JP2019140563A - 移動システム通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】要求通信品質を満たしつつ、有利な通信特性でデータを送信することができる移動システム通信装置を提供する。【解決手段】移動端末１００の予測位置を予測する走行経路管理部１１３と、送信データ、および、送信データに対して要求されている品質であって送信データの許容遅延を含んでいる要求通信品質を取得するデータ取得部１１１と、データ取得部１１１が取得した要求通信品質に基づいて目標通信品質を決定する目標通信品質決定部１１２と、予測位置と、移動端末１００が使用できる通信特性が位置に対応付けられた関係とに基づいて、予め設定された指標において現在よりも有利な通信特性である有利通信特性で通信する場合に予測される予測通信品質を予測する通信品質予測部１１４と、目標通信品質と予測通信品質との比較結果に基づいて、送信データを、現在の通信特性で送信するか、有利通信特性で送信するかを選択する選択部１１５とを備える。【選択図】図２

Description

移動システム通信装置に関する。

特許文献１には、オフロード効果を改善する方法が開示されている。特許文献１に開示されている方法は、複数の無線ベアラが接続する基地局の一覧に基づいて、複数の無線ベアラの各々を選択することで無線網側に生じるオフロード効果を推定する。そして、推定されたオフロード効果に基づいて、複数の無線ベアラからトラフィックを伝送すべき無線ベアラを選択する。

特開２０１４−２２５７４３号公報

特許文献１に開示された方法は、接続されていない無線回線を選択することはない。そのため、現在は、オフロード効果がより向上する無線回線である無線ＬＡＮが使用できる位置に存在していないが、近く無線ＬＡＮが使用できる位置に入るとしても、無線ＬＡＮを使用してオフロード効果を向上させる選択をすることができない。

移動体で用いられる移動通信装置においては、上述のように、現在は、オフロード効果がより向上する無線回線である無線ＬＡＮが使用できる位置に存在していないが、近く無線ＬＡＮが使用できる位置に入ることがある。

また、移動通信装置と通信する固定通信装置も、通信相手である移動通信装置が、近く無線ＬＡＮが使用できる位置に入るのであれば、移動通信装置が無線ＬＡＮを使用できる位置に入ってから通信を行うことで、オフロード効果がより向上することもある。しかし、特許文献１に開示された方法では、通信相手が移動通信装置である固定通信装置についても、無線ＬＡＮを使用してオフロード効果を向上させる選択をすることができない。

また、オフロード効果を目的とする場合に限らず、移動通信装置が移動することにより、種々の指標において、現在よりも有利な通信特性で通信できることもある。したがって、オフロード効果を高めることを目的とする場合に限られず、種々の指標において、現在よりも有利な通信特性で通信できることが望まれる。

ただし、データには、要求通信品質が定まっている場合が通常である。要求通信品質は、許容遅延を含むものである。許容遅延が定まっている理由は、通信時期がどんなに遅くなってもよいというデータは少ないからである。要求通信品質が定まっている場合、有利な通信特性を選択するとしても、要求通信品質を満たすことが望まれる。

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、要求通信品質を満たしつつ、有利な通信特性でデータを送信することができる移動システム通信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、移動体で用いられる移動通信装置（１００）および移動通信装置と通信する固定通信装置（３）のいずれかである移動システム通信装置であって、
移動通信装置の予測位置を予測する位置予測部（１１３、３３３）と、
送信データ、および、送信データに対して要求されている品質であって送信データの許容遅延（ＤＬ）を含んでいる要求通信品質を取得するデータ取得部（１１１、３３１）と、
データ取得部が取得した要求通信品質に基づいて、目標とする通信品質である目標通信品質を決定する目標通信品質決定部（１１２、３３２）と、
位置予測部が予測した予測位置と、移動通信装置が使用できる通信特性が位置に対応付けられた関係とに基づいて、予め設定された指標において現在よりも有利な通信特性である有利通信特性で通信する場合に予測される通信品質である予測通信品質を予測する通信品質予測部（１１４、３３４）と、
目標通信品質決定部が決定した目標通信品質と、通信品質予測部が予測した予測通信品質との比較結果に基づいて、送信データを、現在の通信特性で送信するか、有利通信特性で送信するかを選択する選択部（１１５、３３５）と、を備える。

この移動システム通信装置は、送信データの要求通信品質から定まる目標通信品質と、有利通信特性での通信品質を予測位置に基づいて決定した予測通信品質とを比較して、有利通信特性で送信データを送信するか否かを選択する。よって、要求通信品質を満たしつつ、かつ、有利な通信特性で送信データを送信することが容易になる。

移動端末１００の使用状態を示す図である。 移動端末１００の構成を示すブロック図である。 遠隔監視サービスの画像データの許容遅延ＤＬを示す図である。 道路異常検出サービスの画像データの許容遅延ＤＬを示す図である。 遠隔制御サービスの制御信号の許容遅延ＤＬを示す図である。 ＯＴＡサービスのソフトウェア更新データの許容遅延ＤＬを示す図である。 位置と通信速度の関係を説明する図である。 第１実施形態において通信制御部１１０が実行する処理を示すフローチャートである。 第２実施形態において通信制御部１１０が実行する処理を示すフローチャートである。 時間と通信速度との関係を示す図である。 第３実施形態において通信制御部１１０が実行する処理を示すフローチャートである。 許容遅延ＤＬになったときの誤差±Δｄを９：５５に推定した図である。 許容遅延ＤＬになったときの誤差±Δｄを１０：００に推定した図である。 許容遅延ＤＬになったときの誤差±Δｄを１０：０２に推定した図である。 第３実施形態の別の効果を説明する図である。 第４実施形態に係る通信システム４００の構成を示す図である。 サーバ３の構成を示すブロック図である。 第５実施形態において通信制御部１１０が実行する処理を示すフローチャートである。 無線ＬＡＮを使うことができる時間帯が複数ある場合を示す図である。 第６実施形態においてＳ１４に代えて実行する処理を示すフローチャートである。 オフロード判定失敗後にＬＴＥで送信データを送信することを説明する図である。 第７実施形態においてＳ１４に代えて実行する処理を示すフローチャートである。 図２２のＳ１４６の判断を説明する図である。 図２２のＳ１４７の処理を説明する図である。 許容遅延ＤＬが経過する時点で誤差Δｄだけ手前の位置を示す図である。 第９実施形態において図１１に示す処理に代えて実行する処理を示すフローチャートである。 図２６のＳ５１の処理の内容を説明する図である。 図２６のＳ５５の処理の内容を説明する図である。 第１０実施形態においてＳ１４に代えて実行する処理を示すフローチャートである。 距離ｄとＲＳＲＰとの関係を示す図である。 時刻ｔ４１での車両２ａ、２ｂの位置を示す図である。 時刻ｔ４２での車両２ａ、２ｂの位置を示す図である。

＜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は、移動端末１００の使用状態を示している。移動端末１００は移動通信装置、移動システム通信装置に相当する。図１に示す移動端末１００は、移動体である車両２で用いられ、車両２とともに移動する。ここでの車両２は、道路上を走行する車両である。４輪車、オートバイ、自転車などが車両２に含まれる。

移動端末１００は、サーバ３との間でデータの通信を行う。データの通信は送信と受信がある。移動端末１００とサーバ３、および、移動端末１００とサーバ３との通信に関わる構成により通信システム１が構成される。移動端末１００とサーバ３との間の通信は、広域基地局４と通信回線網５とを介して行うことができる。広域基地局４は携帯電話との間の無線通信ができる通信装置を備える。

また、移動端末１００とサーバ３との間の通信は、狭域基地局である無線ＬＡＮアクセスポイント６と通信回線網５とを介して行うこともできる。無線ＬＡＮアクセスポイント６も、広域基地局４と同様、通信回線網５に接続しているので、無線ＬＡＮアクセスポイント６はサーバ３との間で通信ができる。

無線ＬＡＮアクセスポイント６の通信エリア６ａは、広域基地局４の通信エリア４ａに比べると狭い。無線ＬＡＮアクセスポイント６の通信エリア６ａは、たとえば、半径数百メートル程度あるいはそれ以下である。なお、図１に示している通信エリア４ａ、６ａの大きさおよび形状は、図示の都合上、実際の大きさや実際の形状を表してはいない。

図１には、広域基地局４および無線ＬＡＮアクセスポイント６を、それぞれ１つずつ示しているが、これら広域基地局４および無線ＬＡＮアクセスポイント６は、複数設置されている。

