JP2020167475A

JP2020167475A - 無線通信装置および無線通信方法

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Publication number: JP2020167475A
Application number: JP2019064570A
Authority: JP
Inventors: ヤオハンガイアスウィー; Huang Gaius Wee Yao; 裕幸本塚; Hiroyuki Motozuka; 幸成中野; Yukinari Nakano; 坂本　剛憲; Takenori Sakamoto; 剛憲坂本; 亨宗白方; Yukimune Shirakata
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2019-03-28
Filing date: 2019-03-28
Publication date: 2020-10-08
Anticipated expiration: 2039-03-28
Also published as: JP7345105B2

Abstract

【課題】ミリ波を用いたV2X通信システムにおける通信状態の変化によるオーバーヘッドの増加を抑制する。【解決手段】無線通信装置が搭載された移動物体の速度に関する情報を得る速度情報取得回路と、無線通信装置が使用可能な第１の変調方式-符号化率方式（ＭＣＳ）セットを定め、前記移動物体の速度が閾値を超過する場合、前記第１のＭＣＳセットを、前記無線通信装置が送信するデータのデータレートに応じて求めた第２のＭＣＳセットに変更する制御回路と、前記無線通信装置が送信するデータを前記第２のＭＣＳセットから選択したＭＣＳを用いて送信する無線回路と、を含む。【選択図】図５

Description

本開示は、無線通信装置及び無線通信方法に関する。

本開示は、V2X（Vehicle to Everything）通信における無線通信装置及び無線通信方法に関する。60GHz帯ミリ波を用いて高速な通信を行う規格として、IEEE802.11ワーキンググループが策定したIEEE802.11ad-2012（非特許文献１）がある。

IEEE802.11ad-2012規格では、複数の変調及び符号化の方式（ＭＣＳ：Modulation and Coding scheme）が定められる。低いＭＣＳ番号は、エラーが少ない通信に用いられ、高いＭＣＳ番号は、データレートが高い通信に用いられる。無線通信装置は、Supported MCS Set field（サポートＭＣＳセットフィールド）と呼ばれる情報を、通信先の無線通信装置と相互に交換し、通信元の無線通信装置および通信先の無線通信装置の双方がサポートするＭＣＳを選択して通信を行う。

また、無線通信技術は、自動車、二輪車、列車、バイク等（以下、「車」という）に搭載され、車車間通信、路車間通信（車と地上局との通信）を含む、車とあらゆるものとの通信に用いられる。このような無線通信システムをV2X（Vehicle to Everything）通信システムという。

IEEE Std. 802.11ad-2012 pp.140-144

しかしながら、ミリ波を用いたV2X通信システムにおける通信状態の変化によってオーバーヘッドが増加していた。

本開示の非限定的な実施例は、ミリ波を用いたV2X通信システムにおける通信状態の変化によるオーバーヘッドの増加を抑制した無線通信装置及び無線通信方法の提供に資する。

本開示の一実施例にかかる無線通信装置は、無線通信装置が搭載された移動物体の速度に関する情報を得る速度情報取得回路と、無線通信装置が使用可能な第１の変調方式-符号化率方式（ＭＣＳ）セットを定め、前記移動物体の速度が閾値を超過する場合、前記第１のＭＣＳセットを、前記無線通信装置が送信するデータのデータレートに応じて求めた第２のＭＣＳセットに変更する制御回路と、前記無線通信装置が送信するデータを前記第２のＭＣＳセットから選択したＭＣＳを用いて送信する無線回路と、を含む。

本開示の一実施例にかかる無線通信方法は、無線通信装置が使用可能な第１の変調方式-符号化率方式（ＭＣＳ）セットを定め、前記無線通信装置が搭載された移動物体の速度が閾値を超過する場合、前記第１のＭＣＳセットを、前記無線通信装置が送信するデータのデータレートに応じて求めた第２のＭＣＳセットに変更し、前記無線通信装置が送信するデータを前記第２のＭＣＳセットから選択したＭＣＳを用いて送信する。

なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム、または、記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

本開示の一態様によれば、ミリ波を用いたV2X通信システムにおける通信状態の変化によるオーバーヘッドの増加を抑制することができる。

本開示の一態様における更なる利点および効果は、明細書および図面から明らかにされる。かかる利点および／または効果は、いくつかの実施形態並びに明細書および図面に記載された特徴によってそれぞれ提供されるが、１つまたはそれ以上の同一の特徴を得るために必ずしも全てが提供される必要はない。

本開示の実施の形態の通信システムの構成の一例を示す図本開示の実施の形態の通信システムの通信手順の一例を示すフローチャート本開示の実施の形態の通信システムで用いるサポートＭＣＳセットフィールドのフォーマットの一例を示す図本開示の実施の形態における無線通信装置の構成の一例を示す図本開示の実施の形態の通信システムの通信手順の他の一例を示すフローチャート

