(57)【要約】【課題】車室内の状態に変化が生じても、安定した通信品質を確保したまま、中継の頻度を減少させ、無線システムの負荷増大を抑制すること。【解決手段】自動車における各ドアの開閉、窓の開閉、座席の位置や姿勢の状態、乗員の数や位置などの変化に起因する無線通信環境の変化に動的に対応して、無線通信システムを最適化する。送信器２０が形成する無線セルのサイズを、自動車の状態の変化に応じて切り替える。状態の変化を検出するために、送信器２０がテスト信号の無線信号を送信し、各受信器３０がこれを受信して遅延スプレッドを各々測定する。測定結果を受信器３０から送信器２０に通知して、送信器２０がセルサイズを変更する。反射波が少なく符号間干渉が生じにくい状態では、セルサイズを広げることにより、無線信号の中継頻度を減らすことができる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両上に搭載された複数の無線通信端末の間で無線通信によりデータ伝送を行う無線通信システムを制御するための車両用通信制御方法であって、
前記車両上の電波伝搬環境に影響する状況及び当該状況の変化を検出し、
検出した前記状況の変化に対応して、前記複数の無線通信端末が無線通信するために割り当てる通信領域の大きさを自動的に変更する、
ことを特徴とする車両用通信制御方法。
【請求項２】
前記複数の無線通信端末が第１の無線通信端末および第２の無線通信端末を含む場合に、
前記第１の無線通信端末に含まれる無線送信器が送信した無線信号を前記第２の無線通信端末に含まれる無線受信器が受信した結果に基づいて、前記電波伝搬環境に関連する遅延スプレッドを計測し、計測した結果を前記通信領域の大きさに反映する、
請求項１に記載の車両用通信制御方法。
【請求項３】
前記第２の無線通信端末に含まれる無線受信器が計測した遅延スプレッドの情報を、前記第１の無線通信端末へ通知し、
前記第１の無線通信端末が、通知された遅延スプレッドの情報に基づいて前記通信領域の大きさを決定する、
請求項２に記載の車両用通信制御方法。
【請求項４】
前記複数の無線通信端末が第１の無線通信端末、第２の無線通信端末、および第３の無線通信端末を含み、データ送信元の前記第１の無線通信端末から宛先の前記第２の無線通信端末に向けてデータを送信する場合に、
前記第１の無線通信端末と同じ通信領域の中に前記第２の無線通信端末が存在しない場合には、前記通信領域の中に含まれる前記第３の無線通信端末で無線信号を中継するように、通信経路を決定する、
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の車両用通信制御方法。
【請求項５】
車両上に搭載された複数の無線通信端末を含み、前記複数の無線通信端末の間で無線通信によりデータ伝送を行う無線通信システムであって、
前記複数の無線通信端末の少なくとも１つが、前記車両上の電波伝搬環境に影響する状況及び当該状況の変化を検出し、
前記複数の無線通信端末の少なくとも１つが、検出された前記状況の変化に対応して、通信領域の大きさを自動的に変更する、
ことを特徴とする無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用通信制御方法および無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ディジタル無線通信において通信の安定性を決定付ける要素の１つとして受信器における符号間干渉がある。符号間干渉とは、送信器より直接到来する電波（直接波）と反射体で反射して直接波よりも少し遅れて到来する電波（遅延波）とが合波されて受信信号波形が送信信号波形と異なってくることにより、正しくディジタル情報が受信できなくなる現象のことである。符号間干渉の具体例は、例えば非特許文献１に示されている。なお、非特許文献１は一般的な移動通信の場合に、伝搬遅延特性が及ぼす影響について解説している。
【０００３】
一方、自動車の室内のように電磁波を反射する金属ボディで囲まれた空間内では反射波が非常に多くなるため、符号間干渉が発生しやすい。符号間干渉の起き易さの指標として遅延スプレッド（遅延広がり）がある。この数値が大きい程、符号間干渉が発生しやすいことを意味する。
【０００４】
また、移動通信などに利用される無線通信システムにおいては、一般的に、送信器から発信した信号を正しく受信できる空間的な範囲である無線セルを決め、この無線セル毎に無線通信を行う。
【０００５】
この無線セルに関連する技術が、例えば特許文献１に示されている。すなわち、特許文献１はセルラー移動通信システムにおける隣接セル干渉の効果的な解決策を提供するための技術を示している。
【０００６】
また、特許文献２は、フェムトセル基地局での消費電力を抑えるとともに他基地局との干渉を減らすための技術を示している。すなわち、クローズ型フェムトセル基地局がカバーするセル範囲内に、フェムトセル基地局に登録している移動局が接続状態である場合は、移動局のセル識別信号の受信品質を推定した一つの尺度に基づき、フェムトセル基地局のセル識別信号の送信電力を調整する。クローズ型フェムトセル基地局がカバーするセル範囲内に移動局が存在しない場合は、セル範囲内で移動局が呼を張るために必要とする最低限の送信電力でセル識別信号を送信することで、フェムトセル基地局での消費電力を抑えるとともに他マクロセル基地局や他フェムトセル基地局との干渉を減らす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２００９−５３０９２９号公報
