(57)【要約】【課題】車両上に多数の無線通信端末を設置してメッシュネットワークを形成する場合に、ネットワークリソースを効率的に利用してトラフィック量を抑制し、通信遅延時間を短縮すること。【解決手段】各無線通信端末がデータを送信する場合に、送信対象データの種類に応じて優先度を特定し、優先度が高い場合は広域無線通信機能を選択し、優先度が低い場合は狭域無線通信機能を選択して無線通信を行う。各データの優先度の高低は、緊急時などの状況の変化に応じて可変とする。各無線通信端末がデータを中継する場合も、データの種類に応じて優先度を特定し、広域無線通信と狭域無線通信とのいずれかを選択する。広域無線通信と狭域無線通信とは通信形式が互いに異なる。データの優先度は、宛先に応じて変化する。【選択図】図５
2019126018.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両上に搭載され、前記車両上で無線通信が可能な広域無線通信機能、および前記広域無線通信機能に比べて無線通信可能な領域が狭い狭域無線通信機能を有する複数の無線通信端末を備え、
前記各無線通信端末がデータを送信する場合に、送信対象データの種類に応じて優先度を特定し、
前記送信対象データの優先度が高い場合は少なくとも前記広域無線通信機能を選択し、前記送信対象データの優先度が低い場合は少なくとも前記狭域無線通信機能を選択して無線通信を行う、
ことを特徴とする車両用無線通信システム。
【請求項２】
前記各無線通信端末は、送信対象データの種類に応じた優先度を、状況の変化に対応して切り替える、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用無線通信システム。
【請求項３】
前記広域無線通信機能、および前記狭域無線通信機能の各々は送受信機能を含み、
前記各無線通信端末は、受信したデータが自ノード宛てか否かを識別する宛先識別機能と、自ノード宛て以外の受信データを宛先に向けて無線送信する無線中継機能とを有し、  前記無線中継機能がデータを送信する場合に、送信対象データの種類に応じて優先度を特定し、前記送信対象データの優先度が高い場合は少なくとも前記広域無線通信機能を選択し、前記送信対象データの優先度が低い場合は少なくとも前記狭域無線通信機能を選択して無線通信を行う、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用無線通信システム。
【請求項４】
前記広域無線通信機能は、広域の通信に適した第１の無線通信形式を利用し、
前記狭域無線通信機能は、狭域の通信に適した第２の無線通信形式を利用する、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の車両用無線通信システム。
【請求項５】
車両上に搭載され、前記車両上で無線通信が可能な広域無線通信機能、および前記広域無線通信機能に比べて無線通信可能な領域が狭い狭域無線通信機能を有する複数の無線通信端末を備え、
各前記無線通信端末がデータを送信する場合に、自車両における緊急度の高低を把握すると共に、少なくとも送信対象データの種類の違いを反映した優先度を特定し、
前記緊急度および前記優先度に応じて、前記広域無線通信機能および前記狭域無線通信機能の一方を優先的に選択して無線通信を行う、
ことを特徴とする車両用無線通信システム。
【請求項６】
自車両の事故発生を含む緊急時には、各前記無線通信端末がデータを送信する場合に、前記緊急度に基づき前記広域無線通信機能を優先的に選択して無線通信を行う、
請求項５に記載の車両用無線通信システム。
【請求項７】
各前記無線通信端末がデータを送信する際に、前記狭域無線通信機能の通信により目的の宛先までの通信経路を確保できない場合には、前記緊急度に基づき前記広域無線通信機能を優先的に選択して無線通信を行う、
