CN103875281B - 无线通信装置及无线通信方法 - Google Patents

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Abstract

能够根据周边状况变更所要利用的通信参数的无线通信装置具有：学习数据库，其将无线通信装置的周边状况和使用某通信参数进行了通信的情况下的通信性能相关联地存储；多个传感器；周边状况确定部件，其根据从所述多个传感器得到的信息，确定无线通信装置的周边状况；通信参数候补确定部件，其参照所述学习数据库，确定在所确定的周边状况下适当的通信参数的候补；通信参数确定部件，其基于通信所要求的要件，从所述通信参数候补确定部件已确定的候补中确定用于通信的通信参数；以及无线通信部件，其使用由所述通信参数确定部件确定的通信参数进行通信。由此，可以根据无线通信装置的周边状况选择适当的通信参数。

Description

无线通信装置及无线通信方法
技术领域
本发明涉及无线通信技术，尤其涉及一并考虑周边状况和应用要件来确定适当的通信方法的无线通信技术。
背景技术
为了提高频率的利用效率，正在进行如下的认知无线（cognitive wireless）的研究，即无线通信装置对周围的电波环境进行识别、认知，以便适应性地变更无线通信所利用的频率、无线方式等。在认知无线中，可考虑如下形态：无线通信装置自主性且主动地检测并使用空白频率（专利文献1）。
但是，关于利用检测出的空白频率（white space：白色空间）的哪个部分，还不存在现有研究。
另外，在像车辆无线网络等那样无线通信装置高速移动的情况下，电波环境较大地变化。因此，即便在利用相同频率及无线方式的情况下，为了维持通信性能，也需要使通信参数等适应性地变化。众所周知无线通信性能较大地依赖于周边状况（context：设备场景），但在现有研究中，仅存在基于与周边状况相关的有限的信息使少数通信参数适应性地变化的研究。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-136291号公报
发明内容
发明要解决的课题
随着搭载于车辆的传感器的数量增多，可以得到与周边状况相关的更多信息。但是，在上述那样的现有技术中，仅仅能够使有限的通信参数最优化，缺乏用于使更多的通信参数最优化的可扩展性。
本发明的目的在于提供一种根据无线通信装置的周边状况选择适当的通信参数的技术。
用于解决课题的方案
本发明的无线通信装置通过以下结构来根据周边状况变更所要利用的通信参数。即，本发明的无线通信装置具有：学习数据库，所述学习数据库将在第一无线通信装置及第二无线通信装置之间使用规定的通信参数进行通信的情况下的、第一无线通信装置的周边状况、所述通信参数以及该通信中的通信性能相关联地存储；多个传感器；周边状况确定部件，所述周边状况确定部件根据从所述多个传感器得到的信息，确定自身装置的周边状况；通信参数确定部件，所述通信参数确定部件参照所述学习数据库，确定在自身装置的周边状况下适当的通信参数；以及无线通信部件，所述无线通信部件使用由所述通信参数确定部件确定的通信参数进行通信。
在学习数据库中存储有信号发射源的无线通信装置（第一无线通信装置）的周边状况、用于通信的通信参数、以及此时的通信性能。在学习数据库中存储的学习数据既可以基于自身装置实际进行的通信来生成，也可以基于其他无线通信装置彼此进行的通信来生成。另外，学习数据也可以不是基于实际进行的通信而由模拟结果生成。
通过采用如上所述的学习数据库，可以从信号发射源的周边状况和通信参数导出通信性能。即，若知道信号发射源的周边状况，则可以确定能够使通信性能最好的通信参数。
应采用哪样的通信参数可以说优选由最终进行通信的应用要求来确定。因此，在本发明中，优选为，通信参数确定部件确定在自身装置的周边状况下适当的通信参数的候补，并基于通信所要求的要件，从这些候补中确定用于通信的通信参数。
在本发明中，通信参数可以设为与传输层、网络层、数据链层及物理层各自相关的一个或多个参数。而且，通信参数确定部件针对上述各参数确定与周边状况相适应的适当的候补。作为通信参数的一例，在传输层中列举协议的选择（connection orientation：面向连接）和拥塞窗口（congestion window）。在网络层中，列举通信连接方式、路由选择方式、路由度量（routing metric）等。在数据链层中，列举竞争窗口值、MAC方式（CSMA、TDMA、FDMA等）的选择等。在物理层中，列举调制编码方式、MIMO方式、带宽、使用频率、传输速率、信号发射电力等。但是，在本发明中作为调整对象的通信参数可以是任意的通信参数，也可以根据周边状况变更上述以外的通信参数。另外，也可以不变更与传输层、网络层、数据链层及物理层的所有层相关的通信参数，而变更与一部分层相关的通信参数。