【特許文献２】特開２０１３−１１８４５８号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】藤井：“広帯域移動伝搬その１，”ＮＴＴ ＤｏＣｏＭｏテクニカルジャーナル，Ｖｏｌ．７，Ｎｏ．３，ｐｐ３８−４６，Ｏｃｔ．，１９９９．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
移動通信に限らず、自動車内で通信する無線通信システムにおいても、複数の無線セルに通信エリアを空間的に分割することが安定した通信のために望ましい。しかしながら、自動車の室内では、各領域における遅延スプレッドがドアやウインドウの開閉、シートの位置、リクライニング角度、乗員数や座っている場所などに応じて様々な状況に変化する可能性がある。
【００１０】
ここで、無線セルの範囲を固定的とした場合、上記のような自動車の状況の変化に起因して、各無線セル内で安定した無線通信ができなくなる端末設置場所が出てくる。また、無線セルの大きさが小さすぎる場合には、送信元の端末から目的の端末までデータを伝送する過程で、無線信号の中継（ホッピング）を行う頻度が高くなり、伝送遅延時間の増大が見込まれる。
【００１１】
したがって、自動車上で無線通信を行うシステムの場合には、自動車の状況の変化に対応して、各無線セル内で安定した無線通信ができるように、無線セルの範囲を動的に調整する仕組みが必要になる。
【００１２】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、車室内の状態に変化が生じても、安定した通信品質を確保したまま、中継の頻度を減少させ、無線システムの負荷増大を抑制するために利用可能な車両用通信制御方法および無線通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前述した目的を達成するために、本発明に係る車両用通信制御方法および無線通信システムは、下記（１）〜（５）を特徴としている。
（１）  車両上に搭載された複数の無線通信端末の間で無線通信によりデータ伝送を行う無線通信システムを制御するための車両用通信制御方法であって、
前記車両上の電波伝搬環境に影響する状況及び当該状況の変化を検出し、
検出した前記状況の変化に対応して、前記複数の無線通信端末が無線通信するために割り当てる通信領域の大きさを自動的に変更する、
ことを特徴とする車両用通信制御方法。
【００１４】
上記（１）の構成の車両用通信制御方法によれば、前記車両の状況が変化して例えば前記複数の無線通信端末の間の無線伝送路が劣化し、車内の反射波の影響で符号間干渉が発生した場合に、通信領域の大きさを自動的に変更し最適化できる。すなわち、通信領域の大きさを小さくすれば、反射波の影響を抑制できるので、符号間干渉を減らし、受信データの誤りを防止できる。また、前記車両の状況が変化して車内の反射波の影響を受けにくくなった場合には、符号間干渉が生じにくいので、通信領域の大きさを大きくすることができる。通信領域の大きさを大きくすれば、送信元の端末から目的の端末に直接電波を届けることが可能になり、無線通信の中継頻度を減らすことができる。
【００１５】
（２）  前記複数の無線通信端末が第１の無線通信端末および第２の無線通信端末を含む場合に、
前記第１の無線通信端末に含まれる無線送信器が送信した無線信号を前記第２の無線通信端末に含まれる無線受信器が受信した結果に基づいて、前記電波伝搬環境に関連する遅延スプレッドを計測し、計測した結果を前記通信領域の大きさに反映する、
上記（１）に記載の車両用通信制御方法。
【００１６】
上記（２）の構成の車両用通信制御方法によれば、前記無線受信器が受信した無線信号に基づいて実際の遅延スプレッドを計測するので、前記無線送信器と前記無線受信器との間の無線通信において符号間干渉が発生する可能性について正しく推定することが可能である。したがって、前記通信領域の大きさを適切に制御することができる。
【００１７】
（３）  前記第２の無線通信端末に含まれる無線受信器が計測した遅延スプレッドの情報を、前記第１の無線通信端末へ通知し、
前記第１の無線通信端末が、通知された遅延スプレッドの情報に基づいて前記通信領域の大きさを決定する、
上記（２）に記載の車両用通信制御方法。
【００１８】
上記（３）の構成の車両用通信制御方法によれば、データ送信元の前記第１の無線通信端末は、送信先の前記第２の無線通信端末が計測した遅延スプレッドの情報を取得できるので、それ自身が無線信号を送信する際の前記通信領域の大きさを適切に決定できる。
【００１９】
（４）  前記複数の無線通信端末が第１の無線通信端末、第２の無線通信端末、および第３の無線通信端末を含み、データ送信元の前記第１の無線通信端末から宛先の前記第２の無線通信端末に向けてデータを送信する場合に、
