JP7843951B2 - 通信装置、通信品質測定方法、制御回路および記憶媒体 - Google Patents

Description

本開示は、移動体通信に適用される通信装置、通信品質測定方法、制御回路および記憶媒体に関する。

鉄道をはじめとする移動体通信では、無線通信を行う通信装置を搭載する列車等の移動に伴い通信装置の位置が変化すると、無線品質および通信品質が変動する。また、通信装置の位置が変化しない場合であっても、周辺環境の変化、他の通信装置の通信の影響などにより、無線品質および通信品質が変動することがある。このため、通信装置は、無線品質および通信品質の測定を適宜行い、例えば、通信品質の低下を検出した場合には通信品質を回復させるための処理を行う。

通信装置は、対向する通信装置との間で、測定用のパケットを送受信することで伝送遅延やスループット、パケットロス率などの通信品質が測定できる。例えば、特許文献１には、通信品質測定用データとしてタイムスタンプがヘッダ部に付加されたパケットを送受信し、パケットの受信側で、タイムスタンプを基に、パケット転送の遅延時間、スループット、揺らぎなどを計測する無線通信システムが開示されている。

国際公開第２０１２／１６４６７５号

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、パケットへの通信品質測定用データの付加の実施に伴う影響を考慮できていない。このため、ユーザデータの転送中に特許文献１に記載の方法で通信品質を測定すると、通信品質測定用のパケットの送受信に伴い通信回線の使用帯域およびパケット転送数が増加してネットワーク負荷が上昇し、ユーザデータの転送に影響するおそれがある。

例えば、通信装置のパケット転送処理に伴う負荷が高い状態で通信品質を測定すると、ユーザデータの転送が欠落したり、遅延が拡大したりする可能性がある。また、ユーザデータが含まれるパケットに通信品質測定用データを付加した結果、１回の転送単位で転送可能なデータサイズを超過してしまい、データが複数パケットに分割されて転送（フラグメント）され、ネットワーク負荷の上昇を引き起こす可能性もある。

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、ユーザデータ転送への影響を抑えて通信品質を測定することが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、本開示にかかる通信装置は、通信回線に接続され、アプリケーションのユーザデータを通信回線に転送するデータ転送部と、通信回線の通信品質を測定する通信品質測定部と、通信品質測定部が通信品質を測定する際に送信する測定用データのサイズ、ユーザデータの発生状況、および通信回線の最大転送サイズに基づいて、測定用データをユーザデータに付加して送信する方法、および、測定用データをユーザデータと別に送信する方法のどちらの方法を使用するかを決定する測定条件判定部と、を備えることを特徴とする。

本開示にかかる通信装置は、ユーザデータ転送への影響を抑えて通信品質を測定することが可能となる、という効果を奏する。

実施の形態１にかかる通信装置の適用例を示す図 実施の形態１にかかる通信装置が適用されるシステムの動作概要を示す図 実施の形態１にかかる通信システムおよび通信装置の構成例を示す図 実施の形態１にかかる通信装置が測定用データをユーザデータと一緒に送信する場合の経路上の送信データの構成例を示す図 実施の形態１にかかる通信装置が通信品質測定のために送受信する測定情報の例を示す図 実施の形態１にかかる通信装置がユーザデータを単独で送信する場合の送信データの構成例を示す図 実施の形態１にかかる通信装置が測定用データを単独で送信する場合の送信データの構成例を示す図 実施の形態１にかかる通信装置が測定情報を送信する動作の一例を示すフローチャート 実施の形態１にかかる通信装置が通信品質測定のために送受信する測定応答情報の例を示す図 実施の形態１にかかる通信装置が測定応答情報を送信する動作の一例を示すフローチャート 実施の形態１にかかる通信システムの全体動作（測定要求動作）の一例を示すシーケンス図 実施の形態１にかかる通信システムの全体動作（測定応答動作）の一例を示すシーケンス図 実施の形態１にかかる通信装置のハードウェア構成の一例を示す図 実施の形態１にかかる通信装置のハードウェア構成の他の例を示す図 実施の形態２にかかる測定条件判定部が判定処理で使用する最小測定時間の一例を示す図 実施の形態３にかかる測定条件判定部が判定処理で使用する最小測定時間の一例を示す図 実施の形態４にかかる測定条件判定部が判定処理で使用する最小測定時間の一例を示す図 実施の形態５にかかる測定条件判定部が判定処理で使用する最小測定時間の一例を示す図 実施の形態６にかかる測定条件判定部が判定処理で使用する最小測定時間の一例を示す図

以下に、本開示の実施の形態にかかる通信装置、通信品質測定方法、制御回路および記憶媒体を図面に基づいて詳細に説明する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１にかかる通信装置の適用例を示す図である。実施の形態１にかかる通信装置は、例えば、図１に示すように鉄道システムに適用される通信装置１および２である。通信装置１および２は、例えば、第５世代移動通信システム（以下、５Ｇ（５th Generation）システムと称する）に対応した通信装置である。通信装置１は移動体である列車１０に搭載される。通信装置２は、地上側に、具体的には、駅や通信機器室、指令所などに設置される。通信装置１は５Ｇシステムの基地局である５Ｇ基地局４との間で無線信号を送受信する５Ｇ端末５に接続される。５Ｇ基地局４は５Ｇシステムのコアネットワークを形成する５Ｇ制御装置３に接続される。通信装置２は５Ｇ制御装置３に接続される。なお、５Ｇシステムのコアネットワークを形成するネットワーク装置は５Ｇ制御装置３の他にも存在するが、図１では記載を省略している。これ以降の説明では、通信装置１を車上通信装置、通信装置２を地上通信装置と称する場合がある。

通信装置１は、列車１０が５Ｇ基地局４の通信カバーエリア２００内に位置している場合、５Ｇ端末５、５Ｇ基地局４および５Ｇ制御装置３を介して通信装置２と通信する。

列車１０が移動すると列車に搭載された５Ｇ端末５と５Ｇ基地局４との位置関係が変化し、これに伴い５Ｇ端末５と５Ｇ基地局４との間の無線品質が変化し、車上通信装置と地上通信装置との間の通信品質も変化する。このため、図２に示すように、５Ｇ端末５と５Ｇ基地局４との間では無線品質測定が行われ、車上通信装置と地上通信装置との間では通信品質測定が行われる。これらの品質測定は、通信装置１および２を利用するアプリケーション（図２では「アプリ」と記載）間のユーザデータ転送と並行して行われる場合がある。この場合、上述したように、ユーザデータ転送中の通信品質測定は、ユーザデータ転送に影響を与える可能性がある。このため、通信装置１および２は、ユーザデータ転送への影響を考慮した方法で通信品質測定を実施する。なお、図２は、実施の形態１にかかる通信装置が適用されるシステムの動作概要を示す図である。

図３は、実施の形態１にかかる通信システム１００および通信装置１，２の構成例を示す図である。通信装置１は、データ転送部１１、通信品質測定部１２、測定条件判定部１３および記憶部１４を備える。通信装置２は、データ転送部２１、通信品質測定部２２、測定条件判定部２３および記憶部２４を備える。なお、図３では、図１および図２に記載した５Ｇ制御装置３、５Ｇ基地局４および５Ｇ端末５の記載を省略している。

データ転送部１１および２１は、アプリケーションで生成されるユーザデータの転送処理を行う。通信品質測定部１２および２２は、通信装置１と通信装置２とが通信を行うｎ個（ｎは１以上の整数）の通信回線それぞれについて、通信品質を測定する。測定条件判定部１３および２３は、定められた測定条件を満たすか否かを通信回線ごとに判定する。記憶部１４および２４は、通信品質測定時に使用する測定条件と、通信品質の測定結果とを記憶する。

