JP2014044639A - 通信制御システム - Google Patents

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Abstract

【課題】基地局の切り替え時の安全性を確保できる通信制御システムを提供する。
【解決手段】通信制御システム１は、車両制御に必要なリアルタイム情報を配信するサーバ５から、複数の基地局３のうち自車両が在圏している無線セルの少なくとも一部をカバーする１つの基地局３を介して、そのリアルタイム情報を受信する通信装置１０と、通信装置１０によって受信したリアルタイム情報に基づき、自車両における車両制御を行う制御装置２０とを備える。そして、通信装置１０が、自車両の移動中に無線通信に使用する基地局３を切り替えるまでの残り時間を推定し、制御装置２０が、通信装置１０によって推定された残り時間内に、車両制御におけるサービスレベルを低下させる。これにより、サービスレベルの低下分を運転者の判断または操作によって補完させることで、情報のリアルタイム性の失陥が車両制御（ひいては運転者）に与える影響を抑制する。
【選択図】図１

Description

本発明は、基地局を介して送られてくる情報に基づいて車両制御を行う通信制御システムに関する。
近年、セルラー無線技術は、ＬＴＥ（Long Term Evolution）と呼ばれる通信規格に代表されるように、通信速度が向上することにより、伝送遅延の低減化（すなわち、低遅延化）が進行している。
このため、車両におけるテレマティックスアプリケーションへのセルラー無線技術の適用は、従来、ＷＥＢサービスや盗難車両追跡、リモートエンジンスタート等、厳密なリアルタイム性が不要な制御に限られていたのに対し、今後、厳密なリアルタイム性の必要な情報を使用する車両制御への展開が期待されている。
このような車両制御を行う通信制御システムとしては、例えば、走行中の道路形状やその道路における車両（自車両および他車両）の挙動、交差点付近の対向車の有無等を示す情報を、基地局を介して受信し、これらの情報を用いて行う自車両の走行支援制御や、走行支援制御による自車両の挙動を示す情報を外部にフィードバックしたりするものが考えられている。
ここで、自車両と通信する基地局を移動中に切り替える際に、受信情報の欠落の防止を目的として、フレームを拡張し、順序を意味する情報を付加して送受することで、送信できなかった上りフレームを特定し、ある基地局から自車両の移動方向に存在する別の基地局に対して、当該フレームを転送し、当該別の基地局でフレームのロストを検知し、自車両に対してロストしたフレームの再送を要求するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−３２８５００号公報
しかしながら、従来提案型のシステムでは、仮に受信情報の欠落を防止できたとしても、情報のリアルタイム性が失陥してしまい、このような場合に何ら対策が施されていないことから、例えば走行支援制御における安全性が損なわれることにより、ユーザに危険が及んでしまう可能性が考えられるという問題がある。
本発明は、上記問題点を解決するために、基地局の切り替え時の安全性を確保できる通信制御システムの提供を目的とする。
上記目的を達成するためになされた本発明は、車両制御に必要なリアルタイム情報を配信する情報配信装置から、複数の基地局のうち自車両が在圏している無線セルの少なくとも一部をカバーする１つの基地局を介して、該リアルタイム情報を受信する通信装置と、通信装置によって受信したリアルタイム情報に基づき、自車両における車両制御を行う制御装置とを備える通信制御システムである。
本発明の通信制御システムにおいて、通信装置が、自車両の移動中に通信する基地局を切り替えるまでの残り時間の指標を表す予測情報を生成し、制御装置が、通信装置によって生成された予測情報が示す残り時間内に、車両制御において自車両の運転者が行う運転判断または運転操作の少なくとも一方を支援するレベルとしてのサービスレベルを低下させることを特徴とする。
このような特徴を有する本発明によれば、自車両と通信する基地局を移動中に切り替える際に、情報のリアルタイム性が失陥する可能性があることを鑑みて、車両制御において運転判断または運転操作を支援するレベルを前もって落としておくことにより、ユーザの当該システムへの依存度を一時的に下げさせる。その結果、サービスレベルの低下分をユーザに補完させることに繋がることになる。よって、情報のリアルタイム性の失陥が車両制御（ひいてはユーザ）に影響を与えることを防止できることから、基地局の切り替え時の安全性を確保することができる。
