JP2019036922A - 通信制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より有利にデータを移送することができる通信制御装置を提供する。
【解決手段】無線通信装置３がデータを通信する通信位置または通信位置に応じて変動する通信状態に対して充足すべき要件である通信状態要件を含んでいる移送経路情報を探索する探索部１４０と、移動体が通信状態要件が充足されるまで移動することに関わるパラメータである移動パラメータと、通信状態要件が充足された無線通信装置３がデータを通信することに関わるパラメータである通信パラメータとに基づいて、データを無線通信装置３と目的装置との間で移送するためのコストである移送コストを算出するコスト算出部１５０と、複数の移送経路情報に対して算出した移送コストに基づいて、移送経路を定める移送経路情報を決定する経路決定部１６０と、無線通信装置３に、移送経路情報に含まれている通信状態要件が充足された状態でデータを通信させる通信制御部１７０とを備える。
【選択図】図２

Description

無線通信装置を制御する通信制御装置に関する。

特許文献１に開示されているコアネットワーク装置は、自装置のリソース利用率が所定の閾値よりも小さいときに、移動端末に通信を促す。

特許第５６９２３８４号公報

通信に関する種々の状況は、位置により異なる。通信に関する状況の一例としては、通信速度、通信料金などがある。移動端末が移動すると、通信に関する種々の状況が変化する。よって、移動端末は、通信を促されたときに通信することが有利とは限らない。

また、データを目的の装置に届けるまでの経路を全て無線とする必要もない。データを記憶した記憶媒体を移動装置で運ぶ経路を活用することも考えるべきである。本明細書では、データを無線通信により移動させること、および、データを記憶媒体に記憶させて移動させることを含む概念を移送とする。また、通信は、送信と受信とを含む概念である。

本開示は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、より有利にデータを移送することができる通信制御装置を提供することにある。

上記目的は独立請求項に記載の特徴の組み合わせにより達成され、また、下位請求項は更なる有利な具体例を規定する。特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、開示した技術的範囲を限定するものではない。

上記目的を達成するための１つの開示は、
移動体（２、２ａ）に搭載された無線通信装置（３、３ａ）を制御して無線通信装置と目的装置（９）との間でデータを移送する通信制御装置であって、
データを、無線通信装置と目的装置との間で移送する移送経路（Ｐａ）を定める情報であって、無線通信装置がデータを通信する通信位置または通信位置に応じて変動する通信状態に対して充足すべき要件である通信状態要件を含んでいる移送経路情報を探索する探索部（１４０）と、
探索部が複数の移送経路情報を探索した場合に、移動体が通信状態要件が充足されるまで移動することに関わるパラメータである移動パラメータと、無線通信装置がデータを通信することに関わるパラメータである通信パラメータとを決定し、移動パラメータと通信パラメータとに基づいて、データを無線通信装置と目的装置との間で移送するためのコストである移送コスト（Ｃｔ）を、複数の移送経路情報に対して算出するコスト算出部（１５０）と、
コスト算出部が複数の移送経路情報に対して算出した移送コストに基づいて、実際にデータを移送する移送経路を定める移送経路情報を決定する経路決定部（１６０）と、
無線通信装置に、経路決定部が決定した移送経路情報に含まれている通信状態要件が充足された状態でデータを通信させる通信制御部（１７０）とを備える。

この通信制御装置において、探索部は通信状態要件を含んでいる移送経路情報を探索する。よって、通信状態要件が異なる複数の移送経路を定める移送経路情報を探索することが可能になる。

そして、コスト算出部は、上記移送経路に対応して、通信状態要件が充足されるまで移動体が移動することに関わるパラメータである移動パラメータと、通信状態要件が充足された無線通信装置がデータを通信することに関わる通信パラメータの２種類のパラメータに基づいて移送コストを算出する。この移送コストに基づいて、実際にデータを移送する移送経路を定める移送経路情報を決定するので、より有利にデータを移送することができる。

車両２が狭域通信エリア６に向かって走行している状態を示す図である。 通信制御装置１００の構成を示す図である。 通信制御装置１００が実行する処理を示すフローチャートである。 狭域通信リンクＬｓでデータを送信する時間と、広域通信リンクＬｗでデータを送信する時間を対比して示す図である。 移送コスト算出関数ＦＣｓ、ＦＣｗを例示する図である。 第２実施形態において通信制御装置１００が実行する処理の一部を示すフローチャートである。 現在位置からの移動距離に対する利用可能帯域ＡＢの変動を例示する図である。 第３実施形態における通信制御装置１００の処理の概要を説明する図である。 第３実施形態において通信制御装置１００が周期的に実行する処理を示すフローチャートである。 図９のＳ２２の処理を実行する際の移動パラメータを示す図である。 第３実施形態において通信制御装置１００が実行する処理の一部を示すフローチャートである。 中継経路を経由する移送経路Ｐａと中継経路を経由しない移送経路Ｐａについての移動パラメータを対比可能に示す図である。 第４実施形態において車両２に搭載される要素を示すブロック図である。 第４実施形態における通信制御装置１００の処理の概要を説明する図である。 無人飛行装置２０の構成を示すブロック図である。 第４実施形態において通信制御装置１００が実行する処理の一部を示すフローチャートである。 ３つの移送経路Ｐａ１、Ｐａ２、Ｐａ３でデータを移送する時間を対比して示す図である。

＜第１実施形態＞
以下、実施形態を図面に基づいて説明する。図１に示す車両２は、通信制御装置１００と無線通信装置３を搭載している。図１に示す状態では、車両２は、広域無線通信が可能な広域通信エリア４に入っており、車両２の移動計画５は、狭域通信エリア６に車両２が近く入る計画になっている。車両２は移動体の一例である。

無線通信装置３は広域無線通信と狭域無線通信とが可能な通信装置である。広域無線通信は、ここでは、公衆通信回線網を利用する通信であるとする。広域無線通信では、たとえば、ＬＴＥの通信規格で通信を行う。広域通信エリア４は、基地局７との間で無線通信が可能なエリアである。この基地局７および基地局７を管理する管理装置などを備えたシステムが広域通信システムである。

移動計画５は、車両２の今後の位置を予測したものである。移動計画５は、経路案内中であれば、現在位置から目的地に向かう案内経路である。

狭域通信エリア６は、狭域無線通信が可能なエリアである。狭域無線通信は、ここでは、無線ＬＡＮ（たとえばＷｉＦｉ）によりアクセスポイント８と無線通信できるエリアとする。種々の場所に設置されたアクセスポイント８を介して狭域通信を行うシステムを狭域通信システムとする。

目的装置９は、無線通信装置３がデータの送信先としている装置である。目的装置９はたとえばサーバであり、無線通信装置３は車両２の走行中に取得した種々のデータ、たとえば、画像データを目的装置９に送信する。

目的装置９は、公衆通信回線網および基地局７を介した広域無線通信により広域通信エリア４に位置している無線通信装置３と通信ができる。また、目的装置９は、有線および無線の一方または両方により、アクセスポイント８を介して、狭域通信エリア６に位置している無線通信装置３と通信ができる。

［通信制御装置１００の構成］
図２に通信制御装置１００の構成を示す。車両２には、通信制御装置１００の他に、無線通信装置３、位置検出器１０などが搭載されている。

無線通信装置３は、広域通信部３１と狭域通信部３２とを備えている。広域通信部３１は、前述した広域無線通信が可能な通信部である。一方、狭域通信部３２は前述した狭域無線通信が可能な通信部である。

位置検出器１０は、現在位置を逐次検出する装置である。たとえば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）が備える航法衛星が送信する航法信号を受信するＧＮＳＳ受信機を備えている。このＧＮＳＳ受信機が受信した航法信号に基づいて現在位置を逐次検出する。

通信制御装置１００は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏ、およびこれらの構成を接続するバスラインなどを備えたコンピュータとして構成されている。ＲＯＭには、汎用的なコンピュータを通信制御装置１００として機能させるためのプログラムが格納されている。

なお、上述のプログラムは、非遷移的実体的記録媒体（non- transitory tangible storage medium）に格納されていればよく、その具体的な記憶媒体はＲＯＭに限らない。例えば上述のプログラムはフラッシュメモリに保存されていてもよい。ＣＰＵがこのプログラムを実行することは、プログラムに対応する方法が実行されることに相当する。