以下、図面を適宜参照して、本開示の実施の形態について、詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために、提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。

ミリ波を用いたV2X通信システムにおいては、送受信アンテナパターン、送信電力制御、ＭＣＳ選択により確立された通信の状態が、車の位置や向きの変化により、急速に変化する。これにより、通信速度の低下を引き起こしたり、通信の構成を改善するためのビームフォーミングトレーニングといった手順を高頻度で行う必要が生じてオーバーヘッドが増加したりすることがある。

（実施の形態１）
図１は、本開示の実施の形態１の通信システム１０００の構成の一例を示す。通信システム１０００には、自動車５０１に搭載された無線通信装置１０１、路側機５０２に搭載された無線通信装置１０２が含まれる。無線通信装置１０１は、自動車５０１が路側機５０２に搭載された無線通信装置１０２の通信エリアに入った場合、無線通信装置１０２と通信を行う。なお、自動車（移動物体）５０１は、４輪自動車、オートバイ、自転車、鉄道、船舶、飛行機のいずれであってもよい。

以下、一例として、無線通信装置１０２がアクセスポイント（AP）、無線通信装置１０１が非アクセスポイント（STA）であるとして説明するが、無線通信装置１０１がAP、無線通信装置１０２がSTAであってもよい。また、無線通信装置１０１及び無線通信装置１０２のいずれもAPではなく、無線通信装置１０１及び無線通信装置１０２がピアツーピア（peer to peer:P2P）通信を行うPBSS（Personal Basic Service Set）と呼ばれる通信形態であってもよい。

図２は、本開示の実施の形態１の通信システム１０００の通信手順の一例を示すフローチャートである。図２を参照し、無線通信装置１０１（STA）が無線通信装置１０２（AP）と通信を行う手順の一例を説明する。

ステップＳ１００１において、無線通信装置１０１は、無線通信装置１０２へアソシエーションを行う。アソシエーションの手順において、無線通信装置１０１は、無線通信装置１０２へサポートＭＣＳセットフィールド（Supported MCS Set field）を含む情報を送信する。同様に、無線通信装置１０２は、無線通信装置１０１へ、サポートＭＣＳセットフィールドを含む情報を送信する。

ここで、サポートＭＣＳセットフィールドについて説明する。図３は、本開示の実施の形態１の通信システム１０００で用いるサポートＭＣＳセットフィールドのフォーマットの一例を示す図である。図３は、IEEE802.11ad-2012規格に記載されている。サポートＭＣＳセットフィールドは、Maximum SC Rx MCS（最大シングルキャリア受信ＭＣＳ）サブフィールド２０１、Maximum OFDM Rx MCS（最大ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）受信ＭＣＳ）サブフィールド２０２、Maximum SC Tx MCS（最大シングルキャリア送信ＭＣＳ）サブフィールド２０３、Maximum OFDM Tx MCS（最大ＯＦＤＭ送信ＭＣＳ）サブフィールド２０４、Low-Power SC PHY Supported（低電力シングルキャリア通信サポート）サブフィールド２０５、Code Rate 13/16（符号化率13/16）サブフィールド２０６、Reserved（予約）ビット２０７を含む。

最大シングルキャリア受信ＭＣＳサブフィールド２０１及び最大シングルキャリア送信ＭＣＳサブフィールド２０３は、シングルキャリア通信を行う場合に受信及び送信できる最大のＭＣＳ番号を示す。なお、IEEE802.11ad-2012規格において、シングルキャリア通信で用いられるＭＣＳ番号は、1から12である。ＭＣＳ番号が小さい（低い）ほどデータレートが低いが所要Ｓ／Ｎが低く、つまり、ノイズの多い環境で使用されることが多い。ＭＣＳ番号が大きい（高い）ほどデータレートが高いが所要Ｓ／Ｎが高い、つまり、ノイズの少ない環境で使用されることが多い。

最大ＯＦＤＭ受信ＭＣＳサブフィールド２０２及び最大ＯＦＤＭ送信ＭＣＳサブフィールド２０４は、ＯＦＤＭ通信を行う場合に受信及び送信できる最大のＭＣＳ番号を示す。なお、IEEE802.11ad-2012規格において、ＯＦＤＭ通信で用いられるＭＣＳ番号は、13から24である。ＭＣＳ番号が小さい（低い）ほどデータレートが低いが所要Ｓ／Ｎが低い。ＭＣＳ番号が大きい（高い）ほどデータレートが高いが所要Ｓ／Ｎが高い。

低電力シングルキャリア通信サポートサブフィールド２０５は、通信装置が低電力シングルキャリア通信モードをサポートするか否かを示す。符号化率13/16サブフィールド２０６は、通信装置が符号化率13/16（すなわちＭＣＳ5、9、21、24）をサポートするか否かを示す。