第１実施形態の通信制御システムの構成を示す構成図である。 走行支援制御の一例を示す説明図である。 通信装置が行うハンドオーバー判定処理の一例を示すフローチャートである。 （ａ）は、在圏基地局からの受信信号のＳＮ比の変動を例示するグラフであり、（ｂ）は、ＳＮ比差分の変動を例示するグラフである。 在圏基地局からの受信信号のＳＮ比の変動を例示する第２のグラフである。 第１実施形態の通信制御システムの動作例を示すチャート図である。 第２実施形態の通信制御システムの構成を示す構成図である。 ＲＡＴ間情報の具体例を示す説明図である。 通信装置が行う伝達周期設定処理の一例を示すフローチャートである。 第２実施形態の通信制御システムの動作例を示すチャート図である。
以下に、本発明の第１実施形態を図面と共に説明する。
＜第１実施形態＞
第１実施形態の通信制御システム１は、車両に搭載されるシステムであって、図１に示すように、ＩＴＳ（Intelligent Transport system）を統合するサーバ５との間で基地局３を介して無線通信を行う通信装置１０と、通信装置１０によって受信した各種情報に基づいて車両における各種制御を行う制御装置２０とを備えて構成される。
サーバ５は、インターネット網７に接続されており、例えば、路側に設置された複数の路側機（図示せず）から、現在の道路上における車両の挙動や、交差点付近の対向車の有無等を特定可能なリアルタイム映像情報を受信したり、その受信情報に基づいて車両の現在位置を示すリアルタイム位置情報を生成したりすることが可能になっている。
また、サーバ５は、通信制御システム１が搭載された車両（以下「対象車両」という）の通信装置１０から、その対象車両の挙動を示す挙動情報や、その対象車両がＧＰＳ（Global Positioning System）を利用して生成した位置情報を受信したり、その受信情報に基づいて例えばその対象車両の現在位置を、例えばリアルタイム位置情報に基づいて補正した車両制御用の補正情報を生成したりする。なお、これらの情報のうち、挙動情報は、その対象車両の運転者の認知・判断・操作のミス等を解析することにも利用され得る。
そして、サーバ５は、その対象車両が在圏している無線セル（以下「在圏セル」という）内で通信装置１０が無線通信に使用中の基地局３を介して、上記のリアルタイム映像情報や補正情報など（以下「リアルタイム情報」と総称する）を通信装置１０に送信するように構成されている。
基地局３は、各運営会社の通信サービスエリア内に多数設置されており、基地局３のカバーする無線セルに在圏している通信装置１０と無線通信を行うとともに、インターネット網７に接続されたサーバ５と有線または無線による通信を行う。また、基地局３毎に割り当てられた基地局ＩＤ、中心周波数ＩＤ、および無線方式ＩＤなどが含まれる無線信号を、基地局３のカバーする無線セルに常時ブロードキャストするように構成されている。
通信装置１０は、アンテナ１１を介してサーバ５との間で無線通信を行う送受信部１２と、送受信部１２によって送受信される信号をアナログ／デジタル変換するベースバンド部（以下「ＢＢ部」と略す）１４と、送受信部１２およびＢＢ部１４を制御する通信制御部１５と、対象車両の移動に伴い無線通信に使用する基地局３の切り替え（以下「ハンドオーバー」という）の実施可否を判定するハンドオーバー判定部１６とを備えて構成される。
送受信部１２は、アンテナ１１から受信した受信ＲＦ信号をＢＢ部１４で処理可能な周波数へ変換したり、ＢＢ部１４から受信したデータをＲＦ信号に変換し送信する。例えば、送受信部１２は、受信部と送信部とで構成され、受信部は、受信中心周波数をＢＢ部１４で受信可能な中間周波数へダウンコンバートしたり、ノイズを抑制するためＳＡＷフィルタ等でフィルタリングが施される。また、アンテナ１１が受信した送受信電力を測定する。送信部は、ＢＢ部１４で生成された送信データを、無線送信するために送信中心周波数へのアップコンバートを行い、送信周波数帯域に帯域制限後、ＰＡ（Power Amp：電力増幅器）により所定の送信電力に増幅し送信する。
