JP5059649B2

JP5059649B2 - 移動体の無線通信制御装置及び無線通信制御方法

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Publication number: JP5059649B2
Application number: JP2008035917A
Authority: JP
Inventors: 雄一小林; 正守柏山
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2008-02-18
Filing date: 2008-02-18
Publication date: 2012-10-24
Anticipated expiration: 2028-02-18
Also published as: EP2091286A3; JP2009194823A; EP2091286B1; US8116811B2; EP2091286A2; US20090209282A1

Description

本発明は、移動体の無線通信技術に関し、特に位置検出が可能な移動体の無線通信制御装置及び無線通信制御方法に関する。

移動体通信端末は、携帯電話網などのネットワーク（無線通信網）に接続する無線通信機能を備え、データ通信する。しかし、無線通信網は、移動体が移動する全ての範囲を網羅していないため、移動中の通信では、通信速度の低下や回線の切断が発生する場合があり、常に良好な通信品質を保つことは困難である。この問題に対して、特許文献１では、車載カメラから得られる情報を基に障害物を認識し、通信環境の時間推移を予想し、通信環境の変化に応じて、データの伝送速度やパケット長などの通信パラメータを変えることで、通信効率を向上させている。

特許第３５６７１６７号

しかしながら、障害物による影響に限らず、通信環境を変化させる原因は多様であり、従来の移動体通信端末では、正確な通信環境を予想することが困難であった。

本発明の移動体の無線通信制御装置及びその制御方法の態様は、移動体の無線通信装置に接続し、無線通信装置に選択的に設定可能な複数の通信方式の各々に関して、移動体の位置情報に対応する通信状態情報を収集し、移動体の現在位置に対応する位置情報における通信状態情報を参照して、無線通信装置に選択的に設定可能な複数の通信方式から一つの通信方式を選択し、選択された通信方式による通信のための制御情報を無線通信装置に設定する。

望ましくは、複数の通信方式から一つの通信方式を選択する際に、移動体の第１の地点（例えば、現在地）から第２の地点（例えば、目的地）までの予測移動経路（例えば、ナビゲーションシステムによって予測された移動経路）上の移動時間に対する予測移動経路上で該当する通信方式により通信可能な時間の割合または移動体の第１の地点から第２の地点までの予測移動経路上の移動距離に対する予測移動経路上で該当する通信方式により通信可能な距離の割合が、所定の条件（例えば、予め定めた閾値以上である条件や、複数の通信方式の中で最も高いまたは最も低いという条件）を満たすか否かを判定し、その判定結果に基づいて、一つの通信方式を選択する。

本発明の望ましい他の態様は、無線通信装置に選択的に設定可能な複数の通信方式は、複数の通信速度である。

本発明の望ましいさらに他の態様は、通信状態情報は無線通信装置に設定した通信速度による通信の成功及び失敗のいずれかを示す。

本発明の望ましいさらに他の態様は、位置情報は移動体の位置を含む範囲を表すメッシュコードである。

本発明の望ましいさらに他の態様は、ユーザにより設定された通信方式選択のためのポリシーに従って通信方式を選択する。

本発明によれば、移動体の位置に対応する通信状態の実測データを用いて、移動体の現在位置に対応する通信方式を選択するので、無線通信環境の変化に対応できる。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。本発明の実施形態は、移動体に搭載した位置検出装置と無線通信装置とによる通信状態の実測データを用いて、通信状態地図を作成し（通信状態データを収集し）、通信状態地図（通信状態データ）を利用して移動体の無線通信方式を制御するものである。

図１は、移動体無線通信システムの構成図である。図示するように、移動体無線通信システムは、移動しながら通信する移動体１０と、移動体が自らの位置を検出するための情報を、外部から発信する位置情報発信機２０と、移動体１０による無線通信回線の接続先である基地局３１および３２とを有する。基地局３１及び３２は、ネットワークを介して通信状態地図サーバ４０やサーバ５０と接続する。

移動体１０は、例えば、カーナビゲーションシステム、ＰＮＤ（Personal Navigation Device）、携帯電話などであっても良いし、これらの無線通信装置を搭載した車両でも良い。位置情報発信機２０は、路側帯に設置された位置情報発信機であっても良いし、ＧＰＳ（Global Positioning System）用の人工衛星や光ビーコンであっても良い。基地局３１および３２は、携帯電話やＰＨＳ、無線ＬＡＮなどというように異なる種類の基地局（アクセスポイント）であっても良い。通信状態地図サーバ４０は、テレマティクスサービス（“通信技術と情報サービスの合体”。特に日本では、インターネットと車載情報無線技術の融合サービス）提供サーバや一般のＡＳＰ（Application Service Provider）サーバの一部の機能として含まれても良い。サーバ５０は、交通情報配信サーバ、地図情報配信サーバ、テレマティクスサービス提供サーバ、一般のＡＳＰサーバなどであっても良い。したがって、通信状態地図サーバ４０は、サーバ５０と物理的には同じであっても良いので、単にサーバと呼ぶことがある。

ここでは、移動体１０として前述のような通信装置を搭載し、通信状態地図サーバ４０と無線通信により接続する車両として説明する。

移動体１０は、ＧＰＳや光ビーコンなどの位置情報発信機２０に対応して移動体１０の位置を検知する装置や、車速パルスやジャイロなどの自律航法装置などの位置検出装置１２０、携帯電話やＰＨＳ、無線ＬＡＮなどというような異なる種類の無線通信装置１３１、１３２、通信状態地図データ１４１を蓄積するためのハードディスクやフラッシュメモリなどの記憶装置１４０、及び中央処理装置（ＣＰＵ）１１０を搭載している。中央処理装置（CPU）１１０は、位置検出装置１２０、無線通信装置１３１、１３２、記憶装置１４０などと接続し、通信状態地図データを作成し、通信を制御する。位置検出装置１２０、無線通信装置１３１、１３２、記憶装置１４０及び中央処理装置（CPU）１１０含んだ構成と位置検出装置１２０、無線通信装置１３１、１３２、を含まずに記憶装置１４０及び中央処理装置（CPU）１１０による構成とのいずれをも無線通信制御装置と呼ぶことができる。

