JP6203005B2

JP6203005B2 - 通信装置

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Publication number: JP6203005B2
Application number: JP2013235983A
Authority: JP
Inventors: 木下　裕介; 裕介木下; 啓二郎武
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2013-11-14
Filing date: 2013-11-14
Publication date: 2017-09-27
Anticipated expiration: 2033-11-14
Also published as: JP2015095870A

Description

本発明は、通信装置に関する。

従来、航空機、列車、バス、船といった公共交通機関でのインターネット接続は、携帯電話、無線ＬＡＮ（Local Area Network）、衛星通信等により提供されているが、ユーザからは更なる通信速度の向上と安定的な通信が求められている。ユーザからの要求を実現する方法として、複数の通信システムを併用するマルチパス通信技術がある。マルチパス通信を行う場合、通信パケットを複数の経路（パス）、すなわち、いくつかの通信機器及び通信システムに振り分ける必要があり、振り分け方法によりマルチパス通信としての通信性能は変化する。そのため、通信速度向上のためには、パケットの適切な振り分けが必要である。

通信パケットの振り分け方法として、例えば、下記特許文献１では、通信相手との間で複数の通信パスを形成する複数の通信機器との通信履歴を用いて通信性能を予測し、予測した各々通信機器の通信性能に応じて複数の通信機器へのパケット送信量を制御し、通信速度を向上させる技術が開示されている。

特開２０１０−１６６１３７号公報

しかしながら、上記従来の技術によれば、通信履歴を元に通信性能を予測しているが、通信履歴としてある場所もしくはある時間帯での通信品質（スループット）を用いると、発生したデータトラヒックが極めて少ない場合、通信履歴に残るスループット情報は通信パスの性能限界に届かず、本来その通信パスが持っている性能よりも極めて小さくなる。そのため、通信履歴からでは通信パスの性能限界を判断できず、結果として正しい通信性能を予測出来ず、通信速度を向上させる効果が出せない、という問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、過去の通信履歴の統計情報に基づいて正確な送信スループットを予測し、マルチパス通信としての通信性能を向上可能な通信装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、移動体に搭載され、複数の移動局と接続する通信装置であって、各移動局の送信バッファに蓄積されている送信データ量である送信バッファ情報を収集するバッファ情報収集手段と、各移動局の送信データ速度である送信スループット情報を収集するスループット情報収集手段と、前記送信バッファ情報及び前記送信スループット情報を、各情報を収集したときの時刻及び前記移動体の位置の情報と関連付けて通信情報として格納する通信情報データベースと、前記移動体に搭載された端末からデータを受信した場合に、前記データを受信したときの時刻及び前記移動体の位置と関連する２以上の通信情報に基づいて、前記データを前記複数の移動局に振り分けて送信する送信データ振り分け手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、過去の通信履歴の統計情報に基づいて正確な送信スループットを予測し、マルチパス通信としての通信性能を向上できる、という効果を奏する。

図１は、実施の形態１の通信システムの構成例を示す図である。図２は、実施の形態１の通信情報データベースの１日前の通信情報を示す図である。図３は、実施の形態１の通信情報データベースの２日前の通信情報を示す図である。図４は、実施の形態１における移動局の通信性能予測値を示す図である。図５は、実施の形態２の通信システムの構成例を示す図である。図６は、実施の形態２の通信情報データベースの１日前の通信情報を示す図である。図７は、実施の形態２の通信情報データベースの２日前の通信情報を示す図である。図８は、実施の形態２における基地局の通信性能予測値を示す図である。図９は、実施の形態３の通信システムの構成例を示す図である。図１０は、実施の形態３の通信情報データベースの１日前の通信情報を示す図である。図１１は、実施の形態３の通信情報データベースの２日前の通信情報を示す図である。図１２は、実施の形態３における移動局の通信性能予測値を示す図である。図１３は、実施の形態４の通信情報データベースの１日前の通信情報を示す図である。図１４は、実施の形態４における移動局の通信性能予測値とこの通信性能予測値が参考値であるかを示す図である。

以下に、本発明にかかる通信装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本実施の形態のマルチパス通信を行う通信システムの構成例を示す図である。列車１００は、決められた経路を移動する移動体を示し、ＬＴＥ（Long Term Evolution）の移動局１０１，１０２と、通信装置１０３と、ユーザ端末１０４と、速度発電機１０５と、を備える。ユーザ端末１０４は、通信装置１０３を介し、移動局１０１，１０２を用いて無線通信を行う。速度発電機１０５は、通信装置１０３に回転数情報（位置情報）を提供する。基地局１１２は通信事業者Ａ社のＬＴＥの基地局であり、移動局１０１と無線通信を行う。基地局１１３は通信事業者Ｂ社のＬＴＥの基地局であり、移動局１０２と無線通信を行う。基地局１１２，１１３は、ネットワーク１１４を介し、ユーザ端末１０４の通信先であるサーバ１１５と通信を行う。