ＢＢ部１４は、セルラー無線方式で予め規定された変復調や、通信接続を維持するための制御を実施する。例えば、ＢＢ部１４は、受信部と送信部とで構成され、受信部は、送受信部１２で復調された受信信号をＡ／Ｄ変換器でデジタルデータとして取り込み復調する。そこで、無線プロトコルやフォーマットで規定された各種受信データ（無線制御データやユーザー通信データ）へ変換する。また、信号の補足、追従制御や信号レベルやノイズレベルを計測し、電力制御を実施する。送信部は、通信制御部１５で生成された送信データ（無線制御データやユーザー通信データ）を規定された方式で復調し、Ｄ／Ａ変換して送受信部１２へ送信する。
通信制御部１５は、制御装置２０から入力される各種の要求に基づいて、無線通信を行うために予め規定された無線プロトコルに従って送信するためのデジタルデータを生成したり、ＢＢ部１４から入力されるデジタルデータから、車両制御に使用されるデータ（リアルタイム情報）を取り出して制御装置２０に供給したりする。
また、通信制御部１５は、ＢＢ部１４から入力されるデジタルデータから、基地局ＩＤ、中心周波数ＩＤ、および無線方式ＩＤといった基地局データ、前述の信号レベルおよびノイズレベルを示すレベルデータを取り出してハンドオーバー判定部１６に供給したり、ハンドオーバー判定部１６から通知されるハンドオーバーの要否に従い、ハンドオーバー制御を実施したり、無線通信時に中心周波数ＩＤが示す値（すなわち中心周波数）を送受信部１２に使用させたりする。なお、第１実施形態の通信規則には、周知のＬＴＥが採用されている。
ハンドオーバー判定部１６は、通信制御部１５から入力される基地局データおよびレベルデータに基づいて、無線通信に使用する基地局３を切り替えるタイミングを推定し、その切替タイミングの指標となる情報（以下「ハンドオーバー予測情報」という）を制御装置２０に出力する。
制御装置２０は、通信制御部１５から入力されるリアルタイム情報（リアルタイム映像情報や補正情報）に基づいて、対象車両における走行支援制御を実施する。ここでいう走行支援制御とは、エンジンやブレーキ、ステアリングといった駆動系装置の制御（駆動制御）に限るものではなく、各種情報を運転者に通知するための制御も含め、運転者が行う運転判断または運転操作を支援する制御全般を指す。例えば、位置情報（補正情報）および道路情報に基づいて対象車両が自律的に走行するように駆動制御を行ったり、リアルタイム映像情報に基づいて交差点右折衝突回避や対向車接近などを運転者に通知したり、リアルタイム映像情報をディスプレイ（図示せず）に表示したりする。
また、走行支援制御は、対象車両の運転者が行う運転判断または運転操作を支援するレベルとして、複数のサービスレベルが用意されている。なお、制御装置２０は、サービスレベルに応じて異なる制御を実施する。
例えば、制御装置２０が、走行支援制御として、図２に示すように、曲率半径Ｒのカーブの走行に対し、カーブに進入する旨を運転者に警告する制御、およびカーブ進入時に適切に減速して、カーブ脱出時に適切に加速する駆動制御を行う場合について説明する。なお、補正情報は、上記制御を実施する際に対象車両の現在位置精度を高めるために用いられる。
サービスレベルが最も高いレベルＡ１では、全ての曲率半径Ｒのカーブに対し上記走行支援制御を実施し、サービスレベルが次に高いレベルＢ１では、所定の曲率半径Ｒ１以上のカーブ（つまり、緩やかなカーブのみ）に対し上記走行支援制御を実施する。また、サービルレベルが２番目に低いレベルＣ１では、上記走行支援制御のうち駆動制御を実施せずに、警告制御のみを実施し、サービスレベルが最も低いレベルＤ１では、上記走行支援制御を行わない。
ここで、制御装置２０は、ハンドオーバー判定部１６から入力されるハンドオーバー予測情報に基づいて、上記走行支援制御におけるサービスレベルをレベルＡ１からレベルＢ１またはレベルＣ１に低下させたり、レベルＡ１，Ｂ１，Ｃ１からレベルＤ１に低下させたりする。また、ハンドオーバーが成功裏に完了すると、再び上記走行支援制御におけるサービスレベルをレベルＢ１，Ｃ１，Ｄ１からレベルＡ１に上げるように構成されている。
なお、制御装置２０、通信制御部１５、およびハンドオーバー判定部１６はいずれも、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ等を有する周知のマイクロコンピュータを中心に構成されている。そして、ハンドオーバー判定部１６においては、ＣＰＵが、ＲＯＭに記憶されたプログラムに基づき、ＲＡＭを作業エリアとし、以下のハンドオーバー判定処理を実行するように構成されている。
＜ハンドオーバー判定処理＞