一例として、無線通信装置１０１が送信するサポートＭＣＳセットフィールドの最大シングルキャリア受信ＭＣＳサブフィールド２０１の値が8、最大ＯＦＤＭ受信ＭＣＳサブフィールド２０２の値が17、最大シングルキャリア送信ＭＣＳサブフィールド２０３の値が12、最大ＯＦＤＭ送信ＭＣＳサブフィールド２０４の値が17、低電力シングルキャリア通信サポートサブフィールド２０５の値が0（低電力シングルキャリア通信をサポートしないことを示す）、符号化率13/16サブフィールド２０６の値が0（符号化率13/16をサポートしないことを示す）であるとする。この場合、無線通信装置１０１は、シングルキャリア通信では符号化率が13/16であるＭＣＳ5を除くＭＣＳ0からＭＣＳ8まで、ＯＦＤＭ通信ではＭＣＳ13からＭＣＳ17まで受信可能である。また、無線通信装置１０１は、シングルキャリア通信では符号化率が13/16であるＭＣＳ5及びＭＣＳ9を除くＭＣＳ0からＭＣＳ12まで、ＯＦＤＭ通信ではＭＣＳ13からＭＣＳ17まで送信可能である。

なお、ＭＣＳ0はControl PHY（制御用物理層と）呼ばれる通信モードである。IEEE802.11ad-2012では、ＭＣＳ0からＭＣＳ4までのサポートは必須であるため、サポートＭＣＳセットフィールドの値によらず、無線通信装置１０１、１０２は、ＭＣＳ0からＭＣＳ4までの受信及び送信をサポートする。

図２のステップＳ１００２において、無線通信装置１０１は、無線通信装置１０１がサポートするＭＣＳの組と、無線通信装置１０２から受信したサポートＭＣＳセットフィールドの値とから、無線通信装置１０１が送信可能かつ無線通信装置１０２が受信可能なＭＣＳのセットを利用可能ＭＣＳセットと定める。

ステップＳ１００３において、無線通信装置１０１は、利用可能ＭＣＳセットに含まれるＭＣＳから１つを選択し、選択したＭＣＳを用いて生成したデータパケットを無線通信装置１０２へ送信する。

ステップＳ１００４において、無線通信装置１０１は、無線通信装置１０２から受信した通信品質に応じてステップＳ１００３で選択したＭＣＳを変更して、変更したＭＣＳを用いて生成したデータパケットを無線通信装置１０２へ送信する。一例として、無線通信装置１０１は、一定の時間内、または一定数の連続したデータパケットの送信において、パケットエラーが発生しない場合、利用可能ＭＣＳセットの範囲内において、より高いＭＣＳに変更する。また、無線通信装置１０１は、送信データパケットにおいてパケットエラーが発生した場合、利用可能ＭＣＳセットの範囲内において、より低いＭＣＳに変更する。

別の一例として、ステップＳ１００４において、無線通信装置１０１は、受信信号強度、Ｓ／Ｎ比といった無線リンクの品質を測定し、利用可能ＭＣＳセットの範囲内において、無線リンクの品質に応じたＭＣＳを選択してもよい。

しかしながら、V2Xにおける通信システム１０００においては、無線通信装置１０１の移動速度が高速であるため、図２の手順では、データ送信毎に適切なＭＣＳを選択することが困難である。

例えば、無線通信装置１０１は、ビームフォーミングトレーニングを行うことにより、無線通信装置１０２との無線リンクを改善するようアンテナ指向性を制御するため、自動車５０１（無線通信装置１０１）が移動した場合には、再度ビームフォーミングトレーニングを行うまでの間、無線リンクの品質が低下する。

ここで、ビームフォーミングトレーニング（ＢＦＴ）には一定の時間を要するために頻繁にＢＦＴを実施することは、データ通信の中断を生じ、データレートが低下するため困難である。そのため、無線通信装置１０１は、再度ビームフォーミングトレーニングを行うまでの間、ステップＳ１００４においてパケットエラーの発生と低いＭＣＳの再選択によるパケット再送とを繰り返し、不要な通信エラーとデータレートの低下を招く。

図４は、本実施の形態１における無線通信装置１０１の構成の一例を示す図である。無線通信装置１０１は、ホストコンピュータ（制御回路）１６０１、速度情報ユニット１６０３、無線通信回路１６０４を含む。

速度情報ユニット１６０３は、自動車５０１の速度、位置、加速度といった情報を検出する。速度情報ユニット（速度情報取得回路）１６０３は、速度計、加速度計、ジャイロ、GNSS（Global Navigation Satellite System）を含んでもよい。

ホストコンピュータ１６０１は、アプリケーションソフトウェア１６０２を実行する。アプリケーションソフトウェア１６０２は、路側機５０２、及び、路側機５０２が接続されたインターネットサーバ（図示せず）上で動作するアプリケーションソフトウェア、サーバソフトウェア、データベースと通信を行うため、送信データを無線通信回路１６０４へ入力し、受信データを無線通信回路１６０４から取得する。

