JP4498973B2 - 無線通信装置、無線通信装置の制御方法、およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、無線通信装置、無線通信装置の制御方法、およびプログラムに関する。

無線通信において効率的にデータを通信する仕組みとして、例えば特許文献１には、無線データ通信装置が基地局を切り替えるハンドオーバの開始時に再送タイマを一時停止し、無駄なパケットの再送をなくすようにする装置が開示されている。
特開２００２−３５４０１０号公報

しかしながら、無線通信においては、周囲の通信装置が増えて無線通信の輻輳が生じたり、移動先に電波の遮蔽物が現れて受信電波強度が下がったりするなど、基地局を切り替えるハンドオーバ以外にも通信環境が変化することが多くある。無線通信装置にはこのように変化する通信環境においても効率的に通信を行うことが求められている。

本発明は、このような背景を鑑みてなされたものであり、通信環境の変化に対応した無線通信を行うことのできる、無線通信装置、無線通信装置の制御方法、およびプログラムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明の主たる発明の無線通信装置は、無線通信ネットワークを介して他の通信装置と通信を行う無線通信部を備える無線通信装置であって、前記他の通信装置からの受信電波強度を測定する受信電波強度測定部と、前記無線通信部によるパケットの再送回数を測定する再送回数測定部と、前記無線通信装置の移動速度、前記無線通信ネットワークを介して接続する基地局の数である基地局数、前記無線通信ネットワークを介して通信可能な前記他の通信装置の数である周辺装置数、及び前記無線通信部の位置のうち、少なくとも一つを含む環境情報を測定する環境情報測定部と、前記通信の通信品質を少なくとも二段階で評価する通信品質評価部と、測定日時、前記受信電波強度測定部が測定した受信電波強度、前記再送回数測定部が測定した再送回数、前記環境情報測定部が測定した環境情報、及び前記通信品質評価部が評価した通信品質を、１セットの履歴情報として記憶する履歴情報記憶部と、再送周期、冗長化送信フラグ、パケット長、及び送信出力に関する情報を含む１セットの通信パラメータを、前記通信品質毎に記憶する通信パラメータ記憶部と、基地局に対する通信の通信モードを、前記履歴情報を用いた履歴通信モード又は現時点の測定値に基づく通信モードに切り替える通信モード切替部と、前記他の通信装置と通信が不可能な状態であるかどうかを判断する通信可否判断部とを備え、前記他の通信装置と通信可能である場合、前記通信モード切替部は、現時点で測定された受信電波強度、再送回数、及び環境情報に対応する履歴情報が前記履歴情報記憶部にあるか判断し、対応する履歴情報があると判断した場合、前記対応する履歴情報に応じた前記１セットの通信パラメータを用いて通信を行うように、通信モードを履歴通信モードに切り替え、前記他の通信装置と通信が不可能な状態にある場合、前記無線通信部は、前記他の通信装置に対して送信すべきデータを未送信のデータとして記憶し、前記通信が可能な状態となった場合に、前記未送信のデータを記憶しているときは、前記未送信のデータを前記他の通信装置に送信することとする。

本発明によれば、通信環境の変化に対応した無線通信を行うことができる。

以下、本実施形態に係る無線通信装置１０について説明する。本実施形態の無線通信装置１０は、無線通信方式により基地局との間でパケット通信を行う、例えば、車両に搭載されるナビゲーション装置などである。図１に無線通信装置１０のハードウェア構成を示す。同図に示すように、無線通信装置１０は、ＣＰＵ１０１、メモリ１０２、記憶装置１０３、無線通信インタフェース１０４、入力装置１０５、出力装置１０６を備えている。

記憶装置１０３は、プログラムやデータなどを記憶する、例えば、ハードディスクやＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＮＶＲＡＭ（Non Volatile RAM）などである。ＣＰＵ１０１は、記憶装置１０３に記憶されているプログラムをメモリ１０２に読み出して実行することにより、無線通信装置としての各種の機能を実現する。入力装置１０５は、データの入力を受け付けるための、例えば、ボタンやスイッチ、キーボード、マウス、タッチパネル、マイクロフォンなどである。出力装置１０６は、データを出力するための、例えば、ディスプレイやプリンタ、スピーカなどである。

図２に無線通信装置１０のソフトウェア構成を示す。同図に示すように、無線通信装置１０は、環境情報測定部１１１、受信電波強度測定部１１２、再送回数測定部１１３、測定履歴情報登録部１１４、通信品質評価部１１５、履歴モード切替部１１６、履歴モード継続判断部１１７、通信モード切替部１１８、通信切断検知部１１９、通信部１２０、設定情報入力部１２１、記憶部１５０、送信バッファ１６１を備えている。記憶部１５０には、測定履歴１５１、受信電波強度１５２、再送回数１５３、通信品質評価情報１５４、非良好回数１５５、履歴使用フラグ１５６、通信パラメータ１５７、通信パラメータ規定値１５８、通信切断回数１５９、設定情報１６０が記憶されている。なお、無線通信装置１０が備える環境情報測定部１１１、受信電波強度測定部１１２、再送回数測定部１１３、測定履歴情報登録部１１４、通信品質評価部１１５、履歴モード切替部１１６、履歴モード継続判断部１１７、通信モード切替部１１８、通信切断検知部１１９、通信部１２０、及び設定情報入力部１２１はそれぞれ、ＣＰＵ１０１がメモリ１０２に記憶されているプログラムを実行することにより実現される。また、記憶部１５０及び送信バッファ１６１は、無線通信装置１０が備えるメモリ１０２や記憶装置１０３が提供する記憶領域として実現される。