本发明的无线通信装置可以是搭载于车辆的车载无线通信装置。在此，车载无线通信装置不仅指的是设置于车辆的无线通信装置，而且也包括能够搬运到车辆内且能够从用于确定周边状况的上述多个传感器取得信息的无线通信装置。例如，包括通过有线连接或无线连接与车内网络连接而能够从车辆具有的各种传感器取得信息的无线通信装置。
另外，在本发明中，作为用于确定周边状况的传感器信息，优选采用车辆的位置、速度、加速度及周边的车辆台数中的至少任一个。车辆的位置可以从GPS装置获得。另外，也可以使从回转仪、车速传感器得到的信息与地图信息相匹配来对从GPS装置得到的位置信息进行修正。另外，位置信息不仅指纬度、经度信息，也可以表示市区、郊区、乡下中任一种、高速公路、国道、一般道路中的任一种等。这些信息可以通过将GPS信息与地图信息进行组合而得到。车辆的速度、加速度可以从速度传感器、加速度传感器得到。周围的车辆台数可以通过无线通信部件、车载照相机得到。例如，在各车辆定期进行通信的情况下，通过接收该通信，可以把握周围的车辆台数。另外，也可以对从自身车辆具有的车载照相机得到的图像进行图像处理来取得周围的车辆台数。并且，在路侧单元（roadside unit）通过照相机等把握车辆台数并通过无线通信进行告知的情况下，通过接收该告知也可以把握周围的车辆台数。另外，作为传感器信息，除上述信息之外，也可以将与周围的车辆或障碍物的距离、是否下雨、亮度、燃料或蓄电池的剩余量等各种信息用于确定周边状况。
另外，在本发明中，优选还具有：历史信息存储部件，所述历史信息存储部件将由所述无线通信部件已进行的通信的通信参数及通信性能与当前的自身装置的周边状况相关联地存储为历史信息；以及历史信息发送部件，所述历史信息发送部件将所述历史信息存储部件所存储的历史信息发送到服务器装置。
另外，在本发明中，优选还具有：历史信息存储部件，所述历史信息存储部件将由所述无线通信部件已进行的通信的通信参数及通信性能与当前的自身装置的周边状况相关联地存储为历史信息；历史信息发送部件，所述历史信息发送部件将所述历史信息存储部件所存储的历史信息发送到服务器装置；以及历史信息通信部件，所述历史信息通信部件接收所述服务器装置所积存的历史信息。
像这样，将无线通信装置实际利用的通信参数与此时的通信性能相关联地存储，将其积存在服务器装置中，并且也向其他无线通信装置分发，从而可以将历史信息收集并积存来高精度地确定适当的通信参数。
在本发明中，优选为，不仅考虑自身装置的周边状况，而且也考虑通信对方的无线通信装置的周边状况来确定通信参数。在该情况下，优选为，本发明的无线通信装置还具有从通信对方的无线通信装置取得周边状况的通信对方周边状况取得部件，所述学习数据库还将所述第二无线通信装置的周边状况与所述通信中的通信性能相关联地存储，所述通信参数确定部件参照所述学习数据库，确定在自身装置及通信对方的周边状况下适当的通信参数。
另外，用于取得周边状况的“通信对方”的无线通信装置并不一定限于一台无线通信装置。例如，在向多个无线通信装置通过广播或者组播进行通信的情况下，“通信对方”的无线通信装置是多个。但是，即便在这样的情况下，也可以不取得所有的通信对方的周边状况，可以仅从一部分通信对方的周边状况确定通信参数。
像这样，考虑进行通信的两端的无线通信装置的周边状况来确定适当的通信参数，因此，与仅考虑任一方的无线通信装置的周边状况的情况相比，可以确定更适当的通信参数。
另外，本发明可以作为具有上述部件的至少一部分的无线通信装置来考虑。另外，本发明也可以作为执行上述处理的无线通信方法或用于实现该方法的程序来考虑。上述部件及处理各自可以尽可能地相互进行组合来构成本发明。
发明的效果
根据本发明，可以根据无线通信装置的周边状况来选择适当的通信参数。
附图说明
图1是表示第一实施方式的无线通信装置的功能结构的框图。
图2是说明第一实施方式中的历史数据的取得方法的图。
图3是说明第一实施方式中的通信参数候补的选择的图。
图4是说明第一实施方式中的通信参数候补的选择的图。
图5是表示第一实施方式中的历史数据库的生成处理的流程图。
图6是表示第一实施方式中的通信参数的确定处理的流程图。
图7是表示第二实施方式的无线通信装置的功能结构的框图。
图8是表示第二实施方式中的历史数据库的生成处理的流程图。
图9是表示第二实施方式中的通信参数的确定处理的流程图。
图10是表示第三实施方式中的分类器的生成处理的流程图。
图11是表示在第三实施方式中所生成的分类器（决策树）的例子的图。
具体实施方式
以下参照附图例示性地详细说明本发明的优选实施方式。
（第一实施方式）
本实施方式的无线通信装置根据传感器信息确定周边状况（设备场景），并选择与设备场景相适应的适当的通信参数进行通信。另外，在本实施方式中，以搭载于车辆的车载无线通信装置为例进行说明。但是，本发明并不限于车载无线通信装置，也可以作为搭载于任意的移动体的无线通信装置、人能够搬运的无线通信装置或者被固定的无线通信装置而被安装。