ここで、ハンドオーバー判定部１６（ＣＰＵ）が行う処理（ハンドオーバー判定処理）を、図３に示すフローチャートに沿って詳しく説明する。なお、本処理は、例えば対象車両のイグニッションスイッチ（ＩＧスイッチ）がオンにされた状態で走行支援制御を実施するための制御スイッチがオンにされると開始し、制御スイッチがオフにされるか、あるいはＩＧスイッチがオフにされるまで繰り返し実行される。
まず、本処理が開始されると、Ｓ１１０では、ＣＰＵが、通信制御部１５から入力される基地局データ（基地局ＩＤ）およびレベルデータに基づいて、対象車両が在圏している無線セル（在圏セル）の中心に配置された無線通信に使用中の基地局（以下「在圏基地局」という）からの受信信号のＳＮ比（Signal to Noise ratio）を測定する。また、複数の基地局データ（基地局ＩＤ）を受信している場合には、各受信信号に対応する信号レベルデータに基づいて、在圏セルの一部を共有する隣側の無線セル（以下「隣接セル」という）をカバーする基地局（以下「隣接基地局」という）からの受信信号のＳＮ比を測定する。
続くＳ１２０では、図４（ａ）に示すように、Ｓ１１０にて測定した在圏基地局からの受信信号のＳＮ比（以下「在圏ＳＮ比」という）の変動値に基づいて、所定の計測区間ＴHOM内の在圏ＳＮ比の傾きαを算出し、その算出した在圏ＳＮ比が低下する傾きαに基づいて、現時点の在圏ＳＮ比βが所定の在圏セル可能レベルＳＮminに到達するまでの時間（以下「品質低下到達時間」という）Ｔminを、次式（１）により算出（推定）する。ここで、在圏セル可能レベル（Level#ac）は、予め設定された最低受信品質を示すレベルであり、これより品質が悪化すると無線通信が維持できないレベルである。
Ｔmin＝（ＳＮmin−β）／α ・・・（１）
なお、図５に示すように、計測区間ＴHOM内の在圏ＳＮ比の変動値が、所定の変動閾値以下である場合には、上式（１）による品質低下到達時間Ｔminの推定を行わないものとする。
また、Ｓ１１０にて隣接基地局からの受信信号のＳＮ比（以下「隣接ＳＮ比」という）を測定した場合には、同様に、計測区間ＴHOM内の隣接ＳＮ比の傾きを算出しておき、図４（ｂ）に示すように、隣接ＳＮ比と在圏ＳＮ比との差分を表すＳＮ比差分を算出すると同時に、計測区間ＴHOM内のＳＮ比差分の傾きを算出する。そして、その算出したＳＮ比差分の傾きに基づいて、現時点からＳＮ比差分が所定の希望ハンドオーバー開始レベルに到達するまでの時間（以下「希望開始到達時間」という）を推定する。ここで、希望ハンドオーバー開始レベルは、隣接基地局を無線通信に使用する場合の受信品質が現接続の受信品質よりも予め設定されたオフセット値分よいことを示すレベルである。
続くＳ１３０では、Ｓ１２０にて推定した品質低下到達時間および希望開始到達時間の少なくとも１つを表す情報（以下「ハンドオーバー予測情報」という）を制御装置２０に出力する。なお、第１実施形態のハンドオーバー予測情報は、タイマ（図示せず）を用いて計測された所定の伝達周期ＴHOP毎に通信装置１０から制御装置２０に出力される（図６参照）。また、制御装置２０は、通信装置１０から入力されるハンドオーバー予測情報に基づき、ハンドオーバーなしでサーバ５からリアルタイム情報を受信可能か否か判断することが可能となり、ハンドオーバーすべきときが近いと判断した場合、ハンドオーバー予測情報が示す残り時間（品質低下到達時間および希望開始到達時間の少なくとも１つ）内に走行支援制御におけるサービスレベルを低下させる。
続くＳ１４０では、Ｓ１２０にて推定した品質低下到達時間および希望開始到達時間、ならびに在圏ＳＮ比およびＳＮ比差分に基づいて、ハンドオーバーを開始するか否かを判定する。例えば、品質低下到達時間および希望開始到達時間の残り時間が少なくなったときであっても、在圏ＳＮ比が在圏セル可能レベルよりも十分に大きい場合や、ＳＮ比差分が希望ハンドオーバー開始レベルよりも十分に小さい場合には、ハンドオーバーを実施しないと判定する。ここで、ハンドオーバーを開始すると判定した場合にはＳ１５０に移行し、ハンドオーバーを実施しないと判定した場合にはＳ１１０に戻る。
Ｓ１５０では、ハンドオーバーの開始の承認を得るための要求（以下「ハンドオーバー開始要求」という）を制御装置２０に出力する（図６参照）。なお、制御装置２０は、通信装置１０からハンドオーバー開始要求を受け取ると、例えば対象車両のカーブ進入中に伴う一連の駆動制御を実行している最中である場合には、ハンドオーバーの開始タイミングを遅延させるための要求（以下「ハンドオーバー開始遅延要求」という）を通信装置１０に出力する（図６参照）。また、それ以外の場合には、ハンドオーバー開始要求に対してハンドオーバーの開始を承認する応答（以下「ハンドオーバー要求応答」という）を通信装置１０に出力する。