中央処理装置１１０は、位置検出装置１２０から取得した移動体１０の位置情報と一つ以上の無線通信装置１３１、１３２から取得した通信状態とから各地点における通信状態を表す通信状態地図データ１４１を作成し、記憶装置１４０に格納する通信状態地図作成処理部（通信状態収集部）１１２と、記憶装置１４０に格納された通信状態地図データ１４１または通信状態地図サーバ４０に蓄積された通信状態地図データ４４１の情報を基に、無線通信装置１３１、１３２の通信方式を選択する通信制御部１１１と、通信制御部１１１により選択された通信方式を無線通信装置１３１及び／又は１３２に設定する通信方式設定部113とを有する。

通信状態地図サーバ４０は、ネットワークに接続するための通信装置４３０、通信状態地図データ４４１を蓄積するためのハードディスクなどの記憶装置４４０、通信装置４３０や記憶装置４４０と接続し、通信状態地図データ４４１を管理する中央処理装置（ＣＰＵ）４１０を有する。

なお、通信状態地図データ１４１、通信状態地図作成処理部（通信状態収集部）１１２、通信状態地図サーバ４０などのように地図を付して呼ぶが、移動体のディスプレイに地図表示することを前提としたものであり、本実施形態においては通信状態データ１４１、通信状態収集部１１２、通信状態管理サーバ４０などと呼んでも良い。

携帯電話やＰＨＳ、無線ＬＡＮ（IEEE 802.11など）、Bluetooth（IEEE 802.15.1）、Ultra wideband などでは、通信方式（周波数帯域、公称速度）が異なるため、無線通信装置および基地局の種類が異なる。携帯電話であっても、W-CDMAやCDMA2000、GSM(Global System for Mobile Communications)などで通信方式が異なるため、無線通信装置および基地局の種類が異なる。本実施例の無線通信装置Ａ131および基地局Ａ31と、無線通信装置132および基地局Ｂ32は、このような通信方式の異なる無線通信装置および基地局である。基地局Ａ、基地局Ｂのそれぞれは、複数の地域をカバーするため複数の基地局を含む。また、無線通信装置が携帯電話やＰＨＳである場合には、無線通信装置が移動体10に内臓されていてもよいし、移動体10の外部に接続されてもよい、無線通信装置が移動体10の外部に接続される場合は、移動体10は無線通信装置と接続するためのインターフェースを備えるのが好ましい。

図２は、通信状態地図データ１４１の一例を示す図である。通信状態地図データ１４１の項目は、データの行番号を表す行番１４１０、移動体１０を識別する車ＩＤ１４１１、データを記録した時刻１４１２、無線通信方式Aの通信状態（ここでは、無線通信装置１３１で測定した通信速度１４１３）、無線通信方式Bの通信状態（ここでは、無線通信装置１３２で測定した通信速度１４１４）、位置検出装置１２０で測定した緯度１４１５、位置検出装置１２０で測定した経度１４１６、及び緯度１４１５と経度１４１６に対応する範囲を表すメッシュコード（たとえば、JISX0410で規定される地域メッシュコード）１４１７、及びデータを通信状態地図サーバ４０に送信したかどうかを示す送信状態１４１８である。メッシュコードは、第３次地域区画（１ｋｍ×１ｋｍ）でもよいが、第３次地域区画よりも小さい区画、例えば、200ｍ×200ｍの方が好ましい。

通信状態地図サーバ４０の記憶装置４４０に格納される通信状態地図データ441の項目は、図２に示した通信状態地図データ１４１の各項目から、送信状態１４１８を除いたものである。

図３は、移動体１０の移動予測情報をもとに、移動体１０が走行すると予想される地点における無線通信装置による通信状態をまとめた通信状態予定データ142の一例を示す図である。通信状態予定データ142の項目は、データの行番号を表す行番１４２０、移動体１０を識別する車ＩＤ１４２１、無線通信方式を変更する予定時刻１４２２、予定時刻１４２２に走行すると予想される範囲を表す予定メッシュコード１４２３、予定メッシュコード１４２３に対応する無線通信方式Aの通信状態（無線通信装置１３１の通信速度１４２４）、予定メッシュコード１４２３に対応する無線通信方式Bの通信状態（無線通信装置１３２の通信速度１４２５）、通信料金の削減を重視するポリシー（つまり通信料金の安い無線通信方式を選択するポリシー）に適合する無線通信方式１４２６、接続の安定性を重視するポリシー（つまり総接続可能時間が長いあるいは総接続可能時間が基準値を満たし接続切断回数の少ない無線通信方式を選択するポリシー）に適合する無線通信方式１４２７、及び通信速度を重視するポリシー（つまり通信速度の速い無線通信方式を選択するポリシー）に適合する無線通信方式１４２８である。通信状態予定データ142は、移動体１０の中央処理装置１１０の通信制御部１１１によって作成される。