第１実施形態では、無線ＬＡＮアクセスポイント６を介した移動端末１００とサーバ３との通信は、広域基地局４を介した通信よりも通信コストが安価である（すなわち低コストである）とする。第１実施形態では、広域通信と無線ＬＡＮが、移動端末１００が使用できる２種類の通信回線である。これら２種類の通信回線は２つの通信特性である。そして、無線ＬＡＮの方が低コストであるので、指標「コスト」において無線ＬＡＮは広域通信よりも有利な通信回線である。

第１実施形態では、移動端末１００が、送信データを、要求通信品質を満たしつつ低コストで送信することができる構成を説明する。移動端末１００からサーバ３へのデータ送信は上り送信であり、サーバ３から移動端末１００への送信は下り回線を用いる送信である。つまり、第１実施形態では、上り送信において、送信データを、要求通信品質を満たしつつ低コストで送信する構成を説明する。

［移動端末１００の構成］
移動端末１００は、図２に示すように、通信部１０１、記憶部１０２、前方カメラ１０３、ロケータ１０４、通信制御部１１０を備えている。

通信部１０１は、広域基地局４と無線通信する広域通信機能と、狭域基地局と無線通信する狭域通信機能、すなわち無線ＬＡＮ通信機能とを備えた通信部である。広域通信機能は、たとえば、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、ＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）、５Ｇのいずれか１つ以上で通信する機能である。以下では、広域通信はＬＴＥで行うとして説明する。

記憶部１０２は、データ取得部１１１が取得した送信データを一時的に保存する部分である。記憶部１０２にはＲＡＭ、フラッシュメモリなどを用いることができる。

前方カメラ１０３は、車両２の前方を撮像するカメラである。ロケータ１０４は、車両２の位置を逐次検出する要素であり、１つあるいは複数の位置測定装置を備える。たとえば、ロケータ１０４は、ＧＮＳＳ受信機と慣性センサを備える。

［通信制御部１１０の構成］
通信制御部１１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、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により実現される。ＲＯＭには、汎用的なコンピュータを通信制御部１１０として機能させるためのプログラムが格納されている。ＣＰＵが、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ、ＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することで、通信制御部１１０は、データ取得部１１１、目標通信品質決定部１１２、走行経路管理部１１３、通信管理部１１４、オフロード判定部１１５として機能する。これらの機能が実行されると、プログラムに対応する方法が実行される。

なお、ＣＰＵが実行するプログラムを記憶する記憶媒体はＲＯＭに限られず、非遷移的実体的記録媒体（non-transitory tangible storage medium）に記憶されていればよい。たとえば、フラッシュメモリに上記プログラムが記憶されていてもよい。また、通信制御部１１０が備える機能の一部または全部を、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、通信制御部１１０が備える機能の一部又は全部を、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してもよい。

データ取得部１１１は、送信データを取得する。送信データは通信部１０１から送信するデータである。送信データは、たとえば前方カメラ１０３から取得する車両前方の画像データである。また、ロケータ１０４が検出した車両２の現在位置も送信データになることがある。

データ取得部１１１は、車載ＬＡＮ１０５に接続されており、車載ＬＡＮ１０５を介して、車両内の種々のセンサおよびＥＣＵからデータを取得することもできる。車載ＬＡＮ１０５を介して取得できるデータには、たとえば、車両側方カメラが撮像した画像データ、車室内カメラが撮像した画像データ、エアコンＥＣＵが制御するエアコンの作動状態などがある。車載ＬＡＮ１０５を介して取得したデータも送信データとすることができる。どのようなデータを送信データとして取得するかは、種々の方法で決定することができる。たとえば、送信データとして取得するデータの種類を車両外部から取得するクエリにより定めることができる。また、送信データとして取得するデータの種類を予め設定しておくこともできる。

データ取得部１１１は、送信データに加えて、送信データの要求通信品質も取得する。要求通信品質は、送信データの送信に関して要求される通信品質であり、許容遅延ＤＬを含んでいる。この場合の通信品質は、データを送信できるまでの遅延時間であり、許容遅延ＤＬは、送信データが生成されてから送信データが送信されるまでの時間として許容される時間を意味する。この第１実施形態では、要求通信品質として許容遅延ＤＬのみが含まれているとする。

許容遅延ＤＬは、送信データの種類により定まる。図３、図４、図５、図６に、種々の送信データについて、データ価値の時間変化と許容遅延ＤＬを例示している。図３は、データの種類が遠隔監視サービスに用いる画像データである。この画像データは、前方カメラ１０３などのカメラが撮像した画像データである。図３に示す例では、この画像データのデータ価値は、データ生成からの経過時間が５００ｍｓまでは一定で、経過時間が５００ｍｓの時点でゼロになっている。そのため、許容遅延ＤＬを５００ｍｓとする。

図４は、データの種類が道路異常検出サービスに用いる画像データである。この画像データも、前方カメラ１０３などで撮像した画像データである。ただし、図３とは用途が異なるのでデータ価値の時間変化は図３とは異なる。図４では、データ価値は、データ生成からの経過時間に伴い単調減少し、減少率が５分を超えると大きくなっている。そのため、許容遅延ＤＬを５分とする。

図５は、データの種類が遠隔制御サービスに用いる制御信号である。制御信号は、データ生成時点から直ちにデータ価値が減少する。そのため、許容遅延ＤＬが０秒となっている。

図６は、データの種類がＯＴＡ（Over The Air）サービスのソフトウェア更新データである。ソフトウェア更新は緊急性が高くないので、図６に示すように、データ価値は、データ生成時から１日を経過するまでは変化せず、１日を過ぎてから、緩やかに低下する。そのため、許容遅延ＤＬを１日とする。このように許容遅延ＤＬは送信データの種類と用途により異なる。そのため、送信データの種類および用途により許容遅延ＤＬを決定する関係と、データ取得部１１１が取得した送信データとから、許容遅延ＤＬを決定する。

目標通信品質決定部１１２は、データ取得部１１１が取得した送信データに対する目標通信品質を決定する。目標通信品質は、目標とする通信品質であり、要求通信品質に基づいて決定する。第１実施形態では、要求通信品質をそのまま目標通信品質とする。

走行経路管理部１１３は、移動端末１００の今後の走行経路を予測する。今後の走行経路は、今後の位置も表していることになる。したがって、走行経路管理部１１３は、位置予測部であり、移動端末１００の今後の位置も予測する。走行経路管理部１１３が予測した位置を、以下、予測位置とする。また、今後の走行経路を、以下、予測走行経路とする。走行経路管理部１１３は、予測位置を時間に対応付けて予測する。

走行経路管理部１１３はロケータ１０４に接続されており、逐次、移動端末１００の位置を取得する。この逐次取得した移動端末１００の位置の軌跡を延長して、移動端末１００の今後の走行経路を予測する。走行経路を移動する移動速度は、これまでの走行軌跡の平均移動速度とすることができる。また、走行する道路の法定速度や一般的な走行速度とすることもできる。

また、走行経路管理部１１３は、ナビゲーション装置として機能するようになっていてもよく、また、ナビゲーション装置と接続可能でもよい。ナビゲーション装置が、目的地までの案内経路を設定しているときは、走行経路管理部１１３は、その案内経路を予測走行経路とすることもできる。案内経路は移動計画に相当する。

通信管理部１１４は、通信部１０１が利用可能な回線の通信リソースを管理する。また、回線別に、位置と通信速度の関係を管理している。図７は通信管理部１１４が記憶している位置と通信速度の関係を説明する図である。図７では、図示の便宜上、位置をある直線方向であるｘ方向とし、ｘ方向への位置の変化に伴う通信速度の変化を、ＬＴＥと無線ＬＡＮについてそれぞれ示している。通信管理部１１４は、位置Ｘの方向に限らず、二次元的な位置と通信速度との関係を記憶している。ただし、この関係は、常に記憶している必要はなく、必要なときに都度、サーバ３などの外部装置から取得してもよい。

位置と通信速度との関係は、たとえば、統計的に処理されたものである。この関係は、日時、車種、車両状態、端末の種類、対応規格、通信するデータの種類の少なくとも一つに対応付けられていてもよい。また、位置と通信速度との関係は、必要なときに外部から取得することもできるので、動的に変化する瞬時値とすることもできる。

さらに通信管理部１１４は、通信品質予測部としての機能も備える。通信管理部１１４は、走行経路管理部１１３が予測した予測位置と、図７に例示した位置と通信速度との関係とから、有利通信特性である無線ＬＡＮで送信データを送信する場合の予測通信品質を予測する。

