(57)【要約】【課題】車両のミリ波通信において、状況に応じた適切な通信を行う。【解決手段】指向性を変更可能なアンテナユニットを用いて通信方向を時間的に変更しながら通信を行う車載ミリ波通信装置であって、自車両が走行中の道路についての道路状況、および、自車両の車両状態の少なくともいずれかを含む走行環境を取得する走行環境取得手段と、前記走行環境に応じて各通信方向に割り当てる通信時間を決定して通信を行うように制御する通信制御手段と、を備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
指向性を変更可能なアンテナユニットを用いて通信方向を時間的に変更しながら通信を行う車載ミリ波通信装置であって、
自車両が走行中の道路についての道路状況、および、自車両の車両状態の少なくともいずれかを含む走行環境を取得する走行環境取得手段と、
前記走行環境に応じて各通信方向に割り当てる通信時間を決定して通信を行うように制御する通信制御手段と、
を備える、車載ミリ波通信装置。
【請求項２】
前記走行環境は、自車両が走行中の道路についての道路状況を含み、
前記通信制御手段は、
自車両が直線道路を走行中である場合には、前後方向に対してその他の方向よりも多くの通信時間を設定し、
自車両が交差点を走行中である場合には、全ての方向に通信時間を均等に設定する、
請求項１に記載の車載ミリ波通信装置。
【請求項３】
前記走行環境は、自車両が走行中の道路についての道路状況を含み、
前記通信制御手段は、
自車両が自動車専用道を走行中である場合には、一般道路を走行中の場合と比較して、前後方向に対してその他の方向よりも多くの通信時間を設定する、
請求項１または２に記載の車載ミリ波通信装置。
【請求項４】
前記走行環境は、自車両の走行速度を含む、
前記通信制御手段は、前記走行速度が閾値以上である場合にはそうでない場合と比較して、前後方向に対してその他の方向よりも多くの通信時間を設定する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の車載ミリ波通信装置。
【請求項５】
前記走行環境は、自車両がバッテリーを動力とする運転モードであるか否かを含み、
前記通信制御手段は、自車両がバッテリーを動力とする運転モードを採用している場合にはそうでない場合と比較して、全ての方向により均等に通信時間を設定する、
請求項１から４のいずれか１項に記載の車載ミリ波通信装置。
【請求項６】
前記走行環境は、自車両のバッテリー残量を含み、
前記通信制御手段は、前記バッテリー残量が閾値以下の場合にはそうでない場合と比較して、全ての方向により均等に通信時間を設定する、
請求項１から５のいずれか１項に記載の車載ミリ波通信装置。
【請求項７】
前記通信制御手段は、
前記走行環境に基づいて、特定の方向に対してその他の方向よりも通信時間を多く設定すると決定した場合に、
特定の方向に対してその他の方向よりも通信時間を多く設定して行う通信と、全ての方向に通信時間を均等に設定して行う通信とを、交互に行うように制御する、
請求項１から６のいずれか１項に記載の車載ミリ波通信装置。
【請求項８】
異なる方向を向いた複数の固定型アンテナを有するアンテナユニットをさらに備え、
前記通信制御手段は、複数の固定型アンテナを切り替えて使用する際の、選択期間を調整することにより方向ごとの通信時間の設定を変更する、
請求項１から７のいずれか１項に記載の車載ミリ波通信装置。
【請求項９】
回転型アンテナを有するアンテナユニットをさらに備え、
前記通信制御手段は、前記回転型アンテナの回転速度を調整することで方向ごとの通信時間の設定を変更する、
請求項１から８のいずれか１項に記載の車載ミリ波通信装置。
【請求項１０】
指向性を変更可能なアンテナユニットを用いて通信方向を時間的に変更しながら通信を行う車載ミリ波通信装置における通信制御方法であって、
自車両が走行中の道路についての道路状況、および、自車両の車両状態の少なくともいずれかを含む走行環境を取得する走行環境取得ステップと、
前記走行環境に応じて各通信方向に割り当てる通信時間を決定して通信を行うように制御する通信制御ステップと、
を含む、通信制御方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法の各ステップとコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミリ波通信に関し、特に、車両通信において効率的な通信を可能とする通信制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