〈结构〉
图1是表示本实施方式的无线通信装置的功能结构的概略图。无线通信装置1包括：多个传感器2、传感器信息收集部3、地图信息存储部4、历史数据库5、设备场景确定部6、通信参数候补确定部7、应用程序8、通信控制部9、无线通信部10、历史数据收发部11、其他车辆信息收集部12。另外，传感器信息收集部3、设备场景确定部6、通信参数候补确定部7、通信控制部9等各功能部例如可以作为FPGA（Field Programmable Gate Array：现场可编程门阵列）被安装，但也可以作为ASIC（Application Specified Integrated Circuit：专用集成电路）或者MPU（Micro Processor Unit：微处理器）被安装。像这样，既可以仅通过硬件来实现各功能部，也可以由处理机（计算机）执行被存储在非临时性存储装置中的计算机可读程序来实现各功能部。
传感器2是用于收集与搭载无线通信装置1的车辆自身及车辆所处的环境相关的信息的传感器。作为例示，传感器2包括：GPS（Global Positioning System：全球定位系统）装置、速度传感器、加速度传感器、转向角传感器、制动传感器、毫米波雷达、激光雷达、超声波传感器、外部照相机、红外线照相机、降雨检测传感器、亮度传感器、燃料/蓄电池剩余量传感器等。可以由GPS装置知道车辆的当前位置（纬度、经度、高度），并且，通过与地图信息进行组合，可以把握当地的性质（市区、郊区、乡下，高速公路、国道、一般道路等）。毫米波雷达、激光雷达、超声波传感器能够把握相距其他车辆或其他物体的距离。通过外部照相机也可以把握相距其他车辆或其他物体的距离，而且也可以取得周围的车辆台数。红外线传感器用于在夜间等检测周围的物体。降雨检测传感器既可以是所谓的雨水传感器，也可以是检测刮水器的打开关闭的传感器。另外，亮度传感器也可以是具有受光元件的传感器，但也可以是检测车灯的开闭的传感器。
另外，作为传感器2，可以包括无线通信部件。例如，可以接收从路侧单元等发送的各种信息、例如交通堵塞信息、与天气相关的信息等。另外，可认为路侧单元能够通过照相机和车速传感器等取得交通量（车辆台数）和平均移动速度等，并通过无线告知车辆。另外，在各车辆（车载无线通信装置）定期发送信息的情况下，无线通信装置1的无线通信部件接收该通信，从而也可以把握周围存在的车辆台数。
传感器信息收集部3从上述多个传感器2收集传感器信息并向设备场景确定部6传送。
另外，由传感器信息收集部3收集到的传感器信息通过车车间通信对周围的车辆进行广播。该广播可以定期（例如每100毫秒一次）进行。
其他车辆信息收集部12接收从其他车辆发送的传感器信息并向设备场景确定部6传送。像这样，对各车辆所收集的传感器信息进行广播，周围的车辆进行接收，由此，各车辆都可以取得周围的车辆所计测的传感器信息。
另外，在本说明书中，为了简化记载，在“多个传感器信息的组合”这个意义上使用“传感器信息”这样的用语。但是，在明确表示各个传感器信息的情况下以及从文理上明显表示各个传感器信息的情况下，并不限于此。另外，“传感器信息”不仅包含由自身车辆的传感器计测到的信息，而且也包含由其他车辆的传感器计测到的信息。
在地图信息存储部4中存储包含道路和建筑物等的信息的地图信息。在地图信息中也可以存储每个场所的性质、例如交通量的多少、平均移动速度、无线通信量、频率的利用状况等信息。另外，也可以适当设置市区、郊区、乡下等几个种类，并存储表示每个场所属于哪个种类这样的信息。
在历史数据库5中，设备场景、通信参数和通信性能相关联地被存储。具体来说，在某设备场景中使用某通信参数进行了通信时的通信性能被存储。另外，虽然命名为“历史”数据库，但不需要存储实际进行的通信的通信性能。例如，也可以存储针对实际进行的通信的通信性能进行了统计处理而得到的值。另外，也可以存储未进行实际的通信而通过模拟等得到的通信性能。
关于用于生成历史数据库5的数据（以下称为历史数据）的取得方法，存在几种方法。第一方法是如图2A所示基于自身进行的通信来生成历史数据并存储到历史数据库5中的方法。无线通信装置100能够从自身装置的传感器2取得自身装置周边的周边状况。通信对方200的传感器取得通信对方的无线通信装置200周边的周边状况，无线通信装置100可以通过通信来取得上述通信对方的无线通信装置200周边的周边状况。另外，可以在无线通信装置100中取得通信参数及通信性能。因此，无线通信装置100可以生成历史数据101并将其存储到历史数据库5中。
