JP6756527B2 - エリア配信システム、無線通信装置、および配信方法 - Google Patents
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Description
機器やデータ記憶装置が搭載されるようになっている。これらのリソースを使って、車両を、特定のエリアに情報を配信するための「移動基地局」として活用することも提案されている。車両を用いて情報を配信するので、情報配信のための新たなインフラ敷設が不要であると共に、災害時においてもロバストに情報配信が可能である。
率が確実に閾値以上になるように送信確率pを決定できる。
近隣移動ノードの位置情報を取得する位置情報受信手段と、
次の送信タイミングにおける送信確率pを決定する確率決定手段と、
所定の送信間隔で前記送信確率pにしたがって前記配信データを送信する送信手段と、
を備え、
前記確率決定手段は、
近隣移動ノードの前記次の送信タイミングにおける位置を予測し、
前記配信エリア内かつ自ノードの無線到達範囲内の全ての領域について、前記所定の送信間隔のあいだにいずれかの近隣移動ノードまたは自ノードから前記配信データを受信できる確率が閾値確率以上となるような最小の送信確率を前記送信確率pとして決定する、
ことを特徴とする。
前記複数の移動ノードのそれぞれが、
近隣移動ノードの位置情報を取得する位置情報受信ステップと、
次の送信タイミングにおける送信確率pを決定する確率決定ステップと、
所定の送信間隔で前記送信確率pにしたがって前記配信データを送信する送信ステップと、
を実行し、
前記確率決定ステップにおいては、
近隣移動ノードの前記次の送信タイミングにおける位置を予測し、
前記配信エリア内かつ自ノードの無線到達範囲内の全ての領域について、前記所定の送信間隔のあいだにいずれかの近隣移動ノードまたは自ノードから前記配信データを受信できる確率が閾値確率以上となるような最小の送信確率を前記送信確率pとして決定する、
ことを特徴とする。
図1は、本実施形態に係るエリア配信システムの概要を示す図である。本エリア配信システムは、無線通信装置を搭載した複数の車両から構成され、センサSや移動端末MTのような情報ソースから得られたデータを車両間通信によって配信エリアAまで伝搬し、配信エリアA内にて提供する。配信エリアA内では、任意の領域において常に配信データを受信できるようにする。より正確には、配信エリアA内では、任意の領域において、配信間隔d以内に配信データを受信できる確率が閾値確率θ以上となるようにする。
図2は、本システムにおける配信エリアAの構成と、各エリアでの車両の動作を説明する図である。配信エリアAは、滞留エリア21と緩衝エリア22から構成される。
線通信装置)の動作について説明する。
図4、図5を参照して、送信確率pの決定方法について説明する。前提として、地理的領域は複数のセルcjに分割されており、また各車両の位置からその無線到達範囲が求められるものとする。図4は、セルに分割された地理的領域と、車両の無線到達範囲を示す図である。図4において、領域41は配信エリアA(あるいはその一部)であり、領域42は自車両v0の無線到達範囲、領域43は自車両viの無線到達範囲である。図5は、以下で説明する数式の各項の意味を説明する図である。
位置xから送信したデータをセルcjにおいて受信できる確率であり、簡単には位置xとセルcjの距離が無線到達距離以内であれば1、それ以外であれば0を取る関数である。
れる。したがって、全てのセルにおいてPrcv(cj)≧θを満たすためには、次の条件を満たせばよい。
ポリシーを確実に満たす最小の確率にできる。本システムにおける送信確率の最小値がpminである条件を考慮すると、送信確率pは次のように決定する。
図6は、本システムを構成する車両が備える無線通信装置60の機能ブロックを示す図
である。なお、以下では、無線通信装置60と当該無線通信装置60を備える車両とを特に区別せずに、無線通信装置60を備える車両のことを車両60として参照する場合がある。
によって実現されても構わない。無線通信インタフェースの通信規格は特に限定されないが、WiFiやDSRCなどを採用することができる。
車両が配信エリア(正確には滞留エリア21内)に存在する場合に行う処理について説明する。なお、ここで示す処理は一例であり、同様の効果が得られれば異なる処理を行ってもよい。