なお、本実施の形態では、移動局１０１の通信事業者はＡ社、移動局１０２の通信事業者はＢ社とし、通信事業者は異なるものとするが、これに限定するものではなく、同一の通信事業者であってもよい。

つぎに、通信装置１０３の構成について説明する。通信装置１０３は、バッファ情報収集手段１０６と、スループット情報収集手段１０７と、時刻情報収集手段１０８と、位置情報収集手段１０９と、通信情報データベース１１０と、送信データ振り分け手段１１１と、を備える。

バッファ情報収集手段１０６は、移動局１０１，１０２と接続し、移動局１０１，１０２が備える送信バッファに蓄積されている送信データ量である送信バッファ情報を収集する。

スループット情報収集手段１０７は、移動局１０１，１０２と接続し、移動局１０１，１０２の送信データ速度である送信スループット情報を収集する。

時刻情報収集手段１０８は、通信装置１０３の管理する日時をはじめとする時刻情報を収集する。

位置情報収集手段１０９は、列車１００の位置情報を列車の速度発電機１０５から取得する。なお、位置情報収集手段１０９は、位置情報を速度発電機１０５だけでなく、例えば、図示しないＧＰＳ（Global Positioning System）等の他の手段から得てもよい。

通信情報データベース１１０は、バッファ情報収集手段１０６にて収集した送信バッファ情報、スループット情報収集手段１０７にて収集した送信スループット情報、時刻情報収集手段１０８にて収集する時刻情報、及び位置情報収集手段１０９にて取得した位置情報を、それぞれ関連付けて格納する。

送信データ振り分け手段１１１は、ユーザ端末１０４からの送信データを、移動局１０１，１０２に振り分けて送信する。

図２は、本実施の形態の通信情報データベースにおける列車の現在位置（東京駅からＸ．ＸＸＸｋｍ地点）かつ同時刻における１日前（Ｘ年Ｘ月Ｘ日Ｘ時Ｘ分Ｘ秒）の通信情報を示す図である。通信情報は、移動局１０１，１０２における送信スループットと送信バッファ量の情報である。

同様に、図３は、本実施の形態の通信情報データベースにおける列車の現在位置（東京駅からＸ．ＸＸＸｋｍ地点）かつ同時刻における２日前（Ｘ年Ｘ月Ｙ日Ｘ時Ｘ分Ｘ秒）の通信情報を示す図である。通信情報は、移動局１０１，１０２における送信スループットと送信バッファ量の情報である。

図４は、図２及び図３に示す通信情報から後述する本実施の形態の方法により求められる移動体の現在位置における移動局の通信性能予測値（予測送信スループット）を示す図である。

つづいて、通信装置１０３において通信性能を予測して送信データを振り分けて送信する動作について説明する。

まず、事前段階として、通信装置１０３で通信情報を通信情報データベース１１０に格納する動作について説明する。

通信装置１０３では、バッファ情報収集手段１０６が、移動局１０１，１０２における現在の送信バッファ情報を収集する。あわせて、スループット情報収集手段１０７が、移動局１０１，１０２における現在の送信スループット情報を収集する。

位置情報収集手段１０９は、バッファ情報収集手段１０６及びスループット情報収集手段１０７において各情報を収集した時の列車１００の位置情報を速度発電機１０５より得る。位置情報収集手段１０９では、速度発電機１０５からは回転数の情報を得られるため、始発駅などの基準点からの距離を求めることが出来るため、列車など決められた経路を移動する移動体であれば、現在位置の情報を得ることが可能である。

通信装置１０３では、このように得られた、送信バッファ情報、送信スループット情報、位置情報、及び時刻情報収集手段１０８から得られる日時情報を、通信情報データベース１１０に格納する。

つぎに、ユーザ端末１０４がサーバ１１５にデータを送信する場合に、通信装置１０３において通信性能を予測してデータを振り分けて送信する動作について説明する。

通信装置１０３では、送信データ振り分け手段１１１において、ユーザ端末１０４から送信データを受信すると、時刻情報収集手段１０８から現在の日時情報（Ｘ年Ｘ月Ｚ日Ｘ時Ｘ分Ｘ秒）を得る。さらに、送信データ振り分け手段１１１は、位置情報収集手段１０９より現在位置の情報（東京駅からＸ．ＸＸＸｋｍ地点）を得る。

