JP5340482B2 - 移動体通信装置 - Google Patents

Description

この発明は、車々間通信などの移動体間の通信を行う移動体通信装置に関するものである。

車両の運転をより安全に行うための安全運転支援情報や娯楽情報を提供するため、周辺車両との間で情報を送受信する車々間通信装置について検討されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−８７７３３号公報（第２頁、図１）

上記のような車々間通信装置では、音楽や映画の音声データや映像データなどのマルチメディアデータのような大容量のデータの通信を行う場合、特定車両への通信トラフィックの集中や通信トラフィック量の増大により、通信エラーの発生が増加するという問題がある。

この発明は、係る問題点を解決するためになされたもので、大容量のデータの通信を行う場合でも、通信トラフィックの負荷分散を行い、通信エラーの発生を低減することができる移動体通信装置を得ることを目的としている。

この発明に係る移動体通信装置は、移動体に搭載され、情報を分割したデータである分散キャッシュを受信する受信部と、前記分散キャッシュを元の情報に復元する分散キャッシュ復元部と、前記情報を分割して分散キャッシュを作成するデータ分割部と、前記分散キャッシュを送信する送信部と、前記分散キャッシュに付与された送信元に関する情報に基づいて削除するか否かを判定する受信データ判定部と、前記受信データ判定部の判定結果に基づいて前記分散キャッシュを所定の確率で削除する分散キャッシュ処理部とを備えたものである。

この発明によれば、大容量のデータの通信を行う場合でも、通信エラーの発生を低減することができる。

この発明の実施の形態１による車々間通信を用いた移動体通信システムを示す模式図である。 この発明の実施の形態１による移動体通信装置の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態１による移動体通信装置間で送受信される分散キャッシュを示す構成図である。 この発明の実施の形態１による移動体通信システムにおける周辺車両情報の交換状態を示す模式図である。 この発明の実施の形態１による移動体通信装置における分散キャッシュの受信処理を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態２による移動体通信装置における分散キャッシュの受信処理を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態３による移動体通信システムにおける優先度と分散キャッシュの送受信の関係を示す模式図である。 この発明の実施の形態３による移動体通信システムにける分散キャッシュの送受信の状態を示す模式図である。 この発明の実施の形態３による移動体通信装置における分散キャッシュの送信処理を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態４による移動体通信システムにおける分散キャッシュの転送の状態を示す模式図である。 この発明の実施の形態５による移動体通信システムにおける優先度とデータ長と分散キャッシュの送受信の関係を示す模式図である。 この発明の実施の形態６による移動体通信装置における伝送速度の変更手順を示すフローチャートである。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による車々間通信を用いた移動体通信システムを示す模式図である。図１（ａ）は、この発明の実施の形態１による車々間通信を用いた移動体通信システムにおけるデータの送受信の状態を示す模式図であり、図１（ｂ）は、この発明の実施の形態１による車々間通信を用いた移動体通信システムにおけるデータの分散保有の状態を示す模式図である。図において、同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものであり、このことは、明細書の全文において共通することである。

図１（ａ）に示すように、この発明の実施の形態１に係る移動体通信システムでは、車々間通信網１００内に存在する移動体である車両１に搭載された移動体通信装置２同士が直接通信するＰ２Ｐ（Ｐｅｅｒ ｔｏ Ｐｅｅｒ）方式を用いて、データを相互に送受信する。車両１ａは車々間通信網１００から出て行く車両１であり、車両１ｂは車々間通信網１００から地理的に離れた位置に存在する車両１である。また、情報発信装置３は、道路等に設置され、各車両１に搭載された移動体通信装置２と同じ通信方式を用いて情報を発信するものである。

図１（ｂ）に示すように、この発明の実施の形態１に係る移動体通信システムでは、車両１ｃの移動体通信装置２ｃは、安全運転支援情報または娯楽情報などの情報（データ）のオリジナル１０１を保有している。車両１ｅ，１ｆ，１ｇは情報の中継を行う車両群であって、車両１ｅ，１ｆ，１ｇの各移動体通信装置２がオリジナルの情報を分割したデータであって、オリジナルの情報の一部である分散キャッシュ１０２，１０３，１０４をそれぞれ保有している。車両１ｅ，１ｆ，１ｇの各移動体通信装置２が有している分散キャッシュ１０２，１０３，１０４は、お互いに異なるものであって、車両１ｅ，１ｆ，１ｇがそれぞれ保有している分散キャッシュ１０２，１０３，１０４を組み合わせることによって、オリジナルの情報１０１を復元することができる。車両１ｄは、オリジナルの情報１０１を獲得したい車両１である。図１（ｂ）に示す移動体通信システムでは、車両１ｃの移動体通信装置２ｃがオリジナルの情報１０１を保有し、各車両１ｅ，１ｆ，１ｇの移動体通信装置２に分散キャッシュ１０２，１０３，１０４を配布しているとしたが、図１（ａ）に示す情報発信装置３がオリジナルの情報１０１を保有し、各車両１ｅ，１ｆ，１ｇの移動体通信装置２に分散キャッシュ１０２，１０３，１０４を配布してもよい。したがって、この発明に係る移動体通信システムにおいては、情報発信装置３は必須の構成ではないが、インフラである情報発信装置３が少数しか設置されていない場合でも、多数設置されている場合と同様の通信品質に近づけることができる。

図１（ａ）に示す車々間通信網１００において、車両１の移動体通信装置２は、分散キャッシュを保有しており、特定の車両１の移動体通信装置２からの要求がなくても、定期的に分散キャッシュを送受信することにより、分散キャッシュを更新している。これにより、車々間通信網１００の範囲内にいる車両１の移動体通信装置２は、特定の車両１の移動体通信装置２に負荷を集中させることなく、各車両１の移動体通信装置２の分散キャッシュを更新することができる。