また、通信制御装置１００が備える機能の一部または全部は、一つあるいは複数のＩＣ等を用いて（換言すればハードウェアとして）実現してもよい。また、通信制御装置１００が備える機能の一部又は全部は、ＣＰＵによるソフトウェアの実行とハードウェア部材の組み合わせによって実現されてもよい。

通信制御装置１００は、キュー１１０、送信データ取得部１２０、通信リンク情報記憶部１３０、探索部１４０、コスト算出部１５０、経路決定部１６０、通信制御部１７０を備えている。

キュー１１０は、送信するデータを一時的に記憶する。キュー１１０はＲＡＭの一部領域により実現される。キュー１１０は、通信制御装置１００に入力されたデータを保持しておく入力キュー１１１と、無線通信装置３から送信する際に、送信される順番になるまでデータを保持しておく送信キュー１１２を備える。なお、入力キュー１１１はデータ保存部に相当する。

送信データ取得部１２０は、車両２に搭載された他の装置から、目的装置９に送信するデータを取得する。取得したデータは、キュー１１０の入力キュー１１１に保存される。

通信リンク情報記憶部１３０には、通信リンクＬを確立するための情報である通信リンク情報が記憶されている。通信リンク情報には、広域通信エリア４および狭域通信エリア６がどの範囲であるかを示す情報が含まれる。通信リンク情報は、外部サーバに接続して、逐次、更新することができる。

また、通信リンク情報には、通信リンクＬを確立して通信する際に必要になる通信料金Ｒを示す情報も含まれる。通信料金Ｒはデータ量に応じて変動する変動料金の場合と、データ量によらず一定料金の場合とがある。変動料金であるか一定料金であるかの区別と、変動料金である場合の単位データ量に対する料金単価も、通信リンク情報として、通信リンク情報記憶部１３０に記憶されている。

［通信制御装置１００が実行する処理］
探索部１４０、コスト算出部１５０、経路決定部１６０、通信制御部１７０が実行する処理は、図３に示すフローチャートを用いて説明する。図３に示す処理は、送信データ取得部１２０がデータを取得した場合に、通信制御装置１００が実行する。

ステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ１では、位置検出器１０から現在位置を取得する。Ｓ２では、移動計画５を決定する。移動計画５は、車両２で用いられているナビゲーション装置から案内経路が取得できるときは、その案内経路の現在位置以降の部分とする。案内経路を取得できないときは、車両２が現在走行している道路において車両２の現在位置を基準として車両の進行方向側の道路形状を移動計画５とすることができる。また、逐次、取得する現在位置により作成する軌跡を延長した線分を移動計画５としてもよい。

Ｓ３では、利用可能な通信リンクＬを利用する移送経路Ｐａを探索する。移送経路Ｐａは、データを目的装置９まで移送させる経路である。利用可能な通信リンクＬを決定するために、車両２がＳ２で決定した移動計画５にしたがって一定距離あるいは一定時間、走行する間の車両２の位置が含まれる広域通信エリア４および狭域通信エリア６を、通信リンク情報記憶部１３０に記憶されている通信リンク情報に基づいて探索する。

一定距離あるいは一定時間は、許容できる送信遅延時間をもとに予め設定する。図１の例の場合には、狭域通信エリア６で行う狭域無線通信の通信リンク（以下、狭域通信リンク）Ｌｓと、広域通信エリア４で行う広域無線通信の通信リンク（以下、広域通信リンク）Ｌｗが、利用可能な通信リンクＬである。

このようにして探索した広域通信エリア４および狭域通信エリア６と現在位置の関係から、データの送信開始位置を決定する。探索した通信エリアに車両２の現在位置が入っている場合には、送信開始位置は現在位置である。一方、現在位置が通信エリアに入っていない場合には、移動計画５と通信エリアの交点が送信開始位置である。この送信開始位置は、送信（すなわち通信）するために充足すべき通信位置の要件を定めており、通信状態要件に相当する。また、現在位置から目的装置９までデータを移送する経路全体に関する情報が移送経路情報である。

Ｓ４では、利用するためには現在位置から移動が必要な通信リンクＬについて、利用可能になるまでの時間を予測する。すなわち、その通信リンクＬが確立できる通信エリアに到達するまで到達時間を予測する。たとえば、図１の例では、狭域通信エリア６で確立できる狭域通信リンクＬｓは、移動が必要な通信リンクＬである。

通信リンクＬが確立できる通信エリアに到達するまでは、データを保存しておくことになる。したがって、到達時間は、データを保存しておく時間（以下、キャッシング時間ＤＣ）であると言える。

キャッシング時間ＤＣは、移動計画５に沿って移動した場合の現在位置から通信エリアに到達するまでの移動距離を、移動の間の速度で割ることで求める。移動の間の速度は、たとえば、これまでの平均速度や、現在位置から通信エリアに到達するまでの間に存在する他の車両の平均速度を用いる。

図４には、図１の例において、無線通信装置３が、狭域通信リンクＬｓを確立してデータを送信し終えるまでの時間と、広域通信リンクＬｗを確立してデータを送信し終えるまでの時間を対比して示している。この図４において、横軸は、各通信リンクＬの帯域の広さを示している。なお、帯域は、デジタル通信分野で広く用いられる意味と同様、データの通信速度を意味する。

図４の例では、狭域通信リンクＬｓの方が広域通信リンクＬｗよりも横幅が長い。これは、狭域通信リンクＬｓの方が広域通信リンクＬｗよりも帯域が広いことを示している。狭域通信リンクＬｓはキャッシング時間ＤＣが示されているが、広域通信リンクＬｗは現在でも確立できるのでキャッシング時間ＤＣはない。

Ｓ５では、Ｓ３で探索した通信リンクＬに対する伝送遅延時間ＤＴを推定する。伝送遅延時間ＤＴは、回線の種類により定まる時間、換言すれば通信システムの種類により定まる時間である。そのため、通信リンク情報として予め通信リンク情報記憶部１３０に記憶しておくことができる。また、このＳ５を実行するときに、サーバに接続して伝送遅延時間ＤＴを取得してもよい。図４には、狭域通信リンクＬｓの伝送遅延時間ＤＴ（Ｌｓ）と広域通信リンクＬｗの伝送遅延時間ＤＴ（Ｌｗ）も示している。

Ｓ６では、キューイング遅延時間ＤＱを推定する。キューイング遅延時間ＤＱは、現時点において、送信キュー１１２に書き込んだが未送信のデータと、新たに、入力キュー１１１から送信キュー１１２に書き込むことに決定したデータの合計データのサイズを、通信リンクＬの帯域で割った値である。

図４において、未送信のデータはＤａ１であり、新たに送信キュー１１２に書き込むデータはＤａ２である。同じデータＤａ１、Ｄａ２が送信キュー１１２に書き込まれても、狭域通信リンクＬｓは広域通信リンクＬｗよりも帯域が広いので、狭域通信リンクＬｓのキューイング遅延時間ＤＱ（Ｌｓ）は、広域通信リンクＬｗのキューイング遅延時間ＤＱ（Ｌｗ）よりも短い。

このキューイング遅延時間ＤＱが経過した時点でデータの送信が終了する。図４の例では、広域通信リンクＬｗは時刻ｔ１にデータの送信が終了し、狭域通信リンクＬｓは時刻ｔ２にデータの送信が終了する。

Ｓ７では、移送経路Ｐａごとに移送コストＣｔを算出する。移送コストＣｔは、目的装置９までデータを移送する際に必要になるコストである。データを移送する手段として、データを実体的な記憶媒体に保存してその記憶媒体を移動体で移動させる手段と、データを無体物である電波により送信する手段とがある。なお、本実施形態では、データを保存する記憶媒体はＲＡＭである。

データを移送する手段としてこれら２つの手段がある。よって、データを送信する送信位置まで車両２すなわち移動体が移動することに関わるパラメータである移動パラメータと、無線通信装置３が送信位置においてデータを送信することに関わるパラメータである通信パラメータをもとに、移送コストＣｔを算出する。

本実施形態での移動パラメータは、Ｓ４で予測したキャッシング時間ＤＣである。また、本実施形態の通信パラメータは、Ｓ５で推定した伝送遅延時間ＤＴと、Ｓ６で推定したキューイング遅延時間ＤＱ、および、通信リンクＬを確立してデータを送信する際に発生する通信料金Ｒである。