第二方法是如图2B的左下方所示将基于其他无线通信装置210、220彼此已进行的通信而生成的数据经由无线通信从无线通信装置210或220直接或者经由服务器装置230取得的方法。与上述同样地，与周边状况、通信参数及通信性能相关的数据215可以通过无线通信装置210及220生成，上述周边状况、通信参数及通信性能与无线通信装置210、220之间的通信相关。无线通信装置210或220将该历史数据215通过无线通信发送到无线通信装置100，无线通信装置100将该历史数据存储到历史数据库5中。也可以从无线通信装置210或220发送到服务器装置230，在服务器装置230中积存来自多个无线通信装置的历史数据，并将其分发到无线通信装置100。
第三方法是如图2B的右下方所示，使用计算机300实施在处于任意的周边状况的车辆彼此之间使用任意的通信参数进行了通信的情况下的模拟，并计算出该通信性能。因此，计算机300可以取得进行了无线通信的情况下的、周边状况、通信参数以及通信性能的关系。计算机300将这些数据通过无线通信或其他方法向无线通信装置100发送，无线通信装置100将该历史数据存储到历史数据库5中。虽未图示，但与上述同样地，也可以经由服务器装置向无线通信装置100分发历史数据。
另外，若是为了实现确定与设备场景相适应的通信参数这样的目的，则对应每种设备场景存储以特定的通信参数进行了通信时的通信性能即可，不一定需要存储历史信息自身。即，可以说只要存储基于历史信息的学习结果就足够了。但是，在本实施方式中，以在运用中也测定无线通信中的通信性能并进行进一步学习为目的，因此，将历史信息存储到历史数据库5中。像这样，本实施方式中的历史数据库5兼用作本发明中的学习数据库和历史信息存储部件。
在此，作为通信性能，只要是表示通信的性能的指标即可，可以采用任意的指标。作为示例，可以采用吞吐量（throughput）、往返延时（RTT：Round Trip Time）、信噪比（SNR：Signal to Noise Ratio）、误码率（BER：Bit Error Rate）、误包率（PER：Packet ErrorRate）等。
另外，关于如何对“设备场景”进行定义，可考虑各种方法。
作为一种方法，存在将所取得的传感器信息的组合作为一个设备场景的方法。即，是如下的方法：在信号收发车辆各自具有N个传感器的情况下，通过2N个值的组合来定义一个设备场景。在该方法中，同样看待设备场景和传感器信息，实施简单。另外，不进行加工就使用原始数据，因此，可以有效使用历史信息。但是，由于必须保持大量的历史数据，因此，需要大的存储容量。
作为另外的方法，存在如下方法：基于几个传感器信息由设计者定义设备场景。作为简单的例子，可考虑如下情况：以周围的车辆台数（多、少）和车辆的移动速度（快、慢）为基准，针对各个信号收发车辆假设四种状况，总共定义作为他们的组合的16种设备场景。当然，不仅可以利用两个传感器信息，而且可以利用更多的传感器信息，也可以将各传感器信息划分为更多的阶段。该方法在能够将设备场景的种类设定为适当的数量这方面是有利的。但是，在设备场景的定义不恰当的情况下，有可能不能选择最优的通信参数。
作为另外的方法，可考虑基于所收集的传感器信息和通信性能来自动设定设备场景的定义的方法。通过将适当的距离测度导入到传感器信息（多个传感器信息的组合），可以定义传感器信息间的距离（相似度）。同样地，通过将适当的距离测度也导入到通信性能，可以定义通信性能间的距离（相似度）。在该方法中，将在使用相同的通信参数进行了通信时能得到类似的通信性能这样的类似的传感器信息看作是处于相同的设备场景。为了判断相同设备场景而要求哪种程度的相似度这种情况根据所需的精度适当设计即可。另外，即便在相同的环境（传感器信息）下使用相同的通信参数进行通信，通信性能也会产生偏差。因此，随着历史收集的进展，已判断为相同的设备场景有可能被判断为不同的设备场景或者有可能做出相反的判断。虽然该处理方法使得运算量增加，但可以说能够更适当地定义设备场景。
另外，设备场景不需要具有排他性。即，也能够以一个状况属于多个设备场景的方式定义设备场景。因此，也可以将周边车辆台数（多、少）、位置（市区、郊区、乡下）、道路形状（直线、弯道、多车道、窄道）、交通堵塞状况（交通顺畅、交通堵塞）、车辆行驶状况（高速、低速、加速、减速）、日期和时间（时间段、日期、星期、季节）等分别定义为一个设备场景。
在历史数据库5中，与无线通信装置1已进行的通信相关地存储该设备场景和通信参数及通信性能。存储在历史数据库5中的历史数据也优选在无线通信环境良好时向中央服务器发送。反过来，也优选从中央服务器取得历史数据。尤其是，在关于某设备场景的信息未被存储在历史数据库5中的情况下，优选为，询问中央服务器以便取得关于该设备场景的通信参数和通信性能的信息。
设备场景确定部6基于经由传感器信息收集部2所取得的传感器信息，确定自身装置及通信对方的装置当前所处的周边状况（设备场景）。若参照上述设备场景的定义方法，则从传感器信息确定设备场景的方法是清楚的。