図3に示すように、車両60の無線ビーコン送受信部63は、一定の時間b(秒)間隔で無線ビーコンを送信する。無線ビーコンには、位置情報取得部61がGPS装置などから受信した車両60の現在の位置情報、車両情報取得部62が車両のセンサから取得した車速・加速度・走行方向などの車両情報が含まれる。
図8(A)は、車両60が近隣車両viから配信データを受信したときの処理の流れを示すフローチャートである。
図9は、配信データhkの送信タイミングが到来した時の処理の流れを示すフローチャートである。
後ほど行う。
る。具体的には、送信制御部67は、確率pの抽選を行い、確率pが抽選された場合には配信データhkを送信し、確率pが抽選されなかった場合には配信データhkを送信しない。
にスケジューリングを行う。次回の送信タイミングが到来した場合には、ステップS91からの処理が実行される。
図10A,10Bを参照して、送信確率pの算出処理(S91)について説明する。こ
の処理は、送信確率決定部66によって実行される処理である。以下では、この処理を実行している車両を車両v0と称し、車両v0の近隣車両を車両viと称する(i>0)。
化する。ループL2では、各近隣車両viから配信データを受信できる確率の最小値p~(cj,
vi)を求め、MaxPnorcv(cj)に1-p~(cj, vi)を掛けて更新している。
は、受信データテーブル65に格納されている近隣車両viの過去の送信時刻tiにk×d秒(kは1以上の整数)を足した時刻のうち、現在時刻からd秒以内の時刻を次の送信タイミングt'iとして決定できる。
車両位置テーブル64に記憶されている近隣車両viの過去の位置・速度の履歴に基づいて行う。予測アルゴリズムは任意であってよいが、線形予測、カルマンフィルタ、粒子フィルタなどを用いることができる。また、車両は道路上を走行することを利用して、地図情報も参照して将来の位置を予測することも好適である。
式で予測する。具体的には、時刻t'iにおいて近隣車両viが位置x(あるいはセルcq)に
存在する確率fi,t'i(x)を求める。
でこのデータを受信できる確率の下限値p~(cj, vi)を求める。具体的には、時刻t'iにお
ける近隣車両viの候補位置の集合をL={lr}(またはL={cr})としたときに、以下の式によりp~(cj, vi)を求める。
て関数γを決定してもよい。
d秒以内にどの近隣車両viからも配信データhkを受信できない確率の上限値を表す。ループL1の処理が完了すると、全てのセルcjについて、どの近隣車両viからも配信データhkが受信できない確率が得られる。
108では、送信確率pがシステムで規定される最低送信確率pminより小さいか否かが判
定され、そうである場合(S108−YES)には、ステップS109において送信確率pはpminに設定される。
ができる。
本実施形態によれば、配信エリア内を限定してデータを配信するエリア配信システムにおいて、データ配信車両が多数存在する場合であっても通信トラフィックが過剰になることを避けることができる。また、通信トラフィックを抑制しても、エリア内でデータを受信できる確率が閾値確率θ以下となることもない。すなわち、本実施形態によれば、配信成功確率の向上と通信トラフィックの抑制の両方の効果を達成することができる。
上記の実施形態は本発明を実施する一例に過ぎず、本発明をその内容に限定するものではない。本発明は、その技術的思想の範囲内で、種々の変形が可能である。
信可能な近隣車両の影響を考慮することができない。この問題に対処するためには、たとえば無線ビーコンに近隣車両の位置や速度を含めて送信するなどすることも好ましい。
61:位置情報取得部
62:車両情報取得部
63:無線ビーコン送受信部
64:車両位置テーブル
65:受信データテーブル
66:送信確率決定部
67:送信制御部
68:データ送受信部
Claims (9)
- 複数の移動ノードから構成され、滞留エリアと前記滞留エリアの外側の緩衝エリアとから構成される配信エリアであって前記滞留エリアからの無線通信を受信できる範囲である配信エリア内の受信ノードに対して配信データを送信するエリア配信システムであって、
前記複数の移動ノードのそれぞれは、前記滞留エリア内において、
近隣移動ノードの位置情報を取得する位置情報受信手段と、
次の送信タイミングにおける送信確率pを決定する確率決定手段と、