請求項５に記載の車両用無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用無線通信システムに関し、特に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するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、車両上で様々な機器の間を、有線または無線によるメッシュ状のネットワークを介して接続することにより、必要に応じて様々な経路を利用して、互いに通信することができる。また、無線通信を利用する場合には、その経路の分だけワイヤハーネスの構造を簡略化したり、ワイヤハーネスの配索作業の負担を削減することができる。
【０００３】
また、メッシュネットワーク（mesh network）を構成する場合には、ある送信元ノードから別の送信先ノードまでの間で、様々な経路を選択的に利用して通信経路を確保できる。したがって、故障などで使えなくなった経路が発生しても別の経路に切り替えて継続的に接続できる。例えば、ダイナミックルーティング（dynamic routing）を利用すれば、メッシュ状のネットワーク上で、通信に使用する経路をその都度変えることができるので、故障などの影響を受けにくくなる。
【０００４】
また、例えば特許文献１は、複数の通信方式を備える情報処理装置と画像形成装置との通信において、使用中の通信方式に比べて好ましい通信方式を見つけた場合に、より良い通信方式に切り替えて通信時間の短縮を図る技術を示している。
【０００５】
また、特許文献２のデータ通信装置は、通信アプリケーション毎に適切な通信速度でデータ通信を行わせるための技術を示している。具体的には、アプリケーション実行部の動作を監視し、データ通信開始要求を出した通信アプリケーションと、各通信処理部の接続状態に基づき通信方式特定部が特定したデータ通信に使用される通信方式（有線／無線）とに基づいて、通信速度設定テーブルの参照によりデータ通信に用いる通信速度を決定する。
【０００６】
また、特許文献３は、複数のノードで構成される通信システムにおいて、目的ノードまで迅速にデータを送信するための技術を示している。具体的には、各ノードＡ〜Ｄは、目的ノードへのデータの送信要求が発生すると、目的ノード宛にデータを含んだ直接通信データを送信する。また、自ノード宛の直接又は代理通信データを受信したとき、受信した旨を示すＡＣＫを送信する。また、自ノード宛でない直接通信データを受信し、その後、ＡＣＫを受信できなかった場合、直接通信データに含まれるデータを含んだ代理通信データを送信する。さらに、代理通信データを送信した後に、ＡＣＫを受信すると、直接通信データの送信元宛に代理通信完了通知を送信する。
【０００７】
また、特許文献４は、小型基地局が故障等により通信できなくなった場合に、その小型基地局がカバーしていたエリア内での通信を可能にするための技術を示している。具体的には、複数の基地局を制御する基地局制御装置が、各小型基地局の異常を検知して他の基地局の出力電波を変更することを示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−４９６３９号公報
【特許文献２】特開平１１−１２７２１８号公報
【特許文献３】特開２０１４−２２５８５９号公報
【特許文献４】特開２０１５−１９２４０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
例えば、通信可能な範囲が比較的狭い多数の無線通信端末を、様々な位置に分散した状態で配置し、これらの無線通信端末を利用してメッシュ状の無線通信ネットワークを単純に構成する場合を想定する。この場合、１つの送信元ノードの無線通信端末から他の宛先ノードの無線通信端末に対してデータを送信する際に、様々な端末の間で順次に、あるいは並列的に通信を行いながら、送信元から送信先までの通信に利用可能な経路を探索するための通信処理を行う必要がある。更に、通信に利用可能な経路が確定した後であっても、送信元から宛先にデータが届くまでの間に、このデータは多数の中継点を経由することになる。したがって、この無線通信ネットワーク上を通過するトラフィックが増大する。また、送信元から宛先までの間のデータ中継回数が増えるのに伴って通信の遅延時間も増大する。
【００１０】