環境情報測定部１１１は、無線通信装置１０が通信を行う環境に係る情報（以下、環境情報という。）を所定の周期で測定する。環境情報には、無線通信装置１０の移動速度、無線通信装置１０が現在通信可能な他の通信装置（基地局や移動端末など）の台数（周辺台数）、外気温、緯度経度情報などの位置情報、無線通信に利用しているチャンネルが含まれる。移動速度は、例えば、無線通信装置１０が搭載されている車両の移動速度である。移動速度や外気温、位置情報などは、例えば、無線通信装置１０が搭載されている車両が備えるＧＰＳシステムやジャイロ、温度センサなどを用いて測定することができる。

受信電波強度測定部１１２は、他の通信装置から受信する電波の強度（以下、受信電波強度という。）を所定の周期で測定する。受信電波強度の測定は例えばＲＳＳＩ（Radio Signal Strength Indicator）などにより行う。受信電波強度測定部１１２による測定値は、受信電波強度１５２として記憶部１５０に記憶される。

通信部１２０は、他の通信装置との無線通信を行い、通信パラメータ１５７は、通信部１２０の各種の通信モードを設定するための設定値である。図３に通信パラメータ１５７の一例を示す。同図に示すように、通信パラメータ１５７には、再送周期１５７１、冗長化送信フラグ１５７２、パケット長１５７３、送信出力１５７４が含まれている。

再送周期１５７１は、基地局に送信すべきパケット（以下、送信パケットという。）が送信先に届かなかった（パケットロスが発生した）かどうかを判断して、パケットロスが発生していれば送信パケットを再送する周期である。パケットロスの検知手法としては、例えばＴＣＰ／ＩＰなどの通信プロトコルに規定される一般的な検知手法を用いることができる。

冗長化送信フラグ１５７２は、送信パケットを基地局側で回復するためのパケット（以下、冗長化パケットという。）を送信パケットとともに送出するかどうかを示す情報である。冗長化パケットは、例えば、誤り訂正に必要なデータであり、送信パケットか冗長化パケットの何れかが基地局に到達すれば、送信パケットが到達したことになる。なお、冗長化パケットは、送信パケットと同一の内容のパケットとしてもよい。この場合、無線通信装置１０は、同一の内容の送信パケットを複数同時に基地局に向けて送出することになり、複数の送信パケットのうちの少なくとも１つが基地局に到達すれば送信パケットが到達したことになる。パケット長１５７３は、送信パケットのデータ長である。送信出力１５７４は、送信パケットを送出する際の電波の出力である。

再送回数測定部１１３は、所定の期間において通信部１２０によりパケットが再送された回数を測定する。再送回数測定部１１３により測定されたパケットが再送された回数は、再送回数１５３として記憶部１５０に記憶される。

通信品質評価部１１５は、無線通信装置１０と基地局との間の通信品質を評価する。本実施形態において、通信品質評価部１１５は、再送回数１５３が所定の閾値を越えているかどうかに応じて、「非良好」及び「良好」の２段階で通信品質を評価するものとする。通信品質評価部１１５により評価された、上記「良好」又は「非良好」を示す情報が通信品質評価情報１５４（本発明の通信モード特定情報に該当する。）として記憶部１５０に記憶される。また、通信品質評価部１１５が、通信品質を「非良好」と評価した場合には非良好回数１５５がインクリメントされ、通信品質を「良好」と評価した場合、非良好回数１５５はデクリメントされる。

通信モード切替部１１８は、所定の期間毎に通信品質に応じて通信パラメータ１５７を設定することにより通信部１２０により行われる通信の通信モードを切り替える。通信品質評価情報１５４に対応する通信パラメータ１５７の規定値が、通信パラメータ規定値１５８として記憶部１５０に記憶されており、通信モード切替部１１８は、通信品質評価情報１５４に対応する通信パラメータ規定値１５８を記憶部１５０から読み出して通信パラメータ１５７に設定することで通信モードを設定する。なお、通信モード切替部１１８による処理の詳細については後述する。

図４に、通信パラメータ規定値１５８の一例を示す。同図に示すように、通信パラメータ規定値１５８には、通信品質１５８１毎の、上述した通信パラメータ１５７に設定される再送周期１５８１、冗長化送信フラグ１５８３、パケット長１５８４、及び送信出力１５８５の規定値が含まれている。なお、図４に示すように、通信品質１５８１が「非良好」である場合に対応する通信パラメータ規定値１５８は、通信品質１５８１が「良好」である場合に対応するものに比べて、再送周期１５８２が短く、パケット長１５８４が短く、送信出力１５８５が大きくなる。また、通信パラメータ規定値１５８の冗長化送信フラグ１５８３には、通信品質１５８１が「良好」である場合、冗長化送信を行わないことを示す「×」が設定され、通信品質１５８１が「非良好」である場合、冗長化送信を行うことを示す「○」が設定される。