図１（ｂ）に示すこの発明の実施の形態１に示す移動体通信システムにおいては、車両１ｄの移動体通信装置２ｄは車両１ｃの移動体通信装置２ｃに直接、情報の要求をするのではなく、車両群を構成する車両１ｅ，１ｆ，１ｇの各移動体通信装置２に分散キャッシュの有無を問い合わせ、所望の分散キャッシュを有する移動体通信装置２から分散キャッシュを受信する。車両１ｄの移動体通信装置２は、オリジナルの情報１０１を構成する分散キャッシュ１０２，１０３，１０４が全て揃うと、全ての分散キャッシュ１０２，１０３，１０４を組み合わせて復元し、オリジナルの情報１０１を獲得する。これにより、この発明の実施の形態１に示す移動体通信装置２は、特定の車両１の移動体通信装置２に負荷を集中させることなく、オリジナルの情報を多くの車両１に配布することができる。したがって、この発明の実施の形態１に示す移動体通信装置２は、大容量のデータの通信を行う場合でも、通信トラフィックの負荷分散を行い、通信エラーの発生を低減することができる。

また、図１（ａ）において、車両１ａが車々間通信網１００の範囲外に出て行き、車両１ａの移動体通信装置２が車々間通信網１００の範囲外にいる車両１ｂに対して分散キャッシュを送信することによって、車々間通信網１００の範囲外にいる車両１ｂの移動体通信装置２も分散キャッシュを受信することができる。そのため、車々間通信網１００の範囲外にいる車両１ｂの移動体通信装置２も車々間通信網１００内の情報を獲得することができる。

図２は、この発明の実施の形態１による移動体通信装置の構成を示すブロック図である。
車両１に搭載される移動体通信装置２は、情報または分散キャッシュであるデータを受信する受信部１１と、受信部１１で受信したデータ（情報または分散キャッシュ）を判定する受信データ判定部１２と、分散キャッシュを管理する分散キャッシュ管理部１９と、分散キャッシュを記憶する分散キャッシュ記憶部１３と、複数の分散キャッシュからオリジナルの情報を復元するデータ復元部１４と、分散キャッシュを分散キャッシュ記憶部１３に記憶、削除、マージ、修正する分散キャッシュ処理部２０とを有する。分散キャッシュ管理部１９は、保持している分散キャッシュの管理情報を有し、この管理情報を分散キャッシュ処理部２０に通知する。分散キャッシュ処理部２０は、分散キャッシュ管理部１９から通知された管理情報を用いて、分散キャッシュを分散キャッシュ記憶部１３に記憶、削除、マージ、修正を行う。

また、移動体通信装置２は、分散キャッシュではないデータ（復元したオリジナルの情報、予め保存されている情報など）を記憶するデータ記憶部１５と、当該情報を分散キャッシュに分割するデータ分割部１６と、データ分割部１６で分割した分散キャッシュを外部へ送信するために必要な送信元に関する情報を含むヘッダ情報を付加する送信データ作成部１７と、車両情報（位置、速度、時間、進行方向、周辺車両情報テーブル（ルーティングテーブル）など）を管理する車両情報管理部２１と、分散キャッシュのデータサイズなどデータ分割部１６で行う情報の分割処理を制御する分割処理制御部２２と、分散キャッシュを送信する送信部１８とを有する。車両情報管理部２１は、送信データ作成部１７および分割処理制御部２２に車両１の情報を通知する。分割処理制御部２２は、車両情報管理部２１から送信された車両１の情報を用いて、データ分割部１６を制御する。分割処理制御部２２は、例えば、速度が閾値より速い場合は分割サイズを小さく、遅い場合は分割サイズを大きくするよう制御する。
分散キャッシュ記憶部１３およびデータ記憶部１５はメモリで構成され、その他の構成は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を用いたプログラム処理によって制御される。

図３は、この発明の実施の形態１による移動体通信装置間で送受信される分散キャッシュを示す構成図である。
オリジナルの情報１０１は、移動体通信装置２のデータ分割部１６で分散キャッシュ１０２，１０３，１０４に分割される。分割された分散キャッシュ１０２，１０３，１０４のそれぞれのヘッダには、送信データ作成部１７で送信先、送信元、オリジナルの情報の長さを示す送信データ長さと送信データ識別子と送信情報種別とを含む送信データ情報、分割番号、オリジナルの情報の発生時刻を示す時刻スタンプ、情報の発生位置情報、車両情報などのヘッダ情報１０５が付加される。送信データ識別子は、オリジナルの情報を一意に識別できる数値情報であって、例えばＭＤ５（Ｍｅｓｓａｇｅ Ｄｉｇｅｓｔ ５）などを用いた送信データのハッシュ値でもよい。分割番号は、オリジナルの情報を分割した際に分割ブロックの先頭から与えられる番号で、ｍ個に分割した際のｎ番目の分散キャッシュの分割番号はｎ／ｍで表される。図３においては、分散キャッシュ１０２の分割番号が１／３、分散キャッシュ１０３の分割番号が２／３、分散キャッシュ１０４の分割番号が３／３である。データ復元部１４は、ヘッダ情報の送信データ識別子および分割番号を用いて、複数の分散キャッシュを組み合わせてオリジナルの情報を復元する。また、ヘッダ情報１０５には、それぞれの分散キャッシュのデータ長さを含めてもよい。

図４は、この発明の実施の形態１による移動体通信システムにおける周辺車両情報の交換状態を示す模式図である。
各車両１ｈ、１ｉ，１ｊ，１ｋ，１ｍ，１ｎ，１ｐの移動体通信装置２の車両情報管理部２１は、周辺車両１の情報が記載された周辺車両情報テーブルを有している。表１に周辺車両情報テーブルの例を示す。周辺車両情報テーブルには、車両名称、ＩＰアドレス、車々間通信網１００への参加時刻、および当該車両に到達するまでに経由するルータの数を示す到達ホップ数が記載されている。