また、ホストコンピュータ１６０１は、無線通信回路１６０４の設定および制御を行う。ホストコンピュータ１６０１は、無線通信回路の管理ソフトウェア（図示せず）及びアプリケーションソフトウェア１６０２を用いて、無線通信回路１６０４に対し、起動、停止、使用周波数チャネルの設定、サポートＭＣＳセットフィールドの値の設定、といった制御および設定を行う。

無線通信回路１６０４は、ＭＡＣ回路１６０５、ＰＨＹ回路１６０６、無線回路１６０７を含む。ＭＡＣ回路１６０５は、ホストコンピュータ１６０１との間で送受信データのやり取りを行う。ＭＡＣ回路１６０５は、ホストコンピュータ１６０１から入力された送信データに、ＭＡＣヘッダやチェックサムを付加してフレーム形成を行い、ＰＨＹ回路１６０６へ入力する。また、ＭＡＣ回路１６０５は、データ送信毎に利用するＭＣＳの設定、ビームフォーミング手順の実行といったＰＨＹ回路１６０６の設定を行う。ＭＡＣの機能は、IEEE802.11ad-2012規格に定められている。

ＰＨＹ回路１６０６は、ＭＡＣ回路１６０５から入力された送信ＭＡＣフレームのデータを符号化、変調して無線回路１６０７に入力する。また、ＰＨＹ回路１６０６は、無線回路１６０７から入力された受信信号を復調、復号してＭＡＣ回路１６０５へ入力する。

無線回路１６０７は、ＰＨＹ回路１６０６から入力された信号を60GHz帯の高周波信号（無線信号）に変換し、送信アンテナ（図示せず）から送信する。また、無線回路１６０７は、受信アンテナ（図示せず）から入力される60GHz帯無線信号を、ベースバンド信号に変換し、ＰＨＹ回路１６０６へ入力する。

図５は、通信システム１０００の通信手順の他の一例を示すフローチャートである。なお、図５において図２と同様の手順には同一の番号を付与し、説明を省略する。

図５において、ステップＳ１００２の後、フローはステップＳ１１０１に進む。ステップＳ１１０１において、無線通信装置１０１の速度情報ユニット１６０３は、自動車５０１の速度情報を取得し、ホストコンピュータ１６０１に通知する。ホストコンピュータ１６０１は、自動車５０１の速度があらかじめ定められた閾値を超えるか否かを判定する。

なお、ホストコンピュータ１６０１は、通信相手（一例として、路側機５０２）の速度情報を無線通信回路１６０４又は他の通信手段（図示せず）を通じて取得し、通信相手の速度情報と速度情報ユニット１６０３から得られた自動車５０１の速度情報とを比較し、通信相手と自動車５０１との相対速度を算出し、相対速度が閾値を超えたか否かを判定してもよい。

なお、路側機５０２は、ステップＳ１００１において、無線通信装置１０２が路側機５０２に備え付けられていることを示す情報を無線通信装置１０１へ通知してもよい。この場合、ホストコンピュータ１６０１は、無線通信装置１０２の移動速度が０であると判断し、速度情報ユニット１６０３から得られる自動車５０１の速度を、路側機５０２と自動車５０１との相対速度であると計算してもよい。

また、無線通信装置１０２は、ステップＳ１００１において、無線通信装置１０２が備え付けられている装置（例えば、路側機又は自動車）のモビリティレベルを無線通信装置１０１へ通知してもよい。無線通信装置１０２が路側機５０２といった固定的な設備に備え付けられている場合、モビリティレベルは「固定」である。無線通信装置１０２が歩行者（図示せず）に保持されている場合、モビリティレベルは、「歩行者」である。無線通信装置１０２が自動車（図示せず）又は「バス」（図示せず）に備え付けられている場合、モビリティレベルは、それぞれ「自動車」又は「バス」である。

通信相手のモビリティレベルが「固定」である場合、ホストコンピュータ１６０１は、ステップＳ１１０１において、速度情報ユニット１６０３から得られる自動車５０１の速度を、路側機５０２と自動車５０１との相対速度であると計算してよい。

通信相手のモビリティレベルが「歩行者」である場合、ホストコンピュータ１６０１は、ステップＳ１１０１において、通信相手の移動速度は高々10km/h程度であると判断し、速度情報ユニット１６０３から得られる自動車５０１の速度に10km/hを加算した値を路側機５０２と自動車５０１との相対速度であると計算してよい。

通信相手のモビリティレベルが「自動車」及び「バス」である場合、ホストコンピュータ１６０１は、ステップＳ１１０１において、無線通信回路１６０４又は他の通信手段（図示せず）を用いて、通信相手の速度情報を取得し、相対速度を計算してよい。通信相手の速度情報を取得していない場合、通信相手の速度が不明であるため、ホストコンピュータ１６０１は、ステップＳ１１０１において、「自動車」、「バス」といったモビリティレベルに応じた想定平均速度を用いてもよい。例えば、「自動車」の想定平均速度を60km/h、「バス」の想定平均速度を40km/hと定めてもよい。