続くＳ１６０では、制御装置１０からハンドオーバー要求応答を受け取ったか否かを判断し、ここで肯定判断した場合にはＳ１７０に移行し、否定判断した場合、換言すればハンドオーバー開始遅延要求を受け取った場合にはＳ１８０に移行する。
Ｓ１７０では、無線通信に使用する基地局３を在圏基地局から隣接基地局に切り替える周知のハンドオーバーを行うための処理（ハンドオーバー処理）を開始し、Ｓ１１０に戻る。
一方、Ｓ１８０では、ハンドオーバー処理の開始を保留し、Ｓ１９０に移行する。なお、ハンドオーバー処理の開始を保留している間は、前述のハンドオーバー予測情報を制御装置２０に出力し続ける（図６参照）。
Ｓ１９０では、在圏ＳＮ比が前述の在圏セル可能レベル（Level#ac）以下であるか否かを判断し、ここで在圏ＳＮ比がLevel#acを上回ると判断した場合には、Ｓ１８０に戻ることにより待機し、在圏ＳＮ比がLevel#ac以下であると判断した場合には、Ｓ１９５に移行する。
Ｓ１９５では、制御装置１０からハンドオーバー要求応答を受け取っていない場合であっても、強制的にハンドオーバー処理を開始し、Ｓ１１０に戻る。
＜効果＞
以上説明した通り、第１実施形態の通信制御システム１は、対象車両の制御に必要なリアルタイム情報を配信する情報配信装置としてのサーバ５から、複数の基地局３のうち対象車両が在圏している無線セルの少なくとも一部をカバーする１つの基地局３を介して、そのリアルタイム情報を受信する通信装置１０と、通信装置１０によって受信したリアルタイム情報に基づき、対象車両における走行支援制御を行う制御装置２０とを備える。
そして、走行支援制御は、対象車両の運転者が行う運転判断または運転操作を支援するレベルとして複数のサービスレベルが用意されており、通信装置１０が、対象車両の移動中に無線通信に使用する基地局３を切り替えるまでの残り時間を推定し、制御装置２０が、通信装置１０によって推定された残り時間内に、走行支援制御におけるサービスレベルを低下させている。
このように構成された通信制御システム１によれば、ハンドオーバーを実施する際に、情報のリアルタイム性が失陥する可能性があることを鑑みて、走行支援制御において運転判断または運転操作を支援するレベルを事前に落としておくことにより、運転者に当該システム１への依存度を一時的に下げさせる。
これにより、サービスレベルの低下分を運転者の判断または操作によって補完させることで、情報のリアルタイム性の失陥が走行支援制御（ひいては運転者）に与える影響を抑制し、その結果、ハンドオーバー時の安全性を確保することができる。
また、通信制御システム１では、通信装置１０が、在圏基地局からの受信信号のＳＮ比の変動に基づき、現接続を維持した場合の品質低下到達時間（残り時間）を推定している。
このような構成によれば、制御装置２０が、受信信号のＳＮ比が悪化する前にハンドオーバー開始タイミングを予測することが可能となるため、基地局３の切り替えなしに現接続を維持可能な時間における対象車両の走行環境に応じた適切なタイミングで、走行支援制御におけるサービスレベルを低下させることができる。
また、通信制御システム１では、通信装置１０が、隣接基地局からの受信信号のＳＮ比と在圏基地局からの受信信号のＳＮ比との差分を表すＳＮ比差分に基づき、希望開始到達時間（残り時間）を推定している。
このような構成によれば、制御装置２０が、受信信号のＳＮ比が悪化する前であれば、ハンドオーバーの実施によって受信信号のＳＮ比を飛躍的に向上させることが可能なタイミングまで現接続を維持させることができるため、なるべく走行支援制御におけるサービスレベルを低下させずに済ませることが可能となる。
また、通信制御システム１では、通信装置１０が、ハンドオーバー開始要求を出力するとともに、ハンドオーバー要求応答を制御装置２０から入力した場合に、ハンドオーバーを実施している。
このような構成によれば、制御装置２０が、ハンドオーバーの実施なしに現接続を維持可能な時間（以下「在圏セル滞在可能予測時間」という）における対象車両の制御状態に応じた適切なタイミングで、基地局３を切り替えることができるため、ハンドオーバーの実施時の安全性をより向上させることができる。