例えば、特許文献１のように複数の通信方式を備える場合には、より良い通信方式を自動的に選択することで、通信時間を短縮することができる。しかし、特許文献１の技術を採用する場合には、同じ通信相手との間で常に複数の通信方式を利用できるようにハードウェアなどのリソースを確保しておかなければならず、装置コストの増大が懸念される。特に、車載システムの場合には、無線通信端末の数が増えて、システム全体のコストが大幅に増大する可能性がある。また、ハードウェアなどのリソースが不足する場合には、必要な通信性能が得られない可能性がある。
【００１１】
また、特許文献２の技術を採用する場合には、有線／無線通信の違いだけでなく、通信開始を要求した通信アプリケーションの違いを反映して、通信速度を最適化することができる。しかし、様々な通信アプリケーションの状態を監視しなければならないので、複雑な制御が必要になる。
【００１２】
また、特許文献３の技術を採用する場合には、直接通信と代理通信とを使い分けることにより、送信元ノードと宛先ノードとの間に障害物が存在するような場合でも通信経路を確保することが容易になる。しかし、無線通信ネットワーク上を通過するトラフィックが増大する可能性がある。また、送信元から宛先までの間のデータ中継回数が増えるのに伴って通信の遅延時間も増大する。
【００１３】
また、特に車両上で使用する無線通信システムの場合には、車両上の限られた狭い空間の中に、様々な種類の電装品の制御に用いる多数の無線通信端末が配置される可能性がある。更に、自車両上で行う無線通信の電波が、他の車両内の無線通信や、車両外の無線通信に影響を与えないように予め考慮しなければならない。したがって、車両上の各無線通信端末が送信する電波の出力電力を抑制し、車両全体よりも狭い範囲の狭域無線通信を行うことが望ましい。しかし、各無線通信端末の通信可能な範囲がごく狭い範囲に限られる場合には、上述のようにトラフィックの増大、および通信の遅延時間の増大が大きな問題になる。更に、通信システムのコストの上昇を抑制する必要がある。
【００１４】
また、基地局などの無線機器の故障に備えて特許文献４のような技術を採用する場合には、専用の制御局を追加しなければならず、更にアンテナの制御や出力電波強度の制御が複雑になるという問題もある。
【００１５】
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、車両上に多数の無線通信端末を設置してメッシュネットワークを形成する場合に、ネットワークリソースを効率的に利用してトラフィック量を抑制すると共に、ネットワーク上で発生する通信遅延時間の短縮が可能な車両用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】
【００１６】
前述した目的を達成するために、本発明に係る車両用無線通信システムは、下記（１）〜（７）を特徴としている。
（１）  車両上に搭載され、前記車両上で無線通信が可能な広域無線通信機能、および前記広域無線通信機能に比べて無線通信可能な領域が狭い狭域無線通信機能を有する複数の無線通信端末を備え、
前記各無線通信端末がデータを送信する場合に、送信対象データの種類に応じて優先度を特定し、
前記送信対象データの優先度が高い場合は少なくとも前記広域無線通信機能を選択し、前記送信対象データの優先度が低い場合は少なくとも前記狭域無線通信機能を選択して無線通信を行う、
ことを特徴とする車両用無線通信システム。
【００１７】
上記（１）の構成の車両用無線通信システムによれば、前記各無線通信端末がデータを送信する場合に、広域無線通信機能および狭域無線通信機能のいずれを選択して通信するのかを、送信対象データの種類に基づいて自動的に決めることができる。したがって、例えば通信の遅延時間を極力短くすることが求められる優先度の高いデータを送信する場合には、広域無線通信機能を選択することにより、送信元から宛先までのデータの中継回数を減らし、遅延時間を確実に短縮できる。また、優先度の低いデータを送信する場合には、遅延時間を短縮する必要がないので、狭域無線通信機能を選択して通信することができる。また、送信元および宛先が同一で、且つ同じ種類のデータを送信する場合には、広域無線通信機能および狭域無線通信機能のいずれか一方のリソースだけを確保すればよいので、残りのリソースは他の通信に割り当てることができる。つまり、限られたリソースを有効に活用できる。また、これによりネットワークに送出されるトラフィック量を削減できる。
