JP6792033B2 - 無線リソース割り当て方法、路側機システム、及びコンピュータプログラム - Google Patents

Description

本発明は、無線リソース割り当て方法等に関するものである。

車載器などの移動局との無線通信を行うために、多数の路側機が交差点近傍などに設置される。複数の路側機が同じ無線リソースを使用すると、無線相互干渉が生じるため、干渉ができるだけ生じないように、複数の路側機に無線リソースを割り当てることが望まれている。非特許文献１，２は、無線リソースの割り当て手法について、開示している。

山口弘純 他、「密に設置されるＩＴＳ路側機群の運用シナリオに適した無線相互干渉調停アルゴリズム」、情報処理学会研究報告．ＩＴＳ，２０１４−ＩＴＳ−５９（２８），１−８，２０１４−１１−１３ 山口弘純 他、「密な基地局群の無線相互干渉調停のための空間分割スケジューリング技術」、情報処理学会論文誌，Ｖｏｌ．５５，Ｎｏ．２，ｐｐ．８２６−８３７，２０１４

複数の対象エリアそれぞれが異なる機関によって管轄されており、各機関が、独立して、管轄する対象エリア内の路側機への無線リソース割り当てに責任を有していることがある。例えば、複数の対象エリアとして、互いに隣接するＸ県とＹ県を想定した場合、Ｘ県を管轄する機関が、Ｘ県内の路側機への無線リソース割り当てを決定し、Ｙ県を管轄する別の機関が、Ｙ県内の路側機への無線リソース割り当てを決定することがある。

各県の機関が、それぞれ独自に、自県内のことだけを考えて、無線リソース割り当てを決定すると、Ｘ県とＹ県との県境付近の路側機間では、干渉が生じるおそれがある。一方、各県の機関が、他県の無線リソース割り当てを考慮して、自県内の無線リソース割り当てを決定する場合には、各県独自の運用が困難となる。また、各県の機関が、他県の無線リソース割り当てを考慮して、自県内の無線リソース割り当てを決定すると、自県内で必要な無線リソース量が大幅に増加したり、自県内の無線リソース割り当てを変更する頻度が高くなったりするおそれがある。

複数エリアそれぞれでの無線リソース割り当てを適切に行うための技術が望まれる。

一の観点からみた本発明は、コンピュータによる対象エリア内における無線リソース割り当て方法であって、前記コンピュータが、前記対象エリア内に含まれる第１エリア内に設置される第１路側機に、第１無線リソースの少なくとも一部を割り当てること、前記コンピュータが、前記対象エリア内に含まれる第２エリア内に設置される第２路側機に、前記第１無線リソースとは異なる第２無線リソースの少なくとも一部を割り当てること、を含み、前記第１エリアは、前記対象エリアの境界に隣接し、前記第２エリアは、前記第１エリアに隣接し、前記第１エリアよりも前記境界から離れており、前記第２無線リソースは、第５エリア内に設置される第５路側機に割り当てられる第５無線リソースと共通であり、前記第５エリアは、前記対象エリアとは異なる機関によって管轄される対象外エリアに含まれ、前記境界から離れている。

他の観点からみた本発明は、路側機システムであって、対象エリア内に含まれる第１エリア内に設置され、第１無線リソースの少なくとも一部が割り当てられた複数の第１路側機と、前記対象エリア内に含まれる第２エリア内に設置され、前記第１無線リソースとは異なる第２無線リソースの少なくとも一部が割り当てられた複数の第２路側機と、を含み、前記第１エリアは、前記対象エリアの境界に隣接し、前記第２エリアは、前記第１エリアに隣接し、前記第１エリアよりも前記境界から離れており、前記第２無線リソースは、第５エリア内に設置される第５路側機に割り当てられる第５無線リソースと共通であり、前記第５エリアは、前記対象エリアとは異なる機関によって管轄される対象外エリアに含まれ、前記境界から離れている。

他の観点からみた本発明は、無線リソース割り当て方法であって、第１コンピュータが、第１対象エリア内に含まれる第１エリア内に設置される第１路側機に、第１無線リソースの少なくとも一部を割り当てること、前記第１コンピュータが、前記第１対象エリア内に含まれる第２エリア内に設置される第２路側機に、前記第１無線リソースとは異なる第２無線リソースの少なくとも一部を割り当てること、第２コンピュータが、第２対象エリア内に含まれる第４エリア内に設置される第４路側機に、第４無線リソースの少なくとも一部を割り当てること、前記第２コンピュータが、前記第２対象エリア内に含まれる第５エリア内に設置される第５路側機に、前記第４無線リソースとは異なる第５無線リソースの少なくとも一部を割り当てること、を含み、前記第１エリアは、前記第１対象エリアの境界に隣接し、前記第２エリアは、前記第１エリアに隣接し、前記第１エリアよりも前記境界から離れており、前記第２対象エリアは、前記第１対象エリアとは異なる機関によって管轄され、前記境界に隣接し、前記第４エリアは、前記境界に隣接し、前記第５エリアは、前記第４エリアに隣接し、前記第４エリアよりも前記境界から離れており、前記第２無線リソースは、前記第５無線リソースと共通である。

他の観点からみた本発明は、コンピュータを、処理部、及び、対象エリア内に含まれる第１エリア及び第２エリアの位置を示すエリア情報を記憶する記憶部として機能させるためのコンピュータプログラムであり、前記第１エリアは、前記対象エリアの境界に隣接し、前記第２エリアは、前記第１エリアに隣接し、前記第１エリアよりも前記境界から離れており、前記処理部は、路側機が設置される位置情報を取得し、前記エリア情報に基づいて、前記位置情報が示す前記路側機の設置位置が前記第１エリアに含まれると判定した場合、前記路側機を、第１割り当て処理の対象として決定し、前記エリア情報に基づいて、前記位置情報が示す前記路側機の設置位置が前記第２エリアに含まれると判定した場合、前記路側機を、第２割り当て処理の対象として決定することを含む処理を行い、前記第１割り当て処理は、前記第１エリア内に設置される路側機に、第１無線リソースの少なくとも一部を割り当てる処理であり、前記第２割り当て処理は、前記第２エリア内に設置される路側機に、前記第１無線リソースとは異なる第２無線リソースの少なくとも一部を割り当てる処理であり、前記第２無線リソースは、第５エリア内に設置される第５路側機に割り当てられる第５無線リソースと共通であり、前記第５エリアは、前記対象エリアとは異なる機関によって管轄される対象外エリアに含まれ、前記境界から離れている。

無線リソース割り当てシステムの構成図である。 県境付近の無線リソース割り当て図である。 設置密度の増加に対するリソース量及びリソース変化率の変化を示す図である。 県境付近の無線リソース割り当て図である。 県境付近の無線リソース割り当て図である。 ３つの県の県境付近のエリア区分を示す図である。 Ｘ県の無線リソース割り当て図である。 Ｙ県の無線リソース割り当て図である。 Ｘ県の無線リソース割り当て図である。 エリア判定処理のフローチャートである。 第１無線リソース割り当て処理の説明図である。 第２無線リソース割り当て処理の説明図である。 設置密度の増加に対するリソース数及び割当変化数の変化を示す図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。

［１．実施形態の概要］

（１）実施形態に係る方法は、対象エリア内における無線リソース割り当て方法であって、対象エリア内に含まれる第１エリア内に設置される第１路側機に、第１無線リソースの少なくとも一部を割り当てること、前記対象エリア内に含まれる第２エリア内に設置される第２路側機に、前記第１無線リソースとは異なる第２無線リソースの少なくとも一部を割り当てること、を含む。前記第１エリアは、前記対象エリアの境界に隣接する。前記第２エリアは、前記第１エリアに隣接し、前記第１エリアよりも前記境界から離れている。境界に隣接する第１エリアと、境界から遠い第２エリアとで、無線リソースを異ならせることで、境界付近における無線リソース割り当てにおいて生じる問題を、第１エリアに集中させることができる。第２エリアでは、境界から遠く、第１エリアとは無線リソースが異なるため、境界付近における無線リソース割り当てにおいて発生する問題を軽減できる。なお、第１無線リソースの少なくとも一部を割り当てるステップと、第２無線リソースの少なくとも一部を割り当てるステップとが、実行される順番は問わず、いずれが先でもよい。

ここで、対象エリアとは、無線リソースの割り当ての対象となるエリアである。対象エリアは、例えば、道路管理機関の管轄対象領域である。対象エリアは、例えば、都道府県の領域、市町村の領域などである。対象エリアは、複数の都道府県が集合したエリア、又は複数の市町村が集合した領域であってもよい。対象エリアが都道府県である場合、境界は都道府県の境界となる。なお、対象エリアは、行政区画に対応している必要はない。無線リソースとは、例えば、時間、周波数である。

（２）前記対象エリアは、前記第２エリアに隣接し前記第２エリアよりも前記境界から離れている第３エリアを、更に含むのが好ましい。前記方法は、前記第３エリア内に設置される第３路側機に、前記第１無線リソース及び前記第２無線リソースを含む無線リソースの少なくとも一部を割り当てること、を更に含むのが好ましい。第３エリアでは、第１エリアから離れているので、第２エリアで割り当てられる第２無線リソースのほか、第１エリアで割り当てられる第１無線リソースも利用可能となる。