また、通信制御システム１では、制御装置２０が、走行支援制御として対象車両の駆動制御を実行中に、ハンドオーバー開始要求を通信装置１０から入力した場合に、ハンドオーバー開始遅延要求を出力し、通信装置１０が、制御装置２０からこの要求を入力すると、ハンドオーバー開始処理を保留する。
このような構成によれば、現接続を在圏セル滞在可能予測時間内で延長することができるため、対象車両における一連の駆動制御中に通信の遮断を防止することが可能となり、ひいては、ハンドオーバーの実施が車両制御に与える影響を抑制することができる。
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態を図面と共に説明する。なお、第２実施形態では、第１実施形態と異なる部分を説明し、第１実施形態と共通する部分については同一の用語および符号などを用いてその説明を省略する。
第１実施形態の通信規則は、ＬＴＥのみが採用されていたのに対し、第２実施形態の通信規則は、ＬＴＥ（いわゆる３．９Ｇ）とＩＴＵ（International Telecommunication Union）が定める次世代のＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ（いわゆる４Ｇ）とが併用されている。
このため、第２実施形態の通信制御システム１は、図７に示すように、少なくとも２つの通信装置１０を備えている。なお、通信装置１０のうち、第１通信装置１０ａは、３．９Ｇの通信規則に従って無線通信を行い、第２通信装置１０ｂは、４Ｇの通信規則に従って無線通信を行う。そして、ハンドオーバーの実施に伴い使用する通信規則（無線方式）を変更する毎に、第１通信装置１０ａおよび第２通信装置１０ｂのうち、該当する方の通信制御部１５が制御データを制御装置２０に供給するようになっている。
また、第１通信装置１０ａのハンドオーバー判定部１６と第２通信装置１０ｂのハンドオーバー判定部１６との間では、基地局データ、およびハンドオーバー判定処理で生成されるハンドオーバー予測情報と、算出される在圏ＳＮ比または隣接ＳＮ比を含む情報（以下「ＲＡＴ間情報」という）の入出力が行われる。
そして、第１通信装置１０ａのハンドオーバー判定部１６は、自装置のアンテナ１１を介して受信した情報に基づいてハンドオーバー判定処理を実施することに加えて、第２通信装置１０ｂから入力されたＲＡＴ間情報を用いて、ハンドオーバー判定処理におけるＳ１３０〜Ｓ１９５の処理を実施するように構成されている。なお、第２通信装置１０ｂのハンドオーバー判定部１６は、Ｓ１１０およびＳ１２０の処理の実施によってＲＡＴ間情報を生成し、第１通信装置１０ａのハンドオーバー判定部１６に出力する。
ここで、ＲＡＴ間情報は、例えば図８（ａ）に示すように、在圏セルにおける在圏基地局に関する情報（以下「在圏セル情報」という）として、基地局ＩＤ（Current Cell ID）、中心周波数ＩＤ（Frequency ID）、品質低下到達時間（Available camp on Time）、在圏ＳＮ比（Current SNR）、無線方式ＩＤ（RAT ID）が含まれている。
また、ＲＡＴ間情報は、例えば図８（ｂ）に示すように、隣接セルにおける隣接基地局に関する情報（以下「隣接セル情報」という）として、基地局ＩＤ（Current Cell ID）、中心周波数ＩＤ（Frequency ID）、希望開始到達時間（Desire HO Time）、隣接ＳＮ比（Current SNR）、無線方式ＩＤ（RAT ID）が含まれている。なお、隣接セル情報は、対象車両の現在位置をカバーする複数の隣接セルが存在する場合には、その数に応じた分だけ取得することができる。
また、隣接セル情報は、例えば図８（ｃ）に示すように、第２実施形態のように異なる無線方式を併用する場合には、希望開始到達時間（Desire HO Time）を無線方式の違いに応じて調整した時間（Desire RAT HO Time）に置き換えてもよい。
また、第１実施形態のハンドオーバー予測情報は、所定の伝達周期ＴHOP毎に通信装置１０から制御装置２０に出力されていたのに対し、第２実施形態のハンドオーバー予測情報は、対象車両の速度および走行環境の少なくとも１つに応じて可変設定された伝達周期ＴHOP毎に通信装置１０から制御装置２０に出力される。
このため、第２実施形態の通信制御システム１では、図７に示すように、対象車両の速度を検出する車速センサ２１と、対象車両の走行中の道路種別を識別可能な道路情報を含む地図情報を入力する地図情報入力器２２とが、第１通信装置１０ａに接続されている。