つづいて、通信装置１および２が通信品質を測定する動作について説明する。通信装置１および２は、通信品質を測定するための測定用データを送受信し、測定用データの送受信結果から通信品質を求める。このとき、通信装置１および２は、測定用データの送信方法をユーザデータの発生状況等に応じて変更する。具体的には、通信装置１および２は、ユーザデータが発生していない場合、すなわち、転送するユーザデータが無い場合は測定用データを単独で送信し、ユーザデータが発生している場合には、転送するユーザデータおよび測定用データのサイズに応じて、測定用データをユーザデータと一緒に送信する方法と、測定用データをユーザデータと別に送信する方法とを使い分ける。

図４は、実施の形態１にかかる通信装置１および２が測定用データをユーザデータと一緒に送信する場合の経路上の送信データの構成例を示す図である。図４において、車上アプリは図１～図３に示す通信装置１に相当する車上通信装置を介してユーザデータを送受信するアプリケーションであり、地上アプリは図１～図３に示す通信装置２に相当する地上通信装置を介してユーザデータを送受信するアプリケーションである。

例えば、車上通信装置が地上通信装置へ測定用データである測定情報を送信する場合、車上通信装置は、車上アプリからユーザデータが含まれるデータパケットを受け取ると、このデータパケットに測定情報を挿入して５Ｇ端末に転送する。５Ｇ端末は、車上通信装置から受け取ったデータパケットにＰＤＵ（Protocol Data Unit）レイヤの情報および５Ｇ－ＡＮ（Access Network）レイヤの情報を付与して５Ｇ基地局に転送する。５Ｇ基地局は、５Ｇ端末からデータパケットを受信するとこれを５Ｇ制御装置に転送する。５Ｇ制御装置は、５Ｇ基地局からデータパケットを受信すると、受信したデータパケットから５Ｇ－ＡＮレイヤの情報を除去後、ＧＴＰ－Ｕレイヤ、ＵＤＰ／ＩＰレイヤ、レイヤ２（Ｌ２）およびレイヤ１（Ｌ１）の情報を付与して転送する。地上通信装置は、車上通信装置が転送したときと同じ構成のデータパケットを受信し、受信したデータパケットから測定情報を取り出し地上アプリに転送する。地上通信装置が車上通信装置へ測定情報を送信する場合の送信データの構成も同様である。

車上通信装置と地上通信装置との間で送受信される測定情報は、測定する通信品質の種類（測定内容）によって異なる。測定情報の例を図５に示す。図５は、実施の形態１にかかる通信装置１および２が通信品質測定のために送受信する測定情報の例を示す図である。

図５に示すように、通信品質としてパケット損失、伝送遅延またはジッタ（伝送ゆらぎ）を測定する場合、通信装置１および２は、シーケンス番号を測定情報の要素とする。また、通信品質としてスループットを測定する場合、通信装置１および２は、測定情報の送信時刻および測定情報のサイズを測定情報の要素とする。測定用ダミーデータを測定情報の要素に含めてもよい。例えば、測定情報をユーザデータとは別に単独で送信する場合に、測定用ダミーデータを測定情報の要素に含めてもよい。通信品質として受信間隔を測定する場合は測定情報を送信しなくてもよい。

図４に記載の最大転送サイズは、車上通信装置と地上通信装置との間の通信回線において単一のパケットで伝送可能なデータサイズの最大値、すなわち、パケットに含ませることができるデータの最大サイズである。データサイズが最大転送サイズよりも大きくなると、パケット分割が発生する。すなわち、データを２つに分割し、２分割されたデータを２つのパケットで送信する処理が車上通信装置で実行されることになる。ユーザデータと測定情報との合計サイズ（図示の「ユーザデータ＋測定情報のサイズ」）が最大転送サイズよりも大きい場合はパケット分割が発生する。最大転送サイズは通信回線ごとに予め設定しておくものとする。図４に示す構成でのデータ送受信は、ユーザデータと測定情報との合計サイズが最大転送サイズ以下の場合に実施される。

図６および図７は、実施の形態１にかかる通信装置１および２が測定用データをユーザデータと別に送信する場合の経路上の送信データの構成例を示す図である。図６は、実施の形態１にかかる通信装置１および２がユーザデータを単独で送信する場合の送信データの構成例を示し、図７は、実施の形態１にかかる通信装置１および２が測定用データを単独で送信する場合の送信データの構成例を示す。

図６に示すように、ユーザデータを単独で送信する場合、車上通信装置と地上通信装置との間で送受信される送信データは図４に示す送信データから測定情報が取り除かれた構成となる。

また、図７に示すように、測定情報を単独で送信する場合、車上通信装置と地上通信装置との間で送受信される送信データは、図４に示す送信データから車上側のアプリケーションと地上側のアプリケーションとの間で送受信されるユーザデータが取り除かれた構成となる。

つづいて、実施の形態１にかかる通信装置１および２が通信品質測定のために測定用データを送受信する動作、具体的には、一方の通信装置が他方の通信装置へ測定情報を送信し、測定情報に対応する情報（以下、この情報を測定応答情報と称する）を他方の通信装置が返送する動作について説明する。なお、通信装置１が通信装置２へ測定情報を送信して通信装置２が測定応答情報を返送する場合の動作と、通信装置２が通信装置１へ測定情報を送信して通信装置１が測定応答情報を返送する場合の動作とは同一である。このため、本実施の形態では、一例として、通信装置１が測定情報を送信して通信装置２が測定応答情報を返送する場合の動作について説明する。

図８は、実施の形態１にかかる通信装置１が測定情報を送信する動作の一例を示すフローチャートである。

通信装置１は、動作を開始後、まず、ユーザデータ発生の有無を確認する（ステップＳ１１）。すなわち、通信装置１は、上述した車上アプリで発生したユーザデータであって、データ転送部１１が５Ｇ端末５へ転送するために保持しているユーザデータが存在するか否か、換言すると、通信回線への転送待ち状態のユーザデータをデータ転送部１１が保持しているか否かを確認する。

ユーザデータが発生している場合（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、通信装置１は、定められた最小測定時間が経過したか否かを確認する（ステップＳ１２）。この確認は測定条件判定部１３が行う。最小測定時間は、測定情報の送信間隔の最小値であり、測定条件として記憶部１４で記憶されている。測定条件判定部１３は、通信装置１が動作を開始してからの経過時間、または、測定情報を前回送信してからの経過時間と最小測定時間とを比較する。なお、通信装置１が動作を開始してから初回の測定情報送信までの間は、最小測定時間が経過したか否かの判定を省略してもよい。

最小測定時間が経過した場合、すなわち、「最小測定時間＜経過時間」が成り立つ場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、測定条件判定部１３は、サイズ条件に適合するか否かを確認する（ステップＳ１３）。具体的には、測定条件判定部１３は、発生しているユーザデータと測定情報との合計サイズが上述した最大転送サイズ以下であるか否かを確認する。最大転送サイズは、測定条件として記憶部１４で記憶されている。サイズ条件に適合する場合（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、測定条件判定部１３は、サイズ条件に適合していることを通信品質測定部１２に通知し、通信品質測定部１２は、測定情報を生成してユーザデータに付加する（ステップＳ１４）。次に、データ転送部１１が、測定情報が付加されたユーザデータ、すなわち、測定情報とユーザデータとを含んだデータパケットを、５Ｇ端末５に転送する（ステップＳ１９）。なお、通信品質測定部１２が生成する測定情報は、図５を用いて説明したように、測定する通信品質の種類（測定内容）に応じて異なる。５Ｇ端末５に転送されたデータパケットは、５Ｇ基地局４および５Ｇ制御装置３を経由して通信装置２に到達する。

一方、最小測定時間が経過していない場合、すなわち、「最小測定時間＜経過時間」が成り立たない場合（ステップＳ１２：Ｎｏ）、測定条件判定部１３は、データ転送部１１にユーザデータを単独で転送することを通知し、データ転送部１１は、測定情報が付加されていないユーザデータ、すなわち、ユーザデータのみを含んだデータパケットを５Ｇ端末５に転送する（ステップＳ１９）。