通信料金は、例えば、無線通信を提供する無線通信サービス提供者によって異なる。無線通信サービス提供者は、単位通信データ量あたりの料金や単位時間あたりの料金を決める。つまり、通信料金は、基地局の種別（通信方式の種別）によって、本実施例では無線通信装置Ａ131を用いて基地局Ａ31に接続するか、無線通信装置Ｂ132を用いて基地局Ｂ32に接続するかで、異なる。接続の安定性は、例えば、基地局がカバーする通信可能範囲（基地局が複数あれば複数の基地局でカバーする通信可能範囲）、通信の混雑度によって異なる。通信可能範囲内であれば、接続可能であるし、通信可能範囲外であれば、接続不可となる。本実施例では、各地点での接続可否の実測値を測定しているので、通信可能範囲は、ほぼ正確に把握可能である。通信が非常に混雑していれば、通信速度が低下するだけでなく、接続不可となることがある。つまり、通信の安定性は、基地局の種別（通信方式の種別）およびその基地局の通信状態によって、異なる。通信速度は、例えば、公称速度や通信の混雑度によって異なる。公称速度が遅ければ通信速度も遅いが、公称速度が早くても、通信が混雑していれば通信速度が遅くなる。つまり、通信速度も、基地局の種別（通信方式の種別）およびその基地局の通信状態によって、異なる。

図４は、移動体１０を操作するユーザが、通信方式を選択するポリシーを設定するユーザ向けのポリシー設定画面１１１０の一例を示す図である。設定できるポリシーを、料金優先、接続優先、及び通信速度優先とする。ポリシー設定画面１１１０には、通信制御部１１１が自動的に無線通信方式を変更するかどうかを選択する通信方式自動選択モードボタン１１１１、安価な通信料金を重視して通信方式を選択する料金優先ボタン１１１２、通信回線接続の安定性を重視して通信方式を選択する接続優先ボタン１１１３、及び通信速度を重視して通信方式を選択する通信速度優先ボタン１１１４とを表示する。これらのポリシーは、通信制御部１１１が通信方式を選択するときに利用される。図４の例では、通信方式自動変換モードボタン１１１１をＯＮ状態にすることで、料金優先ボタン１１１２と、接続優先ボタン１１１３と、通信速度優先ボタン１１１４が活性化する。料金優先ボタン１１１２と、接続優先ボタン１１１３と、通信速度優先ボタン１１１４とは、活性化された状態でどれか一つだけＯＮにすることができる。

図８は、現在位置から目的地までの移動中に通信が可能であると予想される時間の割合を、無線通信方式ごとに、図３の通信状態予定データ142より求めるための数式である。Ｒは、現在位置から目的地までの移動中に通信が可能であると予想される通信可能率である。ｉは、車ＩＤ１４２１が等しい行番１４２０であり、ｓは現在位置の行番、ｇは目的地の行番である。ｔ_ｉは、行番がｉのときの予定時刻１４２２である。ｖ_ｉは、行番がｉのときの通信速度１４２４または１４２５である。パルス関数ｆは行番ｉの関数であり、通信速度が０以外のとき１、通信速度が０のとき０の値となる。つまり、通信可能率Ｒは、現在位置から目的地までの移動経路に沿った移動時間に対して、通信速度が０でない地域（無線通信方式により接続可能な地域）を移動する時間の割合である。

尚、間単に通信可能率Rを求める方法として、無線通信方式ごとに、現在位置から目的地までの通信速度が０でないメッシュコード（つまり通信可能なメッシュコード）の数を、現在位置から目的地までのメッシュコードの総数で割って求めてもよい。この場合、通信可能率Rは、現在位置から目的地までの移動経路上の移動距離に対して、通信速度が０でない地域（無線通信方式により接続可能な地域）を移動する距離の割合である。

図５は、移動体１０に搭載する中央処理装置（CPU）１１０の処理（通信状態地図作成処理部１１２）のフローチャートである。通信状態地図作成処理部１１２は、周期タイマ起動により定期的に処理を開始する。通常の通信処理とは、通信状態地図作成処理部１１２以外の処理であるが、主としてテレマティクスサービスを受けるためのアプリケーションの処理である。通信状態地図作成処理部１１２から見れば、後述する通信方式設定部113の処理も通常の通信処理に見える。

通信状態地図作成処理部１１２は、無線通信装置の使用可否をチェックする（S500）。使用不可であれば、処理を終了する。無線通信装置は通常の通信処理が使用するものであり、通信状態地図作成処理部１１２は同じ無線通信装置を共用することになるので、排他制御されなければならない。そこで、無線通信装置の使用可否をチェックし、使用不可（通常の通信処理が使用中または使用待ち）であれば、処理を終了する。

排他制御の例としては、通常の通信処理の開始時にフラグをONし、終了時にフラグをOFFすることにより、フラグがOFFのとき、通信状態地図作成処理部１１２は実行可能になる。通信状態地図作成処理部１１２は、通常の通信処理中の通信エラー発生のときも処理を開始するので、通信エラー発生に伴って、通常の通信処理はフラグをOFFし、終了する。通信状態地図作成処理部１１２の処理を開始すると、通常の通信処理の実行開始を待たせる状況が発生する。これを避けるためには、通常の通信処理に関して使用待ちを表すフラグを設け、使用待ちのフラグがONしていたならば、通信状態地図作成処理部１１２による使用を不可とする。

無線通信装置が複数台ある場合は、通常の通信処理が使用中の無線通信装置以外を対象にして、通信状態地図作成処理部１１２が処理を実行することができる。この場合は、通信方式の選択に応じて、無線通信装置の使用の可否をチェックしても良い。

通常の通信処理が処理を継続中で、通信状態地図作成処理部１１２を実行できない状況が発生するが、この状況はその時点で通常の通信処理のために設定されている通信方式により良好な通信品質が確保されていることを示している。

無線通信装置の使用が可ならば、通信状態地図作成処理部１１２の実行中に通常の通信処理が処理を開始することを避ける必要があるので、処理フラグを設け、これをONする（S505）。処理フラグがONであれば、通常の通信処理は無線通信装置の使用が不可に制御される。