測定履歴情報登録部１１４は、上記各種の測定値の履歴（以下、測定履歴情報という。）を測定履歴１５１に登録する。図５に測定履歴１５１として記憶される測定履歴情報の構成を示す。同図に示すように、測定履歴情報には、日時１５１１、受信電波強度測定部１１２が測定した電波強度１５１２、再送回数測定部１１３が測定したパケットの再送回数１５１３、環境情報測定部１１１が測定した環境情報（移動速度１５１４、周辺台数１５１５、外気温１５１６、位置情報１５１７、チャンネル１５１８）、通信品質評価部１１５が評価した通信品質を示す情報（通信品質１５１９）が含まれる。

履歴モード切替部１１６は、所定の期間毎に、通信モードの設定を、履歴に基づいて行うか再送回数１５３に応じて行うかを決定する。なお、履歴モード切替部１１６の処理の詳細については後述する。履歴モード切替部１１６による決定の結果が履歴使用フラグ１５６に設定される。履歴モード切替部１１６が、通信モードを履歴に基づいて行うように決定した場合には、履歴使用フラグ１５６には「○」が設定され、それ以外の場合には「×」が設定される。

履歴モード継続判断部１１７は、履歴モード切替部１１６が履歴に基づいて通信モードを設定すると決定した場合に、通信品質に応じて、履歴に基づいて設定された通信モードによる通信を継続するかどうかを決定する。なお、履歴モード継続判断部１１７の処理の詳細についても後述する。

通信切断検知部１１９は、無線通信装置１０と基地局との間の通信が切断されたことを検知する。本実施形態では、通信切断検知部１１９は、テストデータを基地局に送信し、送信したテストデータに対する応答を基地局から受信できるかどうかによって、無線通信装置１０と基地局との間の通信が切断されていないかどうかを検査するものとする。通信切断検知部１１９は、基地局からの応答を受信した場合、通信切断回数１５９が１以上である場合は通信切断回数１５９をデクリメントし、基地局からの応答を受信できない場合は、通信切断回数１５９をインクリメントする。

送信バッファ１６１は、後述するように、通信部１２０が無線通信装置１０と基地局との間の通信ができないと判断した場合に送信すべきパケット（以下、送信パケットという。）を記憶しておく記憶領域である。送信バッファ１６１は、例えば、メモリ１０２や記憶装置１０３により提供される記憶領域上のキューとして実現される。

設定情報１６０は、測定の周期や判断のための閾値などである。図６に設定情報１６０の一例を示す。同図に示すように設定情報１６０には、測定周期１６０１、履歴モード継続判断周期１６０２、通信モード切替判断周期１６０３、通信確認メッセージ送信周期１６０４の各周期と、再送回数閾値１６０５、非良好回数閾値１６０６、受信電波強度閾値１６０７、通信切断回数閾値１６０７の各閾値が含まれている。

測定周期１６０１は、環境情報測定部１１１、受信電波強度測定部１１２、及び再送回数測定部が測定を行う周期である。履歴モード継続判断周期１６０２は、履歴モード継続判断部１１７が履歴に基づく通信モードによる通信を継続するかどうかの判断処理を行う周期である。通信モード切替判断周期１６０３は、通信モード切替部１１８が通信品質に応じて通信モードを設定する処理を行う周期である。通信確認メッセージ送信周期１６０４は、通信切断検知部１１９が基地局に対してテストデータを送信する周期である。

再送回数閾値１６０５は、通信品質評価部１１５が通信品質を評価する際に再送回数１５３と比較する閾値である。再送回数１５３が再送回数閾値１６０５を越えると通信品質は「非良好」と判断される。非良好回数閾値１６０６は、履歴モード切替部１１６が履歴に基づく通信モードによる通信を継続するかどうかを決定する際に用いる閾値である。受信電波強度閾値１６０７は、通信モード切替部１１８が通信モードを切り替える際に用いる閾値である。通信切断回数閾値１６０８は、通信部１２０が無線通信装置１０にデータを送信する際に用いる閾値である。なお、これらの各閾値を用いた処理の詳細については後述する。

上記設定情報１６０に含まれる周期及び閾値は、無線通信装置１０の利用者から変更可能になっている。利用者から設定情報１６０の各項目の入力は、設定情報入力部１２１が受け付け、受け付けた設定情報１６０の各項目を設定情報１６０に設定する。

