ρ、通信データ量B、通信速度r、フレーム長Tf、ヘッダ長Th、周波数f、および許容パケット衝突確率Rthが含まれる。
The input
ここで、受信感度Prとは、例えば、無線通信機20が所望の通信品質を得るための最低受信電力(dBm)である。また、希望波対妨害波比βとは、例えばD/U(Desired to Undesired Signal ratio)(dB)である。また、通信データ量Bとは、例えば1パケットに含まれているペイロードのビットの数である。また、通信速度rとは、例えば単位時間当たりに送信されるビット数(bps)である。また、フレーム長Tfとは、通信を行う一定の周期(秒)である。また、ヘッダ長Thとは、1パケットに含まれているヘッダの伝送時間(秒)である。
Here, the reception sensitivity Pr is, for example, the minimum reception power (dBm) for the
ここで、1パケットの伝送時間Tpは、ヘッダ長Th、通信データ量B、および通信速度rを用いて、例えば下記の計算式(1)により表わされる。
Here, the transmission time T p of one packet is expressed by, for example, the following calculation formula (1) using the header length T h , the communication data amount B, and the communication speed r.
また、周波数fとは、無線通信機20が送信する電波の周波数(例えば5.8GHz等)である。また、許容パケット衝突確率Rthとは、車車間通信システム10として許容されるパケット衝突確率であり、本実施形態では例えば5%である。各無線通信機20が送信電力を上げると、パケット衝突確率が上昇するが、本実施形態における各無線通信機20は、パケット衝突確率が当該Rth以下を満たすことができる範囲で、送信電力を決定する。
Further, the frequency f is a frequency of a radio wave transmitted by the wireless communication device 20 (for example, 5.8 GHz). The allowable packet collision probability R th is a packet collision probability allowed for the
また、車両密度ρ(台/km2)は、車間距離W(m)、路線数X(本)、道路間隔Y(m)、および寄与率Z(%)を用いて、例えば下記の計算式(2)により算出される。
Further, the vehicle density ρ (car / km 2 ) is calculated using, for example, the following calculation formula using the inter-vehicle distance W (m), the number of routes X (lines), the road interval Y (m), and the contribution rate Z (%). Calculated by (2).
本実施形態では、車両密度ρ(台/km2)として、図3に示すように、アーバン(U)、サブアーバン(SU)、およびルーラル(L)の3種類を一例として想定する。なお、車両密度ρ(台/km2)の算出方法は上記計算式(2)に限られず、無線通信機20の使用地域の特性に応じて適宜最適化されることが好ましい。
In the present embodiment, as the vehicle density ρ (vehicles / km 2 ), as shown in FIG. 3, three types of urban (U), sub-urban (SU), and rural (L) are assumed as an example. Note that the calculation method of the vehicle density ρ (units / km 2 ) is not limited to the calculation formula (2), and is preferably optimized as appropriate according to the characteristics of the area where the
領域算出部203は、受信感度Pr、希望波対妨害波比β、および周波数fを入力情報保持部201から読み出し、読み出したこれらのデータを用いて、光速をc(km/s)、送信電力をPt(dBm)として、例えば下記の計算式(3)により、隠れ端末が存在する可能性のある領域の面積S(km2)を算出する。
The
ここで、例えば図4に示すように、P点に位置する無線通信機20が通信可能な最遠の無線通信機20までの距離をL1と定義すると、P点に位置する無線通信機20から送信された電波が、自由空間において受信可能な最低レベルの電力まで減衰する減衰量αは、光速c(km/s)、送信電力Pt(dBm)、受信感度Pr、および周波数fを用いて、例えば下記の計算式(4)のように、距離L1(km)の関数として表わすことができる。
Here, for example, as shown in FIG. 4, if the distance to the farthest
上記計算式(4)を変形すると、下記の計算式(5)が得られる。
When the calculation formula (4) is modified, the following calculation formula (5) is obtained.
また、例えば図4に示すように、P点に位置する無線通信機20が他の無線通信機20と通信を行っている場合に、隠れ端末の影響によりパケット誤りが生じる最遠の隠れ端末までの距離をL2(km)と定義すると、当該距離L2は、光速c(km/s)、送信電力Pt(dBm)、受信感度Pr、周波数f、および希望波対妨害波比βを用いて、例えば下記の計算式(6)のように表わすことができる。
For example, as shown in FIG. 4, when the
また、例えば図4の斜線で示した領域30が、隠れ端末が存在する可能性のある領域であるため、当該領域の面積S(km2)は、例えば下記の計算式(7)により算出される。
Further, for example, since the
当該計算式(7)に、上記計算式(5)のL1と、上記計算式(6)のL2とを代入すると、上記計算式(3)を得ることができる。 To the equation (7), the above equation and L 1 (5) and substituting the L 2 of the above equation (6), can be obtained the above equation (3).