通信状態地図作成処理部１１２の処理の開始に伴い、無線通信装置に設定されている（通常の通信処理に用いられている）通信方式の各種パラメータを退避する（S510）。この退避は、通信状態地図作成処理部１１２の処理の修了に伴い、無線通信装置に設定されている通信方式に回復させるためである。各種パラメータは、無線通信装置によって異なるが、多くはその制御レジスタに設定されている。制御レジスタの内容は、多くの場合に記憶装置にコピーされているので、そのコピーを記憶装置の退避領域に格納すればよい。

時刻を測定し、通信状態地図データ141の時刻欄1412に測定した時刻データを格納し、移動体10自らの識別子を車ID欄1411に格納し、送信状態の欄1418には「未」を格納する（S515）。ここでは、複数種類の通信方式に伴うそれぞれの通信速度測定を、同一時刻、同一位置（実際には測定処理時間や移動体の移動を伴うので近傍時刻、近傍位置になる。）に実行し、纏めたデータとすることを前提に説明する。

複数の通信方式に関して通信速度を測定する時間経過に伴い、同一時刻のデータと見なせない可能性がある場合は、図２の通信状態地図データ141に格納されている最新の時刻データ1412と比較し、測定した時刻が最新の時刻と同一と見なせるかを判断し、同一と見なせない場合は、通信状態地図データ141の新たな行の時刻欄1412に測定した時刻データを格納する。時刻データを格納した場合は、格納した行が最新の時刻データの行になり、引き続く他の項目を、最新の時刻データの行に格納する。他の項目については、後にデータが格納されない可能性があるので、必要に応じてNullデータや初期値データを格納する。送信状態の欄1418には「未」を格納する。このように処理することにより、時刻経過に応じて、通信状態地図データ141の新たな行にデータが格納される。

位置検出装置１２０から位置情報を取得し、通信状態地図データ141の緯度欄1415、経度欄1416及びメッシュコード欄1417に取得データを格納する（S520）。取得した位置情報と格納するデータとの対応関係は周知であるので説明を省略する。なお、緯度及び経度とメッシュコードとは対応関係にあるので、それらの一方を取得しても良い。

通信品質が地形や建物などの障害物に影響されるだけであれば、時刻データは不要であり、位置情報と以下で述べる通信方式（データ転送速度で示される通信品質）とを対応付けて、管理すればよい。しかし、無線通信の品質は静的に影響を受けるだけでなく、日中や夜間、季節（天体位置変動）などの時刻要因により動的にも影響を受けるので、ここでは時刻データに対応させている。

移動体１０に搭載する無線通信装置１３１または１３２の通信方式を選択する（S525）。２台の無線通信装置が、２種のデータ転送速度、２種の変調方式を設定できるならば、その通信方式の組み合わせは８種類になるので、順次選択する。無線通信装置は１台で、データ転送速度や変調方式などを設定できるようにしても良い。ここでは、説明を簡潔にするために、２台の無線通信装置を搭載し、無線通信装置１３１はデータ転送速度を3Mbpsと1Mbpsとから選択でき、無線通信装置１３２はデータ転送速度が75Mbpsに固定され、変調方式など他の点は選択的に設定できないものとする。したがって、ここで説明する選択可能な通信方式は３種である。図２及び図３には、無線通信装置１３１による通信方式を通信A1413、無線通信装置１３２による通信方式を通信B1414として表している。無線通信装置１３１による通信方式をデータ転送速度に応じて複数(ここでは2種)の通信方式として、図２及び図３のテーブルを構成しても良い。特に、同じ無線通信装置であっても、データ転送速度によって料金体系が異なるなど、後述するユーザによって設定されたポリシーに関わる点が異なる場合は、各々を異なる通信方式として、テーブルを構成する。

次に、通信状態地図作成処理部１１２は、選択した通信方式を用いて、通信速度を測定する（S530）。ここで言う通信速度の測定とは、選択した通信方式による通信が成功するか失敗したかを検出することである。

通信速度測定の一例として、無線通信装置１３１をデータ転送速度1Mbpsで動作するように設定した場合を例に説明する。所定のフォーマットのテストデータを用意する。このテストデータは、無線通信装置１３１によりデータ転送速度1Mbpsで送信され、基地局によって受信されると、ループバックされて、送信した移動体１０に戻ってくるように構成する。たとえば所定フォーマットのテストデータのヘッダ部分にテストデータであることを示す情報を挿入することで実現する。テストデータを送信し、ループバックされたテストデータの受信の成功または失敗を判別することにより、通信速度測定とする。無線通信装置１３１は、テストデータにビット誤りが発生しても、下位のプロトコルレベル(たとえば、データリンク層)でビット誤り訂正やテストデータの再送を実行し、その結果としてテストデータの受信の成功または失敗を、CPU（通信状態地図作成処理部）へ通知する。

ここでの測定精度を高くするためには、所定回数繰り返してテストデータを送信し、受信成功回数から成功確率を求め、所定の成功確率以上のとき成功としても良い。他に、成功した受信テストデータと送信したテストデータとを照合し、ビット誤り率を求める方法がある。この方法は、下位のプロトコルレベルによる誤り訂正や再送が実行されない場合は有意であるが、一般的には誤り訂正や再送の実行に伴い、受信に成功した場合は受信したテストデータには誤りビットを含んでいないので、有意ではない。