前記第１の無線通信端末と同じ通信領域の中に前記第２の無線通信端末が存在しない場合には、前記通信領域の中に含まれる前記第３の無線通信端末で無線信号を中継するように、通信経路を決定する、
上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の車両用通信制御方法。
【００２０】
上記（４）の構成の車両用通信制御方法によれば、前記通信領域の大きさを小さくした場合に、前記第１の無線通信端末と前記第２の無線通信端末とが直接無線通信できない状況であっても、前記第３の無線通信端末で無線信号を中継することにより、データを送信元から宛先に届けることができる。
【００２１】
（５）  車両上に搭載された複数の無線通信端末を含み、前記複数の無線通信端末の間で無線通信によりデータ伝送を行う無線通信システムであって、
前記複数の無線通信端末の少なくとも１つが、前記車両上の電波伝搬環境に影響する状況及び当該状況の変化を検出し、
前記複数の無線通信端末の少なくとも１つが、検出された前記状況の変化に対応して、通信領域の大きさを自動的に変更する、
ことを特徴とする無線通信システム。
【００２２】
上記（５）の構成の無線通信システムによれば、前記車両の状況が変化して例えば前記複数の無線通信端末の間の無線伝送路が劣化し、車内の反射波の影響で符号間干渉が発生した場合に、通信領域の大きさを自動的に変更できる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の車両用通信制御方法および無線通信システムによれば、車室内の状態に変化が生じても、送信器から受信器に直接送信するか否かを決定する通信領域を最適化できる。したがって、安定した通信品質を確保したまま、中継の頻度を減少させ、無線システムの負荷増大を抑制できる。すなわち、前記車両の状況に応じて通信領域の大きさを自動的に変更するので、符号間干渉の影響を受けにくい状態を維持したまま、通信領域の大きさを適切に決定できる。通信領域の大きさを拡大することにより、中継の発生頻度を減らしたり、トラフィックの削減、伝送遅延時間の低減が可能になる。
【００２４】
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１（ａ）および図１（ｂ）は、本発明を実施する車両における主要な構成要素の配置に関する具体例を示す平面図であり、図１（ａ）および図１（ｂ）は互いに異なる状態を示す。
【図２】図２は、送信器の動作例を表すフローチャートである。
【図３】図３は、受信器の動作例を表すフローチャートである。
【図４】図４は、送信器の構成例を示すブロック図である。
【図５】図５は、受信器の構成例を示すブロック図である。
【図６】図６は、本発明を実施する場合の無線通信システムの動作例を示すシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明に関する具体的な実施形態について、各図を参照しながら以下に説明する。
【００２７】
＜システムの構成例＞
本発明を実施する車両の車内平面における主要な構成要素の配置状態の具体例を図１（ａ）および図１（ｂ）に示す。図１（ａ）および図１（ｂ）は互いに異なる車両状態を表している。なお、図１（ａ）および図１（ｂ）においてルーフおよびピラー部位の図示は省略されている。
【００２８】
図１（ａ）および図１（ｂ）に示した例では、本発明を実施する無線通信システムの構成要素として、送信器２０、受信器３０−１、３０−２、３０−３、３０−４、３０−５、３０−６、および３０−７が自動車１０上に搭載されている。すなわち、この例では送信器２０と、受信器３０−１〜３０−７との間で無線通信を行う場合を想定している。また、詳細については後述するが、送信器２０は無線送信機能の他に無線受信機能を有し、各受信器３０−１〜３０−７は無線受信機能の他に無線送信機能を有している。
【００２９】
図１（ａ）および図１（ｂ）に示した自動車１０においては、車体の内部空間がエンジンルーム１１、車室１２、およびトランクルーム１３の３つの領域に区画され、これらの空間は金属等の隔壁で物理的に隔離されている。また、車室１２の左右側方の４箇所に、それぞれ開閉可能なドア１４−１、１４−２、１４−３、および１４−４が設置されている。また、各ドア１４−１〜１４−４には開閉可能なウインドウ（ガラス窓）１４ａが備わっている。
【００３０】
また、車室１２の内部には、運転者用の座席１５−１、乗員用の座席１５−２、および後部の座席１５−３が設置されている。運転者用の座席１５−１の前方には、運転に必要な計器類を配置するためのインストルメントパネル１６が配置されている。
【００３１】
図１（ａ）および図１（ｂ）に示した例では、送信器２０はインストルメントパネル１６の位置に設置されている。また、受信器３０−１は座席１５−１の位置に設置されている。受信器３０−２は座席１５−２の位置に設置されている。受信器３０−３は車室１２内天井のルームランプの近傍に設置されている。また、受信器３０−４、３０−５、３０−６、および３０−７は、それぞれドア１４−１、１４−２、１４−３、および１４−４の位置に設置されている。
【００３２】
