JP7336732B2 - 無線通信装置、路側機および無線通信方法 - Google Patents

Description

本開示は、無線通信装置、路側機および無線通信方法に関する。

特許文献１には、指向性アンテナを列車（車両）の前方側及び後方に設置して、基地局（アクセスポイント：ＡＰ）と端末（ステーション：ＳＴＡ）との間の通信（路車間通信）を行う方法が記載されている。

一方、非特許文献２には、基地局を介さずに端末同士で通信する方法として、ＰＢＳＳ（Personal Basic Service Set）が規定されている。ＰＢＳＳでは、スケジューリングを決定する役割を行うＰＣＰ（PBSS Central Point）を、近隣の通信可能な１つ以上のＳＴＡの中から決定する。

特開２００８－２８８８２０号公報

ＩＥＥＥ８０２．１１－２０１６

本開示の非限定的な実施例は、移動物体－移動物体間通信又は路側機－移動物体間通信の無線接続成功率を向上する、改善された無線通信装置、路側機および無線通信方法の提供に資する。

本開示の一態様に係る無線通信装置は、移動物体の前方において第１の移動物体－移動物体間通信又は第１の路側機－移動物体間通信の第１接続先検出用信号をスキャンする第１無線機と、前記移動物体の後方に向けて第２の移動物体－移動物体間通信又は第２の路側機－移動物体間通信の第２接続先検出用信号を送信する第２無線機と、を備え、前記第１無線機は端末（ＳＴＡ）モードで動作し、前記第２無線機はＰＣＰ（PBSS Central Point）モード又はアクセスポイント（ＡＰ）モードで動作する。

本開示の一態様に係る路側機は、移動物体が前記路側機から遠ざかる側において第１の路側機－移動物体間通信の第１接続先検出用信号をスキャンする第１無線機と、前記移動物体が前記路側機に接近する側に向けて第２の路側機－移動物体間通信の第２接続先検出用信号を送信する第２無線機と、を備え、前記第１無線機は端末（ＳＴＡ）モードで動作し、前記第２無線機はＰＣＰ（PBSS Central Point）モード又はアクセスポイント（ＡＰ）モードで動作する。

本開示の一態様に係る移動物体の無線通信方法は、前記移動物体の前方において第１の移動物体－移動物体間通信又は第１の路側機－移動物体間通信の第１接続先検出用信号を、前記移動物体の第１無線機によって、スキャンし、前記移動物体の後方に向けて第２の移動物体－移動物体間通信又は第２の路側機－移動物体間通信の第２接続先検出用信号を、前記移動物体の第２無線機によって、送信し、前記第１無線機は端末（ＳＴＡ）モードで動作し、前記第２無線機はＰＣＰ（PBSS Central Point）モード又はアクセスポイント（ＡＰ）モードで動作する。

本開示の一態様に係る路側機の無線通信方法は、移動物体が前記路側機から遠ざかる側において第１の路側機－移動物体間通信の第１接続先検出用信号を、前記路側機の第１無線機によって、スキャンし、前記移動物体が前記路側機に接近する側に向けて第２の路側機－移動物体間通信の第２接続先検出用信号を、前記路側機の第２無線機によって、送信し、前記第１無線機は端末（ＳＴＡ）モードで動作し、前記第２無線機はＰＣＰ（PBSS Central Point）モード又はアクセスポイント（ＡＰ）モードで動作する。

なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム、または、記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

本開示の一態様によれば、移動物体－移動物体間通信又は路側機－移動物体間通信の無線接続成功率を向上できる。

本開示の一態様における更なる利点および効果は、明細書および図面から明らかにされる。かかる利点および／または効果は、いくつかの実施形態並びに明細書および図面に記載された特徴によってそれぞれ提供されるが、１つまたはそれ以上の同一の特徴を得るために必ずしも全てが提供される必要はない。

無線通信システムの構成例を示す図 無線通信システムの構成例を示す図 無線通信システムの構成例を示す図 車載機の構成例を示すブロック図 路側機の構成例を示すブロック図 車載機の動作例を示すフローチャート 車載機の動作例を示すフローチャート 車載機の動作例を示すフローチャート 路側機の動作例を示すフローチャート 路側機の動作例を示すフローチャート 路側機の動作例を示すフローチャート 車載機の設置例を示す図 車載機の設置例を示す図 路側機の設置例を示す図 路側機の設置例を示す図 車載機の構成の変形例を示すブロック図 車載機の構成の変形例を示すブロック図 車載機の構成の変形例を示すブロック図

以下、図面を適宜参照して、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために、提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。

また、各図面において、共通の構成要素には同一の符号が付される。また、同種の要素を区別して説明する場合には、「車両１０Ａ」、「車両１０Ｂ」のように参照符号を使用し、同種の要素を区別しないで説明する場合には、「車両１０」のように参照符号のうちの共通番号を使用することがある。なお、「車両」は、「移動物体」あるいは「モビリティ」と呼んでもよい。

周囲の交通状況が時々刻々と変化するような交差点付近や混雑した複数車線における無線通信では、車車間又は路車間の通信が成功する範囲が最適化されるＰＣＰを、迅速かつ効率的に決定することは難しい。

例えば、決定したＰＣＰの通信圏外に位置する車載機は、ＰＣＰを発見できないため、車車間又は路車間の通信確立に失敗し易い。

一例として、同じ方向へ走行する３台の車載機の車車間通信について検討する。先頭の第１車載機が後続の第２車載機と通信可能な場合に、一例として、先頭の第１車載機がＰＣＰに決定される。ここで、第２車載機の後方から第３車載機が第２車載機に接近して車車間通信を試みる。しかし、第３車載機が第１車載機の通信圏外である場合、ＰＣＰである第１車載機を発見できないため、第１車載機および第２車載機が属するＰＢＳＳへの参加に失敗する可能性が高い。

別の一例として、基地局をＰＣＰとする方法が考えられる。例えば、１台の路側機に向かって、２台の車載機が走行する場合について検討する。路側機と、路側機に向かう先頭の第１車載機と、が互いに通信可能な場合、一例として、路側機がＰＣＰに決定される。

ここで、第２車載機が第１の車載機の後方から第１の車載機に接近して車車間通信を試みる。しかし、上述した３台の車載機の車車間通信と同様に、第２車載機が路側機の通信圏外である場合、第２車載機は、ＰＣＰに決定された路側機を発見できないため、路側機および第１車載機が属するＰＢＳＳへの参加に失敗する可能性が高い。

このように、ＰＣＰをどの車載機又は路側機に決定（又は選択）するかによって、ＰＢＳＳへの参加に成功する無線機、および、ＰＢＳＳへの参加に失敗する無線機が変わり得る。そのため、周囲の交通状況が時々刻々と変化するような道路環境において、ＰＣＰを決定することは現実的ではない。

以下に説明する実施の形態では、車車間通信（移動物体－移動物体間通信）又は路車間通信（路側機－移動物体間通信）の無線接続成功率を向上する技術について説明する。なお、以下の説明において、車車間通信は「Ｖ２Ｖ（vehicle-to-vehicle）通信」、路車間通信は「Ｖ２Ｉ（vehicle-to-infrastructure）通信」又は「Ｉ２Ｖ（infrastructure-to-vehicle）通信」とそれぞれ表記されることがある。

（実施の形態１）
図１、図２、及び、図３は、実施の形態１に係る無線通信システムの構成の一例を示す図である。図１には、車車間通信に着目した通信態様の一例が示され、図２には、車車間通信及び路車間通信に着目した通信態様の一例が示される。また、図３には、路車間通信に着目した通信態様の一例が示される。

なお、図１、図２、及び、図３に例示した通信態様は、同一の無線通信システムにおける通信態様と捉えてもよいし、一部又は全部が異なる無線通信システムにおける通信態様と捉えてもよい。

図１には、例えば、３台の車両１０Ａ、１０Ｂおよび１０Ｃのそれぞれに搭載された無線通信装置（車載機）１００ａ、１００ｂおよび１００ｃが示される。図１において、３台の車両１０Ａ、１０Ｂおよび１０Ｃは、同じ方向（例えば図１の紙面右方向）に走行している。なお、「車載機」は、「ＯＢＵ」（on-board unit）と称されることもある。なお、「車両」は、「移動物体」あるいは「モビリティ」と呼んでもよい。

先頭車両１０Ａの車載機１００ａは、後続車両１０Ｂが車載機１００ａの通信エリア内に位置する場合に、車両１０Ｂの車載機１００ｂと通信（車車間通信、移動物体間通信）する。