隠れ端末台数算出部204は、車両密度ρを入力情報保持部201から読み出し、読み出した車両密度ρと、領域算出部203によって算出された面積Sとを用いて、例えば下記の計算式(8)により、隠れ端末の台数Ncを算出する。
The hidden terminal
第1の衝突確率算出部202は、通信データ量B、通信速度r、フレーム長Tf、およびヘッダ長Thを入力情報保持部201から読み出し、読み出したこれらのデータを用いて、前述の計算式(1)および下記の計算式(9)により、2台の無線通信機がランダムにパケットを送信した場合のパケット衝突確率Rpを算出する。
First collision
第2の衝突確率算出部205は、隠れ端末台数算出部204によって算出された隠れ端末の台数Ncと、第1の衝突確率算出部202によって算出されたパケット衝突確率Rpとを用いて、例えば下記の計算式(10)により、隠れ端末に起因するパケット衝突確率Rを算出する。
The second collision
送信電力決定部206は、許容パケット衝突確率Rthを入力情報保持部201から読み出し、第2の衝突確率算出部205によって算出された隠れ端末に起因するパケット衝突確率Rが、入力情報保持部201から読み出した許容パケット衝突確率Rth以下となるように、例えば下記の計算式(11)を満たす送信電力Ptを決定する。
The transmission
なお、送信電力決定部206は、より広い範囲に位置する車両11の無線通信機20に情報を伝達する等の観点から、例えば上記計算式(11)を満たす送信電力Ptの中で最大の電力を送信電力Ptとして決定することが好ましい。
The transmission
図5および6は、隠れ端末に起因するパケット衝突確率Rの計算例を示す図である。図5および6に示した計算例では、受信感度Pr、希望波対妨害波比β、通信データ量B、フレーム長Tf、ヘッダ長Th、および周波数fを固定値とし、通信速度r、送信電力Pt、および車両密度ρのいくつかの組合せについて、隠れ端末に起因するパケット衝突確率Rが算出されている。 5 and 6 are diagrams illustrating calculation examples of the packet collision probability R caused by the hidden terminal. In the calculation examples shown in FIGS. 5 and 6, the reception sensitivity P r , the desired wave to interference ratio β, the communication data amount B, the frame length T f , the header length T h , and the frequency f are fixed values, and the communication speed r For some combinations of transmission power P t and vehicle density ρ, packet collision probability R due to the hidden terminal is calculated.
図5および6に示した計算例において、通信速度rとして、54Mbps、12Mbps、および6Mbpsの3通り、送信電力Ptとして、0dBm、10dBm、20dBm、および30dBmの4通り、車両密度ρとして、267(台/km2)(アーバン)、120(台/km2)(サブアーバン)、50(台/km2)(ルーラル)の3通りの値を用いている。 In the calculation examples shown in FIGS. 5 and 6, the transmission speed r is three ways of 54 Mbps, 12 Mbps, and 6 Mbps, the transmission power P t is four ways of 0 dBm, 10 dBm, 20 dBm, and 30 dBm, and the vehicle density ρ is 267. Three values are used: (unit / km 2 ) (urban), 120 (unit / km 2 ) (sub-urban), and 50 (unit / km 2 ) (rural).
また、図5および6に示した計算例では、希望波対妨害波比βを6(dB)、通信データ量Bを1000(ビット)、フレーム長Tfを100(ミリ秒)、ヘッダ長Thを24(μ秒)、周波数fを5.8(GHz)に固定している。また、受信感度Prについては、通信速度rに依存することから、通信速度rが54Mbpsの場合に−74dBm、通信速度rが12Mbpsの場合に−80dBm、通信速度rが6Mbpsの場合に−89dBmに固定している。 Further, in the calculation examples shown in FIGS. 5 and 6, the desired wave to jamming wave ratio β is 6 (dB), the communication data amount B is 1000 (bits), the frame length T f is 100 (milliseconds), and the header length T h is fixed at 24 (μ seconds) and the frequency f is fixed at 5.8 (GHz). Also, the receiver sensitivity P r, -89 dBm because it depends on the communication speed r, -74 dBm if the communication speed r is 54 Mbps, -80 dBm if the communication speed r is 12Mbps, when the communication speed r is 6Mbps It is fixed to.
図5および6における、隠れ端末に起因するパケット衝突確率Rにおいて、アーバン(U)、サブアーバン(SU)、およびルーラル(L)のいずれの車両密度ρにおいても、許容パケット衝突確率Rth(図5および6の例では5%)以下となる通信速度rと送信電力Ptの組み合わせについては、図5および6の表の右端の欄に○を付して示している。 In the packet collision probability R due to the hidden terminal in FIGS. 5 and 6, the allowable packet collision probability R th (see FIG. 5) at any vehicle density ρ of Urban (U), Sub Urban (SU), and Rural (L). for the combination of 5%) or less and comprising transmitting a communication speed r power P t is in the 5 and 6 example are denoted by the ○ labeled on the rightmost column of the table of Figure 5 and 6.
図5および6の計算結果から分かるように、通信速度rが54Mbpsであれば、送信電力Ptを0(dBm)または10(dBm)とすることで、アーバン(U)、サブアーバン(SU)、およびルーラル(L)のいずれの車両密度ρにおいても、隠れ端末に起因するパケット衝突確率Rが許容パケット衝突確率Rthを下回る通信品質で通信することができる。また、通信速度rが12Mbpsであれば、送信電力Ptを0(dBm)とすることで、アーバン(U)、サブアーバン(SU)、およびルーラル(L)のいずれの車両密度ρにおいても、隠れ端末に起因するパケット衝突確率Rが許容パケット衝突確率Rthを下回る通信品質で通信することができる。このような送信電力Ptは、前述の計算式(11)を満たしている。 As can be seen from the calculation results of FIGS. 5 and 6, when the communication speed r is 54 Mbps, the transmission power P t is set to 0 (dBm) or 10 (dBm), so that the urban (U) and the sub-urban (SU) , And in the vehicle density ρ of the rural (L), it is possible to perform communication with a communication quality in which the packet collision probability R caused by the hidden terminal is lower than the allowable packet collision probability R th . Further, if the communication speed r is 12 Mbps, the transmission power P t is set to 0 (dBm), so that the vehicle density ρ of any of Urban (U), Sub Urban (SU), and Rural (L) can be obtained. Communication can be performed with a communication quality in which the packet collision probability R caused by the hidden terminal is lower than the allowable packet collision probability R th . Such transmission power P t satisfies the above-described calculation formula (11).
