JP6756527B2 - エリア配信システム、無線通信装置、および配信方法 - Google Patents

Description

本発明は、特定の地理領域（配信エリア）内に情報を配信する配信システムに関する。

無線通信によって特定のエリアを対象として情報を配信する手法がいくつか提案されている。

第１は、携帯電話端末に対して災害・避難情報等を同報送信する「エリアメール」サービスである。この手法は、サービス提供に携帯電話基地局が必要であり、未設置エリアやインフラ故障時はサービスを提供できない。第２は、商業施設等の屋内空間に小型の無線発信機（無線ビーコン）を設置し、その近隣に存在する無線端末に広告やナビゲーション情報を配信する手法である。この手法によって任意の地点に配信するためには、膨大な量の無線ビーコンの敷設が必要となる。第３は、ワンセグ放送技術を利用して狭いエリアを対象に映像やデータを配信する「エリアワンセグ」である。この手法も、対象エリアへの送信機の敷設が必要となる。

これらの手法はいずれも、配信エリアにインフラ設備の敷設が必要となり、実現が困難である。

ところで、近年、ＥＴＣ２．０および先進運転支援システム（ＡＤＡＳ：Advanced Driver Assistance System）の普及や、自動運転技術の発展に伴い、多くの車両に無線通信
機器やデータ記憶装置が搭載されるようになっている。これらのリソースを使って、車両を、特定のエリアに情報を配信するための「移動基地局」として活用することも提案されている。車両を用いて情報を配信するので、情報配信のための新たなインフラ敷設が不要であると共に、災害時においてもロバストに情報配信が可能である。

非特許文献１は、移動無線端末が配信エリア内の他の移動無線端末に対してデータを送信するシステムに関する。この際、配信エリアの中心からの距離が近いデータほど優先的に送信することにより、エリア内を通過する端末群に対するデータ配信の成功率を上げることが提案されている。

非特許文献２も同様のシステムに関連し、配信エリアでは全ての車両に対してデータを送信するが、配信エリアの外の緩衝エリアでは確率的にデータを送信し、また、確率的にデータを削除することを提案する。さらに、緩衝エリアの外では、データを直ちに削除することを提案する。

非特許文献１，２のいずれの手法も、移動無線端末が高密度に存在する地点に配信エリアが設定された場合に、データ配信に伴って膨大な通信トラフィックが発生することが見込まれる。膨大な通信トラフィックは、帯域資源の枯渇を招き、データ配信の成功率の著しい低下を招く。その結果、配信エリア内でのカバー率（配信エリア内でデータを配信可能な領域の面積率）が著しく悪化する。

Thompson, Nathanael, Riccardo Crepaldi, and Robin Kravets. "Locus: A location-based data overlay for disruption-tolerant networks." Proceedings of the 5th ACM workshop on Challenged networks. ACM, 2010. Ott, Joerg, et al. "Floating content: Information sharing in urban areas." Pervasive Computing and Communications (PerCom), 2011 IEEE International Conference on. IEEE, 2011.

本発明は、移動無線端末を用いたエリア配信において、重複送信を抑制して効率的な配信を可能とすることを目的とする。

本発明の第一の態様は、複数の移動ノードから構成され、配信エリア内の受信ノードに対して配信データを送信するエリア配信システムである。本態様において、前記複数の移動ノードのそれぞれは、近隣移動ノードの位置情報を取得する位置情報受信手段と、次の送信タイミングにおける送信確率ｐを決定する確率決定手段と、所定の送信間隔で前記送信確率ｐにしたがって前記配信データを送信する送信手段と、を備える。さらに、前記確率決定手段は、近隣移動ノードの前記次の送信タイミングにおける位置を予測し、前記配信エリア内かつ自ノードの無線到達範囲内の全ての領域について、前記所定の送信間隔のあいだにいずれかの近隣移動ノードまたは自ノードから前記配信データを受信できる確率が閾値確率以上となるような最小の送信確率を前記送信確率ｐとして決定する、ことを特徴とする。