また、送信データ振り分け手段１１１は、上記で収集した現在の日時情報（Ｘ年Ｘ月Ｚ日Ｘ時Ｘ分Ｘ秒）と現在位置の情報（東京駅からＸ．ＸＸＸｋｍ地点）から、通信情報データベース１１０より、同じ位置かつ日にちは異なるものの同じ時刻における通信情報を得る。具体的には、１日前の通信情報は図２に示すものであり、２日前の通信情報は図３に示すものである。

ここで、送信データ振り分け手段１１１は、図２及び図３の通信情報のうち、送信バッファ量が予め規定された一定値以下（ここでは１．５ＭＢ以下）の場合、発生した送信データが極めて少ないため、送信スループット情報が移動局と基地局間の通信パスの性能限界に届いていないものと判断し、通信パスにおける通信性能の予測に使用しないこととする。

送信データ振り分け手段１１１は、例えば、図２においては、移動局１０１の通信情報２０１は送信バッファ量が一定値以下のため、通信性能の予測からは排除し、移動局１０２の通信情報２０２は送信バッファ量が一定値を超えているため、通信性能値として採用する。

また、送信データ振り分け手段１１１は、図３においても、移動局１０１の通信情報３０１は送信バッファ量が一定値を超えているため、通信性能値として採用し、移動局１０２の通信情報３０２は送信バッファ量が一定値以下のため、通信性能の予測からは排除する。

このように、送信データ振り分け手段１１１では、通信情報２０２及び通信情報３０１から、予測送信スループットとして図４に示す通信性能予測値を導くことができる。図４の結果を導いた送信データ振り分け手段１１１は、ユーザ端末１０４からの送信データを予測送信スループットの比率に合わせ、移動局１０１には送信データの４０％を、移動局１０２には送信データの６０％を、それぞれ割り当てて送信する。

移動局１０１から送信されたデータは、基地局１１２を介し、ネットワーク１１４を経由してサーバ１１５に送信される。また、移動局１０２から送信されたデータは、基地局１１３を介し、ネットワーク１１４を経由してサーバ１１５に送信される。

なお、本実施の形態では、送信データ振り分け手段１１１において、通信情報データベース１１０から図２及び図３に示す２つの通信情報を得て通信性能の予測及び送信データの振り分けを行っているが、通信情報は２つに限られるものではなく、数多くの通信情報を得られる場合もある。この場合、送信バッファ量が一定値を超えている通信情報が複数あることも想定されるため、送信データ振り分け手段１１１では、通信情報における送信スループット値の平均値を予測送信スループットとしてもよいし、最大値、最小値、最新の通信情報を予測送信スループットとするなどしてもよい。

また、送信データ振り分け手段１１１は、通信情報データベース１１０から特定の曜日の通信情報に限定して２つ以上の通信情報から予測送信スループットを求めてもよい。また、通信情報データベース１１０には、得られた通信情報に対して日時情報及び位置情報を関連付けて格納しているが、これに限定するものではない。例えば、列車の運行距離が極めて短い場合には、通信情報に対して日時情報のみを関連付けて格納してもよい。

また、本実施の形態では、通信情報データベース１１０を、通信装置１０３の内部に配置しているが、必ずしも通信装置１０３の内部に配置する必要はなく、通信装置１０３がアクセスできるところであれば、通信装置１０３の外部であってもよい。

以上説明したように、本実施の形態では、移動体である列車１００に搭載された通信装置１０３において、通信情報として送信バッファ量の情報を用いることで、送信スループットの情報が通信パスの性能限界に届くものであるかを判断でき、通信パスの持っている性能よりも極めて小さい送信スループットの情報を排除することで、より正確な送信スループットを予測することが可能となる。これにより、マルチパス通信時において、送信データをより正確な予測送信スループットに応じて各移動局に分配することができ、マルチパス通信としての通信性能を向上させることが可能となる。

実施の形態２．
実施の形態１では通信装置１０３を列車１００などの移動体側に配置したが、本実施の形態では通信装置を地上側に配置する。実施の形態１と異なる部分について説明する。

図５は、本実施の形態のマルチパス通信を行う通信システムの構成例を示す図である。ネットワーク１１４ａ側における通信装置５００は、列車１００の運行を管理する運行管理装置５０７と接続する。また、通信装置５００は、ネットワーク１１４ａを介し基地局１１２，１１３と接続する。

つぎに、通信装置５００の構成について説明する。通信装置５００は、バッファ情報収集手段５０１と、スループット情報収集手段５０２と、時刻情報収集手段５０３と、位置情報収集手段５０４と、通信情報データベース５０５と、送信データ振り分け手段５０６と、を備える。

バッファ情報収集手段５０１は、基地局１１２，１１３と接続し、基地局１１２，１１３が備える送信バッファに蓄積されている送信データ量である送信バッファ情報を収集する。