また、ユーザデータが発生していない場合（ステップＳ１１：Ｎｏ）、測定条件判定部１３は、定められた最大測定時間が経過したか否かを確認する（ステップＳ１５）。最大測定時間は、測定情報の送信間隔の最大値であり、測定条件として記憶部１４で記憶されている。なお、最大測定時間は、上述した最小測定時間よりも大きな値とする。

最大測定時間が経過した場合、すなわち、「最大測定時間＜経過時間」が成り立つ場合（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）、測定条件判定部１３は、最大測定時間が経過したこと、すなわち、測定情報を単独で送信することを通信品質測定部１２に通知し、通信品質測定部１２は、測定情報のみを生成し（ステップＳ１６）、データ転送部１１に出力する。データ転送部１１は、通信品質測定部１２から入力される測定情報のみを含んだデータパケットを５Ｇ端末５に転送する（ステップＳ１９）。

また、最大測定時間が経過していない場合、すなわち、「最大測定時間＜経過時間」が成り立たない場合（ステップＳ１５：Ｎｏ）、通信装置１は、ステップＳ１１に戻り、上述したステップＳ１１～Ｓ１９の処理を繰り返す。また、通信装置１は、ステップＳ１９でユーザデータおよび測定情報の一方または両方を転送後、ステップＳ１１に戻り、上述したステップＳ１１～Ｓ１９の処理を繰り返す。

また、測定条件判定部１３は、ユーザデータと測定情報との合計サイズが上記のサイズ条件に適合しない場合（ステップＳ１３：Ｎｏ）、上述した最大測定時間が経過したか否かを確認する（ステップＳ１７）。最大測定時間が経過した場合（ステップＳ１７：Ｙｅｓ）、測定条件判定部１３は、測定情報をユーザデータとは別に送信することを通信品質測定部１２およびデータ転送部１１に通知する。通信品質測定部１２は、測定情報を生成し（ステップＳ１８）、データ転送部１１に出力する。データ転送部１１は、通信品質測定部１２から入力される測定情報のみを含んだデータパケットを５Ｇ端末５に送信するとともに、ユーザデータのみを含んだデータパケットを５Ｇ端末５に転送する（ステップＳ１９）。一方、最大測定時間が経過していない場合（ステップＳ１７：Ｎｏ）、測定条件判定部１３は、データ転送部１１にユーザデータを単独で転送することを通知し、データ転送部１１は、ユーザデータのみを含んだデータパケットを５Ｇ端末５に転送する（ステップＳ１９）。通信装置１は、ステップＳ１９でユーザデータの転送のみを行った後、および、ユーザデータの転送および測定情報の送信を別々に行った後、ステップＳ１１に戻り、上述したステップＳ１１～Ｓ１９の処理を繰り返す。

通信装置１から測定情報を受信した通信装置２は、受信した測定情報に対応する情報を測定応答情報として返送する。通信装置２は、通信装置１が応答情報を送信する場合と同様に、ユーザデータの発生状況、発生しているユーザデータのサイズ、および返送する測定応答情報のサイズに応じて、測定応答情報をユーザデータと一緒に、または、測定応答情報を単独で、通信装置１へ返送する。

通信装置２が通信装置１に返送する測定応答情報は、測定する通信品質の種類（測定内容）に応じて異なる。測定応答情報の例を図９に示す。図９は、実施の形態１にかかる通信装置１および２が通信品質測定のために送受信する測定応答情報の例を示す図である。

図９に示すように、通信品質としてパケット損失を測定する場合、通信装置２は、受信したパケットのシーケンス番号である受信シーケンス番号を測定応答情報として通信装置１へ返送する。通信品質として伝送遅延またはジッタを測定する場合、通信装置２は、受信したパケットのシーケンス番号と、測定情報受信から測定応答情報生成までの処理時間とを測定応答情報として通信装置１へ返送する。通信品質としてスループットを測定する場合、通信装置２は、スループットの測定結果を測定応答情報として通信装置１へ返送する。また、通信品質としてデータパケットの受信間隔を測定する場合、通信装置２は、受信間隔の測定結果を測定応答情報として通信装置１へ返送する。通信装置２は、図９に示す測定内容それぞれに対応する通信品質を公知の方法で測定する。通信品質の測定は、例えば、通信品質測定部２２が行う。

図１０は、実施の形態１にかかる通信装置２が測定応答情報を送信する動作の一例を示すフローチャートである。

通信装置２は、動作を開始後、まず、ユーザデータ発生の有無を確認する（ステップＳ２１）。すなわち、通信装置２は、上述した地上アプリで発生したユーザデータであって、データ転送部２１が５Ｇ制御装置３へ転送するために保持しているユーザデータが存在するか否か、換言すると、通信回線への転送待ち状態のユーザデータをデータ転送部２１が保持しているか否かを確認する。

ユーザデータが発生している場合（ステップＳ２１：Ｙｅｓ）、通信装置２は、通信装置１から上記の測定情報を受信済みか否かを確認する（ステップＳ２２）。

測定情報を受信済みの場合（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、測定条件判定部２３が、サイズ条件に適合するか否かを確認する（ステップＳ２３）。具体的には、測定条件判定部２３は、発生しているユーザデータと測定応答情報との合計サイズが上述した最大転送サイズ以下であるか否かを確認する。最大転送サイズは、測定条件として記憶部２４で記憶されている。サイズ条件に適合する場合（ステップＳ２３：Ｙｅｓ）、測定条件判定部２３は、サイズ条件に適合していることを通信品質測定部２２に通知し、通信品質測定部２２は、測定応答情報を生成してユーザデータに付加する（ステップＳ２４）。次に、データ転送部２１が、測定応答情報が付加されたユーザデータ、すなわち、測定応答情報とユーザデータとを含んだデータパケットを５Ｇ制御装置３に転送する（ステップＳ３０）。なお、通信品質測定部２２が生成する測定応答情報は、図９を用いて説明したように、測定する通信品質の種類（測定内容）に応じて異なる。５Ｇ制御装置３に転送されたデータパケットは、５Ｇ基地局４および５Ｇ端末５を経由して通信装置１に到達する。

一方、測定情報を受信済ではない場合（ステップＳ２２：Ｎｏ）、測定条件判定部２３は、データ転送部２１にユーザデータを単独で転送することを通知し、データ転送部２１は、測定応答情報が付加されていないユーザデータ、すなわち、ユーザデータのみを含んだデータパケットを５Ｇ制御装置３に転送する（ステップＳ３０）。

また、ユーザデータが発生していない場合（ステップＳ２１：Ｎｏ）、測定条件判定部２３は、測定情報を受信済みか否かを確認する（ステップＳ２５）。測定情報を受信済みの場合（ステップＳ２５：Ｙｅｓ）、測定条件判定部２３は、定められた最大応答送信時間が経過したか否かを確認する（ステップＳ２６）。最大応答送信時間は、測定情報を受信してから測定応答情報を送信するまでの時間の最大値であり、測定条件として記憶部２４で記憶されている。測定条件判定部２３は、通信装置１から測定情報を受信してからの経過時間と最大応答送信時間とを比較する。

最大応答送信時間が経過した場合、すなわち、「最大応答送信時間＜経過時間」が成り立つ場合（ステップＳ２６：Ｙｅｓ）、測定条件判定部２３は、最大応答送信時間が経過したことを通信品質測定部２２に通知し、通信品質測定部２２は、測定応答情報のみを生成し（ステップＳ２７）、データ転送部２１に出力する。データ転送部２１は、通信品質測定部２２から入力される測定応答情報のみを含んだデータパケットを５Ｇ制御装置３に転送する（ステップＳ３０）。このように、最大応答送信時間が経過した場合に測定応答情報のみを含んだデータパケットを転送する構成とすることで、測定応答情報をユーザデータに付加して転送する頻度を高くできる。これにより、通信品質測定のためだけにパケットが送受信される回数を低減でき、ネットワーク負荷が増大するのを防止できる。