したがって、具体的な使用例としては、受信器３０−１を座席１５−１のシートヒータや姿勢調整機構と接続し、受信器３０−２を座席１５−２のシートヒータや姿勢調整機構と接続することが想定される。また、受信器３０−３はルームランプと接続することが想定される。また、受信器３０−４〜３０−７は、それぞれ各ドア１４−１〜１４−４のドアロック機構や開閉スイッチと接続することが想定される。
【００３３】
すなわち、送信器２０が各受信器３０−１〜３０−７に制御データの無線信号を送信することにより、受信器３０−１〜３０−７の各々に接続された車載機器を制御できる。無線信号を利用することにより、各車載機器を接続するために必要なワイヤハーネスの電線数や重量を削減したり、配索作業のコストを削減できる。
【００３４】
勿論、必要に応じて複数の送信器２０を自動車１０の様々な箇所に設置することが可能であるし、受信器３０−１〜３０−７の数を増減したり、設置場所を変更しても良い。また、受信器３０−１〜３０−７の各々を送信器として利用しても良い。
【００３５】
一般的な自動車においては、それに搭載される様々な電装品の間、すなわち各種操作スイッチ、各種負荷、各種電子制御ユニット（ＥＣＵ）の間で制御信号のデータを無線信号により伝送する場合に、図１（ａ）および図１（ｂ）に示したような無線通信システムを利用することが想定される。
【００３６】
＜符号間干渉の説明＞
図１（ａ）および図１（ｂ）に示したような環境で使用される無線通信システムの場合には、電磁波を反射する金属ボディで囲まれた空間内で無線通信することになるため、反射波が非常に多く、符号間干渉が発生しやすい環境であることに特に注目する必要がある。符号間干渉の起き易さの指標として遅延スプレッド（遅延広がり）がある。
【００３７】
遅延スプレッドは、送信器からパルス状の信号を送信した場合に、直接波と金属ボディでの反射による遅延波との合波により受信器でどれくらいパルスが広がったかを示す数値である。この数値が大きい程、符号間干渉が発生しやすい。遅延スプレッドστは次の式（１）で表すことができる。
【００３８】
【数１】
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【００３９】
上記式（１）中のτｍ及びＰｏは式（２）及び式（３）で定義される。式（２）のτｍは平均遅延時間である。また、式（２）及び式（３）中のｐ（τ）は平均電力遅延プロファイルである。また、式（１）〜式（３）中のτは、電波が受信器に到達した時間を表す。平均電力遅延プロファイルｐ（τ）は、例えばネットワークアナライザのような測定器を利用し、送信アンテナと受信アンテナの間のＳパラメータを測定することで知ることができる。
【００４０】
一般的に、無線通信では送信器から発信した信号を正しく受信できる空間的な範囲である無線セルを決める。自動車内でも複数の無線セルに通信エリアを空間的に分割することが通信の安定のために望ましい。しかし、自動車の室内では遅延スプレッドがドア・ウインドウの開閉やシートの位置、リクライニング角度、乗員数や座っている場所により変化することが想定される。そのため、無線セルの範囲を固定的とした場合、上記のような自動車内の環境変化により無線セル内で安定した通信ができなくなる端末設置場所が出てくる。そこで、無線セルの範囲を動的に調整する仕組みが必要になる。この仕組みを本発明により実現する。これにより、車室内の状態に変化が生じても安定した通信品質を確保できる。
【００４１】
＜自動車１０の状態の変化の説明＞
図１（ａ）に示した例では、自動車１０の４つのドア１４−１〜１４−４が全て閉じた状態になっている。一方、図１（ｂ）に示した例では、運転席側方のドア１４−１は閉じているが、それ以外のドア１４−２〜１４−４は開いた状態になっている。
【００４２】
図１（ａ）、図１（ｂ）においては、想定される無線セルＡＲ１、ＡＲ２の範囲が、円形の領域として点線で示してある。なお、ここでは各無線セルＡＲ１、ＡＲ２の領域を便宜上円形で表現しているが、実際は周囲の反射体の形状に依存し円ではない形状となるのが一般的である。
【００４３】
自動車１０上のような多重反射環境においては、送信器から距離が遠くなる程、遅延スプレッドが大きくなることが実験で確かめられている。したがって、無線セルのサイズが小さくなれば、遅延スプレッドが小さくなり、安定した無線通信が可能になる。但し、無線セルのサイズが小さいと、目的の受信器までデータを届けるために中継を必要とする頻度が高まる。
【００４４】
図１（ａ）、図１（ｂ）の無線通信システムにおいて、各無線セルＡＲ１、ＡＲ２は、伝搬損失と遅延スプレッドの両方において直接通信が可能な範囲として定められる。また、図１（ａ）の例では、前側の座席１５−１、１５−２に設置された受信器３０−１、３０−２が無線セルＡＲ１に含まれている。なお、無線セルＡＲ１に含まれない他の５か所の受信器３０−３〜３０−７は、送信器２０以外の図示しない他の送信器が形成する他の無線セルに含めることができる。また、各受信器３０−１〜３０−７が送信機能を含む場合には、これらを中継器として利用することが可能であり、各々の中継器について無線セルをそれぞれ形成することができる。
【００４５】