【００１８】
（２）  前記各無線通信端末は、送信対象データの種類に応じた優先度を、状況の変化に対応して切り替える、
ことを特徴とする上記（１）に記載の車両用無線通信システム。
【００１９】
上記（２）の構成の車両用無線通信システムによれば、同じ種類のデータであっても、状況の変化に対応して優先度を高くしたり低くするように切り替えることができる。例えば、車両が通常の運転状態の状況では、運転の安全性を重視する必要があるので操舵系の機器に関連するデータの優先度は高くし、ドアの開閉やパワーウインドウの機器に関連するデータの優先度は低くすることが想定される。一方、車両が交通事故に遭遇した場合のような緊急時には、運転操作よりも脱出機能を重視する必要があるので、操舵系の機器に関連するデータの優先度は低くして、ドアの開閉やパワーウインドウの機器に関連するデータの優先度は高くすることが想定される。
【００２０】
（３）  前記広域無線通信機能、および前記狭域無線通信機能の各々は送受信機能を含み、
前記各無線通信端末は、受信したデータが自ノード宛てか否かを識別する宛先識別機能と、自ノード宛て以外の受信データを宛先に向けて無線送信する無線中継機能とを有し、
前記無線中継機能がデータを送信する場合に、送信対象データの種類に応じて優先度を特定し、前記送信対象データの優先度が高い場合は少なくとも前記広域無線通信機能を選択し、前記送信対象データの優先度が低い場合は少なくとも前記狭域無線通信機能を選択して無線通信を行う、
ことを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の車両用無線通信システム。
【００２１】
上記（３）の構成の車両用無線通信システムによれば、各無線通信端末が他の無線通信端末からの自ノード宛てでないデータを受信し宛先に向けて無線中継する場合にも、広域無線通信機能および狭域無線通信機能のいずれを選択して通信するのかを、送信対象データの種類に基づいて自動的に決めることができる。
【００２２】
（４）  前記広域無線通信機能は、広域の通信に適した第１の無線通信形式を利用し、
前記狭域無線通信機能は、狭域の通信に適した第２の無線通信形式を利用する、
ことを特徴とする上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の車両用無線通信システム。
【００２３】
上記（４）の構成の車両用無線通信システムによれば、互いに異なる無線通信形式で前記広域無線通信機能および前記狭域無線通信機能を実現するので、システム全体を最適化することが可能である。例えば、通信経路上に障害物があっても電波回折などにより目的の端末まで電波が届きやすい通信方式を前記第１の無線通信形式として採用することにより、前記広域無線通信機能で車両の全体領域をカバーすることが容易になる。また、例えば干渉性能が高く、高速通信が可能な通信方式を前記第２の無線通信形式として採用することにより、前記狭域無線通信機能で通信する際に、車両内の狭い範囲に多数の無線通信端末が配置されているような環境であっても、確実に無線通信することが可能になる。
【００２４】
（５）  車両上に搭載され、前記車両上で無線通信が可能な広域無線通信機能、および前記広域無線通信機能に比べて無線通信可能な領域が狭い狭域無線通信機能を有する複数の無線通信端末を備え、
各前記無線通信端末がデータを送信する場合に、自車両における緊急度の高低を把握すると共に、少なくとも送信対象データの種類の違いを反映した優先度を特定し、
前記緊急度および前記優先度に応じて、前記広域無線通信機能および前記狭域無線通信機能の一方を優先的に選択して無線通信を行う、
ことを特徴とする車両用無線通信システム。
【００２５】
上記（５）の構成の車両用無線通信システムによれば、送信対象データの種類の違いの他に、緊急度を考慮して広域無線通信と狭域無線通信とのいずれかを優先的に選択することができる。したがって、例えば自車両の事故発生や、無線機器の故障などの緊急時に適切な選択が可能になる。また、各無線通信端末自身が自律的に選択を実施できるので、特別な制御局を追加する必要がない。