図７は、履歴に基づく通信モードの設定をするかどうかを決定する処理の流れを示す図である。図７の処理は設定情報１６０の測定周期１６０１で実行される。
環境情報測定部１１１が上述した移動速度や周辺台数などの環境情報の測定を行い、受信電波強度測定部１１２が受信電波強度を測定し、再送回数測定部１１３がパケットの再送回数を測定する（Ｓ３０１）。履歴モード切替部１１６は、測定された環境情報、受信電波強度、及び再送回数と一致する測定履歴情報が測定履歴１５１に登録されているかどうかを判断する（Ｓ３０２）。
測定履歴情報が登録されている場合（Ｓ３０２：ＹＥＳ）、履歴モード切替部１１６は、上記環境情報、受信電波強度、及び再送回数と一致する測定履歴情報を測定履歴１５１から読み出し（Ｓ３０３）、履歴使用フラグ１５６を「○」に設定し（Ｓ３０４）、検索した測定履歴情報の通信品質１５１９に対応する通信パラメータ規定値１５８を通信パラメータ１５７として設定する（Ｓ３０５）。
一方、測定履歴情報が登録されていない場合（Ｓ３０３：ＮＯ）、履歴モード切替部１１６は、履歴使用フラグ１５６を「×」に設定し（Ｓ３０６）、通信モード切替部１１８が、後述する測定値に応じた通信モードを設定する処理を行う（Ｓ３０７）。
履歴情報登録部１１４は、測定日時と、測定された環境情報、受信電波強度、及び再送回数と、通信品質評価情報１５４とを含む測定履歴情報を作成し、作成した測定履歴情報を測定履歴１５１に登録する（Ｓ３０８）。

上記のようにして、本実施形態の無線通信装置１０は、現在測定された環境情報などと同様の測定履歴がある場合には、過去の通信モードと同じ通信モードで通信を行うようにする。これにより、通信環境の変化に応じて過去の履歴に基づいた通信モードに切り替えて通信を行うことができる。

図８は、履歴に基づく通信モードによる通信を継続するかどうかを判断する処理の流れを示す図である。図８の処理は設定情報１６０の履歴モード継続判断周期１６０２で実行される。
履歴モード継続判断部１１７は、履歴使用フラグ１５６が「○」である場合（Ｓ３２１：ＹＥＳ）、非良好回数１５５が設定情報１６０の非良好回数閾値１６０６を越えていないかどうかを判定する（Ｓ３２２）。非良好回数１５５が非良好回数閾値１６０６を越えている場合（Ｓ３２２：ＹＥＳ）、履歴モード継続判断部１１７は、履歴フラグ１５６に「×」を設定し（Ｓ３２３）、通信モード切替部１１８は、後述する測定値に応じた通信モードを設定する処理を行う（Ｓ３２４）。

このようにして、履歴に基づいて設定された通信モードにより通信を行っている場合に、非良好回数１５５が非良好回数閾値１６０６を越えているときには、リアルタイムに測定した測定値に基づいて通信モードが設定されるようになる。すなわち、過去の履歴に基づく通信モードで通信を行った場合に、通信品質が非良好であったときには、現在の測定値に合わせた通信モードに切り替えるようにして、通信環境の変化に応じた適切な通信モードによる通信を行うことができるようにしている。

図９に、測定値に基づく通信モードの設定処理の流れを示す。なお、図９の処理は、上記図７の（Ｓ３０７）及び図８の（Ｓ３２４）において行われる他、設定情報１６０の通信モード切替判断周期１６０３毎にも行われる。
通信モード切替部１１８は、履歴使用フラグ１５６が「×」である場合（Ｓ３４１：ＹＥＳ）、再送回数１５３が設定情報１６０の再送回数閾値１６０５以下であるかどうかを判断する（Ｓ３４２）。再送回数１５３が再送回数閾値１６０５以下である場合（Ｓ３４２：ＹＥＳ）、通信モード切替部１１８は、受信電波強度１５２が設定情報１６０の受信電波強度閾値１６０７以上であるかどうかを判断する（Ｓ３４３）。受信電波強度１５２が受信電波強度閾値１６０７以上である場合（Ｓ３４３：ＹＥＳ）、通信モード切替部１１８は、通信品質１５８１が「良好」である通信パラメータ規定値１５８を通信パラメータ１５７に設定する（Ｓ３４４）。
一方、再送回数１５３が再送回数閾値１６０５より大きい場合（Ｓ３４２：ＮＯ）、又は受信電波強度１５２が受信電波強度閾値１６０７より小さい場合には（Ｓ３４３：ＮＯ）、通信品質１５８１が「非良好」である通信パラメータ規定値１５８を通信パラメータ１５７に設定する（Ｓ３４５）。

このようにして、再送回数１５３が少ない、あるいは受信電波強度１５２が大きい場合には、通信品質が「良好」であるものとして、再送周期が長く、冗長化送信を行わず、パケット長が大きく、送信出力が小さくなるような通信モードに切り替えることができる。逆に、再送回数１５３が多い、あるいは受信電波強度１５２が小さい場合には、通信品質が「非良好」であるものとして、再送周期が短く、冗長化送信を行い、パケット長が小さく、送信出力が大きくなるような通信モードに切り替えることができる。