スループット情報収集手段５０２は、基地局１１２，１１３と接続し、基地局１１２，１１３における移動局１０１，１０２への送信データ速度である送信スループット情報を収集する。

時刻情報収集手段５０３は、通信装置５００の管理する日時をはじめとする時刻情報を収集する。

位置情報収集手段５０４は、列車１００の位置情報を、列車１００の運行を管理する運行管理装置５０７から取得する。

通信情報データベース５０５は、バッファ情報収集手段５０１にて収集した送信バッファ情報、スループット情報収集手段５０２にて収集した送信スループット情報、時刻情報収集手段５０３にて収集する時刻情報、及び位置情報収集手段５０４にて取得した位置情報を、それぞれ関連付けて格納する。

送信データ振り分け手段５０６は、サーバ１１５ａからの送信データを、基地局１１２，１１３に振り分けて送信する。

図６は、本実施の形態の通信情報データベースにおける列車の現在位置（東京駅からＸ．ＸＸＸｋｍ地点）かつ同時刻における１日前（Ｘ年Ｘ月Ｘ日Ｘ時Ｘ分Ｘ秒）の通信情報を示す図である。通信情報は、基地局１１２，１１３における送信スループットと送信バッファ量の情報である。

同様に、図７は、本実施の形態の通信情報データベースにおける列車の現在位置（東京駅からＸ．ＸＸＸｋｍ地点）かつ同時刻における２日前（Ｘ年Ｘ月Ｙ日Ｘ時Ｘ分Ｘ秒）の通信情報を示す図である。通信情報は、基地局１１２，１１３における送信スループットと送信バッファ量の情報である。

図８は、図６及び図７に示す通信情報から後述する本実施の形態の方法により求められる移動体の現在位置における基地局の通信性能予測値（予測送信スループット）を示す図である。

つづいて、通信装置５００において通信性能を予測して送信データを振り分けて送信する動作について説明する。

まず、事前段階として、通信装置５００で通信情報を通信情報データベース５０５に格納する動作について説明する。

通信装置５００では、バッファ情報収集手段５０１が、基地局１１２，１１３における現在の送信バッファ情報を収集する。あわせて、スループット情報収集手段５０２が、基地局１１２，１１３における現在の送信スループット情報を収集する。

位置情報収集手段５０４は、バッファ情報収集手段５０１及びスループット情報収集手段５０２において各情報を収集した時の列車１００の位置情報を運行管理装置５０７より得る。

通信装置５００では、このように得られた、送信バッファ情報、送信スループット情報、位置情報、及び時刻情報収集手段５０３から得られる日時情報を、通信情報データベース５０５に格納する。

つぎに、サーバ１１５ａがユーザ端末１０４にデータを送信する場合に、通信装置５００において通信性能を予測してデータを振り分けて送信する動作について説明する。

通信装置５００では、送信データ振り分け手段５０６において、サーバ１１５ａから送信データを受信すると、時刻情報収集手段５０３から現在の日時情報（Ｘ年Ｘ月Ｚ日Ｘ時Ｘ分Ｘ秒）を得る。さらに、送信データ振り分け手段５０６は、位置情報収集手段５０４より現在位置の情報（東京駅からＸ．ＸＸＸｋｍ地点）を得る。

また、送信データ振り分け手段５０６は、上記で収集した現在の日時情報（Ｘ年Ｘ月Ｚ日Ｘ時Ｘ分Ｘ秒）と現在位置の情報（東京駅からＸ．ＸＸＸｋｍ地点）から、通信情報データベース５０５より、同じ位置かつ日にちは異なるものの同じ時刻における通信情報を得る。具体的には、１日前の通信情報は図６に示すものであり、２日前の通信情報は図７に示すものである。

ここで、送信データ振り分け手段５０６は、図６及び図７の通信情報のうち、送信バッファ量が予め規定された一定値以下（ここでは１．５ＭＢ以下）の場合、発生した送信データが極めて少ないため、送信スループット情報が移動局と基地局間の通信パスの性能限界に届いていないものと判断し、通信パスにおける通信性能の予測に使用しないこととする。

送信データ振り分け手段５０６は、例えば、図６においては、基地局１１２の通信情報６０１は送信バッファ量が一定値以下のため、通信性能の予測からは排除し、移動局１１３の通信情報６０２は送信バッファ量が一定値を超えているため、通信性能値として採用する。

また、送信データ振り分け手段５０６は、図７においても、基地局１１２の通信情報７０１は送信バッファ量が一定値を超えているため、通信性能値として採用し、移動局１１３の通信情報７０２は送信バッファ量が一定値以下のため、通信性能の予測からは排除する。