このように、配信データの送信を確率的に行い、かつ、その送信確率を上記のように決定することで、配信成功率の向上と通信の効率化（重複送信の抑制）を両立できる。

本態様における前記確率決定手段は、前記配置エリア内かつ自ノードの無線到達範囲内の各領域について、前記所定の送信間隔のあいだに、いずれの近隣移動ノードからも前記配信データを受信できない確率ｐ_{ｎｏｒｃｖ}を、前記近隣移動ノードの前記予測位置に基づいて予測し、当該確率ｐ_{ｎｏｒｃｖ}に基づいて前記送信確率ｐを決定する、ことも好ましい。

このように、近隣移動ノードの位置に基づいて周囲の各領域で、近隣移動ノードから配信データが受信できない確率ｐ_{ｎｏｒｃｖ}を決定することで、全ての領域で配信データを受信できる確率を閾値確率以上とするように自ノードの送信確率ｐを決定することができる。なお、確率ｐ_{ｎｏｒｃｖ}の決定というのは、その厳密な値を求めることだけでなく、その評価値（たとえば、上限値）を求めることも含む。

近隣移動ノードの位置を予測する際には確率分布の形式で予測し、確率分布を用いて前記確率ｐ_{ｎｏｒｃｖ}を求めることが好ましい。近隣移動ノードの位置を一意に予測することは困難であり、確率分布の形式で予測することでより現実に即した予測が可能となる。

本態様において、確率決定手段は、送信タイミングの度に送信確率ｐを更新することが好ましい。なお、送信タイミングの度に更新するというのは、各送信タイミングに対して送信確率が決定されることを意味し、送信確率ｐの決定タイミングは送信タイミング到来時であってもよいし、その前であってもよい。また、送信タイミングの度に送信確率ｐが更新されれば、結果的に同じ送信確率が連続して使われてもよい。

また、送信確率ｐは最低確率ｐ_ｍｉｎ以上の値として決定する、ことも好ましい。またこの場合は、確率決定手段は、前記近隣移動ノードが前記最低確率ｐ_ｍｉｎで送信すると仮定して、前記送信確率ｐを決定する、とよい。近隣移動ノードの送信確率を予測するのは困難であるが、最低確率ｐ_ｍｉｎで送信すると仮定すれば、配信データを受信できる確
率が確実に閾値以上になるように送信確率ｐを決定できる。

本態様の第二の態様は、複数の移動ノードから構成され、配信エリア内の受信ノードに対して配信データを送信するエリア配信システムの前記移動ノードに搭載される無線通信装置であって、
近隣移動ノードの位置情報を取得する位置情報受信手段と、
次の送信タイミングにおける送信確率ｐを決定する確率決定手段と、
所定の送信間隔で前記送信確率ｐにしたがって前記配信データを送信する送信手段と、
を備え、
前記確率決定手段は、
近隣移動ノードの前記次の送信タイミングにおける位置を予測し、
前記配信エリア内かつ自ノードの無線到達範囲内の全ての領域について、前記所定の送信間隔のあいだにいずれかの近隣移動ノードまたは自ノードから前記配信データを受信できる確率が閾値確率以上となるような最小の送信確率を前記送信確率ｐとして決定する、
ことを特徴とする。

本発明の第三の態様は、複数の移動ノードから構成され、配信エリア内の受信ノードに対して配信データを送信するエリア配信システムにおける配信方法であって、
前記複数の移動ノードのそれぞれが、
近隣移動ノードの位置情報を取得する位置情報受信ステップと、
次の送信タイミングにおける送信確率ｐを決定する確率決定ステップと、
所定の送信間隔で前記送信確率ｐにしたがって前記配信データを送信する送信ステップと、
を実行し、
前記確率決定ステップにおいては、
近隣移動ノードの前記次の送信タイミングにおける位置を予測し、
前記配信エリア内かつ自ノードの無線到達範囲内の全ての領域について、前記所定の送信間隔のあいだにいずれかの近隣移動ノードまたは自ノードから前記配信データを受信できる確率が閾値確率以上となるような最小の送信確率を前記送信確率ｐとして決定する、
ことを特徴とする。

なお、本発明は、上記手段の少なくとも一部を備える配信エリアシステムまたは無線通信装置として捉えることもできる。本発明は、また、上記処理の少なくとも一部を実行する配信方法または無線通信方法として捉えることができる。また、本発明は、この方法をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム、あるいはこのコンピュータプログラムを非一時的に記憶したコンピュータ可読記憶媒体として捉えることもできる。上記手段および処理の各々は可能な限り互いに組み合わせて本発明を構成することができる。