次世代移動通信システム（５Ｇ）において大容量通信の実現にミリ波（２４ＧＨｚ〜８６ＧＨｚ帯）の利用が提案されている。ミリ波は直進性が強いため、通信を行うためには通信方向（指向性）を適切に調整する必要がある。
【０００３】
特許文献１は、２．４ＧＨｚあるいは５．８ＧＨｚ帯の無線ＬＡＮ用の通信アンテナに関する技術であるが、状況に応じてアンテナの指向性を変化させて通信品質を保つことを開示する。具体的には、特許文献１は、アンテナに指向性を調整して、障害物が存在する場合でも通信相手と品質良く通信できるようにすることを開示する。
【０００４】
また、特許文献２は、直接波と路面反射波の干渉によって受信電力が減衰するという問題に対して、複数のアンテナを地面からの高さが互いに異なるように設置することを開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２１４８６４号公報
【特許文献２】特開２００１−３６４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
車両が通信する際には、電波を送受信したい相手の位置は、状況によって変化する。従来技術は、特定の相手との通信を考慮していたり、アンテナの送信方向が固定されていたりするため、状況に応じて通信方向を変えることはできない。
【０００７】
本発明は、車両のミリ波通信において、状況に応じた適切な通信を行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第一の態様は、指向性を変更可能なアンテナユニットを用いて通信方向を時間的に変更しながら通信を行う車載ミリ波通信装置であって、
自車両が走行中の道路についての道路状況、および、自車両の車両状態の少なくともいずれかを含む走行環境を取得する走行環境取得手段と、
前記走行環境に応じて各通信方向に割り当てる通信時間を決定して通信を行うように制御する通信制御手段と、
を備える、車載ミリ波通信装置である。
【０００９】
車両の走行環境に応じて通信すべき方向が異なるので、状況に応じて通信すべき方向に対してより多くの通信時間を割り当てることで、その方向に位置する通信相手とより確実に通信が行えるようになる。
【００１０】
たとえば、車両が直線道路を走行中である場合には前後方向に位置する通信相手と通信することが求められ、車両が交差点付近を走行中は前後方向以外に位置する通信相手とも
通信することが求められる。そこで、走行環境取得手段は、自車両が走行中の道路についての道路状況を走行環境として取得し、前記通信制御手段は、自車両が直線道路を走行中である場合には、前後方向に対してその他の方向よりも多くの通信時間を設定し、自車両が交差点を走行中である場合には、全ての方向に通信時間を均等に設定してもよい。
【００１１】
また、車両の走行速度が高速であるほど前後方向とより確実に通信することが求められる。そこで、走行環境取得手段は、自車両の走行速度を走行環境として取得し、前記通信制御手段は、前記走行速度が閾値以上である場合にはそうでない場合と比較して、前後方向に対してその他の方向よりも多くの通信時間を設定してもよい。
【００１２】
また、自動車専用道（高速道路を含む）は、高速で移動することが多く、また直線道路であることが多い。したがって、一般道を走行中と比較して前後方向とより確実に通信できることが望ましい。そこで、走行環境取得手段は、自車両が走行中の道路についての道路状況を走行環境として取得し、前記通信制御手段は、自車両が自動車専用道を走行中である場合には、一般道路を走行中の場合と比較して、前後方向に対してその他の方向よりも多くの通信時間を設定してもよい。
【００１３】
また、車両がバッテリーに蓄えられた電力を使って走行している場合には、道路脇に設置されている充電ステーションと通信できるように、左右方向との通信の重要性が高まる。この重要性は、バッテリー残量が少ないほど高まるといえる。そこで、走行環境取得手段は、自車両がバッテリーを動力とする運転モードであるか否かを走行環境として取得し、前記通信制御手段は、自車両がバッテリーを動力とする運転モードを採用している場合にはそうでない場合と比較して、全ての方向により均等に通信時間を設定してもよい。あるいは、走行環境取得手段は、自車両のバッテリー残量を走行環境として取得し、前記通信制御手段は、前記バッテリー残量が閾値以下の場合にはそうでない場合と比較して、全ての方向により均等に通信時間を設定してもよい。