図４に示すように、各車両１の移動体通信装置２は、分散キャッシュを送受信する前に各車両１の移動体通信装置２が保有する周辺車両情報をそれぞれの送信部１８および受信部１１を介して１ホップ隣接する車両１と送受信し、受信した周辺車両情報を用いて自身が保有する周辺車両情報テーブルを更新する。すなわち、車両１ｈは、周辺車両１ｉおよび周辺車両１ｊに自車両１ｈの車両情報を送信する。また、車両１ｉは、周辺車両１ｈ，１ｋ，１ｍに自車両１ｉの車両情報を送信する。同様に、車両１ｊは、周辺車両１ｈ，１ｎ，１ｐに自車両１ｊの車両情報を送信する。このとき、車両１ｈ，１ｉ，１ｊは、自車両の車両情報とともに、自車両が保有する周辺車両の車両情報も送信する。送信する車両情報は、例えば１ホップ圏内の周辺車両の車両情報とすればよい。

移動体通信装置２が送受信する周辺車両情報には、自車両１が当該車々間通信網１００に参加したことを意味する情報（Ｈａｌｌｏ情報）などが含まれる。また、周辺車両情報のヘッダには、分割番号を除く分散キャッシュと同様のヘッダ情報１０５が付加されてされてもよい。周辺車両情報のヘッダに分散キャッシュと同様のヘッダ情報１０５を付加する場合、送信先は車々間通信網１００内の全ての車両１に送信されるようにブロードキャストアドレスに設定し、送信データ情報には送信データがないことを意味する特別な値（０など）を設定すればよい。
各車両１が周辺車両情報の送受信を行うことによって、車々間通信網１００内の全車両１が車両情報を共有することができる。なお、周辺車両情報の送受信の方式は限定されないため、ＡＯＤＶ（Ａｄ ｈｏｃ Ｏｎ−Ｄｅｍａｎｄ Ｄｉｓｔａｎｃｅ Ｖｅｃｔｏｒ）またはＯＬＳＲ（Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ Ｌｉｎｋ Ｓｔａｔｅ Ｒｏｕｔｉｎｇ）など任意の方式を用いることができる。

この発明の実施の形態１による移動体通信装置２では、予め定めた削除条件に従って、受信した分散キャッシュの保存または削除を行う。
図５は、この発明の実施の形態１による移動体通信装置における分散キャッシュの受信処理を示すフローチャートである。
ステップＳ１において、移動体通信装置２の受信部１１が分散キャッシュを受信すると、ステップＳ２において、受信データ判定部１２が分散キャッシュのヘッダ情報の発生位置情報（オリジナルの情報の発生位置を示す）と車両情報管理部２１が管理する自車両１の位置とを参照し、オリジナルの情報の発生位置と自車両１の現在時刻における位置（現在位置）との距離が所定距離以上、離れているかどうか判定する。オリジナルの情報の発生位置と自車両１の現在位置との距離が所定距離以上の場合にはステップＳ５に進み、オリジナルの情報の発生位置と自車両１の現在位置との距離が所定距離未満の場合にはステップＳ３に進む。ステップＳ３では、受信データ判定部１２が分散キャッシュのヘッダ情報の時刻スタンプを参照し、オリジナルの情報の発生時刻から現在時刻までの時間が、所定時間以上経過しているかどうかを判定する。オリジナルの情報の発生時刻から現在時刻までの時間が所定時間以上経過している場合にはステップＳ５に進み、所定時間未満の場合には、ステップＳ４に進む。ステップＳ４では、分散キャッシュ処理部２０が分散キャッシュ記憶部１３に分散キャッシュを記憶し、処理を終了する（ステップＳ６）。ステップＳ５では、分散キャッシュ処理部２０が分散キャッシュを所定の確率で削除する一方で、削除しなかった分散キャッシュを分散キャッシュ記憶部１３に記憶する。

オリジナルの情報の発生位置から所定距離以上離れた情報またはオリジナルの情報の発生時刻から所定時間以上経過した情報は、移動体通信装置２が分散キャッシュを受信した位置では有用でない可能性が高い。上記のように、オリジナルの情報の発生位置と自車両１の現在位置との距離が所定距離以上離れている場合、またはオリジナルの情報の発生時刻から現在時刻までの時間が所定時間以上経過している場合に、当該分散キャッシュを所定の確率で削除することで、分散キャッシュ記憶部１３の保存領域を有効に利用することができる。また、再度、当該分散キャッシュを送信することもなくなるので、通信帯域の有効利用を図ることができる。
受信した分散キャッシュの送信元の車両１の送信時位置と自車両１の現在位置との距離が所定距離以上離れている場合、または分散キャッシュの送信時刻から現在時刻までの時間が、所定時間以上経過している場合に、当該分散キャッシュを削除する確率は、０％より大きく１００％以下であればよく、好ましくは０％より大きく１００％未満がよい。

また、この実施の形態１においては、受信した分散キャッシュのオリジナルの情報の発生位置と自車両１の現在位置との距離が所定距離以上離れている場合、またはオリジナルの情報の発生時刻から現在時刻までの時間が所定時間以上経過している場合を分散キャッシュの削除条件としたが、これに限定されるものではない。また、受信した分散キャッシュのオリジナルの情報の発生位置と自車両１の現在位置との距離が所定距離以上離れている場合、オリジナルの情報の発生時刻から現在時刻までの時間が所定時間以上経過している場合のいずれか一方のみを削除条件としてもよい。また、削除条件にその他の送信元の情報を参照しても良い。