同様に、車両１０Ｂの車載機１００ｂは、後続車両１０Ｃが車載機１００ｂの通信エリア内に位置する場合に、車両１０Ｃの車載機１００ｃと通信（車車間通信）する。

なお、車両１０Ａと車両１０Ｃとの間に位置する車両１０Ｂ（車載機１００ｂ）は、先行車両１０Ａ（車載機１００ａ）および後続車両１０Ｃ（車載機１００ｃ）とそれぞれ個別の通信を行う場合もあるし、先行車両１０Ａ（車載機１００ａ）と後続車両１０Ｃ（車載機１００ｃ）との間の通信を中継（リレー又はフォワード）する場合もある。後者のリレー通信を含む車車間通信は、「Ｖ２Ｖ２Ｖ通信」と表記されることがある。

一方、図２には、例えば、２台の車両１０Ｂおよび１０Ｃのそれぞれに搭載された無線通信装置（車載機）１００ｂおよび１００ｃと、１台の路側機２００と、が示される。図２において、２台の車両１０Ｂおよび１０Ｃは、同じ方向（例えば、路側機２００に接近する方向）に走行している。

なお、「路側機」は、「ＲＳＵ」（roadside unit）あるいは「ＩＴＳスポット」と称されることもある。「ＩＴＳ」は、「intelligent transport sysytems」の略記である。路側機２００は、例えば、路肩の道路設備（インフラストラクチャ）に配備される。

図２において、路側機２００は、車両１０Ｂの車載機１００ｂが路側機２００の通信エリア内に位置する場合に、当該車載機１００ｂと通信（路車間通信）する。また、車両１０Ｂの車載機１００ｂは、後続車両１０Ｃが車載機１００ｂの通信エリア内に位置する場合に、車両１０Ｃの車載機１００ｃと通信（車車間通信）する。

図２において、車両１０Ｂの車載機１００ｂは、路側機２００および車両１０Ｃの車載機１００ｃとそれぞれ個別の通信を行う場合もあるし、路側機２００と車載機１００ｃとの間の通信を中継（リレー又はフォワード）する場合もある。後者のリレー通信は、「Ｉ２Ｖ２Ｖ通信」、あるいは「Ｖ２Ｖ２Ｉ通信」と表記されることがある。

図１又は図２に例示した車車間通信又は路車間通信には、例えば、指向性を有するミリ波帯の電波が用いられてよい。非限定的な一例として、各車載機１００ａ，１００ｂ、１００ｃ、および、路側機２００には、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｄあるいはＩＥＥＥ８０２．１１ａｙに準拠したミリ波帯無線機が適用されてよい。「車載機」および「路側機」を区別しない場合、「無線機」と総称することがある。

また、図１において、車載機１００の台数は、３台に限られず、２台であってもよいし4台以上であってもよい。一方、図２において、車載機１００の台数は、２台に限られず、３台以上であってもよい。更に、図２において、路側機２００の台数は、１台に限られず、２台以上であってもよい。

車載機１００は、例えば図４にて後述するように、ＳＴＡモードにて動作（又は無線通信）するＳＴＡ無線機（無線機）１０１と、ＰＣＰモード又はＡＰモードにて動作（又は無線通信）するＰＣＰ／ＡＰ通信装置（無線機）１０２と、を備える。

図１及び図２に例示したように、ＳＴＡ無線機１０１は、車両１０の前方に無線電波を放射する向きで車両１０に取り付けられ、ＰＣＰ／ＡＰ無線機１０２は、車両１０の後方に無線電波を放射する向きで車両１０に取り付けられる。

ＳＴＡ無線機１０１は、前方に位置する先行車両１０ＡのＰＣＰ／ＡＰ無線機１０２を発見した場合に、車両１０ＡのＰＣＰ／ＡＰ無線機１０２と無線接続する。なお、ＳＴＡ無線機１０１は、例えば、ＰＣＰ／ＡＰ無線機１０２が周期的に送信するビーコン信号（発信信号）を受信することによって、ＰＣＰ／ＡＰ無線機１０２を発見する。「ビーコン信号」は、車車間通信又は路車間通信の接続先検出用信号の一例である（以降において同じ）。

例えば図１において、車両１０Ｃは、ＳＴＡ無線機１０１によって、先行車両１０ＢのＰＣＰ／ＡＰ無線機１０２が送信したビーコン信号を受信した場合、先行車両１０ＢのＰＣＰ／ＡＰ無線機１０２と無線接続（無線リンク）を確立する。

同様に、車両１０Ｂは、ＳＴＡ無線機１０１によって、先行車両１０ＡのＰＣＰ／ＡＰ無線機１０２が送信したビーコン信号を受信した場合、先行車両１０ＡのＰＣＰ／ＡＰ無線機１０２と無線接続（無線リンク）を確立する。図２に例示した車載機１００ｂと車載機１００ｃとの間の車車間通信についても同様であり、後続車両１０のＳＴＡ無線機１０１と先行車両１０のＰＣＰ／ＡＰ無線機１０２との間で無線リンクが確立される。

図１において想定されるサービスの非限定的な一例としては、上りリンク（ＵＬ）又は下りリンク（ＤＬ）のリレー通信（Ｖ２Ｖ２Ｖ）を用いたサービス、および、１対１のＶ２Ｖ通信を用いたサービスが挙げられる。

リレー通信を用いたサービスの一例としては、車両１０Ａ～１０Ｃが隊列走行している場合に、先頭車両１０Ａが備えるカメラによって撮影された画像データ（静止画又は動画像）を後続の車両１０Ｂ及び１０Ｃに、順次、ＤＬ伝送するサービスが想定される。あるいは、逆に、最後尾の車両１０Ｃが備えるカメラによって撮影された画像データを先行する車両１０Ｂ及び１０Ａに、順次、ＵＬ伝送するサービスが想定される。

一方、１対１のＶ２Ｖ通信を用いたサービスの一例としては、先行車両１０が取得した情報（例えば、各種センサによって取得された情報や上述した画像データ）を後続車両１０にＤＬ伝送するサービスが想定される。あるいは、逆に、後続車両１０が取得した情報（例えば、各種センサによって取得された情報や上述した画像データ）を先行車両１０にＵＬ伝送するサービスが想定される。

図２において、路側機２００は、例えば図５にて後述するように、ＳＴＡモードにて動作（又は無線通信）するＳＴＡ無線機（無線機）２０１と、ＰＣＰモード又はＡＰモードにて動作（又は無線通信）するＰＣＰ／ＡＰ通信装置（無線機）２０２と、を備える。

図２に例示したように、路側機２００のＳＴＡ無線機２０１は、例えば、走行中の車両１０が当該路側機２００から遠ざかる側に向けて無線電波を放射する。これにより、走行中の車両１０が当該路側機２００から遠ざかる側に、通信エリア＃１が形成される。

路側機２００のＰＣＰ／ＡＰ無線機２０２は、例えば、走行中の車両１０が当該路側機２００に接近する側に向けて無線電波を放射する。これにより、走行中の車両１０が当該路側機２００に接近する側に、通信エリア＃２が形成される。

したがって、図２において、路側機２００に接近する車両１０Ｂは、通信エリア＃１に進入し、ＳＴＡ無線機２０１によって、ＰＣＰ／ＡＰ無線機２０２が送信したビーコン信号を受信した場合、当該ＰＣＰ／ＡＰ無線機２０２と無線リンクを確立する。

図２において想定されるサービスの非限定的な一例としては、ＵＬ又はＤＬのリレー通信（Ｉ２Ｖ２Ｖ）を用いたサービス、および、１対１のＩ２Ｖ通信又はＶ２Ｖ通信を用いたサービスが挙げられる。

リレー通信を用いたサービスの一例としては、路側機２００が取得した情報（例えば、道路交通情報）を、車両１０Ｂ及び１０Ｃに、順次、ＤＬ伝送するサービスが想定される。路側機２００が取得した情報には、例えば、テキストデータ、音声データ、及び／又は、画像データが含まれてよい。

画像データの一例としては、交差点に設置された路側機２００が備えるカメラによって交差点の現況を撮影した画像データ（静止画又は動画像）が挙げられる。例えば、交差点の現況を示す画像データを、ＤＬのリレー通信によって、交差点に接近する車両１０に知らせるサービスが想定される。

また、リレー通信を用いたサービスの他の一例としては、車両１０Ｃが取得した情報を、車両１０Ｂ及び路側機２００に、順次、ＵＬ伝送するサービスが想定される。車両１０が取得した情報には、例えば、テキストデータ、音声データ、及び／又は、画像データが含まれてよい。

例えば、車載センサによって取得された、車両１０の運転状態あるいは走行状態を示す情報や、車載カメラによって撮影された画像データがＵＬ伝送されてよい。ＵＬのリレー通信によって、例えば、自動運転によって隊列走行する複数の車両１０の運転状態（速度や操舵角）を個々の車両１０が自律的に制御できる。