【００１４】
本態様において、前記走行環境に基づいて、特定の方向に対してその他の方向よりも通信時間を多く設定すると決定した場合に、前記通信制御部は、特定の方向に対してその他の方向よりも通信時間を多く設定して行う通信と、全ての方向に通信時間を均等に設定して行う通信とを、交互に行うように制御してもよい。
【００１５】
このように通信時間を割り当てることで、重要性の高いに方向に対して確実かつスループット高く通信が行えるとともに、その他の方向に対して通信時間を設定することでその他の通信相手（たとえば新規の通信相手）との通信も確保できる。
【００１６】
本態様におけるアンテナユニットとして、例えば、異なる方向を向いた複数の固定型アンテナを採用できる。それぞれの固定型アンテナの指向性は調整できなくても、通信制御手段は、使用するアンテナを選択することで指向性を調整可能であり、各固定型アンテナを選択する期間を調整することで、方向ごとの通信時間の設定を変更可能である。
【００１７】
本態様におけるアンテナユニットの別の例として、回転型アンテナを採用できる。通信制御手段は、アンテナを回転させることで指向性を調整可能であり、それぞれの角度（向き）での回転速度を調整することで、方向ごとの通信時間の設定を変更可能である。
【００１８】
本態様におけるアンテナユニットのさらに別の例として、多素子のアレイアンテナを採用することもできる。通信制御手段は、ビームフォーミングによって指向性を調整可能であり、どの方向にどれだけ指向性を向けるかを調整することで、方向ごとの通信時間の設定を変更可能である。
【００１９】
なお、本発明は、上記手段の少なくとも一部を備える車載ミリ波通信装置として捉えることもできる。本発明は、また、上記処理の少なくとも一部を実行する無線通信方法として捉えることができる。また、本発明は、この方法をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム、あるいはこのコンピュータプログラムを非一時的に記憶したコンピュータ可読記憶媒体として捉えることもできる。上記手段および処理の各々は可能な限り互いに組み合わせて本発明を構成することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、車両用のミリ波通信において、状況に応じた適切な通信が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施形態に係る車載ミリ波通信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施形態におけるアンテナの構成を説明する図である。
【図３】アンテナの構成の変形例を説明する図である。
【図４】実施形態における通信制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】実施形態における通信時間割当の例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（第１の実施形態）
本実施形態は、ミリ波を用いて通信を行う車載ミリ波通信装置に関する。本明細書において「ミリ波」は２４ＧＨｚ帯〜８６ＧＨｚ帯の電波を意味する。ミリ波は直進性が強いため通信方向の制御を適切に行う必要がある。車両環境は特に通信相手との位置関係が頻繁に変化し、本実施形態はこのような車両環境に特に適した通信装置および通信方法を採用する。
【００２３】
＜構成＞
図１は、本実施形態の車載ミリ波通信装置の構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態に係る車載ミリ波通信装置は、アンテナユニット１、アンテナ制御部２、通信部３、上位層処理部４、通信制御部５を含む。通信制御部５は、上位層処理部４以外に、各種のセンサ６、ＧＰＳ装置７、ナビゲーション装置８などから情報を取得可能に構成される。通信制御部５は、また、車載ゲートウェイ９を介して、車両ネットワーク（たとえば、ＣＡＮネットワーク）から車両の制御状態に関する情報を取得可能に構成される。
【００２４】
アンテナユニット１は、本実施形態では、４つの固定型のパッチアンテナ１ａ〜１ｄから構成される。個々のパッチアンテナの指向性は固定であるが、利用するパッチアンテナを切り替えることでアンテナユニット全体としては通信方向（指向性）を変更可能である。各パッチアンテナの指向性は固定であるが、アンテナ制御部２の切り替え制御の際に各パッチアンテナの選択期間を調整することによって、通信方向ごと通信時間の割り当てを変更することができる。アンテナの切り替え制御は、物理的なスイッチによって行ってもよいし、電子スイッチ（電気回路や電子回路）によって行ってもよい。