（３）前記第１無線リソースは、第４エリア内に設置される第４路側機に割り当てられる第４無線リソースとは異なり、前記第４エリアは、前記対象エリアとは異なる機関によって管轄される対象外エリアに含まれ、前記境界に隣接するのが好ましい。第１エリアの第１無線リソースが、対象エリア外の第４無線リソースと異なることで、第１エリアにおける無線リソース割り当ての際に、対象外エリアを管轄する機関との調整が不要となる。

（４）前記第２無線リソースは、前記第４無線リソースの少なくとも一部を含むのが好ましい。この場合、第２エリアでは、対象エリア外で利用されている無線リソースも利用できる。

（５）前記第１路側機に前記第１無線リソースの少なくとも一部を割り当てることは、無線リソース割り当てのための第１アルゴリズムに基づいて行われ、前記第２路側機に前記第２無線リソースの少なくとも一部を割り当てることは、前記第１アルゴリズムとは異なる、無線リソース割り当てのための第２アルゴリズムに基づいて行われるのが好ましい。境界付近の第１エリアと、境界から離れた第２エリアとでは、エリアの特質が異なることがあるため、異なるアルゴリズムによって、無線リソース割り当てを行うことで、エリアの特質に応じた適切な割り当てが可能となる。

（６）前記第１アルゴリズムは、複数の前記第１路側機の設置位置に基づいて、複数の前記第１路側機間の干渉関係を求めて、前記第１路側機に、前記第１無線リソースに含まれるどの無線リソースが割り当てられるかが決定されるアルゴリズムであり、前記第２アルゴリズムは、前記第２路側機が設置されるエリアを区分した複数の部分エリア毎に、前記第２無線リソースに含まれるどの無線リソースが割り当てられるかが予め決定されているアリゴリズムであるのが好ましい。第１アルゴリズムは、路側機設置密度が低いエリアに適しており、第２アルゴリズムは、路側機設置密度が高くなる可能性のあるエリアに適している。境界付近の第１エリアは、路側機設置密度が低いことが多いため、第１アルゴリズムが好適である。第２エリアは、都市部を含む可能性が高く、路側機設置密度が高い場所が生じ易いため、第２アルゴリズムが好適である。

（７）前記第１無線リソースは、第４エリア内に設置される第４路側機に割り当てられる第４無線リソースと共通であり、前記第４エリアは、前記対象エリアとは異なる機関によって管轄される対象外エリアに含まれ、前記境界に隣接するのが好ましい。この場合、境界付近の第１エリアでは、対象外エリアとの協調で、無線リソース割り当てが決定される。

（８）前記第１路側機に前記第１無線リソースの少なくとも一部を割り当てることは、前記第１エリア及び前記第４エリアを一つのエリアとみなして、前記第１エリア内に設置される第１路側機及び前記第４エリア内に設置される第４路側機に対する前記第１無線リソースの少なくとも一部の割り当てを、無線リソース割り当てのための第１アルゴリズムに基づいて行うことでなされ、前記第２路側機に前記第２無線リソースの少なくとも一部を割り当てることは、前記第１アルゴリズムとは異なる、無線リソース割り当てのための第２アルゴリズムに基づいて行われるのが好ましい。この場合、第１エリアと第４エリアではまとめて無線リソース割り当てがなされる。また、第２エリアでは、第１エリアとは異なるアルゴリズムで適切な無線リソース割り当てを行える。

（９）実施形態に係る路側機システムは、対象エリア内に含まれる第１エリア内に設置され、第１無線リソースの少なくとも一部が割り当てられた複数の第１路側機と、前記対象エリア内に含まれる第２エリア内に設置され、前記第１無線リソースとは異なる第２無線リソースの少なくとも一部が割り当てられた複数の第２路側機と、を含む。前記第１エリアは、前記対象エリアの境界に隣接し、前記第２エリアは、前記第１エリアに隣接し、前記第１エリアよりも前記境界から離れている。

（１０）実施形態に係る方法は、無線リソース割り当て方法であって、第１対象エリア内に含まれる第１エリア内に設置される第１路側機に、第１無線リソースの少なくとも一部を割り当てること、前記第１対象エリア内に含まれる第２エリア内に設置される第２路側機に、前記第１無線リソースとは異なる第２無線リソースの少なくとも一部を割り当てること、第２対象エリア内に含まれる第４エリア内に設置される第４路側機に、第４無線リソースの少なくとも一部を割り当てること、前記第２対象エリア内に含まれる第５エリア内に設置される第５路側機に、前記第４無線リソースとは異なる第５無線リソースの少なくとも一部を割り当てること、を含む。前記第１エリアは、前記第１対象エリアの境界に隣接する。前記第２エリアは、前記第１エリアに隣接し、前記第１エリアよりも前記境界から離れている。前記第２対象エリアは、前記第１対象エリアとは異なる機関によって管轄され、前記境界に隣接する。前記第４エリアは、前記境界に隣接する。前記第５エリアは、前記第４エリアに隣接し、前記第４エリアよりも前記境界から離れている。

（１１）実施形態に係るコンピュータプログラムは、コンピュータを、処理部、及び、対象エリア内に含まれる第１エリア及び第２エリアの位置を示すエリア情報を記憶する記憶部として機能させるためのコンピュータプログラムである。前記第１エリアは、前記対象エリアの境界に隣接する。前記第２エリアは、前記第１エリアに隣接し、前記第１エリアよりも前記境界から離れている。前記処理部は、路側機が設置される位置情報を取得し、前記エリア情報に基づいて、前記位置情報が示す前記路側機の設置位置が前記第１エリアに含まれると判定した場合、前記路側機を、第１割り当て処理の対象として決定し、前記エリア情報に基づいて、前記位置情報が示す前記路側機の設置位置が前記第２エリアに含まれると判定した場合、前記路側機を、第２割り当て処理の対象として決定することを含む処理を行う。前記第１割り当て処理は、前記第１エリア内に設置される路側機に、第１無線リソースの少なくとも一部を割り当てる処理である。前記第２割り当て処理は、前記第２エリア内に設置される路側機に、前記第１無線リソースとは異なる第２無線リソースの少なくとも一部を割り当てる処理である。

（１２）実施形態に係る方法は、無線リソース割り当て方法であって、第１アルゴリズムに基づいて、第１エリア内に設置される第１路側機に、第１無線リソースの少なくとも一部を割り当てること、第２アルゴリズムに基づいて、前記第１エリアよりも路側機設置密度が高い第２エリア内に設置される第２路側機に、第２無線リソースの少なくとも一部を割り当てること、を含み、前記第１アルゴリズムは、複数の前記第１路側機の設置位置に基づいて、複数の前記第１路側機間の干渉関係を求めて、前記第１路側機に、前記第１無線リソースに含まれるどの無線リソースが割り当てられるかが決定されるアルゴリズムであり、前記第２アルゴリズムは、前記第２路側機が設置されるエリアを区分した複数の部分エリア毎に、前記第２無線リソースに含まれるどの無線リソースが割り当てられるかが予め決定されているアリゴリズムである。エリア毎に異なるアルゴリズムで無線リソース割り当てをすることで、エリアの特質に応じて適切に割り当てを行える。

（１３）前記第２エリアは、前記第１エリアに隣接し、前記第２無線リソースは、前記第１無線リソースとは異なるのが好ましい。

（１４）実施形態に係るシステムは、無線リソース割り当てシステムであって、第１アルゴリズムに基づいて、第１エリア内に設置される第１路側機に、第１無線リソースの少なくとも一部を割り当てる処理と、第２アルゴリズムに基づいて、前記第１エリアよりも路側機設置密度が高い第２エリア内に設置される第２路側機に、第２無線リソースの少なくとも一部を割り当てる処理と、を含む処理を実行する処理部を備え、前記第１アルゴリズムは、複数の前記第１路側機の設置位置に基づいて、複数の前記第１路側機間の干渉関係を求めて、前記第１路側機に、前記第１無線リソースに含まれるどの無線リソースが割り当てられるかが決定されるアルゴリズムであり、前記第２アルゴリズムは、前記第２路側機が設置されるエリアを区分した複数の部分エリア毎に、前記第２無線リソースに含まれるどの無線リソースが割り当てられるかが予め決定されているアリゴリズムである。

（１５）実施形態に係るコンピュータプログラムは、第１アルゴリズムに基づいて、第１エリア内に設置される第１路側機に、第１無線リソースの少なくとも一部を割り当てる処理と、第２アルゴリズムに基づいて、前記第１エリアよりも路側機設置密度が高い第２エリア内に設置される第２路側機に、第２無線リソースの少なくとも一部を割り当てる処理と、を含む処理を実行させるためのコンピュータプログラムである。前記第１アルゴリズムは、複数の前記第１路側機の設置位置に基づいて、複数の前記第１路側機間の干渉関係を求めて、前記第１路側機に、前記第１無線リソースに含まれるどの無線リソースが割り当てられるかが決定されるアルゴリズムである。前記第２アルゴリズムは、前記第２路側機が設置されるエリアを区分した複数の部分エリア毎に、前記第２無線リソースに含まれるどの無線リソースが割り当てられるかが予め決定されているアリゴリズムである。