通信品質が良好である場合には、パケットの伝播遅延は発生してもパケットロスは発生しにくいことが多いので、再送周期を長く設定することにより、パケットロスと判断するまでの時間を長くしている。これにより、伝播遅延が発生してもパケットの再送が行われにくくして、無駄なパケットの再送を抑制することができる。したがって、効率的な通信が可能となる。一方、通信品質が非良好である場合には、パケットの再送周期を短く設定することで、パケットロスの判断を早めに行うようにしている。これにより、パケットロスが発生しやすい状況において、パケットロスの判断に係る待機時間を短縮することで、効率的な通信を行うことができる。

また、通信品質が良好である場合には、パケットが基地局に到達する可能性が高いので、冗長化送信を行わないようにしている。これにより、冗長化パケットの送信に係る無線通信装置１０の処理負荷及び無線通信路の通信負荷を低減することができる。一方、通信品質が非良好である場合には、冗長化送信を行うようにしている。これにより、送信パケットが欠損した場合にも、冗長化パケットが基地局に到達すれば送信パケットを回復することができるので、より確実な通信を行うことができる。

また、通信品質が良好である場合には、ノイズなどによりパケットの一部が欠損するようなことが少ないので、送出するパケット長を大きくしている。これにより、各パケットに付帯されるヘッダなどによるオーバーヘッドを低減し、効率的な通信を可能としている。一方、通信品質が非良好である場合には、送信するパケット長を小さくしている。これにより、パケットの一部が欠損した場合に再送されるパケットのデータ量を低減することができる。したがって、データの欠損が発生しやすい状況においてもより効率的なパケット通信を行うことができる。

また、通信品質が良好である場合には、電波の出力を抑えても通信ができる可能性が高いので、電波の送信出力を小さくしている。これにより、無線通信装置１０の消費電力を抑えることができる。一方、通信品質が非良好である場合には、送信出力を大きくすることで、より確実に通信を行うことができる。

次に、通信部１２０による送信パケットの送出処理について説明する。図１０に送信パケットの送出処理の流れを示す。
通信部１２０は、通信切断回数１５９が設定情報１６０の通信切断回数閾値１６０８以下であるかどうかを判断し（Ｓ３６１）、通信切断回数１５９が通信切断回数閾値１６０８を越えていた場合（Ｓ３６１：ＮＯ）には、送信バッファ１６１に送信パケットを記憶して（Ｓ３６２）、処理を終了する。
一方、通信切断回数１５９が通信切断回数閾値１６０８以下であった場合（Ｓ３６１：ＹＥＳ）、通信部１２０は、まず送信バッファ１６１に記憶されているパケット（以下、未送信パケットという。）があるかどうかを判断する（Ｓ３６３）。送信バッファ１６１に記憶されている未送信パケットがある場合には（Ｓ３６３：ＹＥＳ）、通信部１２０は、まず送信バッファ１６１に記憶されている未送信パケットを送信してから（Ｓ３６４）、送信パケットを送出する（Ｓ３６５）。
未送信パケットが記憶されていない場合には（Ｓ３６３：ＮＯ）、通信部１２０は、送信パケットを送出して（Ｓ３６５）処理を終了する。

上記のようにして、通信部１２０は、通信が切断されている場合には送信バッファ１６１に送信パケットを記憶しておき、通信が可能な場合には送信バッファ１６１に記憶されている未送信パケットを送信した後に、送信パケットを送出するようにしている。このようにすることで、通信が切断されているときに送信パケットを送出してしまうことがなくなり、効率的な通信を行うことができる。

なお、基地局からの距離に応じて、環境情報測定部１１１による環境情報の測定、受信電波強度測定部１１２による受信電波強度の測定、及び再送回数測定部１１３による再送回数の測定の周期（設定情報１６０の測定周期１６０１）を変更するようにしてもよい。図１１に、基地局からの距離に応じて測定される受信電波強度の測定値の一例を示す。同図に示すように、基地局からの距離が比較的近い区間３０においては、無線通信装置１０の基地局からの距離が変化しても、受信電波強度の変化は少ないが、基地局からの距離が比較的遠い区間４０においては、移動距離の変化に対する受信電波強度の変化が大きくなる。そこで、区間４０においては短い周期で測定を行い、その測定値に応じて通信モードを設定するようにすることで、無線通信装置１０の通信環境の変化に敏感に対応した通信モードに切り替えることが可能となり、通信環境に応じた効率的な通信ができる。また、区間３０においては長い周期で測定を行うようにすることで、安定した通信が期待される間は通信モードの切替に係る処理を少なくして、無線通信装置１０の処理効率を向上することができる。

また、測定周期１６０１は、無線通信装置１０の移動速度に応じて変更するようにしてもよい。この場合、移動速度が速くなるほど、無線通信装置１０の通信環境は大きく変化することが予想されるので、測定周期１６０１を短くすることで、通信環境の変化に敏感に対応した通信モードに切り替えて通信を行うことが可能となる。

また、本実施形態の無線通信装置１０では、所定の周期毎に測定を行うようにしたが、移動距離を測定し、所定の移動距離毎に測定を行うようにしてもよい。移動距離が少ない場合には、受信電波強度は急激に変化しないことが多いため、そのような場合に測定や通信モードの切替判断などの処理頻度を下げることによって、無線通信装置１０の処理負荷を軽減することができる。