これらのパラメータから、たとえば、式１あるいは式２に例示する移送コスト算出関数ＦＣを用いて移送コストＣｔを算出する。なお、式１、式２におけるα、βは、任意の値に予め設定することができる係数である。
（式１） Ｃｔ＝ＦＣ（ＤＣ，ＤＴ，ＤＱ，Ｒ）＝α（ＤＣ＋ＤＴ＋ＤＱ）＋Ｒ
（式２） Ｃｔ＝ＦＣ（ＤＣ，ＤＴ，ＤＱ，Ｒ）＝β（ＤＣ＋ＤＴ＋ＤＱ）／Ｒ
式１、式２など、予め設定された移送コスト算出関数ＦＣに、通信リンクＬごとに定まるキャッシング時間ＤＣ、伝送遅延時間ＤＴ、キューイング遅延時間ＤＱ、通信料金Ｒを代入して、移送コストＣｔを算出する。

Ｓ８では、Ｓ７で算出した移送コストＣｔを比較して、最も低い移送コストＣｔとなる移送経路Ｐａを決定する。図５には、狭域通信リンクＬｓを用いてデータを移送する移送経路Ｐａの移送コストＣｔ（Ｌｓ）と、広域通信リンクＬｗを用いてデータを移送する移送経路Ｐａの移送コストＣｔ（Ｌｗ）を示している。なお、図５において、ＦＣｓは狭域通信リンクＬｓを用いる場合の移送コスト算出関数、ＦＣｗは、広域通信リンクＬｗを用いる場合の移送コスト算出関数であり、いずれも式１を採用している。時刻ｔ１、ｔ２は、それぞれ、図４に示した時刻ｔ１、ｔ２と同じ意味、すなわち、データの送信が終了する時刻である。

データの送信が終了する時刻は、狭域通信リンクＬｓを用いた方が遅くなる。しかし、広域通信リンクＬｗは通信料金Ｒが高い。そのため、移送コストＣｔは、狭域通信リンクＬｓの移送コストＣｔ（Ｌｓ）の方が低くなる。

Ｓ９では、Ｓ８で決定した移送経路Ｐａを、実際にデータを送信する移送経路Ｐａに決定する。さらに、決定した移送経路Ｐａでデータを送信する際の送信条件を決定し、入力キュー１１１に入っているデータを送信キュー１１２に書き込む。

狭域通信リンクＬｓでデータを送信する移送経路Ｐａは、現在位置から狭域通信エリア６に入るまではデータを入力キュー１１１に保持しておき、狭域通信エリア６でデータを無線送信し、アクセスポイント８を経由して目的装置９まで送信する経路である。この移送経路Ｐａでデータを送信することに決定した場合には、狭域通信エリア６に入っていることが送信条件である。

狭域通信エリア６に入ったことは、現在位置から判断してもよいし、アクセスポイント８が逐次送信するビーコンを受信したか否かで判断してもよい。なお、仮に広域通信リンクＬｗでデータを送信する移送経路Ｐａを決定している場合には、広域通信エリア４に入っていることが送信条件である。したがって、図１の状態であれば、即座にデータを送信することになる。

続くＳ１０では、送信条件を満たしたと判断した場合に、送信キュー１１２にデータを書き込んでデータを無線送信する。

なお、この図３に示す処理において、Ｓ１〜Ｓ３は探索部１４０が実行し、Ｓ４〜Ｓ７はコスト算出部１５０が実行し、Ｓ８、Ｓ９は経路決定部１６０が実行し、Ｓ１０は通信制御部１７０が実行する。

［第１実施形態のまとめ］
以上、説明した第１実施形態では、移送コストＣｔに基づいて、実際にデータを目的装置９まで移送する移送経路Ｐａを決定する。移送コストＣｔを算出する移送コスト算出関数ＦＣは、データ送信を実行することに関わるパラメータである通信パラメータだけでなく、データの送信開始位置まで車両２が移動することに関わるパラメータである移動パラメータも備えている。よって、本実施形態の通信制御装置１００は、データを即座に送信したほうがよいか、別の通信手段で通信可能になるまで保持しておいたほうがよいかを、データを保持しておくことにより発生するコストを考慮して決定することができる。

このように、通信に関わるコストだけでなく、移動に関わるコストも考慮した移送コストＣｔをもとにデータの移送経路Ｐａを決定する。よって、車両２の移動も考慮して、データを目的装置９まで移送可能な移送経路Ｐａのうちで最も有利な移送経路Ｐａを決定できる。よって、より有利にデータを移送することができる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態を説明する。この第２実施形態以下の説明において、それまでに使用した符号と同一番号の符号を有する要素は、特に言及する場合を除き、それ以前の実施形態における同一符号の要素と同一である。また、構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分については先に説明した実施形態を適用できる。

第２実施形態では、通信制御装置１００は、広域通信部３１を用いてデータ送信を行うが狭域通信部３２は用いない。たとえば、移動計画５に従う場合、許容できる送信遅延時間内に、狭域通信エリア６に入らないと予測される場合、データの送信に狭域通信部３２は用いないことになる。また、第２実施形態では、無線通信装置３が狭域通信部３２を備えていない構成とすることもできる。

第２実施形態では、通信制御装置１００は、図３に示す処理に代えて図６に示す処理を実行する。Ｓ１１、Ｓ１２は、図３のＳ１、Ｓ２と同じ処理であり、Ｓ１１では現在位置を検出し、Ｓ１２では移動計画５を決定する。

Ｓ１３では、移動に伴う広域通信部３１の利用可能帯域ＡＢの変動を予測する。広域通信部１３は適応変調を行う。適応変調では、電波環境の変化に応じて送信データの変調方式等を変化させる。そのため、適応変調では周波数利用効率が変動する。

利用可能帯域ＡＢは、リソース量に周波数利用効率を乗じることで求められる。リソース量は周波数帯域の大きさであり、単位は［Ｈｚ×ｓ］である。周波数利用効率の単位は、［ｂｉｔ／（Ｈｚ×ｓ）］である。リソース量は、通信システムごとに割り当てられた値であり、固定値である。したがって、利用可能帯域ＡＢは、周波数利用効率の変動に対応して変動する。周波数利用効率は電波環境の影響を受ける。また、電波環境は地理的要因で変動する。したがって、周波数利用効率さらには周波数利用効率に対応して変動する利用可能帯域ＡＢは、場所別に予め設定しておくことができる。

Ｓ１３では、場所に対する利用可能帯域ＡＢの大きさの予め設定した関係と、移動計画５とから、今後の移動に伴う利用可能帯域ＡＢの変動を予測する。図７に、現在位置からの移動距離に対する利用可能帯域ＡＢの変動を示す。なお、移動中の速度が分かれば移動時間が分かるため、図７の縦軸に示すように、移動距離は移動時間と考えることもできる。

Ｓ１４では、許容する送信遅延時間の最大時間（以下、最大遅延時間）Ｄｍａｘを決定する。この最大遅延時間Ｄｍａｘは、データの種類によらない一定時間でもよいし、データの種類毎に予め設定した時間でもよい。データの種類毎に最大遅延時間Ｄｍａｘが設定されている場合、今回送信するデータの種類から、最大遅延時間Ｄｍａｘを決定する。

Ｓ１５では、Ｓ１４で決定した最大遅延時間Ｄｍａｘまでにデータ送信を完了できる閾値帯域Ｂの候補を設定する。ここで、閾値帯域Ｂは、利用可能帯域ＡＢと比較する閾値であり、利用可能帯域ＡＢが閾値帯域Ｂよりも広いときにデータの送信を許容する。このとき、データ送信に利用する送信帯域は、利用可能帯域ＡＢ−閾値帯域Ｂである。この送信帯域がゼロよりも大きい位置でデータが送信されることになる。つまり、通信帯域である送信帯域がゼロよりも大きいことが、通信状態要件である。

図７には、複数の閾値帯域Ｂ１、Ｂ２、Ｂｒ、Ｂ３を示している。利用可能帯域ＡＢにおいて各閾値帯域Ｂ１、Ｂ２、Ｂｒ、Ｂ３よりも右側が送信帯域である。

よって、閾値帯域Ｂが広いほど送信帯域が狭くなり、閾値帯域Ｂが広いほど遅延時間Ｄが大きくなる。閾値帯域Ｂ３は、遅延時間Ｄが最大遅延時間Ｄｍａｘとなる閾値帯域Ｂである。よって、Ｓ１５では、この閾値帯域Ｂ３以下の閾値帯域Ｂを、実際に用いる閾値帯域Ｂの候補として設定する。

閾値帯域Ｂの候補は、閾値帯域Ｂ３以下から、所定の値ずつ減少させた複数の閾値帯域Ｂを閾値帯域Ｂの候補とする。閾値帯域Ｂの候補の下限値は０でもよいし、０よりも大きい値でもよい。