また、測定情報を受信していない場合（ステップＳ２５：Ｎｏ）、および、最大応答送信時間が経過していない場合、すなわち、「最大応答送信時間＜経過時間」が成り立たない場合（ステップＳ２６：Ｎｏ）、通信装置２は、ステップＳ２１に戻り、上述したステップＳ２１～Ｓ３０の処理を繰り返す。また、通信装置２は、ステップＳ３０でユーザデータおよび測定応答情報の一方または両方を転送後、ステップＳ２１に戻り、上述したステップＳ２１～Ｓ３０の処理を繰り返す。

また、測定条件判定部２３は、ユーザデータと測定応答情報との合計サイズが上記のサイズ条件に適合しない場合（ステップＳ２３：Ｎｏ）、上述した最大応答送信時間が経過したか否かを確認する（ステップＳ２８）。最大応答送信時間が経過した場合（ステップＳ２８：Ｙｅｓ）、測定条件判定部２３は、測定応答情報をユーザデータとは別に送信することを通信品質測定部２２およびデータ転送部２１に通知する。通信品質測定部２２は、測定応答情報を生成し（ステップＳ２９）、データ転送部２１に出力する。データ転送部２１は、通信品質測定部２２から入力される測定応答情報のみを含んだデータパケットを５Ｇ端末５に送信するとともに、ユーザデータのみを含んだデータパケットを５Ｇ端末５に転送する（ステップＳ３０）。一方、最大応答送信時間が経過していない場合（ステップＳ２８：Ｎｏ）、測定条件判定部２３は、データ転送部２１にユーザデータを単独で転送することを通知し、データ転送部２１は、ユーザデータのみを含んだデータパケットを５Ｇ端末５に転送する（ステップＳ３０）。通信装置１は、ステップＳ３０でユーザデータの転送のみを行った後、および、ユーザデータの転送および測定応答情報の送信を別々に行った後、ステップＳ２１に戻り、上述したステップＳ２１～Ｓ３０の処理を繰り返す。

図１１および図１２は、実施の形態１にかかる通信システム１００の全体動作の一例を示すシーケンス図である。図１１のシーケンス図は全体動作の前半部分、具体的には、通信品質測定のために測定情報を送受信する測定要求動作を示す。図１１および図１２に示す例では、車上通信装置が上述した測定情報を送信し、地上通信装置が上述した測定応答情報を送信する。

図１１のステップＳ５０～Ｓ６１は車上通信装置が地上通信装置へ測定情報を送信する測定要求動作を示す。図１２のステップＳ７１～Ｓ８１は、地上通信装置が車上通信装置へ測定応答情報を送信する測定応答動作を示す。

［測定要求動作］
車上通信装置による前回の測定情報送信（ステップＳ５０）から時間Δt1が経過した時点で、車上アプリでユーザデータが発生したとする。この場合、車上通信装置は、時間Δt1と最小測定時間との関係、および、ユーザデータのサイズと測定情報のサイズと最大転送サイズとの関係、に基づいて、ユーザデータおよび測定情報の送信方法を選択する。

具体的には、（１）転送するユーザデータが存在し、かつ（１－１）時間Δt1＞最小測定時間の場合、（１－１－１）サイズ条件（ユーザデータと測定情報との合計サイズ≦最大転送サイズ）に適合していれば、車上通信装置は測定情報を生成し（ステップＳ５１）、ユーザデータに付与して地上通信装置へ送信する（ステップＳ５２）。地上通信装置は、受信したユーザデータに付与されている測定情報を除去し（ステップＳ５３）、ユーザデータを地上アプリへ転送する（ステップＳ５９）。一方、（１－１－２）サイズ条件に適合していない場合、（１－１－２－１）時間Δt1＞最大測定時間であれば、車上通信装置は、測定情報を生成し（ステップＳ５４）、ユーザデータと測定情報とを地上通信装置へ別々に送信する（ステップＳ５５、Ｓ５６）。地上通信装置は、ステップＳ５７で受信したユーザデータを地上アプリへ転送する（ステップＳ５９）。また、（１－１－２－２）時間Δt1＞最大測定時間ではない場合、および、（１－２）時間Δt1＞最小測定時間ではない場合、車上通信装置は、ユーザデータのみを地上通信装置へ送信する（ステップＳ５７、Ｓ５８）。地上通信装置は、ステップＳ５７、Ｓ５８で受信したユーザデータを地上アプリへ転送する（ステップＳ５９）。また、（２）転送するユーザデータが存在しない場合、かつ（２－１）車上通信装置による前回の測定情報送信（ステップＳ５０）から現在までの時間Δt2が最大測定時間よりも大きい場合（Δt2＞最大測定時間の場合）、車上通信装置は、測定情報を生成し（ステップＳ６０）、測定情報のみを地上通信装置へ送信する（ステップＳ６１）。

なお、図１１および図１２では、ステップＳ５０で車上通信装置から前回の測定情報を受信したときの地上通信装置の動作については記載を省略している。

［測定応答動作］
地上通信装置による測定情報受信（ステップＳ５２、Ｓ５６またはＳ６１）から時間Δt3が経過した時点で、地上アプリでユーザデータが発生したとする。この場合、地上通信装置は、時間Δt3と最大応答送信時間との関係、および、ユーザデータのサイズと測定応答情報のサイズと最大転送サイズとの関係に基づいて、ユーザデータおよび測定応答情報の送信方法を選択する。

具体的には、（３）転送するユーザデータが存在し、かつ（３－１）測定情報を受信済みの場合、（３－１－１）サイズ条件（ユーザデータと測定応答情報との合計サイズ≦最大転送サイズ）に適合していれば、地上通信装置は測定応答情報を生成し（ステップＳ７１）、ユーザデータに付与して車上通信装置へ送信する（ステップＳ７２）。車上通信装置は、受信したユーザデータに付与されている測定応答情報を除去し（ステップＳ７３）、ユーザデータを車上アプリへ転送する（ステップＳ７９）。一方、（３－１－２）サイズ条件に適合していない場合、（３－１－２－１）時間Δt3＞最大応答送信時間であれば、地上通信装置は、測定応答情報を生成し（ステップＳ７４）、ユーザデータと測定応答情報とを車上通信装置へ別々に送信する（ステップＳ７５、Ｓ７６）。また、（３－１－２－２）時間Δt3＞最大応答送信時間でなければ、地上通信装置は、ユーザデータのみを車上通信装置へ送信する（ステップＳ７７）。車上通信装置は、ステップＳ７５、Ｓ７７で受信したユーザデータを車上アプリへ転送する（ステップＳ７９）。

また、（４）転送するユーザデータが存在しない場合、かつ（４－１）測定情報を受信済みの場合、（４－１－１）測定情報受信（ステップＳ５２、Ｓ５６またはＳ６１）から現在までの時間Δt4が最大応答送信時間よりも大きい場合（Δt4＞最大応答送信時間の場合）、地上通信装置は、測定応答情報を生成し（ステップＳ８０）、測定応答情報のみを車上通信装置へ送信する（ステップＳ８１）。

図１１および図１２では記載を省略しているが、車上通信装置から測定情報を受信した地上通信装置の通信品質測定部２２は、通信品質の測定内容に応じて以下の処理を実施し、測定応答情報を生成する。

測定内容が図５および図９に示す「パケット損失」の場合、通信品質測定部２２は、受信した測定情報に含まれるシーケンス番号を保持する。

測定内容が図５および図９に示す「伝送遅延」および「ジッタ」の場合、通信品質測定部２２は、受信した測定情報に含まれるシーケンス番号を保持する。また、通信品質測定部２２、測定情報受信から測定応答情報生成までの処理時間（Tb）をカウントする。

測定内容が図５および図９に示す「スループット」の場合、通信品質測定部２２は、測定情報の受信時刻と、受信した測定情報に含まれる送信時刻と、受信した測定情報のサイズとに基づいて、以下の式（１）に従ってスループットを算出する。
スループット＝サイズ／（受信時刻－送信時刻） …（１）