このように、無線通信機20は、前述の計算式(11)を満たす送信電力Ptを決定することにより、隠れ端末に起因するパケット衝突確率Rが許容パケット衝突確率Rth以下となる通信を実現することができる。
As described above, the
図7は、無線通信機20の動作の一例を示すフローチャートである。例えば、入力情報保持部201内の入力情報が更新される等の所定のタイミングで、無線通信機20は、本フローチャートに示す動作を開始する。
FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of the operation of the
まず、領域算出部203は、受信感度Pr、希望波対妨害波比β、および周波数fを入力情報保持部201から読み出し、読み出したこれらのデータを用いて、前述の計算式(3)により、隠れ端末が存在する可能性のある領域の面積Sを算出する(S100)。
First, the
次に、隠れ端末台数算出部204は、車両密度ρを入力情報保持部201から読み出し、読み出した車両密度ρと、ステップS100において算出された面積Sとを用いて、前述の計算式(8)により、隠れ端末の台数Ncを算出する(S101)。
Next, the hidden terminal
次に、第1の衝突確率算出部202は、通信データ量B、通信速度r、フレーム長Tf、およびヘッダ長Thを入力情報保持部201から読み出し、読み出したこれらのデータを用いて、前述の計算式(9)により、2台の無線通信機がランダムにパケットを送信した場合のパケット衝突確率Rpを算出する(S102)。
Next, the first collision
次に、第2の衝突確率算出部205は、ステップS101において算出された隠れ端末の台数Ncと、ステップS102において算出されたパケット衝突確率Rpとを用いて、前述の計算式(10)により、隠れ端末に起因するパケット衝突確率Rを算出する(S103)。
Next, the second collision
次に、送信電力決定部206は、許容パケット衝突確率Rthを入力情報保持部201から読み出し、第2の衝突確率算出部205によって算出された隠れ端末に起因するパケット衝突確率Rが、入力情報保持部201から読み出した許容パケット衝突確率Rth以下となるように、前述の計算式(11)を満たす送信電力Ptを決定する(S104)。
Next, the transmission
そして、無線通信部207は、ステップ104において決定された送信電力Ptで電波の送信を開始する(S105)。
The
図8は、無線通信機20のハードウェア構成の一例を示す図である。無線通信機20は、CPU(Central Processing Unit)21、RAM(Random Access Memory)22、ROM(Read Only Memory)23、無線機24、および入力インターフェイス(I/F)25を備える。
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the
CPU21は、ROM23に格納されたプログラムに基づいて動作し、各部の制御を行う。ROM23は、例えば書換可能なフラッシュROMであり、無線通信機20の起動時にCPU21によって実行されるプログラムや、無線通信機20のハードウェアに依存するブートプログラム等を格納する。
The
無線機24は、アンテナ210を介して他の無線通信機20から電波を受信して復調し、当該電波に含まれていたデータを再生してCPU21へ送る。また、無線機24は、CPU21が生成したデータに基づいて電波を変調し、変調した電波を、CPU21から指示された送信電力でアンテナ210を介して他の無線通信機20へ送信する。入力インターフェイス25は、外部からデータを取得し、取得したデータをCPU21へ送る。
The
無線通信機20のCPU21は、RAM22上にロードされたプログラムを実行することにより、入力情報受付部200、第1の衝突確率算出部202、領域算出部203、隠れ端末台数算出部204、第2の衝突確率算出部205、送信電力決定部206、無線通信部207、受信データ処理部208、および送信データ処理部209の各機能を実現する。また、ROM23には、入力情報保持部201内のデータが格納される。
The
無線通信機20のCPU21は、これらのプログラムを入力インターフェイス25を介して外部から取得してROM23内に格納し、ROM23から読み取って実行するが、他の例として、無線通信等によりこれらのプログラムを他の装置から取得してもよい。
The
以上、本発明の実施の形態について説明した。 The embodiment of the present invention has been described above.
上記説明から明らかなように、本実施形態の車車間通信システム10によれば、基地局が存在しない車車間通信において、それぞれの車両11の無線通信機20が送信する電波が、隠れ端末として他の車両11の無線通信機20の通信に与える影響を少なくすることができ、より品質の高い無線データ通信を実現することができる。
As is clear from the above description, according to the
なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。 In addition, this invention is not limited to above-described embodiment, Many deformation | transformation are possible within the range of the summary.
例えば、上記した実施形態において、領域算出部203は、例示した計算式(3)を用いて隠れ端末が存在する可能性のある領域の面積Sを算出し、隠れ端末台数算出部204は、例示した計算式(8)を用いて隠れ端末の台数Ncを算出し、第1の衝突確率算出部202は、例示した計算式(9)を用いて2台の無線通信機がランダムにパケットを送信した場合のパケット衝突確率Rpを算出し、第2の衝突確率算出部205は、例示した計算式(10)を用いて隠れ端末に起因するパケット衝突確率Rを算出し、送信電力決定部206は、例示した計算式(11)を用いて送信電力Ptを決定するが、本発明はこれに限られず、それぞれの機能部が他の計算式を用いてそれぞれの値を算出または決定するようにしてもよい。自由空間損失以外の他の式としては、建物密度を考慮した(奥村・秦)式やアンテナ高さを考慮した式などが挙げられる。
For example, in the above-described embodiment, the
また、上記した実施形態において、入力情報受付部200は、ユーザから入力情報を受け付けて入力情報保持部201に保持させたが、本発明はこれに限られない。例えば、各種センサから無線通信機20の場所や周囲の電波状況等の情報を収集し、収集したこれらの情報を用いて入力情報の一部または全部を生成する入力情報生成装置を車両11内に設け、入力情報受付部200は、当該入力情報生成装置によって生成された入力情報を受け付けて入力情報保持部201に保持させるようにしてもよい。そして、第1の衝突確率算出部202、領域算出部203、隠れ端末台数算出部204、第2の衝突確率算出部205、および送信電力決定部206は、入力情報保持部201内の入力情報が更新される都度、各処理を実行して送信電力を決定するようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the input
また、入力情報保持部201内には、それぞれの入力情報として複数の値を予め用意し、第1の衝突確率算出部202、領域算出部203、隠れ端末台数算出部204、第2の衝突確率算出部205、および送信電力決定部206は、各種センサからの入力信号に応じて、それぞれの入力情報としてどの値を用いるかを随時決定し、決定した値を用いてその都度送信電力を決定するようにしてもよい。例えば、地図上の領域毎に車両密度ρを予め対応付けておき、GPS信号に基づいて車両11が位置する領域の車両密度ρを用いるようにしてもよい。
Also, in the input
また、上記した実施形態では、隠れ端末として他の車両11の無線通信機20の通信に与える影響を少なくすることができる送信電力を各車両11に搭載された無線通信機20が計算して決定したが、本発明はこれに限られない。例えば、隠れ端末として他の車両11の無線通信機20の通信に与える影響を少なくすることができる送信電力を算出する装置と、当該装置によって算出された送信電力で電波を送信する無線通信機20とを別々に構成してもよい。
In the above-described embodiment, the
隠れ端末として他の車両11の無線通信機20の通信に与える影響を少なくすることができる送信電力を算出する装置としては、例えば図9に示すように、入力情報受付部200、入力情報保持部201、第1の衝突確率算出部202、領域算出部203、隠れ端末台数算出部204、第2の衝突確率算出部205、および送信電力決定部206を備える送信電力算出装置40が考えられる。