【００２５】
アンテナユニット１は、図２（Ａ）に示すように車両のルーフトップに設置され、４つのパッチアンテナ１ａ〜１ｄはそれぞれ前後左右の方向を向いて設置される。各パッチアンテナ１ａ〜１ｄがそれぞれ９０度の範囲をカバーする。
【００２６】
図２（Ｂ）は、アンテナユニット１の構成をより具体的に示した図である。各パッチアンテナ１ａ〜１ｄはそれぞれアンテナ給電点１１ａ〜１１ｄを有しており、アンテナ制御部２が、通信装置の接点１２と接続するアンテナ給電点１１の選択を切り替えることで、どのアンテナをオンにするかを制御できる。各パッチアンテナの指向性は固定であるが、
アンテナ制御部２の切り替え制御によって、通信方向を時間的に変更することができる。
【００２７】
図２（Ａ），２（Ｂ）では４つのパッチアンテナを利用する例を説明したが、図２（Ｃ）に示すように、８つのパッチアンテナを用いてそれぞれが４５度をカバーするようにしてもよい。また、ルーフトップに設置する代わりに、図３（Ａ），３（Ｂ）に示すように、車両の前後左右のそれぞれにパッチアンテナ１ａ〜１ｄを設置しても同様の効果が得られる。
【００２８】
また、図３（Ｃ），３（Ｄ）に示すように車両のルーフトップに回転型アンテナを設置して、アンテナ制御部２からの指示にしたがってこのパッチアンテナを水平面において物理的に回転させることで各方向との通信を実現してもよい。任意の時間において通信できる方向は１つであるが、回転速度を制御することにより、各方向についての通信時間を調整できる。さらに、特定の方向においてその他の方向よりも回転速度を遅くすることで、その方向に対する通信時間を長くすることができる。
【００２９】
また、アンテナユニット１としてビームフォーミング機能を有するアダプティブアンテナを採用して、指向性を調整することで通信方向を時間的に変更するようにしてもよい。
【００３０】
通信部３は、通信に関する処理のうち、物理層およびＭＡＣ層に関する処理を行う。通信部３は、受信部３ａと送信部３ｂを含む。受信部３ａは、アンテナユニット１を介して受信帯域で受信した無線信号に対して受信無線処理（ダウンコンバート、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換など）および復調処理を施し、得られた信号を、上位層処理部４に出力する。送信部３ｂは、上位層処理部４によって生成された信号に、変調処理および送信無線処理（アップコンバート、デジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換など）を施して、アンテナユニット１を介して送信する。通信部３は、通信制御部５によって決定されたタイムスロットにおいて送受信を行う。本実施形態では、時刻同期は基本的にＧＰＳ装置７から得られるＧＰＳ時刻（絶対時刻）に基づいて行われる。
【００３１】
上位層処理部４は、ＭＡＣ層よりも上位のプロトコル処理を実施する。したがって、上位層処理部４は、通信相手から受信した受信データに基づいて、通信相手ごとの通信内容種別（たとえば、車両制御に関する通信、エンタテインメントに関する通信、交通安全に関する通信）を判断できる。
【００３２】
通信制御部５は、ミリ波通信に関する全体的な処理を司る。ここでは、走行環境に応じた、通信方向ごとの通信時間の割り当て（設定）に関して主に説明する。通信制御部５は、通信時間割り当て制御に関連して、道路状況取得部５１と車両状態取得部５２と通信方向設定部５３のサブ機能部を有する。道路状況取得部５１および車両状態取得部５２が、本発明における走行環境取得手段に相当する。
【００３３】
道路状況取得部５１は、走行環境の一部として、自車両が走行中の道路状況に関する情報を取得する。道路状況の例として、直線道路・カーブ・交差点などの道路形状、自動車専用道や高速道路や一般道などの道路種別、都市部・郊外・地方部などの地域種別、周辺の車両台数、周辺の路側機台数などが含まれる。
【００３４】
道路状況取得部５１は、センサ６から得られるセンサ情報から走行環境を取得することができる。センサ６は、たとえば、車両に搭載されているカメラ、レーダ、カメラ、レーザー等である。道路状況取得部５１は、カメラによって撮影された画像に画像認識処理を施すことによって、上述のような道路状況に関する情報を抽出することができる。