本発明によれば、移動無線端末を用いたエリア配信において、重複送信を抑制して効率的な配信が可能となる。

図１は、実施形態に係るエリア配信システムの概要を示す図である。 図２は、配信エリアの構成と各エリアでの車両の動作を説明する図である。 図３は、配信エリア（滞留エリア）内での無線通信処理の概要を示す図である。 図４は、セルに分割された地理的領域と、自車両および近隣車両の無線通信範囲を示す図である。 図５は、送信確率ｐの算出方法を説明する図である。 図６は、エリア配信システムを構成する車両（無線通信装置）の構成を示す図である。 図７は、車両位置テーブルを説明する図である。 図８（Ａ）は配信データ受信時の処理の流れを示すフローチャートであり、図８（Ｂ）は受信データテーブルを説明する図である。 図９は、送信タイミング到来時の処理の流れを示すフローチャートである。 図１０Ａは、送信確率算出処理の流れを示すフローチャートである。 図１０Ｂは、送信確率算出処理の流れを示すフローチャートである。

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。以下で説明される実施形態は車両ネットワークに本発明を適用したシステムであるが、本発明の適用先は車両ネットワークに限定されず、任意の移動無線通信ネットワークに適用可能である。

＜システム概要＞
図１は、本実施形態に係るエリア配信システムの概要を示す図である。本エリア配信システムは、無線通信装置を搭載した複数の車両から構成され、センサＳや移動端末ＭＴのような情報ソースから得られたデータを車両間通信によって配信エリアＡまで伝搬し、配信エリアＡ内にて提供する。配信エリアＡ内では、任意の領域において常に配信データを受信できるようにする。より正確には、配信エリアＡ内では、任意の領域において、配信間隔ｄ以内に配信データを受信できる確率が閾値確率θ以上となるようにする。

本システムは、配信エリアＡ内でのデータの配信を担保しつつ、不要なデータ送信をできるだけ避けて通信量を抑制する。本手法において、データを配信エリアＡに収集する方法は特に限定されず、既存の任意の手法が利用可能である。また、情報ソースはセンサＳや移動端末ＭＴに限られず、車両自体や路側機設備が情報ソースであってよい。

＜配信方法の概要＞
図２は、本システムにおける配信エリアＡの構成と、各エリアでの車両の動作を説明する図である。配信エリアＡは、滞留エリア２１と緩衝エリア２２から構成される。

滞留エリア２１は配信エリアＡを規定するエリアであり、例えば位置Ｐを中心とする半径ｒの円領域である。滞留エリア２１内部に位置する車両は、所定の配信間隔で、ある配信確率ｐにしたがって配信データをブロードキャスト送信する。したがって、滞留エリア２１からの無線通信を受信できる範囲が配信エリアＡとなる。後述するようにこの配信確率ｐは、近隣車両の存在位置に応じて動的に更新される。

緩衝エリア２２は滞留エリア２１の外側のエリアであり、例えば位置Ｐを中心とする半径ｒ以上ａ以下の領域である。緩衝エリア２２内部に位置する車両はデータ配信は行わないが、受信済みの配信データはストレージ内に保持する。緩衝エリア２２内の車両が滞留エリア２１に入ったときに即座にデータ配信を可能とするためである。緩衝エリア２２の外部では、車両は受信済みの配信データを即座に削除する。

なお、図２では、滞留エリア２１は位置Ｐを中心とする半径ｒの円領域であり、緩衝エリア２２は位置Ｐを中心とする半径ａ（＞ｒ）の円領域であるとしているが、これらのエリアの形状は円に限られず任意であってよい。

以下では、主に配信エリアＡ（正確には、滞留エリア２１）内に位置する車両（移動無
線通信装置）の動作について説明する。

図３は、配信エリアＡ内に位置する車両v₀の無線通信処理の概要を示す図である。本システムにおいて、各車両は近隣車両の現在位置および将来の位置を把握する必要があるため、車両v₀は定期的（ｂ秒間隔）に無線ビーコンの送信（３１）を行う。無線ビーコンには、各車両の現在位置、移動方向、移動速度などの将来位置を予測するために必要な情報が含まれる。図示はしていないが車両v₀は近隣車両からの無線ビーコンを受信すると、その情報を記憶する。

