(57)【要約】【課題】利便性や性能が向上された通信システム等を提供する。【解決手段】通信システム１は、第１の無線通信方式及び第１の無線通信方式よりも電波到達距離が短い第２の無線通信方式によって通信が可能な路側通信装置５及び車載通信装置４が通信ノードとなる。第１の通信ノード及び第２の通信ノードは、第１の無線通信方式に係る無線通信によって、互いに第２の無線通信方式に係る接続情報の送受信を行い、接続情報に基づいて第２の無線通信方式の接続確立処理を行い、第２の無線通信方式に係る無線通信によって、実データの送受信を行う。【選択図】図４
2019213194.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の無線通信方式及び前記第１の無線通信方式よりも電波到達距離が短い第２の無線通信方式によって通信が可能な路側通信装置及び車載通信装置が通信ノードとなる通信システムであって、
第１の通信ノードが、前記第１の無線通信方式に係る無線通信によって、自らの存在のブロードキャストを行うブロードキャスト手段と、
前記第１の通信ノードと異なる第２の通信ノードが、前記第１の無線通信方式に係る無線通信によって、前記ブロードキャストに応答するブロードキャスト応答手段と、
前記第１の通信ノード及び前記第２の通信ノードが、前記第１の無線通信方式に係る無線通信によって、互いに前記第２の無線通信方式に係る接続情報の送受信を行う接続情報送受信手段と、
前記第１の通信ノード及び前記第２の通信ノードが、前記第１の無線通信方式に係る無線通信によって、前記接続情報に基づいて前記第２の無線通信方式の接続確立処理を行う接続確立手段と、
前記第１の通信ノード及び前記第２の通信ノードが、前記第２の無線通信方式に係る無線通信によって、実データの送受信を行う実データ送受信手段と、
を備えることを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記接続情報は、前記第２の無線通信方式に係る無線通信においてインフラストラクチャモード又はアドホックモードのいずれの通信モードを用いるかを示す通信モード情報を含み、
前記接続確立手段は、前記通信モード情報に基づいて、前記第２の無線通信方式の通信モードの設定を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
往復の通行が可能な道路において、両側の道路脇に複数の前記路側通信装置がそれぞれ設置され、
前記車載通信装置が搭載される車両には、前記第２の無線通信方式に使用される複数のアンテナが前記車両の両側部にそれぞれ設置され、
前記接続情報送受信手段は、前記第１の通信ノードが前記路側通信装置の場合、更に、自らが両側の道路脇のいずれに設置されているかを示す設置場所情報を前記接続情報に含めて前記第２の通信ノードに送信し、
前記第１の通信ノード及び前記第２の通信ノードが、前記設置場所情報に基づいて、前記第２の無線通信方式に使用される前記アンテナを決定するアンテナ決定手段、を更に備える
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の通信システム。
【請求項４】
前記接続情報送受信手段は、前記第１の通信ノードが前記車載通信装置の場合、更に、走行情報を前記接続情報に含めて前記第２の通信ノードに送信し、
前記アンテナ決定手段は、前記走行情報に基づいて、前記第２の無線通信方式に使用される前記アンテナを決定する
ことを特徴とする請求項３に記載の通信システム。
【請求項５】
前記第１の通信ノード及び前記第２の通信ノードが、互いに相手方から送信される前記第１の無線通信方式に係る無線通信の電波の受信強度を定期的に送受信し、前記受信強度に応じて前記第１の無線通信方式に係る無線通信のパラメータを調整するパラメータ調整手段、
を更に備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の通信システム。
【請求項６】
前記第１の通信ノード及び前記第２の通信ノードが、互いに前記走行情報を送受信し、前記走行情報に基づいて前記アンテナの方向を調整するアンテナ方向調整手段、
を更に備えることを特徴とする請求項４に記載の通信システム。
【請求項７】
第１の無線通信方式及び前記第１の無線通信方式よりも電波到達距離が短い第２の無線通信方式によって通信が可能な路側通信装置及び車載通信装置が通信ノードとなる通信方法であって、
第１の通信ノードが、前記第１の無線通信方式に係る無線通信によって、自らの存在のブロードキャストを行うブロードキャストステップと、
前記第１の通信ノードと異なる第２の通信ノードが、前記第１の無線通信方式に係る無線通信によって、前記ブロードキャストに応答するブロードキャスト応答ステップと、
前記第１の通信ノード及び前記第２の通信ノードが、前記第１の無線通信方式に係る無線通信によって、互いに前記第２の無線通信方式に係る接続情報の送受信を行う接続情報送受信ステップと、
前記第１の通信ノード及び前記第２の通信ノードが、前記第１の無線通信方式に係る無線通信によって、前記接続情報に基づいて前記第２の無線通信方式の接続確立処理を行う接続確立ステップと、
前記第１の通信ノード及び前記第２の通信ノードが、前記第２の無線通信方式に係る無線通信によって、実データの送受信を行う実データ送受信ステップと、
を実行することを特徴とする通信方法。
【請求項８】
第１の無線通信方式及び前記第１の無線通信方式よりも電波到達距離が短い第２の無線通信方式によって通信が可能な路側通信装置及び車載通信装置が通信ノードとなる通信プログラムであって、
第１の通信ノードが、前記第１の無線通信方式に係る無線通信によって、自らの存在のブロードキャストを行うブロードキャストステップと、
前記第１の通信ノードと異なる第２の通信ノードが、前記第１の無線通信方式に係る無線通信によって、前記ブロードキャストに応答するブロードキャスト応答ステップと、
前記第１の通信ノード及び前記第２の通信ノードが、前記第１の無線通信方式に係る無線通信によって、互いに前記第２の無線通信方式に係る接続情報の送受信を行う接続情報送受信ステップと、
前記第１の通信ノード及び前記第２の通信ノードが、前記第１の無線通信方式に係る無線通信によって、前記接続情報に基づいて前記第２の無線通信方式の接続確立処理を行う接続確立ステップと、
前記第１の通信ノード及び前記第２の通信ノードが、前記第２の無線通信方式に係る無線通信によって、実データの送受信を行う実データ送受信ステップと、
を実行するための通信プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、路側通信装置及び車載通信装置を通信ノードとする通信システム等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、本発明者は、リアルタイムに道路状況を車両に提供したり、大規模災害時における通信環境を確保したりするために、路車間通信技術、車車間通信技術及びクラウドレット技術等の開発を行っている。特許文献１〜３には、効率的なデータ転送を実現することが可能な路側通信装置、車載通信装置及び車載クラウドレットが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特願２０１７−０６６４７３号公報