如图3所示，通信参数候补确定部7使用自身装置所处的周边状况（设备场景）和通信对方的装置所处的周边状况（设备场景），参照历史数据库5列举几个在当前的设备场景中优选的通信参数的候补。另外，优选针对多个协议层（传输层、网络层、数据链层、物理层）中的每一个适应性地选择一个或多个通信参数。在此，与其说通信参数候补确定部7确定在当前的设备场景中最优的通信参数，倒不如说通信参数候补确定部7通过将在当前的设备场景中不优选的通信参数除外，从而以包含最佳选择的方式确定通信参数的候补。另外，针对一个通信参数将几个值作为候补来进行选择这种情况可以适当设计。
作为不优选的通信参数的例子，可以列举市区的高传输速率（高调制水平（highmodulation level））。这是因为，在市区，多路径的影响增大，因此，若使调制水平过大，则不能进行通信。因此，在市区这样的设备场景中，针对调制水平（传输速率）的通信参数，通信参数候补确定部7将除去了最高次的调制水平（例如64QAM）之外的调制水平作为候补进行选择。
另外，在周边车辆台数多的设备场景中，由于强的信号发射电力引起干涉，因此不优选，相反，在周边车辆台数少的设备场景中，弱的信号发射电力由于通信不成立的可能性增高，因此不优选。
另外，如上所述的判断优选考虑自身车辆及通信对方双方的状况进行。例如，可考虑自身车辆周围的车辆台数少而通信对方车辆周边的车辆台数多的情况。在该情况下，虽然仅从自身车辆的周边状况就可以增加通信容量（或者通信频率），但若考虑通信对方车辆所处的状况，则优选抑制通信容量。因此，当在自身装置及通信对方装置任一方周边车辆台数多时，可考虑抑制通信容量。像这样，若任一方的装置处于某状况，则可考虑采用特定的通信参数。另外，在自身装置及通信对方双方都处于特定的状况的情况下，也可以作出采用特定的通信参数这样的判断。
通信参数候补确定部7针对各个协议栈从一个或多个参数中除去不优选的选择。如图4所示，确定针对各协议栈除去了不优选的通信参数后的通信参数的组合，并向通信控制部9告知。
应用程序8将与无线通信相关的QoS（Quality of Service：服务质量）告知通信控制部9。例如，若是与车辆安全相关的应用，则即便吞吐量低，也需要进行低延迟且具有可靠性的通信。相反，若是发送娱乐信息的应用，则即便可靠性低，也优选进行吞吐量高的通信。应用程序8将如上所述的应用要求告知通信控制部9。
通信控制部9根据应用程序8的要求从自通信参数候补确定部7输送来的通信参数的候补中确定适当的通信参数。该选择可以通过使用现有的自适应协议的技术来实施。此时，明显不优选的通信参数从候补中被除去，因此，通过使用已确定的通信参数进行通信，通信性能提高。
另外，通信控制部9对作为使用已确定的通信参数进行了通信的结果的通信性能进行测定。而且，将通信所使用的通信参数及此时的设备场景存储到历史数据库5中。
〈处理〉
［历史数据收集处理］
首先，对历史数据库5的生成方法（学习处理）进行说明。图5A、图5B分别是表示历史数据库5的生成方法的例子的流程图。
图5A表示设备场景的定义事先被给出的情况下的历史数据库5的生成方法。首先，从多个传感器2取得自身车辆的当前的传感器信息，从其他车辆信息收集部12取得其他车辆的当前的传感器信息（S301）。另外，取得无线通信所使用的通信参数和利用该通信参数进行了通信的情况下的通信性能（S302）。另外，传感器信息、通信参数及通信性能优选利用无线通信装置1实际被运用的情况下的信息，但也可以通过计算机模拟来取得这些信息。
从如上所述所取得的自身车辆及其他车辆的传感器信息，按照事先确定的定义确定当前的设备场景（S303）。若如上所述从传感器信息确定了当前的设备场景，则将设备场景、通信参数、以及通信性能相关联地存储到历史数据库5中（S304）。这样，通过针对各种设备场景及各种通信参数积存通信性能，从而可以把握在任意的设备场景中使用了任意的通信参数的情况下的通信性能。
图5B表示在设备场景的定义自身也根据测定结果进行变更的情况下的历史数据库5的生成方法。首先，从多个传感器2取得自身车辆的当前的传感器信息，从其他车辆信息收集部12取得其他车辆的当前的传感器信息（S311）。另外，取得无线通信所使用的参数和利用该通信参数进行了通信的情况下的通信性能（S312）。接着，使所取得的传感器信息、通信参数及通信性能相关联地存储到历史数据库5中（S313）。
接着，基于传感器信息的相似度和通信性能的相似度，将使用相同的通信参数进行了通信时能够得到类似的通信性能这样的类似的传感器信息确定为处于相同的设备场景（S314）。通过将适当的距离测度导入到这些信息中，可以定义传感器信息或通信性能的相似度。具体来说，设备场景的确定可以通过利用神经网络、支持向量机（SVM）、贝叶斯滤波（Bayesian filter）等的机械学习来确定识别器的识别参数，从而进行设备场景的确定。另外，也可以通过机械学习而得到决策树，使用得到的决策树确定设备场景。