車両v₀は、配信データを初めて受信（３２）すると、その後当該配信データを所定の配信間隔ｄでブロードキャスト送信する。ここで、複数の配信データや複数の車両のあいだで送信タイミングが重複しないように、初回の送信遅延時間ｓ（＜ｄ）をランダムに決定する。車両v₀は、それぞれの送信タイミング（３３）において、動的に決定される送信確率ｐにしたがって配信データを送信する（確率ｐで送信し、確率１−ｐで送信しない）。例えば、送信タイミング３３ａにおいては送信するが、送信タイミング３３ｂでは送信されなかったりする。

ここでは、車両v₀が配信エリアＡ（滞留エリア２１）内で配信データを初めて受信するものとして説明したが、車両v₀は配信データを保持した状態で滞留エリア２１に進入する場合もある。その場合は、滞留エリア２１への進入時点で、それぞれの配信データについて初回の送信遅延時間ｓを決定すればよい。

＜送信確率ｐの決定方法＞
図４、図５を参照して、送信確率ｐの決定方法について説明する。前提として、地理的領域は複数のセルc_jに分割されており、また各車両の位置からその無線到達範囲が求められるものとする。図４は、セルに分割された地理的領域と、車両の無線到達範囲を示す図である。図４において、領域４１は配信エリアＡ（あるいはその一部）であり、領域４２は自車両v₀の無線到達範囲、領域４３は自車両v_iの無線到達範囲である。図５は、以下で説明する数式の各項の意味を説明する図である。

本システムにおいて、送信確率ｐは、配信エリアＡ内かつ自ノードの無線到達範囲Ｃ内の各領域（ここでは対象領域と称する）について、配信間隔ｄのあいだに配信データを受信できる確率が閾値確率θ以上となるように決定する。ただし、送信確率ｐには最小値ｐ_ｍｉｎが設定されそれよりも小さい値とはしない。

まず、ある領域c_jにおいてある近隣車両v_iからｄ秒以内に車両配信データを受信できる確率p_rcv(c_j,v_i)は次のように評価できる。

ここで、t_iは近隣車両v_iの次の送信タイミング（送信を試みるタイミング）、f_i,ti(x)は時刻t_iにおいて近隣車両v_iが位置xに存在する確率である。γ(c_j,x)は、近隣車両v_iが
位置xから送信したデータをセルc_jにおいて受信できる確率であり、簡単には位置xとセルc_jの距離が無線到達距離以内であれば１、それ以外であれば０を取る関数である。

近隣車両v_iの送信タイミングt_iや存在確率分布f_i,ti(x)は、それまでに近隣車両v_iから受信したデータに基づいて算出可能である。具体的には、近隣車両v_iの配信データの過去の送信時刻から将来の送信タイミングが分かる。また、過去の位置・速度の情報から将来の位置を推定できる。

近隣車両v_iの送信確率が未知なので確率p_rcv(c_j, v_i)の正確な値は求められないが、送信確率はp_min以上という条件から確率p_rcv(c_j, v_i)の最小値（下限値）を上記の式のように評価できる。以下では、その最小確率をp~_rcv(c_j, v_i)と称する。

セルc_jについて１台の近隣車両v_iから配信データを受信できない確率が求められれば、セルc_jについて自車両v₀を含めていずれかの車両から配信データを受信できる確率P_rcv(c_j)を次のように評価できる。

本システムが満たすべきポリシーは、全てのセルにおいてP_rcv(c_j)≧θを満たすことである。P_rcv(c_j)の正確な値は不明であるが、その下限値P~_rcv(c_j)は上記のように求めら
れる。したがって、全てのセルにおいてP_rcv(c_j)≧θを満たすためには、次の条件を満たせばよい。

ここで、Aは配信エリア、Cは自車両v₀の無線到達範囲を表す。

この条件式は変形することによって、自車両v₀の送信確率pについての条件式に表すこ
とができる。

送信確率pを上記式の右辺の値とすることで、全てのセルにおいてP_rcv(c_j)≧θという
ポリシーを確実に満たす最小の確率にできる。本システムにおける送信確率の最小値がp_minである条件を考慮すると、送信確率pは次のように決定する。