また、エンジンルーム１１は金属板隔壁で車室１２と隔離されているのが一般的であるため、各無線セルＡＲ１、ＡＲ２は主に車室１２内を範囲とした領域である。但し、電磁波遮蔽性が無い場合はエンジンルーム１１の一部も各無線セルＡＲ１、ＡＲ２の範囲に含まれる。
【００４６】
なお、図１（ａ）、図１（ｂ）の例では、自動車１０がセダン型車両の場合を想定しているが、本発明は様々な種類の車両に適用できる。すなわち、ワゴン型車両や１ＢＯＸ（ミニバン）型車両、マイクロバスや大型バス、輸送車用車両（トラック／トレーラー）など人や動植物、その他運搬物を輸送する自動車車両全般に適用可能である。但し、金属ボディのような電磁波反射体で囲まれた空間、直方体で言えば６面のうち少なくとも対向する１対の２面が電磁波反射牲を有しその直方体内において反射波が多数存在するような空間内に存在する無線通信システムが想定される。また、重機運搬車両や材木運搬車両の荷台のように装荷台となる面と車両前方の運転室側の対向しない２面を除く４面がオープンである場合であっても、信号待ちや駐車時に周囲に車両や建物が存在しそれが反射体となる場合は、上記と同様の反射波の多い電波環境となるため、その一時的な状況の変化も本発明の制御対象として想定される。
【００４７】
図１（ａ）のように全てのドア１４−１〜１４−４を閉じた状態と、図１（ｂ）のように３枚のドア１４−２〜１４−４を開いた状態とのそれぞれについて受信器３０−４の位置で、遅延スプレッドの測定を実施した。その結果、図１（ｂ）の状態では、図１（ａ）の状態と比べて遅延スプレッドが小さくなることが確認できた。実際の遅延スプレッドは、数ナノ秒程度である。この変化については、図１（ｂ）の状態で図１（ａ）よりも開口部が増えて、電波が車外へ出て行き易くなり、それにより反射波が減少し遅延スプレッド（遅延広がり）が減少したと考えられる。
【００４８】
そのため、例えば遅延スプレッドがＫナノ秒以下となる受信位置を安定した通信が可能となるような条件（例えばビットレート、チップレート等で規定）として通信を行っていた場合に、ドア全閉時には図１（ａ）の無線セルＡＲ１の範囲で通信を行うことになり、受信器３０−４は無線セルＡＲ１のエリア外となる。
【００４９】
一方、図１（ｂ）のようにドア３枚を開けると、遅延スプレッドが小さくなるので、セルサイズを広げ、無線セルＡＲ２の範囲に変更しても安定して通信を行うことが可能になる。この場合、受信器３０−４は無線セルＡＲ２の範囲内にあるので、送信器２０との間で直接無線通信を行うことが可能になる。
【００５０】
つまり、図１（ａ）の状態では送信器２０と受信器３０−４とが無線通信するために、途中で１回以上中継（ホッピング）する必要があるが、図１（ｂ）の状態に変化した場合には、セルサイズを無線セルＡＲ１の範囲から無線セルＡＲ２の範囲に広げることにより中継が不要になる。中継が不要になると、無線システムに必要以上の負荷が加わるのを避けることができ、伝送遅延時間の増大も抑制できる。
【００５１】
逆に、図１（ｂ）の状態から図１（ａ）の状態に変化した場合には、安定した通信状態を維持するために、セルサイズを無線セルＡＲ２の範囲から無線セルＡＲ１の範囲に狭くする必要がある。実際には、このような無線セルＡＲ１、ＡＲ２の範囲は、伝搬損失と遅延スプレッドの両方の条件について直接通信が可能な範囲になるように決定される。
【００５２】
図１（ａ）、図１（ｂ）の例では、ドアの開閉による変化の場合を想定しているが、自動車１０上ではそれ以外にも、例えば以下の１．〜３．のように最適なセルサイズに影響を及ぼす様々な変化が想定される。
【００５３】
１．ドア１４−１〜１４−４の各ウインドウ１４ａの開閉状態の違いにより遅延スプレッドが変化する。実際には、ウインドウ１４ａの全閉時と比べて全開時は遅延スプレッドが小さくなることを実験により確認している。
【００５４】
２．座席１５−１〜１５−３の位置や背もたれの姿勢などの違いにより遅延スプレッドが変化する。実際には、運転席の座席１５−１の位置を後方に移動し且つ背もたれを最低傾斜に寝かせた状態にすると、図１（ａ）の状態（位置は最前方、傾斜は直立）と比べて、受信器３０−６の受信位置における遅延スプレッドが小さくなることを実験により確認している。
【００５５】
３．自動車１０に搭乗する乗員の数、位置、姿勢など違いにより遅延スプレッドが変化する。実際には、受信器３０−６の受信位置における遅延スプレッドは、図１（ａ）のように乗員が存在しない場合に最も大きくなり、搭乗する乗員の数が増えるに従って遅延スプレッドが小さくなる傾向があることを実験により確認している。
【００５６】
＜無線通信システムの制御方法＞
上述の事項を踏まえて、本発明の無線通信システムにおいては、少なくとも各受信器３０−１〜３０−７の位置における遅延スプレッドの違いを把握して、これを無線セルのセルサイズの違いに反映するように制御することが想定される。
【００５７】
＜送信器の動作例＞
本発明の制御方法を実施する場合の送信器の動作例を図２に示す。例えば、図１（ａ）に示した送信器２０が図２の動作を実施することが想定される。図２の動作について以下に説明する。
【００５８】