また、受信電波強度は複数回の測定値の平均を求めるようにしてもよい。図１１に示すように、受信電波強度は小さくなるほどその測定値のばらつきが大きくなるが、複数回の測定値を平均することで、信頼性の高い測定値を算出することができる。図１２に、時間の変化に伴う受信電波強度の変化の一例を示す。図１２の例では、無線通信装置１０が基地局から遠ざかっている状況での受信電波強度を示している。図１２に示すように、受信電波強度測定部１１２は、設定情報１６０の測定周期１６０１（４２２）よりも短い期間４２１の間に複数回（図１２の例では４回）の測定を行い、その測定値の平均を求めるようにする。

また、本実施形態では、通信品質評価部１１５は、再送回数１５３が閾値を越えているかどうかに応じて通信品質の評価を行うようにしたが、これに限らず、例えば、ＣＲＣエラーやフレーム同期外れ（out of frame）などの回数や、ＢＥＲ（Bit Error Rate）、ＰＥＲ（Packet Error Rate）などのエラー率を用いて評価するようにしてもよい。また、通信品質評価部１１５は、再送回数１５３と受信電波強度１５２との両方に応じて通信品質を評価するようにしてもよい。

また、上述の図９の処理では、（Ｓ３４２）及び（Ｓ３４３）において通信モード切替部１１８が再送回数１５３及び受信電波強度１５２に基づいて通信品質を評価するようにしたが、通信品質評価部１１５による評価値である通信品質評価情報１５４に対応する通信パラメータ規定値１５８を通信パラメータ１５７に設定するようにしてもよい。

また、本実施形態では、通信品質は「良好」と「非良好」の２種類に評価するものとしたが、複数の評価値を用いるようにしてもよい。この場合、通信品質の評価値の取り得る値に対応する通信パラメータ規定値１５８を予め記憶部１５０に記憶しておくようにしておき、通信品質評価情報１５４に対応する通信パラメータ規定値１５８を通信パラメータ１５７に設定するようにする。

また、環境情報測定部１１１が測定する環境情報には、例えば、無線通信装置１０が搭載されている車両の種類（車種）を含めるようにしてもよい。この場合、車種によって適切な通信モードを選択するようにすることができる。なお、車種の特定は、例えば、利用者から入力を受け付けることなどによって行うようにすることができる。

また、環境情報測定部１１１が測定する環境情報には、外気温以外にも、天候や湿度、降雨量、日照量などの気象データを含めるようにしてもよい。気象データは、無線通信装置１０がセンサを用いて測定するようにしてもよいし、基地局から配信するようにしてもよい。

また、無線通信装置１０は、測定履歴１５１に登録されている測定履歴情報を基地局に送信する測定履歴情報送信部を備えるようにしてもよい。この場合、基地局側では、複数の無線通信装置１０からの測定履歴情報を収集することができる。これにより、基地局側では、アンテナの増移設など、無線通信装置１０における通信性能を向上させるような対策を講じることができる。また、この場合、無線通信装置１０は、基地局に送信した測定履歴情報は測定履歴１５１から消去するようにしてもよい。これにより、無線通信装置１０の記憶資源を有効に利用することができる。さらに、複数の測定履歴１５１を記憶部１５０に設けるようにし、測定履歴情報送信部が測定履歴情報を基地局に送信している間にも測定された測定履歴情報が登録されるようにしてもよい。

また、本実施形態では、通信切断検知部１１８が基地局からの応答があるかどうかに応じて、通信切断回数１５９をインクリメント又はデクリメントするようにしたが、例えば、応答があった場合には、通信切断回数１５９を「０（ゼロ）」に設定したり、通信切断回数１５９を半分にしたりするようにしてもよい。同様に、非良好回数１５５についても、通信品質評価部１１５は、通信品質を「良好」と判断した場合に、「０」を設定するようにしてもよい。

また、本実施形態では、再送回数１５３が設定情報１６０の再送回数閾値１６０５を越えているかどうかにより、通信品質の良否を判断するようにしたが、閾値を２つ設け、再送回数１５３が一方の閾値を越えると通信品質を非良好と判断し、再送回数１５３が他方の閾値を下回ると通信品質を良好と判断するようにしてもよい。この場合、再送回数が閾値近くで増減を繰り返すような状況において、通信モードの切替が頻繁に発生してしまうことを回避して、通信効率を向上することができる。

以上、本実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物も含まれる。

本実施形態に係る無線通信装置１０のハードウェア構成を示す図である。 無線通信装置１０のソフトウェア構成を示す図である。 通信パラメータ１５７の設定例を示す図である。 通信パラメータ規定値１５８の一例を示す図である。 測定履歴１５１として記憶される測定履歴情報の構成を示す図である。 設定情報１６０の構成を示す図である。 履歴に基づく通信モードの設定をするかどうかを決定する処理の流れを示す図である。 非良好回数に応じて、履歴に基づく通信モードによる通信を継続するかどうかを判定する処理の流れを示す図である。 測定値に基づく通信モードの設定処理の流れを示す図である。 送信パケットの送出処理の流れを示す図である。 基地局からの距離に応じて測定される受信電波強度の一例を示す図である。 時間の変化に伴う受信電波強度の変化の一例を示す図である。