また、受信データ判定部１２は、削除条件の閾値を２つ以上設け、削除する確率を変化させてもよい。例えば、受信した分散キャッシュのオリジナルの情報の発生位置と自車両１の現在位置との距離、または受信した分散キャッシュのオリジナルの情報の発生時刻から現在時刻までの時間が第一の閾値以上の場合を第一削除条件として、分散キャッシュを削除する確率を第一の確率とする。受信した分散キャッシュのオリジナルの情報の発生位置と自車両１の現在位置との距離、または受信した分散キャッシュのオリジナルの情報の発生時刻から現在時刻までの時間が第一の閾値未満であって第二の閾値以上の場合、すなわち第一削除条件に該当する分散キャッシュよりも有用と考えられ分散キャッシュを第二削除条件として、分散キャッシュを削除する確率を第一の確率より低い第二の確率とする。このように削除条件の閾値を２つ以上設けることによって、有用な情報の拡散と記憶装置領域の有効利用との両立を図ることができるという効果がある。また、受信データ判定部１２は、削除条件の閾値を例えばオリジナルの情報の発生時刻に基づいて、動的に変化させてもよい。

さらに、分散キャッシュが送信データ情報として送信データの種別を有している場合には、受信データ判定部１２は、送信データの種別に応じて閾値を変化させて分散キャッシュの削除を判定してもよい。また、受信データ判定部１２は、送信データの種別に応じて分散キャッシュを削除する確率を変化させてもよい。例えば、地域に限られた情報は、それ以外の情報と比べて閾値を小さくまたは削除する確率を大きく設定し、観光情報などの広範囲に配布してもよい情報は、それ以外の情報と比べて閾値を大きくまたは削除する確率を小さく設定してもよい。
なお、本実施の形態１においては、受信データ判定部１２が分散キャッシュを受信した際に、削除条件に基づいて分散キャッシュを削除するか記憶するか判定しているが、分散キャッシュ記憶部１３に記憶されている分散キャッシュを定期的にチェックし、削除条件に基づいて削除してもよい。

実施の形態２．
この発明の実施の形態１による移動体通信装置では、受信データ判定部１２の削除条件の例として、受信した分散キャッシュの送信元の車両１の位置と自車両１の位置との距離または受信した分散キャッシュの送信時刻から現在時刻までの時間を用いた例を示した。この発明の実施の形態２による移動体通信装置では、受信データ判定部１２の削除条件の例として、分散キャッシュの送信元の車両１の速度および進行方向を用いるものである。その他の構成および機能は、実施の形態１に示す移動体通信装置と同一である。

図６は、この発明の実施の形態２による移動体通信装置における分散キャッシュの受信処理を示すフローチャートである。
ステップＳ１１において、移動体通信装置２の受信部１１が分散キャッシュを受信すると、ステップＳ１２において、受信データ判定部１２が分散キャッシュの車両情報の速度情報（送信元の車両１の速度を示す）を参照し、送信元の車両１の速度が所定速度未満かどうか判定する。送信元の車両１の速度が所定速度未満の場合にはステップＳ１５に進み、送信元の車両１の速度が所定速度以上の場合にはステップＳ１３に進む。ステップＳ１３では、受信データ判定部１２が車両情報の進行方向情報（送信元の車両１の進行方向を示す）を参照し、送信元の車両１の進行方向が自車両１の進行方向と同じかどうかを判定する。送信元の車両１の進行方向が、自車両１の進行方向と同じである場合にはステップＳ１５に進み、自車両１の進行方向と同じでない場合にはＳ１４に進む。このとき、ステップＳ１４では、受信データ判定部１２は、送信元の車両１の進行方向と自車両１の進行方向とのなす角度が所定の角度内に入っている場合に、送信元の車両１の進行方向が自車両１の進行方向と同じである判定し、送信元の車両１の進行方向と自車両１の進行方向とのなす角度が所定の角度内に入っていない場合に、送信元の車両１の進行方向が自車両１の進行方向と同じでないと判定してもよい。ステップＳ１４では、分散キャッシュ処理部２０が分散キャッシュ記憶部１３に分散キャッシュを記憶する。ステップＳ１５では、分散キャッシュ処理部２０が分散キャッシュを所定の確率で削除する一方で、削除しなかった分散キャッシュを分散キャッシュ記憶部１３に記憶する。

送信元の車両１の速度が所定速度未満の場合または送信元の車両１の進行方向が自車両１の進行方向と同じである場合は、移動体通信装置２は当該送信元からの情報はすでに受信している可能性が高い。そこで、移動体通信装置２は送信元の車両１の速度が所定速度未満の場合または送信元の車両１の進行方向が自車両１の進行方向と同じである場合に、分散キャッシュを削除することで、分散キャッシュ記憶部１３の保存領域を有効に利用することができる。また、送信元の車両１の進行方向が自車両１の進行方向と同じ出ない場合には、当該送信元からの情報は他の周辺車両１も受信していない可能性が高い。そのため、移動体通信装置２は自車両１と反対方向の車両１の情報を優先的に受信することで新規の分散キャッシュを受信することができ、自信の分散キャッシュ記憶部１３が記憶する分散キャッシュの多様性を図ることができ、利用効率を向上することができる。
なお、この発明の実施の形態２では、車両１の速度と進行方向の両方を削除条件に用いたが、いずれか一方のみを削除条件に用いてもよい。また、実施の形態１に示す分散キャッシュの削除条件とこの実施の形態２に示す分散キャッシュの削除条件とを組み合わせて分散キャッシュの記憶または削除を判定してもよい。

実施の形態３．
この発明の実施の形態３に示す移動体通信システムにおいては、オーバーレイネットワークを構築した車々間通信網１００上で分散キャッシュを送信する際に、各車両１の速度に応じて決定された優先度に基づいて送信先を決定する。その他の構成および機能は、実施の形態１に示す移動体通信システムと同様である。
図７は、この発明の実施の形態３による移動体通信システムにおける優先度と分散キャッシュの送受信の関係を示す模式図である。
この発明の実施の形態３による移動体通信装置２においては、車両情報管理部２１が周辺車両情報テーブルの周辺車両１の速度（地面を基準とした絶対速度）に基づいて、速度が遅い車両１ほど優先度が高くなるよう、速度が速い車両１ほど優先度が低くなるように周辺車両情報テーブルに設定する。図７に示す移動体通信システムにおいては、優先度を３段階とし、速度が第一の閾値速度未満の車両１ｑの優先度を「高」、速度が第一の閾値速度以上であって第二の閾値速度未満の車両１ｒの優先度を「中」、速度が第二の閾値速度以上の車両１ｓの優先度を「低」としている。各車両１の移動体通信装置２の送信部１８は、自車両１よりも優先度が高い車両１の移動体通信装置２には分散キャッシュを送信し、自車両１よりも優先度が低い車両１および自車両１と優先度が同等の車両１には分散キャッシュを送信しない。