測定内容が図５および図９に示す「スループット」の場合、通信品質測定部２２は、測定情報の受信時刻に基づいて、測定情報の受信間隔を算出する。

一方、地上通信装置から測定応答情報を受信した車上通信装置の通信品質測定部１２は、通信品質の測定内容に応じて以下の処理を実施し、通信品質を評価する。

測定内容が図５および図９に示す「パケット損失」の場合、通信品質測定部１２は、受信した測定応答情報に含まれるシーケンス番号の連続性を照査することで、パケット損失数からパケット損失率を算出し、通信品質評価結果として記憶部１４に記録する。

測定内容が図５および図９に示す「伝送遅延」の場合、通信品質測定部１２は、測定応答情報受信時に、対応する測定情報の送信から測定応答情報の受信までの時間（Ta）を測定する。また、通信品質測定部１２は、受信した測定応答情報に含まれる、測定情報受信から測定応答情報生成までの処理時間（Tb）を取得し、時間TaおよびTbに基づいて伝送遅延（Ta-Tb）を算出し、通信品質評価結果として記憶部１４に記録する。

測定内容が図５および図９に示す「ジッタ」の場合、通信品質測定部１２は、測定応答情報受信時に、対応する測定情報の送信から測定応答情報の受信までの時間（Ta）を測定する。また、通信品質測定部１２は、受信した測定応答情報に含まれる、測定情報受信から測定応答情報生成までの処理時間（Tb）を取得し、時間TaおよびTbに基づいて伝送遅延（Ta-Tb）を算出して記憶部１４に記録（蓄積）する。そして、通信品質測定部１２は、記憶部１４に蓄積している複数の伝送遅延に基づいてジッタを算出し、通信品質評価結果として記憶部１４に記録する。

測定内容が図５および図９に示す「スループット」の場合、通信品質測定部１２は、受信した測定応答情報に含まれるスループット測定結果を、通信品質評価結果として記憶部１４に記録する。

測定内容が図５および図９に示す「受信間隔」の場合、通信品質測定部１２は、受信した測定応答情報に含まれる受信間隔測定結果を、通信品質評価結果として記憶部１４に記録する。

本実施の形態では車上の通信装置１が測定情報を送信し、測定情報を受信した地上の通信装置２が測定応答情報を返送する場合の動作について説明したが、地上の通信装置２が測定情報を送信し、測定情報を受信した車上の通信装置１が測定応答情報を返送する場合の動作も同様である。また、通信品質の測定は、通信装置１および２の双方が行ってもよいし、一方のみが行ってもよい。通信装置１および２の一方のみが通信品質を測定する場合、通信品質を測定した通信装置１または２は、測定結果を必要に応じて対向する通信装置に通知してもよい。

つづいて、通信装置１および２のハードウェア構成について説明する。図１３は、実施の形態１にかかる通信装置１および２のハードウェア構成の一例を示す図である。通信装置１および２のハードウェア構成は同様であるため、以下では通信装置１の場合を例に説明する。

通信装置１は、メモリ９１、プロセッサ９２、電源回路９３、アプリケーションインタフェース９５および通信インタフェース９４で構成される。

メモリ９１は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically ＥＰＲＯＭ）などの、不揮発性または揮発性の半導体メモリなどである。プロセッサ９２は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、またはＤＳＰ（Digital Signal Processor）などである。電源回路９３は、プロセッサ９２の駆動電力を生成する電子回路である。電源回路９３は、通信装置１のプロセッサ９２以外の各部へ電源を供給してもよい。

通信インタフェース９４は、５Ｇ端末５に接続され、５Ｇ端末５を介して通信装置２との間の通信処理を行う回路である。アプリケーションインタフェース９５は、車上アプリとの間でユーザデータの受け渡しを行う回路である。

図３に示す通信装置１のデータ転送部１１は、通信インタフェース９４およびアプリケーションインタフェース９５により実現される。図３に示す記憶部１４は、メモリ９１で実現される。

図３に示す通信品質測定部１２および測定条件判定部１３は、これらの各部として動作するためのプログラムをプロセッサ９２が実行することにより実現される。通信品質測定部１２および測定条件判定部１３の機能はプログラムとして記述され、メモリ９１に格納される。プロセッサ９２は、メモリ９１に格納されたプログラムを読み出して実行することにより、通信品質測定部１２および測定条件判定部１３の機能を実現する。このプログラムは、通信品質測定部１２および測定条件判定部１３の手順または方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。メモリ９１は、プロセッサ９２が各種処理を実行する際の一時メモリにも使用される。メモリ９１に格納される、通信品質測定部１２および測定条件判定部１３として動作するためのプログラムは、例えば、ＣＤ（Compact Disc）－ＲＯＭ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）－ＲＯＭなどの記憶媒体に書き込まれた状態で通信装置１のユーザ等に提供される形態であってもよいし、通信ネットワークを介して提供される形態であってもよい。

図１３は、汎用のメモリ９１およびプロセッサ９２を利用して通信装置１および２を実現する場合のハードウェア構成を示すものであるが、メモリ９１およびプロセッサ９２の代わりに専用の処理回路を利用して通信装置１および２を実現することも可能である。

図１４は、実施の形態１にかかる通信装置１および２のハードウェア構成の他の例を示す図である。図１４に示すハードウェアは、図１３に示すメモリ９１およびプロセッサ９２を専用の処理回路９６に置き換えたものである。処理回路９６は、単一回路、複合回路、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、またはこれらを組み合わせた回路である。例えば、図１４に示すハードウェアで通信装置１を実現する場合、通信品質測定部１２および測定条件判定部１３は処理回路９６で実現される。図１４に示すハードウェアで通信装置２を実現する場合も同様である。

なお、通信装置１の通信品質測定部１２および測定条件判定部１３の機能の一部を図１４に示す処理回路９６に相当する専用の処理回路で実現し、残りを図１３に示すメモリ９１およびプロセッサ９２に相当する汎用のメモリおよびプロセッサで実現してもよい。通信装置２についても同様である。

以上説明したように、本実施の形態にかかる通信装置１および２は、通信品質測定のために対向する通信装置へ測定用データ（測定情報、測定応答情報）を送信する場合、対向する通信装置へ送信するユーザデータの発生状況と、測定用データのサイズと、発生しているユーザデータのサイズとに基づいて送信方法を決定する。例えば、測定情報の送信では、通信装置１および２は、ユーザデータが発生した時点で、測定情報の送信間隔の最小値を示す最小測定時間が経過しており、かつユーザデータのサイズと測定情報のサイズとの合計値が使用する通信回線に設定されている最大転送サイズ以下の場合、測定情報をユーザデータに付加して送信し、ユーザデータのサイズと測定情報のサイズとの合計値が最大転送サイズよりも大きい場合、ユーザデータとは別に測定情報を単独で送信する。本実施の形態にかかる通信装置１および２によれば、ユーザデータ転送への影響を抑えて測定用データを送受信し、通信品質を測定することができる。

実施の形態２．
つづいて、実施の形態２にかかる通信装置について説明する。実施の形態２にかかる通信装置の構成は実施の形態１と同様（図３参照）であり、測定条件判定部の動作の一部が実施の形態１と異なる。このため、本実施の形態では、実施の形態１と共通の部分については説明を省略し、実施の形態１と異なる動作を行う測定条件判定部１３および２３の動作について説明を行う。なお、実施の形態１と同様に、車上の通信装置１が測定情報を生成して地上の通信装置２へ送信する場合の例を説明する。

実施の形態２にかかる通信装置１の測定条件判定部１３は、図８に示すステップＳ１２で最小測定時間が経過したか否かを判定する際に使用する最小測定時間を、通信品質の測定内容ごとに異なる値に設定可能とする。すなわち、実施の形態２にかかる測定条件判定部１３は、予め準備された複数の最小測定時間のうち、通信品質の測定内容に対応する最小測定時間を使用して、最小測定時間が経過したか否かの判定処理を行う。