若设备场景的定义被确定，则对应每种设备场景存储通信参数和通信性能的对应关系（S315）。在此，虽然通信性能可以直接使用通过实际的通信而得到的值，但优选使用进行平均和分散等统计处理而得到的值。
［通信参数确定处理］
接着，参照图6的流程图说明通信参数的确定处理。首先，传感器信息收集部3从多个传感器2取得传感器信息（S401），设备场景确定部6基于所取得的传感器信息确定当前的设备场景（S402）。通信参数候补确定部7参照历史数据库5，确定在当前的设备场景中适当的通信参数的候补（S403）。该处理通过将通信参数中的通信性能差的通信参数除去而留下通信性能好的候补来进行处理。
另外，在当前的设备场景中的每个通信参数的通信性能未被存储在历史数据库5中的情况下，也可以经由历史数据收发部11从中央服务器取得当前的设备场景中的通信性能。
通信控制部9从应用程序8取得通信所要求的性能（S404），从在步骤S403中已选择的候补中，确定符合应用要求的通信参数的组合（S405）。通信控制部9使用所确定的通信参数进行无线通信（S406）。
为了基于实际进行的通信更新历史数据库5，通信控制部9测定通信的性能，并将其与当前的设备场景及通信所使用的通信参数一同存储到历史数据库5中（S407）。该处理的详细情况可以采用与图5A、图5B中的处理相同的处理，因此，在此省略详细的说明。
〈工作例〉
以下，对基于设备场景适应性地变更通信参数的处理的具体例进行说明。另外，在本实施方式中，不更换现有的协议栈地参与到通信参数的选择。
首先，对基于SNR测定值的物理层及数据链层的通信参数选择进行说明。已知如下技术：基于SNR测定值，使传输速率、调制方式、编码方式等适应。在本实施方式中，根据当前的设备场景，限定能够选择的调制方式及编码方式，自适应协议从被限定的组合中基于SNR测定值选择适当的调制方式及编码方式。例如，已知如下情况：在市区，即便在SNR测定值高的情况下，在采用了高次的调制/编码方式时也不能得到高通信性能。因此，在自身装置或通信对方装置的至少任一个位于市区这样的设备场景中，将除去高次的调制/编码方式之外的通信参数作为候补送到通信控制部，通信控制部从接收到的候补中选择调制/编码方式。通过如上所述构成，在市区可以避开高次的调制/编码方式，可以提高市区这样的设备场景中的通信性能。
接着，对根据周边的无线通信装置的数量使CSMA/CA（Carrier Sense MultipleAccess/Collision Avoidance：载波侦听多路访问/冲突避免）中的竞争窗口值适应的处理进行说明。CSMA/CA是MAC层的协议，是如下方式：各无线通信装置在进行包的发送之前，侦听载波的使用状况，若一定时间未使用则开始发送。在此，对应各无线通信装置利用随机数来确定侦听时间，以避免终端之间的包冲突。该随机数的取值范围是竞争窗口。竞争窗口（CW）依赖于包发送时的重发次数被确定为CW=（CWmin+1）×2n-1。其中，n是重发次数，CWmin是CW的初始值。
在这种方式中，存在如下问题：随着载波上的终端数增加，整体的总吞吐量降低。据报道，若反复产生包的冲突，则与不存在冲突的情况相比，包发送最大花费约80倍的时间（终端数为40时）。
上述问题可认为是由于不论无线通信装置的数量（存在密度）如何竞争窗口值的初始值都由无线系统唯一确定。即，可认为是：随着终端数的增加，随机数的重复概略增加而进行不需要的重发。
因此，通过根据无线通信装置的数量适当地设定竞争窗口值的初始值，可以避免包的冲突，可以减少伴随着数据重发的等待时间，因此，可以抑制整体的吞吐量降低。
在本实施方式中，在历史数据库中积存有如下信息：周边的无线通信装置的数量越多，则通信性能增强的竞争窗口值越大。因此，本实施方式的通信参数候补确定部，根据周边的无线通信装置数量这样的设备场景信息，将除去了通信性能明显差的范围之外的竞争窗口值的范围确定为候补。通信控制部根据应用要求等从该候补中确定被认为是适当的竞争窗口值，将其用于无线通信。由此，可以避免包的冲突，可以抑制整体的吞吐量降低。
另外，作为类似的工作例，也可以使用历史数据来确定利用白色空间中的哪个频带。在历史数据库中，对应每个场所（而且也可以按照时间等被分类），存储哪个频带的通信性能。另外，通信性能也包含是否能够利用频带这样的信息。因此，本实施方式的通信参数候补确定部可以根据当前的设备场景，使适当的频带的候补的范围变窄。
另外，在上述说明中，示出了根据设备场景适应性地选择一个通信参数的例子，但可以通过上述方法的组合或其他方法，根据设备场景使多个通信参数适应性地变更，这对于本领域技术人员来说是容易理解的。