図８は、この発明の実施の形態３による移動体通信システムにける分散キャッシュの送受信の状態を示す模式図である。
図８（ａ）においては、優先度が「低」の車両１ｔ，１ｕ，１ｖが互いの通信範囲１１０内に存在している。しかしながら、車両１ｔ，１ｕ，１ｖは、通信範囲１１０内に存在する周辺車両１ｔ，１ｕ，１ｖの優先度１ｔ，１ｕ，１ｖが自車両１と等しく、自車両１ｔ，１ｕ，１ｖよりも優先度が高い車両が通信範囲１１０内に存在しないことから、互いに分散キャッシュを送信せず、分散キャッシュの送信を停止している。
図８（ｂ）においては、優先度が「低」の車両１ｗ、優先度が「中」の車両１ｘ、優先度が「高」の車両１ｙが互いの通信範囲１１０内に存在している。優先度が「低」の車両１ｗは、自車両１ｗよりも優先度が高い車両１ｘと車両１ｙに分散キャッシュを送信する。優先度が「中」の車両１ｘは、自車両１ｘより優先度が高い車両１ｙに分散キャッシュを送信するが、自車両１ｘより優先度が低い車両１ｗには分散キャッシュを送信しない。車両１ｙは、自車両１ｙより優先度が高い車両が通信範囲１１０内にないことから、分散キャッシュを送信せず、分散キャッシュの送信を停止している。

この発明の実施の形態３による移動体通信装置２は、自車両１の優先度よりも高い優先度の車両１の移動体通信装置２に分散キャッシュを送信する。すなわち、自車両１よりも低速の車両１に分散キャッシュを送信するので、各分散キャッシュの保持量は、優先度が「高」の低速の車両１ｑが最も多く、優先度が「中」の中速の車両１ｒ、優先度が「低」の高速の車両１ｓの順に少なくなる。また、この発明の実施の形態３による移動体通信装置２においては、自車両１よりも低速の車両１の移動体通信装置２に分散キャッシュを送信することによって、オリジナルの情報を構成する複数の分散キャッシュが地理的に拡散することを防ぐことができる。また、上記のように分散キャッシュを送信することによって、車両１の移動体通信装置２にオリジナルの情報を構成しない分散キャッシュを保存することを抑制し、分散キャッシュ記憶部１３の記憶領域の圧迫を防ぐことができる。

図９は、この発明の実施の形態３による移動体通信装置における分散キャッシュの送受信処理を示すフローチャートである。
図９のステップＳ２１において、受信部１１がデータを受信すると、ステップＳ２２において、受信データ判定部１２がヘッダ情報の送信データ情報の情報種別を参照し、周辺車両情報かどうかを判定する。情報種別が周辺車両情報の場合には、ステップＳ２３に進み、情報種別が周辺車両情報でない場合には、ステップＳ２４に進む。Ｓ２４では、データが分散キャッシュの場合、分散キャッシュ記憶部１３に記憶し、分散キャッシュでない場合には、データ記憶部１５に記憶し、終了する（ステップＳ２７）。
ステップＳ２３では、車両情報管理部２１が受信した周辺車両情報に基づいて、自身が保有する周辺車両情報テーブルを更新する。周辺車両情報テーブルを更新すると、次にステップＳ２５に進み、受信データ判定部１２が受信された周辺車両情報に基づいて、送信元の車両１の優先度が自車両１の優先度より高いかどうか判定する。送信元の車両１の優先度が自車両１の優先度より高い場合には、ステップＳ２６に進み、分散キャッシュ記憶部１３に記憶している分散キャッシュを周辺車両情報の送信元に送信し、終了する（ステップＳ２７）。送信元の車両１の優先度が自車両１の優先度以下の場合には、ステップＳ２７に進み終了する。

以上のように、この発明の実施の形態３による移動体通信装置２においては、優先度が自車両１より高い車両１が発見され次第、自車両１の移動体通信装置２の分散キャッシュ記憶部１３に記憶している分散キャッシュを送信することによって、分散キャッシュを定期的に送信するため、輻輳を防ぎながら優先度の高い低速の車両１が集中して分散キャッシュを保持するシステムを構築できる。
なお、この実施の形態３においては、移動体通信装置２は、各車両１の速度に応じて優先度を決定し、決定された優先度に基づいて送信するかしないかを決定するとしたが、移動体通信装置２は優先度を決定せず、直接、各車両１の速度に基づいて分散キャッシュの送信を決定してもよい。したがって、移動体通信装置２は、送信元の車両１の速度が自車両１の速度より遅い場合には分散キャッシュを送信し、送信元の車両１の速度が自車両１の速度以上の場合には分散キャッシュを送信しないとしてもよい。