そして、第１通信装置１０ａのハンドオーバー判定部１６は、ハンドオーバー判定処理のＳ１３０でハンドオーバー予測情報を制御装置１０に出力する伝達周期ＴHOPを可変設定する以下の伝達周期設定処理を実施する。
＜伝達周期設定処理＞
ここで、ハンドオーバー判定部１６（ＣＰＵ）が実行する伝達周期設定処理を、図９に示すフローチャートに沿って詳しく説明する。なお、本処理は、ハンドオーバー判定処理のＳ１１０〜Ｓ１２０の実施、または第２通信装置１０ｂからＲＡＴ間情報を受信することにより、ハンドオーバー予測情報を生成し、制御装置２０へのハンドオーバー予測情報の出力毎に開始される。
まず、本処理が開始されると、図９に示すように、ＣＰＵが、車速センサ２１から対象車両の速度を表す車速情報を受信し（Ｓ２１０）、この車速情報に基づいて、以下のように伝達周期ＴHOPを設定する。まず、対象車両の速度がゼロである場合（Ｓ２２０；ＹＥＳ）、つまり対象車両が停車状態の場合、ハンドオーバーが発生する確率は非常に小さいため、伝達周期ＴHOPを６段階あるうちの最もその時間が長い周期「Statinary」に設定し（Ｓ３１０）、本処理を終了する。
一方、対象車両の速度がゼロではなく（Ｓ２２０；ＮＯ）、ゼロを上回り、且つ所定の閾値速度以下である場合（Ｓ２３０；ＹＥＳ）、つまり対象車両が低速走行状態の場合、ハンドオーバーが発生する確率は比較的小さいため、伝達周期ＴHOPを６段階あるうちの最もその時間が３番目に長い周期「ＬＳ」に設定し（Ｓ３２０）、Ｓ２５０に移行する。
また、対象車両の速度が閾値速度を上回る場合（Ｓ２４０；ＹＥＳ）、つまり対象車両が高速走行状態の場合、ハンドオーバーが発生する確率は比較的大きいため、伝達周期ＴHOPを６段階あるうちの最もその時間が最も短い周期「ＨＳ」に設定し（Ｓ３３０）、本処理を終了する。
次に、ＣＰＵが、地図情報入力器２２から道路情報を取得し（Ｓ２５０）、この道路情報に基づいて、以下のように伝達周期ＴHOPを調整する。まず、対象車両の走行中の道路種別が高速道路である場合（Ｓ２６０；ＹＥＳ）、ハンドオーバーが発生する確率が非常に上がるため、伝達周期ＴHOPを６段階あるうちの最もその時間が２番目に短い周期「ＨＶ」に設定し（Ｓ３４０）、本処理を終了する。
一方、対象車両の走行中の道路種別が高速道路ではなく（Ｓ２６０；ＮＯ）、都市部一般道である場合（Ｓ２７０；ＹＥＳ）、ハンドオーバーが発生する確率が比較的上がるため、伝達周期ＴHOPを６段階あるうちの最もその時間が３番目に短い周期「ＡＷ」に設定し（Ｓ３５０）、本処理を終了する。
また、対象車両の走行中の道路種別が都市部一般道でもなく（Ｓ２７０；ＮＯ）、郊外一般道である場合（Ｓ２８０；ＹＥＳ）、ハンドオーバーが発生する確率が小さくなるため、伝達周期ＴHOPを６段階あるうちの最もその時間が２番目に長い周期「ＲＷ」に設定し（Ｓ３５０）、本処理を終了する。
以上、第２実施形態において、伝達周期ＴHOPは、「Statinary」＞「ＲＷ」＞「ＬＳ」＞「ＡＷ」＞「ＨＶ」＞「ＨＳ」の関係となるが、これに限るものではなく、少なくとも「Statinary」＞「ＬＳ」＞「ＨＳ」、および「ＲＷ」＞「ＡＷ」＞「ＨＶ」を満たす範囲において、適宜変更され得るものである。
＜動作例＞
このように構成された第２実施形態の通信制御システム１では、伝達周期設定処理によって設定された伝達周期ＴHOPでハンドオーバー予測情報が、第１通信装置１０ａから制御装置２０に出力される。
また、図１０に示すように、制御装置２０は、第１通信装置１０ａから入力されるハンドオーバー予測情報が示す残り時間（例えば、希望開始到達時間（Desire HO Time））が、所定の閾値時間（例えば、４０ｓｅｃ） を示すことをトリガとして、走行支援制御におけるサービスレベルを低下させる。
なお、第１実施形態と同様に、制御装置２０は、第１通信装置１０ａからハンドオーバー開始要求を入力したときに、一連の駆動制御の実施中には、ハンドオーバー開始遅延要求を第１通信装置１０ａに出力することにより、ハンドオーバー処理の開始を保留させる。
＜効果＞
以上説明した通り、第２実施形態の通信制御システム１では、通信装置１０が、品質低下到達時間および希望開始到達時間の少なくとも一方を示すハンドオーバー予測情報を予め設定された伝達周期ＴHOP毎に出力し、制御装置２０が、通信装置１０から入力したハンドオーバー予測情報に基づいて、残り時間が予め設定された閾値時間を示すことをトリガとして、走行支援制御におけるサービスレベルを低下させる。