遅延スプレッドの測定を容易にするために、送信器２０は通常の信号とは異なるテスト信号を無線信号として送信する（Ｓ１１）。このテスト信号の送信は１回だけでもよいが、測定を容易にするために一定の時間間隔で複数回送信することが望ましい。また、複数回送信する場合には、テスト信号の遅延波が次のテスト信号の受信タイミングで受信されないように送信時間間隔を十分空ける。そのため、このテスト信号送受信に関しては符号間干渉のような通信を阻害させる現象は発生しない。
【００５９】
送信器２０が送信したテスト信号に基づいて、後述するように各受信器３０−１〜３０−７は遅延スプレッドを各々測定しその情報を送信器２０に向けて送信する。したがって、送信器２０は各受信器３０−１〜３０−７からの遅延スプレッドの情報をＳ１２、Ｓ１３で受信する。送信器２０が対象となる全ての受信器３０−１〜３０−７からの遅延スプレッドの情報取得を完了するか、又は所定の受信時間が経過した場合にはＳ１４の処理に進む。
【００６０】
送信器２０は、各受信器３０−１〜３０−７から収集した遅延スプレッド値を、事前に定めた判定値と比較し、判定値よりも小さい受信器３０−１を送信器２０の無線セル（ＡＲ１等）に含め、判定値を超えた受信器は含めないように決定する（Ｓ１４）。これによりセルサイズが変化する。
【００６１】
ここで、「判定値」は、例えば、適用するアプリケーションの特性に合わせて適切な値になるように事前に決定され、閾値の定数として送信器２０内に保持される。例えば、通信の重要度に応じて、重要なものはより安定して送れるように、判定値を高くする。但し、高すぎると送信に時間がかかる可能性があるため、最適値がある。勿論、状況に応じて判定値が変化するように制御する可能性もある。
【００６２】
送信器２０に接続された端末（図示せず）からデータ送信要求が発生した場合には、そのデータを送り先に該当する受信器に対して送信器２０が無線信号により送信する（Ｓ１５）。ここで、送り先に該当する受信器が送信器２０の無線セル（ＡＲ１等）の範囲内に存在する場合はデータを直接送信する。一方、送り先の受信器が無線セルの範囲外の場合には、送信器２０は無線セル内のいずれかの受信器を中継器としてデータを中継するように通信経路を決定し、その中継器に向けて無線信号を送信する。なお、通信経路の決定を中継器側で行ってもよい。
【００６３】
＜各受信器の動作例＞
本発明の制御方法を実施する場合の受信器の動作例を図３に示す。例えば、図１（ａ）に示した各受信器３０−１〜３０−７が図３に示した動作を実施することが想定される。図３の動作について以下に説明する。
【００６４】
各受信器は、送信器２０から送信された無線信号を受信し（Ｓ２１）、受信した無線信号が事前に定めた形式のテスト信号か否かを識別する（Ｓ２２）。テスト信号を受信した場合はＳ２２からＳ２３に進み、通常のデータを受信した場合はＳ２５に進む。
【００６５】
各受信器は、受信したテスト信号に基づき、遅延スプレッドの値を前述の式（１）〜式（３）を用いて算出する（Ｓ２３）。
【００６６】
各受信器は、Ｓ２３で算出した遅延スプレッドの値を送信器２０ヘ無線信号を用いてフィードバックする（Ｓ２４）。その際、遅延波の影響により遅延スプレッドのフィードバックが不正確とならないように、シンボルレートを遅くする。つまり、シンボルレートを通常の通信よりも遅くすることにより、遅延スプレッドの値をフィードバックする際に送信間隔を十分空けることになり、遅延波の影響を受けにくくなる。
【００６７】
なお、図２に示した送信器の制御および図３に示した受信器の制御は、車室１２内の電波環境が変化する時間周期よりも短い間隔で実行される。したがって、制御の実行周期は、例えば自動車１０の車種毎に、その仕様に合わせて決定される。これにより、電波環境が変化しても、安定した無線通信状態を維持できる。
【００６８】
＜送信器の構成例＞
送信器２０の構成例を図４に示す。図４に示した送信器２０は、図２に示した動作を実行するために必要な構成要素を備えている。すなわち、送信器２０は無線送信部（Ｔｘ）２１、アンテナ２２、無線受信部（Ｒｘ）２３、アンテナ２４、テスト信号送出部２５、データ送り先決定部２６、無線セル決定部２７、および状態比較部２８を含んでいる。
【００６９】
無線送信部２１は、送信するデータを含む高周波信号を生成し、アンテナ２２から無線信号（電波）として送信する。無線受信部２３は、アンテナ２４で受信した無線信号を高周波信号として入力し、所定の受信処理を実行する。
【００７０】
テスト信号送出部２５は、送信時間間隔情報（１／Ｆ１）２９−１により定まる一定の時間周期で、予め定めたテスト信号を無線送信部２１を介して送信することができる。このテスト信号は、通常の送信データとの区別が容易で、且つ遅延スプレッドの測定に適した特定パターンの信号であり、受信器３０側で既知のパターンである。
【００７１】
データ送り先決定部２６は、要求元の端末から送信データ２９−２の送信要求が発生した場合に、無線セル決定部２７が決定した無線セルに基づき、この送信データ２９−２の送り先を決定し、送信データ２９−２およびその送り先の情報を無線送信部２１に出力する。送り先の受信器が無線セル内に存在しない場合には、この無線セル内に存在する他の受信器を中継器として利用し、この中継器に向けて送信する。
【００７２】