実施の形態４．
この発明の実施の形態４に示す移動体通信システムにおいては、車々間通信網１００上でルーティングを用いて分散キャッシュを転送する。その他の構成および機能は、実施の形態３に示す移動体通信システムと同様である。
図１０は、この発明の実施の形態４による移動体通信システムにおける分散キャッシュの転送の状態を示す模式図である。
図１０において、優先度が「低」の車両１Ａの通信範囲１１０Ａ内に優先度が「低」の車両１Ｂ，１Ｃおよび優先度が「高」の車両１Ｄが存在する。また、車両１Ａと車両１Ｃは、車両１Ｂの通信範囲１１０Ｂ内に存在するが、車両１Ｄは、車両１Ｂの通信範囲１１０Ｂ内に存在しない。同様に、車両１Ａと車両１Ｂは、車両１Ｃの通信範囲１１０Ｃ内に存在するが、車両１Ｄは、車両１Ｃの通信範囲１１０Ｃ内に存在しない。したがって、車両１Ａは、車両１Ｄの通信範囲１１０Ｄ内に存在するが、車両１Ｂと車両１Ｃは、車両１Ｄの通信範囲１１０Ｄ内に存在しない。したがって、車両１Ｂおよび車両１Ｃは、車両１Ｄの存在を検知することはできない。

ルーティングを伴わない場合は、実施の形態３に示すように、車両１Ｂと車両１Ｃとは、自車両１Ｂ，１Ｃの通信範囲１００Ｂ，１００Ｃ内に自車両１Ｂ，１Ｃより優先度が高い車両が存在しないので、分散キャッシュの送信を停止する。
この実施の形態４に示す移動体通信システムでは、ルーティングを伴っているので、車両１Ａの移動体通信装置２が車両１Ｄの周辺車両情報を自車両１Ａの通信範囲１１０Ａ内に存在する車両１Ｂおよび車両１Ｃに送信する。車両１Ｂおよび車両１Ｃの移動体通信装置２の受信データ判定部１２は、車両１Ａの移動体通信装置２から車両１Ｄの周辺車両情報を受信することで、自車両１Ｂ，１Ｃよりも優先度が高い車両１Ｄの存在を認識することができる。そこで、車両１Ｂおよび車両１Ｃの移動体通信装置２の送信データ作成部１７は、自車両１Ｂ，１Ｃより優先度が高い車両１Ｄを送信先として車両１Ａに分散キャッシュを送信する。車両１Ｂおよび車両１Ｃから分散キャッシュを受信した車両１Ａの移動体通信装置２の送信部１８は、当該分散キャッシュを送信先である車両１Ｄに転送する。
ルーティング方法としては、アドホックネットワーク（Ａｄ ｈｏｃ ｎｅｔｗｏｒｋ）におけるルーティングプロトコルであるＡＯＤＶ（Ａｄ ｈｏｃ Ｏｎ−Ｄｅｍａｎｄ Ｄｉｓｔａｎｃｅ Ｖｅｃｔｏｒ）またはＯＬＳＲ（Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ Ｌｉｎｋ Ｓｔａｔｅ Ｒｏｕｔｉｎｇ）など任意の方式を用いることができる。

以上のように、この実施の形態４に示す移動体通信システムでは、移動体通信装置２は、自車両１の通信範囲１１０外に存在する車両１の優先度を含む周辺車両情報を自車両１の通信範囲１１０内に存在する車両１を介して受信する。自車両１の通信範囲１１０の外に存在する車両１の周辺車両情報を受信した移動体通信装置２は、ルーティングを伴って、自車両１の通信範囲１１０外に存在する優先度が自車両１よりも高い車両１を送信先として、自車両１の通信範囲１１０内に存在する車両１に分散キャッシュを送信する。そのため、この実施の形態４に示す移動体通信装置２は、自車両１の通信範囲外に優先度が自車両１より高い車両１が存在する場合にも、分散キャッシュの送受信を行うことができる。

なお、この発明の実施の形態４においては、移動体通信装置２の車両情報管理部２１が車両１の速度を用いて優先度を決定したが、その他の情報を用いて優先度を決定してもよい。
例えば、移動体通信装置２の車両情報管理部２１において、周辺車両情報として受信した時刻情報と周辺車両の位置情報の時間経過を記憶し、周辺車両１の所定範囲内における滞在時間を計算する。滞在時間が所定の時間よりも長い場合には、当該周辺車両１が所定範囲内に滞在する可能性が高いため、当該周辺車両１の優先度を「高」に設定する。
以上のように、優先度を決定することによって、平均的に低速な車両１が瞬間的に高速になるような場合でも、優先度を高く設定することができ、輻輳を防ぎながら優先度の高い低速の車両１が分散キャッシュを集中して保持するシステムを構築できる。

また、この発明の実施の形態４による移動体通信装置２の車両情報管理部２１において、実施の形態３に示すとおり車両１の速度等を用いて優先度の基底値を定め、さらに、車両１の進行方向等を用いて優先度の基底値を補正してもよい。周辺車両１の進行方向が自車両１の進行方向と同じ場合は、優先度を高くするよう補正し、周辺車両１の進行方向が自車両１の進行方向と同じでない場合は優先度を低くするよう補正する。一般的に、同じ方向に進む車両１同士の間の通信は、逆方向に進む車両１同士の間の通信よりも成功する確率が高い。
以上のように、車両１の速度等を用いて優先度の基底値を定め、さらに、車両１の進行方向等を用いて優先度の基底値を補正することによって、車両１間の通信が成功する確率が高くなり、分散キャッシュの配布効率を向上することができる。そのため、通信帯域を効率的に利用できる。

また、実施の形態１〜４においては、移動体通信装置２は、分散キャッシュの送受信の前に周辺車両情報を送受信するとしているが、周辺車両情報を分散キャッシュの一部に挿入することで、分散キャッシュの送受信と同時に周辺車両情報を送受信してもよい。

また、実施の形態４の移動体通信装置２は、１つの転送先に分散キャッシュを転送していたが、転送先は１つに限定するものではなく、複数の転送先に対して転送しても良い。複数の転送先を保持するには、上記で説明した周辺車両情報テーブルのエントリを複数個維持できるように設定しておくだけでよい。現在送信している最高優先度の車両１がシャットダウンした場合、次に優先度の高い車両１へ転送先を変更する。複数の転送先を保持することは、車両１に搭載され頻繁に通信圏外になりシャットダウンする移動体通信システムにとって、通信の堅牢化につながるため好ましい。