一方、１対１のＩ２Ｖ通信を用いたサービスの一例としては、車両１０が取得した情報（例えば、各種センサによって取得された情報や画像データ）を路側機２００にＤＬ伝送するサービスが想定される。あるいは、逆に、後続車両１０が取得した情報（例えば、各種センサによって取得された情報や画像データ）を路側機２００にＵＬ伝送するサービスが想定される。

次に、例えば図３に示したように、車両１０Ａが路側機２００を通り過ぎた場合について検討する。

車両１０Ａが、通信エリア＃１に進入した後、路側機２００を通り過ぎて、通信エリア＃２に進入した場合、路側機２００は、ＳＴＡ無線機２０１によって、車両１０ＡのＰＣＰ／ＡＰ無線機１０２と無線リンクを確立する。

例えば、ＳＴＡ無線機２０１は、車両１０ＡのＰＣＰ／ＡＰ無線機１０２が送信したビーコン信号を受信することによって車両１０ＡのＰＣＰ／ＡＰ無線機１０２と無線リンクを確立する。

したがって、車両１０Ａは、通信エリア＃１に進入した後、路側機２００を通り過ぎても、通信エリア＃２を離脱するまでは通信を継続できる。よって、車両１０に対する通信エリアを実質的に拡大でき、通信継続時間を長くできる。通信継続時間を長くできるため、無線通信システムにおけるトータルの伝送量を増加できる。

一方、図３において、車両１０Ｂが路側機２００に接近して通信エリア＃２に進入した場合、路側機２００は、ＰＣＰ／ＡＰ無線機２０２によって、車両１０ＢのＳＴＡ無線機１０１と無線リンクを確立する。

例えば、車両１０Ｂは、路側機２００の通信エリア＃２に進入することによって路側機２００のＰＣＰ／ＡＰ無線機２０２が送信したビーコン信号をＳＴＡ無線機１０１によって受信する。

ビーコン信号の受信により、車両１０ＢのＳＴＡ無線機２０２は、路側機２００（ＰＣＰ／ＡＰ無線機２０２）を発見し、路側機２００のＰＣＰ／ＡＰ無線機２０２と無線リンクを確立する。

以上のように、車載機１００は、先行車両１０又は路側機２００とは、ＳＴＡ無線機１０１によって、先行車両１０のＰＣＰ／ＡＰ無線機１０２又は路側機２００のＰＣＰ／ＡＰ無線機２０２と無線リンクを確立する。

また、車載機１００は、後続車両１０又は路側機２００とは、ＰＣＰ／ＡＰ無線機１０２によって、後続車両１０のＳＴＡ無線機１０１又は路側機２００のＳＴＡ無線機２０１と無線リンクを確立する。

なお、図３において、路側機２００は、先行車両１０Ａの車載機１００ａと、後続車両１０Ｂの車載機１００ｂと、の間の通信を中継（リレー又はフォワード）してもよい。このようなリレー通信は、「Ｖ２ＩＶ２通信」と表記されてよい。

（車載機１００の構成）
次に、車載機１００の構成の一例について説明する。図４は、実施の形態１に係る車載機１００の構成の一例を示すブロック図である。

図４に示したように、車載機１００は、例えば、ＳＴＡモードにて動作する無線通信装置（ＳＴＡ無線機）１０１、ＰＣＰモード又はＡＰモードにて動作する無線通信装置（ＰＣＰ／ＡＰ無線機）１０２、及び、制御装置１０３を備える。

ＳＴＡ無線機１０１は、他の車両（例えば先行車両）１０に搭載されたＰＣＰ／ＡＰ無線機１０２、または路側機２００に搭載されたＰＣＰ／ＡＰ無線機２０２（図５参照）と接続して無線通信（車車間通信又は路車間通信）を行う。

ＰＣＰ／ＡＰ無線機１０２は、他の車両（例えば後続車両）１０に搭載されたＳＴＡ無線機１０１、または路側機２００に搭載されたＳＴＡ無線機２０１（図５参照）と接続して無線通信（車車間通信又は路車間通信）を行う。

ＳＴＡ無線機１０１及びＰＣＰ／ＡＰ無線機１０２は、それぞれ、車載機１００における第１無線機及び第２無線機の一例である。

制御装置１０３は、例えば、ＳＴＡ無線機１０１及びＰＣＰ／ＡＰ無線機１０２による無線通信を制御する。この無線通信の制御には、例示的に、ビームフォーミング、及び、ビームフォーミングによる指向性ビームのスイープ制御が含まれてよい。指向性ビームのスイープ制御には、例示的に、仰角方向のスイープ制御が含まれてよい。

制御装置１０３は、車両１０に搭載された１つ又は複数の車載機器に接続されてよい。車載機器の一例としては、センサ、ＣＰＵ（central processing unit）、ＥＣＵ（electronic control unit）、メモリ、及び、ストレージが挙げられる。一例として、図４には、車両１０に搭載されたセンサ（車載センサ）１１１及びＣＰＵ１１２に、制御装置１０３が接続されている。

ＣＰＵ１１２は、例えば制御装置１０３と協働して、ＳＴＡ無線機１０１及びＰＣＰ／ＡＰ無線機１０２の通信動作を制御してよい。

ＣＰＵ１１２に接続されたメモリ１１３は、例えば、車両１０の運転を制御するためのデータや、ＳＴＡ無線機１０１及びＰＣＰ／ＡＰ無線機１０２の通信動作を制御するためのデータを記憶する。メモリ１１３には、例えば、ＳＴＡ無線機１０１及びＰＣＰ／ＡＰ無線機１０２の通信によって受信（取得）した情報やデータが記憶されてもよい。

ＳＴＡ無線機１０１とＰＣＰ／ＡＰ無線機１０２との間の情報やデータの送受信は、例示的に、制御装置１０３を介して行われる。そのため、制御装置１０３は、レイヤ２（Ｌ２）スイッチ、レイヤ３（Ｌ３）スイッチ、又は、ルータを含んでよい。また、制御装置１０３には、アプリケーションレイヤにおけるデータ交換を行うためのＣＰＵが含まれてもよい。

センサ１１１には、例えば、カメラ、レーダ、ＬｉＤＡＲ（light detection and ranging）、ソナー、超音波センサ、ＧＮＳＳ（global navigation satellite system）、及び、ＧＰＳ（global positioning system）の少なくとも１つが適用されてよい。

（路側機２００の構成）
次に、路側機２００の構成の一例について説明する。図５は、実施の形態１に係る路側機２００の構成の一例を示すブロック図である。

図５に示したように、路側機２００は、例えば、ＳＴＡモードにて動作する無線通信装置（ＳＴＡ無線機）２０１、ＰＣＰモード又はＡＰモードにて動作する無線通信装置（ＰＣＰ／ＡＰ無線機）２０２、制御装置２０３、及び、通信装置２１０を備える。

ＳＴＡ無線機２０１は、図２にて既述のとおり、通信エリア＃１を形成し、通信エリア＃１内に位置する車両１０のＰＣＰ／ＡＰ無線機１０２と接続して無線通信（路車間通信）を行う。

ＰＣＰ／ＡＰ無線機２０２は、図２にて既述のとおり、通信エリア＃２を形成し、通信エリア＃２内に位置する車両１０のＳＴＡ無線機１０１と接続して無線通信（路車間通信）を行う。

ＳＴＡ無線機２０１及びＰＣＰ／ＡＰ無線機２０２は、それぞれ、路側機２００における第１無線機及び第２無線機の一例である。

通信装置２１０は、例えば、インターネットのような外部ネットワークと通信する。通信装置２１０と外部ネットワークとの接続は、有線でもよいし無線でもよい。なお、有線接続の場合には、通信装置２１０を用いずに、制御装置２０３に外部ネットワークが接続されてもよい。別言すると、制御装置２０３には、有線接続のためのインタフェース（ＩＦ）が備えられてよい。

制御装置２０３は、例えば、ＳＴＡ無線機２０１及びＰＣＰ／ＡＰ無線機２０２による無線通信を制御する。この無線通信の制御には、ビームフォーミング、及び、ビームフォーミングによる指向性ビームのスイープ制御が含まれてよい。指向性ビームのスイープ制御には、例示的に、仰角方向のスイープ制御が含まれてよい。

制御装置２０３は、路側機２００に搭載された１つ又は複数の機器に接続されてよい。路側機２００に搭載された機器の一例としては、センサ、ＣＰＵ、メモリ、及び、ストレージが挙げられる。一例として、図５には、路側機２００に搭載されたセンサ２１１及びＣＰＵ２１２に、制御装置２０３が接続されている。

ＣＰＵ２１２は、例えば制御装置２０３と協働して、ＳＴＡ無線機２０１、ＰＣＰ／ＡＰ無線機２０２及び通信装置２１０の通信動作を制御してよい。

ＣＰＵ２１２に接続されたメモリ２１３は、例えば、路側機２００の動作を制御するためのデータや、ＳＴＡ無線機２０１、ＰＣＰ／ＡＰ無線機２０２、及び、通信装置２１０の通信動作を制御するためのデータを記憶する。メモリ２１３には、例えば、ＳＴＡ無線機２０１、ＰＣＰ／ＡＰ無線機２０２、及び、通信装置２１０の通信によって受信（取得）した情報やデータが記憶されてもよい。