以上のようにして、図２の通信状態地図データ141の通信A欄1413に、通信が成功したならば、設定したデータ転送速度1Mbpsを格納し、失敗したならば、0Mbpsを格納する。前述のように無線通信装置１３１にはデータ転送速度として3Mbpsも選択できる。前述の同一時刻、同一位置の条件が成立する場合、通信の成功に応じて通信状態地図データ141の通信A欄1413に上書きされるので、データ転送速度の低い方（1Mbps）から通信方式を選択して、3Mbpsの選択に応じて失敗し、1Mbpsが格納されているならば、そのデータをそのままとすることにより、最良のデータ転送速度が記録として残る。

設定可能な通信方式の通信速度をすべて測定したかを判定し（S535）、未測定の通信方式がある場合はS515へ戻る。設定可能な通信方式の通信速度をすべて測定した場合は、S510で退避した無線通信装置の通信方式の各種パラメータを回復する（S540）。

送信状態の欄1418に「未」が格納されている通信状態地図データ141を通信状態地図サーバ４０に送信し、送信状態の欄1418に「済」を格納する（S545）。通信状態地図データ141を通信状態地図サーバ４０に送信するときの通信方式は、S540で回復された通信方式である。処理フラグをOFFして（S550）、処理を終了する。

図６は、移動体１０に搭載する中央処理装置１１０の処理（通信制御部１１１）を説明するフローチャートである。通信制御部１１１は、定期的にまたは通常の通信処理中の通信エラー発生に応じて処理を開始する。また、通信状態地図作成処理部１１２の処理修了に伴って、処理を開始するように制御してもよい。

通信制御部１１１は、ポリシー設定画面１１１０を用いたユーザ設定に従い、通信制御部１１１は、通信方式を自動で変更するモードか手動で変更するモードかを確認する（S600）。手動で変更するモードであれば、処理を終了する。

通信制御部１１１は、移動体１０が現時点から目的地までの走行予定ルート(メッシュコード)を示す予定メッシュコードを取得する（S605）。例えば、目的地はユーザによってカーナビゲーションシステムに入力されカーナビゲーションシステム内に保持された目的地の位置（緯度、経度）から取得でき、走行予定ルートはカーナビゲーションシステムのルート探索結果から取得する。通信方式を選択していない新たな走行予定ルート(メッシュコード)があるかを判定し(S610)、新たになければ、S650へ進む。新たな走行予定ルート(メッシュコード)があるということは、前回から現時点までの間に、新たな目的地に向けて、または探索したルートとは異なるルートを走行したことなどにより、ルート探索を実行したことを意味する。

通信制御部１１１は、取得した予定メッシュコードに対応する領域を、移動体１０が走行する（領域に入る）と予測される予定時刻を取得する（S615）。具体的には、位置検出装置１２０から位置情報および進行方向，速度情報を計算して予定時刻を取得する。ここで取得した予定時刻と、対となるメッシュコードは、それぞれ図３で表す通信状態予定データ142の予定時刻１４２２と、予想メッシュコード１４２３に該当する。

通信制御部１１１は、S605で取得した予定メッシュコードを、通信状態地図データ141のメッシュコード１４１７から検索し、それに対応する通信状態（通信速度１４１３および１４１４）を取得する（S620）。取得した通信状態（通信速度１４１３と１４１４）を、図３で表す通信状態予定データ142の通信状態（通信速度１４２４と１４２５）に格納する。予定メッシュコードに対応するメッシュコードが通信状態地図データ141から複数検索されたならば、S615で取得した予定時刻に近い時間帯の通信状態を取得する。さらにS615で取得した予定時刻に近い時間帯にメッシュコードが複数検索されたならば、最も新しい時刻の通信状態データを取得する。

予定メッシュコードに対応するメッシュコードが通信状態地図データ141から検索されなかったならば（S625）、通信状態地図サーバ40に通信状態地図データを要求する（S630）。この要求には、予定メッシュコード、S615で取得した予定時刻、及び移動体10で選択可能な通信方式を示す情報を要求パラメータとして付ける。通信状態地図サーバ40は、要求に付された要求パラメータに対応したデータを通信状態地図データ441から検索し、移動体10に向けて送信する。受信したデータを通信状態地図データ141に追加し、S620に戻る。

通信状態地図サーバ40は、（図5のS545の処理により）複数の移動体10からの通信状態地図データ141を取得し、たとえば、メッシュコードや時刻順にソートして通信状態地図データ441として記憶装置440に格納し、S630で説明したような要求に応える処理を実行する。処理の詳細な説明は省略する。

これらの通信状態（通信速度１４２４と１４２５）を基に、料金を重視するポリシーに適合する無線通信方式１４２６、接続性を重視するポリシーに適合する無線通信方式１４２７、及び通信速度を重視するポリシーに適合する無線通信方式１４２８を選択する（S635）。記憶装置140に、通信可能率の基準値（例えば、８０％、５０％、０％）や、無線通信方式ごとの料金情報を格納しておく。通信可能率の基準値は、ポリシーごとに設定されてもよい。