送信帯域は利用可能帯域ＡＢから閾値帯域Ｂを引いた値であることから、閾値帯域Ｂが広いほど、利用可能帯域ＡＢが狭いときはデータを送信しないことになる。利用可能帯域ＡＢは、前述したように、リソース量×周波数利用効率であることから、利用可能帯域ＡＢが狭いときは周波数利用効率が低いことになる。よって、利用可能帯域ＡＢが狭いときにデータを送信しないようにすることは、周波数利用効率が低いときはデータを送信しないようにすることになる。そのため、閾値帯域Ｂが広いほど、周波数利用効率がよいときにデータを送信することになる。

Ｓ１６では、Ｓ１５で設定した複数の閾値帯域Ｂの候補に対して、それぞれ移送コストＣｔを算出する。第２実施形態での移送コストＣｔは、式３に示す移送コスト算出関数ＦＣにより算出する。
（式３） Ｃｔ＝ＦＣ（ＤＣ，Ｅｆ）＝Σ_{（データ）}｛ｆ１（ＤＣ）＋ｆ２（Ｅｆ）｝
関数ｆ１（ＤＣ）は、移動パラメータであるキャッシング時間ＤＣをパラメータとする関数であり、キャッシング時間ＤＣが長いほど、関数ｆ１（ＤＣ）の値は大きくなるように設定されている。たとえば、関数ｆ１（ＤＣ）は、キャッシング時間ＤＣに比例して値が大きくなる関数とする。

図７において、時刻ｔ１〜ｔ２および時刻ｔ３以降は、利用可能帯域ＡＢが閾値帯域Ｂ２を超えている時間帯である。換言すれば、時刻ｔ０〜ｔ１、ｔ２〜ｔ３は、キャッシング時間ＤＣである。このことから分かるように、閾値帯域Ｂが広いほどキャッシング時間ＤＣは長くなる。

なお、第１実施形態では、キャッシング時間ＤＣの他に、時間に関するパラメータとして、伝送遅延時間ＤＴとキューイング遅延時間ＤＱを用いていた。関数ｆ１も、キャッシング時間ＤＣに加えて、伝送遅延時間ＤＴとキューイング遅延時間ＤＱをパラメータとする関数としてもよい。しかし、第２実施形態では、異なる種類の通信システムのどちらを利用するかを選択する実施形態ではなく、単一の通信システムを利用するものにおいて、どの時間帯にデータを送信するかを決める実施形態である。これに対して、伝送遅延時間ＤＴは、同じ通信システムであれば同じ時間であることから、伝送遅延時間ＤＴを考慮する場合と考慮しない場合とで、データを送信する時間帯に生じる変化は大きくない。よって、第２実施形態では、伝送遅延時間ＤＴは考慮せずに移送コストＣｔを算出する。

また、キューイング遅延時間ＤＱは以下の理由により考慮しない。本実施形態では、データ送信中、閾値帯域を残存帯域とする。残存帯域は、利用可能帯域から送信帯域を引いた値である。この残存帯域を閾値帯域とするために、パケットシェーピング等により、送信帯域を利用可能帯域−閾値帯域に保つ。その結果、閾値帯域の方が利用可能帯域よりも広いときは送信帯域をゼロとする。送信帯域がゼロのときは、送信キュー１１２にデータを書き込まない。この処理の結果、キューイング遅延時間ＤＱはゼロになる。よって、キューイング遅延時間ＤＱを考慮しないのである。

なお、図７において、閾値帯域Ｂｒは、利用可能帯域が常に閾値帯域以上となる下限の閾値帯域Ｂｒである。閾値帯域Ｂ２は、閾値帯域Ｂｒと閾値帯域Ｂ３の間の閾値帯域Ｂの一例であり、閾値帯域Ｂ１は閾値帯域Ｂｒよりも狭い閾値帯域Ｂの一例である。閾値帯域Ｂ１は利用可能帯域ＡＢよりも常に狭いので、閾値帯域Ｂとして閾値帯域Ｂ１を設定すると、常に閾値帯域Ｂ１を残存帯域とすることができる。

時刻Ｄ１は閾値帯域Ｂ１を設定したときにデータ送信が完了する予測時刻であり、時刻Ｄ２は閾値帯域Ｂ２を設定したときにデータ送信が完了する予測時刻である。

関数ｆ２（Ｅｆ）は、通信リソース利用率Ｅｆをパラメータとする関数である。第２実施形態では、通信リソース利用率Ｅｆが通信パラメータである。通信リソース利用率Ｅｆは、送信帯域／利用可能帯域ＡＢで計算できる。つまり、通信リソース利用率Ｅｆは、利用可能帯域ＡＢに対する送信帯域の割合を示している。関数ｆ２は、通信リソース利用率Ｅｆが高い値であるほど小さい値になる関数である。関数は適宜設定できる。たとえば、関数ｆ２（Ｅｆ）は、通信リソース利用率Ｅｆに比例して値が小さくなる関数とする。

キャッシング時間ＤＣ、通信リソース利用率Ｅｆは、図７に示すように、移動距離あるいは移動時間とともに変化する。よって、データ毎に、キャッシング時間ＤＣおよび通信リソース利用率Ｅｆは異なる。そのため、式３は、データ毎に関数ｆ１、ｆ２を算出し、その合計を移送コストＣｔとする式になっているのである。なお、ここでのデータの単位は、任意に設定できるが、時間当たりに送信できるデータ量と同程度あるいはそれ以下が好ましい。

Ｓ１７では、Ｓ１６で算出した複数の移送コストＣｔを比較して、最も低い移送コストＣｔを決定する。Ｓ１８では、Ｓ１７で決定した、最も低い移送コストＣｔとなる閾値帯域Ｂを、実際にデータを送信する際に使用する閾値帯域Ｂに決定する。これにより、データの移送経路Ｐａが決定することになる。

たとえば、閾値帯域Ｂ２を実際に使用する閾値帯域Ｂに設定した場合、時刻ｔ１に対応する位置Ｐ１まではデータが入力キュー１１１に保持され、位置Ｐ１から時刻ｔ２に対応する位置Ｐ２までの間に、入力キュー１１１に保持されたデータを送信する。位置Ｐ１から位置Ｐ２までの間に送信されるデータは、送信位置からは無線で目的装置９まで送信される移送経路Ｐａである。位置Ｐ２までに送信されなかったデータは、時刻ｔ３に対応する位置Ｐ３まで入力キュー１１１に保持され、位置Ｐ３以降で順次、目的装置９に無線送信される移送経路Ｐａである。

なお、前述したように、送信帯域がゼロよりも大きいことが通信状態要件である。また、現在位置から目的装置９までデータを移送する経路全体に関する情報が移送経路情報である。

Ｓ１９は、車両２が走行中に実行する処理であり、利用可能帯域ＡＢを逐次判断しつつ、利用可能帯域ＡＢ−閾値帯域Ｂから送信帯域を算出し、送信帯域がゼロよりも大きければデータを送信する。

この図７に示す処理において、Ｓ１１〜Ｓ１５は探索部１４０が実行し、Ｓ１６はコスト算出部１５０が実行し、Ｓ１７、Ｓ１８は経路決定部１６０が実行し、Ｓ１９は通信制御部１７０が実行する。

［第２実施形態のまとめ］
第２実施形態で用いる、式３に示す移送コスト算出関数ＦＣは、移動パラメータであるキャッシング時間ＤＣと通信パラメータである通信リソース利用率Ｅｆをパラメータとして移送コストＣｔを算出する。つまり、第１実施形態と同様、車両２の移動も考慮して、データを目的装置９まで移送可能な移送経路Ｐａのうちで最も有利な移送経路Ｐａを決定する。よって、より有利にデータを移送することができる。

＜第３実施形態＞
図８を用いて第３実施形態での通信制御装置１００の作動の概要を説明する。図８には、車両２ａ、車両２ｂの２台の車両２が示されている。これらの車両２には、それぞれ無線通信装置３と通信制御装置１００が搭載されている。車両２ａに搭載されている無線通信装置３、通信制御装置１００を、無線通信装置３ａ、通信制御装置１００ａとし、車両２ｂに搭載されている無線通信装置３、通信制御装置１００を、無線通信装置３ｂ、通信制御装置１００ｂとする。なお、車両２ａの位置および車両２ａの移動計画５ａは、図１の車両２の位置および車両２の移動計画５と同じである。