所定の送信間隔で前記送信確率pにしたがって前記配信データを送信する送信手段と、
を備え、
前記確率決定手段は、
近隣移動ノードの前記次の送信タイミングにおける位置を予測し、
前記配信エリア内かつ自ノードの無線到達範囲内の全ての領域について、前記所定の送信間隔のあいだにいずれかの近隣移動ノードまたは自ノードから前記配信データを受信できる確率が閾値確率以上となるような最小の送信確率を前記送信確率pとして決定し、
前記複数の移動ノードのそれぞれは、前記滞留エリア外かつ前記緩衝エリア内において、前記配信データの送信を行わず、かつ、受信済みの前記配信データをストレージ内に保持する、
エリア配信システム。 - 前記確率決定手段は、
前記配信エリア内かつ自ノードの無線到達範囲内の各領域について、前記所定の送信間隔のあいだに、いずれの近隣移動ノードからも前記配信データを受信できない確率pnorcvを、前記近隣移動ノードの前記予測位置に基づいて予測し、
当該確率pnorcvに基づいて前記送信確率pを決定する、
請求項1に記載のエリア配信システム。 - 前記確率決定手段は、
近隣移動ノードの前記次の送信タイミングにおける位置を確率分布の形式で予測し、
当該確率分布を用いて、前記確率pnorcvを予測する、
請求項2に記載のエリア配信システム。 - 前記確率決定手段は、送信タイミングの度に送信確率pを更新する、
請求項1から3のいずれか1項に記載のエリア配信システム。 - 前記確率決定手段は、前記送信確率pを最低確率pmin以上の値として決定する、
請求項1から4のいずれか1項に記載のエリア配信システム。 - 前記確率決定手段は、前記近隣移動ノードが前記最低確率pminで送信すると仮定して、前記送信確率pを決定する、
請求項5に記載のエリア配信システム。 - 複数の移動ノードから構成され、滞留エリアと前記滞留エリアの外側の緩衝エリアとから構成される配信エリアであって前記滞留エリアからの無線通信を受信できる範囲である配信エリア内の受信ノードに対して配信データを送信するエリア配信システムの前記移動ノードに搭載される無線通信装置であって、
前記滞留エリア内において、
近隣移動ノードの位置情報を取得する位置情報受信手段と、
次の送信タイミングにおける送信確率pを決定する確率決定手段と、
所定の送信間隔で前記送信確率pにしたがって前記配信データを送信する送信手段と、
を備え、
前記確率決定手段は、
近隣移動ノードの前記次の送信タイミングにおける位置を予測し、
前記配信エリア内かつ自ノードの無線到達範囲内の全ての領域について、前記所定の送信間隔のあいだにいずれかの近隣移動ノードまたは自ノードから前記配信データを受信できる確率が閾値確率以上となるような最小の送信確率を前記送信確率pとして決定し、
前記滞留エリア外かつ前記緩衝エリア内において、前記配信データの送信を行わず、かつ、受信済みの前記配信データをストレージ内に保持する、
無線通信装置。 - 複数の移動ノードから構成され、滞留エリアと前記滞留エリアの外側の緩衝エリアとから構成される配信エリアであって前記滞留エリアからの無線通信を受信できる範囲である配信エリア内の受信ノードに対して配信データを送信するエリア配信システムにおける配信方法であって、
前記複数の移動ノードのそれぞれが、前記滞留エリア内において、
近隣移動ノードの位置情報を取得する位置情報受信ステップと、
次の送信タイミングにおける送信確率pを決定する確率決定ステップと、
所定の送信間隔で前記送信確率pにしたがって前記配信データを送信する送信ステップと、
を実行し、
前記確率決定ステップにおいては、
近隣移動ノードの前記次の送信タイミングにおける位置を予測し、
前記配信エリア内かつ自ノードの無線到達範囲内の全ての領域について、前記所定の送信間隔のあいだにいずれかの近隣移動ノードまたは自ノードから前記配信データを受信できる確率が閾値確率以上となるような最小の送信確率を前記送信確率pとして決定し、
前記複数の移動ノードのそれぞれが、前記滞留エリア外かつ前記緩衝エリア内において、前記配信データの送信を行わず、かつ、受信済みの前記配信データをストレージ内に保持する、
配信方法。 - 請求項8に記載の方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。
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