【特許文献２】特願２０１７−０６６４７４号公報
【特許文献３】特願２０１７−０６６４７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明では、路側通信装置及び車載通信装置を通信ノードとする通信システムの更なる利便性の向上や性能の向上を図ることを課題とする。具体的な課題として、これまでの実証実験においては、路車間通信を行う場合はインフラストラクチャモードに固定し、車車間通信を行う場合はアドホックモードに固定しておく必要があり、同じ車載通信装置が両方のモードで通信を行うことができなかった。また、路車間通信や車車間通信の接続確立処理に時間を要したり、路車間通信や車車間通信に用いられるアンテナの物理的な位置関係に起因して電波受信強度が低下したりして、実データの転送容量を十分に確保できなかった。
【０００５】
本発明の目的は、前述の課題を解決し、利便性や性能が向上された通信システム等を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前述した目的を達成するための第１の発明は、第１の無線通信方式及び前記第１の無線通信方式よりも電波到達距離が短い第２の無線通信方式によって通信が可能な路側通信装置及び車載通信装置が通信ノードとなる通信システムであって、第１の通信ノードが、前記第１の無線通信方式に係る無線通信によって、自らの存在のブロードキャストを行うブロードキャスト手段と、前記第１の通信ノードと異なる第２の通信ノードが、前記第１の無線通信方式に係る無線通信によって、前記ブロードキャストに応答するブロードキャスト応答手段と、前記第１の通信ノード及び前記第２の通信ノードが、前記第１の無線通信方式に係る無線通信によって、互いに前記第２の無線通信方式に係る接続情報の送受信を行う接続情報送受信手段と、前記第１の通信ノード及び前記第２の通信ノードが、前記第１の無線通信方式に係る無線通信によって、前記接続情報に基づいて前記第２の無線通信方式の接続確立処理を行う接続確立手段と、前記第１の通信ノード及び前記第２の通信ノードが、前記第２の無線通信方式に係る無線通信によって、実データの送受信を行う実データ送受信手段と、を備えることを特徴とする通信システムである。第１の発明によって、第２の無線通信方式に係る無線通信において接続確立処理を行う時間を実データの転送時間に充てることができ、実データの転送容量を十分に確保することができる。
【０００７】
第１の発明における前記接続情報は、前記第２の無線通信方式に係る無線通信においてインフラストラクチャモード又はアドホックモードのいずれの通信モードを用いるかを示す通信モード情報を含み、前記接続確立手段は、前記通信モード情報に基づいて、前記第２の無線通信方式の通信モードの設定を行うようにしても良い。これによって、予め通信モードを固定しておく必要がなく、同じ車載通信装置や路側通信装置がインフラストラクチャモード及びアドホックモードの両方のモードで通信を行うことができる。
【０００８】
また、第１の発明は、往復の通行が可能な道路において、両側の道路脇に複数の前記路側通信装置がそれぞれ設置され、前記車載通信装置が搭載される車両には、前記第２の無線通信方式に使用される複数のアンテナが前記車両の両側部にそれぞれ設置され、前記接続情報送受信手段は、前記第１の通信ノードが前記路側通信装置の場合、更に、自らが両側の道路脇のいずれに設置されているかを示す設置場所情報を前記接続情報に含めて前記第２の通信ノードに送信し、前記第１の通信ノード及び前記第２の通信ノードが、前記設置場所情報に基づいて、前記第２の無線通信方式に使用される前記アンテナを決定するアンテナ決定手段、を更に備えるようにしても良い。これによって、第１の通信ノードが路側通信装置の場合において、第２の無線通信方式に使用されるアンテナの物理的な位置関係に起因した電波受信強度の低下を抑制することができ、実データの転送容量を十分に確保することができる。
【０００９】
また、第１の発明における前記接続情報送受信手段は、前記第１の通信ノードが前記車載通信装置の場合、更に、走行情報を前記接続情報に含めて前記第２の通信ノードに送信し、前記アンテナ決定手段は、前記走行情報に基づいて、前記第２の無線通信方式に使用される前記アンテナを決定するようにしても良い。これによって、第１の通信ノードが車載通信装置の場合において、第２の無線通信方式に使用されるアンテナの物理的な位置関係に起因した電波受信強度の低下を抑制することができ、実データの転送容量を十分に確保することができる。
【００１０】
また、第１の発明は、前記第１の通信ノード及び前記第２の通信ノードが、互いに相手方から送信される前記第１の無線通信方式に係る無線通信の電波の受信強度を定期的に送受信し、前記受信強度に応じて前記第１の無線通信方式に係る無線通信のパラメータを調整するパラメータ調整手段、を更に備えるようにしても良い。これによって、データエラー率を一定以下に保ちながら、通信距離を増大させることができる。
【００１１】
また、第１の発明は、前記第１の通信ノード及び前記第２の通信ノードが、互いに前記走行情報を送受信し、前記走行情報に基づいて前記アンテナの方向を調整するアンテナ方向調整手段、を更に備えるようにしても良い。これによって、通信相手に追従しながらビームフォーミングを行うことができ、通信速度を増大させることができる。そして、実データの転送容量を十分に確保することができる。
【００１２】
第２の発明は、第１の無線通信方式及び前記第１の無線通信方式よりも電波到達距離が短い第２の無線通信方式によって通信が可能な路側通信装置及び車載通信装置が通信ノードとなる通信方法であって、第１の通信ノードが、前記第１の無線通信方式に係る無線通信によって、自らの存在のブロードキャストを行うブロードキャストステップと、前記第１の通信ノードと異なる第２の通信ノードが、前記第１の無線通信方式に係る無線通信によって、前記ブロードキャストに応答するブロードキャスト応答ステップと、前記第１の通信ノード及び前記第２の通信ノードが、前記第１の無線通信方式に係る無線通信によって、互いに前記第２の無線通信方式に係る接続情報の送受信を行う接続情報送受信ステップと、前記第１の通信ノード及び前記第２の通信ノードが、前記第１の無線通信方式に係る無線通信によって、前記接続情報に基づいて前記第２の無線通信方式の接続確立処理を行う接続確立ステップと、前記第１の通信ノード及び前記第２の通信ノードが、前記第２の無線通信方式に係る無線通信によって、実データの送受信を行う実データ送受信ステップと、を実行することを特徴とする通信方法である。第２の発明によって、第２の無線通信方式に係る無線通信において接続確立処理を行う時間を実データの転送時間に充てることができ、実データの転送容量を十分に確保することができる。
【００１３】