予め準備された複数の最小測定時間の例を図１５に示す。図１５は、実施の形態２にかかる測定条件判定部１３が判定処理で使用する最小測定時間の一例を示す図である。

図１５に示す例では、測定条件判定部１３がパケット損失を測定する場合に使用する最小測定時間をＴ１、測定条件判定部１３が伝送遅延を測定する場合に使用する最小測定時間をＴ２、測定条件判定部１３がジッタを測定する場合に使用する最小測定時間をＴ３、測定条件判定部１３が伝送速度を測定する場合に使用する最小測定時間をＴ４としている。なお、Ｔ１～Ｔ４のうち、２つ以上を同じ値に設定してもよい。

実施の形態２にかかる測定条件判定部１３は、さらに、図８に示すステップＳ１５で最大測定時間が経過したか否かを判定する際に使用する最大測定時間を、通信品質の測定内容ごとの値としてもよい。

これにより、通信装置１は、通信品質の測定内容ごとに異なるタイミングで測定情報を送信することが可能となる。すなわち、通信装置１は、通信品質の測定内容ごとに適切なタイミングで測定情報を送信することが可能となる。

最小測定時間および最大測定時間を通信品質の測定内容ごとに異なる値とする場合における、最小測定時間および最大測定時間の設定方法の例を以下に示す。

例えば、パケット損失を高頻度に測定したい場合、パケット損失を測定する際の最小測定時間および最大測定時間を共に小さい値に設定する。

また、ジッタを測定する間隔をできるだけ等しくしたい場合、ジッタを測定する際の最小測定時間を大きな値に設定し、最大測定時間を小さな値に設定する（ただし、最小測定時間＜最大測定時間とする）。

また、ネットワーク負荷の増大抑制のために伝送速度の測定頻度を低くしたい場合、伝送速度を測定する際の最小測定時間および最大測定時間の両方を大きな値に設定する。

なお、測定条件判定部１３が判定処理に使用する上記の最小測定時間および最大測定時間の両方を通信品質の測定内容ごとに異なる値に設定してもよいし、最小測定時間のみを通信品質の測定内容ごとに異なる値に設定してもよい。

以上説明したように、本実施の形態にかかる通信装置１および２は、図８に示すステップＳ１２で最小測定時間が経過したか否かを判定する際に使用する最小測定時間、および、図８に示すステップＳ１５で最大測定時間が経過したか否かを判定する際に使用する最大測定時間のうち、少なくとも最小測定時間を、通信品質の測定内容ごとに設定可能とする。本実施の形態にかかる通信装置１および２は、通信品質の測定内容ごとに適切なタイミングで測定情報を送信することが可能となるため、実施の形態１と比較して、より高精度な通信品質測定を実現できる。

実施の形態３．
つづいて、実施の形態３にかかる通信装置について説明する。実施の形態３にかかる通信装置の構成は実施の形態１と同様（図３参照）であり、測定条件判定部の動作の一部が実施の形態１と異なる。このため、本実施の形態では、実施の形態１と共通の部分については説明を省略し、実施の形態１と異なる動作を行う測定条件判定部１３および２３の動作について説明を行う。なお、実施の形態１および２と同様に、車上の通信装置１が測定情報を生成して地上の通信装置２へ送信する場合の例を説明する。

実施の形態３にかかる通信装置１の測定条件判定部１３は、図８に示すステップＳ１２で最小測定時間が経過したか否かを判定する際に使用する最小測定時間を、通信回線ごとに異なる値に設定可能とする。すなわち、実施の形態３にかかる測定条件判定部１３は、予め準備された複数の最小測定時間のうち、通信品質の測定対象の通信回線に対応する最小測定時間を使用して、最小測定時間が経過したか否かの判定処理を行う。

予め準備された複数の最小測定時間の例を図１６に示す。図１６は、実施の形態３にかかる測定条件判定部１３が判定処理で使用する最小測定時間の一例を示す図である。図１６は、通信装置１と通信装置２との間の通信回線が２回線である場合の例を示す。

図１６に示す例では、測定条件判定部１３が通信回線＃１の通信品質を測定する場合に使用する最小測定時間をＴ１、通信回線＃２の通信品質を測定する場合に使用する最小測定時間をＴ２としている。なお、Ｔ１とＴ２を同じ値に設定してもよい。

実施の形態３にかかる測定条件判定部１３は、さらに、図８に示すステップＳ１５で最大測定時間が経過したか否かを判定する際に使用する最大測定時間を、通信回線ごとの値としてもよい。

これにより、通信装置１は、通信回線ごとに異なるタイミングで測定情報を送信することが可能となる。すなわち、通信装置１は、通信回線ごとに適切なタイミングで測定情報を送信して通信品質を測定することが可能となる。よって、通信回線ごとに通信品質の測定頻度を変えることができ、例えば、通信品質が不安定な通信回線は高頻度に測定を行い、通信品質が安定している通信回線は測定頻度を低減する、といった動作が可能となる。

最小測定時間および最大測定時間を通信回線ごとに異なる値とする場合における、最小測定時間および最大測定時間の設定方法の例を以下に示す。

例えば、図１６に示す通信回線＃１をローカル５Ｇ回線、通信回線＃２を公衆５Ｇ回線とした場合、通信料金が発生しないローカル５Ｇ回線（通信回線＃１）については、最小測定時間および最大測定時間をともに小さな値に設定し、測定情報の送信頻度が高くなるようにする。一方、通信料金が発生する公衆５Ｇ回線（通信回線＃２）については、最小測定時間および最大測定時間をともに大きな値に設定し、測定情報の送信頻度が低くなるようにして通信料金の増加をできるだけ抑える。

なお、測定条件判定部１３が判定処理に使用する上記の最小測定時間および最大測定時間の両方を通信回線ごとに異なる値に設定してもよいし、最小測定時間のみを通信回線ごとに異なる値に設定してもよい。

以上説明したように、本実施の形態にかかる通信装置１および２は、図８に示すステップＳ１２で最小測定時間が経過したか否かを判定する際に使用する最小測定時間、および、図８に示すステップＳ１５で最大測定時間が経過したか否かを判定する際に使用する最大測定時間のうち、少なくとも最小測定時間を、通信回線ごとに設定可能とする。本実施の形態にかかる通信装置１および２は、通信回線ごとに異なる頻度で測定情報を送信することが可能となるため、実施の形態１と比較して、より高精度な通信品質測定を実現できる。また、通信品質の測定時に発生する通信回線ごとの通信料金を考慮した頻度で測定情報を送信することが可能となる。

実施の形態４．
つづいて、実施の形態４にかかる通信装置について説明する。実施の形態４にかかる通信装置の構成は実施の形態１と同様（図３参照）であり、測定条件判定部の動作の一部が実施の形態１と異なる。このため、本実施の形態では、実施の形態１と共通の部分については説明を省略し、実施の形態１と異なる動作を行う測定条件判定部１３および２３の動作について説明を行う。なお、実施の形態１～３と同様に、車上の通信装置１が測定情報を生成して地上の通信装置２へ送信する場合の例を説明する。

実施の形態４にかかる通信装置１の測定条件判定部１３は、図８に示すステップＳ１２で最小測定時間が経過したか否かを判定する際に使用する最小測定時間を、アプリケーション種別ごとに異なる値に設定可能とする。すなわち、実施の形態４にかかる測定条件判定部１３は、予め準備された複数の最小測定時間のうち、転送するユーザデータを作成するアプリケーションに対応する最小測定時間を使用して、最小測定時間が経過したか否かの判定処理を行う。

予め準備された複数の最小測定時間の例を図１７に示す。図１７は、実施の形態４にかかる測定条件判定部１３が判定処理で使用する最小測定時間の一例を示す図である。図１７は、通信装置１と通信装置２との間で転送されるユーザデータを作成するアプリケーションが２種類である場合の例を示す。