ＳＴＡ無線機２０１、ＰＣＰ／ＡＰ無線機２０２、及び、通信装置２１０の間の情報やデータの送受信は、例示的に、制御装置２０３を介して行われる。そのため、制御装置２０３は、Ｌ２スイッチ、Ｌ３スイッチ、又は、ルータを含んでよい。また、制御装置２０３には、アプリケーションレイヤにおけるデータ交換を行うためのＣＰＵが含まれてもよい。

センサ２１１には、例えば、カメラ、レーダ、ＬｉＤＡＲ、ソナー、超音波センサ、ＧＮＳＳ、及び、ＧＰＳの少なくとも１つが適用されてよい。

なお、上述した車載機１００及び路側機２００の構成において、「ＰＣＰ／ＡＰ無線機」は「基地局」に読み替えられてよく、「ＳＴＡ無線機」は「端末」に読み替えられてよい。

（動作例）
次に、車載機１００の動作例および路側機２００の動作例を項目別に説明する。

（車載機１００の動作例）
図６Ａ、図６Ｂ、及び、図６Ｃは、実施の形態１に係る車載機１００の動作の一例を示すフローチャートである。図６Ａ～図６Ｃには、例示的に、図１及び図２に示した車両１０Ｂに搭載された車載機１００ｂの動作例が示される。

例えば、図６Ａには、図１及び図２において、車両１０Ｂの車載機１００ｂが、後続車両１０Ｃの車載機１００ｃと１対１通信（Ｖ２Ｖ通信）する場合の動作例が示される。

図６Ｂには、図２において、車両１０Ｂの車載機１００ｂが、路側機２００と１対１通信（Ｖ２Ｉ通信）する場合、あるいは図１及び図２において、先行車両１０Ａの車載機１００ａと１対１通信（Ｖ２Ｖ通信）する場合の動作例が示される。

図６Ｃには、図２において、車両１０Ｂの車載機１００ｂが、路側機２００と後続車両１０Ｃの車載機１００ｃとの間の通信をリレーする場合（Ｉ２Ｖ２Ｖ通信）、あるいは図１において先行車両１０Ａの車載機１００ａと後続車両１０Ｃの車載機１００ｃとの間の通信をリレーする場合（Ｖ２Ｖ２Ｖ通信）の動作例が示される。

（Ｖ２Ｖ通信；図６Ａ）
図６Ａに示すように、Ｓ１００１において、車両１０Ｂの車載機１００ｂは、車両１０Ｂの後方に向けて設置されたＰＣＰ／ＡＰ無線機１０２を起動する。ＰＣＰ／ＡＰ無線機１０２は、起動後に、無線電波、例えばビーコン信号を周期的に送信する。ビーコン信号の送信周期は、非限定的な一例として、約１００ｍｓである。

Ｓ１００２において、車載機１００ｂは、例えば制御装置１０３において、後続車両１０Ｃの車載機１００ｃとの接続確立後に提供するサービス（又はアプリケーション）を起動する。サービスの起動により、ＰＣＰ／ＡＰ無線機１０２は、後続車両１０Ｃからの接続（サービス）要求の待ち受け状態となる。

例えば、車両１０Ｂの車載機１００ｂは、Ｓ１００３において、後続車両１０Ｃ（ＳＴＡ無線機１０１）から接続要求が受信されるか否かを監視する。後続車両１０Ｃから接続要求が受信されない場合（Ｓ１００３のＮｏ）、車載機１００ｂは、接続要求の受信監視を継続する。

一方、後続車両１０Ｃから接続要求が受信された場合（Ｓ１００３のＹｅｓ）、車載機１００ｂは、接続要求を受け入れ、Ｓ１００４において、後続車両１０Ｃ（ＳＴＡ無線機１０１）と無線接続を確立する。

なお、図６Ａに示したように、上述したＳ１００１からＳ１００４までの処理を、便宜的に、Ｓ１１０１と表記する。

無線接続の確立後、車載機１００ｂは、Ｓ１００４ａにおいて、車両１０ＢがＶ２Ｖ通信によって提供可能なサービスのリスト（以下「サービス候補リスト」と称することがある）を後続車両１０Ｃへ送信する。サービス候補リストには、少なくとも１つのサービスが含まれる。サービス候補リストの送信後、車載機１００ｂは、送信したサービス候補リストに含まれる、少なくとも１つのＤＬのＶ２Ｖ通信によるサービスを開始する。

ここで、「サービス」の「開始」とは、例えば、サービスの提供に関する要求（以下「サービス要求」と称することがある）があれば、要求に応じたサービスを提供できる状態にあること、別言すると、サービス要求の待ち受けを開始すること、を意味する。サービスの提供とは、例えば、サービスに応じた情報やデータの伝送を意味すると捉えてよい。

なお、Ｓ１００４での無線接続が確立した後、後続車両１０Ｃの車載機１００ｃ（ＳＴＡ無線機１０１）が車両１０Ｂの車載機１００ｂ（ＰＣＰ／ＡＰ無線機１０２）へ、サービス候補リストを送信してもよい。この場合、ＵＬのＶ２Ｖ通信によるサービスが開始される。

Ｖ２Ｖ通信によるサービスの非限定的な一例としては、安全運転支援システムに関するサービス、センサデータの共有サービス、ドライブレコーダ及び車載カメラによる映像配信サービスが挙げられる。

なお、図６Ａに示した動作例は、車載機１００ａと車載機１００ｂとのＶ２Ｖ通信に適用されてもよい。例えば、図６Ａにより上述した動作例において、車載機１００ｂ及び車載機１００ｃは、それぞれ、車載機１００ａ及び車載機１００ｂに読み替えられてよい。別言すると、図６Ａにより上述した動作例は、３台以上の車載機１００が互いの通信エリア内に位置する場合に、何れの車両１０間のＶ２Ｖ通信に適用されてもよい。

（Ｖ２Ｉ通信又はＶ２Ｖ通信）
次に、図６Ｂの動作例について説明する。図６Ｂに示すように、Ｓ１００５において、車両１０Ｂの車載機１００ｂは、車両１０Ｂの前方に向けて設置されたＳＴＡ無線機１０１を起動する。

なお、車両１０Ｂにおいて、ＳＴＡ無線機１０１とＰＣＰ／ＡＰ無線機１０２とは、何れが先に起動されてもよいし、並行して起動されてもよい。別言すると、図６Ａの処理Ｓ１００１と図６Ｂの処理Ｓ１００５とは、何れが先に実行されてもよいし、並行して実行されてもよい。

ＳＴＡ無線機１０１の起動後、車載機１００ｂは、Ｓ１００６において、ＳＴＡ無線機１０１によって無線電波のスキャンを開始して、路側機２００又は他の車両１０（例えば先行車両１０Ａ）がＰＣＰ／ＡＰモードにて周期的に送信するビーコン信号を探索する。

例えば、車載機１００ｂは、Ｓ１００７において、ビーコン信号が受信されたか否かを監視する。ビーコン信号が受信されない場合（Ｓ１００７のＮｏ）、車載機１００ｂは、ビーコン信号が受信されるまで、別言すると、ビーコン信号の送信元無線機（以下「ビーコン送信元無線機」と略称することがある）を発見できるまでスキャンを繰り返す。

ビーコン信号が受信された場合（Ｓ１００７のＹｅｓ）、Ｓ１００８において、車載機１００ｂは、発見したビーコン送信元無線機と無線接続を確立する。このビーコン送信元無線機は、例えば、路側機２００のＰＣＰ／ＡＰ無線機２０２、あるいは先行車両１０Ａの車載機１００ａにおけるＰＣＰ／ＡＰ無線機１０２である。

なお、Ｓ１００７において、車両１０Ｂの周囲の状況によっては、車載機１００ｂにおいて、複数のビーコン送信元無線機を発見できることがある。複数のビーコン送信元無線機が発見された場合、車載機１００ｂは、例えば、受信信号品質の高いビーコン信号の送信元無線機を接続先に選択、決定してよい。あるいは、接続先（路側機２００又は車載機１００）は、例えば、ユーザによって選択、決定されてもよい。複数の接続先候補（例えば、複数の車載機）が存在する場合には、特定の車載機がユーザによって選択、決定されてよい。ユーザによる接続先の選択、決定は、例えば、車両１０Ｂの乗員による制御装置１０３に対する接続先の選択操作入力を介して行われてよい。

なお、「受信信号品質」の一例としては、ＳＮＲ（Signal Noise Ratio）、及び、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indication, Received Signal Strength Indicator）が挙げられる。