第３の発明は、第１の無線通信方式及び前記第１の無線通信方式よりも電波到達距離が短い第２の無線通信方式によって通信が可能な路側通信装置及び車載通信装置が通信ノードとなる通信プログラムであって、第１の通信ノードが、前記第１の無線通信方式に係る無線通信によって、自らの存在のブロードキャストを行うブロードキャストステップと、前記第１の通信ノードと異なる第２の通信ノードが、前記第１の無線通信方式に係る無線通信によって、前記ブロードキャストに応答するブロードキャスト応答ステップと、前記第１の通信ノード及び前記第２の通信ノードが、前記第１の無線通信方式に係る無線通信によって、互いに前記第２の無線通信方式に係る接続情報の送受信を行う接続情報送受信ステップと、前記第１の通信ノード及び前記第２の通信ノードが、前記第１の無線通信方式に係る無線通信によって、前記接続情報に基づいて前記第２の無線通信方式の接続確立処理を行う接続確立ステップと、前記第１の通信ノード及び前記第２の通信ノードが、前記第２の無線通信方式に係る無線通信によって、実データの送受信を行う実データ送受信ステップと、を実行するための通信プログラムである。第３の発明の通信プログラムを汎用のコンピュータにインストールすることによって、第１の発明の通信システムを得ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、利便性や性能が向上された通信システム等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】通信システムの概要を示す図
【図２】車載通信装置の構成を示す図
【図３】路側通信装置の構成を示す図
【図４】第１の実施形態に係る通信システムにおける処理の流れを示すフローチャート
【図５】第２の無線通信方式の設定処理の流れを示すフローチャート
【図６】第１の通信ノードが路側通信装置の場合における第２の無線通信方式の設定処理を説明する図
【図７】第１の通信ノードが車載通信装置の場合における第２の無線通信方式の設定処理を説明する図
【図８】第２の実施形態に係る通信システムにおける処理の流れを示すフローチャート
【図９】第１の無線通信方式の接続処理の流れを示すフローチャート
【図１０】第１の無線通信方式の調整処理の流れを示すフローチャート
【図１１】センサデータの送受信処理の流れを示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下図面に基づいて、本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、通信システムの概要を示す図である。図１に示すように、通信システム１は、車両３に搭載される車載通信装置４、及び道路脇に設置される路側通信装置５が通信ノードとなる。ここで、通信ノードとは、通信システム１における無線通信の送信側装置及び受信側装置の総称である。
【００１７】
通信システム１は、更に、路側通信装置５とネットワーク６を介して接続されるクラウドサーバ２を備える。クラウドサーバ２は、ネットワーク６を介して車載通信装置４と接続されても良い。ネットワーク６は、例えばインターネットである。クラウドサーバ２は、例えば、データセンターに配置されるサーバ用コンピュータであり、１台の筐体で実現されても良いし、複数台の筐体で実現されても良い。
【００１８】
車載通信装置４及び路側通信装置５は、第１の無線通信方式と、第１の無線通信方式よりも電波到達距離が短い第２の無線通信方式によって通信が可能である。第１の無線通信方式は、例えば、見通しの電波到達距離が１ｋｍ程度の９２０ＭＨｚ帯を用いる無線通信方式である。９２０ＭＨｚ帯を用いる無線通信方式は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａｈの規格に準じたＬＡＮ、ＩＥＥＥ８０２．１５．４ｋの規格に準拠したＬＰＷＡ（Low Power Wide Area)系のLoRa（登録商標）やsigfox（登録商標）等が挙げられる。また、第２の無線通信方式は、例えば、見通しの電波到達距離が１００ｍ程度の２．４ＧＨｚ帯を用いる無線通信方式である。２．４ＧＨｚ帯を用いる無線通信方式は、ＩＥＥＥ８０２．１５．４の規格に準拠したＺｉｇＢｅｅ（登録商標）やＩＥＥＥ８０２．１１シリーズの規格に準拠したＷｉＦｉ（登録商標）等が挙げられる。
【００１９】
車載通信装置４は、周辺の他の車載通信装置４や路側通信装置５と無線通信を行う。本発明の実施の形態では、車載通信装置４は、センサによって周辺の環境情報を取得して他の車載通信装置４や路側通信装置５に送信したり、又は他の車載通信装置４や路側通信装置５から環境情報を取得したりする。また、車載通信装置４は、ネットワーク６を介してクラウドサーバ２に環境情報をアップロードしても良い。
【００２０】
路側通信装置５は、車載通信装置４や周辺の他の路側通信装置５と無線通信を行う。本発明の実施の形態では、路側通信装置５は、センサによって周辺の環境情報を取得して車載通信装置４や他の路側通信装置５に送信したり、又は車載通信装置４や他の路側通信装置５から環境情報を取得したりする。また、路側通信装置５は、ネットワーク６を介してクラウドサーバ２に環境情報をアップロードしても良い。
【００２１】
環境情報は、例えば、周囲温度、路面温度、湿度、濃霧レベル、気圧、路面凍結状態、周囲画像、紫外線量、CO2量、PM2.5量、降水量、降雪量、ホワイトアウト状態量、交通量、避難所設置情報、通行止め情報、災害情報、観光情報等である。
【００２２】
一般に、車載通信装置４と路側通信装置５の無線通信は路車間通信、車載通信装置４間の無線通信は車車間通信、路側通信装置５間の無線通信は路路間通信と呼ばれる。以下、単に無線通信とは、路車間通信、車車間通信及び路路間通信の総称である。
【００２３】
クラウドサーバ２は、制御部としてのＣＰＵ（「Central Processing Unit」の略）、主記憶部としてのメモリ、補助記憶部としてのＨＤＤ（「Hard Disk Drive」の略）やフラッシュメモリ、通信機器等を有する。補助記憶部には、ＯＳ（「Operating System」の略）、アプリケーションプログラム、処理に必要なデータ等が記憶されている。制御部は、補助記憶部からＯＳやアプリケーションプログラムを読み出して主記憶部に格納し、主記憶部にアクセスしながら、その他の機器を制御し、所定の処理を実行する。
【００２４】
図２は、車載通信装置の構成を示す図である。図２に示すように、車載通信装置４は、各装置を制御する制御装置４０と、複数の無線方式によって無線通信を行う通信機器群７と、によって構成され、周辺の環境情報を取得するセンサ群８と接続される。
【００２５】
制御装置４０は、制御部としてのＣＰＵ、主記憶部としてのメモリ、補助記憶部としてのＨＤＤやフラッシュメモリ等を有する。補助記憶部には、ＯＳ、アプリケーションプログラム、処理に必要なデータ等が記憶されている。制御部は、補助記憶部からＯＳやアプリケーションプログラムを読み出して主記憶部に格納し、主記憶部にアクセスしながら、その他の機器を制御し、後述する処理を実行する。
【００２６】
制御装置４０は、ＳＤＮ（Software Defined Network）技術によって通信機器群７等を制御するＳＤＮ制御モジュール４１及びＳＤＮ通信モジュール４２と、通信ノード間を蓄積転送型通信でルーティングし、非同期にデータをやり取りするＤＴＮ（Delay, Disruption, Disconnection Tolerant Networking：遅延耐性ネットワーク）モジュール４３と、クラウドサーバ２の処理の一部又は全部を実行するクラウドレットモジュール４４と、センサによって取得される環境情報を記憶するセンサデータベース４５と、車両３に搭載されるＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）やセンサ群８とＣＡＮ（Controller Area Network）を介して通信を行うＣＡＮモジュール４６がインストールされている。