図１７に示す例では、測定条件判定部１３がアプリケーション＃１のユーザデータを転送する通信回線の通信品質を測定する場合に使用する最小測定時間をＴ１、アプリケーション＃２のユーザデータを転送する通信回線の通信品質を測定する場合に使用する最小測定時間をＴ２としている。なお、Ｔ１とＴ２を同じ値に設定してもよい。

実施の形態４にかかる測定条件判定部１３は、さらに、図８に示すステップＳ１５で最大測定時間が経過したか否かを判定する際に使用する最大測定時間を、アプリケーション種別ごとの値としてもよい。

これにより、通信装置１は、アプリケーション種別ごとに異なるタイミングで測定情報を送信することが可能となる。すなわち、通信装置１は、アプリケーション種別ごとに適切なタイミングで測定情報を送信して通信品質を測定することが可能となる。よって、アプリケーション種別ごとに通信品質の測定頻度を変えることができ、例えば、リアルタイム性が必要なアプリケーションを転送する通信回線は高頻度に通信品質測定を行い、リアルタイム性が不要なアプリケーションを転送する通信回線は通信品質の測定頻度を低減する、といった動作が可能となる。

最小測定時間および最大測定時間をアプリケーション種別ごとに異なる値とする場合における、最小測定時間および最大測定時間の設定方法の例を以下に示す。

例えば、図１７に示すアプリケーション＃１を音声通話、アプリケーション＃２をログ伝送とした場合、リアルタイム性が必要な音声通話（アプリケーション＃１）については、最小測定時間および最大測定時間をともに小さな値に設定し、測定情報の送信頻度が高くなるようにする。一方、リアルタイム性が不要なログ伝送（アプリケーション＃２）については、最小測定時間および最大測定時間をともに大きな値に設定し、測定情報の送信頻度が低くなるようにする。

なお、測定条件判定部１３が判定処理に使用する上記の最小測定時間および最大測定時間の両方をアプリケーション種別ごとに異なる値に設定してもよいし、最小測定時間のみをアプリケーション種別ごとに異なる値に設定してもよい。

以上説明したように、本実施の形態にかかる通信装置１および２は、図８に示すステップＳ１２で最小測定時間が経過したか否かを判定する際に使用する最小測定時間、および、図８に示すステップＳ１５で最大測定時間が経過したか否かを判定する際に使用する最大測定時間のうち、少なくとも最小測定時間を、アプリケーション種別ごとに設定可能とする。本実施の形態にかかる通信装置１および２は、アプリケーション種別ごとに異なる頻度で測定情報を送信することが可能となるため、実施の形態１と比較して、より高精度な通信品質測定を実現できる。

実施の形態５．
つづいて、実施の形態５にかかる通信装置について説明する。実施の形態５にかかる通信装置の構成は実施の形態１と同様（図３参照）であり、測定条件判定部の動作の一部が実施の形態１と異なる。このため、本実施の形態では、実施の形態１と共通の部分については説明を省略し、実施の形態１と異なる動作を行う測定条件判定部１３および２３の動作について説明を行う。なお、実施の形態１～４と同様に、車上の通信装置１が測定情報を生成して地上の通信装置２へ送信する場合の例を説明する。

実施の形態５にかかる通信装置１の測定条件判定部１３は、図８に示すステップＳ１２で最小測定時間が経過したか否かを判定する際に使用する最小測定時間を、使用する伝送プロトコルごとに異なる値に設定可能とする。すなわち、実施の形態５にかかる測定条件判定部１３は、予め準備された複数の最小測定時間のうち、ユーザデータの転送で使用する伝送プロトコルに対応する最小測定時間を使用して、最小測定時間が経過したか否かの判定処理を行う。

予め準備された複数の最小測定時間の例を図１８に示す。図１８は、実施の形態５にかかる測定条件判定部１３が判定処理で使用する最小測定時間の一例を示す図である。図１８は、通信装置１と通信装置２との間のユーザデータ転送で使用する伝送プロトコルが３種類である場合の例を示す。

図１８に示す例では、伝送プロトコルがＴＣＰ（Transmission Control Protocol）である場合に測定条件判定部１３が使用する最小測定時間をＴ１、伝送プロトコルがＵＤＰ（User Datagram Protocol）である場合に測定条件判定部１３が使用する最小測定時間をＴ２、伝送プロトコルがＩＣＭＰ（Internet Control Message Protocol）である場合に測定条件判定部１３が使用する最小測定時間をＴ３としている。なお、Ｔ１～Ｔ３のうち、２つ以上を同じ値に設定してもよい。

実施の形態５にかかる測定条件判定部１３は、さらに、図８に示すステップＳ１５で最大測定時間が経過したか否かを判定する際に使用する最大測定時間を、使用する伝送プロトコルごとの値としてもよい。

これにより、通信装置１は、使用する伝送プロトコルごとに異なるタイミングで測定情報を送信することが可能となる。すなわち、通信装置１は、伝送プロトコルごとに適切なタイミングで測定情報を送信して通信品質を測定することが可能となる。よって、伝送プロトコルごとに通信品質の測定頻度を変えることができ、例えば、リアルタイム性が必要なユーザデータの転送で使用する伝送プロトコルは高頻度に通信品質測定を行い、リアルタイム性が不要なユーザデータの転送で使用する伝送プロトコルは通信品質の測定頻度を低減する、といった動作が可能となる。

最小測定時間および最大測定時間を伝送プロトコルごとに異なる値とする場合における、最小測定時間および最大測定時間の設定方法の例を以下に示す。

例えば、使用する伝送プロトコルが図１８に示すＴＣＰ、ＵＤＰおよびＩＣＭＰの３種類である場合、ＩＣＭＰは、状態監視によく使われ、通信品質測定との親和性が高いことから、最小測定時間および最大測定時間をともに小さな値に設定し、測定情報の送信頻度が高くなるようにする。ＵＤＰはセッション状態を持たず、通信品質測定との親和性がＩＣＭＰの次に高いことから、最小測定時間および最大測定時間をＩＣＭＰとＴＣＰとの間の値に設定する。ＴＣＰは、セッション状態を持ち、通信品質測定との親和性がＩＣＭＰおよびＵＤＰよりも低いことから、最小測定時間および最大測定時間をＩＣＭＰおよびＵＤＰよりも大きな値に設定する。

なお、測定条件判定部１３が判定処理に使用する上記の最小測定時間および最大測定時間の両方を伝送プロトコルごとに異なる値に設定してもよいし、最小測定時間のみを伝送プロトコルごとに異なる値に設定してもよい。

以上説明したように、本実施の形態にかかる通信装置１および２は、図８に示すステップＳ１２で最小測定時間が経過したか否かを判定する際に使用する最小測定時間、および、図８に示すステップＳ１５で最大測定時間が経過したか否かを判定する際に使用する最大測定時間のうち、少なくとも最小測定時間を、伝送プロトコルごとに設定可能とする。本実施の形態にかかる通信装置１および２は、伝送プロトコルごとに異なる頻度で測定情報を送信することが可能となるため、実施の形態１と比較して、より高精度な通信品質測定を実現できる。

実施の形態６．
つづいて、実施の形態６にかかる通信装置について説明する。実施の形態６にかかる通信装置の構成は実施の形態１と同様（図３参照）であり、測定条件判定部の動作の一部が実施の形態１と異なる。このため、本実施の形態では、実施の形態１と共通の部分については説明を省略し、実施の形態１と異なる動作を行う測定条件判定部１３および２３の動作について説明を行う。なお、実施の形態１～５と同様に、車上の通信装置１が測定情報を生成して地上の通信装置２へ送信する場合の例を説明する。

実施の形態６にかかる通信装置１の測定条件判定部１３は、図８に示すステップＳ１２で最小測定時間が経過したか否かを判定する際に使用する最小測定時間を、通信品質の測定結果に応じて変更可能とする。すなわち、実施の形態６にかかる測定条件判定部１３は、予め準備された複数の最小測定時間のうち、過去の通信品質測定結果に対応する最小測定時間を使用して、最小測定時間が経過したか否かの判定処理を行う。