このように、送信データ振り分け手段５０６では、通信情報６０２及び通信情報７０１から、予測送信スループットとして図８に示す通信性能予測値を導くことができる。図８の結果を導いた送信データ振り分け手段５０６は、サーバ１１５ａからの送信データを予測送信スループットの比率に合わせ、基地局１１２には送信データの４０％を、基地局１１３には送信データの６０％を、それぞれ割り当てて送信する。

サーバ１１５ａから送信されたデータは、ネットワーク１１４ａを経由して基地局１１２を介し、ユーザ端末１０４に送信される。また、サーバ１１５ａから送信されたデータは、ネットワーク１１４ａを経由して基地局１１３を介し、ユーザ端末１０４に送信される。

以上説明したように、本実施の形態では、基地局側に設置された通信装置５００においても、移動体である列車１００に搭載された通信装置１０３と同様に、送信スループットを予測することとした。これにより、実施の形態１の上り方向のマルチパス通信と同様に、基地局側から移動体１００向きの下り方向のマルチパス通信についても通信性能を向上させることが可能となる。

実施の形態３．
実施の形態１では列車１００上の移動局１０１，１０２の種類としてＬＴＥを用いたが、本実施の形態では異なる種類の移動局としてミリ波移動局を追加配置する。実施の形態１と異なる部分について説明する。

図９は、本実施の形態のマルチパス通信を行う通信システムの構成例を示す図である。列車１００ａは、決められた経路を移動する移動体を示し、ＬＴＥの移動局１０１，１０２と、通信装置１０３ａと、ユーザ端末１０４と、速度発電機１０５と、ミリ波帯域を使用する移動局９００と、を備える。ユーザ端末１０４は、通信装置１０３ａを介し、移動局１０１，１０２，９００を用いて無線通信を行う。基地局９０１は、ミリ波帯域を使用する基地局であり移動局９００と無線通信を行う。基地局９０１は、ネットワーク１１４ｂを介し、ユーザ端末１０４の通信先であるサーバ１１５と通信を行う。

つぎに、通信装置１０３ａの構成について説明する。通信装置１０３ａは、バッファ情報収集手段１０６ａと、スループット情報収集手段１０７ａと、時刻情報収集手段１０８と、位置情報収集手段１０９と、通信情報データベース１１０ａと、送信データ振り分け手段１１１ａと、を備える。

バッファ情報収集手段１０６ａは、移動局１０１，１０２，９００と接続し、移動局１０１，１０２，９００が備える送信バッファに蓄積されている送信データ量である送信バッファ情報を収集する。

スループット情報収集手段１０７ａは、移動局１０１，１０２，９００と接続し、移動局１０１，１０２，９００の送信データ速度である送信スループット情報を収集する。

通信情報データベース１１０ａは、バッファ情報収集手段１０６ａにて収集した送信バッファ情報、スループット情報収集手段１０７ａにて収集した送信スループット情報、時刻情報収集手段１０８にて収集する時刻情報、及び位置情報収集手段１０９にて取得した位置情報を、それぞれ関連付けて格納する。

送信データ振り分け手段１１１ａは、ユーザ端末１０４からの送信データを、移動局１０１，１０２，９００に振り分けて送信する。

図１０は、本実施の形態の通信情報データベースにおける列車の現在位置（東京駅からＸ．ＸＸＸｋｍ地点）かつ同時刻における１日前（Ｘ年Ｘ月Ｘ日Ｘ時Ｘ分Ｘ秒）の通信情報を示す図である。通信情報は、移動局１０１，１０２，９００における送信スループットと送信バッファ量の情報である。

同様に、図１１は、本実施の形態の通信情報データベースにおける列車の現在位置（東京駅からＸ．ＸＸＸｋｍ地点）かつ同時刻における２日前（Ｘ年Ｘ月Ｙ日Ｘ時Ｘ分Ｘ秒）の通信情報を示す図である。通信情報は、移動局１０１，１０２，９００における送信スループットと送信バッファ量の情報である。

図１２は、図１０及び図１１に示す通信情報から後述する本実施の形態の方法により求められる現在位置における移動局の通信性能予測値（予測送信スループット）を示す図である。

つづいて、通信装置１０３ａにおいて通信性能を予測して送信データを振り分けて送信する動作について説明する。

まず、事前段階として、通信装置１０３ａで通信情報を通信情報データベース１１０ａに格納する動作について説明する。

通信装置１０３ａでは、バッファ情報収集手段１０６ａが、移動局１０１，１０２，９００における現在の送信バッファ情報を収集する。あわせて、スループット情報収集手段１０７が、移動局１０１，１０２，９００における現在の送信スループット情報を収集する。

位置情報収集手段１０９は、バッファ情報収集手段１０６ａ及びスループット情報収集手段１０７ａにおいて各情報を収集した時の列車１００ａの位置情報を速度発電機１０５より得る。