有利通信特性は、移動端末１００が、移動によって、今後、使用できる通信特性であって、現在よりも有利な通信特性を意味する。第１実施形態の移動端末１００は、通信特性である通信回線としてＬＴＥと無線ＬＡＮを使用することができる装置構成を備える。現在位置ではＬＴＥのみが使用可能であり、移動により無線ＬＡＮが使用できるようになる場合、無線ＬＡＮが有利通信回線すなわち有利通信特性となる。

有利通信特性がある場合、通信管理部１１４は、その有利通信特性で送信データを送信する場合に予測される通信品質である予測通信品質を予測する。第１実施形態では、通信品質は、データを送信できるまでの遅延時間である。無線ＬＡＮで送信データを送信するためには、無線ＬＡＮアクセスポイント６の通信エリア６ａに移動端末１００が入る必要がある。そのため、予測通信品質として、通信エリア６ａに到達するまでの移動予測時間Ｔ_Ｍを予測する。この移動予測時間Ｔ_Ｍは、走行経路管理部１１３が時間に対応付けて予測した予測位置と、図７に例示した位置と通信速度との関係から予測する。

オフロード判定部１１５は、選択部に相当しており、送信データの許容遅延ＤＬと、移動予測時間Ｔ_Ｍとを比較する。そして、下記式１が成立する場合、無線ＬＡＮで送信データを送信すると判定する。式１が成り立つ場合、許容遅延ＤＬを満たしつつ、低コストな通信回線である無線ＬＡＮで送信データを送信できることが推定できるからである。

（式１） ＤＬ＞Ｔ_Ｍ
オフロード判定部１１５は、式１が成り立つと判定した場合、送信データを、現在位置では送信せず、無線ＬＡＮアクセスポイント６の通信エリア６ａに移動端末１００が入った後に、無線ＬＡＮで送信データを送信する。一方、オフロード判定部１１５は、式１が成り立たないと判定した場合、現在位置において、ＬＴＥで送信データを送信する。

なお、現在位置が無線ＬＡＮアクセスポイント６の通信エリア６ａに入っている場合には、通信管理部１１４は、移動予測時間Ｔ_Ｍを算出する必要はない。また、オフロード判定部１１５は式１が成立するか否かを判断することなく、送信データを無線ＬＡＮで送信することに決定する。

［通信制御部１１０の処理の流れ］
図８に通信制御部１１０が実行する処理をフローチャートで示している。図８に示す処理は、データ取得部１１１が送信データを取得したことをトリガに開始する。

ステップ（以下、ステップを省略）Ｓ１はデータ取得部１１１が実行する。Ｓ１では送信データの許容遅延ＤＬを取得する。Ｓ２、Ｓ３は走行経路管理部１１３が実行する。Ｓ２では無線ＬＡＮアクセスポイント６の通信エリア６ａの範囲を取得する。Ｓ３では、現在位置から、無線ＬＡＮアクセスポイント６の通信エリア６ａまでの距離を算出する。

Ｓ４は通信管理部１１４が実行する。Ｓ４では、Ｓ３で算出した距離を移動するのに要する時間である移動予測時間Ｔ_Ｍを算出する。Ｓ５、Ｓ６はオフロード判定部１１５が実行する。Ｓ５では、許容遅延ＤＬが移動予測時間Ｔ_Ｍよりも長いか否かを判断する。Ｓ５の判断がＹＥＳであればＳ６に進む。Ｓ６では、オフロード可と判定する。すなわち、送信データを送信する回線として無線ＬＡＮを選択する。Ｓ５の判断がＮＯであればＳ６を実行することなく図８に示す処理を終了する。この場合、無線ＬＡＮは選択されない。換言すれば、送信データを送信する回線としてＬＴＥ回線が選択されたことになる。

［第１実施形態のまとめ］
第１実施形態では、送信データを取得した場合、無線ＬＡＮで通信できる位置まで移動するのに必要な移動予測時間Ｔ_Ｍを算出する（Ｓ４）。この移動予測時間Ｔ_Ｍが送信データの許容遅延ＤＬよりも短い場合には（Ｓ５：ＹＥＳ）、送信データを送信する回線として無線ＬＡＮを選択する（Ｓ６）。現在は使用できる回線がＬＴＥのみであるが、無線ＬＡＮを選択した場合、移動端末１００が無線ＬＡＮアクセスポイント６の通信エリア６ａまで移動してから、送信データを送信する。

このように、本実施形態では、送信データを取得した位置が無線ＬＡＮで通信できる位置でなくても、送信データの要求通信品質を満たしつつ、低コストな通信回線である無線ＬＡＮを用いて送信データを送信することができる。

＜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、第１実施形態とは異なる通信制御部１１０の処理を説明する。第２実施形態の通信制御部１１０の処理を図９に示すフローチャートを用いて説明する。図９に示す処理は、図８に示す処理に代えて実行する処理である。したがって、図９に示す処理は、データ取得部１１１が送信データを取得したことをトリガに開始する。

Ｓ１１はデータ取得部１１１が実行する。Ｓ１１では、送信データの要求通信品質を取得する。第２実施形態では、許容遅延ＤＬだけでなく、送信データのデータ量が要求通信品質に追加されている。

Ｓ１２は走行経路管理部１１３が実行する。Ｓ１２では予測走行経路を取得する。Ｓ１３からＳ１３までは回線毎のループであり、低コスト順に実行する。第１実施形態で説明したように、無線ＬＡＮのほうがＬＴＥよりも低コストである。したがって、無線ＬＡＮから先にＳ１３以下のループを実行する。

Ｓ１３、Ｓ１４は通信管理部１１４が実行する。Ｓ１３では、対象としている通信回線の位置と通信品質の関係を取得する。この関係は、図７に例示した関係である。Ｓ１４では、許容遅延ＤＬまでに、対象としている通信回線で送信できる通信リソースの積分値Ｓを算出する。通信リソースの積分値Ｓは通信できるデータ量を意味する。

通信リソースの積分値Ｓを算出するために、図７に例示した位置と通信速度との関係と、Ｓ１２で取得した予測走行経路から、図１０に例示するように、時間と通信速度との関係を決定する。そして、時間と通信速度との関係において、対象としている無線回線の通信速度を、現在の時刻（すなわちデータ取得時点）ｔ１から許容遅延ＤＬが経過する時刻ｔ２まで積分する。第２実施形態では、この積分値Ｓが予測通信品質である。

なお、Ｓ１４では、通信リソースの積分値Ｓを一意に算出するのではなく、その積分値Ｓが得られる確率分布として算出する。この確率分布を算出するために、たとえば、図１０に示した無線ＬＡＮの通信速度の積分値Ｓを中央値として、積分値Ｓの正規分布確率を決定する。

Ｓ１５は目標通信品質決定部１１２が実行する。Ｓ１５では、対象としている通信回線での送信待ちデータ量Ｄを更新する。送信待ちデータ量Ｄは、対象としている通信回線で送信待ちとなっているデータのデータ量Ｄ１に、今回取得した送信データのデータ量Ｄ２を加算して算出する。この送信待ちデータ量Ｄは許容遅延ＤＬまでに送信することを要求されているデータ量であり、この送信待ちデータ量Ｄが目標通信品質である。

Ｓ１６以下はオフロード判定部１１５が実行する。Ｓ１６では、式２を満たす確率が閾値以上であるか否かを判断する。単純に式２を満たすか否かではなく、式２を満たす確率としている理由は、通信リソースの積分値Ｓを確率分布で算出しているからである。

（式２） Ｓ＞Ｄ
式２を満たす確率は、たとえば、Ｓ１４で算出した通信リソースの積分値Ｓの確率分布において、送信待ちデータ量Ｄよりも大きい部分の比率とする。ここで用いる閾値は、送信データの種類とデータの用途により定まる。たとえば、安全系の用途に利用する送信データであれば閾値を高くする。Ｓ１６の判断結果がＹＥＳであればＳ１７に進む。

Ｓ１７では、送信データを送信する通信回線として、Ｓ１３〜Ｓ１６までの処理の対象としていた通信回線を選択する。Ｓ１８では、現在、対象としている通信回線の送信待ちデータに、図９を開始するトリガとなった送信データを追加する。