実施の形態５．
実施の形態３においては、車両１の速度を用いて優先度を決定して、送信先の車両１の優先度と自車両１の優先度とを比較し、自車両１の優先度より高い優先度を有する車両１に分散キャッシュを送信する。この発明の実施の形態５に示す移動体通信システムにおいては、実施の形態３と同様に車両１の速度を用いて優先度を決定して、この優先度とオリジナル情報のデータ長とを組み合わせて送信の可否を決定する。その他の構成および機能は、実施の形態３に示す移動体通信システムと同様である。
この発明の実施の形態５に示す移動体通信システムにおいては、オリジナル情報のデータ長が第一の閾値データ長以下の場合、優先度が「低」「中」「高」の全ての車両１に対して分散キャッシュを送信する。また、オリジナル情報のデータ長が第一の閾値データ長より長く第二の閾値データ長以下の場合、優先度が「中」「高」の車両１に対して分散キャッシュを送信する。さらに、オリジナル情報のデータ長が第二の閾値データ長より長い場合、優先度が「高」の車両１のみに対して分散キャッシュを送信する。

図１１は、この発明の実施の形態５による移動体通信システムにおける優先度およびデータ長と分散キャッシュの送受信との関係を示す模式図である。
図１１において、高速であって優先度が「低」である車両１Ｅ，１Ｆ，１Ｇはそれぞれ分散キャッシュを保持している。この例では、分散キャッシュは２５０ｋＢの固定長としている。車両１Ｅが保有する分散キャッシュは、オリジナル情報のデータ長が５００ｋＢであり、オリジナル情報を２ブロックに分割したうちの１つ目のブロックである。車両１Ｆが保有する分散キャッシュは、オリジナル情報のデータ長が２ＭＢであり、オリジナル情報を８ブロックに分割したうちの１つ目のブロックである。車両１Ｇが保有する分散キャッシュは、オリジナル情報のデータ長が１０ＭＢであり、オリジナル情報を４０ブロックに分割したうちの１つ目のブロックである。また、車両１Ｈは中速であって優先度は「中」であり、車両１Ｊは低速であって優先度は「高」である。

ここでは、第一の閾値データ長を５００ＫＢとし、第二の閾値データ長を２ＭＢとする。このため、オリジナル情報のデータ長が第一の閾値データ長以下である分散キャッシュを有する車両１Ｅは、優先度が「低」である車両１Ｆ，１Ｇ、優先度が「中」である車両１Ｈ、および優先度が「高」である車両１Ｊ、すなわち全ての優先度の車両１Ｆ，１Ｇ，１Ｈ，１Ｊに分散キャッシュを送信する。また、オリジナル情報のデータ長が第一の閾値データ長より長く第二の閾値データ長以下である分散キャッシュを有する車両１Ｆは、優先度が「中」である車両１Ｈ、および優先度が「高」である車両１Ｊに分散キャッシュを送信する。オリジナル情報のデータ長が第二の閾値データ長より長い分散キャッシュを有する車両１Ｇは、優先度が「高」である車両１Ｊにのみ分散キャッシュを送信する。

優先度が「低」である高速の車両１Ｅ，１Ｆ，１Ｇは、特定の位置から多くの分散キャッシュを受信することはできない。しかしながら、高速の車両１Ｅ，１Ｆ，１Ｇは、優先度が「高」である低速の車両１Ｊに比べて広範囲に移動する可能性が高く、分散キャッシュを広範囲に運ぶ可能性が高い。すなわち、低速の車両１Ｊは、高速の車両１Ｅ，１Ｆ，１Ｇに比べて広範囲に移動する可能性は低く、分散キャッシュを広範囲に運ぶ可能性は低い。しかしながら、低速の車両１Ｊは、一定の範囲内に存在する可能性が高いため、その範囲内に分散キャッシュを定位させることができる。
したがって、この発明の実施の形態５による移動体通信装置２の受信データ判定部２１においては、車両１の速度を用いた優先度とオリジナル情報のデータ長とを組み合わせて送信の可否を決定することによって、地理的に離れた位置間での分散キャッシュの交換を実現しながら、各車両１の移動体通信装置２が保有する分散キャッシュを用いて、オリジナル情報の復元確率を維持、または向上することができる。
なお、優先度とオリジナル情報のデータ長とを組み合わせる条件は、上記の条件に限定されるものではない。また、優先度を決める条件としては、速度ではなく位置を用いてもよく、所定の位置からの距離に応じて、距離が近い車両１の優先度を高く、距離が遠い車両１の優先度を低く設定してもよい。また、閾値も上記に限定されるものではない。

実施の形態６．
車々間通信網１００のような移動体通信においては、消費電力と通信帯域の効率化は重要であるが、一般に、伝送速度が速い場合、消費電力が上昇する。また、伝送損失率が高い場合に伝送速度を早くして、多くの情報を伝送すると、無駄な情報の伝送で通信帯域が使用され、移動体通信システム全体の効率が低下する。この発明の実施の形態６に示す移動体通信装置２においては、周辺車両１の密度に基づいて伝送速度を変化させるものであり、伝送損失率が高い場合は、伝送速度を低下させ、消費電力を低減するとともに通信帯域の圧迫を低減する。その他の構成および機能は、実施の形態１に示す移動体通信システムと同様である。

図１２は、この発明の実施の形態６による移動体通信装置における伝送速度の変更手順を示すフローチャートである。
ステップＳ３１において、移動体通信装置２の受信部１１が分散キャッシュを受信すると、ステップＳ３２において、受信データ判定部１２が分散キャッシュの車両情報の位置情報（送信元の車両の位置を示す）を参照し、送信元の車両１の位置とそれまでに受信した車両情報から得られた周辺車両１の位置とから周辺の車両１の密度を計算する。ここで、車両１の密度を計算する範囲は、予め定めた範囲内でもよいし、現在の環境下における通信範囲でもよいし、乱数などに基づいて動的に変化する範囲でもよい。