For example, as shown in FIG. 9, an input
図9に示す送信電力算出装置40が備える各機能部は、下記に説明する点を除いて、図2において同一の符号が付された機能部と同様の機能を有するため、説明を省略する。入力情報受付部200は、キーボードやマウス等の入力装置を介して、入力情報を受け付け、受け付けた入力情報を入力情報保持部201に保持させる。
Since the functional units included in the transmission
送信電力決定部206は、許容パケット衝突確率Rthを入力情報保持部201から読み出し、第2の衝突確率算出部205によって算出された隠れ端末に起因するパケット衝突確率Rが、入力情報保持部201から読み出した許容パケット衝突確率Rth以下となるように、前述の計算式(11)を満たす送信電力Ptを決定し、決定した送信電力Ptを示す情報を、モニタやプリンタ等の出力装置に出力する。
The transmission
図9に例示した送信電力算出装置40は、ユーザが、受信感度Pr、希望波対妨害波比β、車両密度ρ等の入力情報を、様々な値に変更しながら、最適な送信電力Ptを決めるためのシミュレータとして利用することができる。そして、無線通信機20は、当該送信電力算出装置40によって算出された送信電力で電波を送信する。この場合、無線通信機20には、入力情報受付部200、入力情報保持部201、第1の衝突確率算出部202、領域算出部203、隠れ端末台数算出部204、第2の衝突確率算出部205、および送信電力決定部206が設けられる必要はなく、送信電力算出装置40によって算出された送信電力を記憶するメモリを無線通信機20内に設け、無線通信部207は、当該メモリに記憶されている送信電力で電波を送信するように構成されてもよい。
The transmission
このような送信電力算出装置40は、例えば図10に示すようなハードウェアにより構成される。送信電力算出装置40は、CPU41、RAM42、ROM43、HDD44、入力インターフェイス45、出力インターフェイス46、およびメディアインターフェイス47を備える。
Such a transmission
CPU41は、ROM43またはHDD44に格納されたプログラムに基づいて動作し、各部の制御を行う。ROM43は、送信電力算出装置40の起動時にCPU41によって実行されるブートプログラムや、送信電力算出装置40のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。
The
HDD44は、CPU41によって実行されるプログラムおよび当該プログラムによって使用されるデータ等を格納する。CPU41は、入力インターフェイス45を介してキーボードやマウス等の入力装置を制御し、入力インターフェイス45を介して入力装置からデータを取得する。また、CPU41は、出力インターフェイス46を介してディスプレイやプリンタ等の出力装置を制御し、生成したデータを、出力インターフェイス46を介して出力装置へ出力する。
The
メディアインターフェイス47は、記録媒体48に格納されたプログラムまたはデータを読み取り、RAM42を介してCPU41に提供する。CPU41は、当該プログラムを、メディアインターフェイス47を介して記録媒体48からRAM42上にロードし、ロードしたプログラムを実行する。記録媒体48は、例えばDVD(Digital Versatile Disk)、PD(Phase change rewritable Disk)等の光学記録媒体、MO(Magneto-Optical disk)等の光磁気記録媒体、テープ媒体、磁気記録媒体、または半導体メモリ等である。
The
送信電力算出装置40のCPU41は、RAM42上にロードされたプログラムを実行することにより、入力情報受付部200、第1の衝突確率算出部202、領域算出部203、隠れ端末台数算出部204、第2の衝突確率算出部205、および送信電力決定部206の各機能を実現する。また、ROM43またはHDD44には、入力情報保持部201内のデータが格納される。
The
送信電力算出装置40のCPU41は、これらのプログラムを、記録媒体48から読み取って実行するが、他の例として、他の装置から、通信回線を介してこれらのプログラムを取得してもよい。
The
10・・・車車間通信システム、11・・・車両、20・・・無線通信機、200・・・入力情報受付部、201・・・入力情報保持部、202・・・第1の衝突確率算出部、203・・・領域算出部、204・・・隠れ端末台数算出部、205・・・第2の衝突確率算出部、206・・・送信電力決定部、207・・・無線通信部、208・・・受信データ処理部、209・・・送信データ処理部、210・・・アンテナ、30・・・領域、40・・・送信電力算出装置
DESCRIPTION OF
Claims (10)
受信感度Pr、希望波対妨害波比β、車両密度ρ、通信データ量B、通信速度r、フレーム長Tf、ヘッダ長Th、周波数f、および許容パケット衝突確率Rthの各パラメータの入力を受け付ける入力情報受付手段と、
前記入力情報受付手段が受け付けた各パラメータを保持する入力情報保持手段と、
前記入力情報保持手段が保持している受信感度Pr、希望波対妨害波比β、および周波数fを用いて、隠れ端末が存在する可能性のある領域の面積Sを算出する領域算出手段と、
前記入力情報保持手段が保持している車両密度ρおよび前記領域算出手段によって算出された面積Sを用いて、隠れ端末の台数Ncを算出する隠れ端末台数算出手段と、
前記入力情報保持手段が保持している通信データ量B、通信速度r、フレーム長Tf、およびヘッダ長Thを用いて、2台の無線通信機がランダムにパケットを送信した場合のパケット衝突確率Rpを算出する通信パケット衝突確率算出手段と、
前記隠れ端末台数算出手段によって算出された隠れ端末の台数Ncと、前記パケット衝突確率算出手段によって算出されたパケット衝突確率Rpとを用いて、隠れ端末に起因するパケット衝突確率Rを算出する隠れ端末衝突確率算出手段と、
前記隠れ端末衝突確率算出手段によって算出された隠れ端末に起因するパケット衝突確率Rが、前記入力情報保持手段が保持している許容パケット衝突確率Rth以下となる送信電力Ptを決定する送信電力決定手段と、
前記送信電力決定手段によって決定された送信電力でパケットを無線送信する送信手段と
を備えることを特徴とする無線通信機。 A wireless communication device mounted on a vehicle and wirelessly communicating with another wireless communication device mounted on another vehicle,
Parameters of reception sensitivity P r , desired wave to jamming ratio β, vehicle density ρ, communication data amount B, communication speed r, frame length T f , header length T h , frequency f, and allowable packet collision probability R th Input information receiving means for receiving input; and
Input information holding means for holding each parameter received by the input information receiving means;
Region calculation means for calculating an area S of a region where a hidden terminal may exist using the reception sensitivity P r , the desired wave-to-interference wave ratio β, and the frequency f held by the input information holding unit; ,
A hidden terminal number calculating means for calculating the number of hidden terminals N c using the vehicle density ρ held by the input information holding means and the area S calculated by the area calculating means;