【００３５】
また、道路状況取得部５１は、ＧＰＳ装置７から得られる自車両の現在位置と、ナビゲ
ーション装置８から得られる道路情報に基づいて道路状況に関する情報を取得できる。ナビゲーション装置８は、道路の形状や種別などの情報をそれぞれの位置を対応づけて記憶した地図情報を有しており、自車両の位置に対応する道路形状や種別に関する情報を提供できる。周辺の路側機台数も地図情報から得ることもできる。周辺の車両台数や路側機台数は、無線通信に基づいて把握することもできる。
【００３６】
車両状態取得部５２は、車載ゲートウェイ９を介して車載ネットワークから車両の制御情報を取得する。車両の制御情報は、たとえば、車両の速度（走行速度）、加速度、アクセル開度、ブレーキ踏み込み量、走行モード（マニュアル運転／自動運転，バッテリー電力で走行／燃料で走行）、燃料または電力の残量などが挙げられる。これらの情報は、車載ネットワークにある車両制御ＥＣＵから取得することができる。
【００３７】
通信方向設定部５３は、道路状況取得部５１および車両状態取得部５２から得られる走行環境に基づいて、自車両の通信方向をどのように設定するかを決定する。具体的な決定方法については、後ほどフローチャートを参照しながら説明する。通信方向設定部５３は、通信方向の時間的な割り当てを決定して、アンテナ制御情報としてアンテナ制御部２に出力する。アンテナ制御部２はこのアンテナ制御情報にしたがってアンテナユニット１を制御することで、時間ごとの通信方向を切り替える。また、通信方向の決定は通信相手の決定にも関連する。したがって、通信方向設定部５３は、時間ごとの通信方向設定情報を送信部３ｂに供給して、送信部３ｂがどのタイムスロットでどの通信相手向けの情報を送信するかを選択できるようにする。
【００３８】
上述した機能部は、電気回路や電子回路によって実現しても良いし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＤＳＰ（Digital Signal Processor）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）が記憶装置に記憶されたプログラムを実行することによって実現してもよい。すなわち、本実施形態に係る車載ミリ波通信装置は、コンピュータとソフトウェアの組合せによって実現されてもよいし、ハードウェア回路によって実現されてもよいし、これらの組合せにより実現されてもよい。
【００３９】
センサ６、ナビゲーション装置８、車載ゲートウェイ９については、上記で説明しているので繰り返しの説明は省略する。
【００４０】
ＧＰＳ装置７は、車両の位置情報と現在時刻を取得するために用いられる。なお、同様の情報が取得できれば、ＧＰＳ装置以外の任意の位置情報取得装置・時刻情報取得装置を採用可能である。たとえば、位置情報取得装置として、ＧＰＳ以外の衛星測位システム（ガリレオ、ＧＬＯＮＡＳＳ、Ｃｏｍｐａｓｓ等の全地球航法衛星システムや、北斗、ＤＯＲＩＳ等の地域航法衛星システムなど）を用いた測位装置や、基地局測位装置などを利用してもよい。
【００４１】
（処理）
図４は、本実施形態における通信制御処理を示すフローチャートである。図４に示す処理は、所定の時間（たとえば、１秒、３秒、５秒など）ごとに繰り返し実行される。
【００４２】
ステップＳ１０１において、通信制御部５は、自車両の位置および走行環境に関する情報を取得する。上述のように、道路状況取得部５１が道路状況に関する情報を取得し、車両状態取得部５２が自車両の制御状態に関する情報を取得する。
【００４３】
ステップＳ１０２において、通信方向設定部５３は、通信方向の割当時間を、デフォルト設定から変更する必要がある走行環境であるか否かを判断する。通信方向の割当時間を変更すべき走行環境であれば（Ｓ１０２−ＹＥＳ）、ステップＳ１０３に進み、通信方向
設定部５３は、走行環境に応じた方向に対してその他の方向よりも多くの通信時間を割り当てて通信を行う。一方、通信方向の割当時間を変更する必要がない走行環境であれば（Ｓ１０２−ＮＯ）、ステップＳ１０４に進み、全方向に均等の通信時間を割り当てて通信を行う。
【００４４】
ステップＳ１０５では、ステップＳ１０３またはＳ１０４にて設定された通信時間割り当てを用いて所定時間のあいだ通信を行う。所定時間が経過したら、ステップＳ１０１からの処理を繰り返し実行する。なお、設定された通信時間割り当てで通信を行っている最中も自車両の位置や走行環境の情報は随時更新する。