車載機１００ｂは、発見したビーコン送信元無線機との無線接続確立後、Ｓ１００９において、接続先の路側機２００または先行車両１０Ａから当該接続先が提供可能なサービス候補リストを受信する。このサービス候補リストには、少なくとも１つのサービスが含まれる。

なお、図６Ｂに示したように、Ｓ１００５からＳ１００９までの処理を、便宜的に、Ｓ１１０２と表記する。

サービス候補リストを受信した後、車載機１００ｂは、Ｓ１００９ａにおいて、接続先から受信したサービス候補リストの中から少なくとも１つのサービスを選択し、選択したサービスの利用を開始する。この場合、ＤＬのＶ２Ｉ通信又はＶ２Ｖ通信によるサービスが開始される。

なお、サービス候補リストにおけるサービスの選択は、例えば、制御装置１０３において、所定の選択基準あるいは選択規則に従って自律的に行われてもよいし、車両１０Ｂの乗員（例えばドライバー）のサービス候補リストに対する手動の選択操作を介して行われてもよい。選択基準あるいは選択規則は、例えば、車両１０Ｂの乗員によって制御装置１０３に対して予め入力、設定されてよい。

なお、Ｓ１００８での無線接続が確立した後、車両１０Ｂの車載機１００ｂ（ＳＴＡ無線機１０１）が、路側機２００（ＰＣＰ／ＡＰ無線機２０２）、あるいは先行車両１０の車載機１００（ＰＣＰ／ＡＰ無線機１０２）へサービス候補リストを送信してもよい。この場合、ＵＬのＶ２Ｉ通信又はＶ２Ｖ通信によるサービスが開始される。

Ｖ２Ｉ通信によるサービスの非限定的な一例としては、インターネット接続サービス、ＥＴＣ（electric toll collection）を用いた自動料金支払いサービス、安全運転支援システムに関するサービス、センサデータ共有サービス、ソフトウェアやファームウェアの更新サービス、マップ配信サービス、監視カメラ及び路側カメラによる映像配信サービス、及び、交通情報配信サービスが挙げられる。

（リレー通信；図６Ｃ）
次に、リレー通信の動作例について図６Ｃを参照して説明する。図６Ｃに示したように、リレー通信では、例えばＳ１１０１（図６Ａ参照）及びＳ１１０２（図６Ｂ参照）が実行される。Ｓ１１０１及びＳ１１０２は何れが先に実行されてもよいし、並行して実行されてもよい。

Ｓ１０１０において、車載機１００ｂは、図６ＢのＳ１００９で受信したサービス候補リストの中に、後続車両１０Ｃ（車載機１００ｃ）へリレー（又はフォワード）可能なサービスが含まれているか否かを判断する。

後続車両１０Ｃ（車載機１００ｃ）へリレー（又はフォワード）可能なサービスが含まれている場合（Ｓ１０１０のＹｅｓ）、車載機１００ｂは、Ｓ１０１１において、リレー通信によるサービス（以下「リレーサービス」と称することがある）のリストを後続車両１０Ｃへ送信する。リストの送信後、車載機１００ｂは、送信したリストに含まれる、少なくとも１つのＤＬのＩ２Ｖ２Ｖ通信又はＶ２Ｖ２Ｖ通信によるサービスを開始する。

一方、後続車両１０Ｃ（車載機１００ｃ）へリレー（又はフォワード）可能なサービスが含まれない場合（Ｓ１０１０のＮｏ）、車載機１００ｂは、Ｓ１０１２において、例えば、車両１０から後続車両１０Ｃに提供可能なサービス候補リストを後続車両１０Ｃ（車載機１００ｃ）へ送信してよい。このサービス候補リストの送信は、図６ＡのＳ１００４ａと同等の処理と捉えてもよい。

なお、Ｓ１０１０において「Ｎｏ」の場合、車載機１００ｂは、追加的あるいは代替的に、後続車両１０Ｃ（車載機１００ｃ）へリレー（又はフォワード）可能なサービスが含まれないことを示す情報を、後続車両１０Ｃの車載機１００ｃへ送信してもよい。

リレーサービスの非限定的な一例としては、隊列走行における映像伝送サービス、及び、交差点におけるシースルー映像サービスが挙げられる。例えば、渋滞発生時や隊列走行時に、リレーサービスによって先頭車両１０からの前方カメラ映像を後続車両１０が受信することによって、後続車両１０において先頭車両１０の前方状況を確認できる。

また、例えば、最後尾の車両１０の後方カメラ映像を先行車両１０が受信することによって、最後尾の車両１０の後方状況を確認でき、安全運転の支援に繋がる。また、先行車両１０によるブロッケージの影響により、後続車両１０が路側機２００とダイレクトに無線接続を確立できない場合でも、当該後続車両１０は、先行車両１０からのリレーサービスを受けることで、路側機２００から先行車両１０に提供された情報を共有できる。

（路側機２００の動作例）
次に、図７Ａ、図７Ｂ、及び、図７Ｃのフローチャートを参照して、実施の形態１に係る路側機２００の動作の一例について説明する。

例えば、図７Ａには、図３において、路側機２００が、通信エリア＃２に位置する車両１０Ｂの車載機１００ｂと１対１通信（Ｉ２Ｖ通信）する場合の動作例が示される。

図７Ｂには、図３において、路側機２００が、通信エリア＃１に位置する車両１０Ａの車載機１００ａと１対１通信（Ｉ２Ｖ通信）する場合の動作例が示される。

図７Ｃには、図３において、路側機２００が、車両１０Ａの車載機１００ａと車両１０Ｂの車載機１００ｂとの間の通信をリレーする場合（Ｖ２Ｉ２Ｖ通信）の動作例が示される。

（Ｉ２Ｖ通信；図７Ａ）
図７Ａに示すように、路側機２００は、Ｓ２００１において、車両１０が路側機２００に接近する側に向けて設置されたＰＣＰ／ＡＰ無線機２０２を起動する。ＰＣＰ／ＡＰ無線機２０２は、起動後に、無線電波、例えばビーコン信号を周期的に送信する。ビーコン信号の送信周期は、非限定的な一例として、１００ｍｓである。これにより、車両１０が路側機２００に接近する側に、図２及び図３に示したように、通信エリア＃２が形成される。

その後、路側機２００は、例えば制御装置２０３において、通信エリア＃２内に位置する車両１０の車載機１００（例えば図２及び図３に示す車両１０Ｂの車載機１００ｂ）との接続確立後に提供するサービス（又はアプリケーション）を起動する（Ｓ２００２）。サービスの起動により、路側機２００（ＰＣＰ／ＡＰ無線機２０２）は、車両１０Ｂ（車載機１００ｂ）からの接続（サービス）要求の待ち受け状態となる。

例えば、路側機２００は、Ｓ２００３において、通信エリア＃２内に位置する車両１０Ｂの車載機１００ｂ（ＳＴＡ無線機１０１）から接続要求が受信されるか否かを監視する。車両１０Ｂから接続要求が受信されない場合（Ｓ２００３のＮｏ）、車載機１００ｂは、接続要求の受信監視を継続する。

一方、車両１０Ｂから接続要求が受信された場合（Ｓ２００３のＹｅｓ）、路側機２００は、接続要求を受け入れ、Ｓ２００４において、通信エリア＃２内に位置する車両１０Ｂの車載機１００ｂ（ＳＴＡ無線機１０１）と無線接続を確立する。

なお、図７Ａに示したように、Ｓ２００１からＳ２００４までの処理を、便宜的に、Ｓ２１０１と表記する。

無線接続の確立後、路側機２００（ＰＣＰ／ＡＰ無線機２０２）は、Ｓ２００４ａにおいて、路側機２００が路車間通信によって提供可能なサービスのリスト（サービス候補リスト）を車両１０Ｂ（車載機１００ｂ）に送信する。サービス候補リストには、少なくとも１つのサービスが含まれる。サービス候補リストの送信後、路側機２００は、送信したサービス候補リストに含まれる、少なくとも１つのＤＬのＩ２Ｖ通信によるサービスを開始する。

なお、Ｓ２００４での無線接続が確立した後、車両１０Ｂの車載機１００ｂ（ＳＴＡ無線機１０１）が路側機２００（ＰＣＰ／ＡＰ無線機２０２）へ、サービス候補リストを送信してもよい。この場合、ＵＬのＶ２Ｉ通信によるサービスが開始される。

Ｖ２Ｉ通信によるサービスの非限定的な一例としては、図６Ａにて既述のとおり、インターネット接続サービス、ＥＴＣを用いた自動料金支払いサービス、安全運転支援システムに関するサービス、センサデータ共有サービス、ソフトウェアやファームウェアの更新サービス、マップ配信サービス、監視カメラ及び路側カメラによる映像配信サービス、及び、交通情報配信サービスが挙げられる。