Ｓ１６の判断がＮＯになった場合において、まだＳ１３以下のループを実行していない回線があれば、回線の種類を切り替えてＳ１３以下を実行する。一方、Ｓ１６の判断がＮＯになり、かつ、すべての回線についてＳ１３以下の処理を実行した場合にはＳ１９に進む。Ｓ１９では、今回取得した送信データは送信しないことに決定する。要求通信品質を満たして送信データを送信することができない可能性が高いからである。

［第２実施形態のまとめ］
この第２実施形態では、要求通信品質としてデータ量も考慮する。したがって、要求通信品質を満たしつつ、無線ＬＡＮを用いて送信データを送信できるか否かを判定する精度が、第１実施形態よりも向上する。

＜第３実施形態＞
第３実施形態では、第１実施形態、第２実施形態とは異なる通信制御部１１０の処理を説明する。第３実施形態の通信制御部１１０の処理を図１１に示すフローチャートを用いて説明する。図１１に示す処理は、図８に示す処理に代えて実行する処理である。したがって、図１１に示す処理は、データ取得部１１１が送信データを取得したことをトリガに開始する。

加えて、通信制御部１１０は、図１１に示す処理を、データ取得前のデータ要求クエリを取得したときにも実行する。データ要求クエリは、送信を要求するデータについての要求内容を規定された命令信号である。データ要求クエリには、要求するデータの種類、要求するデータの用途、データが取得できた場所、データが取得できた時間などが規定されている。また、許容遅延ＤＬ、データの優先度が規定されていてもよい。

さらに、通信制御部１１０は、前回、図１１を実行してから再選択時間が経過した場合にも図１１を再実行し、目標通信品質および予測通信品質を決定するパラメータが更新された場合にも図１１を再実行する。目標通信品質を決定するパラメータの更新としては、データ量の変化がある。データ量が変化する場合としては、新たなデータの取得、あるいは、送信予定のデータが不要になった場合などがある。予測通信品質を決定するパラメータとしては、通信速度の変化、予測位置の変化がある。通信速度は、たとえば、回線混雑度の変化により生じる。予測位置が変化する場合としては、経路変更、渋滞などによる速度変化などがある。

図１１が２度目以降に実行されると、送信データを送信する通信回線が再選択されることになる。したがって、再選択時間が経過したこと、目標通信品質および予測通信品質を決定するパラメータが更新されたことは、再選択条件である。

Ｓ２１、Ｓ２２はオフロード判定部１１５が実行する。Ｓ２１では、各回線の送信待ちデータを初期化、すなわち、ゼロにする。以下の処理で、全部の送信待ちデータに対して通信回線を選択し直すためである。

Ｓ２２では、送信待ちデータを、データの種類別に優先度順に並べ替える。第３実施形態では、データ取得部１１１は、許容遅延ＤＬ、データ量に加えて、送信データの優先度を要求通信品質として取得する。Ｓ２２ではデータ取得部１１１が取得したこの優先度に従い、送信待ちデータを並べ替える。優先度は、送信データの種類に基づいて予め決定されている。

Ｓ２３以下は２重ループになっている。Ｓ２３からＳ３１までのループは優先度が高いデータから順に送信データ毎に実行する。

Ｓ２３はデータ取得部１１１が実行する。Ｓ２３では、送信データの要求通信品質を取得する。第３実施形態では、許容遅延ＤＬ、送信データのデータ量、優先度を取得する。また、優先度に代えてデータ価値単価を取得してもよい。

図１１の処理は、データ要求クエリを取得したときにも実行する。この場合には、データ要求クエリで規定されている内容に基づいて、送信データの要求通信品質を決定する。データ要求クエリには要求するデータの種類および用途が規定されている。すでに説明したように、データの種類および用途が決まれば許容遅延ＤＬは決定できる。データ量は、データの種類、データが取得できた時間から算出することができる。たとえば、データの種類が動画であり、データが取得できた時間が１０：００〜１０：０５までの５分間であれば、単位時間当たりの動画のデータ量に５分を乗じることでデータ量は算出できる。送信データの優先度は、データの種類および用途別に予め決定しておけばよい。

Ｓ２４は走行経路管理部１１３が実行する。Ｓ２４では予測走行経路を取得する。図１１に示す処理は、逐次、繰り返すようになっており、予測走行経路は、現時点から近い時点の予測走行経路については、最新の車両２の走行状態、最新の道路状況を用いつつ予測する。最新の走行状態には、最新の走行軌跡、車速、進行方向が含まれる。最新の道路状況は、最新の道路の混在状況、信号の灯色などである。これらを使うことで、予測時点が現時点から近いほど、予測位置の予測精度は高くなる。

Ｓ２５からＳ２８までは、回線毎にループする処理である。Ｓ２５、Ｓ２６は通信管理部１１４が実行する。Ｓ２５は図９のＳ１３と同じであり、対象としている通信回線の位置と通信品質の関係を取得する。

Ｓ２６では、通信リソースの積分値Ｓδを算出する。この通信リソースの積分値Ｓδは許容遅延ＤＬが経過する時点までに利用できる通信リソース量の誤差を考慮した値である。通信リソースの積分値Ｓδは、図９のＳ１４と同様、図７に例示した位置と通信速度との関係、および、予測走行経路を用いて算出する。

ただし、実際に車両２が走行したときの時刻と位置の関係に対して、予測走行経路で予測した時刻と位置の関係には誤差がある。この誤差を考慮して通信リソースの積分値Ｓδを算出する。予測走行経路で予測されている時刻と位置の関係に誤差が生じる要因としては、たとえば、渋滞、信号待ちなどでの停車時間、車速変化などがある。これらの要因により、車両２がある距離を走行するのに必要な時間は、距離が長くなるほど誤差が大きくなる。換言すれば、先の時刻であるほど、車両２が走行する距離の推定誤差が大きいと言える。

そこで、このＳ２６では、許容遅延ＤＬまで走行する間に生じる距離の誤差±Δｄを推定し、誤差を推定しない場合よりも、その距離の誤差分、走行予定経路において先の位置を、許容遅延ＤＬまでに到達できる位置にする。

図１２に具体例を示す。図１２に示す例では、９：５５にデータ要求クエリを取得している。データ要求クエリは、１０時の画像を、許容遅延ＤＬを５分として送信することを要求しているとする。図１２には、横軸に、時刻とともに、車両２が移動した距離ｄも示している。この距離ｄはデータ要求クエリを取得した時の位置を基準としている。

１０：０５には、誤差を考慮しないと距離ｄが６ｋｍになることが推定できる。しかし、１０：０５の時点では、図１２に示す距離の誤差±Δｄも推定できる。そこで、通信リソースの積分値Ｓδは、６ｋｍ＋Δｄまでに使用できる通信リソースを積分した値とする。この通信リソースの積分値Ｓδは、誤差を考慮した場合に、許容遅延ＤＬまでに送信できる可能性がある最大のデータ量である。この値は予測通信品質に相当する。

Ｓ２７は目標通信品質決定部１１２が実行する。Ｓ２７では、対象としている通信回線での送信待ちデータ量Ｄを更新する。送信待ちデータ量Ｄは、対象としている通信回線で送信待ちとなっているデータのデータ量Ｄ１に、今回のループで処理の対象としている送信データのデータ量Ｄ２を加算した値である。この送信待ちデータ量Ｄが目標通信品質である。なお、ここでのデータ量Ｄ１は、後述するＳ３０で更新されるものであり、優先度が高い送信データから順次、どの通信回線で送信するかが決定される。

Ｓ２８以下はオフロード判定部１１５が実行する。Ｓ２８では、式３を満たす確率が閾値以上であるか否かを判断する。

（式３） Ｓδ＞Ｄ
Ｓ２８の判断は式の左辺が異なる以外は図９のＳ１６と同じである。Ｓ２８の判断がＹＥＳであればＳ２９へ進む。Ｓ２９では、送信データを送信する通信回線として、Ｓ２５〜Ｓ２８までの処理の対象としていた通信回線を選択する。なお、距離ｄの誤差Δｄの範囲内にある無線ＬＡＮアクセスポイント６の通信エリア６ａで送信するデータ量があることにより、Ｓ２８の判断がＹＥＳになった場合には、Ｓ２８の判断結果を保留する処置とする。保留する処置とする場合にも、保留しないときと同様に、通信回線の選択は行う。この場合、通信回線の選択は、仮選択という意味になる。

保留とした場合の違いは、実際に送信データを送信する前に、再度、図１１に示す処理を実行して、通信回線を確定させる点のみである。Ｓ３０では、現在、対象としている通信回線の送信待ちデータに、現在の処理の対象としている送信データを追加する。