このような構成によれば、走行支援制御におけるサービスレベルを低下させるタイミングが単純に決まるため、通信装置１０および制御装置２０の処理負担を軽減させることができる。
また、通信制御システム１では、通信装置１０が、対象車両の速度および走行環境の少なくとも１つに応じて、伝達周期ＴHOPを可変設定する。
このような構成によれば、例えば対象車両の速度が小さいときや市街地などを走行している場合には、対象車両の在圏セルから隣接セルへの移動時間も長くなることから、伝達周期ＴHOPを長く設定することにより、通信装置１０と制御装置２０との間での不要な情報の送受を抑制することができる。また例えば、対象車両の速度が大きいときや高速道路などを走行している場合には、対象車両の在圏セルから隣接セルへの移動時間も短くなることから、伝達周期ＴHOPを短く設定することにより、走行支援制御におけるサービスレベルを低下させるタイミングの逸失を抑制することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。
１…通信制御システム、３…基地局、５…サーバ、７…インターネット網、１０…通信装置、１０ａ…第１通信装置、１０ｂ…第２通信装置、１１…アンテナ、１２…送受信部、１４…ＢＢ部、１５…通信制御部、１６…ハンドオーバー判定部、２０…制御装置、２１…車速センサ、２２…地図情報入力器、ＴHOP…伝達周期。

Claims (7)

  1. 車両制御に必要なリアルタイム情報を配信する情報配信装置（５）から、複数の基地局のうち自車両が在圏している無線セルの少なくとも一部をカバーする１つの基地局（３）を介して、該リアルタイム情報を受信する通信装置（１０）と、
    前記通信装置によって受信したリアルタイム情報に基づき、前記自車両における前記車両制御を行う制御装置（２０）と、
    を備える通信制御システム（１）であって、
    前記通信装置は、前記自車両の移動中に通信する基地局を切り替えるタイミングまでの残り時間の指標を表す予測情報を生成し、
    前記制御装置は、前記通信装置によって生成された前記予測情報が示す残り時間内に、前記車両制御において前記自車両の運転者が行う運転判断および運転操作の少なくとも一方を支援するレベルとしてのサービスレベルを低下させることを特徴とする通信制御システム。
  2. 前記自車両が在圏している無線セルを在圏セル、該在圏セルにおいて前記通信装置が無線通信に使用中の前記１つの基地局を在圏基地局とし、
    前記通信装置は、前記在圏基地局からの受信信号のＳＮ比の変動に基づき、前記残り時間を推定することを特徴とする請求項１に記載の通信制御システム。
  3. 前記在圏セルの一部を共有する無線セルを隣接セル、該隣接セルをカバーする前記１つの基地局を隣接基地局とし、
    前記通信装置は、前記隣接基地局からの受信信号のＳＮ比と前記在圏基地局からの受信信号のＳＮ比との差分を表すＳＮ比差分に基づき、前記残り時間を推定することを特徴とする請求項２に記載の通信制御システム。
  4. 前記通信装置は、前記予測情報を予め設定された伝達周期（ＴHOP）毎に出力し、
    前記制御装置は、前記通信装置から入力した予測情報が示す残り時間が予め設定された閾値時間を示すことをトリガとして、前記車両制御におけるサービスレベルを低下させることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の通信制御システム。
  5. 前記通信装置は、前記自車両の速度および走行環境の少なくとも１つに応じて、前記伝達周期を可変設定することを特徴とする請求項４に記載の通信制御システム。
  6. 前記通信装置は、前記基地局を切り替えるための承認要求を出力するとともに、該承認要求に対する承認応答を前記制御装置から入力した場合に、前記基地局を切り替えることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の通信制御システム。
  7. 前記制御装置は、前記車両制御として前記自車両の駆動制御を実行中に、前記承認要求を前記通信装置から入力した場合に、前記基地局の切替開始タイミングを遅延させるための遅延要求を出力し、
    前記通信装置は、前記制御装置から前記遅延要求を入力すると、前記基地局の切り替えを保留することを特徴とする請求項６に記載の通信制御システム。
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