符号の説明

１０ 無線通信装置
１０１ ＣＰＵ １０２ メモリ
１０３ 記憶装置 １０４ 無線通信インタフェース
１０５ 入力装置 １０６ 出力装置
１１１ 環境情報測定部 １１２ 受信電波強度測定部
１１３ 再送回数測定部 １１４ 測定履歴情報登録部
１１５ 通信品質評価部 １１６ 履歴モード切替部
１１７ 履歴モード継続判断部 １１８ 通信モード切替部
１１９ 通信切断検知部 １２０ 通信部
１２１ 設定情報入力部 １５０ 記憶部
１５１ 測定履歴 １５２ 受信電波強度
１５３ 再送回数 １５４ 通信品質評価情報
１５５ 非良好回数 １５６ 履歴使用フラグ
１５７ 通信パラメータ １５８ 通信パラメータ規定値
１５９ 通信切断回数 １６０ 設定情報
１６１ 送信バッファ

Claims (13)

1. 無線通信ネットワークを介して他の通信装置と通信を行う無線通信部を備える無線通信装置であって、
   前記他の通信装置からの受信電波強度を測定する受信電波強度測定部と、
   前記無線通信部によるパケットの再送回数を測定する再送回数測定部と、
   前記無線通信装置の移動速度、前記無線通信ネットワークを介して接続する基地局の数である基地局数、前記無線通信ネットワークを介して通信可能な前記他の通信装置の数である周辺装置数、及び前記無線通信部の位置のうち、少なくとも一つを含む環境情報を測定する環境情報測定部と、
   前記通信の通信品質を少なくとも二段階で評価する通信品質評価部と、
   測定日時、前記受信電波強度測定部が測定した受信電波強度、前記再送回数測定部が測定した再送回数、前記環境情報測定部が測定した環境情報、及び前記通信品質評価部が評価した通信品質を、１セットの履歴情報として記憶する履歴情報記憶部と、
   再送周期、冗長化送信フラグ、パケット長、及び送信出力に関する情報を含む１セットの通信パラメータを、前記通信品質毎に記憶する通信パラメータ記憶部と、
   基地局に対する通信の通信モードを、前記履歴情報を用いた履歴通信モード又は現時点の測定値に基づく通信モードに切り替える通信モード切替部と、
   前記他の通信装置と通信が不可能な状態であるかどうかを判断する通信可否判断部と、を備え、
   前記他の通信装置と通信可能である場合、前記通信モード切替部は、現時点で測定された受信電波強度、再送回数、及び環境情報に対応する履歴情報が前記履歴情報記憶部にあるか判断し、対応する履歴情報があると判断した場合、前記対応する履歴情報に応じた前記１セットの通信パラメータを用いて通信を行うように、通信モードを履歴通信モードに切り替え、
   前記他の通信装置と通信が不可能な状態にある場合、前記無線通信部は、前記他の通信装置に対して送信すべきデータを未送信のデータとして記憶し、前記通信が可能な状態となった場合に、前記未送信のデータを記憶しているときは、前記未送信のデータを前記他の通信装置に送信する
   こと、
   を特徴とする無線通信装置。
2. 請求項１に記載の無線通信装置であって、
   前記通信品質評価部は、前記他の通信装置から受信した電波の強度によって前記評価値を生成すること、
   を特徴とする無線通信装置。
3. 請求項２に記載の無線通信装置であって、
   前記受信電波強度測定部は、前記他の通信装置から受信した電波の強度を複数回測定し、測定した前記電波の強度の平均値を算出し、
   前記通信品質評価部は、前記平均値によって前記評価値を生成すること、
   を特徴とする無線通信装置。
4. 請求項１に記載の無線通信装置であって、
   前記通信品質評価部は、前記無線通信部が前記他の通信装置に送信すべきデータを所定期間に再送した回数により前記評価値を生成すること、
   を特徴とする無線通信装置。
5. 請求項１に記載の無線通信装置であって、
   利用者から前記通信品質の前記評価値を生成する周期を受け付ける評価周期入力部と、
   受け付けた前記周期を記憶する評価周期記憶部とを備え、
   前記通信品質評価部は、前記周期で前記通信品質の評価値を生成すること、
   を特徴とする無線通信装置。
6. 請求項１に記載の無線通信装置であって、
   前記無線通信装置の移動速度を測定する移動速度測定部と、
   前記移動速度に応じて前記評価値を生成する周期を設定する評価周期設定部とを備え、
   前記通信品質評価部は、前記周期で前記評価値を生成すること、
   を特徴とする無線通信装置。
7. 請求項１に記載の無線通信装置であって、
   前記無線通信装置の移動距離を測定する移動距離測定部を備え、
   前記通信品質評価部は、前記無線通信装置が予め設定される移動距離だけ移動する毎に前記評価値を生成すること、
   を特徴とする無線通信装置。
8. 無線通信ネットワークを介して他の通信装置と通信を行う無線通信装置の制御方法であって、前記無線通信装置が、
   前記他の通信装置からの受信電波強度を測定し、
   パケットの再送回数を測定し、