料金を重視するポリシーに適合する無線通信方式１４２６では、通信制御部111が、図８の数式を用いて無線通信方式ごとに通信可能率を算出し、無線通信方式ごとに通信可能率が基準値以上か否かを判定し、通信可能率が基準値以上である無線通信方式を抽出し、通信可能率が基準値以上である無線通信方式に対応する料金情報を抽出し、その料金情報を比較して、料金が最も安い無線通信方式を選択し、図３の通信状態予定データ１４２の現在位置から目的地までのすべての予定メッシュコードに対応する料金項目欄１４２６に、選択した無線通信方式を格納する。通信制御部111が、通信可能率が基準値以上である無線通信方式がないと判定した場合は、図３の通信状態予定データ１４２の現在位置から目的地までのすべてのメッシュコードに対応する料金の項目欄に、「無線通信方式なし」というコードを格納する。また、通信可能率が基準値以上である条件を満たしかつ料金が同一の無線通信方式が複数抽出した場合は、通信制御部111が、複数の無線通信方式間で通信可能率を比較し、通信可能率が高い無線通信方式を、図３の通信状態予定データ１４２の現在位置から目的地までのすべてのメッシュコードに対応する料金の項目欄に格納してもよいし、複数の無線通信方式間で通信速度を比較し、通信速度が速い無線通信方式を、図３の通信状態予定データ１４２の現在位置から目的地までのすべてのメッシュコードに対応する料金の項目欄に格納してもよい。たとえば、基準値が80%、図3の行番1が現在位置、行番4が目的地、行番２、３がその間の移動経路上であり、通信Bよりも通信Aのほうが通信料金が安い場合に、図８の数式から通信可能率Ｒは、通信Ａが１００％であるのに対して、通信Ｂが６６％であるため、図3の通信状態予定データ１４２の行番1〜4のメッシュコード範囲を通して、料金の項目欄1426に「A」を格納する。尚、上記の例では、現在位置から目的地までのすべてのメッシュコードに同一の無線通信方式を割り当てたが、上記の無線通信方式の選択処理をメッシュコードごとに行うことによって、メッシュコードごとに、無線通信方式を割り当ててもよい。

接続性を重視するポリシーに適合する無線通信方式１４２７では、通信制御部111が、図２の通信状態地図データ１４１を参照して、メッシュコードごとに、無線通信方式ごとに通信速度が0Mbpsか否かを判定し（通信速度が0Mbpsであれば接続不可、通信速度が0Mbpsでなければ接続可）、メッシュコードごとに、通信速度が0Mbpsでない無線通信方式を抽出し、図３の通信状態予定データ１４２のメッシュコードごとの接続項目欄１４２７に、通信速度が0Mbpsでない無線通信方式を格納する。通信速度が0Mbpsでない無線通信方式を抽出できない場合は、通信制御部111が、図３の通信状態予定データ１４２の該当するメッシュコードの接続項目欄に、「無線通信方式なし」というコードを格納する。接続性とは、該当するメッシュコードにおいて、接続可能か否かをいう。そして、通信速度が0Mbpsでない無線通信方式が複数抽出できた場合は、通信制御部111が、図３の通信状態予定データ１４２の該当するメッシュコードの接続項目欄に、通信速度が0Mbpsでない複数の無線通信方式の全てを格納してもよいし、通信速度が0Mbpsでない複数の無線通信方式の通信速度を比較し、そのうち通信速度の最も遅い（または最も速い）無線通信方式を選択し、通信速度の最も遅い（または最も速い）無線通信方式を、図３の通信状態予定データ１４２の該当するメッシュコードの接続項目欄に格納してもよい。たとえば、通信速度の最も遅い無線通信方式を選択する場合には、図３の通信状態予定データ１４２の行番１では、通信Aの通信速度が遅いので接続項目欄に「A」を格納し、行番２では、通信Aの通信速度が遅いので接続項目欄に「A」を格納し、行番３では、通信Aの通信速度が0Mbpsではなく通信Bの通信速度が0Mbpsであるので接続項目欄に「A」を格納し、行番４では、通信Aの通信速度が0Mbpsであり通信Bの通信速度が0Mbpsでないので接続項目欄に「B」を格納する。

接続性を重視するポリシーに適合する無線通信方式１４２７の他の例として、通信可能率を用いてもよい。つまり、通信制御部111が、図８の数式を用いて無線通信方式ごとに通信可能率を算出し、通信可能率が最も高い無線通信方式を、図３の通信状態予定データ１４２の現在位置から目的地までのすべてのメッシュコードに対応する接続の項目欄に格納する。

通信速度を重視するポリシーに適合する無線通信方式１４２８では、通信制御部111が、図２の通信状態地図データ１４１を参照して、メッシュコードごとに、通信速度を比較し、メッシュコードごとに、通信速度が速い無線通信方式を選択し、図３の通信状態予定データ１４２のメッシュコードごとの通信速度項目欄１４２８に、通信速度が0Mbpsでない無線通信方式を格納する。たとえば、図3の通信状態予定データ１４２の行番1、2、4には、通信Aの通信速度よりも通信Bの通信速度が速いので通信Bを選択し、通信速度項目欄1428に「B」を格納し、行番3では、通信Bの通信速度よりも通信Aの通信速度が速いので通信Aを選択し、通信速度項目欄1428に「A」を格納する。

尚、現在位置からの通信を可能にするには、上記の無線通信方式の選択処理に、現在位置のメッシュコードで接続可能であるという条件を判定する処理を加えてもよい。同様に、ある地点からの通信を可能にするには、上記の無線通信方式の選択処理に、ある地点のメッシュコードで接続可能であるという条件を判定する処理を加えてもよい。また、現在位置から目的地の全移動経路について演算する必要はなく、現在位置から移動経路上の所定の距離以内（例えば、１０ｋｍ以内）、現在位置から移動経路に沿った所定の移動時間以内（例えば、３０分以内）や、現在位置から移動経路上の所定のメッシュコードの数以内（例えば、５個以内）で、無線通信方式を選択してもよい。この場合、上記の処理にて、目的地のメッシュコードに代わりに、所定の距離のメッシュコード、所定の移動時間のメッシュコード、所定のメッシュコードを用いれば、無線通信方式を選択できる。