通信装置１０３ａでは、このように得られた、送信バッファ情報、送信スループット情報、位置情報、及び時刻情報収集手段１０８から得られる日時情報を、通信情報データベース１１０ａに格納する。

つぎに、ユーザ端末１０４がサーバ１１５にデータを送信する場合に、通信装置１０３ａにおいて通信性能を予測してデータを振り分けて送信する動作について説明する。

通信装置１０３ａでは、送信データ振り分け手段１１１ａにおいて、ユーザ端末１０４から送信データを受信すると、時刻情報収集手段１０８から現在の日時情報（Ｘ年Ｘ月Ｚ日Ｘ時Ｘ分Ｘ秒）を得る。さらに、送信データ振り分け手段１１１ａは、位置情報収集手段１０９より現在位置の情報（東京駅からＸ．ＸＸＸｋｍ地点）を得る。

また、送信データ振り分け手段１１１ａは、上記で収集した現在の日時情報（Ｘ年Ｘ月Ｚ日Ｘ時Ｘ分Ｘ秒）と現在位置の情報（東京駅からＸ．ＸＸＸｋｍ地点）から、通信情報データベース１１０ａより、同じ位置かつ日にちは異なるものの同じ時刻における通信情報を得る。具体的には、１日前の通信情報は図１０に示すものであり、２日前の通信情報は図１１に示すものである。

ここで、送信データ振り分け手段１１１ａは、図１０及び図１１の通信情報のうち、送信バッファ量が予め規定された一定値以下（ここでは、ＬＴＥの場合は１．５ＭＢ以下、ミリ波の場合は５．０ＭＢ以下）の場合、発生した送信データが極めて少ないため、送信スループット情報が移動局と基地局間の通信パスの性能限界に届いていないものと判断し、通信パスにおける通信性能の予測に使用しないこととする。

送信データ振り分け手段１１１ａは、例えば、図１０においては、移動局１０１の通信情報１００１は送信バッファ量が一定値以下のため、通信性能の予測からは排除し、移動局１０２の通信情報１００２は送信バッファ量が一定値を超えているため、通信性能値として採用する。また、送信データ振り分け手段１１１ａは、移動局９００の通信情報１００３は、ミリ波としての送信バッファ量が一定値を超えているため、通信性能値として採用する。

また、送信データ振り分け手段１１１ａは、図１１においても、移動局１０１の通信情報１１０１は送信バッファ量が一定値を超えているため、通信性能値として採用し、移動局１０２の通信情報１１０２は送信バッファ量が一定値以下のため、通信性能の予測からは排除する。また、送信データ振り分け手段１１１ａは、移動局９００の通信情報１１０３は、ミリ波としての送信バッファ量が一定値以下のため、通信性能の予測からは排除する。

このように、送信データ振り分け手段１１１ａでは、通信情報１００２、通信情報１００３、通信情報１１０１から、予測送信スループットとして図１２に示す通信性能予測値を導くことができる。図１２の結果を導いた送信データ振り分け手段１１１ａは、ユーザ端末１０４からの送信データを予測送信スループットの比率に合わせ、移動局１０１には送信データの２０％を、移動局１０２には送信データの３０％を、移動局９００には送信データの５０％を、それぞれ割り当てて送信する。

移動局１０１から送信されたデータは、基地局１１２を介し、ネットワーク１１４ｂを経由してサーバ１１５に送信される。また、移動局１０２から送信されたデータは、基地局１１３を介し、ネットワーク１１４ｂを経由してサーバ１１５に送信される。また、移動局９００から送信されたデータは、基地局９０１を介し、ネットワーク１１４ｂを経由してサーバ１１５に送信される。

以上説明したように、本実施の形態では、更に、通信方式が同一の移動局及び基地局だけでなく、異なる通信方式の移動局及び基地局が混在する環境においても、通信装置１０３ａでは、通信方式に応じて送信スループット情報を通信性能値として採用するか否かの閾値を設定することで、送信スループットの情報が通信パスの性能限界に届くものであるかを判断でき、通信パスの持っている性能よりも極めて小さい送信スループットの情報を排除することで、より正確な送信スループットを予測することが可能となる。これにより、実施の形態１と同様、マルチパス通信時において、送信データをより正確な予測送信スループットに応じて各移動局に分配することができ、マルチパス通信としての通信性能を向上させることが可能となる。

なお、本実施の形態では、実施の形態１の場合について、ユーザ端末１０４からサーバ１１５へ送信データを送信する上り方向のマルチパス通信について説明したが、実施の形態２で説明したサーバ１１５からユーザ端末１０４へ送信データを送信する下り方向のマルチパス通信にも適用可能である。