The input information holding means the held communication data amount B, the communication speed r, the frame length T f, and by using the header length T h, packet collisions when two wireless communication device sends a packet to a random A communication packet collision probability calculating means for calculating the probability R p ;
The packet collision probability R attributed to the hidden terminal is calculated using the number N c of hidden terminals calculated by the hidden terminal number calculating means and the packet collision probability R p calculated by the packet collision probability calculating means. A hidden terminal collision probability calculating means;
Transmission power for determining a transmission power P t at which the packet collision probability R caused by the hidden terminal calculated by the hidden terminal collision probability calculating means is less than or equal to the allowable packet collision probability R th held by the input information holding means. A determination means;
A wireless communication device comprising: transmission means for wirelessly transmitting a packet with the transmission power determined by the transmission power determination means.
前記領域算出手段は、
光速をc、送信電力をPtとし、前記入力情報保持手段が保持している受信感度Pr、希望波対妨害波比β、および周波数fを用いて、下記の計算式(1)により、隠れ端末が存在する可能性のある領域の面積Sを算出し、
前記隠れ端末台数算出手段は、
前記入力情報保持手段が保持している車両密度ρおよび前記領域算出手段によって算出された面積Sを用いて、下記の計算式(2)により、隠れ端末の台数Ncを算出し、
前記通信パケット衝突確率算出手段は、
前記入力情報保持手段が保持している通信データ量B、通信速度r、フレーム長Tf、およびヘッダ長Thを用いて、下記の計算式(3)により、2台の無線通信機がランダムにパケットを送信した場合のパケット衝突確率Rpを算出し、
前記隠れ端末衝突確率算出手段は、
前記隠れ端末台数算出手段によって算出された隠れ端末の台数Ncと、前記パケット衝突確率算出手段によって算出されたパケット衝突確率Rpとを用いて、下記の計算式(4)により、隠れ端末に起因するパケット衝突確率Rを算出し、
前記送信電力決定手段は、
前記隠れ端末衝突確率算出手段によって算出された隠れ端末に起因するパケット衝突確率Rが、前記入力情報保持手段が保持している許容パケット衝突確率Rth以下となる下記の計算式(5)を満たす送信電力Ptを決定することを特徴とする無線通信機。
The wireless communication device according to claim 1,
The area calculating means includes
The light speed is c, the transmission power is P t, and using the reception sensitivity P r , the desired wave-to-interference wave ratio β, and the frequency f held by the input information holding unit, the following calculation formula (1): Calculate the area S of the area where the hidden terminal may exist,
The hidden terminal number calculating means is:
Using the vehicle density ρ held by the input information holding unit and the area S calculated by the region calculation unit, the number N c of hidden terminals is calculated by the following calculation formula (2):
The communication packet collision probability calculating means includes:
Using the communication data amount B, the communication speed r, the frame length T f , and the header length T h held by the input information holding means, two wireless communication devices are randomly selected according to the following calculation formula (3). Packet collision probability R p when a packet is transmitted to
The hidden terminal collision probability calculating means is
Using the number N c of hidden terminals calculated by the hidden terminal number calculating means and the packet collision probability R p calculated by the packet collision probability calculating means, the hidden terminal is determined by the following calculation formula (4). Calculate the resulting packet collision probability R,
The transmission power determination means includes
The following equation (5) is satisfied, in which the packet collision probability R caused by the hidden terminal calculated by the hidden terminal collision probability calculating unit is equal to or less than the allowable packet collision probability R th held by the input information holding unit. wireless communication device and determining a transmit power P t.
前記送信電力決定手段は、
前記計算式(5)を満たす送信電力の中で、最大の送信電力を、前記送信手段がパケットを無線送信する送信電力として決定することを特徴とする無線通信機。 The wireless communication device according to claim 2,
The transmission power determination means includes
A wireless communication device characterized in that the maximum transmission power among the transmission powers satisfying the calculation formula (5) is determined as the transmission power at which the transmission means wirelessly transmits a packet.