無線通信装置３ａ、３ｂは、周期的に中継経路を探索し、中継経路を示す中継経路情報を狭域通信部３２から周囲に送信する。送信方式は、たとえば、ブロードキャストである。ただし、ユニキャストやマルチキャストでもよい。また、狭域通信部３２は、周囲から送信された中継経路情報を受信できる。

中継経路は、データを外部から受信する以外は、第１実施形態で説明した移送経路Ｐａと同じである。外部から受信したデータを中継して目的装置９へ移送するので、中継経路としている。

第１実施形態では、移送経路Ｐａとして、広域通信リンクＬｗを使ってデータを送信する経路と、狭域通信リンクＬｓを使ってデータを送信する経路を説明した。したがって、中継経路も、広域通信リンクＬｗを使ってデータを送信する経路と、狭域通信リンクＬｓを使ってデータを送信する経路がある。

たとえば、無線通信装置３ｂが中継経路情報を送信する場合を考える。この中継経路情報は、車両２ａに搭載された無線通信装置３の狭域通信部３２により受信される。通信制御装置１００ａは、第１実施形態で説明した２つの移送経路Ｐａに加えて、この中継経路を経由した移送経路Ｐａも探索し、探索した各移送経路Ｐａの移送コストＣｔを算出する。そして、最も低い移送コストＣｔとなった移送経路Ｐａでデータを送信する。この例の場合、車両２ａが第１移動体である。車両２ｂは車両２ａとは独立して移動する移動体であり、第２移動体に相当する。独立して移動とは、第１移動体の移動に制約を受けずに独自に移動することを意味する。車両２ｂは、車両２ａの指示を受けて移動しているのではなく、独自に経路を決定して走行している。

車両２ａに搭載された通信制御装置１００が決定した最も低い移送コストＣｔとなった移送経路Ｐａが、車両２ｂに搭載された無線通信装置３ｂを経由する移送経路Ｐａであったとする。この場合、車両２ａに搭載された通信制御装置１００ａはデータを無線通信装置３ｂへ送信する。無線通信装置３ｂは、受信したデータを目的装置９へ送信する。この例では、無線通信装置３ｂが移動中継装置となる。

以下、第３実施形態における通信制御装置１００の作動を詳しく説明する。図９は、第３実施形態において通信制御装置１００が周期的に実行する処理である。Ｓ２１では、自ノードが利用可能な通信リンクＬを含む移送経路Ｐａを探索する。自ノードとは、この処理を行う通信制御装置１００を意味する。Ｓ２１の処理はＳ４と同じである。

Ｓ２２では、Ｓ２１で探索した移送経路Ｐａごとに移送コストＣｔを算出する。このＳ２２の処理は図３のＳ４〜Ｓ７と同じである。図１０はＳ２２の処理を実行する際の移動パラメータを、通信制御装置１００ｂを例として示している。図１０において、キャッシング時間ＤＣ（ｂ）は、通信制御装置１００ｂを搭載した車両２ｂが移動計画５ｂに従って走行して狭域通信エリア６ｂに到達するまでの時間である。伝送遅延時間ＤＴ（Ｌｓ（ｂ））は、狭域通信エリア６ｂで確立する狭域通信リンクＬｓ（ｂ）の伝送遅延時間ＤＴである。キューイング遅延時間ＤＱ（Ｌｓ（ｂ））は、無線通信装置３ｂが備えている狭域通信部３２からデータを送信する際の現時点でのキューイング遅延時間ＤＱである。未送信のデータはＤａ３である。伝送遅延時間ＤＴ（Ｌｗ（ｂ））は、広域通信エリア４で無線通信装置３ｂが備えている広域通信部３１が確立する広域通信リンクＬｗ（ｂ）の伝送遅延時間ＤＴである。

Ｓ２３では、Ｓ２２で算出した移送コストＣｔを中継コストＣｒとし、この中継コストＣｒを含む中継経路情報を、無線通信装置３の狭域通信部３２から周囲に送信する。中継経路情報は、中継コストＣｒの他に、無線通信装置３のＩＤ、無線通信装置３の位置を含む。また、移動方向および移動速度を含んでいてもよい。また、中継経路を示す情報を含んでいてもよい。

次に、第３実施形態において、送信データ取得部１２０がデータを取得した以降に通信制御装置１００が実行する処理を、図１１を用いて説明する。Ｓ３１、Ｓ３２は、図３のＳ１、Ｓ２と同じであり、Ｓ３１では現在位置を検出し、Ｓ３２では移動計画５を決定する。

Ｓ３３では、中継しない通信リンクＬを利用する移送経路Ｐａを探索する。この処理は、図３のＳ３と同じである。よって、たとえば、図８の状態では、中継しない通信リンクＬは、広域通信リンクＬｗと狭域通信エリア６ａで確立する狭域通信リンクＬｓとなる。

Ｓ３４では、Ｓ３３で探索した移送経路Ｐａに対する移送コストＣｔを算出する。この処理は、図３のＳ４〜Ｓ７の処理と同じである。

Ｓ３５では、中継経路を経由する移送経路Ｐａが可能か否かを判断する。この判断は具体的には、他の車両２に搭載された無線通信装置３に、狭域通信部３２を用いた直接通信によりデータを送信できるかを判断するものである。直接通信を行う間、送信側の狭域通信部３２と受信側の狭域通信部３２との間の距離が最大通信可能距離以下であれば、中継経路を経由する移送経路Ｐａが可能であると判断する。

直接通信を行う間、送信側の狭域通信部３２と受信側の狭域通信部３２との間の距離が最大通信可能距離以下であるか否かは、他の車両２に搭載された無線通信装置３から受信した中継経路情報に基づいて判断する。中継経路情報には、無線通信装置３の位置が含まれているので通信距離が判断できる。

この通信距離は、送信側と受信側のそれぞれの車両２の位置により変化する。データを送信する間、通信距離が最大通信可能距離以下を維持していれば、中継経路を経由する移送経路Ｐａが可能であると判断する。受信側の車両２の今後の位置を推定するために、逐次受信する中継経路情報に含まれている複数時刻での位置から、受信側の車両２の今後の移動方向および移動速度を推定する。あるいは、受信側の車両２から送信される移動計画５から、受信側の車両２の位置の変化を推定してもよい。

中継経路を経由する移送経路Ｐａが可能であれば、その移送経路Ｐａを定める移送経路情報を決定する。そして、Ｓ３５の判断をＹＥＳとしＳ３６へ進む。この移送経路情報には、狭域通信部３２からデータの送信を開始する送信開始位置が含まれる。送信開始位置は通信状態要件に相当する。送信開始位置は、たとえば、現在位置である。また、車両２ａ、２ｂが互いに接近する方向に移動している場合、互いに通信できる位置まで接近した位置が送信開始位置になることもある。

Ｓ３６では、中継経路を経由する移送経路Ｐａの移送コストＣｔを算出する。この場合の移送コストＣｔは、中継経路情報に含まれている中継コストＣｒと、この処理を実行している通信制御装置１００が制御する狭域通信部３２から、移動中継装置となる狭域通信部３２までデータを送信する際に生じるコストの和である。

よって、中継経路を経由する移送経路Ｐａの移送コストＣｔのうち、中継経路の部分のコストを中継コストＣｒとしていることになる。後者のコストは、狭域通信部３２の間でデータを伝送する際の伝送遅延時間ＤＴ（Ｌｓ（ａｂ））を移動パラメータとして、第１実施形態と同じ移送コスト算出関数ＦＣを用いて算出する。

図１２には、中継経路を経由する移送経路Ｐａについての移動パラメータと、中継経路を経由しない移送経路Ｐａについての移動パラメータとを対比可能に示している。図１２において、中継経路部分３０１は、送信キュー１１２に、車両２ａから送信されるデータＤａ２が入っている以外は図１０と同じである。

中継経路部分３０１はデータが中継経路内にある時間帯である。図１２の例では、移動中継装置は無線通信装置３ｂである。図１２において、中継経路部分３０１よりも左側は、無線通信装置３ａあるいは通信制御装置１００ａで生じる時間であることを示すために符号にａが加えられている以外は、図４と同じである。

図１２の例では、通信制御装置１００ａは、無線通信装置３ａから直接、基地局７あるいはアクセスポイント８にデータを送信するよりも、無線通信装置３ｂを中継したほうが、短時間でデータを目的装置９へ移送できることが示されている。