【００４５】
（動作例）
特定の方向に対して通信時間を多く割り当てるべき走行環境として、次のようなものが想定される。
【００４６】
自動車専用道（高速道路を含む）を走行中・・・車両前後方向に通信時間を多く設定
直線道路を走行中    ・・・  車両前後方向に通信時間を多く設定
速い車速で走行中    ・・・  車両前後方向に通信時間を多く設定
カーブ道路を走行中  ・・・  カーブに沿った方向に通信時間を多く設定
交差点を走行中      ・・・  全方向に均等に通信時間を設定
リバース走行中      ・・・  後方に通信時間を多く設定
車庫入れ中          ・・・  後方に通信時間を多く設定
マニュアル運転時    ・・・  前後方向に通信時間を多く設定
自動運転時          ・・・  全方向に均等に通信時間を設定
ＥＶ走行時          ・・・  全方向に均等に通信時間を設定
【００４７】
自動車専用道（高速道路を含む）や直線道路を走行していたり、速い車速で走行していたりする場合には、前後方向の車両が通信相手となることが多く、また交通安全の観点からも通信を緊密に行うべき車両といえる。したがって、このような状況では前後方向に通信時間を多く設定することが好ましい。また同様の理由で、カーブ道路を走行中はカーブに沿った方向に通信時間を多く設定すべきであり、リバース走行中あるいは車庫入れ中は後方に通信時間を多く設定すべきである。交差点を走行中は特定の方向の車両あるいは路側機ではなく、全方向の車両や路側機と通信すべきといえるので、全方向に均等に通信時間を設定することが好ましい。
【００４８】
マニュアル運転時に前後方向に通信時間を多く設定し、自動運転時には全方向に均等に通信時間を設定するのは、マニュアル運転の方が交通安全に関してより重要な前後方向の情報をより多くドライバに提供する必要があるからである。自動運転時には均等に通信時間を割り当てても、安全な制御が可能である。
【００４９】
ＥＶ走行時（あるいはＰＨＶ車両のＥＶモードで走行時）に各方向に均等に通信時間を設定するのは、道路脇に設置されている充電ステーションとの通信がより確実に行えるようにするためである。なお、ＥＶ走行時であっても、電力残量が十分ある場合には均等に通信時間を割り当てずに、電力残量が閾値以下となった場合に各方向に均等に通信時間を割り当てるようにしてもよい。
【００５０】
図５（Ａ）は、全ての通信方向に対して均等に通信時間を割り当てるケース（ステップＳ１０４の処理）を説明する図である。ここでは、１０ミリ秒を１つの単位時間（通信サイクル）として説明する。全方向に均等に通信時間を割り当てる場合には、単位時間である１０ミリ秒を４等分して、２．５ミリ秒ずつ前後左右の方向に通信時間を割り当てる。基本スロットを繰り返し使用することで、全方向の通信相手と均等に通信機会が得られる
。
【００５１】
図５（Ｂ）は、前後方向に対して多めの通信時間を割り当てるケース（ステップＳ１０３の処理の一例）を説明する図である。たとえば、直線道路を走行中や高速度での走行中がこのケースに該当する。ここでは、３つの単位時間６２，６３，６２からなる割当期間６１を１単位として、これを繰り返して通信を行う。通信方向設定部５３は、期間６２では前方と後方のみに通信時間を設定する。具体的には、前方と後方の通信に、それぞれ均等に５ミリ秒ずつ割り当てられる。次の期間６３では、全方向に均等に通信時間が割り当てられる。全体として、前後方向に対して通信時間を多く設定して通信する期間６２と、全ての方向に通信時間を均等に設定して通信する期間６３とが交互になるように制御される。
【００５２】
図５（Ｃ）は、後方に対して多めの通信時間を割り当てるケース（ステップＳ１０３の処理の一例）を説明する図である。たとえば、車庫入れ中のリバース走行時がこのケースに該当する。この例では、割当期間６４は、後方のみに通信時間を割り当てる期間６５と、全方向に均等に通信時間を割り当てる期間６６とから構成される。
【００５３】
このように、本実施形態では、特定の方向だけに通信時間を割り当てる期間（６２，６５）と全方向に均等に通信時間を割り当てる期間（６３，６６）を交互に組み合わせる。これにより、全体として、走行環境に応じて必要な方向に対して、その他の方向よりも通信時間を多く割り当てることができる。重要な方向に対して通信時間を多く割り当てることで確実でかつ短時間でより多くの通信を行えるとともに、その他の方向に通信時間を割り当てることでその他の通信相手との通信も確保できる。
【００５４】