【００２７】
ＳＤＮ技術は、通信機器群７をソフトウェアで動的に制御する技術であり、経路制御とデータ転送の機能を分離したアーキテクチャを採用していることが特徴である。また、ＳＤＮ技術は、クロスレイヤ情報をネットワーク定義に取り扱うことを可能とする。例えば、ＭＡＣアドレスやＩＰアドレス、ＴＣＰ／ＵＤＰポート番号をネットワーク定義に利用したり、ブラウザ上に実装されるユーザインタフェースから経路情報を直接編集したり、外部データベース内に蓄積される情報から最適なネットワーク定義を導き出したりすることが可能である。本発明の実施の形態では、ＳＤＮ制御モジュール４１は経路制御、接続確立、通信保証等の機能を実現するためのプログラムであり、ＳＤＮ通信モジュール４２はデータ転送等の機能を実現するためのプログラムである。
【００２８】
ＤＴＮは、通信不可の環境では中継ノードにデータを蓄積しておき、中継ノードの移動等によって通信可能の環境になると、データ転送を行う仕組みである。ＤＴＮによって、劣悪な通信環境であってもデータ転送を実現することができる。ＤＴＮ技術は、オーバーレイ・ネットワークとして運用され、ソフトウェア上でオブジェクトを一意に識別するための識別子であるＵＵＩＤ（Universally Unique Identifier）を識別情報として用いる。本発明の実施の形態では、ＤＴＮモジュール４３は、無線通信方式の接続情報の送受信を行うためのプログラムである。
【００２９】
クラウドレットは、エッジコンピューティング又はフォグコンピューティングといった技術において、クラウドサービスを受ける端末側に近い位置に分散して配置される小規模なサーバを意味する。本発明の実施の形態では、クラウドレットモジュール４４は、センサ群８から周期的にデータをサンプリングするとともに、他の車載通信装置４や路側通信装置５からデータを受信し、センサデータベース４５に格納し、センサデータベース４５のデータに基づいて車両３に対する各種サービスを提供するサービス提供手段として制御装置４０を機能させるためのプログラムである。各種サービスとしては、例えば、道路状況や災害情報の提供等が挙げられる。
【００３０】
センサデータベース４５は、センサ種別、時刻、送信元識別番号、場所、センサの計測値等の情報を格納する。センサデータベース４５は、例えば、特開２０１５−１７０３１１号公報に記載のプラグ・アンド・プレイ（Plug and Play）を応用した技術を用いて、未知のセンサデータであっても格納可能な柔軟性を有する。センサデータベース４５によって、いつ、だれが、どこで収集した何のデータかを統一的に管理することができる。
【００３１】
通信機器群７は、複数の無線通信方式に対応する複数の通信機器の集合体である。無線通信方式としては、例えば、９２０ＭＨｚ帯を用いるＩＥＥＥ８０２．１１ａｈの規格に準じたＬＡＮ、ＩＥＥＥ８０２．１５．４ｋの規格に準拠したＬＰＷＡ（Low Power Wide Area)系のLoRa（登録商標）やsigfox（登録商標）、２．４ＧＨｚ帯を用いるＩＥＥＥ８０２．１５．４の規格に準拠したＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯を用いるＩＥＥＥ８０２．１１シリーズの規格に準拠したＷｉＦｉ（登録商標）、衛星回線、携帯電話回線（３Ｇ／ＬＴＥ／５Ｇ）等が挙げられる。
【００３２】
本発明の実施の形態では、路車間通信、車車間通信及び路路間通信においては、９２０ＭＨｚ帯と２．４ＧＨｚ帯の周波数帯の無線通信方式に規定される。また、クラウドサーバ２と車載通信装置４や路側通信装置５との通信においては、衛星回線や携帯電話回線（３Ｇ／ＬＴＥ／５Ｇ）等、又はＬＡＮケーブル等の有線通信を用いることができる。
【００３３】
本発明の実施の形態では、複数の無線通信方式を動的に切り替えて通信するために、コグニティブ無線技術を用いても良い。コグニティブ無線技術とは、端末や基地局等が周囲の電波状況をチェックし、その状況に応じて利用者に意識させることなく、無線通信方式を変えて通信する技術である。本発明の実施の形態では、特に、利用可能な既存の無線通信方式の利用通信環境をセンシングし、自動的に切り替えるヘテロジニアス型コグニティブ無線技術を用いても良い。
【００３４】
センサ群８は、周辺の環境情報を取得するセンサの集合体である。センサとしては、例えば、赤外線温度センサ、雨量センサ、気圧センサ、湿度センサ、イメージセンサ、ＧＰＳセンサ、路面状況監視センサ等が挙げられる。
【００３５】
図３は、路側通信装置の構成を示す図である。図３に示すように、本発明の実施形態における路側通信装置５は、各装置を制御する制御装置４０と、各装置に電力を供給する電源部５０と、複数の無線方式によって無線通信を行う通信機器群７と、周辺の環境情報を取得するセンサ群８と、によって構成される。
【００３６】
制御装置４０は、ＣＡＮモジュール４６を備えていないことを除き、車載通信装置４の制御装置４０と同様である。また、ＳＤＮ制御モジュール４１、ＳＤＮ通信モジュール４２、ＤＴＮモジュール４３、クラウドレットモジュール４４、センサデータベース４５、通信機器群７及びセンサ群８は、車載通信装置４と同様である。
【００３７】
電源部５０は、風力発電装置５１、太陽光発電装置５２、電力制御装置５３、バッテリ５４等を備え、商用電源とは独立して電力を供給可能な自立電源として機能する。
【００３８】
次に、図４〜図７を参照しながら、第１の実施形態について説明する。図４は、第１の実施形態に係る通信システムにおける処理の流れを示すフローチャートである。図４に示す通信処理では、第１の通信ノードＮ１と第２の通信ノードＮ２は互いに異なり、センサデータを送信する側の装置（＝車載通信装置４又は路側通信装置５）が第１の通信ノードＮ１であり、センサデータを受信する側の装置（＝車載通信装置４又は路側通信装置５）が第２の通信ノードＮ２である。
【００３９】
第１の通信ノードＮ１は、各センサからデータを周期的にサンプリングし、センサデータベース４５に格納する（ステップＳ１）。
【００４０】
次に、第１の通信ノードＮ１は、センサデータベース４５からセンサデータを取得し（ステップＳ２）、第１の無線通信方式に係る無線通信によって、周辺の他の通信ノードに自らの存在のブロードキャストを行う（ステップＳ３）。例えば、第１の通信ノードＮ１は、自らの識別情報をブロードキャストする。
【００４１】
第２の通信ノードＮ２は、第１の無線通信方式に係る無線通信によって、ステップＳ３におけるブロードキャストに応答する（ステップＳ４）。例えば、第２の通信ノードＮ２は、ブロードキャストに対する応答として、自らの識別情報を第１の通信ノードＮ１に送信する。
【００４２】
他の通信ノードから応答がない場合（ステップＳ５のＮｏ）、第１の通信ノードＮ１は、センサデータをキャッシュし（ステップＳ６）、ステップＳ３の処理から繰り返す。応答がある場合（ステップＳ５のＹｅｓ）、第１の通信ノードＮ１は、第１の無線通信方式に係る無線通信によって、第２の無線通信方式の接続情報を送信する（ステップＳ７）。
【００４３】