＜装置構成＞
図６は、本システムを構成する車両が備える無線通信装置６０の機能ブロックを示す図
である。なお、以下では、無線通信装置６０と当該無線通信装置６０を備える車両とを特に区別せずに、無線通信装置６０を備える車両のことを車両６０として参照する場合がある。

図６に示すように、車両６０は、位置情報取得部６１、車両情報取得部６２、無線ビーコン送受信部６３、車両位置テーブル６４、受信データテーブル６５、送信確率決定部６６、送信制御部６７、データ送受信部６８をその機能部として含む。上記各機能部については、以下でのフローチャートを使った処理の説明の中で説明する。

車両６０は、１つまたは複数の無線通信インタフェースと、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）のような論理回路によって構成される制御装置とを備える。この制御装置が、図６の各機能を提供する。ただし、一部または全部の機能がＣＰＵ（Central Processing Unit）とプログラム
によって実現されても構わない。無線通信インタフェースの通信規格は特に限定されないが、WiFiやDSRCなどを採用することができる。

＜処理内容＞
車両が配信エリア（正確には滞留エリア２１内）に存在する場合に行う処理について説明する。なお、ここで示す処理は一例であり、同様の効果が得られれば異なる処理を行ってもよい。

［１．無線ビーコン送受信］
図３に示すように、車両６０の無線ビーコン送受信部６３は、一定の時間ｂ（秒）間隔で無線ビーコンを送信する。無線ビーコンには、位置情報取得部６１がＧＰＳ装置などから受信した車両６０の現在の位置情報、車両情報取得部６２が車両のセンサから取得した車速・加速度・走行方向などの車両情報が含まれる。

無線ビーコン送受信部６３は、近隣車両から無線ビーコンを受信すると、ビーコン受信時刻と、当該無線ビーコンに含まれる情報（現在位置、速度など）を車両位置テーブル６４に格納する。

図７は、車両位置テーブル６４の例を示す図である。車両位置テーブル６４には、近隣車両の識別子（ＩＤ）と、その位置・速度などの情報の履歴が格納される。近隣車両のビーコン情報は、近隣車両の将来の位置を推定するために用いられる。したがって、最新の情報だけでなく直近の複数の情報を保持することが好ましい。

［２．配信データ受信時処理］
図８（Ａ）は、車両６０が近隣車両v_iから配信データを受信したときの処理の流れを示すフローチャートである。

ステップＳ８１において、データ送受信部６８を介して近隣車両v_iから配信データh_kを受信する。配信データの形式は特に限定されないが、配信すべきデータ本体以外に、配信エリアや配信期間を表す情報が付加されている。

ステップＳ８２において、データ送受信部６８は受信データテーブル６５を更新する。受信データテーブル６５は、図８（Ｂ）に示すように、車両ＩＤ、受信データ、受信時刻が格納される。受信データは、配信データを識別可能な情報であればよく、本実施形態では配信すべきデータ本体のハッシュ値を用いるが、データ本体そのものを用いてもよい。受信時刻は車両６０が当該データを受信した時刻である。

受信データテーブル６５を参照することで、どの車両がどのデータを保持（配信）しているか、および次回の送信タイミングがいつであるかを把握できる。

ステップＳ８３において、受信したデータv_iが受信データテーブル６５に登録済みであるか否かを判定する。登録済みであれば（Ｓ８３−ＹＥＳ）処理を終了し、登録済みでなければ（Ｓ８３−ＮＯ）ステップＳ８４に進む。

ステップＳ８４では、送信制御部６７が、データh_kの次回送信タイミングを決定する。具体的には、送信制御部６７は、ランダムな遅延時間ｓ（０＜ｓ＜ｄ）を決定し、現在時刻のｓ秒後を次回の送信タイミングとしてスケジューリングを行う。

上記の処理は配信データの送信スケジューリング処理といえる。ここでは、車両６０がすでに滞留エリア２１内に存在する場合を説明したが、車両６０が滞留エリア２１内に進入した場合にも同様のスケジューリングを行う。具体的には、受信データテーブル６５に記憶されている全ての配信データについて、それぞれランダムな遅延時間ｓを決定して次回の送信タイミングを決定する。