通信制御部１１１は、図4を用いて説明したユーザにより設定されたポリシーに適合する無線通信方式を選択する（S640）。たとえば、ユーザが料金を重視するポリシーを設定しているならば、図3の行番1〜4のメッシュコード範囲を通して、通信Aを選択する。行番1、3及び4のメッシュコード範囲では無線通信装置Aにデータ転送速度3Mbpsを設定した通信方式を選択し、行番2のメッシュコード範囲では無線通信装置Aにデータ転送速度1Mbpsを設定した通信方式を選択する。また、ユーザが接続優先のポリシーを設定しているならば、図3の行番1及び3のメッシュコード範囲では無線通信装置Aにデータ転送速度3Mbpsを設定した通信方式を選択し、行番2のメッシュコード範囲では無線通信装置Aにデータ転送速度1Mbpsを設定した通信方式を選択し、行番4のメッシュコード範囲では無線通信装置B（データ転送速度75Mbps固定）の通信方式を選択する。選択結果の図示を省略するが、選択結果は図3の通信状態予定データ142の各行番に対応して記憶装置140に格納される。

通信状態予定データ142の各行番に対応して通信方式の選択の終了をチェックし（S645）、終了していなければS615に戻る。終了していれば、図3の通信状態予定データ142の各行番の予定時刻データの中で、現在時刻以降で最も近い予定時刻1422の値の予定時刻にタイマをセットする（S650）。このタイマは、次に説明する通信方式設定部113を、設定した時刻に起動する。

図7は、通信方式設定部113の処理のフローチャートである。通信方式設定部１１３は、無線通信装置の設定を変更するので、通常の通信処理が使用中に通信方式設定部１１３の実行を開始すると、通常の通信処理はエラーになる。そこで通常の通信処理との間で、排他制御が必要である。排他制御に関する無線通信装置の使用可否のチェック（S700）及び処理フラグの制御（S705及びS735）に関しては、図５のS500、S505及びS550と同様であるので説明を省略する。

現在時刻を取得する（S710）。取得した現在時刻より過去で且つ最も新しい走行予定時刻1422の通信状態予定データ142に対応する通信方式が、無線通信装置に設定済みかをチェックする（S715）。設定済みならば、S730へ進む。未設定のとき、走行予定ルート(メッシュコード)を取得する（S720）。詳細は省略するが、ここで取得した走行予定ルート(メッシュコード)を現時点において走行しているかどうかをチェックするためである。

走行予定ルート(メッシュコード)に対応した（現在時刻を参照して求めた通信状態予定データ142に対応した）、通信方式に従って、無線通信装置に各種パラメータを設定する（S725）。無線通信装置が1台の場合は、各種パラメータを制御レジスタなどに設定すれば、無線通信装置は選択した通信方式で動作する。制御レジスタなどに設定するパラメータ(制御情報)としては、無線通信装置のデータ伝送速度に限らず、下位プロトコル（データリンク層やネットワーク層など）で使用される再送回数、ビット誤り検出や訂正のための誤り訂正符号の種別、応答を待つためのタイムアウト時間などがある。無線通信装置によっては、変調方法を選択できるものや、搬送周波数を選択できるものもあり、それらの選択情報もパラメータとなる。複数台の場合は、複数の無線通信装置から1台を選択しなければならない。簡単には、記憶装置140内に選択した無線通信装置を示す情報を格納し、通常の通信処理はその情報を参照して、選択された無線通信装置を使用する。

図3の通信状態予定データ142の各行番の予定時刻データの中で、予定時刻1422の値が現在時刻以降で現在時刻に最も近い行の予定時刻にタイマをセットする（S730）。このタイマは設定した時刻に、通信方式設定部を再度起動する。

以上説明した実施形態によれば、移動体の位置に対応する通信状態の実測データを用いて、移動体の現在位置に対応する通信方式を選択するので、無線通信環境の変化に対応できる。本実施形態の他の利点は、以上説明から理解されるだろう。

移動体無線通信システムの構成図である。通信状態地図データの一例を示す図である。通信状態予定データの一例を示す図である。ポリシー設定画面の一例を示す図である。通信状態地図作成処理部のフローチャートである。通信制御部のフローチャートである。通信方式設定部の処理のフローチャートである。通信が可能であると予想される時間の割合を求めるための数式である。

符号の説明

１０：移動体、２０：位置情報発信機、３１：基地局Ａ、３２：基地局Ｂ、４０：通信状態地図サーバ、５０：サーバ、１１０：中央処理装置、１１１：通信制御部、１１２：通信状態地図作成処理部、１１３：通信方式設定部、１２０：位置検出装置、１３１：無線通信装置Ａ、１３２：無線通信装置Ｂ、１４０：記憶装置、１４１：通信状態地図データ、１４２：通信状態予定データ、４１０：中央処理装置、４３０：通信装置、４４０：記憶装置、４４１：通信状態地図データ。