第２の無線通信方式の接続情報には、第２の無線通信方式に係る無線通信においてインフラストラクチャモード又はアドホックモードのいずれの通信モードを用いるかを示す通信モード情報と、その通信モードに関するＳＳＩＤや暗号化キー等が含まれる。
【００４４】
通信モード情報は、インフラストラクチャモード又はアドホックモードのいずれかを示すコードであっても良いし、インフラストラクチャモード又はアドホックモードのいずれかに決定するための他の情報であっても良い。例えば、通信モード情報は、第１の通信ノードＮ１が路側通信装置５又は車載通信装置４のいずれであるかを示す路車識別情報でも良い。この場合、第２の通信ノードＮ２は、第２の無線通信方式の通信モードを、路車識別情報が路側通信装置５を示すものであればインフラストラクチャモードに決定し、路車識別情報が車載通信装置４を示すものであればアドホックモードに決定する。第１の通信ノードＮ１も、同様に第２の無線通信方式の通信モードを決定することができる。
【００４５】
第２の通信ノードＮ２は、第１の無線通信方式に係る無線通信によって、第２の無線通信方式の接続情報を受信し（ステップＳ８）、第２の無線通信方式の設定処理を行う（ステップＳ９）。
【００４６】
図５は、第２の無線通信方式の設定処理の流れを示すフローチャートである。図５に示すように、第２の通信ノードＮ２は、ステップＳ８において受信される通信モード情報に基づいて、第２の無線通信方式の通信モードを設定する（ステップＳ２１）。第２の通信ノードＮ２は、通信モード情報がインフラストラクチャモードを示す情報であれば、第２の無線通信方式の通信モードをインフラストラクチャモードに設定し、通信モード情報がアドホックモードを示す情報であれば、第２の無線通信方式の通信モードをアドホックモードに設定する。
【００４７】
次に、第２の通信ノードＮ２は、第１の通信ノードＮ１が路側通信装置５又は車載通信装置４のいずれであるかを確認する（ステップＳ２２）。例えば、通信モード情報として路車識別情報を用いる場合、第２の通信ノードＮ２は、この路車識別情報を用いてステップＳ２２の判定処理を行うことができる。
【００４８】
第１の通信ノードＮ１が路側通信装置５の場合（ステップＳ２２の「路側通信装置」）、第２の通信ノードＮ２はステップＳ２３に進む。一方、第１の通信ノードＮ１が車載通信装置４の場合（ステップＳ２２の「車載通信装置」）、第２の通信ノードＮ２はステップＳ２４に進む。
【００４９】
図６は、第１の通信ノードが路側通信装置の場合における第２の無線通信方式の設定処理を説明する図である。図６に示すように、本実施の形態では、複数の路側通信装置５Ａ、５Ｂが、往復の通行が可能な道路において両側の道路脇にそれぞれ設置される。図６に示す例では、路側通信装置５Ａは車両３の前進方向左側の道路脇に設置され、路側通信装置５Ｂは車両３の前進方向右側の道路脇に設置されている。車載通信装置４が搭載される車両３には、第１の無線通信方式に使用されるアンテナ７１が、車両３の上部に設置される。図６に示す例では、アンテナ７１は車両３のルーフに設置されている。第２の無線通信方式に使用されるアンテナ７２ａ、７２ｂは、車両３の両側部にそれぞれ設置される。図６に示す例では、アンテナ７２ａは車両３の前進方向左側のドアミラーに設置され、アンテナ７２ｂは車両３の前進方向右側のドアミラーに設置されている。アンテナ７２ａ、７２ｂを左右のドアミラーに設置し、後述するステップＳ２３又はＳ２４の処理において適切なアンテナを選択することによって、無線通信を行うアンテナ同士の物理的な距離を近づけることができる。
【００５０】
図６に示す例では、路側通信装置５Ａ、５Ｂがセンサデータを送信する側の装置、すなわち第１の通信ノードＮ１であり、車両３に搭載される車載通信装置４がセンサデータを受信する側の装置、すなわち第２の通信ノードＮ２である。そして、車両３の現在位置がＰ１の場合、車載通信装置４は路側通信装置５Ｂと路車間通信を行い、車両３の現在位置がＰ２の場合、車載通信装置４は路側通信装置５Ａと路車間通信を行う。
【００５１】
車両３がＰ１に近づく前に、第１の通信ノードＮ１である路側通信装置５Ｂは、ステップＳ７において、自らが両側の道路脇のいずれに設置されているかを示す設置場所情報を接続情報に含めて第２の通信ノードＮ２に送信する。図６に示す例では、路側通信装置５Ｂの設置場所情報は、車両３の前進方向右側の道路脇を示している。これに対して、第２の通信ノードＮ２である車載通信装置４は、ステップＳ２３において、第１の通信ノードＮ１の設置場所情報に基づいて、第２の無線通信方式に用いるアンテナを決定する。図６に示す例では、第２の通信ノードＮ２である車載通信装置４は、車両３の前進方向右側の道路脇に近いアンテナ７２ｂを、第２の無線通信方式に用いるアンテナに決定する。
【００５２】
また、車両３がＰ１を離れ、Ｐ２に近づく前に、第１の通信ノードＮ１である路側通信装置５Ａは、ステップＳ７において、自らが両側の道路脇のいずれに設置されているかを示す設置場所情報を接続情報に含めて第２の通信ノードＮ２に送信する。図６に示す例では、路側通信装置５Ａの設置場所情報は、車両３の前進方向左側の道路脇を示している。これに対して、第２の通信ノードＮ２である車載通信装置４は、ステップＳ２３において、第１の通信ノードＮ１の設置場所情報に基づいて、第２の無線通信方式に用いるアンテナを決定する。図６に示す例では、第２の通信ノードＮ２である車載通信装置４は、車両３の前進方向左側の道路脇に近いアンテナ７２ａを、第２の無線通信方式に用いるアンテナに決定する。
【００５３】
図７は、第１の通信ノードが車載通信装置の場合における第２の無線通信方式の設定処理を説明する図である。図７に示すように、本実施の形態では、車載通信装置４Ａ、４Ｂが搭載される複数の車両３Ａ、３Ｂが、往復の通行が可能な道路を走行する。図７に示す例では、車載通信装置４Ａが搭載される車両３Ａは図の左側から右側に走行し、車載通信装置４Ｂが搭載される車両３Ｂは図の右側から左側に走行している。図６に示す例と同様に、車両３Ａ、３Ｂには、アンテナ７１が車両３Ａ、３Ｂのルーフに設置され、アンテナ７２ａが車両３Ａ、３Ｂの前進方向左側のドアミラーに設置され、アンテナ７２ｂが車両３Ａ、３Ｂの前進方向右側のドアミラーに設置されている。
【００５４】
図７に示す例では、車載通信装置４Ａがセンサデータを送信する側の装置、すなわち第１の通信ノードＮ１であり、車載通信装置４Ｂがセンサデータを受信する側の装置、すなわち第２の通信ノードＮ２である。そして、車載通信装置４Ａ、４Ｂは互いに車車間通信を行う。
【００５５】
車両３Ａ、３Ｂが互いに近づく前に、第１の通信ノードＮ１である車載通信装置４Ａは、ステップＳ７において、自らの現在位置及び進行方向を含む走行情報を接続情報に含めて第２の通信ノードＮ２に送信する。図７に示す例では、車載通信装置４Ａの走行情報は、車両３が図の左側から右側に走行していることを示している。これに対して、第２の通信ノードＮ２である車載通信装置４Ｂは、ステップＳ２３において、第１の通信ノードＮ１の走行情報に基づいて、第２の無線通信方式に用いるアンテナを決定する。図７に示す例では、第２の通信ノードＮ２である車載通信装置４Ｂは、車両３Ａに近いアンテナ７２ｂを、第２の無線通信方式に用いるアンテナに決定する。第１の通信ノードＮ１である車載通信装置４Ａも、同様に第２の無線通信方式に用いるアンテナを決定することができる。
【００５６】