（Ｉ２Ｖ通信；図７Ｂ）
次に、図７Ｂを参照して、例えば図３において、路側機２００が、通信エリア＃１に位置する車両１０Ａの車載機１００ａと１対１通信（Ｉ２Ｖ通信）する場合の動作例について説明する。

図７Ｂに示すように、路側機２００は、Ｓ２００５において、車両１０が路側機２００から遠ざかる側に向けて設置されたＳＴＡ無線機２０１を起動する。ＳＴＡ無線機２０１の起動後、路側機２００は、Ｓ２００６において、ＳＴＡ無線機２０１によって無線電波のスキャンを開始して、通信エリア＃１において車両１０Ａ（車載機１００ａのＰＣＰ／ＡＰ無線機１０２）が周期的に送信するビーコン信号を探索する。

例えば、路側機２００は、Ｓ２００７において、ビーコン信号が受信されたか否かを監視する。ビーコン信号が受信されない場合（Ｓ２００７のＮｏ）、路側機２００は、ビーコン信号が受信されるまで、別言すると、ＰＣＰ／ＡＰ無線機１０２を発見できるまで、スキャンを繰り返す。

ビーコン信号が受信された場合（Ｓ２００７のＹｅｓ）、Ｓ２００８において、路側機２００は、発見したＰＣＰ／ＡＰ無線機１０２と無線接続を確立する。なお、Ｓ２００７において、通信エリア＃１の状況によっては、路側機２００において、複数のＰＣＰ／ＡＰ無線機１０２を発見できることがある。複数のＰＣＰ／ＡＰ無線機１０２が発見された場合、路側機２００は、例えば、受信信号品質の高いビーコン信号の送信元であるＰＣＰ／ＡＰ無線機１０２を接続先に選択、決定してよい。

路側機２００は、ＰＣＰ／ＡＰ無線機１０２との無線接続確立後、Ｓ２００９において、接続先のＰＣＰ／ＡＰ無線機１０２（車両１０Ａ）から車両１０Ａが提供可能なサービス候補リストを受信する。このサービス候補リストには、少なくとも１つのサービスが含まれる。

なお、図７Ｂに示したように、Ｓ２００５からＳ２００９までの処理を、便宜的に、Ｓ２１０２と表記する。

サービス候補リストを受信した後、路側機２００は、Ｓ２００９ａにおいて、車両１０Ａから受信したサービス候補リストの中から少なくとも１つのサービスを選択し、選択したサービスの利用を開始する。この場合、車両１０Ａから路側機２００へのＶ２Ｉ通信によるサービスが開始される。

なお、Ｓ２００９において路側機２００が通信エリア＃１内に位置する車両１０Ａの車載機１００ａ（ＰＣＰ／ＡＰ無線機１０２）に対して、サービス候補リストを送信し、車両１０Ａにサービスを提供してもよい。この場合は、路側機２００から車両１０ＡへのＩ２Ｖ通信によるサービスが開始される。なお、車両１０から路側機２００へのＶ２Ｉ通信は、ＵＬの路車間通信と称してもよい。また、路側機２００から車両１０へのＩ２Ｖ通信は、ＤＬの路車間通信と称してもよい。

（リレー（Ｖ２Ｉ２Ｖ）通信；図７Ｃ）
次に、リレー通信の動作例について図７Ｃを参照して説明する。図７Ｃに示したように、リレー通信では、例えばＳ２１０１（図７Ａ参照）及びＳ２１０２（図７Ｂ参照）が実行される。Ｓ２１０１及びＳ２１０２は何れが先に実行されてもよいし、並行して実行されてもよい。

路側機２００は、図７ＢのＳ２００９で受信したサービス候補リストの中に、通信エリア＃２内に位置する車両１０Ｂ（車載機１００ｂ）へリレー（又はフォワード）可能なサービスが含まれているか否かを判断する。

車両１０Ｂ（車載機１００ｂ）へリレー（又はフォワード）可能なサービスが含まれている場合（Ｓ２０１０のＹｅｓ）、路側機２００は、Ｓ２０１１において、リレー通信によるサービス（リレーサービス）のリストを車両１０Ｂへ送信する。リストの送信後、路側機２００は、送信したリストに含まれる、少なくとも１つのＶ２Ｉ２Ｖ通信によるサービスを開始する。

一方、車両１０Ｂ（車載機１００ｂ）へリレー（又はフォワード）可能なサービスが含まれない場合（Ｓ２０１０のＮｏ）、路側機２００は、Ｓ２０１２において、例えば、路車間通信によって提供可能なサービス候補リストを車両１０Ｂ（車載機１００ｂ）へ送信してよい。このサービス候補リストの送信は、図７ＡのＳ２００４ａと同等の処理と捉えてもよい。

なお、Ｓ２０１０において「Ｎｏ」の場合、路側機２００は、追加的あるいは代替的に、車両１０Ｂ（車載機１００ｂ）へリレー（又はフォワード）可能なサービスが含まれないことを示す情報を、車両１０Ｂ（車載機１００ｂ）へ送信してもよい。

Ｖ２Ｉ２Ｖ通信によるリレーサービスの非限定的な一例としては、通信エリア＃１の車両１０Ａにおいて撮影された映像データを、路側機２００が受信し、通信エリア＃２の車両１０Ｂへ送信するようなサービスが挙げられる。

ここで、路側機２００（例えば、制御装置２０３）は、車両１０Ａから受信した映像データに対し、人工知能（ＡＩ）を用いて画像認識などの処理を行った後、処理後のデータを車両１０Ｂへ送信してもよい。なお、ＡＩには、機械学習及びディープラーニングが含まれてよい。

以上のように、実施の形態１によれば、車両１０の進行方向前方において発見した車載機１００のＰＣＰ／ＡＰ無線機１０２又は路側機２００のＰＣＰ／ＡＰ無線機２０２と無線接続を確立する。

例えば、基地局（ＰＣＰ又はＡＰ）の役割を果たす車両１０（車載機１００）を周囲の交通状況の変化に応じて動的あるいは適応的に選定しなくとも、個々の車両１０が、自律的に発見した基地局として機能する車載機１００又は路側機２００と無線接続する。

したがって、車車間又は路車間の無線通信システム全体としての接続成功率を向上できる。接続成功率が向上することによって、車車間通信又は路車間通信の安定性あるいは信頼性を向上できる。

（ＳＴＡ無線機及びＰＣＰ／ＡＰ無線機の設置例）
次に、図８Ａ及び図８Ｂを参照して、車両１０における車載機１００（ＳＴＡ無線機１０１及びＰＣＰ／ＡＰ無線機１０２）の設置例について説明する。また、図９Ａ及び図９Ｂを参照して、路側機２００におけるＳＴＡ無線機２０１及びＰＣＰ／ＡＰ無線機２０２の設置例について説明する。

図１～図４に例示した車載機１００は、ＳＴＡ無線機１０１とＰＣＰ／ＡＰ無線機１０２とが１つの装置として構成され、車両１０に対して、当該車両１０の前方及び後方への無線電波の放射を阻害しない箇所（例えば、ルーフ）に一体的に設置される。１つの装置を車両１０に設置するため、設置が簡易である。

これに対し、図８Ａ及び図８Ｂに例示したように、ＳＴＡ無線機１０１とＰＣＰ／ＡＰ無線機１０２とは、個別の装置として車両１０に対して分離して設置されてもよい。

例えば、図８Ａ及び図８Ｂに例示したように、車両１０の前方へ無線電波を放射するＳＴＡ無線機１０１は、車両１０のフロント部に設置され、かつ、車両１０の後方へ無線電波を放射するＰＣＰ／ＡＰ無線機１０２は車両１０のリア部に設置されてよい。

車両１０のフロント部に対するＳＴＡ無線機１０１の取り付け位置の非限定的な一例としては、ダッシュボード、サンバイザー、前方モニタカメラの近傍、ルームミラー（バックミラー）、及び、フロントバンパーが挙げられる。

これらの取り付け候補位置の一部又は全部は、車載レーダ装置（例えば、ミリ波レーダ）の取り付け候補位置と共通するため、車載レーダ装置にＳＴＡ無線機１０１が一体化されてもよい。また、前方モニタカメラにＳＴＡ無線機１０１が一体化されてもよい。

車両１０のリア部に対するＰＣＰ／ＡＰ無線機１０２の取り付け位置の非限定的な一例としては、シャークフィン、後方モニタカメラの近傍、バックドア、及び、リアバンパーが挙げられる。後方モニタカメラにＰＣＰ／ＡＰ無線機１０２が一体化されてもよい。

上述のようにＳＴＡ無線機１０１とＰＣＰ／ＡＰ無線機１０２とを車両１０の前方及び後方に分離して設置することで、ＳＴＡ無線機１０１及びＰＣＰ／ＡＰ無線機１０２の車両１０に対する設置個所の選択肢あるいは自由度が増す。