   前記無線通信装置の移動速度、前記無線通信ネットワークを介して接続する基地局の数である基地局数、前記無線通信ネットワークを介して通信可能な前記他の通信装置の数である周辺装置数、及び前記無線通信部の位置のうち、少なくとも一つを含む環境情報を測定し、
   前記通信の通信品質を少なくとも二段階で評価し、
   測定日時、前記測定した受信電波強度、前記測定した再送回数、前記測定した環境情報、及び前記評価した通信品質を、１セットの履歴情報として記憶し、
   再送周期、冗長化送信フラグ、パケット長、及び送信出力に関する情報を含む１セットの通信パラメータを、前記通信品質毎に記憶し、
   基地局に対する通信の通信モードを、前記履歴情報を用いた履歴通信モード又は現時点の測定値に基づく通信モードに切り替え、
   前記他の通信装置と通信が不可能な状態であるかどうかを判断し、
   前記他の通信装置と通信可能であると判断した場合に、現時点で測定された受信電波強度、再送回数、及び環境情報に対応する履歴情報が記憶されているか判断し、対応する履歴情報があると判断した場合、前記対応する履歴情報に応じた前記１セットの通信パラメータを用いて通信を行うように、通信モードを履歴通信モードに切り替え、
   前記他の通信装置と通信が不可能な状態にあると判断した場合に、前記他の通信装置に対して送信すべきデータを未送信のデータとして記憶し、前記通信が可能な状態となった場合に、前記未送信のデータを記憶しているときは、前記未送信のデータを前記他の通信装置に送信する
   こと、
   を特徴とする無線通信装置の制御方法。
9. 無線通信ネットワークを介して他の通信装置と通信を行う無線通信装置に、
   前記他の通信装置からの受信電波強度を測定するステップと、
   パケットの再送回数を測定するステップと、
   前記無線通信部の移動速度、前記無線通信ネットワークを介して接続する基地局の数である基地局数、前記無線通信ネットワークを介して通信可能な前記他の通信装置の数である周辺装置数、及び前記無線通信部の位置のうち、少なくとも一つを含む環境情報を測定するステップと、
   前記通信の通信品質を少なくとも二段階で評価するステップと、
   測定日時、前記受信電波強度測定部が測定した受信電波強度、前記再送回数測定部が測定した再送回数、前記環境情報測定部が測定した環境情報、及び前記通信品質評価部が評価した通信品質を、１セットの履歴情報として記憶するステップと、
   再送周期、冗長化送信フラグ、パケット長、及び送信出力に関する情報を含む１セットの通信パラメータを、前記通信品質毎に記憶するステップと、
   基地局に対する通信の通信モードを、前記履歴情報を用いた履歴通信モード又は現時点の測定値に基づく通信モードに切り替えるステップと、
   前記他の通信装置と通信が不可能な状態であるかどうかを判断するステップと、
   前記他の通信装置と通信可能であると判断した場合に、現時点で測定された受信電波強度、再送回数、及び環境情報に対応する履歴情報があるか判断し、対応する履歴情報があると判断した場合、前記対応する履歴情報に応じた前記１セットの通信パラメータを用いて通信を行うように、通信モードを履歴通信モードに切り替えるステップと、
   前記他の通信装置と通信が不可能な状態にあると判断した場合に、前記他の通信装置に対して送信すべきデータを未送信のデータとして記憶し、前記通信が可能な状態となった場合に、前記未送信のデータを記憶しているときは、前記未送信のデータを前記他の通信装置に送信するステップと、を
   実行させるためのプログラム。
10. 請求項１に記載の無線通信装置であって、
    前記無線通信装置と基地局との距離に応じて、前記環境情報測定部による前記環境情報の測定の周期、前記受信電波強度測定部による前記受信電波強度の測定の周期、及び前記再送回数測定部による再送回数の測定の周期の少なくともいずれか一つの周期を変更すること、
    を特徴とする無線通信装置。
11. 請求項１０に記載の無線通信装置であって、
    前記無線通信装置と基地局との距離が第１の距離であるときは前記周期を第１の周期とし、前記無線通信装置と基地局との距離が第１の距離よりも大きい第２の距離であるときは前記周期を前記第１の周期よりも短い第２の周期とすること、
    を特徴とする無線通信装置。
12. 請求項１に記載の無線通信装置であって、
    前記無線通信装置の移動速度に応じて、前記環境情報測定部による前記環境情報の測定の周期、前記受信電波強度測定部による前記受信電波強度の測定の周期、及び前記再送回数測定部による再送回数の測定の周期の少なくともいずれか一つの周期を変更すること、
    を特徴とする無線通信装置。
13. 請求項１２に記載の無線通信装置であって、
    前記無線通信装置の移動速度が第１の速度であるときは前記周期を第１の周期とし、前記無線通信装置の移動速度が第１の速度よりも速い第２の速度であるときは前記周期を前記第１の周期よりも短い第２の周期とすること、
    を特徴とする無線通信装置。

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