図４の説明に戻る。第１の通信ノードＮ１及び第２の通信ノードＮ２は、第１の無線通信方式に係る無線通信によって、互いに第２の無線通信方式の接続確立処理を行う（ステップＳ１０）。例えば、第１の通信ノードＮ１及び第２の通信ノードＮ２は、第１の無線通信方式に係る無線通信によって、互いに認証情報のやり取りを行うオーセンティケーション（Authentication）、第２の通信ノードＮ２から第１の通信ノードＮ１への接続要求を行うアソシエーション要求（Association Request）、第１の通信ノードＮ１から第２の通信ノードＮ２への接続許可応答を行うアソシエーション応答（Association Response）、及び秘密鍵の交換を行う認証手続き（4-way handshake）を実行し、第２の無線通信方式による接続を確立する。
【００５７】
次に、第１の通信ノードＮ１は、第２の無線通信方式に係る無線通信によって、第２の通信ノードＮ２と通信可能か否か確認する（ステップＳ１１）。例えば、第１の通信ノードＮ１は、第２の無線通信方式に係る無線通信によって、第２の通信ノードＮ２に対してpingによる導通確認を行い、第２の通信ノードＮ２が通信可能範囲に存在するか否かを確認する。
【００５８】
第２の通信ノードＮ２と通信可能ではない場合（ステップＳ１１のＮｏ）、第１の通信ノードＮ１は、ステップＳ１１の処理を繰り返す。第２の通信ノードＮ２と通信可能な場合（ステップＳ１１のＹｅｓ）、第１の通信ノードＮ１は、第２の無線通信方式に係る無線通信によって、第２の通信ノードＮ２にセンサデータを送信し（ステップＳ１２）、第２の通信ノードＮ２は、第２の無線通信方式に係る無線通信によって、第１の通信ノードＮ１からセンサデータを受信する（ステップＳ１３）。すなわち、第１の通信ノードＮ１及び第２の通信ノードＮ２は、第２の無線通信方式に係る無線通信によって、互いに実データの送受信を行う。
【００５９】
以上の通り、第１の実施形態における通信システム１は、利便性や性能が向上されている。性能向上の方策の一つとして、第１の通信ノードＮ１及び第２の通信ノードＮ２が、第１の無線通信方式に係る無線通信によって、互いに第２の無線通信方式の接続確立処理を行うので、第２の無線通信方式に係る無線通信において接続確立処理を行う時間を実データの転送時間に充てることができ、実データの転送容量を十分に確保することができる。
【００６０】
また、利便性向上の方策の一つとして、実データを送受信する前に第２の無線通信方式の接続確立処理を行う際、第１の通信ノードＮ１が、インフラストラクチャモード又はアドホックモードのいずれの通信モードを用いるかを示す通信モード情報を送信し、第２の通信ノードＮ２が、通信モード情報に基づいて第２の無線通信方式の通信モードの設定を行うので、予め通信モードを固定しておく必要がなく、同じ車載通信装置４や路側通信装置５が両方のモードで通信を行うことができる。すなわち、実データを受信する側の装置が車載通信装置４の場合、通信相手が路側通信装置５であれば、インフラストラクチャモードによって路車通信を行い、通信相手が車載通信装置４であれば、アドホックモードによって車車通信を行うことが可能である。同様に、実データを受信する側の装置が路側通信装置５の場合、通信相手が路側通信装置５であれば、インフラストラクチャモードによって路路通信を行い、通信相手が車載通信装置４であれば、アドホックモードによって路車通信を行うことが可能である。
【００６１】
更に、性能向上の方策の一つとして、第１の通信ノードＮ１が路側通信装置５の場合、第１の通信ノードＮ１は、自らが両側の道路脇のいずれに設置されているかを示す設置場所情報を接続情報に含めて第２の通信ノードＮ２に送信し、第２の通信ノードＮ２は、第１の通信ノードＮ１の設置場所情報に基づいて、第２の無線通信方式に使用されるアンテナを決定する。また、第１の通信ノードＮ１が車載通信装置４の場合、第１の通信ノードＮ１は、走行情報を接続情報に含めて第２の通信ノードＮ２に送信し、第２の通信ノードＮ２は、第１の通信ノードＮ１の走行情報に基づいて、第２の無線通信方式に使用されるアンテナを決定する。これによって、第２の無線通信方式に使用されるアンテナの物理的な位置関係に起因した電波受信強度の低下を抑制することができ、実データの転送容量を十分に確保することができる。
【００６２】
次に、図８〜図１１を参照しながら、第２の実施形態について説明する。図８〜図１１に示す処理では、第１の通信ノードＮ１と第２の通信ノードＮ２は互いに異なり、センサデータを送信する側の装置（＝車載通信装置４又は路側通信装置５）が第１の通信ノードＮ１であり、センサデータを受信する側の装置（＝車載通信装置４又は路側通信装置５）が第２の通信ノードＮ２である。
【００６３】
第２の実施形態では、第１の無線通信方式における通信距離の増大と、第２の無線通信方式における通信速度の増大を目的として、各無線通信の調整処理を実行する。これによって、通信ノード同士が遠距離の場合及びすれ違い時の近距離の場合の両方において、無線通信の受信感度の最大化及び通信スループットの向上を両立させる。
【００６４】
以下、第１の無線通信方式の通信規格はＬｏＲａ（登録商標）、第２の無線通信方式の通信規格は８０２．１１ａｃ  Ｗａｖｅ２として説明する。また、第２の無線通信方式に係る無線通信の通信モードは、インフラストラクチャモードとして説明する。ＬｏＲａ（登録商標）は、ＬＰＷＡ（Low Power, Wide Area）の一つであり、少ない消費電力で広いエリアをカバーできる。８０２．１１ａｃ  Ｗａｖｅ２は、周波数を複数束ねることで１度に大容量データが送信できる技術（＝チャネルボンディング）と、複数のアンテナを使って通信を高速化し、複数のユーザーへ同時に送信する技術（ＭＵ−ＭＩＭＯ）に対応している。ＭＵ−ＭＩＭＯによって、電波干渉が起きないよう位相をずらして複数の信号波をビームフォーミングで送信することができる。
【００６５】
図８は、第２の実施形態に係る通信システムにおける処理の流れを示すフローチャートである。第１の通信ノードＮ１は、センサデータの取得処理を実行する（ステップＳ３１）。この処理は、第１の実施形態におけるステップＳ１及びＳ２と同様である。
【００６６】
次に、第１の通信ノードＮ１及び第２の通信ノードＮ２は、第１の無線通信方式の接続処理を実行する（ステップＳ３２）。
【００６７】
図９は、第１の無線通信方式の接続処理の流れを示すフローチャートである。図９に示すように、第１の通信ノードＮ１は、キャリアセンスを実行する（ステップＳ４１）。キャリアセンスとは、自らが送信する前に、同一周波数を受信し、他のキャリア（＝搬送波）があるかどうか検知することである。
【００６８】
キャリアありの場合（ステップＳ４２のＹｅｓ）、第１の通信ノードＮ１は、一定時間経過してから再度送信するため、ステップＳ４１から繰り返す。または、第１の通信ノードＮ１は、受信された他のキャリアがビーコンリクエストであれば、自らが受信側、すなわち第２の通信ノードＮ２として後述の処理を実行しても良い。
【００６９】
キャリアなしの場合（ステップＳ４２のＮｏ）、第１の通信ノードＮ１は、自らの存在を示すビーコンリクエストを周期的にブロードキャストする（ステップＳ４３）。
【００７０】