［３．データ配信処理］
図９は、配信データh_kの送信タイミングが到来した時の処理の流れを示すフローチャートである。

ステップＳ９１において、送信確率決定部６６が送信確率pを算出する。詳細な説明は
後ほど行う。

ステップＳ９２において、車両６０は確率pで配信データh_kをブロードキャスト送信す
る。具体的には、送信制御部６７は、確率pの抽選を行い、確率pが抽選された場合には配信データh_kを送信し、確率pが抽選されなかった場合には配信データh_kを送信しない。

ステップＳ９３において、送信制御部６７は、d秒後に配信データh_kを再送信するよう
にスケジューリングを行う。次回の送信タイミングが到来した場合には、ステップＳ９１からの処理が実行される。

［４．送信確率pの算出処理］
図１０Ａ，１０Ｂを参照して、送信確率pの算出処理（Ｓ９１）について説明する。こ
の処理は、送信確率決定部６６によって実行される処理である。以下では、この処理を実行している車両を車両v₀と称し、車両v₀の近隣車両を車両v_iと称する(i>0)。

なお、前提として、地理的領域は複数のセルに分割されているものとする。ここで、セルのサイズが大きすぎると計算精度が低下し、セルのサイズが小さすぎると計算量が膨大となる。したがって、システム要件を考慮してセルサイズを決定することが好ましい。一例として、セルサイズは１０メートル四方の領域とすることができる。

ループＬ１の処理は、配信エリアＡかつ車両v₀の無線到達範囲Ｃの各セルc_jについて、現時点から配信間隔（ｄ秒）のあいだに、いずれの近隣車両v_iからも配信データh_kを受信できない確率を求める処理である。なお、当該確率は厳密には求められないので、その上限値を計算している。

ステップＳ１０１において、上記確率（上限値）を表す変数MaxP_norcv(c_j)を１に初期
化する。ループＬ２では、各近隣車両v_iから配信データを受信できる確率の最小値p~(c_j,
v_i)を求め、MaxP_norcv(c_j)に1-p~(c_j, v_i)を掛けて更新している。

近隣車両v_iに関するループＬ２の処理を詳細に説明する。ステップＳ１０２では、近隣車両v_iの次の送信タイミングt'_i（次に送信を試みるタイミング）を算出する。具体的に
は、受信データテーブル６５に格納されている近隣車両v_iの過去の送信時刻t_iにk×d秒（kは１以上の整数）を足した時刻のうち、現在時刻からd秒以内の時刻を次の送信タイミングt'_iとして決定できる。

ステップＳ１０３では、時刻t'_iにおける近隣車両v_iの位置を予測する。この予測は、
車両位置テーブル６４に記憶されている近隣車両v_iの過去の位置・速度の履歴に基づいて行う。予測アルゴリズムは任意であってよいが、線形予測、カルマンフィルタ、粒子フィルタなどを用いることができる。また、車両は道路上を走行することを利用して、地図情報も参照して将来の位置を予測することも好適である。

ステップＳ１０３の位置予測では、時刻t'_iにおける近隣車両v_iの位置を確率分布の形
式で予測する。具体的には、時刻t'_iにおいて近隣車両v_iが位置ｘ（あるいはセルc_q）に
存在する確率f_i,t'i(x)を求める。

ステップＳ１０４では、時刻t'_iにおいて近隣車両v_iがデータ送信した場合に、セルc_j
でこのデータを受信できる確率の下限値p~(c_j, v_i)を求める。具体的には、時刻t'_iにお
ける近隣車両v_iの候補位置の集合をL={l_r}（またはL={c_r}）としたときに、以下の式によりp~(c_j, v_i)を求める。

関数γは位置l_rから送信したデータをセルc_jで受信できる確率を表す関数である。本実施形態では、簡単のために、関数γはc_jとl_rのあいだの距離が閾値D以下であれば1、それ以外であれば0を取るものとする。なお、建物などの周辺環境（無線伝搬状況）を考慮し
て関数γを決定してもよい。

ステップＳ１０５では、変数MaxP_norcv(c_j)に1-p~(c_j, v_i)を乗算して更新する。

ループＬ２の処理が完了すると、変数MaxP_norcv(c_j)は、セルc_jについて、現時点から
ｄ秒以内にどの近隣車両v_iからも配信データh_kを受信できない確率の上限値を表す。ループＬ１の処理が完了すると、全てのセルc_jについて、どの近隣車両v_iからも配信データh_kが受信できない確率が得られる。