［２．実施形態の詳細］
［２．１ 無線リソース割り当てシステム］
図１に示す複数の無線リソース割り当てシステム１０は、それぞれ、Ｘ県用の無線割り当てシステム１０及びＹ県用の無線リソース割り当てシステム１０である。無線リソース割り当てシステム１０は、記憶部１１と処理部１２と、を備えている。無線リソース割り当てシステムは、無線リソース割り当てのための処理を行うコンピュータプログラムがインストールされたコンピュータによって構成されている。コンピュータは、コンピュータプログラムが実行されることにより、図１に示す記憶部１１及び処理部１２としての機能を発揮する。

記憶部１１は、上記のコンピュータプログラム、及びエリア情報１１ａを記憶している。エリア情報１１ａは、県内のエリアを判定するための情報である。エリア情報１１ａについては後述する。処理部１２は、図１に示す各種の処理１２ａ〜１２ｃを実行する。エリア判定処理１２ａは、路側機が後述のいずれのエリアに属するかを判定する処理である。第１割り当て処理１２ｂ及び第２割り当て処理１２ｃは、路側機へ無線リソースを割り当てるための処理である。これらの処理１２ａ〜１２ｃについては後述する。

［２．２ 無線リソースと路側機システム］
本実施形態において割り当て対象となる無線リソースは、図２（ａ）に示すタイムスロットＳＬ１〜ＳＬ１６である。タイムスロットＳＬ１〜ＳＬ１６は、ＩＴＳ用路側機（基地局）１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｄ，１０Ｅに割り当てられる。図２（ａ）に示すように、複数（１６個）のタイムスロットＳＬ１〜Ｓ１６は、所定時間長（１００ｍｓ）を有する制御周期内において、設定されている。制御周期は繰り返し生じる。なお、制御周期内において、各タイムスロットＳＬ１〜Ｓ１６の間の期間は、車載器などの移動局による通信に用いられる。

このようなタイムスロットＳＬ１〜ＳＬ１６は、７００ＭＨｚ帯高度道路交通システム（ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ１０９）において規定されている。本実施形態の高度道路交通システムでは、図２（ａ）に示すタイムスロットＳＬ１〜ＳＬ１６が、使用可能な無線リソースとして扱われる。本実施形態では、これら１６個のタイムスロットＳＬ１〜ＳＬ１６のうちの少なくとも１個が、各路側機に割り当てられる。なお、各路側機への無線リソース割り当ては、各タイムスロット内の一部の時間（サブタイムスロット）単位で行われても良い。

図２（ｂ）は、Ｘ県とＹ県との県境Ｂ付近に配置された複数の路側機１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｄ，１０Ｅを示している。図２（ｂ）において、県境Ｂよりも左上側がＸ県のエリア（第１対象エリア）であり、県境Ｂよりも右下側がＹ県のエリア（第２対象エリア）である。Ｘ県には、複数の路側機１０Ａ，１０Ｂを有してなる路側機システム１Ａが設けられ、Ｙ県には、複数の路側機１０Ｄ，１０Ｅを有してなる路側機システム１Ｂが設けられている。

図２（ｂ）において、各路側機１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｄ，１０Ｅは、格子状の道路の交差点に設置されており、丸印で示されている。丸印内の数字は、タイムスロットＳＬ１〜ＳＬ１６のスロット番号を示しており、１〜１６の範囲の値である。例えば、丸印内の数字が「１」であれば、その丸印で示される路側機には、第１タイムスロットＳＬ１が割り当てられていることを示す。また、丸印内の数字が「１５」であれば、その丸印で示される路側機には、第１５タイムスロットＳＬ１５が割り当てられていることを示す。同一のタイムスロットが割り当てられた複数の路側機が近接していると、電波干渉が生じ易くなるため、同一のタイムスロットが割り当てられた複数の路側機の間の距離は十分に大きくするのが好ましい。

本実施形態において、Ｘ県内の路側機１０Ａ，１０Ｂに対する無線リソース割り当ては、Ｘ県を管轄する第１機関の責任で行われる。Ｙ県内の路側機１０Ｄ，１０Ｅに対する無線リソース割り当ては、Ｙ県を管轄する第２機関の責任で行われる。換言すると、第１機関の管轄する第１対象エリアはＸ県であり、第２機関の管轄する第２対象エリアはＹ県である。第１機関にとって、Ｙ県は管轄ではなく、対象外エリアであり、第２機関にとって、Ｘ県は管轄ではなく、対象外エリアである。なお、Ｘ県内の無線リソース割り当ては、Ｘ県の無線リソース割り当てシステム１０によって行われ、Ｙ県内の無線リソース割り当ては、Ｙ県の無線リソース割り当てシステム１０によって行われる。

第１機関及び第２機関は、それぞれ別機関である。各機関は、７００ＭＨｚ帯高度道路交通システム（ＡＲＩＢ−ＳＴＤ Ｔ１０９）に従った高度道路交通システムを、各機関が管轄する対象エリア内で管理・運用する。すなわち、第１機関は、Ｘ県内の路側機システム１Ａを構成する複数の路側機１０Ａ，１０Ｂに対する、タイムスロットの割り当てを、基本的に独自に決定する。第２機関は、Ｙ県内の路側機システム１Ｂを構成する複数の路側機１０Ｄ，１０Ｅに対する、タイムスロットの割り当てを、基本的に独自に決定する。

第１機関及び第２機関それぞれが、完全に独自に、自県内のことだけを考えて、タイムスロットＳＬ１〜ＳＬ１６の割り当てを決定すると、県境付近のＸ県内路側機１０Ａ及びＹ県内路側機１０Ｄに同じタイムスロットが割り当てられるおそれがある。この場合、Ｘ県からＹ県に電波干渉が生じ、Ｙ県からもＸ県に電波干渉が生じる相互干渉が発生する。

そこで、本実施形態では、図２に示すような無線リソース割り当てが行われる。図２では、Ｘ県及びＹ県がそれぞれ２つのエリアに分けられている。すなわち、Ｘ県は、Ｙ県との県境Ｂに隣接する相互干渉エリア（第１エリア）１０１と、相互干渉エリア１０１の内側にある独立エリア（第２エリア）１０２と、に分けられている。相互干渉エリア１０１内に設置される路側機１０Ａを第１路側機といい、独立エリア１０２内に設置される路側機１０Ｂを第２路側機という。Ｙ県は、Ｘ県との県境Ｂに隣接する相互干渉エリア（第４エリア）１０４と、相互干渉エリア１０４の内側にある独立エリア（第５エリア）１０５と、に分けられている。相互干渉エリア１０４内に設置される路側機１０Ｄを第４路側機といい、独立エリア１０５内に設置される路側機１０Ｅを第５路側機という。

各県の県内領域の大部分のエリアは、独立エリア１０２，１０５であり、県境付近のエリアが相互干渉エリア１０１，１０４である。独立エリア１０２，１０５は、県内の大部分の領域であるため、都市部を含むことが多く、路側機設置密度が比較的高くなる場所が生じることが多い。一方、相互干渉エリアは、県境Ｂ付近であるため、郊外であることが多く、路側機設置密度が比較的低くなる。

相互干渉エリア１０１，１０４は、その内部に設置された路側機１０Ａ，１０Ｄが他県の路側機に干渉を与えるとともに、他県の路側機から干渉を受けるおそれのあるエリアである。相互干渉エリア１０１，１０４は、それぞれ、県境Ｂに沿った幅狭のエリアである。相互干渉エリア１０１，１０４のエリア幅Ｗ１，Ｗ２は、１．５ｋｍから２ｋｍ程度である。なお、エリア幅Ｗ１，Ｗ２は、それぞれ、相互干渉エリア１０１，１０４と独立エリア１０２，１０５との境界１１１，１２１から、県境Ｂまでの間隔である。

一方、独立エリア１０２，１０５は、他県の路側機に干渉を与えにくく、他県の路側機から干渉を受けにくいエリアである。独立エリア１０２，１０５は、相互干渉エリア１０１，１０４に隣接するが、相互干渉エリア１０１，１０４よりも県境Ｂから離れているので、相互干渉が生じないか、又は相互干渉が弱い。

図２では、１６個のタイムスロットＳＬ１〜ＳＬ１６のうち、相互干渉エリア１０１，１０４と独立エリア１０２，１０５とでは、路側機へ割り当て可能な無線リソース（タイムスロット）が分けられている。図２（ａ）に示すように、１６個のタイムスロットＳＬ１〜ＳＬ１６のうち、第１タイムスロットＳＬ１から第１０タイムスロットＳＬ１０までの１０個のタイムスロットは、独立エリア１０２，１０５の路側機１０Ｂ，１０Ｅへの割り当て用である。残りの第１１タイムスロットＳＬ１１から第１６タイムスロットＳＬ１６までの６個のタイムスロットは、相互干渉エリア１０１，１０４の路側機１０Ａ，１０Ｄへの割り当て用である。

図２では、独立エリア１０２，１０５は、相互干渉エリア１０１，１０４よりも多くの割り当て可能な無線リソースを有する。独立エリア１０２，１０５は、相互干渉エリア１０１，１０４に比べて非常に大きい上、路側機の設置密度が高くなると想定されるため、割り当て可能な無線リソースが多いことで、無線リソース割り当てが容易となる。