第２の通信ノードＮ２は、ビーコンリクエストを受信したか否か判定する（ステップＳ５１）。第２の通信ノードＮ２は、ビーコンリクエストを受信していない場合（ステップＳ５１のＮｏ）は待機し、受信した場合（ステップＳ５１のＹｅｓ）はビーコンレスポンスを第１の通信ノードＮ１に送信する（ステップＳ５２）。第１の通信ノードＮ１もセンサデータを取得している場合、自らが記憶するセンサデータの容量をビーコンレスポンスに含める。
【００７１】
第１の通信ノードＮ１は、ビーコンレスポンスを受信したか否か判定する（ステップＳ４４）。第１の通信ノードＮ１は、ビーコンレスポンスを受信していない場合（ステップＳ４４のＮｏ）はステップＳ４３から繰り返し、受信した場合（ステップＳ４４のＹｅｓ）はステップＳ４５に進む。
【００７２】
ステップＳ４５では、第１の通信ノードＮ１は、第２の無線通信方式における自らのオペレーションモードを「アクセスポイント」に設定する（ステップＳ４５）。オペレーションモードとは、インフラストラクチャモードにおける各通信ノードの役割のことであり、「アクセスポイント」と「ステーション」の２通りの役割がある。インフラストラクチャモードでは、各ステーションがアクセスポイントに接続しに行く構成となっている。
【００７３】
次に、第１の通信ノードＮ１は、相手の第２の通信ノードＮ２にオペレーションモードの指定メッセージを送信する（ステップＳ４６）。オペレーションモードの指定メッセージには、第２の通信ノードＮ２のオペレーションモードを「ステーション」に設定させるための指示に加えて、自らが記憶するセンサデータの容量を含める。
【００７４】
第２の通信ノードＮ２は、オペレーションモードの指定メッセージを受信したか否か判定する（ステップＳ５３）。第１の通信ノードＮ１は、オペレーションモードの指定メッセージを受信していない場合（ステップＳ５３のＮｏ）はステップＳ５２から繰り返し、受信した場合（ステップＳ５３のＹｅｓ）は自らのオペレーションモードを「ステーション」に設定する（ステップＳ５４）。
【００７５】
次に、第２の通信ノードＮ２は、自らと相手のセンサデータの容量に基づいて、センサデータを送受信するための第２の無線通信方式による推定通信時間を計算する（ステップＳ５５）。
【００７６】
図８の説明に戻る。第１の通信ノードＮ１及び第２の通信ノードＮ２は、第２の無線通信方式の接続準備処理を実行する（ステップＳ３３）。この処理は、第１の実施形態におけるステップＳ７からＳ９までと同様である。
【００７７】
第１の実施形態では、第２の無線通信方式に用いるアンテナを車両３の左右のドアミラーにそれぞれ設置し、ステップＳ９において２本のアンテナから１本を選択するものとして説明したが、アンテナの本数はこれに限定されるものではない。例えば、車両３の前方の左右のドアミラー及び後方のリアルーフの４か所にアンテナを設置し、ステップＳ９において４本のアンテナから１本を選択しても良い。この場合、第１の通信ノードＮ１及び第２の通信ノードＮ２は、第１の通信ノードＮ１と第２の通信ノードＮ２が接近している間は前方の２本のアンテナのいずれかを選択し、すれ違った後は後方の２本のアンテナのいずれかを選択する。
【００７８】
次に、第１の通信ノードＮ１及び第２の通信ノードＮ２は、第１の無線通信方式の調整処理を実行する（ステップＳ３４）。無線通信では通信速度と通信距離にはトレードオフの関係があり、第１の無線通信方式のＬｏＲａ（登録商標）は、設定値である拡散係数ｄを調整することで、通信速度と通信距離のバランスが取れる。拡散係数ｄが大きいと、Ｓ／Ｎ比が高くなり、通信距離が長くなるが、データ転送速度は下がる。逆に、拡散係数ｄが小さいと、Ｓ／Ｎ比が低くなり、通信距離が短くなるが、データ転送速度は上がる。Ｓ／Ｎ比と受信強度ＲＳＳＩは相関があるので、拡散係数ｄと受信強度ＲＳＳＩにも相関がある。従って、中山間地域の樹木や市街地での建物の影響によるノイズ障害の変化に対して、第１の通信ノード及び前記第２の通信ノードが、互いに相手方から送信される第１の無線通信方式に係る無線通信の電波の受信強度ＲＳＳＩを定期的に送受信し、受信強度ＲＳＳＩに応じて第１の無線通信方式に係る無線通信のパラメータである拡散係数ｄを調整することにより、データエラー率を一定以下に保つことができる。
【００７９】
図１０は、第１の無線通信方式の調整処理の流れを示すフローチャートである。図１０に示すように、第１の通信ノードＮ１及び第２の通信ノードＮ２は、変数を初期化する（ステップＳ６１、ステップＳ７１）。変数は、受信強度ＲＳＳＩと拡散係数ｄであり、受信強度ＲＳＳＩの初期値はその時点での実測値、拡散係数ｄの初期値は７〜１２のうちの最大値１２である。いずれもセンサデータの送信側（＝第１の通信ノードＮ１）と受信側（＝第２の通信ノードＮ２）の変数が存在し、送信側の受信強度Ｓ＿ＲＳＳＩ、送信側の拡散係数Ｓ＿ｄ、受信側の受信強度Ｒ＿ＲＳＳＩ、受信側の拡散係数Ｒ＿ｄの４つの変数がある。送信側の受信強度Ｓ＿ＲＳＳＩは、第１の無線通信方式によって受信側から送信される電波を送信側が受信したときの電波の受信強度を示し、受信側の受信強度Ｒ＿ＲＳＳＩは、第１の無線通信方式によって送信側から送信される電波を受信側が受信したときの電波の受信強度を示している。
【００８０】
次に、第１の通信ノードＮ１及び第２の通信ノードＮ２は、走行情報として緯度、経度、高度、進行方向、車速度を測定する（ステップＳ６２、ステップＳ７２）。走行情報は、お互いの現在位置などを確認するために用いられる。
【００８１】
次に、第１の通信ノードＮ１は、位置データリクエストを第２の通信ノードＮ２に送信する（ステップＳ６３）。位置データリクエストには、現在時刻、ステップＳ６２において測定される走行情報、送信側の受信強度Ｓ＿ＲＳＳＩ、送信側の拡散係数Ｓ＿ｄが含まれる。
【００８２】
次に、第２の通信ノードＮ２は、位置データリクエストを受信したか否か判定する（ステップＳ７３）。第２の通信ノードＮ２は、位置データリクエストを受信していない場合（ステップＳ７３のＮｏ）は待機し、受信した場合（ステップＳ７３のＹｅｓ）はステップＳ７４に進む。
【００８３】
ステップＳ７４において、第２の通信ノードＮ２は、送信側の受信強度Ｓ＿ＲＳＳＩに基づいて、受信側の拡散係数Ｒ＿ｄを調整する。具体的には、処理の繰り返しの添え字をｉ（ｉ＝１、２、・・・）とすると、Ｓ＿ＲＳＳＩ（ｉ）−Ｓ＿ＲＳＳＩ（ｉ−１）＜０であれば、Ｒ＿ｄ（ｉ）＝Ｒ＿ｄ（ｉ−１）＋１とし、Ｓ＿ＲＳＳＩ（ｉ）−Ｓ＿ＲＳＳＩ（ｉ−１）＞０であれば、Ｒ＿ｄ（ｉ）＝Ｒ＿ｄ（ｉ−１）−１とし、Ｓ＿ＲＳＳＩ（ｉ）−Ｓ＿ＲＳＳＩ（ｉ−１）＝０であれば、Ｒ＿ｄ（ｉ）＝Ｒ＿ｄ（ｉ−１）とする。
【００８４】
ここで、第１の通信ノードＮと第２の通信ノードＮ２の拡散係数ｄが同じでなければ通信ができないため、送信側の拡散係数Ｓ＿ｄに変更があれば、第２の通信ノードＮ２は、前述の調整処理を行わず、受信側の拡散係数Ｒ＿ｄを送信側の拡散係数Ｓ＿ｄの値に変更する。
【００８５】
次に、第２の通信ノードＮ２は、位置データレスポンスを第１の通信ノードＮ１に送信する（ステップＳ７５）。位置データレスポンスには、現在時刻、ステップＳ７２において測定される走行情報、受信側の受信強度Ｒ＿ＲＳＳＩ、受信側の拡散係数Ｒ＿ｄが含まれる。前述の通り、第１の通信ノードＮ１と第２の通信ノードＮ２の拡散係数ｄが同じでなければ通信ができないため、ステップＳ７５において拡散係数Ｒ＿ｄの調整を行った場合であっても、送信側の拡散係数Ｓ＿ｄと同じ値を用いて位置データレスポンスを送信し、送信後に拡散係数ｄの設定値を調整した値に変更する。