〈实施方式的作用和效果〉
根据本实施方式，可以基于从各种传感器信息得到的设备场景，适应性地变更通信参数，提高通信的性能及可靠性。另外，根据本实施方式，不仅可以使特定的通信协议中的特定的通信参数变更，而且也可以使任意的通信参数变更。作为变更对象的通信参数的数量以及作为用于确定设备场景的基础的传感器信息的数量也没有限定，因此，可扩展性好。另外，由于通信协议自身不变更，因此，也具有与现有技术容易组合的优点。
（第二实施方式）
在第一实施方式中，考虑自身装置及通信对方的装置当前所处的状况，来确定在该状况下适当的通信参数。但是，在本实施方式中，仅基于自身装置的状况来确定通信参数。即，本实施方式的无线通信装置根据从多个传感器得到的信息，确定该无线通信装置的周边状况，并参照学习数据库确定在所确定的周边状况下适当的通信参数的候补。
图7是表示本实施方式的无线通信装置的功能结构的图。与第一实施方式（图1）相比，仅在其他车辆信息收集部12被省略这方面不同，其他结构相同。
另外，本实施方式所涉及的处理内容也基本上与第一实施方式相同。图8A及图8B是表示本实施方式中的历史数据库5的生成方法（学习处理）的例子的流程图。图8A及图8B都与第一实施方式中的处理（图5A及图5B）相同，但不同之处在于：在步骤S601及步骤S611中取得的传感器信息仅仅是自身车辆的传感器信息。而且，不同之处在于：在设备场景的确定中，并非基于自身装置和通信对方装置的周边状况，而是仅基于自身装置的周边状况。因此，在设备场景的定义也仅基于自身装置的周边状况这方面与第一实施方式不同，但对于本领域技术人员来说，从上述说明能够理解仅基于自身装置的周边状况定义设备场景的方法。
图9是表示本实施方式中的通信参数的确定处理的例子的流程图。与第一实施方式中的处理（图6）相同，但不同之处在于：在步骤S701中取得的传感器信息仅仅是自身车辆的传感器信息。而且，在步骤S702中，仅基于自身装置的传感器信息（周边状况）确定设备场景。此后的处理与第一实施方式相同。
除上述说明之外的结构及处理内容与第一实施方式相同。
根据本实施方式，虽然相比第一实施方式，精度降低，但可以通过更简单的处理来确定与周边状况相适应的适当的通信参数。
（第三实施方式）
在上述第一及第二实施方式中，对应每种设备场景将通信参数和通信性能相关联地存储，并选择了在各设备场景中通信性能变好的通信参数。在本实施方式中，着眼于通信性能来定义设备场景。即，定义设备场景，使得在一个设备场景中，能够发挥最好的通信性能的通信参数是相同的。
以下，基于具体的例子进行说明。在此，为了简化，作为通信参数，仅考虑调制方式和包长度这两个。调制方式为BPSK、QPSK、16QAM这三种，包长度为100字节、1000字节这两种，将它们整体进行组合而假设六种组合。
作为车辆的传感器信息，利用信号接收电力、移动速度、通道模式这三种。通道模式指的是例如表示市区、郊区、乡下中的任一种或高速公路、国道、一般道路中的任一种等。另外，在此考虑一对一的通信，因此，针对信号收发侧双方都利用这些传感器信息。
接着，参照图10对基于如上所述的传感器信息和通信参数来生成历史数据库5的处理（学习处理）进行说明。在此，对并非实际测量而是采用模拟的例子进行说明，但通过实际测量也能够进行同样的处理。
首先，假设任意的状况（S501）。即，对于进行通信的车辆双方，确定信号接收电力、移动速度、通道模式。接着，在该状况下，通过通信模拟器来计算在采用了能够采用的通信参数（上述六种）的情况下的通信性能（S502）。另外，通信性能可以采用与第一实施方式中所示的通信性能相同的通信性能。另外，通信模拟器可以使用现有的任意的通信模拟器。接着，确定在步骤S501中已假设的状况下提供最好的通信性能的通信参数（S503）。从上述步骤S501到S503的处理与所假设的状况的数量相应地反复执行。
接着，将通过上述处理得到的数据作为训练数据，并通过机械学习处理而生成用于判断在所给出的任意状况的情况下哪个通信参数最优的分类器（S504）。即，将通信参数的组合作为一个类别，生成如下的多类别分类器：着眼于带来最好的通信性能的通信参数，将状况分类为6个类别。这种分类器的生成自身通过现有的记述能够实现，例如可以采用神经网络、SVM（支持向量机）、贝叶斯滤波、决策树等方法。
图11是表示通过机械学习而生成的决策树的例子的图。图中，用实线的方框包围的部分表示自身车辆的状况，用虚线的方框包围的部分表示通信对方车辆的状况。
即便如本实施方式那样构成，也可以根据自身车辆及通信对方车辆的状况来确定适当的通信参数。