また、ルーフに一体的に設置する場合に比して、車両１０の前方及び後方への通信距離を拡大できる。また、車体での反射波による電波干渉あるいは車体による無線電波のブロッケージを低減あるいは回避できるため、通信の安定性を向上できる。トラックあるいはバスといった大型車両の場合、一般的な小型あるいは中型の車両に比して、通信距離の拡大、あるいは通信の安定性向上といった効果を更に高めることができる。

路側機２００についても、車載機１００と同様、図９Ａ及び図９Ｂに例示したように、ＳＴＡ無線機２０１とＰＣＰ／ＡＰ無線機２０２とは、一体的に設置されてもよいし、分離して設置されてもよい。

例えば、路側機２００の種類あるいは形状によって、あるいは一体的な設置及び分離設置の何れかを選択できる。また、ＳＴＡ無線機２０１及びＰＣＰ／ＡＰ無線機２０２のサイズによって、一体的な設置及び分離設置の何れかが選択されてもよい。

例えば、路側機２００が取り付けられる道路設備（例えば、電柱、道路標識、看板など）のサイズに対して路側機２００（無線機２０１及び２０２）のサイズが小さい場合、道路設備による無線電波の反射あるいはブロッケージの影響を受け易い。

このような場合、分離設置を採用することで、無線電波の反射あるいはブロッケージの影響を低減又は回避できる。これに対して、路側機２００が取り付けられる道路設備のサイズに対して路側機２００（無線機２０１及び２０２）のサイズが大きい場合には、一体的な設置を採用することで、路側機２００の設置コストを低減できる。

（車載機及び路側機の変形例）
車載機１００は、図４に例示したように、１つの筐体に、ＳＴＡ無線機１０１及びＰＣＰ／ＡＰ無線機１０２が収容されてもよいし、例えば図１０Ａ、図１０Ｂ及び図１０Ｃに例示したように、異なる筐体に分離して収容されてもよい。

図１０Ａには、ＳＴＡ無線機１０１と制御装置１０３とが１つの筐体に収容された例が示される。図１０Ｂには、ＰＣＰ／ＡＰ無線機１０２と制御装置１０３とが１つの筐体に収容された例が示される。図１０Ｃには、ＳＴＡ無線機１０１とＰＣＰ／ＡＰ無線機１０２とが異なる（個別の、又は、分離した）筐体に収容された例が示される。制御装置１０３を、ＳＴＡ無線機１０１およびＰＣＰ／ＡＰ無線機１０２の一方又は双方とは、異なる場所に設置することができるので、設計あるいは設置の自由度が増す。例えば、既存又は新規の機器又は設備との共存又は統合を易化できる。また、熱源を空間的に分離又は分散できる（別言すると、熱源の集中を回避又は緩和できる）ため、例えば、ＳＴＡ無線機１０１、ＰＣＰ／ＡＰ無線機１０２および制御装置１０３の少なくとも１つに要求される温度環境条件を緩和できる。

なお、路側機２００についても同様である。例えば、ＳＴＡ無線機２０１と制御装置２０３とが１つの筐体に収容されてもよいし、ＰＣＰ／ＡＰ無線機２０２と制御装置２０３とが１つの筐体に収容されてもよい。

なお、上述した実施の形態１において、ＳＴＡ無線機１０１とＰＣＰ／ＡＰ無線機１０２との設置関係は逆転してもよい。例えば、ＰＣＰ／ＡＰ無線機１０２が車両１０の前方に無線電波を放射する向きで車両１０に取り付けられ、ＳＴＡ無線機１０１が、車両１０の後方に無線電波を放射する向きで車両１０に取り付けられてもよい。

路側機２００についても同様である。例えば、走行中の車両１０が路側機２００から遠ざかる側に、ＰＣＰ／ＡＰ無線機２０２による通信エリア＃２が形成され、走行中の車両１０が路側機２００に接近する側に、ＳＴＡ無線機２０１による通信エリア＃１が形成されてもよい。

また、ＳＴＡ無線機１０１（２０１）及びＰＣＰ／ＡＰ無線機１０２（２０２）は、いずれも、ＳＴＡモード及びＰＣＰ／ＡＰモードの双方をサポートした無線機であってもよい。制御装置１０３（２０３）の制御によって、動作モードが切り替えられてよい。例えば、車両１０の前進及び後退の切り替えに応じて、無線機の動作モードがＳＴＡモード及びＰＣＰ／ＡＰモードの間で切り替えられてよい。

以上の構成を用いることで、相手先の動作モードによって、接続可能な動作モードに変更できるため、接続成功率が向上し、また、進行方向が入れ替わる移動物体として、例えば、列車、新幹線、船舶、飛行機にも応用できる。

上述の実施の形態において、各構成要素に用いた「・・・部」という表記は、「・・・回路（circuitry）」、「・・・デバイス」、「・・・ユニット」、又は、「・・・モジュール」といった他の表記に置換されてもよい。

以上、図面を参照しながら実施の形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかである。そのような変更例または修正例についても、本開示の技術的範囲に属するものと了解される。また、本開示の趣旨を逸脱しない範囲において、実施の形態における各構成要素は任意に組み合わされてよい。

本開示はソフトウェア、ハードウェア、又は、ハードウェアと連携したソフトウェアで実現することが可能である。上記実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、部分的に又は全体的に、集積回路であるＬＳＩとして実現され、上記実施の形態で説明した各プロセスは、部分的に又は全体的に、一つのＬＳＩ又はＬＳＩの組み合わせによって制御されてもよい。ＬＳＩは個々のチップから構成されてもよいし、機能ブロックの一部または全てを含むように一つのチップから構成されてもよい。ＬＳＩはデータの入力と出力を備えてもよい。ＬＳＩは、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。

また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路、汎用プロセッサ又は専用プロセッサで実現してもよい。また、ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。本開示は、デジタル処理又はアナログ処理として実現されてもよい。

さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてあり得る。

本開示は、通信機能を持つあらゆる種類の装置、デバイス、システム（通信装置と総称）において実施可能である。通信装置の、非限定的な例としては、電話機（携帯電話、スマートフォン等）、タブレット、パーソナル・コンピューター（ＰＣ）（ラップトップ、デスクトップ、ノートブック等）、カメラ（デジタル・スチル／ビデオ・カメラ等）、デジタル・プレーヤー（デジタル・オーディオ／ビデオ・プレーヤー等）、着用可能なデバイス（ウェアラブル・カメラ、スマートウオッチ、トラッキングデバイス等）、ゲーム・コンソール、デジタル・ブック・リーダー、テレヘルス・テレメディシン（遠隔ヘルスケア・メディシン処方）デバイス、通信機能付きの乗り物又は移動輸送機関（自動車、飛行機、船等）、及び上述の各種装置の組み合わせがあげられる。

通信装置は、持ち運び可能又は移動可能なものに限定されず、持ち運びできない又は固定されている、あらゆる種類の装置、デバイス、システム、例えば、スマート・ホーム・デバイス（家電機器、照明機器、スマートメーター又は計測機器、コントロール・パネル等）、自動販売機、その他ＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）ネットワーク上に存在し得るあらゆる「モノ（Things）」をも含む。

通信には、セルラーシステム、無線ＬＡＮシステム、通信衛星システム等によるデータ通信に加え、これらの組み合わせによるデータ通信も含まれる。

また、通信装置には、本開示に記載される通信機能を実行する通信デバイスに接続又は連結される、コントローラやセンサー等のデバイスも含まれる。例えば、通信装置の通信機能を実行する通信デバイスが使用する制御信号やデータ信号を生成するような、コントローラやセンサーが含まれる。

また、通信装置には、上記の非限定的な各種装置と通信を行う、あるいはこれら各種装置を制御する、インフラストラクチャ設備、例えば、基地局、アクセスポイント、その他あらゆる装置、デバイス、システムが含まれる。

＜本開示のまとめ＞
本開示に係る無線通信装置は、移動物体の前方及び後方の一方において第１の移動物体－移動物体間通信又は第１の路側機－移動物体間通信の第１接続先検出用信号をスキャンする第１無線機と、前記移動物体の前方及び後方の他方に向けて第２の移動物体－移動物体間通信又は第２の路側機－移動物体間通信の第２接続先検出用信号を送信する第２無線機と、を備える。

本開示に係る無線通信装置において、前記第１無線機及び前記第２無線機は、一体的に前記移動物体に取り付けられてよい。

本開示に係る無線通信装置において、前記第１無線機及び前記第２無線機の取り付け位置は、前記移動物体のルーフであってよい。

本開示に係る無線通信装置において、前記第１無線機及び前記第２無線機は、前記移動物体のフロント部及びリア部に分離して取り付けられてよい。

本開示に係る無線通信装置において、前記フロント部は、ダッシュボード、サンバイザー、前方モニタカメラ、バックミラー、及び、フロントバンパーの少なくとも１つであってよく、前記リア部は、シャークフィン、後方モニタカメラ、バックドア、及び、リアバンパーの少なくとも１つであってよい。