無線セル決定部２７は、状態比較部２８の出力に基づいて、この送信器２０が安定した状態で無線通信できる無線セル（図１（ａ）、図１（ｂ）中のＡＲ１又はＡＲ２に相当）の範囲（大きさも含む）を決定する。例えば、受信器３０−１〜３０−７のそれぞれについて、無線セル内の受信器と、無線セル外の受信器とを選別する。無線セル決定部２７が無線セルを決定する処理の実行間隔は、事前に定めた受信時間間隔情報（１／Ｆ２）２９−３により決定される。
【００７３】
状態比較部２８は、無線受信部２３が受信器３０−１〜３０−７の各々から受信した遅延スプレッド値を一時的に保持し、これらの遅延スプレッド値と予め定めた判定値２８ａとを比較し、各々の比較結果を出力する。なお、テスト信号を送信する時間間隔（１／Ｆ１）と、遅延スプレッド値を受信する時間間隔（１／Ｆ２）とは同じ長さにするのが好ましい。
【００７４】
＜受信器の構成例＞
受信器３０の構成例を図５に示す。図５に示した受信器３０は、図１（ａ）に示した各受信器３０−１〜３０−７の各々が図３に示した動作を実行するために必要な構成要素を備えている。すなわち、受信器３０は無線受信部３１、アンテナ３２、無線送信部３３、アンテナ３４、低レート送信部３５、送信切替部３６、データ受信部３７、テスト信号判別部３８、および遅延スプレッド計算部３９を含んでいる。
【００７５】
無線受信部３１は、アンテナ３２で受信した無線信号を入力して受信処理する。また、無線送信部３３は送信するデータを含む高周波信号を生成し、アンテナ３４から無線信号（電波）として送信する。この無線送信部３３は、送信器２０の無線セル内で送信器２０から送信された無線信号を受信して無線セル外の他の受信器に中継する場合などに利用される。
【００７６】
低レート送信部３５は、無線送信部３３よりも低いシンボルレートを用いて無線信号を送信する機能を有している。送信切替部３６は、受信器３０が無線信号を送信する場合に、無線送信部３３と低レート送信部３５とを選択的に使用するための切替を実施する。すなわち、通常のデータを送信する場合は無線送信部３３を選択し、遅延スプレッドの情報を送信する場合には低レート送信部３５を選択する。
【００７７】
データ受信部３７は、無線受信部３１が通常のデータを受信した場合に、このデータの受信処理を行う。例えば、受信したパケットからそれに含まれる送信データを抽出する。また、受信したパケットの宛先が自端末と異なる場合には、この受信データを中継し、無線送信部３３を用いて宛先の端末に無線信号として送信する。
【００７８】
テスト信号判別部３８は、無線受信部３１が受信した無線信号が、テスト信号か否かを判別する。この処理は、受信時間間隔情報（１／Ｆ３）４０により定まる一定の時間間隔で繰り返し実行される。
【００７９】
遅延スプレッド計算部３９は、無線受信部３１がテスト信号の無線信号を受信した場合に、テスト信号判別部３８の指示に従い、受信したテスト信号に基づいて遅延スプレッドの計算を実施する。遅延スプレッド計算部３９が算出した遅延スプレッドの情報は、低レート送信部３５を利用して無線信号により送信器２０に送信される。
【００８０】
＜無線通信システムの動作例＞
本発明を実施する場合の無線通信システムの動作例を図６に示す。図６の動作について以下に説明する。
【００８１】
送信器２０は、無線信号を用いて一定の時間間隔でテスト信号を送信する（Ｓ３１）。受信器３０−１〜３０−７の各々は、送信器２０から送信されたテスト信号を受信し、このテスト信号から遅延スプレッドをそれぞれ算出する（Ｓ３２−１、Ｓ３２−２、Ｓ３２−３、・・・）。また、受信器３０−１〜３０−７の各々は、算出した遅延スプレッドの情報をそれぞれ無線信号で送信器２０に送信する（Ｓ３３−１、Ｓ３３−２、Ｓ３３−３、・・・）。
【００８２】
送信器２０は、受信器３０−１〜３０−７の各々から受信した遅延スプレッドの情報に基づいて、送信器２０が使用する無線セルのセルサイズを決定する（Ｓ３４）。つまり、この無線セルに含まれる受信器３０と、セル外の受信器３０とを区別し、直接通信可能な範囲を決定する。このセルサイズの変更に伴って、例えば送信器２０が無線信号を送信する場合の送信出力が変更される。すなわち、送信器２０の送信出力を大きくすれば広い範囲に電波を届けることが可能になり、送信出力を削減すれば、電波の届く範囲が狭い範囲に限定される。
【００８３】
送信器２０は、Ｓ３５でデータの送信要求が発生すると、Ｓ３４で決定したセルサイズに基づき、送信するデータの送り先の受信器３０が送信器２０の無線セル内に存在するか否かを識別する（Ｓ３６）。
【００８４】
送り先の受信器３０が送信器２０の無線セル内に存在する場合には、送信器２０は無線信号を用いて、該当する受信器３０へ直接データを送信する（Ｓ３７）。例えば、図６に示した受信器３０−１が送り先の場合には、受信器３０−１は送信器２０が送信した無線信号を受信してデータの受信処理を実行する（Ｓ３８）。
【００８５】
送り先の受信器３０が送信器２０の無線セル内に存在しない場合には、送信器２０はその無線セル内に存在する他の受信器３０を中継器として経由する経路を用いて、送り先の受信器３０へ無線信号によりデータを送信する。
【００８６】