移動速度は頻繁に変わりうるが、モビリティレベルは頻繁に変化しないため、通信相手の移動速度を取得する代わりに、モビリティレベルを取得することで、通信相手の移動速度を取得するための通信頻度を低減することができる。

ステップＳ１１０１においてＹｅｓと判定した場合、ホストコンピュータ１６０１は、ステップＳ１１０２の処理を行う。ステップＳ１１０２において、ホストコンピュータ１６０１は、アプリケーションソフトウェア１６０２の所要データレートを満たすＭＣＳを最大ＭＣＳに設定して利用可能ＭＣＳセットを更新する。ステップＳ１１０２の後、フローはステップＳ１００３に進む。

なお、ステップＳ１００４において、無線通信装置１０１は、無線通信装置１０２から受信した通信品質に応じてステップＳ１００３で選択したＭＣＳを変更して、変更したＭＣＳを用いて生成したデータパケットを無線通信装置１０２へ送信する。なお、自動車５０１の移動速度が変化した場合、無線通信装置１０１は、ステップＳ１００２へ戻り、利用可能ＭＣＳセットを初期値へ戻し、変化後の移動速度に基づきステップＳ１１０１の判定を行ってもよい。

一例として、アプリケーションは、音楽や動画像といったメディアファイル、地図情報、ソフトウェアの更新プログラム情報（OTA：Over the Airソフトウェア更新）、を含むデータをダウンロードする。このようなアプリケーションソフトウェア１６０２を、データ転送ソフトウェアという。

データ転送ソフトウェアは、無線通信装置１０２からのデータダウンロード及び無線通信装置１０２へのデータアップロードを行ってもよい。

データ転送ソフトウェアがダウンロードするデータ容量（所要のデータ容量という）は、一例として1GBytesであり、無線通信装置１０１は、路側機５０２の通信エリアを通過する間に、所要のデータ容量の通信を完了するよう、所要のデータレートを決定する。

一例として、路側機５０２の通信エリアの直径がR[メートル]であり、所要のデータ容量がD[GBytes]（8×D[Gビット]）、自動車５０１の速度がv[km/h] (v×1000/60²[m/s])である場合、所要のデータレートB[Gbps]は式１で算出される。
B ＝8×D/(R/(v×1000/60²))
＝(8000/3600)× D×v/R （式１）

一例として、路側機５０２の通信エリアRが200メートル、所要のデータ容量Dが1Gbytes、自動車５０１の速度vが60km/hである場合、式１より、所要のデータレートBは、約0.667Gbps(667Mbps)である。

IEEE802.11ad-2012において、ＭＣＳ1の最大データレートは385Mbps、ＭＣＳ2の最大データレートは770Mbpsであるから、667Mbpsの所要データレートを満たすためにはＭＣＳ2以上を選択する。そこで、ステップＳ１１０２において、ホストコンピュータ１６０１は、アプリケーションソフトウェア１６０２の所要データレートを満たすＭＣＳは、ＭＣＳ2であると定める。

なお、IEEE802.11ad-2012に記載されたＭＣＳ毎のデータレートは、ＭＡＣ SAP（Service Access Point）におけるデータレート、つまり物理層とＭＡＣ層とのインターフェース速度であるから、アプリケーション層で実現されるデータレートは、ＭＡＣ層、及びIP層、TCP層といった上位レイヤのオーバーヘッドにより低減されるため、ホストコンピュータ１６０１は、式１で算出されたBの値を1.2〜1.3倍した値を所要データレートと定め、所要データレートを満たすＭＣＳを決定してもよい。なお、上位レイヤのオーバーヘッドは、フレームへのヘッダ情報の付加、フレームエラーによる再送、インターフェース競合の検出による送信保留、を含む。

アプリケーションソフトウェア１６０２の別の一例として、ビデオストリーミングがある。この場合、1080pの解像度、30フレーム毎秒といった所要のサービス品質が定められ、ビデオコーデック方式に応じた所要データレートが定められる。一例として、ビデオコーデックのデータレートは1Gbpsである。

ステップＳ１１０２において、アプリケーションソフトウェア１６０２の所要データレートを満たすＭＣＳを決定したホストコンピュータ１６０１は、所要データレートを満たすＭＣＳを最大ＭＣＳに設定して利用可能ＭＣＳセットを更新する。

一例として、ステップＳ１００２において決定された利用可能ＭＣＳセットの値が、ＭＣＳ0からＭＣＳ9までであり、ステップＳ１１０２において決定された所要データレートを満たすＭＣＳがＭＣＳ2である場合、ホストコンピュータ１６０１は、ステップＳ１１０２において、利用可能ＭＣＳセットの値を0,1,2と定める。なお、ステップ１１０２で求めた所要データレートを満たすＭＣＳよりも、ステップＳ１００２で定めた利用可能ＭＣＳセットが低いＭＣＳである場合、利用可能ＭＣＳセットは変更しなくてもよい。