予め準備された複数の最小測定時間の例を図１９に示す。図１９は、実施の形態６にかかる測定条件判定部１３が判定処理で使用する最小測定時間の一例を示す図である。

図１９に示す例では、過去の通信品質測定結果から算出した通信品質の変化量Ａが閾値＃１未満の場合に測定条件判定部１３が使用する最小測定時間をＴ１とし、変化量Ａが閾値＃１以上閾値＃２未満の場合に測定条件判定部１３が使用する最小測定時間をＴ２とする。

実施の形態６にかかる測定条件判定部１３は、さらに、図８に示すステップＳ１５で最大測定時間が経過したか否かを判定する際に使用する最大測定時間を、通信品質の測定結果に応じて変更可能としてもよい。

これにより、通信装置１は、通信品質の測定結果に応じて測定情報の送信タイミングを変更することが可能となる。すなわち、通信装置１は、通信品質の変化量に応じたタイミングで測定情報を送信して通信品質を測定することが可能となる。よって、例えば、通信品質の変化量が大きい状態のときは高頻度に通信品質測定を行い、通信品質の変化量が小さい状態のときは通信品質の測定頻度を低減する、といった動作が可能となる。

最小測定時間および最大測定時間を通信品質の測定結果に応じて変更する方法の例を以下に示す。

例えば、最新の通信品質測定結果と直近の通信品質測定結果との差分が小さい場合、通信が安定していると推測されることから、最小測定時間および最大測定時間をともに大きな値に設定し、測定情報の送信頻度が低くなるようにする。また、最新の通信品質測定結果と直近の通信品質測定結果との差分が大きい場合、通信が不安定と推測されることから、最小測定時間および最大測定時間をともに小さな値に設定し、測定情報の送信頻度が高くなるようにする。

なお、測定条件判定部１３が判定処理に使用する上記の最小測定時間および最大測定時間の両方を通信品質の測定結果に応じて変更してもよいし、最小測定時間のみを通信品質の測定結果に応じて変更してもよい。

以上説明したように、本実施の形態にかかる通信装置１および２は、図８に示すステップＳ１２で最小測定時間が経過したか否かを判定する際に使用する最小測定時間、および、図８に示すステップＳ１５で最大測定時間が経過したか否かを判定する際に使用する最大測定時間のうち、少なくとも最小測定時間を、通信品質の測定結果に応じて変更可能とする。本実施の形態にかかる通信装置１および２は、通信品質に応じた頻度で測定情報を送信することが可能となるため、実施の形態１と比較して、より高精度な通信品質測定を実現できる。

なお、各実施の形態では、通信装置１および２を鉄道システムに適用する場合の例を説明したが、適用先を鉄道システムに限定するものではない。また、各実施の形態では、５Ｇを例に説明したが、適用先を５Ｇに限定するものではなく、ＬＴＥ（Long Term Evolution）やＷｉ－Ｆｉ（登録商標）等、同様の移動体通信システムに適用してもよい。

以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。例えば、実施の形態２～６で説明した最小測定時間および最大測定時間の設定方法を２つ以上組み合わせて、最小測定時間のみ、または、最小測定時間および最大測定時間の両方を設定するようにしてもよい。

１，２ 通信装置、３ ５Ｇ制御装置、４ ５Ｇ基地局、５ ５Ｇ端末、１０ 列車、１１，２１ データ転送部、１２，２２ 通信品質測定部、１３，２３ 測定条件判定部、１４，２４ 記憶部、１００ 通信システム。

Claims (12)

1. 通信回線に接続され、アプリケーションのユーザデータを前記通信回線に転送するデータ転送部と、
   前記通信回線の通信品質を測定する通信品質測定部と、
   前記通信品質測定部が前記通信品質を測定する際に送信する測定用データのサイズ、前記ユーザデータの発生状況、および前記通信回線の最大転送サイズに基づいて、前記測定用データを前記ユーザデータに付加して送信する方法、および、前記測定用データを前記ユーザデータと別に送信する方法のどちらの方法を使用するかを決定する測定条件判定部と、
   を備えることを特徴とする通信装置。
2. 前記通信回線において単一のパケットで伝送可能なデータの最大サイズを前記最大転送サイズとする、
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
3. 前記測定条件判定部は、
   前記データ転送部が前記通信回線に転送するユーザデータである転送ユーザデータが存在し、かつ、送信対象の前記測定用データを前回送信してからの経過時間が送信対象の前記測定用データの送信間隔の最小値よりも大きい場合、送信対象の前記測定用データのサイズと前記転送ユーザデータのサイズとの合計値が前記最大転送サイズ以下であれば、送信対象の前記測定用データを前記転送ユーザデータに付加して送信する方法を選択し、前記合計値が前記最大転送サイズ以下でなければ、送信対象の前記測定用データを前記転送ユーザデータと別に送信する方法を選択する、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の通信装置。
4. 前記通信品質測定部による通信品質の測定内容ごとに前記最小値を異なる値に設定可能とする、
   ことを特徴とする請求項３に記載の通信装置。
5. 前記通信回線が複数の場合、
   前記通信回線ごとに前記最小値を異なる値に設定可能とする、
   ことを特徴とする請求項３に記載の通信装置。
6. 前記アプリケーションが複数の場合、
   前記アプリケーションごとに前記最小値を異なる値に設定可能とする、
   ことを特徴とする請求項３に記載の通信装置。
7. 前記ユーザデータの送信で使用する伝送プロトコルごとに前記最小値を異なる値に設定可能とする、
   ことを特徴とする請求項３に記載の通信装置。
8. 前記通信品質測定部による通信品質の測定結果に応じて前記最小値の設定を変更可能とする、
   ことを特徴とする請求項３に記載の通信装置。
9. 前記測定条件判定部は、
   前記転送ユーザデータが存在しない場合、前記経過時間が送信対象の前記測定用データの送信間隔の最大値に達すると、送信対象の前記測定用データを単独で送信することに決定する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の通信装置。
10. 通信回線に接続され、アプリケーションのユーザデータを前記通信回線に転送する通信装置が実行する通信品質測定方法であって、
    前記通信回線の通信品質を測定する第１ステップと、
    前記第１ステップで前記通信品質を測定する際に送信する測定用データのサイズ、前記ユーザデータの発生状況、および前記通信回線の最大転送サイズに基づいて、前記測定用データを前記ユーザデータに付加して送信する方法、および、前記測定用データを前記ユーザデータと別に送信する方法のどちらの方法を使用するかを決定する第２ステップと、
    を含むことを特徴とする通信品質測定方法。
11. 通信回線に接続され、アプリケーションのユーザデータを前記通信回線に転送する通信装置を構成する制御回路であって、
    前記通信回線の通信品質を測定する第１ステップと、
    前記第１ステップで前記通信品質を測定する際に送信する測定用データのサイズ、前記ユーザデータの発生状況、および前記通信回線の最大転送サイズに基づいて、前記測定用データを前記ユーザデータに付加して送信する方法、および、前記測定用データを前記ユーザデータと別に送信する方法のどちらの方法を使用するかを決定する第２ステップと、
    を実行することを特徴とする制御回路。
12. 通信回線に接続され、アプリケーションのユーザデータを前記通信回線に転送する通信装置を構成する制御回路が実行するプログラムを記憶する記憶媒体であって、
    前記プログラムは、
    前記通信回線の通信品質を測定する第１ステップと、
    前記第１ステップで前記通信品質を測定する際に送信する測定用データのサイズ、前記ユーザデータの発生状況、および前記通信回線の最大転送サイズに基づいて、前記測定用データを前記ユーザデータに付加して送信する方法、および、前記測定用データを前記ユーザデータと別に送信する方法のどちらの方法を使用するかを決定する第２ステップと、
    を前記制御回路に実行させることを特徴とする記憶媒体。