ここで、Ｘ県の相互干渉エリア（第１エリア）１０１の第１路側機１０Ａに割り当てられるタイムスロットＳＬ１１〜ＳＬ１６を第１無線リソースといい、Ｘ県の独立エリア（第２エリア）１０２の第２路側機１０Ｂに割り当てられるタイムスロットＳＬ１〜ＳＬ１０を第２無線リソースという。また、Ｙ県の相互干渉エリア（第４エリア）１０４の第４路側機１０Ｄに割り当てられるタイムスロットＳＬ１１〜ＳＬ１６を第４無線リソースともいい、Ｙ県の独立エリア（第５エリア）１０５の第５路側機１０Ｅに割り当てられるタイムスロットＳＬ１〜ＳＬ１０を第５無線リソースともいう。ここでは、図２に示すように、第１無線リソースと第４無線リソースとは共通であり、第２無線リソースと第５無線リソースも共通である。

独立エリア１０２，１０５は県境Ｂから離れているため、各県の無線リソース割り当てシステム１０は、独立エリア１０２，１０５内の路側機１０Ｂ，１０Ｅに対しては、他県のことを考慮せずに、独自に、無線リソース割り当てを決定することができる。つまり、Ｘ県のシステム１０は、Ｙ県内での割り当てを考慮せずに、独立エリア１０２内の複数の路側機１０Ｂに対して、第２無線リソースであるスロットＳＬ１〜ＳＬ１０の少なくとも一部を割り当てる。また、Ｙ県のシステム１０は、Ｘ県内での割り当てを考慮せずに、独立エリア１０５内の複数の路側機１０Ｅに対して、第５無線リソースであるスロットＳＬ１〜ＳＬ１０の少なくとも一部を割り当てる。なお、無線リソースの割り当ての処理は、新規に路側機が設置される際に行われる。新規に路側機が設置される場合、無線リソース割り当て処理は、新規に設置される路側機へ割り当てられる無線リソースを決めるだけでもよいが、既設の路側機に割り当てられた無線リソースの変更を伴っても良い。

相互干渉エリア１０１，１０４に関しては、各県が独自に決定するのではなく、隣接する県の機関同士で調整し合いながら、相互干渉エリア１０１，１０４内の路側機１０Ａ，１０Ｄへの無線リソース割り当てを決定することができる。相互干渉エリア１０１，１０４への割り当て用の無線リソース（タイムスロットＳＬ１１〜ＳＬ１６）は、独立エリア１０２，１０５への割り当て用の無線リソース（タイムスロットＳＬ１〜ＳＬ１０）とは異なるため、相互干渉エリア１０１，１０４での割り当ては、自県及び他県の独立エリア１０２，１０５での割り当てを考慮せずに、行うことができる。

ここでは、Ｘ県及びＹ県の相互干渉エリア１０１，１０４の無線リソース割り当てに関しては、２つの相互干渉エリア１０１，１０４を一つのエリアとみなす。つまり、県境Ｂを介して存在する複数の相互干渉エリアを一つのエリアとみなす。一つのエリアとしてみなされた複数の相互干渉エリア１０１，１０４における無線リソースの割り当て処理では、各路側機１０Ａ，１０Ｄに相互干渉が生じないように、相互干渉エリア用の第１無線リソース（＝第４無線リソース）の範囲内で割り当てを決定することで、県境Ｂ付近における相互干渉の発生を防止できる。相互干渉エリアは、県内領域のごく一部でよく、路側機設置密度も低いと想定されるため、複数の県にまたがる相互干渉エリアを一つのエリアとみなしても、各県の機関は独自性を高く維持できる。

［２．３ 無線リソース量及び無線リソース割り当て変更頻度に関する考察］
図３は、無線リソース量及び無線リソース割り当て変更頻度（変更率）が、路側機設置密度の増加に伴ってどのように変化するかを示している。なお、路側機設置密度は、時間が経過すると新設路側機が増加するため、増加する。図３（ａ）は、Ｘ県及びＹ県それぞれが自己中心的にリソース割り当てを決定する場合であり、図３（ｂ）は、Ｘ県だけが妥協してリソース割り当てを決定する場合であり、図３（ｃ）は、各県双方が妥協してリソース割り当てを決定する場合である。

自己中心的な決定では、各県が完全に独自に、自県内のことだけを考えて、タイムスロットＳＬ１〜ＳＬ１６の割り当てを決定することになる。この場合、各県の独自性が高まるが、他県のために自県における既割り当てのリソース変更を行わないことになるため、図３（ａ）に示すように、路側機の数が増えて路側機設置密度が増加すると、必要となる無線リソース数がＸ県及びＹ県ともに増加する。このため、無線リソース不足が生じる。ただし、自己中心的な決定では、他県のために自県における既割り当てのリソース変更を行う必要がないので、リソース変更率の増加は緩やかとなる。

Ｙ県のリソース割り当ての仕方に応じて、Ｘ県だけが妥協して、Ｘ県内における既割り当てのリソース変更を行う場合、Ｙ県は自県内のことだけを考えて割り当てを決定できる。したがって、図３（ｂ）に示すように、Ｙ県における路側機設置密度は緩やかである。一方、Ｘ県では、路側機設置密度がある程度大きくなると、Ｙ県における路側機設置密度増加との相乗効果によって、Ｘ県内における既割り当てのリソース変更を行う必要性が高まる。この結果、リソース変更率が急激に増加し、割り当て変更や変更後の動作確認等の調整負荷が増加する。また、Ｘ県では、干渉が生じないようなリソース割り当てを行うために必要なリソース量が増加しやすい。

このように、自己中心的な決定や一方の県の妥協では、無線リソース量の増加や無線リソース割り当てを変更する頻度の増加を招き易い。これに対して、図３（ｃ）に示すように、各県双方が妥協してリソース割り当てを決定する場合、無線リソース量及びリソース変更率が大幅に増加することを防止でき、無線リソース量の増加及びリソース変更率の増加の程度を、各県において適切な範囲に抑えることができる。

図２に示す無線リソース割り当ては、相互干渉エリア１０１，１０４において、双方妥協型となるため、無線リソース量の増加及びリソース変更率の増加の程度を、各県において適切な範囲に抑えることができる。しかも、独立エリア１０１，１０４は、自己中心的に無線リソース割り当てを決定できるため、各県の独自性も維持できる。

［２．４ 相互干渉エリア用無線リソースの都道府県毎割り当て］
図４は、相互干渉エリ１０１，１０４への割り当て用であるタイムスロットＳＬ１１〜ＳＬ１６を、各県それぞれに事前割り当てした場合のリソース割り当て方法を示している。第１タイムスロットＳＬ１から第１０タイムスロットＳＬ１０は、図２と同様に独立エリア１０２，１０５の路側機１０Ｂ，１０Ｅへの割り当て用である。一方、第１１タイムスロットＳＬ１１から第１６タイムスロットＳＬ１６は、相互干渉エリア１０１，１０４への割り当て用であるが、第１１タイムスロットＳＬ１１から第１６タイムスロットＳＬ１６は、各県用に予め分けられている。つまり、各県の相互干渉エリア１０１，１０４の路側機１０Ａ，１０Ｄは、互いに異なるタイムスロットを使用する。

例えば、Ｘ県の相互干渉エリア１０１への割り当て用として、第１１タイムスロットＳＬ１１及び第１２タイムスロットＳＬ１２が確保され、Ｙ県の相互干渉エリア１０４への割り当て用として、第１３タイムスロットＳＬ１３及び第１４タイムスロットＳＬ１４が確保されているものとする。この場合、各県の相互干渉エリア１０１，１０４において使用可能なタイムスロット数は少なくなるが、各県の相互干渉エリア１０１，１０４において使用されるタイムスロットは異なるため、各県の無線リソース割り当てシステム１０は、相互干渉エリア１０１，１０４においても独自に無線リソース割り当てを行うことができる。

ここで、図４（ａ）（ｂ）に示すように、Ｘ県の相互干渉エリア（第１エリア）１０１に割り当てられるタイムスロットＳＬ１１，ＳＬ１２を第１無線リソースといい、Ｘ県の独立エリア（第２エリア）１０２に割り当てられるタイムスロットを第２無線リソースという。第２無線リソースには、独立エリア用のタイムスロットＳＬ１〜ＳＬ１０のほか、相互干渉エリア用のタイムスロットＳＬ１１〜ＳＬ１６のうち、Ｘ県（自県）の相互干渉エリア１０１では使用されないタイムスロットＳＬ１３〜ＳＬ１６も含まれる。Ｘ県の独立エリア１０２では、Ｘ県（自県）の相互干渉エリア１０１で使用されないがＹ県（他県）の相互干渉エリア１０４で使用されるタイムスロットを使用しても、相互干渉が生じない。したがって、Ｘ県の独立エリア１０２では、タイムスロットＳＬ１３〜ＳＬ１６を、第２無線リソースとして使用でき、使用可能なリソース量が多くなる。

また、Ｙ県の相互干渉エリア（第４エリア）１０４に割り当てられるタイムスロットＳＬ１３、ＳＬ１４を第４無線リソースといい、Ｙ県の独立エリア（第５エリア）１０５に割り当てられるタイムスロットを第５無線リソースという。第５無線リソースには、独立エリア用のタイムスロットＳＬ１〜ＳＬ１０のほか、相互干渉エリア用のタイムスロットＳＬ１１〜ＳＬ１６のうち、Ｙ県（自県）の相互干渉エリア１０４では使用されないタイムスロットＳＬ１１，ＳＬ１２，ＳＬ１５，ＳＬ１６も含まれる。Ｙ県の独立エリア１０５では、Ｙ県（自県）の相互干渉エリア１０４で使用されないがＸ県（他県）の相互干渉エリア１０１で使用されるタイムスロットを使用しても、相互干渉が生じない。したがって、Ｙ県の独立エリア１０５では、タイムスロットＳＬ１１，ＳＬ１２，ＳＬ１５，ＳＬ１６を、第５無線リソースとして使用でき、使用可能なリソース量が多くなる。