ステップＳ１０６では、配信エリアＡかつ車両v₀の無線到達範囲Ｃにあるセルのうち、MaxP_norcv(c_j)が最大となるセルを決定する。このセルのことをc~と称する。

ステップＳ１０７では、送信確率pに1-(1-θ)/MaxP_norcv(c~)を代入する。ステップＳ
１０８では、送信確率pがシステムで規定される最低送信確率p_minより小さいか否かが判
定され、そうである場合（Ｓ１０８−ＹＥＳ）には、ステップＳ１０９において送信確率pはp_minに設定される。

以上の処理により、本システムのポリシーを満足する最小の送信確率pを決定すること
ができる。

＜本実施形態の有利な効果＞
本実施形態によれば、配信エリア内を限定してデータを配信するエリア配信システムにおいて、データ配信車両が多数存在する場合であっても通信トラフィックが過剰になることを避けることができる。また、通信トラフィックを抑制しても、エリア内でデータを受信できる確率が閾値確率θ以下となることもない。すなわち、本実施形態によれば、配信成功確率の向上と通信トラフィックの抑制の両方の効果を達成することができる。

＜変形例＞
上記の実施形態は本発明を実施する一例に過ぎず、本発明をその内容に限定するものではない。本発明は、その技術的思想の範囲内で、種々の変形が可能である。

上記の実施形態は車両（車載無線通信装置）から構成される無線通信システムであったが、移動可能な無線通信装置（移動端末）から構成される任意の無線通信システム（エリア配信システム）に対して本発明を適用することができる。移動端末とは、車両などの移動可能な装置に備え付けられた無線通信装置、および持ち運び可能な無線通信装置を含む。

上記の説明において、送信確率ｐの決定を送信タイミングの到来時に行っているが、送信確率ｐの決定は、送信タイミングの決定時以降かつ到来時までであればいつ行ってもよい。送信確率ｐを送信タイミング到来前に行う場合には、その時点から配信間隔（ｄ秒）以内の配信データの受信確率を求めてもよいし、前回または次回の送信タイミングから配信間隔（ｄ秒）以内の配信データの受信確率を求めてもよい。

また、上記の説明では近隣車両の将来位置を確率分布の形式で求めているが、これは必須ではなくある予測位置を一点として決定してもよい。車両の将来位置はある程度正確に求められるので、一点で予測してもそれほど精度の低下がないためである。

また、送信確率ｐの決定を送信タイミングごと（ｄ秒ごと）に行う必要は必ずしもない。例えば、送信確率ｐの決定を複数サイクルごとに行うようにし、一連のサイクル内では同じ送信確率ｐで送信をするようにしてもよい。もっとも、配信データの受信確率向上や通信トラフィックの抑制という観点から、送信タイミングごとに送信確率ｐを更新した方が好ましい。

上記の手法では、自車両v₀と直接通信できないが自車両v₀の無線到達範囲Cに対して配
信可能な近隣車両の影響を考慮することができない。この問題に対処するためには、たとえば無線ビーコンに近隣車両の位置や速度を含めて送信するなどすることも好ましい。

６０：車両（無線通信装置）
６１：位置情報取得部
６２：車両情報取得部
６３：無線ビーコン送受信部
６４：車両位置テーブル
６５：受信データテーブル
６６：送信確率決定部
６７：送信制御部
６８：データ送受信部

Claims (9)