本開示に係る無線通信装置は、前記第１無線機と前記第２無線機との間のデータ伝送を制御する制御装置を備えてよい。

本開示に係る無線通信装置において、前記第１の移動物体－移動物体間通信又は前記第２の移動物体－移動物体間通信は、安全運転支援システムに関するサービス、センサデータの共有サービス、並びに、ドライブレコーダ及び前記移動物体に搭載されたカメラによる映像配信サービスの少なくとも１つに関する通信であってよい。

本開示に係る無線通信装置において、前記第１の路側機－移動物体間通信又は前記第２の路側機－移動物体間通信は、インターネット接続サービス、ＥＴＣ（electric toll collection）を用いた自動料金支払いサービス、安全運転支援システムに関するサービス、センサデータ共有サービス、ソフトウェア又はファームウェアの更新サービス、マップ配信サービス、監視カメラ及び路側機に搭載されたカメラによる映像配信サービス、並びに、交通情報配信サービスの少なくとも１つに関する通信であってよい。

本開示に係る無線通信装置において、前記データ伝送は、映像伝送サービスにおけるデータの中継であってよい。

本開示に係る路側機は、移動物体が前記路側機に接近する側および前記移動物体が前記路側機から遠ざかる側の一方において第１の路側機－移動物体間通信の第１接続先検出用信号をスキャンする第１無線機と、前記移動物体が前記路側機に接近する側および前記移動物体が前記路側機から遠ざかる側の他方に向けて第２の路側機－移動物体間通信の第２接続先検出用信号を送信する第２無線機と、を備える。

本開示に係る路側機において、前記第１無線機及び前記第２無線機は、一つの筐体内に設置されてよい。

本開示に係る路側機において、前記第１無線機及び前記第２無線機は、前記移動物体が前記路側機に接近する側および前記移動物体が前記路側機から遠ざかる側に分離した２つの筐体にそれぞれ設置されてよい。

本開示に係る路側機は、前記第１無線機と前記第２無線機との間の信号伝送を制御する制御装置を備えてよい。

本開示に係る移動物体の無線通信方法は、前記移動物体の前方及び後方の一方において第１の移動物体－移動物体間通信又は第１の路側機－移動物体間通信の第１接続先検出用信号を、前記移動物体の第１の無線機によって、スキャンし、前記移動物体の前方及び後方の他方に向けて第２の移動物体－移動物体間通信又は第２の路側機－移動物体間通信の第２接続先検出用信号を、前記移動物体の第２の無線機によって、送信する。

本開示に係る路側機の無線通信方法は、移動物体が前記路側機に接近する側および前記移動物体が前記路側機から遠ざかる側の一方において第１の路側機－移動物体間通信の第１接続先検出用信号を、前記路側機の第１無線機によって、スキャンし、前記移動物体が前記路側機に接近する側および前記移動物体が前記路側機から遠ざかる側の他方に向けて第２の路側機－移動物体間通信の第２接続先検出用信号を、前記路側機の第２無線機によって、送信する。

本開示は、例えば、移動物体間又は路側機－移動物体間の無線通信に好適である。

１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ 車両
１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ 車載機
１０１ ＳＴＡ無線機
１０２ ＰＣＰ／ＡＰ無線機
１０３ 制御装置
１１１ センサ
１１２ ＣＰＵ
１１３ メモリ
２００ 路側機
２０１ ＳＴＡ無線機
２０２ ＰＣＰ／ＡＰ無線機
２０３ 制御装置
２１０ 通信装置
２１１ センサ
２１２ ＣＰＵ
２１３ メモリ

Claims (15)

1. 移動物体の前方において第１の移動物体－移動物体間通信又は第１の路側機－移動物体間通信の第１接続先検出用信号をスキャンする第１無線機と、
   前記移動物体の後方に向けて第２の移動物体－移動物体間通信又は第２の路側機－移動物体間通信の第２接続先検出用信号を送信する第２無線機と、
   を備え、
   前記第１無線機は端末（ＳＴＡ）モードで動作し、
   前記第２無線機はＰＣＰ（PBSS Central Point）モード又はアクセスポイント（ＡＰ）モードで動作する、
   無線通信装置。
2. 前記第１無線機及び前記第２無線機は、一体的に前記移動物体に取り付けられた、
   請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記第１無線機及び前記第２無線機の取り付け位置は、前記移動物体のルーフである、
   請求項２に記載の無線通信装置。
4. 前記第１無線機は、前記移動物体のフロント部に取り付けられ、
   前記第２無線機は、前記移動物体のリア部に取り付けられた、
   請求項１に記載の無線通信装置。
5. 前記フロント部は、ダッシュボード、サンバイザー、前方モニタカメラ、バックミラー、及び、フロントバンパーの少なくとも１つであり、
   前記リア部は、シャークフィン、後方モニタカメラ、バックドア、及び、リアバンパーの少なくとも１つである、
   請求項４に記載の無線通信装置。
6. 前記第１無線機と前記第２無線機との間のデータ伝送を制御する制御装置を備えた、
   請求項１から５の何れか１項に記載の無線通信装置。
7. 前記第１の移動物体－移動物体間通信又は前記第２の移動物体－移動物体間通信は、安全運転支援システムに関するサービス、センサデータの共有サービス、並びに、ドライブレコーダ及び前記移動物体に搭載されたカメラによる映像配信サービスの少なくとも１つに関する通信である、
   請求項１から６のいずれか１項に記載の無線通信装置。
8. 前記第１の路側機－移動物体間通信又は前記第２の路側機－移動物体間通信は、インターネット接続サービス、ＥＴＣ（electric toll collection）を用いた自動料金支払いサービス、安全運転支援システムに関するサービス、センサデータ共有サービス、ソフトウェア又はファームウェアの更新サービス、マップ配信サービス、監視カメラ及び路側機に搭載されたカメラによる映像配信サービス、並びに、交通情報配信サービスの少なくとも１つに関する通信である、
   請求項１から７のいずれか１項に記載の無線通信装置。
9. 前記データ伝送は、映像伝送サービスにおけるデータの中継である、
   請求項６に記載の無線通信装置。
10. 路側機であって、
    移動物体が前記路側機から遠ざかる側において第１の路側機－移動物体間通信の第１接続先検出用信号をスキャンする第１無線機と、
    前記移動物体が前記路側機に接近する側に向けて第２の路側機－移動物体間通信の第２接続先検出用信号を送信する第２無線機と、
    を備え、
    前記第１無線機は端末（ＳＴＡ）モードで動作し、
    前記第２無線機はＰＣＰ（PBSS Central Point）モード又はアクセスポイント（ＡＰ）モードで動作する、
    路側機。
11. 前記第１無線機及び前記第２無線機は、一つの筐体内に設置される、
    請求項１０に記載の路側機。
12. 前記第１無線機及び前記第２無線機は、分離した２つの筐体にそれぞれ設置され、
    前記第１無線機は、前記移動物体が前記路側機から遠ざかる側に設置され、
    前記第２無線機は、前記移動物体が前記路側機に接近する側に設置される、
    請求項１０に記載の路側機。
13. 前記第１無線機と前記第２無線機との間の信号伝送を制御する制御装置を備えた、
    請求項１０から１２の何れか１項に記載の路側機。
14. 移動物体の無線通信方法であって、
    前記移動物体の前方において第１の移動物体－移動物体間通信又は第１の路側機－移動物体間通信の第１接続先検出用信号を、前記移動物体の第１無線機によって、スキャンし、
    前記移動物体の後方に向けて第２の移動物体－移動物体間通信又は第２の路側機－移動物体間通信の第２接続先検出用信号を、前記移動物体の第２無線機によって、送信し、
    前記第１無線機は端末（ＳＴＡ）モードで動作し、
    前記第２無線機はＰＣＰ（PBSS Central Point）モード又はアクセスポイント（ＡＰ）モードで動作する、
    移動物体の無線通信方法。
15. 路側機の無線通信方法であって、
    移動物体が前記路側機から遠ざかる側において第１の路側機－移動物体間通信の第１接続先検出用信号を、前記路側機の第１無線機によって、スキャンし、
    前記移動物体が前記路側機に接近する側に向けて第２の路側機－移動物体間通信の第２接続先検出用信号を、前記路側機の第２無線機によって、送信し、
    前記第１無線機は端末（ＳＴＡ）モードで動作し、
    前記第２無線機はＰＣＰ（PBSS Central Point）モード又はアクセスポイント（ＡＰ）モードで動作する、
    路側機の無線通信方法。

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