Ｓ３０を実行後、まだＳ２３以下を実行していない送信データがあれば、Ｓ２３以下を実行していない送信データに、処理対象を切り替えてＳ２３以下を実行する。

また、Ｓ２８の判断がＮＯである場合、他の通信回線でＳ２５以下を実行していなければ、処理の対象とする通信回線を切り替えてＳ２５以下を実行する。Ｓ２８の判断がＮＯであって、使用可能なすべての通信回線についてＳ２５以下を実行した場合にはＳ３１に進む。Ｓ３１では、現在、処理の対象としている送信データは送信しないことに決定する。

［第３実施形態の効果の説明］
第３実施形態では、データ要求クエリを取得したときにも図１１に示す処理を実行する。これにより、送信データを取得する前であっても、その送信データを送信するための無線ＬＡＮの通信データ量を確保することができる。

また、第３実施形態では、一度、１つの送信データに対して使用する通信回線を選択した後も、目標通信品質および予測通信品質を決定するパラメータが更新された場合にも図１１を再実行する。データ要求クエリにより要求された送信データを取得したとき、送信待ちデータ量Ｄを決定するパラメータが更新されたことになる。したがって、データ要求クエリにより要求された送信データを取得したときにも図１１に示す処理を再実行する。さらに、前回、図１１に示す処理を実行してから再選択時間が経過したときにも図１１に示す処理を再実行する。

図１１に示す処理を再実行することで、通信回線の選択精度が向上する。このことを、前述した図１２に加えて、図１３、図１４を用いて具体的に説明する。なお、無線ＬＡＮの通信速度を示す波形は、ピーク位置が無線ＬＡＮアクセスポイント６の位置である。

図１２は、すでに説明したように、データ要求クエリを取得した９：５５時点である。図１３は、送信データを取得した１０：００の時点で図１１に示す処理を実行した結果を説明する図である。

１０：００の時点では、許容遅延ＤＬが経過する時点は５分後である。そのため、許容遅延ＤＬが経過する時点が１０分後である図１２と比較して、１０：０５での距離ｄの誤差±Δｄが小さくなっている。しかし、距離ｄの誤差Δｄの範囲内にある無線ＬＡＮアクセスポイント６の通信エリア６ａで送信するデータ量があることによりＳ２８の判断がＹＥＳになっている状態は継続している。したがって、１０：００の時点でも、通信回線の選択結果は保留状態である。ただし、ＬＴＥが選択されている訳ではないので、送信データは送信されずに移動端末１００が保持した状態である。

図１４は、１０：００に図１１に示す処理を実行してから再選択周期が経過した１０：０２の時点で、図１１に示す処理を実行した結果を説明する図である。

１０：０２の時点では、１０：００の時点よりもさらに許容遅延ＤＬが経過する時点である１０：０５に近くなっている。そのため、１０：０５での距離ｄの誤差±Δｄがさらに小さくなっている。その結果、図１４では、無線ＬＡＮでの通信速度が生じている波形が、距離ｄの誤差Δｄの範囲から外れている。これにより、Ｓ２９での処理が保留ではなく、そのＳ２９の処理により選択した通信回線を用いることが確定する。このように、図１１に示す処理を繰り返し実行することで、通信回線の選択精度が向上する。

図１５を用いて、第３実施形態の別の効果を説明する。図１５には、時刻ｔ１１では無線ＬＡＮアクセスポイント６に向かって走行していた車両２が、時刻ｔ１２で交差点を左折したことにより、走行予測経路が変更になり、無線ＬＡＮアクセスポイント６の通信エリア６ａを通過しない予定になった状態を示している。

第３実施形態では、予測通信品質を決定するパラメータが更新されたときにも図１１に示す処理を再実行する。予測通信品質を決定するパラメータには予測走行経路が含まれる。そのため、予測走行経路が変更なった時刻ｔ１２で、図１１に示す処理を再実行する。

時刻ｔ１１では、無線ＬＡＮアクセスポイント６の通信エリア６ａで送信データを送信する予定である。しかし、時刻ｔ１２では、無線ＬＡＮアクセスポイント６の通信エリア６ａを通過しない変更後の予測走行経路に対応して、送信データを送信する通信回線をＬＴＥに切り替えることができる。

＜第４実施形態＞
第１〜第３実施形態では、上り回線で送信するときに送信データをオフロードするか否かを判定する実施形態であった。第４実施形態では、下り回線で送信するときに送信データをオフロードするか否かを判定する構成を説明する。

図１６に、第４実施形態に係る通信システム４００の構成を示す。通信システム４００は、図１に示した通信システム１に対してデータ提供装置７が追加されている。データ提供装置７はサーバ３に接続されており、移動端末１００へ送信する送信データをサーバ３へ提供する。移動端末１００は、移動端末１００が搭載された車両２の位置を周期的にサーバ３に送信する。また、移動端末１００は、予測走行経路を決定している場合には、予測走行経路を、その決定および更新時あるいは周期的に、サーバ３に送信する。サーバ３は固定通信装置であり、第４実施形態ではサーバ３は移動システム通信装置に相当する。

図１７にサーバ３の構成を示す。サーバ３は、通信部３１、記憶部３２、通信制御部３３を備える。通信部３１は、広域基地局４を介して移動端末１００と通信する機能と、無線ＬＡＮアクセスポイント６を介して移動端末１００と通信する機能を備える。記憶部３２は、データ取得部３３１が取得した送信データを一時的に保存する。

通信制御部３３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、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により実現される。ＲＯＭには、汎用的なコンピュータを通信制御部３３として機能させるためのプログラムが格納されている。ＣＰＵが、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ、ＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することで、通信制御部３３は、データ取得部３３１、目標通信品質決定部３３２、走行経路管理部３３３、通信管理部３３４、オフロード判定部３３５として機能する。これらの機能が実行されると、プログラムに対応する方法が実行される。

データ取得部３３１は、データ提供装置７が提供する送信データを取得する。また、送信データの要求通信品質も取得する。要求通信品質の取得方法は、移動端末１００が備えるデータ取得部１１１が要求通信品質の取得方法と同じであり、データ提供装置７から取得したり、データ提供装置７が提供する送信データの種類等から決定したりすることができる。

目標通信品質決定部３３２は、データ取得部３３１が取得した要求通信品質に基づいて、目標通信品質を決定する。目標通信品質決定部３３２の処理は、移動端末１００が備える目標通信品質決定部１１２と同じである。

走行経路管理部３３３は、移動端末１００が逐次送信する車両２の位置に基づいて、車両２の予測走行経路を予測する。走行経路管理部３３３は、移動端末１００が備える走行経路管理部１１３と同じものを予測しており、走行経路管理部１１３と同様、位置予測部に相当する。

通信管理部３３４は、移動端末１００の通信管理部１１４と同じ機能を備える。したがって、通信管理部３３４は、通信部３１が移動端末１００との通信に利用可能な回線の通信リソースを管理し、また、回線別に、位置と通信速度との関係を管理している。また、通信管理部３３４は、通信品質予測部の機能として、走行経路管理部１１３が予測した予測位置と、位置と通信速度との関係から、無線ＬＡＮで送信データを送信する場合の予測通信品質を予測する。

オフロード判定部３３５は、移動端末１００のオフロード判定部１１５と同じ機能を備える。したがって、オフロード判定部３３５は選択部に相当する。オフロード判定部３３５は、これまでの実施形態で説明した式１、式２、式３をいずれもオフロード判定のための式として採用することができる。そして、採用している式が成立するか否かを判定する。採用している式が成立すると判定した場合には、送信データを送信する回線として無線ＬＡＮを選択する。

この第４実施形態で説明したように、下り回線でも、上り回線と同様の処理で送信データをオフロードするか否かを選択することができる。

＜第５実施形態＞
第５実施形態では、下り回線であるが移動端末１００がオフロード判定を行う構成を、送信データが更新ソフトウェアである例で説明する。図１８に移動端末１００の通信制御部１１０が実行する処理を示す。

Ｓ４１では、更新ソフトウェアがダウンロード可能であることを示す通知であるソフトウェア更新通知を通信部１０１が受信した場合に、そのソフトウェア更新通知を通信部１０１から取得する。ソフトウェア更新通知は、更新されたソフトウェアをダウンロードすることを指示するクエリであり、送信データであるソフトウェアのデータ量と許容遅延ＤＬとが含まれている。