例えば送り先が受信器３０−３の場合に、図６に示すようにこれがセル外に存在する場合には、セル内にある受信器３０−２を中継器として使用する。受信器３０−２は、送信器２０から受信した無線信号を受信してこのデータを中継し、無線信号を用いて受信器３０−３に送信する。
【００８７】
＜車両用通信制御方法および無線通信システムの利点＞
例えば図６に示したように制御することにより、自動車１０の実際の無線通信環境およびその変化に動的に対応して、無線セルのサイズを自動的に変更して最適化することができる。したがって、例えば図１（ａ）の状態から図１（ｂ）の状態に変化したような場合には、無線セルＡＲ１から無線セルＡＲ２に切り替えることができる。その結果、無線セルＡＲ１外に存在した受信器３０−４が送信器２０の無線セルＡＲ２内に入り、送信器２０と受信器３０−４との間で直接無線通信することが可能になる。つまり、無線信号を中継する必要がなくなり、無線通信システムの構成が最適化される。したがって、無線通信システムの負荷が削減され、トラフィックの削減、伝送遅延時間の短縮にも繋がる。
【００８８】
なお、上述の実施形態では各受信器３０の位置で実際に測定した遅延スプレッドに基づいて無線セルのサイズを変更しているが、例えばドア１４−１〜１４−４の開閉状態、窓の開閉状態、座席１５−１〜１５−３の位置や姿勢の状態、各乗員の状態などを検出した信号に基づいて、その変化を無線セルのサイズに反映してもよい。
【００８９】
ここで、上述した本発明の実施形態に係る車両用通信制御方法および無線通信システムの特徴をそれぞれ以下［１］〜［５］に簡潔に纏めて列記する。
［１］  車両（自動車１０）上に搭載された複数の無線通信端末（送信器２０、受信器３０）の間で無線通信によりデータ伝送を行う無線通信システムを制御するための車両用通信制御方法であって、
前記車両上の電波伝搬環境に影響する状況及び当該状況の変化を検出し（Ｓ３２−１、Ｓ３２−２、Ｓ３２−３、・・・）、
検出した前記状況の変化に対応して、前記複数の無線通信端末が無線通信するために割り当てる通信領域の大きさを自動的に変更する（Ｓ３４）、
ことを特徴とする車両用通信制御方法。
【００９０】
［２］  前記複数の無線通信端末が第１の無線通信端末（送信器２０）および第２の無線通信端末（受信器３０）を含む場合に、
前記第１の無線通信端末に含まれる無線送信器（無線送信部２１）が送信した無線信号を前記第２の無線通信端末に含まれる無線受信器（無線受信部３１）が受信した結果に基づいて、前記電波伝搬環境に関連する遅延スプレッドを計測し、計測した結果を前記通信領域の大きさに反映する、
上記［１］に記載の車両用通信制御方法。
【００９１】
［３］  前記第２の無線通信端末に含まれる無線受信器が計測した遅延スプレッドの情報を、前記第１の無線通信端末へ通知し（Ｓ２４）、
前記第１の無線通信端末が、通知された遅延スプレッドの情報に基づいて前記通信領域の大きさを決定する（Ｓ１４、Ｓ３４）、
上記［２］に記載の車両用通信制御方法。
【００９２】
［４］  前記複数の無線通信端末が第１の無線通信端末、第２の無線通信端末、および第３の無線通信端末を含み、データ送信元の前記第１の無線通信端末から宛先の前記第２の無線通信端末に向けてデータを送信する場合に、
前記第１の無線通信端末と同じ通信領域の中に前記第２の無線通信端末が存在しない場合には、前記通信領域の中に含まれる前記第３の無線通信端末で無線信号を中継するように、通信経路を決定する（Ｓ１５、Ｓ３６、Ｓ３９）、
上記［１］乃至［３］のいずれかに記載の車両用通信制御方法。
【００９３】
［５］  車両上に搭載された複数の無線通信端末を含み、前記複数の無線通信端末の間で無線通信によりデータ伝送を行う無線通信システムであって、
前記複数の無線通信端末の少なくとも１つ（受信器３０）が、前記車両上の電波伝搬環境に影響する状況及び当該状況の変化を検出し（Ｓ３２−１、Ｓ３２−２、Ｓ３２−３、・・・）、
前記複数の無線通信端末の少なくとも１つ（送信器２０）が、検出された前記状況の変化に対応して、通信領域の大きさを自動的に変更する（Ｓ３４）、
ことを特徴とする無線通信システム。
【符号の説明】
【００９４】
１０  自動車
１１  エンジンルーム
１２  車室
１３  トランクルーム
１４−１，１４−２，１４−３，１４−４  ドア
１４ａ  ウインドウ
１５−１，１５−２，１５−３  座席
１６  インストルメントパネル
２０  送信器
２１  無線送信部
２２，２４  アンテナ
２３  無線受信部
２５  テスト信号送出部
２６  データ送り先決定部
２７  無線セル決定部
２８  状態比較部
２８ａ  判定値
２９−１  送信時間間隔情報
２９−２  送信データ
２９−３  受信時間間隔情報
３０，３０−１〜３０−７  受信器
３１  無線受信部
３２，３４  アンテナ
３３  無線送信部
３５  低レート送信部
３６  送信切替部
３７  データ受信部
３８  テスト信号判別部
３９  遅延スプレッド計算部
４０  受信時間間隔情報
ＡＲ１，ＡＲ２  無線セル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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