なお、路側機５０２の通信エリアの中心領域、例えば、路側機５０２から５０メートル以内は高いＭＣＳでも、自動車５０１に搭載された無線通信装置１０１のエラー率は低いため、ステップＳ１１０２で再設定したＭＣＳである、ＭＣＳ０からＭＣＳ２までではなく、ステップＳ１００１で設定したＭＣＳ、シングルキャリア通信ではＭＣＳ０からＭＣＳ１２まで、ＯＦＤＭ通信ではＭＣＳ１３からＭＣＳ１７までのＭＣＳを選択してもよい。

ステップＳ１１０１において、Ｎｏと判定した場合、フローはステップＳ１００３に進む。ステップＳ１００３において、ホストコンピュータ１６０１は、利用可能ＭＣＳセットの中から１つのＭＣＳを選択して、無線通信装置１０２と通信を行う。

以上より、V2X通信においては、無線リンクの品質の変化が速く、高いＭＣＳを選択することによりパケットエラーの発生確率が高まる。パケットエラーが発生した場合には、ＭＡＣ回路１６０５は低いＭＣＳを選択して再送を行うため、無線リソースを占有し、平均データレートが低下する。

無線通信装置１０１は、自動車５０１の速度が閾値を超える場合、又は、自動車５０１と路側機５０２との相対速度が閾値を超える場合、ステップＳ１１０２において、アプリケーションソフトウェア１６０２の所要データレートを満たすＭＣＳを最大ＭＣＳに再設定した。これにより、ステップＳ１００３において、ＭＡＣ回路１６０５は、一時的に通信品質が良い場合であっても、所要データレートを満たすＭＣＳより高いＭＣＳを選択することが無いため、頻繁にＢＦＴを実施することによるオーバーヘッドの増加を抑制でき、さらに、パケットエラーの発生確率を低下させることができ、アプリケーションソフトウェア１６０２を実行するための平均データレートを維持することが容易となる。

なお、無線リンクの品質が良好ではなく、所要データレートを満たすＭＣＳにおける通信が困難な場合、無線通信装置１０１（ＭＡＣ回路１６０５）は、所要データレートを満たすＭＣＳより低いＭＣＳを選択する。

アプリケーションソフトウェア１６０２が、データ転送ソフトウェアである場合、通信装置１００は、所要データレートを満たすＭＣＳより低いＭＣＳを選択し、無線通信装置１０２との通信においては所要のデータ転送の一部を完了し、路側機５０２とは別の路側機（図示せず）の通信エリアに入った場合に、別の路側機に備え付けられた通信装置（図示せず）との通信により、所要のデータ転送の残りの部分を行ってもよい。

アプリケーションソフトウェア１６０２が、ビデオストリーミングである場合、通信装置１００は、所要データレートを満たすＭＣＳより低いＭＣＳを選択し、ビデオストリーミングの品質を下げて通信を継続してもよい。例えば、アプリケーションソフトウェア１６０２は、解像度を1080pから720pに変更して、画像データのストリーミングを継続してもよい。

ステップＳ１１０１において、無線通信装置１０１は、自動車５０１の速度が閾値を超えない場合（Ｎｏ）、及び、自動車５０１と路側機５０２との相対速度が閾値を超えない場合（Ｎｏ）、ステップＳ１１０２を省略し、選択可能なすべてのＭＣＳを用いるため、データレートを向上することができる。これにより、例えば、アプリケーションソフトウェア１６０２の処理を早期に完了して消費電力を低減したり、大きなデータレート帯域を利用して、アプリケーションソフトウェア１６０２と同時に別の複数のアプリケーションソフトウェア（図示せず）を実行したりすることが可能となる。

なお、ホストコンピュータ１６０１は、路側機５０２の無線通信装置１０２と初期接続（ステップＳ１００１）を行った場合に一度、ステップＳ１１０１の判定処理を行ってもよい。また、ホストコンピュータ１６０１は、アプリケーションソフトウェア１６０２からの通信要求の発生毎に、ステップＳ１１０１の判定処理を行ってもよい。また、ホストコンピュータ１６０１は、無線通信装置１０１がステップＳ１００３及びＳ１００４の処理を行った後であっても、一定時間毎にステップＳ１１０１の判定処理を行ってもよい。

なお、無線通信装置１０１は、ステップＳ１１０２及びＳ１１０３において利用可能ＭＣＳセットを変更した場合、サポートＭＣＳセットフィールドの最大シングルキャリア受信ＭＣＳサブフィールド２０１および最大ＯＦＤＭ受信ＭＣＳサブフィールド２０２に、更新された最大ＭＣＳの値を含めて、無線通信装置１０２へ送信してもよい。これにより、無線通信装置１０１からの送信だけでなく無線通信装置１０２からの送信に関しても、パケットエラーを低減することができる。