Claims

移動体の無線通信装置に接続し、記憶装置、前記無線通信装置に選択的に設定可能な複数の通信方式の各々に関して、前記移動体の位置情報に対応する通信状態情報を収集し、前記記憶装置に格納する通信状態収集部、前記記憶装置に格納されている、前記移動体の現在位置に対応する前記位置情報における前記通信状態情報を参照して、前記無線通信装置に選択的に設定可能な前記複数の通信方式から一つの通信方式を選択する通信制御部、及び前記選択された通信方式による通信のための制御情報を前記無線通信装置に設定する通信方式設定部を有し、
前記通信制御部は、前記複数の通信方式について、前記移動体の第１の地点から第２の地点までの予測移動経路上の移動時間に対する前記予測移動経路上で該当する通信方式により通信可能な時間の割合及び前記移動体の第１の地点から第２の地点までの予測移動経路上の移動距離に対する前記予測移動経路上で該当する通信方式により通信可能な距離の割合の少なくとも一方の割合が、所定の条件を満たすか否かを判定し、その判定結果に基づいて、前記一つの通信方式を選択することを特徴とする移動体の無線通信制御装置。
前記無線通信装置に選択的に設定可能な複数の通信方式は、複数の通信速度であることを特徴とする請求項１記載の移動体の無線通信制御装置。
前記通信状態情報は前記無線通信装置に設定した通信速度による通信の成功及び失敗のいずれかを示すことを特徴とする請求項２記載の移動体の無線通信制御装置。
前記位置情報は前記移動体の位置を含む範囲を表すメッシュコードであることを特徴とする請求項３記載の移動体の無線通信制御装置。
前記通信制御部は、ユーザにより設定された通信方式選択のためのポリシーに従って前記一つの通信方式を選択することを特徴とする請求項４記載の移動体の無線通信制御装置。
前記通信状態収集部は、前記通信方式設定部によって前記制御情報が設定された前記無線通信装置を用いた無線ネットワークを介して、前記収集した前記通信状態情報を通信状態管理サーバに送信することを特徴とする請求項４記載の移動体の無線通信制御装置。
前記通信制御部は、前記移動体の現在位置に対応する前記位置情報における前記通信状態情報が前記記憶装置に格納されていないことに応答して、前記通信状態管理サーバに前記移動体の現在位置に対応する前記位置情報における前記通信状態情報を要求することを特徴とする請求項６記載の移動体の無線通信制御装置。
ネットワークを介してサーバと無線通信するための無線通信装置、記憶装置、移動体の位置を検出する位置検出装置、及び前記無線通信装置、前記記憶装置及び前記位置検出装置に接続し、前記無線通信装置に選択的に設定可能な複数の通信方式の各々に関して、前記移動体の位置情報に対応する通信状態情報を収集し、前記通信状態情報を前記記憶装置に格納し、前記記憶装置に格納されている、前記移動体の現在位置に対応する前記位置情報における前記通信状態情報を参照して、前記無線通信装置に選択的に設定可能な前記複数の通信方式から一つの通信方式を選択し、前記選択した通信方式による通信のための制御情報を前記無線通信装置に設定する処理装置を有し、
前記処理装置は、前記複数の通信方式について、前記移動体の第１の地点から第２の地点までの予測移動経路上の移動時間に対する前記予測移動経路上で該当する通信方式により通信可能な時間の割合及び前記移動体の第１の地点から第２の地点までの予測移動経路上の移動距離に対する前記予測移動経路上で該当する通信方式により通信可能な距離の割合の少なくとも一方の割合が、所定の条件を満たすか否かを判定し、その判定結果に基づいて、前記一つの通信方式を選択することを特徴とする移動体の無線通信制御装置。
前記無線通信装置に選択的に設定可能な複数の通信方式は、複数の通信速度であることを特徴とする請求項８記載の移動体の無線通信制御装置。
前記通信状態情報は前記無線通信装置に設定した通信速度による通信の成功及び失敗のいずれかを示すことを特徴とする請求項９記載の移動体の無線通信制御装置。
前記位置情報は前記移動体の位置を含む範囲を表すメッシュコードであることを特徴とする請求項１０記載の移動体の無線通信制御装置。
前記処理装置は、ユーザにより設定された通信方式選択のためのポリシーに従って前記一つの通信方式を選択することを特徴とする請求項１１記載の移動体の無線通信制御装置。
前記処理装置は、前記制御情報が設定された前記無線通信装置を用いた無線ネットワークを介して、前記収集した前記通信状態情報を前記サーバに送信することを特徴とする請求項１１記載の移動体の無線通信制御装置。
前記処理装置は、前記移動体の現在位置に対応する前記位置情報における前記通信状態情報が前記記憶装置に格納されていないことに応答して、前記通信状態管理サーバに前記移動体の現在位置に対応する前記位置情報における前記通信状態情報を要求することを特徴とする請求項１３記載の移動体の無線通信制御装置。
無線通信装置に選択的に設定可能な複数の通信方式の各々に関して、移動体の位置情報に対応する通信状態情報を収集し、前記移動体の現在位置に対応する前記位置情報における、前記収集した前記通信状態情報を参照して、前記無線通信装置に選択的に設定可能な前記複数の通信方式について、前記移動体の第１の地点から第２の地点までの予測移動経路上の移動時間に対する前記予測移動経路上で該当する通信方式により通信可能な時間の割合及び前記移動体の第１の地点から第２の地点までの予測移動経路上の移動距離に対する前記予測移動経路上で該当する通信方式により通信可能な距離の割合の少なくとも一方の割合が、所定の条件を満たすか否かを判定し、その判定結果に基づいて、前記複数の通信方式から一つの通信方式を選択し、前記選択した通信方式による通信のための制御情報を前記無線通信装置に設定することを特徴とする移動体の無線通信制御方法。
前記無線通信装置に選択的に設定可能な複数の通信方式は、複数の通信速度であることを特徴とする請求項１５記載の移動体の無線通信制御方法。
前記通信状態情報は前記無線通信装置に設定した通信速度による通信の成功及び失敗のいずれかを示すことを特徴とする請求項１６記載の移動体の無線通信制御方法。
前記位置情報は前記移動体の位置を含む範囲を表すメッシュコードであることを特徴とする請求項１７記載の移動体の無線通信制御方法。
前記通信制御部は、ユーザにより設定された通信方式選択のためのポリシーに従って前記一つの通信方式を選択することを特徴とする請求項１８記載の移動体の無線通信制御方法。
前記制御情報が設定された前記無線通信装置を用いた無線ネットワークを介して、前記収集した前記通信状態情報を通信状態管理サーバに送信することを特徴とする請求項１８記載の移動体の無線通信制御方法。
前記通信状態管理サーバに前記移動体の現在位置に対応する前記位置情報における前記通信状態情報を要求することを特徴とする請求項２０記載の移動体の無線通信制御方法。