1. 複数の移動ノードから構成され、滞留エリアと前記滞留エリアの外側の緩衝エリアとから構成される配信エリアであって前記滞留エリアからの無線通信を受信できる範囲である配信エリア内の受信ノードに対して配信データを送信するエリア配信システムであって、
   前記複数の移動ノードのそれぞれは、前記滞留エリア内において、
   近隣移動ノードの位置情報を取得する位置情報受信手段と、
   次の送信タイミングにおける送信確率ｐを決定する確率決定手段と、
   所定の送信間隔で前記送信確率ｐにしたがって前記配信データを送信する送信手段と、
   を備え、
   前記確率決定手段は、
   近隣移動ノードの前記次の送信タイミングにおける位置を予測し、
   前記配信エリア内かつ自ノードの無線到達範囲内の全ての領域について、前記所定の送信間隔のあいだにいずれかの近隣移動ノードまたは自ノードから前記配信データを受信できる確率が閾値確率以上となるような最小の送信確率を前記送信確率ｐとして決定し、
   前記複数の移動ノードのそれぞれは、前記滞留エリア外かつ前記緩衝エリア内において、前記配信データの送信を行わず、かつ、受信済みの前記配信データをストレージ内に保持する、
   エリア配信システム。
2. 前記確率決定手段は、
   前記配信エリア内かつ自ノードの無線到達範囲内の各領域について、前記所定の送信間隔のあいだに、いずれの近隣移動ノードからも前記配信データを受信できない確率ｐｎｏｒｃｖを、前記近隣移動ノードの前記予測位置に基づいて予測し、
   当該確率ｐｎｏｒｃｖに基づいて前記送信確率ｐを決定する、
   請求項１に記載のエリア配信システム。
3. 前記確率決定手段は、
   近隣移動ノードの前記次の送信タイミングにおける位置を確率分布の形式で予測し、
   当該確率分布を用いて、前記確率ｐｎｏｒｃｖを予測する、
   請求項２に記載のエリア配信システム。
4. 前記確率決定手段は、送信タイミングの度に送信確率ｐを更新する、
   請求項１から３のいずれか１項に記載のエリア配信システム。
5. 前記確率決定手段は、前記送信確率ｐを最低確率ｐｍｉｎ以上の値として決定する、
   請求項１から４のいずれか１項に記載のエリア配信システム。
6. 前記確率決定手段は、前記近隣移動ノードが前記最低確率ｐｍｉｎで送信すると仮定して、前記送信確率ｐを決定する、
   請求項５に記載のエリア配信システム。
7. 複数の移動ノードから構成され、滞留エリアと前記滞留エリアの外側の緩衝エリアとから構成される配信エリアであって前記滞留エリアからの無線通信を受信できる範囲である配信エリア内の受信ノードに対して配信データを送信するエリア配信システムの前記移動ノードに搭載される無線通信装置であって、
   前記滞留エリア内において、
   近隣移動ノードの位置情報を取得する位置情報受信手段と、
   次の送信タイミングにおける送信確率ｐを決定する確率決定手段と、
   所定の送信間隔で前記送信確率ｐにしたがって前記配信データを送信する送信手段と、
   を備え、
   前記確率決定手段は、
   近隣移動ノードの前記次の送信タイミングにおける位置を予測し、
   前記配信エリア内かつ自ノードの無線到達範囲内の全ての領域について、前記所定の送信間隔のあいだにいずれかの近隣移動ノードまたは自ノードから前記配信データを受信できる確率が閾値確率以上となるような最小の送信確率を前記送信確率ｐとして決定し、
   前記滞留エリア外かつ前記緩衝エリア内において、前記配信データの送信を行わず、かつ、受信済みの前記配信データをストレージ内に保持する、
   無線通信装置。
8. 複数の移動ノードから構成され、滞留エリアと前記滞留エリアの外側の緩衝エリアとから構成される配信エリアであって前記滞留エリアからの無線通信を受信できる範囲である配信エリア内の受信ノードに対して配信データを送信するエリア配信システムにおける配信方法であって、
   前記複数の移動ノードのそれぞれが、前記滞留エリア内において、
   近隣移動ノードの位置情報を取得する位置情報受信ステップと、
   次の送信タイミングにおける送信確率ｐを決定する確率決定ステップと、
   所定の送信間隔で前記送信確率ｐにしたがって前記配信データを送信する送信ステップと、
   を実行し、
   前記確率決定ステップにおいては、
   近隣移動ノードの前記次の送信タイミングにおける位置を予測し、
   前記配信エリア内かつ自ノードの無線到達範囲内の全ての領域について、前記所定の送信間隔のあいだにいずれかの近隣移動ノードまたは自ノードから前記配信データを受信できる確率が閾値確率以上となるような最小の送信確率を前記送信確率ｐとして決定し、
   前記複数の移動ノードのそれぞれが、前記滞留エリア外かつ前記緩衝エリア内において、前記配信データの送信を行わず、かつ、受信済みの前記配信データをストレージ内に保持する、
   配信方法。
9. 請求項８に記載の方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。

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