図４（ａ）（ｂ）に示すように、Ｘ県の独立エリア１０２で使用される第２無線リソースとＹ県の独立エリア１０５で使用される第５無線リソースは、一部（ＳＬ１〜ＳＬ１０）において共通する。Ｘ県の相互干渉エリア１０１で使用される第１無線リソースＳＬ１１，ＳＬ１２と、Ｙ県の相互干渉エリア１０４で使用される第４無線リソースＳＬ１３，１４とは異なる。Ｘ県の独立エリア１０２で使用される第２無線リソースＳＬ１〜ＳＬ１０，ＳＬ１３〜ＳＬ１６は、第４無線リソースＳＬ１３，ＳＬ１４を含む。Ｙ県の独立エリア１０５で使用される第５無線リソースＳＬ１〜ＳＬ１０，ＳＬ１１，ＳＬ１２，ＳＬ１５，ＳＬ１６は、第１無線リソースＳＬ１１，ＳＬ１２を含む。

Ｘ県の独立エリア１０２で使用される第２無線リソースＳＬ１〜ＳＬ１０，ＳＬ１３〜ＳＬ１６のうち、本来的に独立エリア用であるタイムスロットＳＬ１〜ＳＬ１０を独立エリアにおける割り当てのための基本無線リソースとし、本体的には相互干渉エリア用であるタイムスロットＳＬ１３〜ＳＬ１６を予備無線リソースとして用いることができる。例えば、Ｘ県の独立エリア１０２において、通常の無線リソース割り当てでは、基本無線リソースＳＬ１〜ＳＬ１０だけを用いる一方、密に路側機が設置されて、特異な干渉関係が生じるエリアについて、そのエリアの路側機には、予備無線リソースＳＬ１３〜ＳＬ１６を割り当てることで、密に路側機が設置されたエリアでのリソース割り当てを柔軟に実施できる。同様の割り当て方は、Ｙ県の独立エリア１０５においても行える。

［２．５ 独立エリア中心部の無線リソース割り当て］
図５は、各県の独立エリア（相互干渉エリアを除くエリア）を周辺部１０２と中心部１０３に分けた場合の無線リソース割り当て方法を示している。図５では、Ｘ県の独立エリア１０２０が、その周辺部１０２と中心部１０３に分けられている。以下では、独立エリア１０２０のうち周辺部１０２を第２エリアといい、独立エリア１０２０のうち中心部１０３を第３エリアという。第３エリア１０３は、第２エリア１０２に隣接し、相互干渉エリアである第１エリアよりも県境Ｂから離れている。

したがって、図５では、Ｘ県は、県境Ｂに隣接する相互干渉エリア（第１エリア）１０１と、相互干渉エリア１０１に隣接する独立エリア周辺部（第２エリア）１０２と、独立エリア周辺部１０２に隣接する独立エリア中心部（第３エリア）１０３と、に分けられている。相互干渉エリア１０１内に設置された路側機１０Ａを第１路側機といい、独立エリア周辺部１０２内に設置された路側機１０Ｂを第２路側機といい、独立エリア中心部１０３内に設置された路側機１０Ｃを第３路側機という。

Ｘ県の県内領域の大部分のエリアは、独立エリア中心部１０３である。Ｘ県の独立エリア周辺部１０２は、Ｘ県の相互干渉エリア１０１との相互干渉が生じるおそれがあるが、Ｙ県との相互干渉は生じないエリアである。Ｘ県の独立エリア中心部１０３は、Ｘ県の相互干渉エリア１０１との相互干渉も生じないエリアである。図５では、Ｙ県の独立エリア中心部を図示していないが、Ｙ県も同様に、３つのエリアに分けられる。

独立エリア周辺部１０２は、相互干渉エリア１０１と独立エリアとの境界１１１に沿った幅狭のエリアである。独立エリア周辺部１０２のエリア幅Ｗ１は、１．５ｋｍから２ｋｍ程度である。なお、独立エリア周辺部１０２のエリア幅Ｗ１、相互干渉エリア１０１と独立エリアとの境界１１１から、独立エリア周辺部１０２と独立エリア中心部１０３との境界１１２までの間隔である。

図５の独立エリア周辺部１０２では、図４の独立エリア１０２と同様に、第２無線リソースが利用可能である。独立エリア中心部１０３では、第２無線リソースだけでなく、相互干渉エリア１０１への割り当て用の第１無線リソースも利用可能である。すなわち、独立エリア中心部１０３では、全てのタイムスロットＳＬ１〜ＳＬ１６を利用可能である。独立エリア中心部１０３は、相互干渉エリア１０１との間の相互干渉も生じないため、相互干渉エリア１０１で利用される無線リソースを含む多くの無線リソースを利用可能である。

独立エリア中心部１０３で利用される無線リソースは、自県（Ｘ県）の相互干渉エリア１０１用の無線リソースを含むことができるほか、他県（Ｙ県）の相互干渉エリア１０２用の無線リソースを含むこともできる。

Ｘ県の独立エリア中心部１０３で使用される無線リソースＳＬ１〜ＳＬ１６のうち、独立エリア周辺部１０２でも使用可能な無線リソースＳＬ１〜ＳＬ１０，ＳＬ１３，ＳＬ１６を、独立エリア中心部１０３における割り当てのための基本無線リソースとし、相互干渉エリア１０１で使用可能な無線リソースＳＬ１１，ＳＬ１２を予備無線リソースとして用いることができる。例えば、Ｘ県の独立エリア中心部１０３において、通常の無線リソース割り当てでは、Ｘ県の独立エリア周辺部１０２と同様に、基本無線リソースＳＬ１〜ＳＬ１０，ＳＬ１３〜ＳＬ１６だけを用いる一方、密に路側機が設置されて、特異な干渉関係が生じるエリアについて、そのエリアの路側機には、予備無線リソースＳＬ１１，ＳＬ１２を割り当てることで、密に路側機が設置されたエリアでのリソース割り当てを柔軟に実施できる。同様の割り当て方は、Ｙ県の独立エリア１０５０においても行える。

図６は、互いに隣接するＸ県、Ｙ県、及びＺ県それぞれを、前述の３つのエリアに分けた様子を示している。図６では、Ｘ県は、県境Ｂ１を介してＹ県と接しており、県境Ｂ２を介してＺ県と接している。Ｘ県の相互干渉エリア１０１は、県境Ｂ１，Ｂ２に沿って設けられている。Ｘ県の相互干渉エリア１０１の内側には、独立エリア１０２０が設けられている。独立エリア１０２０は、相互干渉エリア１０１に隣接する独立エリア周辺部１０２と、独立エリア周辺部１０２の内側に設けられた独立エリア中心部１０３と、を含む。

Ｙ県は、県境Ｂ１を介してＸ県と接しており、県境Ｂ３を介してＺ県と接している。Ｙ県の相互干渉エリア１０４は、県境Ｂ１，Ｂ３に沿って設けられている。Ｙ県の相互干渉エリア１０４の内側には、独立エリア１０５０が設けられている。独立エリア１０５０は、相互干渉エリア１０４に隣接する独立エリア周辺部１０５と、独立エリア周辺部１０６の内側に設けられた独立エリア中心部（第６エリア）１０６と、を含む。なお、独立エリア周辺部１０５内に設置された路側機を第５路側機といい、独立エリア中心部１０６内に設置された路側機を第６路側機という。

Ｚ県の相互干渉エリア１０７は、県境Ｂ２，Ｂ３に沿って設けられている。Ｚ県の相互干渉エリア１０７の内側には、独立エリア１０８０が設けられている。独立エリア１０８０は、相互干渉エリア１０７に隣接する独立エリア周辺部１０８と、独立エリア周辺部１０８の内側に設けられた独立エリア中心部１０９と、を含む。なお、相互干渉エリア１０７内に設置された路側機を第７路側機といい、独立エリア周辺部１０８内に設置された路側機を第８路側機といい、独立エリア中心部１０９内に設置された路側機を第９路側機という。

図７は、図６に示すＸ県の相互干渉エリア１０１、独立エリア周辺部１０２、独立エリア中心部１０３それぞれにおいて、路側機に割り当て可能なタイムスロットを示している。相互干渉エリア１０１において、第１路側機１０Ａに割り当て可能な無線リソースはタイムスロットＳＬ１１，ＳＬ１２である。相互干渉エリア１０１では、その他のタイムスロットは使用不可である。独立エリア周辺部１０２において、第２路側機１０Ｂに割り当て可能な無線リソースは、本来的に独立エリア１０２０で使用可能なタイムスロットＳＬ１〜ＳＬ１０のほか、他県の相互干渉エリア１０４，１０７で使用されるタイムスロットＳＬ１３〜ＳＬ１６の少なくなくとも一部である。つまり、独立エリア周辺部１０２において、相互干渉エリア１０１で使用されるタイムスロットＳＬ１１，ＳＬ１２は使用不可である。一方、独立エリア中心部１０３では、独立エリア周辺部１０２で使用不可であるタイムスロットＳＬ１１，ＳＬ１２の少なくとも一部を使用可能であり、ここでは、全タイムスロットＳＬ１〜ＳＬ１６を第３路側機１０Ｃへ割り当て可能である。