実施の形態４．
実施の形態３では、送信バッファ量が一定値以下の場合、該当する通信情報を通信性能の予測に用いないが、本実施の形態では、送信バッファ量が一定値を超えている通信情報が存在しない場合について説明する。実施の形態３と異なる部分について説明する。

本実施の形態の通信システムの構成は実施の形態３（図９参照）と同様である。ここでは、実施の形態３で使用した図９，１１に加えて、図１３，１４を用いて説明を行う。

図１３は、本実施の形態の通信情報データベースにおける列車の現在位置（東京駅からＸ．ＸＸＸｋｍ地点）かつ同時刻における１日前（Ｘ年Ｘ月Ｘ日Ｘ時Ｘ分Ｘ秒）の通信情報を示す図である。通信情報は、移動局１０１，１０２，９００における送信スループットと送信バッファ量の情報である。

図１４は、図１３及び図１１に示す通信情報から後述する本実施の形態の方法により求められる現在位置における移動局の通信性能予測値とこの通信性能予測値が参考値であるかを示す図である。

つづいて、通信装置１０３ａにおいて通信性能を予測して送信データを振り分けて送信する動作について説明する。なお、事前段階の動作については、実施の形態３と同様のため説明を省略する。

また、送信データ振り分け手段１１１ａは、上記で収集した現在の日時情報（Ｘ年Ｘ月Ｚ日Ｘ時Ｘ分Ｘ秒）と現在位置の情報（東京駅からＸ．ＸＸＸｋｍ地点）から、通信情報データベース１１０ａより、同じ位置かつ日にちは異なるものの同じ時刻における通信情報を得る。具体的には、１日前の通信情報は図１３に示すものであり、２日前の通信情報は図１１に示すものである。

ここで、送信データ振り分け手段１１１ａは、図１３及び図１１の通信情報のうち、送信バッファ量が予め規定された一定値以下（ここでは、ＬＴＥの場合は１．５ＭＢ以下、ミリ波の場合は５．０ＭＢ以下）の場合、発生した送信データが極めて少ないため、送信スループット情報が移動局と基地局間の通信パスの性能限界に届いていないものと判断し、通信パスにおける通信性能の予測に使用しないこととする。

送信データ振り分け手段１１１ａは、例えば、図１３においては、移動局１０１の通信情報１３０１は送信バッファ量が一定値以下のため、通信性能の予測からは排除し、移動局１０２の通信情報１３０２は送信バッファ量が一定値を超えているため、通信性能値として採用する。また、送信データ振り分け手段１１１ａは、移動局９００の通信情報１３０３は、ミリ波としての送信バッファ量が一定値以下のため、通信性能の予測からは排除する。

図１３において、送信バッファ量が一定値を超えているものは通信情報１３０２のみであり、図１１において、送信バッファ量が一定値を超えているものは通信情報１１０１のみである。

この結果から、送信データ振り分け手段１１１ａでは、移動局９００の予測送信スループットを算出することができないが、移動局９００における通信情報のうち、通信情報１３０３が最大スループット値であることが図１３及び図１１から分かる。このため、送信データ振り分け手段１１１ａでは、通信情報１３０３における送信スループット（４５Ｍｂｐｓ）を、予測送信スループットの参考値として選択する。

このように、送信データ振り分け手段１１１ａでは、通信情報１１０１、通信情報１３０２、通信情報１３０３から、予測送信スループットとその参考値として図１４に示す値を導くことができる。図１４の結果を導いた送信データ振り分け手段１１１ａは、移動局９００については予測送信スループットが参考値であることから、参考値に対してこの参考値の約１０％を加え５０Ｍｂｐｓを予測送信スループットとして、送信データの振り分けを行う。

これにより、送信データ振り分け手段１１１ａでは、ユーザ端末１０４からの送信データを予測送信スループットの比率に合わせ、移動局１０１には送信データの２０％を、移動局１０２には送信データの３０％、移動局９００には送信データの５０％を、それぞれ割り当てて送信する。

なお、ここでは、送信データ振り分け手段１１１ａにおいて、参考値に対して参考値の約１０％を加えた値を予測送信スループットとしたが、参考値から予測送信スループットを求める方法はこれに限定するものではない。送信データ振り分け手段１１１ａでは、参考値の大きさに基づいて規定の値を参考値に加算してもよく、また、参考値の大きさに基づいて参考値の２０％、３０％を加えるというように加算する際の率を変えてもよい。参考値に対して加算する値の率（１０％など）は、その通信方式における規定値との差分の大きさに基づいて求めてもよい。