Ｓ３５の判断において、中継経路を経由する移送経路Ｐａが可能でなければ、Ｓ３５の判断をＮＯとしてＳ３７へ進む。また、Ｓ３６を実行した場合もＳ３７へ進む。Ｓ３７は、Ｓ３４およびＳ３６で算出した移送コストＣｔを比較して、最も低い移送コストＣｔとなる移送経路Ｐａを決定する。

Ｓ３８、Ｓ３９は、それぞれ、図３のＳ９、Ｓ１０と同じ処理である。Ｓ３８では、実際にデータを送信する移送経路Ｐａと、その移送経路Ｐａでデータを送信する際の送信条件を決定する。Ｓ３９では、送信条件を満たしたと判断した場合に、入力キュー１１１に入っているデータを送信キュー１１２に書き込んで、データを無線送信する。

なお、図１１に示す処理において、Ｓ３１〜Ｓ３３、Ｓ３５は探索部１４０が実行し、Ｓ３４、Ｓ３６はコスト算出部１５０が実行し、Ｓ３７、Ｓ３８は経路決定部１６０が実行し、Ｓ３９は通信制御部１７０が実行する。また、第３実施形態における移動パラメータは、キャッシング時間ＤＣであり、通信パラメータは伝送遅延時間ＤＴ、キューイング遅延時間ＤＱ、通信料金Ｒである。第３実施形態では、伝送遅延時間ＤＴに、狭域通信部３２の間でデータを伝送する際の伝送遅延時間ＤＴ（Ｌｓ（ａｂ））が含まれる。

この第３実施形態では、無線通信装置３は、他の無線通信装置３から送信されるデータを中継する移動中継装置としての機能も備える。そして、通信制御装置１００は、この通信制御装置１００が搭載されている車両２とは別の車両２に搭載されている無線通信装置３を中継する移送経路Ｐａが可能な場合には、その移送経路Ｐａについても移送コストＣｔを算出する。そして算出した移送コストＣｔが最も低い移送経路Ｐａでデータを送信する。よって、より有利にデータを移送することができる。

＜第４実施形態＞
図１３に示すように、第４実施形態では、無線通信装置３は、広域通信部３１、狭域通信部３２に加えて、近接通信部３３を備えている。近接通信部３３は近接通信を行う。近接通信は、ここでは、ＮＦＣ（Near Field Communication）通信とする。

図１４を用いて第４実施形態での通信制御装置１００の作動を説明する。第４実施形態では、車両２に、通信制御装置１００、近接通信部３３を備えた無線通信装置３の他、無人飛行装置２０が搭載されている。無人飛行装置２０は、たとえばドローンと呼ばれるマルチコプターである。

無人飛行装置２０は、図１５に示すように、飛行部２１と、近接通信部２２と、データ保存部に相当する記憶部２３を備えている。無人飛行装置２０は、指示された目的地まで自動あるいは遠隔操作で飛行する。飛行部２１は、無人飛行装置２０を飛行させる部分であり、モータなどの駆動源とその駆動源により駆動されるプロペラなどを備えている。近接通信部２２は、ＮＦＣ通信を行う通信部である。記憶部２３は近接通信部２２により送受信されるデータを記憶する。

図１４に示す状態では、無人飛行装置２０と無線通信装置３は近接通信によりデータを送受信可能な状態である。第４実施形態では、通信制御装置１００は、ＮＦＣ通信によりデータを無人飛行装置２０に送信し、無人飛行装置２０を路側機４０まで飛行させる経路を含む移送経路Ｐａも探索する。この移送経路Ｐａは、飛行経路ＲＦ１、ＲＦ２などの無人飛行装置２０が飛行する飛行経路ＲＦを含む。また、この移送経路Ｐａには、車両２が無人飛行装置２０を搭載した状態で移動する経路を含ませることができる。

路側機４０は、図１４の例では、信号機５０の上端に設置されている。路側機４０は近接通信部４１を備えており、無人飛行装置２０が路側機４０の上に着陸した場合には、ＮＦＣ通信により無人飛行装置２０からデータを受信する。また、路側機４０は、狭域通信部４２も備える。この狭域通信部４２を用いてデータを受信することもできる。路側機４０は、有線通信あるいは無線通信により目的装置９と接続可能であり、無人飛行装置２０から受信したデータを目的装置９に送信する。この路側機４０は固定局に相当する。

移送経路Ｐａとして、狭域通信を行う移送経路Ｐａも探索する。そして、これらの移送経路Ｐａについて、それぞれ移送コストＣｔを算出し、最も低い移送コストＣｔとなった移送経路Ｐａを、実際にデータを移送する移送経路Ｐａとする。

図１４の例において、無人飛行装置２０は移動中継装置である。また、無人飛行装置２０は、指示された目的地まで自動あるいは遠隔操作で移動できるデータ運搬装置である。

以下、第４実施形態における通信制御装置１００の作動を詳しく説明する。第４実施形態において、送信データ取得部１２０がデータを取得した場合、通信制御装置１００は、図１６に示す処理を実行する。Ｓ４１、Ｓ４２は、図３のＳ１、Ｓ２と同じであり、Ｓ４１では現在位置を検出し、Ｓ４２では移動計画５を決定する。

Ｓ４３では、利用可能な通信リンクＬを利用する移送経路Ｐａを探索する。利用可能な通信リンクＬとしては、これまでの実施形態で説明した広域通信リンクＬｗ、狭域通信リンクＬｓに加えて、近接通信リンクＬｎがある。近接通信リンクＬｎは、近接通信部２２と近接通信部３３との間、または、近接通信部３３と近接通信部４１との間で確立する通信リンクＬである。

ここで探索される移送経路Ｐａの具体例を、図１４の状態を例にして説明する。第１の移送経路Ｐａ１は、現在位置である位置Ｐ１において近接通信リンクＬｎを確立して、無線通信装置３の近接通信部３３から無人飛行装置２０の近接通信部２２へデータを送信する。その後、無人飛行装置２０を路側機４０まで飛行させる。飛行経路ＲＦは、たとえば、最短経路とする。ただし、最短経路よりも、上昇と水平移動とを組み合わせた経路のほうが、飛行時間あるいは飛行エネルギーの少なくとも一方が少なくできる可能性がある場合には、上昇と水平移動とを組み合わせた飛行経路ＲＦも探索する。また、規定された経路で飛行する必要がある場合には、規定された経路に従って飛行する飛行経路ＲＦを探索する。無人飛行装置２０が路側機４０の上面に着陸した後、路側機４０の近接通信部２２と路側機４０の近接通信部４１との間で近接通信リンクＬｎを確立してデータを無人飛行装置２０から路側機４０へ送信する。さらに、路側機４０から目的装置９へデータが送信される。

第２の移送経路Ｐａ２は、位置Ｐ１において、無線通信装置３の狭域通信部３２と路側機４０の狭域通信部４２が狭域通信リンクＬｓを確立して、この狭域通信リンクＬｓでデータを無線通信装置３から路側機４０へ送信する。その後、路側機４０から目的装置９へデータが送信される。

第３の移送経路Ｐａ３は、車両２が位置Ｐ２へ移動したときに、無人飛行装置２０の飛行を開始させる経路である。よって、無人飛行装置２０の移動開始位置が、第１の移送経路Ｐａ１とは異なる。位置Ｐ２は、移動計画５に沿って車両２が移動する場合において、車両２が最も路側機４０に接近する位置である。車両２が位置Ｐ２へ移動するまでの間に、無線通信装置３の近接通信部３３と無人飛行装置２０の近接通信部２２との間で近接通信リンクＬｎを確立して、データを無線通信装置３から無人飛行装置２０へ送信する。そして、車両２が位置Ｐ２に到達したときに、無人飛行装置２０の飛行を開始させる。無人飛行装置２０が路側機４０の上面に着陸した後のデータの移送経路Ｐａは、第１の移送経路Ｐａ１と同じである。

図１７には、これら第１の移送経路Ｐａ１、第２の移送経路Ｐａ２、第３の移送経路Ｐａ３でデータを路側機４０まで移送させる時間を対比して示している。第１の移送経路Ｐａ１では、現在時刻から、データを送信キュー１１２に書き込んで無線通信装置３の近接通信部３３から無人飛行装置２０の近接通信部２２へデータを送信する。近接通信リンクＬｎの場合の伝送遅延時間ＤＴは短いので考慮していない。このときのキューイング遅延時間ＤＱ（Ｌｎ）は、現在時刻から時刻ｔ１１までの時間である。