図８は、図６に示すＹ県の相互干渉エリア１０４、独立エリア周辺部１０５、独立エリア中心部１０６それぞれにおいて、路側機に割り当て可能なタイムスロットを示している。相互干渉エリア１０４において、第４路側機１０Ｄに割り当て可能な無線リソースはタイムスロットＳＬ１３，ＳＬ１４である。相互干渉エリア１０４では、その他のタイムスロットは使用不可である。独立エリア周辺部１０５において、第５路側機１０Ｅに割り当て可能な無線リソースは、本来的に独立エリア１０５０で使用可能なタイムスロットＳＬ１〜ＳＬ１０のほか、他県の相互干渉エリア１０１，１０７で使用されるタイムスロットＳＬ１１，ＳＬ１２，ＳＬ１５，ＳＬ１６の少なくとも一部である。つまり、独立エリア周辺部１０５において、相互干渉エリア１０４で使用されるタイムスロットＳＬ１３，ＳＬ１４は使用不可である。一方、独立エリア中心部１０６では、独立エリア周辺部１０５で使用不可であるタイムスロットＳＬ１３，ＳＬ１４の少なくとも一部を使用可能であり、ここでは、全タイムスロットＳＬ１〜ＳＬ１６を第６路側機へ割り当て可能である。

図９は、図６に示すＺ県の相互干渉エリア１０７、独立エリア周辺部１０８、独立エリア中心部１０９それぞれにおいて、路側機に割り当て可能なタイムスロットを示している。相互干渉エリア１０７において、第７路側機に割り当て可能な無線リソースはタイムスロットＳＬ１５，ＳＬ１６である。相互干渉エリア１０７では、その他のタイムスロットは使用不可である。独立エリア周辺部１０８において、第６路側機に割り当て可能な無線リソースは、本来的に独立エリア１０８０で使用可能なタイムスロットＳＬ１〜ＳＬ１０のほか、他県の相互干渉エリア１０１，１０４で使用されるタイムスロットＳＬ１１〜ＳＬ１４の少なくとも一部である。つまり、独立エリア周辺部１０８において、相互干渉エリア１０７で使用されるタイムスロットＳＬ１５，ＳＬ１６は使用不可である。一方、独立エリア中心部１０９では、独立エリア周辺部１０８で使用不可であるタイムスロットＳＬ１５，ＳＬ１６の少なくとも一部を使用可能であり、ここでは、全タイムスロットＳＬ１〜ＳＬ１６を第９路側機へ割り当て可能である。

図７〜図９に示すように、独立エリア中心部１０３，１０６，１０９では、相互干渉エリア１０１，１０４，１０７で使用される無線リソースを利用可能であるため、多くの無線リソースを確保できる。

［２．６ 無線リソース割り当てシステムによる処理］
無線リソース割り当ては、相互干渉エリアと独立エリアとでは、別々の処理によって行われる。ここでは、相互干渉エリア内の路側機に対する無線リソース割り当てのための処理を、第１割り当て処理１２ｂといい、独立エリア内の路側機に対する無線リソース割り当てのための処理を、第２割り当て処理１２ｃという（図１参照）。それぞれの処理１２ｂ，１２ｃは、共通のアルゴリズムで無線リソース割り当てを行うものであってもよいが、本実施形態では、エリアの特質の違いに鑑みて、異なるアルゴリズムで無線リソース割り当てを行う。

相互干渉エリアと独立エリアとでは、割り当て処理１２ｂ，１２ｃが異なるため、各県の無線リソース割り当てシステム１０は、自県内に設置される路側機が、相互干渉エリア内に位置するのか、独立エリア内に位置するのかを区別する必要がある。また、独立エリアが、周辺部と中心部とに区分されている場合、周辺部と中心部とでは使用可能な無線リソースが異なるため、独立エリア内の路側機が周辺部に位置するのか中心部に位置するのかを区別する必要がある。

図１０は、路側機がどのエリアに属するのかを判定するエリア判定処理１２ａ（図１参照）を示している。エリア判定処理１２ａは、各県毎に、無線リソース割り当てシステム１０によって行われる。このエリア判定処理１２ａでは、ステップＳ１１として、路側機の位置（県内の位置）の取得が行われる。位置は、地理座標系における位置として表されても良いし、道路地図上の位置でもよい。位置の取得は、例えば、ユーザ入力によって行われても良いし、記憶部１１ａからの取得又は他のシステムからの通信による取得でもよい。

ステップＳ１１にて取得された位置情報は、ステップＳ１２において、記憶部１１に記憶されているエリア情報１１ａと対比される。エリア情報１１ａは、県内エリアを、相互干渉エリア（第１エリア）１０１，１０４，１０７、独立エリア周辺部１０２，１０５，１０８、独立エリア中心部１０３，１０６，１０９に区分した情報である。独立エリアが周辺部と中心部に区分されていない場合、エリア情報１１ａは、県内エリアを、相互干渉エリア１０１，１０４、独立エリア１０２，１０５に区分した情報となる。

位置情報とエリア情報１１ａとの対比に基づいて、ステップＳ１３では、位置情報が示す路側機の位置が、いずれのエリアに属するのか判定される。ステップＳ１３の判定において、路側機の位置が、第１エリアである相互干渉エリア内であると判定されると、その路側機は、第１割り当て処理１２ｂの対象として決定される（ステップＳ１４）。例えば、Ｘ県の場合、相互干渉エリア１０１で使用可能な無線リソースは、第１無線リソースであるタイムスロットＳＬ１１，ＳＬ１２であるので、その路側機には、第１割り当て処理１２ｂによって、タイムスロットＳＬ１１，ＳＬ１２のいずれかが割り当てられる。

また、ステップＳ１３の判定において、路側機の位置が、第２エリアである独立エリア周辺部内であると判定されると、その路側機は、第２割り当て処理１２ｃの対象として決定される（ステップＳ１５）。例えば、Ｘ県の場合、独立エリア周辺部１０２で使用可能な無線リソースは、第２無線リソースであるタイムスロットＳＬ１〜ＳＬ１０、ＳＬ１３〜ＳＬ１６であるので、その路側機には、第２割り当て処理１２ｃによって、タイムスロットＳＬ１〜ＳＬ１０、ＳＬ１３〜ＳＬ１６のいずれかが割り当てられる。

さらに、ステップＳ１３の判定において、路側機の位置が、第３エリアである独立エリア中心部内であると判定されると、その路側機は、第２割り当て処理１２ｃの対象として決定される（ステップＳ１６）。例えば、Ｘ県の場合、独立エリア中心部１０３で使用可能な無線リソースは、第１無線リソース及び第２無線リソースの双方であるタイムスロットＳＬ１〜ＳＬ１６であるので、その路側機には、第２割り当て処理１２ｃによって、タイムスロットＳＬ１〜ＳＬ１６のいずれかが割り当てられる。

このエリア判定処理１２ａは、無線リソース割り当てが必要な路側機が複数あれば、複数の路側機全てを対象に行われる。

第１割り当て処理１２ｂは、判定処理１２ａにおいて、第１エリアである相互干渉エリア内であると判定された１又は複数の第１路側機を対象として行われる。第１割り当て処理１２ｂは、無線リソース割り当てのための第１アルゴリズムに基づいて行われる。本実施形態の第１アルゴリズムは、路側機が実際に設置される位置に基づいて、複数の路側機間の干渉関係を求めて、無線リソース割り当てを決定するアルゴリズムである。このような第１アルゴリズムとしては、例えば、Ｓｔａｔｉｏｎ−ｂａｓｅｄ Ｇｒｅｄｄｙ（ＳＧ）アルゴリズム（非特許文献１，２参照）がある。

ＳＧアルゴリズムは、路側機の設置位置に基づいて、路側機（Ｓｔａｔｉｏｎ）単位に、相互干渉（与干渉、被干渉）を計算し、相互干渉のない複数の路側機に対して同一のリソース（タイムスロット）を割り当てるアルゴリズムである。ＳＧアルゴリズムでは、密に設置されている路側機から無線リソースの割り当てが行われる。リソース選択余地の少ない密なエリアから無線リソース割り当てを決めることで、路側機が疎なエリアから無線リソース割り当てを決めるより、必要リソース数を少なくできる。

図１１は、ＳＧアルゴリズムに基づく無線リソース割り当ての決め方を示している。図１１において、Ａ１〜Ａ２６は、それぞれ路側機であり、交差点に設置されている。まず、図１１（ａ）に示すように、最も設置密度が高い路側機Ａ１５を、対象路側機として選択し、無線リソース（例えば、タイムスロットＳＬ１１）を割り当てる。このとき、路側機Ａ１５はタイムスロットＳＬ１１を割り当てた最初の路側機である。続いて、路側機Ａ１５と同じ無線リソースを割り当てられる路側機を探索する。具体的には、対象路側機Ａ１５と他の路側機Ａ１〜Ａ１４，Ａ１６〜Ａ２６との間での干渉関係が計算され、対象路側機Ａ１５が、与干渉源とならない第１非干渉路側機（対象路側機Ａ１５から干渉を受けない路側機）を抽出する（図１１（ａ）参照）。例えば、対象路側機Ａ１５から路側機Ａ９の通信エリアＥ内へ与えられる電波干渉が計算され、電波干渉が弱ければ、路側機Ａ９は第１非干渉路側機として抽出される。