次に、ステップＳ３３において、受信データ判定部１２は、周辺の車両密度が閾値密度以上かどうかを判定する。周辺の車両密度が閾値密度以上の場合は、ステップＳ３４に進み、周辺の車両密度が閾値密度未満の場合は、ステップＳ３５に進む。ステップＳ３４では、送信部１８は、分散キャッシュを送信する際の伝送速度を予め定められた転送速度から所定の割合で増加させ、分散キャッシュ記憶部１３に記憶している分散キャッシュを送信元に送信し、終了する（ステップＳ３６）。また、ステップＳ３５では、送信部１８は、分散キャッシュを送信する際の伝送速度を予め定められた転送速度から所定の割合で減少させ、分散キャッシュ記憶部１３に記憶している分散キャッシュを送信元に送信し、終了する（ステップＳ３６）。送信部１８が伝送速度を増加または減少させる割合は、固定値でもよいし、自車両１の速度または送信周波数帯のノイズレベル等の電波状況などに基づいて動的に変化させてもよい。

以上のとおり、この発明の実施の形態６による移動体通信装置においては、周辺の車両密度が高い場合は、車両１間の距離が近いため伝送損失率は低いので、伝送速度を高速にする。また、周辺の車両密度が低い場合は、車両１間の距離が遠いため伝送損失率は高いので、伝送速度を低速にする。これにより、伝送損失率が低い場合に伝送を集中させ、移動体通信装置２の消費電力を低減することができるとともに、移動体通信システムの通信帯域を効率よく利用することができる。
なお、この実施の形態６においては、分散キャッシュの車両情報の位置情報を用いて、周辺の車両密度を計算したが、周辺車両情報に含まれる位置情報を用いて周辺の車両密度を計算してもよい。また、この実施の形態６においては、周辺の車両密度を車両情報の位置情報を用いて計算したが、他の方法を用いてもよい。例えば、受信データ判定装置１２が周辺車両カウンタを記憶しておき、周辺の車両１から分散キャッシュまたは周辺車両情報を受信した際、当該車両１から分散キャッシュまたは周辺車両情報を受信することが初めてであった場合に、周辺車両カウンタを１増加するようにして、周辺の車両密度を計算してもよい。

なお、この発明の各実施の形態を組み合わせて実施してもよい。

１ 車両、２ 移動体通信装置、３ 情報発信装置、１１ 受信部、１２ 受信データ判定部、１３ 分散キャッシュ記憶部、１４ データ復元部、１５ データ記憶部、１６ データ分割部、１７ 送信データ作成部、１８ 送信部、１９ 分散キャッシュ管理部、２０ 分散キャッシュ処理部、２１ 車両情報管理部、２２ 分割処理制御部、１００ 移動体通信網、１０１ オリジナルの情報、１０２，１０３，１０４ 分散キャッシュ、１０５ ヘッダ情報、１１０ 通信範囲。

Claims (10)

1. 車両に搭載され、
   情報を分割したデータである分散キャッシュを受信する受信部と、
   前記分散キャッシュをオリジナルの情報に復元するデータ復元部と、
   前記情報を分割して分散キャッシュを作成するデータ分割部と、
   前記分散キャッシュを送信する送信部と、
   前記分散キャッシュに付与された送信元に関する情報に基づいて削除するか否かを判定する受信データ判定部と、
   前記受信データ判定部の判定結果に基づいて前記分散キャッシュを所定の確率で削除する分散キャッシュ処理部
   とを備えたことを特徴とする移動体通信装置。
2. 前記送信元に関する情報は、前記分散キャッシュの送信元の車両の位置、速度、移動方向または送信時刻であることを特徴とする請求項１記載の移動体通信装置。
3. 前記受信データ判定部は、前記分散キャッシュの送信元の車両の送信時位置と自車両の現在位置との距離が所定距離以上である場合には前記分散キャッシュを所定の確率で削除することを特徴とする請求項１記載の移動体通信装置。
4. 前記受信データ判定部は、前記分散キャッシュの送信時刻から現在時刻までの時間が所定時間以上である場合には前記分散キャッシュを所定の確率で削除することを特徴とする請求項１記載の移動体通信装置。
5. 前記受信データ判定部は、前記分散キャッシュの送信元の車両の速度が所定速度未満の場合には前記分散キャッシュを所定の確率で削除することを特徴とする請求項１記載の移動体通信装置。
6. 前記受信データ判定部は、前記分散キャッシュの送信元の車両の進行方向が自車両の進行方向に対して所定の範囲内である場合には前記分散キャッシュを所定の確率で削除することを特徴とする請求項１記載の移動体通信装置。
7. 自車両および周辺車両に付与される優先度に基づいて、前記周辺車両に分散キャッシュを送信するか否かを判断する受信データ判定部を備え、
   前記受信データ判定部が送信すると判断した場合には、前記送信部は、前記周辺車両に分散キャッシュを送信する
   ことを特徴とする請求項１記載の移動体通信装置。
8. 自車両および周辺車両の速度、位置、進行方向、オリジナル情報のデータ長さ、または情報の送信時刻に基づいて、前記周辺車両に分散キャッシュを送信するか否かを判断する受信データ判定部を備え、
   前記受信データ判定部が送信すると判断した場合には、前記送信部は、前記周辺車両に分散キャッシュを送信する
   ことを特徴とする請求項１記載の移動体通信装置。
9. 前記分散キャッシュに送信先を指定する送信データ作成部を備え、
   前記送信データ作成部は、自車両の通信範囲外に存在する車両を分散キャッシュの送信先と指定し、
   前記送信部は、自車両の通信範囲内に存在する車両に前記分散キャッシュを送信する
   ことを特徴とする請求項１記載の移動体通信装置。
10. 前記送信部は、周辺車両の密度に基づいて分散キャッシュを送信する際の伝送速度を変化させることを特徴とする請求項１記載の移動体通信装置。

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