Ｓ４２では、オフロード判定処理を実施する。オフロード判定処理は、図８、図９、図１１のいずれかに示した処理である。なお、第５実施形態において図８、図９、図１１を実行する場合、送信データの要求通信品質は、ソフトウェア更新通知に基づいて決定する。ソフトウェア更新通知にはデータ量と許容遅延ＤＬとが含まれているので、データ要求クエリを取得した場合と同様に、図８、図９、図１１の処理を実行できる。

Ｓ４３では、Ｓ４２のオフロード判定処理により選択した回線に接続するとき、またはその直前に、サーバ３に対してデータ要求を送信する。Ｓ４４では、サーバ３から送信されてくる更新ソフトウェアを受信する。このように、下り回線でも、移動端末１００がオフロード判定を行うことができる。

＜第６実施形態＞
現在、ＬＴＥは利用でき、無線ＬＡＮは利用できないとする。第６実施形態では、通信管理部１１４は、許容遅延ＤＬが経過する時点よりも、ＬＴＥでの通信により送信データを送信することができる期間以上、現在に近い時点までに、予測位置が到達できる位置を、無線ＬＡＮでの通信終了位置として決定する。そして、無線ＬＡＮでの通信終了位置までに無線ＬＡＮで送信できる通信リソースの積分値Ｓを算出する。

また、第６実施形態では、通信制御部１１０は、無線ＬＡＮを選択した（すなわちオフロードできると判定した）が、無線ＬＡＮで送信データを送信できなかった（以下、オフロード判定失敗）と判断した場合にもオフロード判定処理を実行する。よって、第６実施形態では、有利通信特性で通信できなかったと判断したことを再選択条件にしていることになる。

オフロード判定失敗は、オフロードできると判定したが送信データを送信できないまま無線ＬＡＮアクセスポイント６の通信エリア６ａを通過してしまった状態である。図１９に示すように、許容遅延ＤＬが経過する時点までに無線ＬＡＮを使うことができる時間帯が複数ある場合、それぞれの無線ＬＡＮを使う時間帯が終了した時点が、それぞれ、オフロード判定失敗となる時点である。

第６実施形態で実行するオフロード判定処理は、図２０に示す部分を除き、図９に示した処理である。図２０に示す処理は、第６実施形態において、Ｓ１４に代えて実行する処理である。Ｓ１４１では、ＬＴＥで送信データを送信する場合に、許容遅延ＤＬが経過する時点よりも一定時間前に送信データを送信完了できるように、ＬＴＥでの送信開始位置を決定する。

図２１に示す位置Ｐｓがこの送信開始位置である。図２１に示す時刻ｔ２３は許容遅延ＤＬが経過する時点の一定時間前の時刻である。予測走行経路が得られているので、この時刻ｔ２３における位置Ｐ（ｔ２３）を決定することができる。なお、図２１では、横軸を距離ｄとしている。この距離ｄは現在位置からの距離である。走行予定経路が得られているので、現在位置からの距離ｄは位置Ｐに対応する。

また、走行予定経路が得られているので、その走行予定経路と時刻から、各時刻における位置が定まる。さらに、図２１に示す各位置における通信速度の関係、移動端末１００の移動速度から、時間当たりに送信できるデータ量が定まる。時間当たりに送信できるデータ量を積分することで、ＬＴＥで送信データを送信して時刻ｔ２３に送信終了する場合の送信開始時刻ｔ２１を算出することができる。そして、時刻ｔ２１が定まることで、送信開始位置Ｐｓを決定することができる。ＬＴＥでの送信開始位置Ｐｓは、無線ＬＡＮでの通信終了位置ということもできる。

Ｓ１４２では、Ｓ１４１で決定したＬＴＥでの送信開始位置までの通信リソースの積分値Ｓを算出する。

この第６実施形態によれば、ＬＴＥでの送信開始位置までの通信リソースの積分値Ｓを算出しており、この積分値Ｓが送信待ちデータ量Ｄよりも大きいと判断した場合に、送信データを送信する回線として無線ＬＡＮを選択する。加えて、オフロード判定失敗を、オフロード判定処理を再実行する条件としている。すなわち、オフロード判定失敗を再選択条件にしている。

これらにより、送信データを送信する回線として無線ＬＡＮを選択していたが、電波障害など何らかの理由によりオフロード判定失敗となったとしても、その時点でオフロード判定処理が再実行される。この時点でも、ＬＴＥで送信データを許容遅延ＤＬまでに送信することができるので、送信データを送信する回線としてＬＴＥが選択されて、ＬＴＥで送信データを許容遅延ＤＬが経過する前に送信することができる。

また、オフロード判定失敗となっても、要求通信品質を満たすことができる可能性が高いので、Ｓ２８で用いる閾値を低くして、無線ＬＡＮ回線が選択されやすくすることもできる。

＜第７実施形態＞
第７実施形態では、オフロード判定失敗と判断した後に回線を切り替えてＬＴＥで送信データを送信すると、送信データの一部が許容遅延ＤＬが経過するまでに送信できない場合、一部の送信データについては、先に、ＬＴＥで送信する。

第７実施形態で実行するオフロード判定処理は、図２２に示す部分を除き、図９に示した処理である。図２２に示す処理は、第７実施形態において、Ｓ１４に代えて実行する処理である。Ｓ２４１では、オフロード判定失敗が確定する予定時刻を決定する。オフロード判定失敗が確定する予定時刻は、無線ＬＡＮアクセスポイント６の通信エリア６ａを通過する予定時刻である。

Ｓ２４２では、ＬＴＥでの送信開始時刻を決定する。この時刻は、Ｓ２４１で決定した時刻にＬＴＥの送信処理を開始した場合にデータが送信開始できる時刻である。

Ｓ２４３では、Ｓ２４２で決定した時刻から送信データの送信を開始した場合の送信終了時刻を予測する。Ｓ２４４では、Ｓ２４３で予測した送信終了時刻が許容遅延ＤＬを経過する時刻であるか否かを判断する。図２３に、Ｓ２４４の判断を説明する図を示している。図２３に示す状態は、オフロード判定失敗後にＬＴＥで送信データを開始すると、許容遅延ＤＬが経過するまでに一部の送信データが送信できないことを示している。

Ｓ２４４の判断がＹＥＳであればＳ２４５に進む。Ｓ２４５では、許容遅延ＤＬを経過した後に送信される予測となったデータ量については、ＬＴＥを選択することに決定する。これにより、許容遅延ＤＬを経過した後に送信される予測となったデータ量は、オフロード判定失敗とは関係なくＬＴＥで送信される送信データとなる。よって、図２４に示すように、許容遅延ＤＬを経過した後に送信される予測となったデータ量は、オフロード判定失敗と判定されるよりも前にＬＴＥで送信されることになる。このようにすることで、オフロード判定失敗後に、残りの送信データをＬＴＥで送信する場合に、許容遅延ＤＬまでに送信データを送信することができる。

Ｓ２４５を実行後はＳ２４６に進む。また、Ｓ２４４の判断がＮＯであった場合には、直接、Ｓ２４６に進む。Ｓ２４６では、オフロード判定失敗が確定する予定時刻までの通信リソースの積分値Ｓを算出する。

＜第８実施形態＞
第８実施形態では、許容遅延ＤＬが経過する時点で車両２が到達する位置の誤差Δｄを、第３実施形態とは異なる方法で考慮する。第３実施形態では、許容遅延ＤＬが経過する時点で車両２が到達する位置の誤差Δｄだけ、誤差Δｄがない場合に車両２が許容遅延ＤＬが経過する時点の位置よりも走行するとして、オフロード判定を行った。

それに対して第８実施形態では、許容遅延ＤＬが経過する時点での車両２の位置を、誤差Δｄがない場合における許容遅延ＤＬが経過する時点の車両２の位置よりも、許容遅延ＤＬが経過する時点で車両２が到達する位置の誤差Δｄだけ手前の位置とする。そして、その位置までに利用できる通信リソースで、通信リソースの積分値Ｓを算出する。

図２５に、誤差Δｄがない場合における許容遅延ＤＬが経過する時点の車両２の位置よりも誤差Δｄだけ手前の位置の一例である位置ｄ１を示す。図２５の例では、許容遅延ＤＬが経過するまでに利用できる通信リソースは、この位置ｄ１よりも現在の位置側にある通信リソースであるとして、通信リソースの積分値Ｓを算出する。第８実施形態は、通信リソースの積分値Ｓの算出方法が異なる以外は、第２実施形態と同じである。