前記送信電力算出装置が、
受信感度Pr、希望波対妨害波比β、車両密度ρ、通信データ量B、通信速度r、フレーム長Tf、ヘッダ長Th、周波数f、および許容パケット衝突確率Rthの各パラメータの入力を受け付け、受け付けた各パラメータを入力情報保持手段に保持させる入力情報受付ステップと、
前記入力情報保持手段が保持している受信感度Pr、希望波対妨害波比β、および周波数fを用いて、隠れ端末が存在する可能性のある領域の面積Sを算出する領域算出ステップと、
前記入力情報保持手段が保持している車両密度ρおよび前記領域算出ステップにおいて算出した面積Sを用いて、隠れ端末の台数Ncを算出する隠れ端末台数算出ステップと、
前記入力情報保持手段が保持している通信データ量B、通信速度r、フレーム長Tf、およびヘッダ長Thを用いて、2台の無線通信機がランダムにパケットを送信した場合のパケット衝突確率Rpを算出する通信パケット衝突確率算出ステップと、
前記隠れ端末台数算出ステップにおいて算出した隠れ端末の台数Ncと、前記パケット衝突確率算出ステップにおいて算出したパケット衝突確率Rpとを用いて、隠れ端末に起因するパケット衝突確率Rを算出する隠れ端末衝突確率算出ステップと、
前記隠れ端末衝突確率算出ステップにおいて算出した隠れ端末に起因するパケット衝突確率Rが、前記入力情報保持手段が保持している許容パケット衝突確率Rth以下となる送信電力Ptを決定する送信電力決定ステップと、
前記送信電力決定ステップにおいて決定した送信電力を示す情報を出力する出力ステップと
を実行することを特徴とする送信電力決定方法。 A transmission power determination method in a transmission power calculation device that calculates transmission power of a wireless communication device that is mounted on a vehicle and wirelessly communicates with another wireless communication device mounted on another vehicle,
The transmission power calculation device
Parameters of reception sensitivity P r , desired wave to jamming ratio β, vehicle density ρ, communication data amount B, communication speed r, frame length T f , header length T h , frequency f, and allowable packet collision probability R th An input information receiving step for receiving input and holding each received parameter in the input information holding means;
A region calculation step of calculating an area S of a region where a hidden terminal may exist using the reception sensitivity P r , the desired wave-to-interference wave ratio β, and the frequency f held by the input information holding unit; ,
A hidden terminal number calculating step of calculating the number of hidden terminals N c using the vehicle density ρ held by the input information holding means and the area S calculated in the region calculating step;
The input information holding means the held communication data amount B, the communication speed r, the frame length T f, and by using the header length T h, packet collisions when two wireless communication device sends a packet to a random A communication packet collision probability calculating step for calculating the probability R p ;
A hidden terminal that calculates a packet collision probability R attributed to a hidden terminal using the number N c of hidden terminals calculated in the hidden terminal number calculation step and the packet collision probability R p calculated in the packet collision probability calculation step A collision probability calculation step;
Transmission power determination for determining a transmission power P t at which the packet collision probability R caused by the hidden terminal calculated in the hidden terminal collision probability calculating step is equal to or less than the allowable packet collision probability R th held by the input information holding means. Steps,
And a step of outputting information indicating the transmission power determined in the transmission power determination step.
前記送信電力算出装置は、
前記領域算出ステップにおいて、光速をc、送信電力をPtとし、前記入力情報保持手段が保持している受信感度Pr、希望波対妨害波比β、および周波数fを用いて、下記の計算式(1)により、隠れ端末が存在する可能性のある領域の面積Sを算出し、
前記隠れ端末台数算出ステップにおいて、前記入力情報保持手段が保持している車両密度ρおよび前記領域算出ステップにおいて算出した面積Sを用いて、下記の計算式(2)により、隠れ端末の台数Ncを算出し、
前記通信パケット衝突確率算出ステップにおいて、前記入力情報保持手段が保持している通信データ量B、通信速度r、フレーム長Tf、およびヘッダ長Thを用いて、下記の計算式(3)により、2台の無線通信機がランダムにパケットを送信した場合のパケット衝突確率Rpを算出し、
前記隠れ端末衝突確率算出ステップにおいて、前記隠れ端末台数算出ステップにおいて算出した隠れ端末の台数Ncと、前記パケット衝突確率算出ステップにおいて算出したパケット衝突確率Rpとを用いて、下記の計算式(4)により、隠れ端末に起因するパケット衝突確率Rを算出し、
前記送信電力決定ステップにおいて、前記隠れ端末衝突確率算出ステップにおいて算出した隠れ端末に起因するパケット衝突確率Rが、前記入力情報保持手段が保持している許容パケット衝突確率Rth以下となる下記の計算式(5)を満たす送信電力Ptを決定することを特徴とする送信電力決定方法。
The transmission power determination method according to claim 5,
The transmission power calculation device
In the region calculation step, the following calculation is performed using c as the speed of light and P t as the transmission power, and using the reception sensitivity P r , the desired wave-to-interference wave ratio β, and the frequency f held by the input information holding means. Using the equation (1), the area S of the area where the hidden terminal may exist is calculated,
In the hidden terminal number calculating step, using the vehicle density ρ held by the input information holding means and the area S calculated in the region calculating step, the number N c of hidden terminals is calculated by the following formula (2). To calculate
In the communication packet collision probability calculating step, the input information holding means holding the communication data amount has B, communication speed r, using a frame length T f, and the header length T h, by the following calculation equation (3) Calculate the packet collision probability R p when two wireless communication devices randomly transmit packets,
In the hidden terminal collision probability calculating step, using the number N c of hidden terminals calculated in the hidden terminal number calculating step and the packet collision probability R p calculated in the packet collision probability calculating step, the following calculation formula ( 4) to calculate the packet collision probability R caused by the hidden terminal,
In the transmission power determination step, the following calculation in which the packet collision probability R caused by the hidden terminal calculated in the hidden terminal collision probability calculation step is equal to or less than the allowable packet collision probability R th held by the input information holding unit. A transmission power determination method characterized by determining a transmission power P t satisfying equation (5).