【００２６】
（６）  自車両の事故発生を含む緊急時には、各前記無線通信端末がデータを送信する場合に、前記緊急度に基づき前記広域無線通信機能を優先的に選択して無線通信を行う、
上記（５）に記載の車両用無線通信システム。
【００２７】
上記（６）の構成の車両用無線通信システムによれば、緊急時には前記広域無線通信機能を優先的に選択するので、通信遅延時間を短縮できる。したがって、通常は優先度が低いデータを送信する場合であっても、事故発生のような緊急時には、通信遅延時間を短縮した状態で伝送することが可能になる。
【００２８】
（７）  各前記無線通信端末がデータを送信する際に、前記狭域無線通信機能の通信により目的の宛先までの通信経路を確保できない場合には、前記緊急度に基づき前記広域無線通信機能を優先的に選択して無線通信を行う、
上記（５）に記載の車両用無線通信システム。
【００２９】
上記（７）の構成の車両用無線通信システムによれば、一部の無線通信端末の故障などの影響により宛先までの通信経路が確保できない場合であっても、前記広域無線通信機能に切り替えることにより通信が可能になる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の車両用無線通信システムによれば、車両上に多数の無線通信端末を設置してメッシュネットワークを形成する場合に、ネットワークリソースを効率的に利用してトラフィック量を抑制すると共に、ネットワーク上で発生する通信遅延時間の短縮が可能である。
【００３１】
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】
【００３２】
【図１】図１は、本発明の実施形態の車両用無線通信システムに含まれる複数の無線通信端末の配置および無線通信回線の構成に関する具体例を示す平面図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態の車両用無線通信システムにおけるネットワークの構成例を示す模式図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態の車両用無線通信システムが使用する１つの無線通信端末の構成例を示すブロック図である。
【図４】図４は、各ノード位置の無線通信端末におけるデータ優先度決定処理の概要を示すフローチャートである。
【図５】図５は、各ノード位置の無線通信端末における送信処理の概要を示すフローチャートである。
【図６】図６は、各ノード位置の無線通信端末における受信処理の概要を示すフローチャートである。
【図７】図７は、各ノード位置の無線通信端末が送受信するデータの構成例を示す模式図である。
【図８】図８は、データ優先度決定処理の変形例を示すフローチャートである。
【図９】図９は、送信処理の変形例を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、送信処理の変形例を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、受信処理の変形例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
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。
＜各端末の配置および無線通信回線の構成の具体例＞
本発明の実施形態の車両用無線通信システムに含まれる複数の無線通信端末の配置および無線通信回線の構成に関する具体例を図１に示す。
【００３４】
図１に示した矩形形状の全体領域ＡＲＬは、一般的な自動車の車両構造体の領域に相当する。図１は、車両構造体を上方から視た平面における各要素の配置状態を表している。図１の左端側がこの自動車の前方側を表し、図１の右端側がこの自動車の後方側を表す。
【００３５】
図１に示した例では、全体領域ＡＲＬ、すなわち車両構造体およびそれに隣接した領域の各部に多数の無線通信端末１０−１、１０−３、・・・、１０−１７が設置されている。これらの無線通信端末１０−１〜１０−１７の各々を設置する位置や総数については、必要に応じて変更される。