なお、ホストコンピュータ１６０１において複数のアプリケーションソフトウェア（アプリケーションソフトウェア１６０２を含む。他のアプリケーションソフトウェアを図示せず。）が動作する場合、ホストコンピュータ１６０１は、各アプリケーションソフトウェアの所要データレートの合計値を、所要データレートとしてステップＳ１１０２の処理を行ってもよい。これにより、速度が閾値を超える場合であっても、ホストコンピュータ１６０１は、複数のアプリケーションソフトウェアの所要データレートを満たすことができる。

また、ホストコンピュータ１６０１において複数のアプリケーションソフトウェアが動作する場合、ホストコンピュータ１６０１は、各アプリケーションソフトウェアの所要データレートの最大値を、所要データレートとしてステップＳ１１０２の処理を行ってもよい。速度が閾値を超える場合、少なくとも何れか１つのアプリケーションソフトウェアの所要データレートを満たすことができる。

上述の実施の形態において、各構成要素に用いた「・・・回路（circuitry）」という表記は、「・・・部」、「・・・デバイス」、「・・・ユニット」、又は、「・・・モジュール」といった他の表記に置換されてもよい。

以上、図面を参照しながら実施の形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかである。そのような変更例または修正例についても、本開示の技術的範囲に属するものと了解される。また、本開示の趣旨を逸脱しない範囲において、実施の形態における各構成要素は任意に組み合わされてよい。

本開示はソフトウェア、ハードウェア、又は、ハードウェアと連携したソフトウェアで実現することが可能である。上記実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、部分的に又は全体的に、集積回路であるＬＳＩとして実現され、上記実施の形態で説明した各プロセスは、部分的に又は全体的に、一つのＬＳＩ又はＬＳＩの組み合わせによって制御されてもよい。ＬＳＩは個々のチップから構成されてもよいし、機能ブロックの一部または全てを含むように一つのチップから構成されてもよい。ＬＳＩはデータの入力と出力を備えてもよい。ＬＳＩは、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。

また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路、汎用プロセッサ又は専用プロセッサで実現してもよい。また、ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。本開示は、デジタル処理又はアナログ処理として実現されてもよい。

さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてあり得る。

本開示は、通信機能を持つあらゆる種類の装置、デバイス、システム（通信装置と総称）において実施可能である。通信装置の、非限定的な例としては、電話機（携帯電話、スマートフォン等）、タブレット、パーソナル・コンピューター（ＰＣ）（ラップトップ、デスクトップ、ノートブック等）、カメラ（デジタル・スチル／ビデオ・カメラ等）、デジタル・プレーヤー（デジタル・オーディオ／ビデオ・プレーヤー等）、着用可能なデバイス（ウェアラブル・カメラ、スマートウオッチ、トラッキングデバイス等）、ゲーム・コンソール、デジタル・ブック・リーダー、テレヘルス・テレメディシン（遠隔ヘルスケア・メディシン処方）デバイス、通信機能付きの乗り物又は移動輸送機関（自動車、飛行機、船等）、及び上述の各種装置の組み合わせがあげられる。

通信装置は、持ち運び可能又は移動可能なものに限定されず、持ち運びできない又は固定されている、あらゆる種類の装置、デバイス、システム、例えば、スマート・ホーム・デバイス（家電機器、照明機器、スマートメーター又は計測機器、コントロール・パネル等）、自動販売機、その他ＩｏＴ（ＩｎｔｅｒｎｅｔｏｆＴｈｉｎｇｓ）ネットワーク上に存在し得るあらゆる「モノ（Things）」をも含む。

通信には、セルラーシステム、無線ＬＡＮシステム、通信衛星システム等によるデータ通信に加え、これらの組み合わせによるデータ通信も含まれる。

また、通信装置には、本開示に記載される通信機能を実行する通信デバイスに接続又は連結される、コントローラやセンサー等のデバイスも含まれる。例えば、通信装置の通信機能を実行する通信デバイスが使用する制御信号やデータ信号を生成するような、コントローラやセンサーが含まれる。

また、通信装置には、上記の非限定的な各種装置と通信を行う、あるいはこれら各種装置を制御する、インフラストラクチャ設備、例えば、基地局、アクセスポイント、その他あらゆる装置、デバイス、システムが含まれる。

＜本開示のまとめ＞
本開示の無線通信装置は、無線通信装置が搭載された移動物体の速度に関する情報を得る速度情報取得回路と、無線通信装置が使用可能な第１の変調方式-符号化率方式（ＭＣＳ）セットを定め、前記移動物体の速度が閾値を超過する場合、前記第１のＭＣＳセットを、前記無線通信装置が送信するデータのデータレートに応じて求めた第２のＭＣＳセットに変更する制御回路と、前記無線通信装置が送信するデータを前記第２のＭＣＳセットから選択したＭＣＳを用いて送信する無線回路と、を含む。