特定の方向のみに通信時間を割り当てる期間と全方向に均等に通信時間を割り当てる期間の時間比率は、上記の例では２対１となるが、それ以外の任意の比率としてかまわない。両方の期間を同じ時間となるようにしてもよいし、均等割り当ての期間の方が長くなるように設定してもかまわない。
【００５５】
＜本実施形態の有利な効果＞
本実施形態によれば、直進性の強いミリ波を用いた通信において、走行環境に応じた特定の方向により多くの通信時間を割り当てることにより、当該方向に位置する通信相手とより確実に通信でき、かつ、短時間で多くの通信が可能となる。さらに、その他の方向にも通信時間を割り当てているので、その他の方向に位置する通信相手との通信も確保できる。すなわち、全ての方向に存在する通信相手と通信可能としつつ、走行環境に応じた重要な方向の相手との通信スループットを大きくでき、効率性と可用性の両立が可能となる。
【００５６】
また、全方向と通信を可能とするために、通信方向ごとにアンテナと無線通信処理部を設けて対応することも可能であるが、そうすると無線通信処理部の数が増え、コストが増大する。本実施形態では、１つの無線通信処理部（通信部）を用いて各方向の通信を時分割で処理することで、コストを抑えることができる。
【００５７】
＜変形例＞
上記の説明では、特定の方向に通信時間を多く割り当てる通信を行う際に、どの程度の時間を割り当てるかを固定として説明したが、状況に応じて通信時間の割り当てを可変とすることも好ましい。たとえば、車速に対して閾値を複数設けて車速レベルを３段階以上に分類し、車速レベルが高いほど、前後方向に対して通信時間の割当をより多くするようにしてもよい。
【００５８】
また、上記の説明では、走行環境のうちの一つの情報に基づいて、通信方向ごとの通信時間割当を設定するものとして説明した。しかしながら、上記の実施形態において、走行環境情報として含まれる複数の情報を考慮して通信方向ごとの通信時間を設定することも好ましい。たとえば、高速で走行しているが、ＥＶモードで走行中であり、かつ、充電残量が少ないケースを想定する。車速が速いことは前後方向に通信時間を多く割り当てることを支持するが、充電残量が少ないことは全方向に対してより均等に通信時間を割り当てることを支持する。このような状況では、個々の走行環境情報ごとに重要度スコアを設定し、重要度スコアに応じて前後方向にどの程度多めに通信時間を割り当てるかを決定すればよい。ここでは、前後方向を重視する場合と全方向を均等に扱う場合の例であるが、たとえば、前後方向を重視する場合と左右方向を重視する場合でも同様に処理すればよい。また、３つ以上の走行環境情報に基づく場合も、同様に処理すればよい。
【００５９】
また、上記の説明では、走行環境（道路状況および車両状態）のみに基づいて通信方向ごとの通信割当時間を設定しているが、その他の情報を考慮して通信割当時間を設定してもかまわない。たとえば、通信相手が存在する方向に対してより多くの通信時間を割り当てることが考えられる。
【００６０】
上記の実施形態では、４方向あるいは８方向の異なる方向を向いたアンテナを切り替えて使う例およびアンテナを回転させる例を説明した。しかしながら、上記以外の構成を採用することができる。アンテナを複数利用する場合、その数は４個や８個に限られず、より多くても少なくてもかまわない。また、ビームフォーミングによって指向性を変更可能なアダプティブアンテナを利用して指向性を切り替えてもよい。さらに、異なる方向を向いた複数のアダプティブアンテナを利用して、利用するアンテナの切り替えとビームフォーミングの両方を使って通信方向を変更するようにしてもよい。
【００６１】
また、上記の説明では、２．５ミリ秒のスロット４つからなる１０ミリ秒の通信機関を１つの単位として通信時間割当を決定しているが、このような態様に限られない。より長い単位で通信時間の割り当てを変更するようにしてもかまわない。
【００６２】
本発明は、その技術的思想の範囲内において適宜変更し実施することが可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１：アンテナユニット
２：アンテナ制御部
３：通信部
４：上位層処理部
５：通信制御部
５１：道路状況取得部
５２：車両状態取得部
５３：通信方向設定部
【図１】
2018170682.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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