以上説明したように、本実施の形態では、更に、送信バッファ量が一定値を超えている通信情報が存在せず、より正確な予測送信スループットを求めることが出来ない場合、通信装置１０３ａでは、送信バッファ量が一定値以下の通信情報の中から送信スループットの参考値を求め、この参考値に規定の値を加えた値を仮の予測送信スループットとして用いることで、より正確な送信スループットを予測することが可能となる。これにより、マルチパス通信時において、送信データをより正確な予測送信スループットに応じて各移動局に分配することができ、マルチパス通信としての通信性能を向上させることが可能となる。

なお、実施の形態３の場合に基づいて説明したが、実施の形態１，２にも適用可能である。

以上のように、本発明にかかる通信装置は、無線通信に有用であり、特に、少なくとも一方が移動体の場合に適している。

１００，１００ａ列車、１０１，１０２，９００移動局、１０３，１０３ａ，５００通信装置、１０４ユーザ端末、１０５速度発電機、１０６，１０６ａ，５０１バッファ情報収集手段、１０７，１０７ａ，５０２スループット情報収集手段、１０８，５０３時刻情報収集手段、１０９，５０４位置情報収集手段、１１０，１１０ａ，５０５通信情報データベース、１１１，１１１ａ，５０６送信データ振り分け手段、１１２，１１３，９０１基地局、１１４，１１４ａ，１１４ｂネットワーク、１１５，１１５ａサーバ、５０７運行管理装置。

Claims

移動体に搭載され、複数の移動局と接続する通信装置であって、
各移動局の送信バッファに蓄積されている送信データ量である送信バッファ情報を収集するバッファ情報収集手段と、
各移動局の送信データ速度である送信スループット情報を収集するスループット情報収集手段と、
前記送信バッファ情報及び前記送信スループット情報を、各情報を収集したときの時刻及び前記移動体の位置の情報と関連付けて通信情報として格納する通信情報データベースと、
前記移動体に搭載された端末からデータを受信した場合に、前記データを受信したときの時刻及び前記移動体の位置と関連する２以上の通信情報に基づいて、前記データを前記複数の移動局に振り分けて送信する送信データ振り分け手段と、
を備えることを特徴とする通信装置。
前記送信データ振り分け手段は、前記通信情報において、規定値より大きい送信バッファ情報との組み合わせの送信スループット情報を用いて各移動局の送信スループットを予測し、予測した各移動局の送信スループットに応じて各移動局に前記データを振り分ける、
ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
前記送信データ振り分け手段は、前記複数の移動局において異なる通信方式の移動局がある場合、通信方式ごとに規定値を用意し、各移動局について、該当する通信方式の規定値より大きい送信バッファ情報との組み合わせの送信スループット情報を用いて送信スループットを予測する、
ことを特徴とする請求項２に記載の通信装置。
前記送信データ振り分け手段は、前記規定値を超える送信バッファ情報が存在しない移動局がある場合、当該移動局について、前記２以上の通信情報に含まれる送信スループット情報から参考値を選択し、前記参考値に対して当該参考値に基づく値を加算した値を、予測した送信スループットの値とする、
ことを特徴とする請求項２または３に記載の通信装置。
複数の基地局を介して移動体と通信を行う通信装置であって、
各基地局の送信バッファに蓄積されている送信データ量である送信バッファ情報を収集するバッファ情報収集手段と、
各基地局の送信データ速度である送信スループット情報を収集するスループット情報収集手段と、
前記送信バッファ情報及び前記送信スループット情報を、各情報を収集したときの時刻及び前記移動体の位置の情報と関連付けて通信情報として格納する通信情報データベースと、
前記移動体向けのデータを受信した場合に、前記データを受信したときの時刻及び前記移動体の位置と関連する２以上の通信情報に基づいて、前記データを前記複数の基地局に振り分けて送信する送信データ振り分け手段と、
を備えることを特徴とする通信装置。
前記送信データ振り分け手段は、前記通信情報において、規定値より大きい送信バッファ情報との組み合わせの送信スループット情報を用いて各基地局の送信スループットを予測し、予測した各基地局の送信スループットに応じて各基地局に前記データを振り分ける、
ことを特徴とする請求項５に記載の通信装置。
前記送信データ振り分け手段は、前記複数の基地局において異なる通信方式の基地局がある場合、通信方式ごとに規定値を用意し、各基地局について、該当する通信方式の規定値より大きい送信バッファ情報との組み合わせの送信スループット情報を用いて送信スループットを予測する、
ことを特徴とする請求項６に記載の通信装置。
前記送信データ振り分け手段は、前記規定値を超える送信バッファ情報が存在しない基地局がある場合、当該基地局について、前記２以上の通信情報に含まれる送信スループット情報から参考値を選択し、前記参考値に対して当該参考値に基づく値を加算した値を、予測した送信スループットの値とする、
ことを特徴とする請求項６または７に記載の通信装置。