また、本開示の無線通信装置において、前記データレートは、前記無線通信装置の通信相手の通信エリアの直径と前記送信するデータの量と前記移動物体の速度とを用いて求めた値に、ＭＡＣ層でのオーバーヘッド量を加えた値である。

また、本開示の無線通信装置において、前記移動物体の速度は、前記移動物体の種類によって予め設定された値である。

また、本開示の無線通信装置において、前記選択されたＭＣＳは、前記無線通信装置の通信相手と前記無線通信装置との距離が所定値以内である場合、前記第１のＭＣＳセットから選択されたＭＣＳである。

本開示の無線通信方法は、無線通信装置が使用可能な第１の変調方式-符号化率方式（ＭＣＳ）セットを定め、前記無線通信装置が搭載された移動物体の速度が閾値を超過する場合、前記第１のＭＣＳセットを、前記無線通信装置が送信するデータのデータレートに応じて求めた第２のＭＣＳセットに変更し、前記無線通信装置が送信するデータを前記第２のＭＣＳセットから選択したＭＣＳを用いて送信する。

また、本開示の無線通信方法において、前記データレートは、前記無線通信装置の通信相手の通信エリアの直径と前記送信するデータの量と前記移動物体の速度とを用いて求めた値に、ＭＡＣ層でのオーバーヘッド量を加えた値である。

また、本開示の無線通信方法において、前記移動物体の速度は、前記無線通信装置の通信相手によって予め設定された値である。

また、本開示の無線通信方法において、前記選択されたＭＣＳは、前記無線通信装置の通信相手と前記無線通信装置との距離が所定値以内である場合、前記第１のＭＣＳセットから選択されたＭＣＳである。

本開示は、V2X通信に好適である。

１０１、１０２無線通信装置
５０１自動車
５０２路側機
１０００通信システム
２０１最大シングルキャリア受信ＭＣＳサブフィールド
２０２最大ＯＦＤＭ受信ＭＣＳサブフィールド
２０３最大シングルキャリア送信ＭＣＳサブフィールド
２０４最大ＯＦＤＭ送信ＭＣＳサブフィールド
２０５低電力シングルキャリア通信サポートサブフィールド
２０６符号化率13/16サブフィールド
２０７予約ビット
１６０１ホストコンピュータ
１６０２アプリケーションソフトウェア
１６０３速度情報ユニット
１６０４無線通信回路
１６０５ＭＡＣ回路
１６０６ＰＨＹ回路
１６０７無線回路

Claims

無線通信装置が搭載された移動物体の速度に関する情報を得る速度情報取得回路と、
無線通信装置が使用可能な第１の変調方式-符号化率方式（ＭＣＳ）セットを定め、
前記移動物体の速度が閾値を超過する場合、前記第１のＭＣＳセットを、前記無線通信装置が送信するデータのデータレートに応じて求めた第２のＭＣＳセットに変更する制御回路と、
前記無線通信装置が送信するデータを前記第２のＭＣＳセットから選択したＭＣＳを用いて送信する無線回路と、
を含む無線通信装置。
前記データレートは、前記無線通信装置の通信相手の通信エリアの直径と前記送信するデータの量と前記移動物体の速度とを用いて求めた値に、MAC層でのオーバーヘッド量を加えた値である、
請求項１に記載の無線通信装置。
前記移動物体の速度は、前記移動物体の種類によって予め設定された値である、
請求項１に記載の無線通信装置。
前記選択されたＭＣＳは、前記無線通信装置の通信相手と前記無線通信装置との距離が所定値以内である場合、前記第１のＭＣＳセットから選択されたＭＣＳである、
請求項１記載の無線通信装置。
無線通信装置が使用可能な第１の変調方式-符号化率方式（ＭＣＳ）セットを定め、
前記無線通信装置が搭載された移動物体の速度が閾値を超過する場合、前記第１のＭＣＳセットを、前記無線通信装置が送信するデータのデータレートに応じて求めた第２のＭＣＳセットに変更し、
前記無線通信装置が送信するデータを前記第２のＭＣＳセットから選択したＭＣＳを用いて送信する、
無線通信方法。
前記データレートは、前記無線通信装置の通信相手の通信エリアの直径と前記送信するデータの量と前記移動物体の速度とを用いて求めた値に、ＭＡＣ層でのオーバーヘッド量を加えた値である、
請求項５に記載の無線通信方法。
前記移動物体の速度は、前記無線通信装置の通信相手によって予め設定された値である、
請求項５に記載の無線通信方法。
前記選択されたＭＣＳは、前記無線通信装置の通信相手と前記無線通信装置との距離が所定値以内である場合、前記第１のＭＣＳセットから選択されたＭＣＳである、
請求項５記載の無線通信方法。