另外，对于在此已说明的例子而言，根据自身车辆及通信对方车辆的状况选择一个最优的通信参数。在这方面与根据状况求出适当的通信参数的候补并从中根据应用要求来确定一个通信参数的第一实施方式不同。但是，通过将本实施方式变形，也可以构成与第一实施方式相同的结构。即，将多个优选的（也可以是一个）通信参数的组合作为一个类别，与上述同样地生成多类别分类器，从而与第一实施方式同样地，可以根据状况确定通信参数的候补并根据应用要求从中选择实际所使用的通信参数。
在此，使用通信模拟器求出在各状况下使用各通信参数进行了通信时的通信性能，但很明显也可以在实际环境中使用各种通信参数测定通信性能并生成同样的分类器。
另外，对于在此已说明的例子而言，基于自身装置的周边状况和通信对方的周边状况来确定设备场景，但在本实施方式中也可以仅基于自身装置的周边状况来确定设备场景。
附图标记说明
1 无线通信装置
2 传感器
3 传感器信息收集部
4 地图信息存储部
5 历史数据库
6 设备场景确定部
7 通信参数候补确定部
8 应用程序
9 通信控制部
10 无线通信部
11 历史数据收发部
12 其他车辆信息收集部

Claims (5)

1.一种无线通信装置，搭载于车辆，并且能够根据周边状况变更所要利用的通信参数，其特征在于，具有：
学习数据库，所述学习数据库将在第一无线通信装置及第二无线通信装置之间使用规定的通信参数进行通信的情况下的、搭载于第一车辆的第一无线通信装置的第一周边状况、搭载于第二车辆的第二无线通信装置的第二周边状况、所述通信参数以及该通信中的通信性能相关联地存储；
多个传感器；
周边状况确定部件，所述周边状况确定部件根据从所述多个传感器得到的信息，确定自身装置的自身周边状况；
通信对方周边状况取得部件，所述通信对方周边状况取得部件从通信对方的无线通信装置取得对方周边状况；
通信参数确定部件，所述通信参数确定部件参照所述学习数据库，确定在自身装置的自身周边状况以及通信对方的对方周边状况下适当的通信参数；以及
无线通信部件，所述无线通信部件使用由所述通信参数确定部件确定的通信参数进行通信，
所述自身周边状况包含自身车辆的速度、自身车辆的加速度、自身车辆周边的车辆台数中的至少任一个，
所述对方周边状况包含通信对方的速度、通信对方的加速度、通信对方周边的车辆台数中的至少任一个，
所述通信参数确定部件参照所述学习数据库，确定在自身装置的自身周边状况以及通信对方的对方周边状况下适当的通信参数的候补，并基于通信所要求的要件，从所述候补中确定用于通信的通信参数，
所述通信参数确定部件针对传输层、网络层、数据链层及物理层中的每一个，确定与一个或多个通信参数相关的候补。
2.如权利要求1所述的无线通信装置，其特征在于，
所述无线通信装置还具有：
历史信息存储部件，所述历史信息存储部件将由所述无线通信部件已进行的通信的通信参数及通信性能与当前的自身装置及通信对方的周边状况相关联地存储为历史信息；
历史信息发送部件，所述历史信息发送部件将所述历史信息存储部件所存储的历史信息发送到服务器装置；以及
历史信息通信部件，所述历史信息通信部件接收所述服务器装置所积存的历史信息。
3.如权利要求1所述的无线通信装置，其特征在于，
所述自身周边状况包含自身车辆的位置、自身车辆的速度以及自身车辆周边的车辆台数。
4.如权利要求1所述的无线通信装置，其特征在于，
所述通信参数确定部件进而参照所述学习数据库并基于自身周边状况以及自身装置与通信对方的通信性能，来确定通信参数。
5.一种无线通信方法，能够根据周边状况变更所要利用的通信参数，其特征在于，包括：
周边状况确定步骤，在所述周边状况确定步骤中，根据从多个传感器得到的信息，确定自身装置的自身周边状况；
通信对方周边状况取得步骤，在所述通信对方周边状况取得步骤中，从通信对方的无线通信装置取得对方周边状况；
通信参数确定步骤，在所述通信参数确定步骤中，参照学习数据库，确定在自身装置的自身周边状况以及通信对方的对方周边状况下适当的通信参数，所述学习数据库将在第一无线通信装置及第二无线通信装置之间使用规定的通信参数进行通信的情况下的、搭载于第一车辆的第一无线通信装置的第一周边状况、搭载于第二车辆的第二无线通信装置的第二周边状况、所述通信参数以及该通信中的通信性能相关联地存储；以及
无线通信步骤，在所述无线通信步骤中，使用在所述通信参数确定步骤中所确定的通信参数进行通信，
所述自身周边状况包含自身车辆的速度、自身车辆的加速度、自身车辆周边的车辆台数中的至少任一个，
所述对方周边状况包含通信对方的速度、通信对方的加速度、通信对方周边的车辆台数中的至少任一个，
所述通信参数确定步骤包括：参照所述学习数据库，确定在自身装置的自身周边状况以及通信对方的对方周边状况下适当的通信参数的候补，并基于通信所要求的要件，从所述候补中确定用于通信的通信参数，针对传输层、网络层、数据链层及物理层中的每一个，确定与一个或多个通信参数相关的候补。
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