前記コンピュータに、
受信感度Pr、希望波対妨害波比β、車両密度ρ、通信データ量B、通信速度r、フレーム長Tf、ヘッダ長Th、周波数f、および許容パケット衝突確率Rthの各パラメータの入力を受け付け、受け付けた各パラメータをデータベースに保持させる入力情報受付機能と、
前記データベースが保持している受信感度Pr、希望波対妨害波比β、および周波数fを用いて、隠れ端末が存在する可能性のある領域の面積Sを算出する領域算出機能と、
前記データベースが保持している車両密度ρおよび前記領域算出機能によって算出された面積Sを用いて、隠れ端末の台数Ncを算出する隠れ端末台数算出機能と、
前記データベースが保持している通信データ量B、通信速度r、フレーム長Tf、およびヘッダ長Thを用いて、2台の無線通信機がランダムにパケットを送信した場合のパケット衝突確率Rpを算出する通信パケット衝突確率算出機能と、
前記隠れ端末台数算出機能によって算出された隠れ端末の台数Ncと、前記パケット衝突確率算出機能によって算出されたパケット衝突確率Rpとを用いて、隠れ端末に起因するパケット衝突確率Rを算出する隠れ端末衝突確率算出機能と、
前記隠れ端末衝突確率算出機能によって算出された隠れ端末に起因するパケット衝突確率Rが、前記入力情報保持手段が保持している許容パケット衝突確率Rth以下となる送信電力Ptを決定する送信電力決定機能と、
前記送信電力決定機能によって決定された送信電力を示す情報を出力する出力機能と
を実現させることを特徴とするプログラム。 A program that causes a computer to operate as a transmission power calculation device that calculates transmission power of a wireless communication device that is mounted on a vehicle and wirelessly communicates with another wireless communication device that is mounted on another vehicle,
In the computer,
Parameters of reception sensitivity P r , desired wave to jamming ratio β, vehicle density ρ, communication data amount B, communication speed r, frame length T f , header length T h , frequency f, and allowable packet collision probability R th An input information reception function that accepts input and holds each received parameter in the database;
A region calculation function for calculating an area S of a region where a hidden terminal may exist, using the reception sensitivity P r , the desired wave to interference ratio β, and the frequency f held in the database;
A hidden terminal number calculating function for calculating the number N c of hidden terminals using the vehicle density ρ held in the database and the area S calculated by the area calculating function;
Packet collision probability R p when two wireless communication devices randomly transmit packets using communication data amount B, communication speed r, frame length T f , and header length T h held in the database. A communication packet collision probability calculation function for calculating
The packet collision probability R caused by the hidden terminal is calculated using the number N c of hidden terminals calculated by the hidden terminal number calculating function and the packet collision probability R p calculated by the packet collision probability calculating function. Hidden terminal collision probability calculation function,
Transmission power for determining the transmission power P t that causes the packet collision probability R caused by the hidden terminal calculated by the hidden terminal collision probability calculation function to be less than or equal to the allowable packet collision probability R th held by the input information holding means. A decision function;
A program for realizing an output function for outputting information indicating transmission power determined by the transmission power determination function.
前記領域算出機能は、
前記光速をc、送信電力をPtとし、前記データベースが保持している受信感度Pr、希望波対妨害波比β、および周波数fを用いて、下記の計算式(1)により、隠れ端末が存在する可能性のある領域の面積Sを算出し、
前記隠れ端末台数算出機能は、
前記データベースが保持している車両密度ρおよび前記領域算出機能によって算出された面積Sを用いて、下記の計算式(2)により、隠れ端末の台数Ncを算出し、
前記通信パケット衝突確率算出機能は、
前記データベースが保持している通信データ量B、通信速度r、フレーム長Tf、およびヘッダ長Thを用いて、下記の計算式(3)により、2台の無線通信機がランダムにパケットを送信した場合のパケット衝突確率Rpを算出し、
前記隠れ端末衝突確率算出機能は、
前記隠れ端末台数算出機能によって算出された隠れ端末の台数Ncと、前記パケット衝突確率算出機能によって算出されたパケット衝突確率Rpとを用いて、下記の計算式(4)により、隠れ端末に起因するパケット衝突確率Rを算出し、
前記送信電力決定機能は、
前記隠れ端末衝突確率算出機能によって算出された隠れ端末に起因するパケット衝突確率Rが、前記入力情報保持手段が保持している許容パケット衝突確率Rth以下となる下記の計算式(5)を満たす送信電力Ptを決定することを特徴とするプログラム。
The program according to claim 7,
The area calculation function is:
Using the reception speed P r , desired signal to interference ratio β, and frequency f stored in the database, the light speed is c, the transmission power is P t , and the hidden terminal is calculated by the following calculation formula (1). Calculate the area S of the region where
The hidden terminal number calculation function is:
Using the vehicle density ρ held in the database and the area S calculated by the region calculation function, the number N c of hidden terminals is calculated by the following calculation formula (2),
The communication packet collision probability calculation function is
Using the communication data amount B, the communication speed r, the frame length T f , and the header length Th that the database holds, the two wireless communication devices randomly transmit packets by the following calculation formula (3). Calculate the packet collision probability R p when transmitted,
The hidden terminal collision probability calculation function is
A number N c of hidden terminals calculated by the hidden terminal number calculation function, using said packet collision probability calculation function packet collision probability is calculated by R p, the following calculation equation (4), the hidden terminal Calculate the resulting packet collision probability R,
The transmission power determination function is
The following equation (5) is satisfied, in which the packet collision probability R caused by the hidden terminal calculated by the hidden terminal collision probability calculating function is equal to or less than the allowable packet collision probability R th held by the input information holding unit. program and determines the transmit power P t.