その後、無人飛行装置２０が飛行して路側機４０に到着するまでの飛行遅延時間ＤＦが生じる。飛行遅延時間ＤＦは時刻ｔ１１から時刻ｔ１８までである。そして、無人飛行装置２０が路側機４０の上面に着陸後、近接通信リンクＬｎによりデータを送信する際に、再び、キューイング遅延時間ＤＱ（Ｌｎ）が生じる。第１の移送経路Ｐａ１の場合、路側機４０へのデータ送信が完了する時刻は時刻ｔ１９である。

第２の移送経路Ｐａ２では、狭域通信リンクＬｓを確立するための伝送遅延時間ＤＴ（Ｌｓ）が生じる。その後、狭域通信リンクＬｓによりデータが送信される。しかし、狭域通信は、帯域が近接通信に比べて狭い。そのため、キューイング遅延時間ＤＱ（Ｌｓ）は、近接通信リンクＬｎの場合のキューイング遅延時間ＤＱ（Ｌｎ）よりも長くなる。その結果、第２の移送経路Ｐａ２で路側機４０へのデータ送信が完了する時刻は、第１の移送経路Ｐａ１で路側機４０へのデータ送信が完了する時刻ｔ１９よりも後の時刻ｔ２０である。

第３の移送経路Ｐａ３では、車両２が位置Ｐ２に到達するまでのキャッシング時間ＤＣが生じる。キャッシング時間ＤＣは現在時刻から時刻ｔ１５までの間の時間である。また、無線通信装置３の近接通信部３３から無人飛行装置２０の近接通信部２２にデータを送信する際にキューイング遅延時間ＤＱ（Ｌｎ）も生じる。このキューイング遅延時間ＤＱ（Ｌｎ）は時刻ｔ１２から時刻ｔ１４までである。つまり、車両２が位置Ｐ２に到達するまでの間に、無線通信装置３から無人飛行装置２０へデータが送信される。よって、無線通信装置３から無人飛行装置２０へデータを送信する時間は、路側機４０へのデータ送信完了までの時間には影響しない。

車両２が位置Ｐ２に到達する時刻ｔ１５に無人飛行装置２０が飛行を開始する。無人飛行装置２０は時刻ｔ１６に路側機４０に到着する。その後、無人飛行装置２０から路側機４０にデータを送信する時間としてキューイング遅延時間ＤＱ（Ｌｎ）が生じ、時刻ｔ１７にデータ送信が完了する。

図１７の例の場合、第３の移送経路Ｐａ３が最も短い時間で路側機４０へのデータ送信が完了することになる。なお、飛行経路ＲＦを含む移送経路Ｐａを探索した場合には、無人飛行装置２０が車両２に戻ってくる経路も算出する。

第１の移送経路Ｐａ１、第２の移送経路Ｐａ２は、ともに、データの送信開始位置は現在位置であるのに対して、第３の移送経路Ｐａ３ではデータの送信開始位置は位置Ｐ２である。この送信開始位置が通信状態要件であり、送信開始位置を示す情報を含み、各移送経路Ｐａを定める情報が移送経路情報である。

Ｓ４４では、Ｓ４３で探索した移送経路Ｐａのうち、飛行経路ＲＦを含んでいる移送経路Ｐａについて、移送経路Ｐａごとに、無人飛行装置２０の飛行遅延時間ＤＦと、その飛行により生じる消費エネルギーＥｎを算出する。消費エネルギーＥｎは電池消費などを表す。

飛行遅延時間ＤＦは、飛行経路ＲＦと飛行経路ＲＦの各方向への無人飛行装置２０の移動速度から算出する。消費エネルギーＥｎは、単位時間に無人飛行装置２０が消費するエネルギーと飛行遅延時間ＤＦをもとに算出する。単位時間に無人飛行装置２０が消費するエネルギーは予め設定されている。消費エネルギーＥｎの算出において、無人飛行装置２０の速度変化を考慮してもよい。速度変化が大きいほど、消費エネルギーが大きくなるからである。飛行経路に進行方向が変化する部分が多くなるほど、速度変化が大きくなる。また、無人飛行装置２０が路側機４０から車両２に戻る際に必要なエネルギーも含めて消費エネルギーＥｎを算出する。

Ｓ４５では、飛行経路ＲＦを含んでいる移送経路Ｐａについて、移送経路Ｐａごとに、無人飛行装置２０が飛行すなわち移動することに対するコストである移動コストＣｍを算出する。この移動コストＣｍは、消費エネルギーＥｎをパラメータとし、消費エネルギーＥｎが大きくなるほど移動コストＣｍが高くなるように設定されている関数を用いて算出する。

また、移動コストＣｍは、無人飛行装置２０の飛行が遠隔操作により行われる場合など、飛行に際し利用料金が必要であれば、その利用料金も入力パラメータとする。

Ｓ４６では、移送経路Ｐａごとに、通信コストＣｃｍを算出する。通信コストＣｃｍは、通信により生じるコストである。通信コストＣｃｍは、通信リンクＬを利用してデータを送信することで生じる費用、および、通信に関する遅延時間Ｄ、たとえばキューイング遅延時間ＤＱ、伝送遅延時間ＤＴなどをパラメータとする。データを送信する費用が高いほど、また、伝送遅延時間ＤＴが長いほど、通信コストＣｃｍは高くなるように設定されている。なお、この通信コストＣｃｍは、送信されるデータ別に算出し、その後、各データについて算出した通信コストＣｃｍを合計する。

Ｓ４７では、移送経路ＰａごとにキャッシングコストＣｃａを算出する。キャッシングコストＣｃａは、データを保持して移動体が移動することに関するコストである。ここでの移動体には、車両２と無人飛行装置２０を含む。よって、キャッシングコストＣｃａは、キャッシング時間ＤＣ、無人飛行装置２０の飛行遅延時間ＤＦをパラメータとする。これらキャッシング時間ＤＣ、飛行遅延時間ＤＦが長いほど、キャッシングコストＣｃａは高くなるように設定されている。

また、記憶部２３の利用可能容量とデータの容量をパラメータに加えてもよい。あるいは、利用可能容量に対するデータの容量の比率（以下、ストレージ消費率）をパラメータに加えてもよい。利用可能容量を比較対象としてデータの容量が大きいほど、あるいは、ストレージ消費率が大きいほどキャッシングコストＣｃａは高くなるように設定する。このキャッシングコストＣｃａもデータ別に算出し、その後、各データについて算出したキャッシングコストＣｃａを合計する。

Ｓ４８では、各移送経路Ｐａの移送コストＣｔを算出する。第４実施形態では、移送コストＣｔは、式４から算出する。なお、移動コストＣｍを算出するためのパラメータと、キャッシングコストＣｃａを算出するためのパラメータが移動パラメータであり、通信コストＣｃｍを算出するためのパラメータが通信パラメータである。
（式４） Ｃｔ＝Ｃｍ＋Σ_{（データ）}｛Ｃｃｍ＋Ｃｃａ｝
Ｓ４９では、最も低い移送コストＣｔとなった移送経路Ｐａを実際にデータを移送する経路として選択する。

Ｓ５０では、Ｓ４９で選択した移送経路Ｐａによって定まる移送条件にしたがって、データの移送を実行する。移送条件は、データの送信開始位置、無人飛行装置２０の飛行開始位置である。

たとえば、第３の移送経路Ｐａ３を選択した場合、データの送信開始位置は、位置Ｐ２までに無人飛行装置２０へのデータ送信が完了する任意の位置である。飛行開始位置は位置Ｐ２である。

この第４実施形態では、車両２と無人飛行装置２０を移動体としており、これらの移動によりデータを運搬することによるコストをキャッシングコストＣｃａおよび移動コストＣｍで表し、通信によりデータを送信する際のコストを通信コストＣｃｍで表す。そして、これらキャッシングコストＣｃａ、移動コストＣｍ、通信コストＣｃｍから移送コストＣｔを算出している。よって、移送コストＣｔは、通信によるデータの移送と、運搬によるデータの移送とを総合したコストとなる。この移送コストＣｔが最低となる移送経路Ｐａを実際にデータを移送する移送経路Ｐａとすることから、データを有利に目的装置９に移送することができる。

以上、実施形態を説明したが、開示した技術は上述の実施形態に限定されるものではなく、次の変形例も開示した範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。

＜変形例１＞
データ保存部にデータを保存する際に必要となるエネルギーを、移動パラメータに含めてもよい。データ保存部にデータを保存する際に必要となるエネルギーは、たとえば、データ圧縮処理をするために必要な電力である。