続いて、干渉関係の計算結果に基づいて、図１１（ａ）に示す第１非干渉路側機のうちで、対象路側機Ａ１５への与干渉源とならない第２非干渉路側機（対象路側機Ａへ干渉を与えない路側機）を抽出する（図１１（ｂ）参照）。例えば、第１非干渉路側機のうち、路側機Ａ４や路側機Ａ９が、対象路側機Ａ１５の通信エリアＥ内へ与える電波干渉が計算され、電波干渉が強ければ、路側機Ａ４や路側機Ａ９は第２非干渉路側機としては抽出されない。図１１（ｂ）では、路側機Ａ１，Ａ５，Ａ６，Ａ８，Ａ２１，Ａ２２，Ａ２６が第２非干渉路側機として抽出されている。

第２非路側干渉路側機は、既に無線リソースを割り当てた対象路側機Ａ１５と同じ無線リソースが割り当てることができる。このうち、対象路側機Ａ１５からの距離が最も短い、または、路側機の密度が最も高い路側機に、対象路側機Ａ１５と同じ無線リソース（例えば、タイムスロットＳＬ１１）を割り当てる。ここでは、例えば、路側機Ａ２２に、対象路側機Ａ１５と同じ無線リソースを割り当てる。続いて、第２非干渉路側機のうち、路側機Ａ２２の次に、対象路側機Ａ１５からの距離が最も短い、または、路側機の密度が最も高い路側機が、路側機Ａ８である場合には、路側機Ａ８が、既に無線リソースを割り当てた路側機Ａ１５に加えて同路側機Ａ２２とも相互干渉の関係に無ければ、路側機Ａ８にも対象路側機Ａ１５と同じ無線リソースが割り当てる。一方、相互干渉の関係にあれば、路側機Ａ１５やと路側機Ａ２２と異なる無線リソースの割り当てを試みる。このとき、当該異なる無線リソース（例えば、タイムスロットＳＬ１０）を割り当てられた路側機が他になければ、路側機Ａ１５と同様の処理を行う。当該異なる無線リソースを割り当てられた路側機が他にあれば、路側機Ａ１５がタイムスロットＳＬ１１の場合に行った処理と同様の処理を行う。これを、タイムスロットＳＬ１１における複数の第２非干渉路側機について繰り返すことで、対象路側機Ａ１５と同じ無線リソース（タイムスロットＳＬ１１）を割り当てることができる路側機Ａ６，Ａ８，Ａ２２，Ａ２６を決定する（図１１（ｃ）参照）。

以上の処理が終了すると、対象路側機Ａ１５の近傍の路側機（例えば、路側機Ａ１０）を、次の対象路側機として、図１１（ａ）〜図１１（ｃ）の処理を繰り返す。これにより、第１割り当て処理が対象とするエリア（相互干渉エリア）に設置された各路側機へ、第１無線リソース（ＳＬ１１，ＳＬ１２）に含まれるどの無線リソースが割り当てられるかが決定される。

なお、図４及び図５に示すように、各県の相互干渉エリア１０１，１０４で使用される無線リソースが異なる場合、第１割り当て処理１２ｂは、各県の無線リソース割り当てシステム１０が独立して実行できる。複数県において必要な調整は、割り当ての前に、各県が相互干渉エリア１０１，１０４においてどの無線リソースを使用するかの調整のみで済む。一方、図２に示すように、隣接する相互干渉エリア１０１，１０４で、共通の無線リソースＳＬ１１〜ＳＬ１６を利用する場合、各県の無線リソース割り当てシステム１０は、協調して第１割り当て処理１２ｂを実行することになる。あるいは、一方の県（例えば、Ｘ県）の無線リソース割り当てシステム１０が、Ｙ県の相互干渉エリア１０４を含む複数の相互干渉エリア１０１，１０４を一つの相互干渉エリアとみなして、第１割り当て処理１２ｂを実行して、複数の相互干渉エリア１０１，１０４内の路側機１０Ａ，１０Ｄへの無線リソース割り当てを決定してもよい。

第２割り当て処理１２ｃは、判定処理１２ｂにおいて、第２エリアである独立エリア周辺部内であると判定された第２路側機及び第３エリアである独立エリア中心部であると判定された第３路側機の双方を対象として行われる。ただし、独立エリア中心部の第３路側機へは、第１無線リソース及び第２無線リソースに含まれるどのタイムスロットでも割り当て可能であるが、独立エリア周辺部の第２路側機へは、第２無線リソースだけが割り当て可能であり、自県の相互干渉エリアで使用される第１無線リソースは、割り当てられない。

第２割り当て処理１２ｃは、無線リソース割り当てのための第２アルゴリズムに基づいて行われる。本実施形態の第２アルゴリズムは、路側機が設置されるエリア（独立エリア）を区分した複数の部分エリア（セル）毎に、どの無線リソースが割り当てられるかが予め決められたセル割り当て情報を用いて、路側機にどの無線リソースが割り当てられるかが決められるアルゴリズムである。このようなセル割り当て情報を決定するアルゴリズムとして、例えば、Ｖｅｃｔｏｒ−ｂａｓｅｄ ｃｅｌｌ Ｃｏｖｅｒ（ＶＣ）アルゴリズム（非特許文献１，２）参照がある。

ＶＣアルゴリズムでは、図１２（ａ）に示すように、路側機が設置されるエリア（例えば、独立エリア）が、あるサイズのメッシュ状の部分エリア（セル）に区切られる。図１２（ａ）では、路側機が設置されるエリアは、格子状の道路Ｒを有するエリアであり、路側機が設置される交差点が黒丸で示されている。セルの大きさは、一つのセルに一つの路側機が入る程度が好ましい。

ＶＣアルゴリズムでは、路側機の実際の設置位置ではなく、各セル間の干渉関係が計算され、特定のセルに対して、干渉距離が短くセル間で規則性を持つ適度なサイズのセルが探索される、互いに非干渉となる距離（非干渉ベクトル）の先にあるセルに、前記特定のセルと同じ無線リソース（タイムスロット）が割り当てられる。例えば、図１２（ａ）に示すセルＣ１とセルＣ２とが干渉関係にある場合、セルＣ１とセルＣ２とには異なる無線リソースが割り当てられる。また、セルＣ１とセルＣ３とが非干渉である場合、セルＣ１とセルＣ３とには同じ無線リソースを割り当てることができる。図１２（ｂ）は、セル毎に無線リソース（タイムスロット）が割り当てられたセル割り当て情報を示している。図１２（ｂ）において、セル内の数字は、タイムスロット番号（１〜１６の値）を示しており、セルＣ２は、セルＣ１とは異なる第５タイムスロットＳＬ５が割り当てられ、セルＣ３には、セル１と同じ第３タイムスロットＳＬ６が割り当てられている。なお、図１２（ｂ）は、一つのセルに一つのタイムスロットしか割り当てられていないが、一つのセルに複数のタイムスロットを割り当てることもできる。

なお、独立エリア中心部内のセルへは、第１無線リソース及び第２無線リソースに含まれるどのタイムスロットでも割り当て可能であるが、独立エリア周辺部内のセルへは、第２無線リソースだけが割り当て可能であり、第１無線リソースは、割り当てられない。

第２割り当て処理１２ｃでは、独立エリア（第２エリア又は第３エリア）内の路側機の位置情報に基づき、セル割り当て情報において、路側機の位置に対応するセルを抽出し、抽出されたセルに割り当てられた無線リソース（タイムスロット）を、その路側機へ割り当てられる無線リソースとして決定する。なお、一つのセルに複数のタイムスロットが割り当てられている場合、一つのセル内に複数の路側機が設置される場合にも対応できる。

図１３は、ＳＧアルゴリズムとＶＣアルゴリズムとの対比を示している。図１３は、各アルゴリズムにおいて、無線リソース数（量）及びリソース割り当て変化数（リソース変更率）が、路側機設置密度の増加に伴ってどのように変化するかを示している。なお、図１３において、「ＳＧ」は、ＳＧアルゴリズムにおいて、路側機が新設されると、既設路側機の割り当て無線リソースの変更を許容しつつ、新設路側機の無線リソースの割り当てを決定する場合を示している。一方、図１３において「ＳＧ’」は、ＳＧアルゴリズムにおいて、既設路側機への割り当て無線リソース変更は許容せず、新設路側機への割り当て無線リソースを決定する場合を示している。

図１３に示すように、ＳＧでは、新設路側機があると、既設路側機も含めてリソース再割り当てを行うため、必要なリソース数は比較的少なく済むが、割り当て変化数は多くなり、割り当て変更や変更後の動作確認等の調整負荷が大きい。一方、ＶＣは、事前に、各セルに対して、予め将来を見据えたリソース割り当てを行うことで、設置密度（設置数）が少ないときでもリソース数が多くなるものの、リソース変化率が少なくなり、調整負荷が小さい。ＳＧ’は、既設路側機のリソース変更を行わないため、ＳＧよりリソース変化数は少ないが、ＶＣのように、計画的に割り当てが行えないため、路側機の設置が進んで路側機数が増加すると、必要なリソース数が増加しやすい。