【００３６】
これらの無線通信端末１０−１〜１０−１７の各々は、この自動車の各部に搭載されている様々な電装品、例えば電子制御モジュール（ＥＣＵ）、各種センサ、各種スイッチ、各種負荷などがそれぞれ必要とする信号の送受信を無線通信により可能にするために設けてある。
【００３７】
図１に示した例では、無線通信端末１０−１〜１０−１７の無線通信機能を利用することにより、これらの間を接続する無線通信経路Ｃ０１、Ｃ０３、Ｃ０４、・・・、Ｃ１６を形成することができる。また、図１に示した例では、全体領域ＡＲＬの内側の空間内に、それよりも十分に小さい複数のスモールセル領域ＡＲＳ１、ＡＲＳ２、ＡＲＳ３が形成されている。もちろん、各無線通信経路、各スモールセル領域の数、大きさ、位置などは必要に応じて変更される。
【００３８】
また、互いに隣接しているスモールセル領域ＡＲＳ１、ＡＲＳ２は一部分が互いに重なった状態で形成されている。また、互いに隣接しているスモールセル領域ＡＲＳ２、ＡＲＳ３についても同様である。スモールセル領域ＡＲＳ１の内側には無線通信端末１０−３、１０−４、１０−８が配置され、スモールセル領域ＡＲＳ２の内側には無線通信端末１０−８、１０−１１が配置され、スモールセル領域ＡＲＳ３の内側には無線通信端末１０−１２、１０−１３、１０−１５が配置されている。
【００３９】
なお、図１に示した無線通信端末１０−１〜１０−１７の各々は、図１中に示したスモールセル領域ＡＲＳ１〜ＡＲＳ３のいずれかの範囲内のように比較的小さい領域内での狭域の無線通信と、全体領域ＡＲＬに相当する範囲内の比較的大きい広域の無線通信との両方に対応している。
【００４０】
なお、本実施形態における「広域」は、例えば３メートル程度の大きさ、「狭域」は例えば１メートル程度の大きさになると想定される。これにより、自車両内の車両用無線通信システムが送信した電波が、他の車両内の無線通信や、その他の自車両外部の様々な無線通信に影響を与えるのを抑制できる。
【００４１】
＜ネットワークの構成例＞
本発明の実施形態の車両用無線通信システムにおけるネットワークの構成例を図２に示す。すなわち、図１に示した無線通信端末１０−１〜１０−１７を用いて、図２に示すような無線通信のネットワークを形成することができる。
【００４２】
図２に示したネットワークにおいては、互いに異なる４つのスモールセル領域ＡＲ−Ａ、ＡＲ−Ｂ、ＡＲ−Ｃ、およびＡＲ−Ｄが形成されている。ここで、互いに隣接している２つのスモールセル領域ＡＲ−Ａ、ＡＲ−Ｂは、一部分が重なった状態になっている。互いに隣接している２つのスモールセル領域ＡＲ−Ｂ、ＡＲ−Ｃも同様である。互いに隣接している２つのスモールセル領域ＡＲ−Ｃ、ＡＲ−Ｄも同様である。
【００４３】
図２の例では、Ａグループに相当するスモールセル領域ＡＲ−Ａに、３つのノードＮＡ−１、ＮＡ−２、およびＮＡ−３が含まれている。また、Ｂグループに相当するスモールセル領域ＡＲ−Ｂに、４つのノードＮＢ−１、ＮＢ−２、ＮＢ−３、およびＮＢ−４が含まれている。また、Ｃグループに相当するスモールセル領域ＡＲ−Ｃに、４つのノードＮＣ−１、ＮＣ−２、ＮＣ−３、およびＮＣ−４が含まれている。また、Ｄグループに相当するスモールセル領域ＡＲ−Ｄに、３つのノードＮＤ−１、ＮＤ−２、およびＮＤ−３が含まれている。
【００４４】
図２に示した各ノードの中でスモールセル領域ＡＲ−ＡのノードＮＡ−３と、スモールセル領域ＡＲ−ＢのノードＮＢ−１とは共通であり、１台の無線通信端末１０により構成される。スモールセル領域ＡＲ−ＢのノードＮＢ−４と、スモールセル領域ＡＲ−ＣのノードＮＣ−１についても同様である。また、スモールセル領域ＡＲ−ＣのノードＮＣ−４と、スモールセル領域ＡＲ−ＤのノードＮＤ−１についても同様である。また、他のノードＮＡ−１、ＮＡ−２、ＮＢ−２、ＮＢ−３、ＮＣ−２、ＮＣ−３、ＮＤ−２、およびＮＤ−３はそれぞれ１台の無線通信端末１０により構成される。
【００４５】
図２の例では、スモールセル領域ＡＲ−Ａ内の各ノードＮＡ−１〜ＮＡ−３は、無線通信回線により互いに接続可能な状態で配置されている。スモールセル領域ＡＲ−Ｂ内の各ノードＮＢ−１〜ＮＢ−４についても同様である。また、スモールセル領域ＡＲ−Ｃ内の各ノードＮＣ−１〜ＮＣ−４についても同様である。スモールセル領域ＡＲ−Ｄ内の各ノードＮＤ−１〜ＮＤ−３についても同様である。