＜変形例２＞
第２実施形態では、閾値帯域Ｂの候補を、最大遅延時間Ｄｍａｘまでにデータ送信を完了できる閾値帯域Ｂから設定していた。しかし、最大遅延時間Ｄｍａｘまでにデータ送信を完了できることを条件として閾値帯域Ｂの候補を設定しなくてもよい。最大遅延時間Ｄｍａｘまでにデータ送信を完了できないような閾値帯域Ｂは、移送コストＣｔが高くなることから、コストの比較で排除することができるからである。

＜変形例３＞
第２実施形態では、閾値帯域Ｂを距離によらない一定値としていたが、利用可能帯域ＡＢに対する比率で設定してもよい。式５は、利用可能帯域ＡＢに対する比率で閾値帯域Ｂを設定する場合の例である。なお、式５においてｋは１よりも小さい定数である。
（式５） Ｂ＝ｋＡＢ
また、利用可能帯域ＡＢは、図７に例示したように明確に決定できるとは限らず、利用可能帯域ＡＢの最大値ＡＢｍａｘ、最小値ＡＢｍｉｎ、平均値ＡＢａｖなど、位置とは一義的対応しない値しか決定できないこともある。そこで、閾値帯域Ｂをこれらの値に基づいて設定してもよい。

閾値帯域Ｂを利用可能帯域ＡＢの最大値ＡＢｍａｘ、最小値ＡＢｍｉｎ、平均値ＡＢａｖから決定する場合、式５のＡＢに代えて、ＡＢｍａｘ、ＡＢｍｉｎ、ＡＢａｖを用いる。

＜変形例４＞
第１実施形態〜第４実施形態は、いずれも、無線通信装置３から目的装置９へデータを送信する実施形態であった。しかし、データの移送方向が反対でもよい。すなわち、目的装置９から無線通信装置３へデータを移送する場合にも、実施形態に開示した技術を適用することができる。

目的装置９から無線通信装置３へデータを移送する場合、無線通信装置３はデータを受信することになる。実施形態に開示した技術を受信に適用する場合、以下に例示する第１の手段、第２の手段などを用いることで、通信状態要件を充足している状態で、目的装置９からデータが送信されるようにする。

第１の手段は、無線通信装置３は、通信状態要件を充足したことを検出したとき、目的装置９に向けて送信リクエストを送信する。送信リクエストは、たとえば、HTTP Getを用いる。第２の手段は、無線通信装置３は、通信状態要件を充足する前に、送信してもらいたい時刻を目的装置９に通知する。

２：車両（移動体） ２ａ：車両（第１移動体） ２ｂ：車両（第２移動体） ３、３ａ：無線通信装置 ３ｂ：無線通信装置（移動中継装置） ４：広域通信エリア ５：移動計画 ６：狭域通信エリア ７：基地局 ８：アクセスポイント ９：目的装置 １０：位置検出器 １３：広域通信部 ２０：無人飛行装置（移動中継装置） ２１：飛行部 ２２：近接通信部 ２３：記憶部（データ保存部） ３１：広域通信部 ３２：狭域通信部 ３３：近接通信部 ４０：路側機（固定局） ４１：近接通信部 ４２：狭域通信部 ５０：信号機 １００：通信制御装置 １１０：キュー １１１：入力キュー（データ保存部） １１２：送信キュー １２０：送信データ取得部 １３０：通信リンク情報記憶部 １４０：探索部 １５０：コスト算出部 １６０：経路決定部 １７０：通信制御部 ３０１：中継経路部分

Claims (10)

1. 移動体（２、２ａ）に搭載された無線通信装置（３、３ａ）を制御して前記無線通信装置と目的装置（９）との間でデータを移送する通信制御装置であって、
   前記データを、前記無線通信装置と前記目的装置との間で移送する移送経路（Ｐａ）を定める情報であって、前記無線通信装置が前記データを通信する通信位置または前記通信位置に応じて変動する通信状態に対して充足すべき要件である通信状態要件を含んでいる移送経路情報を探索する探索部（１４０）と、
   前記探索部が複数の前記移送経路情報を探索した場合に、前記移動体が前記通信状態要件が充足されるまで移動することに関わるパラメータである移動パラメータと、通信状態要件が充足された前記無線通信装置が前記データを通信することに関わるパラメータである通信パラメータとを決定し、前記移動パラメータと前記通信パラメータとに基づいて、前記データを前記無線通信装置と前記目的装置との間で移送するためのコストである移送コスト（Ｃｔ）を、複数の前記移送経路情報に対して算出するコスト算出部（１５０）と、
   前記コスト算出部が複数の前記移送経路情報に対して算出した前記移送コストに基づいて、実際に前記データを移送する前記移送経路を定める前記移送経路情報を決定する経路決定部（１６０）と、
   前記無線通信装置に、前記経路決定部が決定した前記移送経路情報に含まれている前記通信状態要件が充足された状態で前記データを通信させる通信制御部（１７０）とを備える通信制御装置。
2. 前記コスト算出部は、複数の前記移送経路がそれぞれ利用する通信システムの利用料金を前記通信パラメータに含めて、複数の前記移送経路情報に対する前記移送コストを算出する請求項１に記載の通信制御装置。
3. 前記探索部は、前記無線通信装置が利用可能な利用可能帯域（ＡＢ）から閾値帯域（Ｂ）を引いた値を前記データを通信する通信帯域として、前記通信帯域がゼロよりも大きいことを前記通信状態要件として前記移送経路情報を探索し、かつ、前記閾値帯域を変化させることで複数の前記移送経路情報を探索し、
   前記コスト算出部は、前記利用可能帯域に対する前記通信帯域の比率である通信リソース利用率（Ｅｆ）を前記通信パラメータに含め、前記移動体が移動している間も前記データを保持している時間（ＤＣ）を前記移動パラメータに含めて、前記移送コストを算出する請求項１に記載の通信制御装置。
4. 前記探索部は、前記データを中継する移動中継装置（３ｂ、２０）を利用可能な場合、前記移動中継装置を中継する前記移送経路を定める前記移送経路情報も探索する請求項１に記載の通信制御装置。
5. 前記コスト算出部は、前記データがデータ保存部（２３、１１１）に保存されてから前記通信状態要件を充足するまでの時間が長いほど前記移動パラメータを大きい値にする請求項１に記載の通信制御装置。
6. 前記コスト算出部は、前記データ保存部（２３）の利用可能容量および前記データの容量を前記移動パラメータに含めて前記移送コストを算出する請求項５に記載の通信制御装置。
7. 前記無線通信装置（３ａ）が搭載された前記移動体を第１移動体（２ａ）とし、
   前記移動中継装置（３ｂ）は、前記第１移動体とは独立して移動する第２移動体（２ｂ）に搭載されており、
   前記探索部は、前記無線通信装置が前記移動中継装置から、前記移動中継装置と前記目的装置との間で前記データを移送する場合のコストである中継コスト（Ｃｒ）を取得した場合、前記移動中継装置を中継する前記移送経路を定める前記移送経路情報も探索し、
   前記コスト算出部は、前記移動中継装置を中継する前記移送経路についての前記移送コストのうち、前記移動中継装置から前記目的装置まで前記データを移送する部分のコストを前記中継コストとして、前記移動中継装置を中継する前記移送経路についての前記移送コストを算出する請求項４に記載の通信制御装置。
8. 前記移動中継装置（２０）は、前記無線通信装置と近接通信により通信可能な状態で前記移動体に搭載され、記憶部（２３）にデータを記憶して、自動または遠隔操作で移動できるデータ運搬装置であり、
   前記探索部は、前記無線通信装置と前記データ運搬装置との間で前記データを通信する経路と、前記データ運搬装置を、近接通信部（４１）を備えており、かつ、前記目的装置と通信可能な固定局（４０）まで移動させて、直接通信により、前記データ運搬装置と前記目的装置との間で前記データを通信する経路とを含む移送経路であって、前記データ運搬装置の経路が異なる複数の前記移送経路についての前記移送経路情報を探索する請求項４に記載の通信制御装置。
9. 前記コスト算出部は、前記データ運搬装置の移動により消費されるエネルギーが多いほど前記移動パラメータを大きい値にする請求項８に記載の通信制御装置。
10. 前記探索部は、前記データ運搬装置の移動開始位置が異なる複数の前記移送経路についての前記移送経路情報を探索する請求項９に記載の通信制御装置。

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