このように、アルゴリズムによって、必要リソース数や割り当て変更数（調整負荷）が異なる。したがって、リソース割り当てが行われるエリアの特質にあわせてアルゴリズムを異ならせることで、エリアの特質にあった適切な無線リソース割り当てが可能である。例えば、ＳＧやＳＧ’は、設置密度が増加すると、割り当て変化数が増加するか、又は、リソース数が増加するため、路側機の設置密度が高くなる可能性のあるエリアよりも、路側機の設置密度が低いエリアに適したアルゴリズムである。つまり、相互干渉エリア（第１エリア）のように、県境付近のエリアであり、路側機の設置密度が低い場合には、ＳＧアルゴリズムが適している。

一方、ＶＣは、設置密度が増加しても、割り当て変化数が増加しないため、路側機設置密度が高くなる可能性のあるエリアに適したあるアルゴリズムである。つまり、独立エリア（第２エリア）のように、都市部を含むことが多く、路側機の設置密度が高い場合には、ＶＣアルゴリズムが適している。

なお、相互干渉エリア（県境付近エリア）であっても、設置密度が高い場合には、ＶＣアルゴリズムを使用でき、独立エリアであっても、設置密度が低い場合には、ＳＧアルゴリズムを使用できる。

［３．付記］
上記実施の形態および変形例は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１Ａ 路側機システム
１Ｂ 路側機システム
１０ 無線リソース割り当てシステム
１０Ａ 路側機
１０Ｂ 路側機
１０Ｃ 路側機
１０Ｄ 路側機
１０Ｅ 路側機
１１ 記憶部
１１ａ エリア情報
１２ 処理部
１２ａ エリア判定処理
１２ｂ 第１割り当て処理
１２ｃ 第２割り当て処理
１０１ 第１エリア
１０２ 第２エリア
１０３ 第３エリア
１０４ 第４エリア
１０５ 第６エリア
１０７ 第７エリア
１０８ 第８エリア
Ｂ 県境

Claims (11)

1. コンピュータによる対象エリア内における無線リソース割り当て方法であって、
   前記コンピュータが、前記対象エリア内に含まれる第１エリア内に設置される第１路側機に、第１無線リソースの少なくとも一部を割り当てること、
   前記コンピュータが、前記対象エリア内に含まれる第２エリア内に設置される第２路側機に、前記第１無線リソースとは異なる第２無線リソースの少なくとも一部を割り当てること、
   を含み、
   前記第１エリアは、前記対象エリアの境界に隣接し、
   前記第２エリアは、前記第１エリアに隣接し、前記第１エリアよりも前記境界から離れており、
   前記第２無線リソースは、第５エリア内に設置される第５路側機に割り当てられる第５無線リソースと共通であり、
   前記第５エリアは、前記対象エリアとは異なる機関によって管轄される対象外エリアに含まれ、前記境界から離れている
   無線リソース割り当て方法。
2. 前記対象エリアは、前記第２エリアに隣接し前記第２エリアよりも前記境界から離れている第３エリアを、更に含み、
   前記方法は、前記コンピュータが、前記第３エリア内に設置される第３路側機に、前記第１無線リソース及び前記第２無線リソースを含む無線リソースの少なくとも一部を割り当てること、を更に含む
   請求項１に記載の無線リソース割り当て方法。
3. 前記第１無線リソースは、第４エリア内に設置される第４路側機に割り当てられる第４無線リソースとは異なり、
   前記第４エリアは、前記対象エリアとは異なる機関によって管轄される対象外エリアに含まれ、前記境界に隣接する
   請求項１又は請求項２に記載の無線リソース割り当て方法。
4. 前記第２無線リソースは、前記第４無線リソースの少なくとも一部を含む
   請求項３に記載の無線リソース割り当て方法。
5. 前記第１路側機に前記第１無線リソースの少なくとも一部を割り当てることは、無線リソース割り当てのための第１アルゴリズムに基づいて行われ、
   前記第２路側機に前記第２無線リソースの少なくとも一部を割り当てることは、前記第１アルゴリズムとは異なる、無線リソース割り当てのための第２アルゴリズムに基づいて行われる
   請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の無線リソース割り当て方法。
6. 前記第１アルゴリズムは、複数の前記第１路側機の設置位置に基づいて、複数の前記第１路側機間の干渉関係を求めて、前記第１路側機に、前記第１無線リソースに含まれるどの無線リソースが割り当てられるかが決定されるアルゴリズムであり、
   前記第２アルゴリズムは、前記第２路側機が設置されるエリアを区分した複数の部分エリア毎に、前記第２無線リソースに含まれるどの無線リソースが割り当てられるかが予め決定されているアリゴリズムである
   請求項５に記載の無線リソース割り当て方法。
7. 前記第１無線リソースは、第４エリア内に設置される第４路側機に割り当てられる第４無線リソースと共通であり、
   前記第４エリアは、前記対象エリアとは異なる機関によって管轄される対象外エリアに含まれ、前記境界に隣接する
   請求項１又は２に記載の無線リソース割り当て方法。
8. 前記第１路側機に前記第１無線リソースの少なくとも一部を割り当てることは、前記第１エリア及び前記第４エリアを一つのエリアとみなして、前記第１エリア内に設置される第１路側機及び前記第４エリア内に設置される第４路側機に対する前記第１無線リソースの少なくとも一部の割り当てを、無線リソース割り当てのための第１アルゴリズムに基づいて行うことでなされ、
   前記第２路側機に前記第２無線リソースの少なくとも一部を割り当てることは、前記第１アルゴリズムとは異なる、無線リソース割り当てのための第２アルゴリズムに基づいて行われる
   請求項７に記載の無線リソース割り当て方法。
9. 路側機システムであって、
   対象エリア内に含まれる第１エリア内に設置され、第１無線リソースの少なくとも一部が割り当てられた複数の第１路側機と、
   前記対象エリア内に含まれる第２エリア内に設置され、前記第１無線リソースとは異なる第２無線リソースの少なくとも一部が割り当てられた複数の第２路側機と、
   を含み、
   前記第１エリアは、前記対象エリアの境界に隣接し、
   前記第２エリアは、前記第１エリアに隣接し、前記第１エリアよりも前記境界から離れており、
   前記第２無線リソースは、第５エリア内に設置される第５路側機に割り当てられる第５無線リソースと共通であり、
   前記第５エリアは、前記対象エリアとは異なる機関によって管轄される対象外エリアに含まれ、前記境界から離れている
   路側機システム。
10. 無線リソース割り当て方法であって、
    第１コンピュータが、第１対象エリア内に含まれる第１エリア内に設置される第１路側機に、第１無線リソースの少なくとも一部を割り当てること、
    前記第１コンピュータが、前記第１対象エリア内に含まれる第２エリア内に設置される第２路側機に、前記第１無線リソースとは異なる第２無線リソースの少なくとも一部を割り当てること、
    第２コンピュータが、第２対象エリア内に含まれる第４エリア内に設置される第４路側機に、第４無線リソースの少なくとも一部を割り当てること、
    前記第２コンピュータが、前記第２対象エリア内に含まれる第５エリア内に設置される第５路側機に、前記第４無線リソースとは異なる第５無線リソースの少なくとも一部を割り当てること、
    を含み、
    前記第１エリアは、前記第１対象エリアの境界に隣接し、
    前記第２エリアは、前記第１エリアに隣接し、前記第１エリアよりも前記境界から離れており、
    前記第２対象エリアは、前記第１対象エリアとは異なる機関によって管轄され、前記境界に隣接し、
    前記第４エリアは、前記境界に隣接し、
    前記第５エリアは、前記第４エリアに隣接し、前記第４エリアよりも前記境界から離れており、
    前記第２無線リソースは、前記第５無線リソースと共通である、
    無線リソース割り当て方法。
11. コンピュータを、
    処理部、及び、対象エリア内に含まれる第１エリア及び第２エリアの位置を示すエリア情報を記憶する記憶部として機能させるためのコンピュータプログラムであり、
    前記第１エリアは、前記対象エリアの境界に隣接し、
    前記第２エリアは、前記第１エリアに隣接し、前記第１エリアよりも前記境界から離れており、
    前記処理部は、
    路側機が設置される位置情報を取得し、
    前記エリア情報に基づいて、前記位置情報が示す前記路側機の設置位置が前記第１エリアに含まれると判定した場合、前記路側機を、第１割り当て処理の対象として決定し、
    前記エリア情報に基づいて、前記位置情報が示す前記路側機の設置位置が前記第２エリアに含まれると判定した場合、前記路側機を、第２割り当て処理の対象として決定する
    ことを含む処理を行い、
    前記第１割り当て処理は、前記第１エリア内に設置される路側機に、第１無線リソースの少なくとも一部を割り当てる処理であり、
    前記第２割り当て処理は、前記第２エリア内に設置される路側機に、前記第１無線リソースとは異なる第２無線リソースの少なくとも一部を割り当てる処理であり、
    前記第２無線リソースは、第５エリア内に設置される第５路側機に割り当てられる第５無線リソースと共通であり、
    前記第５エリアは、前記対象エリアとは異なる機関によって管轄される対象外エリアに含まれ、前記境界から離れている
    コンピュータプログラム。
    

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