この第８実施形態によれば、誤差Δｄだけの余裕を残して、通信リソースの積分値Ｓを算出する。この通信リソースの積分値Ｓを送信待ちデータ量Ｄと比較するので、オフロードできると判断したが、オフロードできず、かつ、許容遅延ＤＬを経過してしまう（つまり送信データの通信品質も満たせない）という事態になることを抑制できる。

＜第９実施形態＞
第９実施形態では、通信制御部１１０は、図１１に示す処理に代えて図２６に示す処理を実行する。Ｓ５１ではオフロード判定処理を実行する。Ｓ５１で実行するオフロード判定処理は、図１１に示す全部の処理である。このＳ５１を実行することで、複数の種類の送信データがある場合、それぞれの種類の送信データに対して、優先度が高い順に、送信データを送信する回線が選択される。

Ｓ５２では、Ｓ５１を実行して得られた回線選択結果を保持する。Ｓ５３では、Ｓ５２で保持した回線選択結果に、オフロード不可となった送信データ、すなわち、ＬＴＥで送信することとした送信データがあるか否かを判断する。Ｓ５３の判断がＮＯであれば、Ｓ５２で保持した回線選択結果のまま、図２６に示す処理を終了する。

なお、Ｓ５３において、オフロード不可となった送信データがあるか否かを判断することに加えて、次の判断を行ってもよい。すなわち、全部の送信データの中で最も遅い許容遅延ＤＬを決定し、その許容遅延ＤＬまでの無線ＬＡＮの通信リソースの積分値Ｓが、オフロード不可となったデータのデータ量よりも大きいか否かも判断してもよい。この場合、後者の判断もＹＥＳになった場合にＳ５３の判断をＹＥＳとする。

Ｓ５３の判断がＹＥＳであればＳ５４に進む。Ｓ５４では、送信データを、許容遅延ＤＬが近い順（すなわち許容遅延ＤＬまでの時間が短い順）に並べ替える。

Ｓ５５では、図１１に示すオフロード判定処理のうち、送信待ちデータを並び替えた後の処理を、Ｓ５４で並び替えた順番で実行する。Ｓ５６では、Ｓ５５を実行して得られた回線選択結果を保持する。

Ｓ５７では、Ｓ５６で保持した回線選択結果と、Ｓ５２で保持した回線選択結果を比較する。そして、Ｓ５６で保持した回線選択結果の方が不利になった送信データがあるか否かを判断する。換言すれば、Ｓ５６で保持した回線選択結果は、全種類の送信データが、Ｓ５２で保持した回線選択結果と同じ、または、有利になっているかを判断する。

Ｓ５７の判断結果がＮＯであればＳ５８に進む。Ｓ５８では、Ｓ５６の保持内容を採用することに決定する。Ｓ５７の判断結果がＹＥＳであればＳ５９に進む。Ｓ５９では、Ｓ５２の判断結果を採用することに決定する。

図２６を実行することによる効果を図２７、図２８を用いて説明する。図２７は、Ｓ５１の処理の内容を説明する図である。図２７には、時刻ｔ３１にクエリＣ２が要求する送信データ（以下、クエリＣ２データ）を取得し、時刻ｔ３２にクエリＣ１が要求する送信データ（以下、クエリＣ１データ）を取得したことが示されている。

時刻ｔ３１の時点で図２６の処理を実行することで、クエリＣ２データは無線ＬＡＮを使って時刻ｔ３３から時刻ｔ３５までの間に送信する予定となる。図２６は図１１に代えて実行する処理であることから、新たな送信データを取得した時は図２６を再実行する。

時刻ｔ３２でクエリＣ１データを取得する。これにより図２６の処理を再実行する。このとき、クエリＣ２データのほうがクエリＣ１データよりも優先度が高いとすると、先にクエリＣ２データに対して時刻ｔ３３から時刻ｔ３５までの間に無線ＬＡＮが割り当てられる。

その後、クエリＣ１データに対して、まだ割り当てられていない無線ＬＡＮの通信リソースが割り当てられる。したがって、クエリＣ１データに対しては、時刻ｔ３５から時刻ｔ３６までの無線ＬＡＮの通信リソースが割り当てられる。しかし、時刻ｔ３５から時刻ｔ３６までの無線ＬＡＮの通信リソースでは、クエリＣ１データを全部は送信できない。時刻ｔ３７から時刻ｔ３８までの無線ＬＡＮの通信リソースも用いればクエリＣ１データを、全部、送信することができる。

しかし、時刻ｔ３７から時刻ｔ３８は、クエリＣ１に定められている許容遅延ＤＬを経過している。そのため、オフロード不可と判断されることになる。この状態でＳ５３の判断に進むと、Ｓ５３の判断結果はＹＥＳになり、Ｓ５４を実行することになる。

Ｓ５４を実行する場合、送信データを許容遅延ＤＬが近い順に並び替える。図２７、図２８の例では、クエリＣ１データの方がクエリＣ２データよりも許容遅延ＤＬが近いので、クエリＣ１データに対して先にＳ５５の処理を実行することになる。

その結果、図２８に示すように、時刻ｔ３３から時刻ｔ３４までの無線ＬＡＮの通信リソースがクエリＣ１データに対して割り当てられる。そのため、クエリＣ２データに対しては、時刻ｔ３４から時刻ｔ３６までの無線ＬＡＮの通信リソースと、時刻ｔ３７から時刻ｔ３９までの無線ＬＡＮの通信リソースが割り当てられる。

時刻ｔ３７から時刻ｔ３９までは、クエリＣ１の許容遅延ＤＬは経過していが、クエリＣ２の許容遅延ＤＬは経過していない。したがって、Ｓ５５を実行することで、クエリＣ１データ、クエリＣ２データをともに、要求通信品質を満たしつつ、無線ＬＡＮを使って送信することができる。

＜第１０実施形態＞
これまでの実施形態では、通信特性は通信回線、具体的にはＬＴＥと無線ＬＡＮであった。そして、有利通信特性を無線ＬＡＮとしていた。第１０実施形態では、通信特性は変調方式であり、指標が通信速度である。有利通信特性は、通信速度が相対的に速い変調方式である。たとえば、変調方式をＱＰＳＫと６４ＱＡＭとすると、６４ＱＡＭが有利通信特性としての有利変調方式である。ＬＴＥでは、変調方式と電波強度は相関しており、電波強度が強いときには通信速度の速い変調方式を採用する。したがって、指標を電波強度と考えることもできる。電波強度は、たとえば、ＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power）で表す。

第１０実施形態で実行するオフロード判定処理は、図２９に示す部分を除き、図９に示した処理である。図２９に示す処理は、第１０実施形態において、Ｓ１４に代えて実行する処理である。Ｓ３４１では、ＲＳＲＰの閾値を決定する。ＲＳＲＰの閾値は、有利変調方式で通信することができるＲＳＲＰから決定することができる。また、許容遅延ＤＬまでの、その閾値以上の通信リソースの積分値Ｓが送信待ちデータのデータ量Ｄと等しくなるように閾値を決定してもよい。さらには、許容遅延ＤＬまでの通信リソースの積分値Ｓと送信待ちデータのデータ量が等しくなるようにして決定した値に、１よりも小さい係数を乗じた値を閾値としてもよい。

Ｓ３４２では、許容遅延ＤＬまでの、ＲＳＲＰが閾値以上の通信リソースの積分値Ｓを算出する。図３０には、距離ｄとＲＳＲＰとの関係を示している。この関係は、統計処理により決定してもよいし、現在値を取得可能な場合にはその現在値でもよい。図３０には閾値も示している。ＲＳＲＰにより通信速度は定まるので、図３０に示す関係をもとに、許容遅延ＤＬまでの、ＲＳＲＰが閾値以上の通信リソースの積分値Ｓを算出することができる。

このようにして算出した通信リソースの積分値をＳ１５において、送信待ちデータ量Ｄと比較することになる。

この第１０実施形態の適用例を、図３０、図３１、図３２を用いて説明する。図３１には、時刻ｔ４１での車両２ａ、２ｂの位置を示している。これらの車両２ａ、２ｂには、それぞれ移動端末１００ａ、１００ｂが搭載されている。これらの移動端末１００ａ、１００ｂは、第１０実施形態が適用された移動端末である。図３２には、時刻ｔ４２での車両２ａ、２ｂの位置を示している。