【００８６】
次に、第１の通信ノードＮ１は、位置データレスポンスを受信したか否か判定する（ステップＳ６４）。第１の通信ノードＮ１は、位置データレスポンスを受信していない場合（ステップＳ６４のＮｏ）は待機し、受信した場合（ステップＳ６４のＹｅｓ）はステップＳ６５に進む。
【００８７】
ステップＳ６５において、第１の通信ノードＮ１は、受信側の受信強度Ｒ＿ＲＳＳＩに基づいて、送信側の拡散係数Ｓ＿ｄを調整する。具体的には、Ｒ＿ＲＳＳＩ（ｉ）−Ｒ＿ＲＳＳＩ（ｉ−１）＜０であれば、Ｓ＿ｄ（ｉ）＝Ｓ＿ｄ（ｉ−１）＋１とし、Ｒ＿ＲＳＳＩ（ｉ）−Ｒ＿ＲＳＳＩ（ｉ−１）＞０であれば、Ｓ＿ｄ（ｉ）＝Ｓ＿ｄ（ｉ−１）−１とし、Ｒ＿ＲＳＳＩ（ｉ）−Ｒ＿ＲＳＳＩ（ｉ−１）＝０であれば、Ｓ＿ｄ（ｉ）＝Ｓ＿ｄ（ｉ−１）とする。
【００８８】
ここで、前述の通り、第１の通信ノードＮ１と第２の通信ノードＮ２の拡散係数ｄが同じでなければ通信ができないため、受信側の拡散係数Ｒ＿ｄに変更があれば、第１の通信ノードＮ１は、前述の調整処理を行わず、送信側の拡散係数Ｓ＿ｄを受信側の拡散係数Ｒ＿ｄの値に変更する。
【００８９】
次に、第１の通信ノードＮ１及び第２の通信ノードＮ２は、第２の無線通信方式の受信強度が閾値以上か否か確認する（ステップＳ６６、ステップＳ７６）。閾値未満の場合（ステップＳ６６のＮｏ、ステップＳ７６のＮｏ）、第１の通信ノードＮ１及び第２の通信ノードＮ２は、それぞれステップＳ６２及びＳ７２から繰り返し、閾値以上の場合（ステップＳ６６のＹｅｓ、ステップＳ７６のＹｅｓ）、処理を終了する。
【００９０】
図８の説明に戻る。第１の通信ノードＮ１及び第２の通信ノードＮ２は、ステップＳ３２において送受信される接続情報に基づいて、第１の無線通信方式に係る無線通信によって、第２の無線通信方式の接続確立処理を実行する（ステップＳ３５）。この処理は、第１の実施形態におけるステップＳ１０と同様であるが、接続手順をより簡略化しても良い。
【００９１】
次に、第１の通信ノードＮ１及び第２の通信ノードＮ２は、第２の無線通信方式に係る無線通信によって、実データであるセンサデータの送受信を行う（ステップＳ３６）。第２の無線通信方式の８０２．１１ａｃ  Ｗａｖｅ２では、ビームフォーミングによって特定の方向に向けて電波の送受信が可能である。そこで、センサデータの送受信の間、第１の通信ノードＮ１及び第２の通信ノードＮ２は、互いに走行情報を定期的に送受信し、走行情報に応じてアンテナの方向を調整する。これによって、通信速度を増大させることができる。
【００９２】
図１１は、センサデータの送受信処理の流れを示すフローチャートである。図１１に示すように、第１の通信ノードＮ１及び第２の通信ノードＮ２は、走行情報として緯度、経度、高度、進行方向、車速度を測定する（ステップＳ８１、ステップＳ９１）。走行情報は、お互いの現在位置などを確認するために用いられる。
【００９３】
次に、第１の通信ノードＮ１は、送信側データを第２の通信ノードＮ２に送信する（ステップＳ８２）。送信側データには、現在時刻、ステップＳ８１において測定される送信側の走行情報、送信側の受信強度Ｓ＿ＲＳＳＩ、送信側のセンサデータが含まれる。
【００９４】
次に、第２の通信ノードＮ２は、送信側データを受信したか否か判定する（ステップＳ９２）。第２の通信ノードＮ２は、一定期間経過しても送信側データを受信していない場合（ステップＳ９２のＮｏ）は処理を終了し、受信した場合（ステップＳ９２のＹｅｓ）はステップＳ９３に進む。
【００９５】
ステップＳ９３では、第２の通信ノードＮ２は、相手の走行情報と、ステップＳ９１において測定される自らの走行情報に基づいて、自らのアンテナ方向を調整する。走行情報には緯度、経度、進行方向、車速度が含まれていることから、第２の通信ノードＮ２は、所定時間後の走行位置を推定し、お互いの現在位置や所定時間後の走行位置に基づいて、自らのアンテナ方向を調整することができる。
【００９６】
次に、第２の通信ノードＮ２は、受信側データを第１の通信ノードＮ１に送信する（ステップＳ９４）。受信側データには、現在時刻、ステップＳ９１において測定される受信側の走行情報、受信側の受信強度Ｒ＿ＲＳＳＩ、受信側のセンサデータが含まれる。
【００９７】
次に、第１の通信ノードＮ１は、受信側データを受信したか否か判定する（ステップＳ８３）。第１の通信ノードＮ１は、一定期間経過しても受信側データを受信していない場合（ステップＳ８３のＮｏ）は処理を終了し、受信した場合（ステップＳ８３のＹｅｓ）はステップＳ８４に進む。
【００９８】
ステップＳ８４では、第１の通信ノードＮ１は、相手の走行情報と、ステップＳ８１において測定される自らの走行情報に基づいて、自らのアンテナ方向を調整する。走行情報には緯度、経度、進行方向、車速度が含まれていることから、第１の通信ノードＮ１は、所定時間後の走行位置を推定し、所定時間後の走行位置に基づいて、自らのアンテナ方向を調整することもできる。
【００９９】
図１１の処理は、センサデータの送受信が完了するか、または第２の無線通信方式の受信強度ＲＳＳＩが閾値未満となり、第２の無線通信方式による無線通信ができなくなると終了する。
【０１００】
以上の通り、第２の実施形態における通信システム１は、更に性能が向上されている。性能向上の方策の一つとして、第１の通信ノードＮ１及び第２の通信ノードＮ２が、互いに相手方から送信される記第１の無線通信方式に係る無線通信の電波の受信強度ＲＳＳＩを定期的に送受信し、受信強度ＲＳＳＩに応じて第１の無線通信方式に係る無線通信のパラメータである拡散係数ｄを調整するので、データエラー率を一定以下に保ちながら、通信距離を増大させることができる。
【０１０１】
また、性能向上の方策の一つとして、第１の通信ノードＮ１及び第２の通信ノードＮ２が、互いに走行情報を定期的に送受信し、走行情報に応じてアンテナの方向を調整するので、通信相手に追従しながらビームフォーミングを行うことができ、通信速度を増大させることができる。そして、実データの転送容量を十分に確保することができる。
【０１０２】
以上、添付図面を参照しながら、本発明に係る通信システム等の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【０１０３】
１………通信システム
２………クラウドサーバ
３、３Ａ、３Ｂ………車両
４、４Ａ、４Ｂ………車載通信装置
５、５Ａ、５Ｂ………路側通信装置
６………ネットワーク
７１………第１の無線通信方式に使用されるアンテナ
７２ａ、７２ｂ………第２の無線通信方式に使用されるアンテナ
【図１】
2019213194.tif 000003
【図２】
2019213194.tif 000004
【図３】
2019213194.tif 000005
【図４】
2019213194.tif 000006
【図５】
2019213194.tif 000007
【図６】
2019213194.tif 000008
【図７】
2019213194.tif 000009
【図８】
2019213194.tif 000010
【図９】
2019213194.tif 000011
【図１０】
2019213194.tif 000012
【図１１】
2019213194.tif 000013