受信感度Pr、希望波対妨害波比β、車両密度ρ、通信データ量B、通信速度r、フレーム長Tf、ヘッダ長Th、周波数f、および許容パケット衝突確率Rthの各パラメータの入力を受け付ける入力情報受付手段と、
前記入力情報受付手段が受け付けた各パラメータを保持する入力情報保持手段と、
前記入力情報保持手段が保持している受信感度Pr、希望波対妨害波比β、および周波数fを用いて、隠れ端末が存在する可能性のある領域の面積Sを算出する領域算出手段と、
前記入力情報保持手段が保持している車両密度ρおよび前記領域算出手段によって算出された面積Sを用いて、隠れ端末の台数Ncを算出する隠れ端末台数算出手段と、
前記入力情報保持手段が保持している通信データ量B、通信速度r、フレーム長Tf、およびヘッダ長Thを用いて、2台の無線通信機がランダムにパケットを送信した場合のパケット衝突確率Rpを算出する通信パケット衝突確率算出手段と、
前記隠れ端末台数算出手段によって算出された隠れ端末の台数Ncと、前記パケット衝突確率算出手段によって算出されたパケット衝突確率Rpとを用いて、隠れ端末に起因するパケット衝突確率Rを算出する隠れ端末衝突確率算出手段と、
前記隠れ端末衝突確率算出手段によって算出された隠れ端末に起因するパケット衝突確率Rが、前記入力情報保持手段が保持している許容パケット衝突確率Rth以下となる送信電力Ptを決定する送信電力決定手段と
前記送信電力決定手段によって決定された送信電力を示す情報を出力する出力手段と
を備えることを特徴とする送信電力算出装置。 A transmission power calculation device that calculates transmission power of a wireless communication device that is mounted on a vehicle and wirelessly communicates with another wireless communication device that is mounted on another vehicle,
Parameters of reception sensitivity P r , desired wave to jamming ratio β, vehicle density ρ, communication data amount B, communication speed r, frame length T f , header length T h , frequency f, and allowable packet collision probability R th Input information receiving means for receiving input; and
Input information holding means for holding each parameter received by the input information receiving means;
Region calculation means for calculating an area S of a region where a hidden terminal may exist using the reception sensitivity P r , the desired wave-to-interference wave ratio β, and the frequency f held by the input information holding unit; ,
A hidden terminal number calculating means for calculating the number of hidden terminals N c using the vehicle density ρ held by the input information holding means and the area S calculated by the area calculating means;
The input information holding means the held communication data amount B, the communication speed r, the frame length T f, and by using the header length T h, packet collisions when two wireless communication device sends a packet to a random A communication packet collision probability calculating means for calculating the probability R p ;
The packet collision probability R attributed to the hidden terminal is calculated using the number N c of hidden terminals calculated by the hidden terminal number calculating means and the packet collision probability R p calculated by the packet collision probability calculating means. A hidden terminal collision probability calculating means;
Transmission power for determining a transmission power P t at which the packet collision probability R caused by the hidden terminal calculated by the hidden terminal collision probability calculating means is less than or equal to the allowable packet collision probability R th held by the input information holding means. A transmission power calculation apparatus comprising: a determination unit; and an output unit that outputs information indicating the transmission power determined by the transmission power determination unit.
前記領域算出手段は、
光速をc、送信電力をPtとし、前記入力情報保持手段が保持している受信感度Pr、希望波対妨害波比β、および周波数fを用いて、下記の計算式(1)により、隠れ端末が存在する可能性のある領域の面積Sを算出し、
前記隠れ端末台数算出手段は、
前記入力情報保持手段が保持している車両密度ρおよび前記領域算出手段によって算出された面積Sを用いて、下記の計算式(2)により、隠れ端末の台数Ncを算出し、
前記通信パケット衝突確率算出手段は、
前記入力情報保持手段が保持している通信データ量B、通信速度r、フレーム長Tf、およびヘッダ長Thを用いて、下記の計算式(3)により、2台の無線通信機がランダムにパケットを送信した場合のパケット衝突確率Rpを算出し、
前記隠れ端末衝突確率算出手段は、
前記隠れ端末台数算出手段によって算出された隠れ端末の台数Ncと、前記パケット衝突確率算出手段によって算出されたパケット衝突確率Rpとを用いて、下記の計算式(4)により、隠れ端末に起因するパケット衝突確率Rを算出し、
前記送信電力決定手段は、
前記隠れ端末衝突確率算出手段によって算出された隠れ端末に起因するパケット衝突確率Rが、前記入力情報保持手段が保持している許容パケット衝突確率Rth以下となる下記の計算式(5)を満たす送信電力Ptを決定することを特徴とする送信電力算出装置。
The transmission power calculation apparatus according to claim 9, wherein
The region calculation means includes
The light speed is c, the transmission power is P t, and using the reception sensitivity P r , the desired wave-to-interference wave ratio β, and the frequency f held by the input information holding unit, the following calculation formula (1): Calculate the area S of the area where the hidden terminal may exist,
The hidden terminal number calculating means is:
Using the vehicle density ρ held by the input information holding unit and the area S calculated by the region calculation unit, the number N c of hidden terminals is calculated by the following calculation formula (2):
The communication packet collision probability calculating means includes:
Using the communication data amount B, the communication speed r, the frame length T f , and the header length T h held by the input information holding means, two wireless communication devices are randomly selected according to the following calculation formula (3). Packet collision probability R p when a packet is transmitted to
The hidden terminal collision probability calculating means is
Using the number N c of hidden terminals calculated by the hidden terminal number calculating means and the packet collision probability R p calculated by the packet collision probability calculating means, the hidden terminal is determined by the following calculation formula (4). Calculate the resulting packet collision probability R,
The transmission power determination means includes
The following equation (5) is satisfied, in which the packet collision probability R caused by the hidden terminal calculated by the hidden terminal collision probability calculating unit is equal to or less than the allowable packet collision probability R th held by the input information holding unit. transmission power calculating unit and determines a transmit power P t.
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