時刻ｔ４１、ｔ４２における車両２ａ、２ｂの位置は図３０にも示している。車両２ａは、時刻ｔ４１でのＲＳＲＰが閾値を超えている。時刻ｔ４２になると、ＲＳＲＰが閾値を下回ってしまう。しかし、車両２ａは、それまでに送信データを送信することができる。

一方、車両２ｂは、時刻ｔ４１でのＲＳＲＰが閾値を下回っている。したがって、時刻ｔ４１では送信データを送信しない。しかし、許容遅延ＤＬが経過する時点までには、時刻ｔ４２など、ＲＳＲＰが閾値を超える期間があり、この期間に送信データを送信することで、閾値を超えたＲＳＲＰで許容遅延ＤＬまでに送信データを送信することができる。

つまり、車両２ａ、２ｂともに、通信する区間をＲＳＲＳＰが閾値を超えた区間に限定するという選択をしても、許容遅延ＤＬを満たして送信データを送信することができる。

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＞
これまでの実施形態で、通信特性としての１つとして通信回線を例示した。そして、通信回線として広域通信回線と狭域通信回線を例示した。広域通信回線と狭域通信回線は、通信コストにおいて違いがあることから、高コスト回線と低コスト回線と考えることもできる。この場合、指標がコストであり、低コスト回線が有利通信回線である。

通信回線の特性の違いはこれに限られない。通信回線の特性の違いを、高速回線と低速回線としてもよい。この場合、指標は通信速度であり高速回線が有利通信回線である。また、通信回線の特性の違いを、高信頼回線と低信頼回線としてもよい。この場合は、指標は信頼性であり、高信頼回線が有利通信回線である。また、通信回線の特性の違いを、通信制限までの残容量が多い回線と通信制限までの残容量が少ない回線としてもよい。この場合、指標は残容量であり、残容量が多い回線が有利通信回線である。また、通信回線の特性の違いを、混在回線と閑散回線としてもよい。この場合、指標は回線の混雑度であり、閑散回線が有利通信回線である。また、通信回線の特性の違いを、ポイント付与率の高い回線と、ポイント付与率の低い回線としてもよい。この場合、指標はポイント付与率であり、ポイント付与率の高い回線が有利通信回線である。

＜変形例２＞
移動通信装置は、道路を走行する車両２で用いられるものに限られない。移動通信装置は、電車で用いられてもよい。電車で用いられる場合、運行予定（すなわち移動計画）、遅延情報をもとに予測位置を予測することができる。

＜変形例３＞
前述した優先度に代えて、データ価値を用い、データ価値の高い順に図１１に示す処理を実行してもよい。

＜変形例４＞
式１、式２、式３の関係が成立しない場合に、送信データの一部、たとえば、通信リソースの積分値Ｓ分のデータ量をオフロードしてもよい。

＜変形例５＞
第１実施形態、第２実施形態でも、再選択条件が成立した場合に、オフロード判定処理を再実行してもよい。

１、４００：通信システム ２：車両 ３：サーバ（固定通信装置、移動システム通信装置） ４：広域基地局 ４ａ：通信エリア ５：通信回線網 ６：無線ＬＡＮアクセスポイント ６ａ：通信エリア ７：データ提供装置 ３１：通信部 ３２：記憶部 ３３：通信制御部 １００：移動端末（移動通信装置、移動システム通信装置） １０１：通信部 １０２：記憶部 １０３：前方カメラ １０４：ロケータ １０５：車載ＬＡＮ １１０：通信制御部 １１１、３３１：データ取得部 １１２、３３２：目標通信品質決定部 １１３、３３３：走行経路管理部（位置予測部） １１４、３３４：通信管理部（通信品質予測部） １１５、３３５：オフロード判定部（選択部） ＤＬ 許容遅延、 Ｐｓ 通信終了位置。

Claims (12)

1. 移動体で用いられる移動通信装置（１００）および前記移動通信装置と通信する固定通信装置（３）のいずれかである移動システム通信装置であって、
   前記移動通信装置の予測位置を予測する位置予測部（１１３、３３３）と、
   送信データ、および、前記送信データに対して要求されている品質であって前記送信データの許容遅延（ＤＬ）を含んでいる要求通信品質を取得するデータ取得部（１１１、３３１）と、
   前記データ取得部が取得した前記要求通信品質に基づいて、目標とする通信品質である目標通信品質を決定する目標通信品質決定部（１１２、３３２）と、
   前記位置予測部が予測した前記予測位置と、前記移動通信装置が使用できる通信特性が位置に対応付けられた関係とに基づいて、予め設定された指標において現在よりも有利な通信特性である有利通信特性で通信する場合に予測される通信品質である予測通信品質を予測する通信品質予測部（１１４、３３４）と、
   前記目標通信品質決定部が決定した前記目標通信品質と、前記通信品質予測部が予測した前記予測通信品質との比較結果に基づいて、前記送信データを、現在の通信特性で送信するか、前記有利通信特性で送信するかを選択する選択部（１１５、３３５）と、を備える移動システム通信装置。
2. 前記通信品質予測部は、前記許容遅延が経過する時点よりも、現在の前記通信特性での通信により前記送信データを送信することができる期間以上、現在に近い時点までに、前記予測位置が到達できる位置を、前記有利通信特性での通信終了位置（Ｐｓ）として前記予測通信品質を予測する、請求項１に記載の移動システム通信装置。
3. 前記選択部は、再選択条件が成立した場合に前記選択を再実行する、請求項１または２に記載の移動システム通信装置。
4. 前記選択部は、前記選択をしてからの経過時間が再選択時間を経過したことを前記再選択条件として備える請求項３に記載の移動システム通信装置。
5. 前記選択部は、前記目標通信品質および前記予測通信品質の少なくとも一方を決定するパラメータが更新されたことを前記再選択条件として備える請求項３または４に記載の移動システム通信装置。
6. 前記選択部は、前記有利通信特性での通信ができなかったと判断したことを前記再選択条件として備える請求項３〜５のいずれか１項に記載の移動システム通信装置。
7. 前記通信品質予測部は、前記予測通信品質を決定するパラメータの誤差を反映させて、前記予測通信品質を予測する請求項１〜６のいずれか１項に記載の移動システム通信装置。
8. 前記指標は、通信回線の違いにより変化する指標であって、
   前記データ取得部は、複数種類の前記送信データを取得した場合、前記送信データの種類別に前記要求通信品質を取得し、
   前記目標通信品質決定部は、前記データ取得部が前記送信データの種類別に前記要求通信品質を取得した場合、前記送信データの種類別に前記目標通信品質を決定し、
   前記通信品質予測部は、前記有利通信特性を現在よりも有利な通信回線である有利通信回線とし、前記有利通信回線で通信する場合に予測される通信品質を前記予測通信品質とし、前記予測通信品質を前記送信データの種類別に予測し、
   前記選択部は、前記送信データの種類別に前記選択を行う請求項１〜７のいずれか１項に記載の移動システム通信装置。
9. 前記選択部は、前記有利通信回線が選択されなかった前記送信データがある場合、未送信の前記送信データに対して、前記許容遅延の終了時点までの時間が少ない順に前記選択をやり直す、請求項８に記載の移動システム通信装置。
10. 前記データ取得部は、前記送信データを要求するデータ要求も取得し、前記データ要求を取得した場合、前記データ要求が要求する前記送信データを取得する時間と取得するデータ量を推定し、かつ、前記データ要求が要求する前記送信データの前記要求通信品質を取得し、
    前記目標通信品質決定部は、前記データ要求が要求する前記送信データに対して決定された前記要求通信品質に基づいて、前記目標通信品質を決定し、
    前記通信品質予測部は、前記データ取得部が推定した前記送信データを取得する時間および取得する前記データ量に基づいて、前記予測通信品質を予測する請求項８または９に記載の移動システム通信装置。
11. 前記位置予測部は、前記移動通信装置の移動計画に基づいて前記予測位置を予測する請求項１〜１０のいずれか１項に記載の移動システム通信装置。
12. 前記指標は、電波強度であって、
    前記目標通信品質決定部は、前記目標通信品質を、前記許容遅延までに送信する前記送信データのデータ量とし、
    前記通信品質予測部は、前記移動通信装置の移動に伴って変化する電波強度が閾値よりも高い通信区間または通信期間で、前記移動通信装置が前記許容遅延が経過するまでに送信できるデータ量を前記予測通信品質とする請求項１に記載の移動システム通信装置。

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