【００４６】
また、ノードＮＡ−３とノードＮＢ−１とが共通であるので、この共通のノードを経由することにより、互いに隣接しているスモールセル領域ＡＲ−ＡとＡＲ−Ｂとの間で通信経路を確保することができる。同様に、ノードＮＢ−４とノードＮＣ−１とが共通であるので、互いに隣接しているスモールセル領域ＡＲ−ＢとＡＲ−Ｃとの間で通信経路を確保できる。また、ノードＮＣ−４とノードＮＤ−１とが共通であるので、互いに隣接しているスモールセル領域ＡＲ−ＣとＡＲ−Ｄとの間で通信経路を確保できる。
【００４７】
本実施形態においては、各ノードの位置に配置される無線通信端末１０は、各スモールセル領域ＡＲ−Ａ〜ＡＲ−Ｄに相当する狭い範囲の無線通信の他に、全体領域ＡＲＬに相当する広い範囲の無線通信を行う機能も備えている。したがって、必ずしも上記の共通のノードを設けなくても、全体領域ＡＲＬの内側の全てのノードが互いに無線通信することが可能である。
【００４８】
＜ネットワークの設計方法＞
図２に示したような通信ネットワークを実際に設計する場合には、例えば図１に示した無線通信端末１０−１〜１０−１７を複数のグループに区分して、各々のグループを、例えば図２に示したスモールセル領域ＡＲ−Ａ〜ＡＲ−Ｄのいずれかに対応付ける。そして、隣接する複数のスモールセル領域ＡＲ−Ａ〜ＡＲ−Ｄを互いに接続するようにネットワークを構成する。複数のスモールセル領域間の接続関係は予め決めておく。また、複数のスモールセル領域に跨がるノードを１つ以上含めるようにグループを作成することが望ましい。そして、スモールセル領域ＡＲ−Ａ〜ＡＲ−Ｄの各々について、セル内のみで経路設計を行う。セル内の経路設計については、例えば「ダイナミックルーティング」の手順を用いることにより自動的に処理することができる。
【００４９】
＜ネットワーク上の一般的な通信動作例＞
図２に示した通信ネットワークにおいて、送信元のノードＮＡ−１からノードＮＤ−２を宛先としてデータを送信する場合を想定した一般的な動作例について、以下に説明する。但し、本実施形態のシステムの場合には、以下に示した動作とは異なる特別な動作を行うことができる。これについては後で説明する。
【００５０】
１．ノードＮＡ−１では、宛先がノードＮＤ−２の通信なので、自セルであるスモールセル領域ＡＲ−Ａから、ＡＲ−Ｂ、ＡＲ−Ｃを経由して宛先を含むスモールセル領域ＡＲ−Ｄに繋がることを確認する。ここで、スモールセル領域ＡＲ−Ａ、ＡＲ−Ｂ、ＡＲ−Ｃ、ＡＲ−Ｄの間のつながりが固定である場合には、例えば所定のテーブルに保持してある情報を参照することで、つながりを確認できる。なお、スモールセル領域ＡＲ−Ａ、ＡＲ−Ｂ、ＡＲ−Ｃ、ＡＲ−Ｄの間のつながりが可変の場合には、例えば定期的に最新の状態を把握してテーブルに反映するように制御すればよい。
【００５１】
２．宛先のノードを含むスモールセル領域ＡＲ−Ｄまでデータを転送するためには、まず自セルに隣接するスモールセル領域ＡＲ−Ｂにデータを送る必要があるので、ノードＮＡ−１から、２つのスモールセル領域ＡＲ−Ａ、ＡＲ−Ｂを跨ぐ位置に存在するノードＮＡ−３までの通信経路を作成する。具体的には、送信元のノードＮＡ−１の動作を契機として、スモールセル領域ＡＲ−Ａ内で「ダイナミックルーティング」の手順が実行され、このセル内における各ノードの接続が確認され、通信に利用可能な適切な経路が自動的に作成される。
【００５２】
３．上記の処理により作成した経路に従い、スモールセル領域ＡＲ−Ａ内の各ノードが、ノードＮＡ−１の出力した送信データをノードＮＡ−３まで転送する。
【００５３】
４．ここで、ノードＮＡ−３がノードＮＢ−１と共通であるので、ノードＮＢ−１が受け取った送信データに基づき、スモールセル領域ＡＲ−Ｂ内で、上記「２．」「３．」と同様の動作を行う。これにより、スモールセル領域ＡＲ−Ｂ内でノードＮＢ−１からノードＮＢ−４までの経路が作成され、この経路を利用して、ノードＮＢ−１の送信データがノードＮＢ−４まで転送される。
【００５４】
５．また、ノードＮＢ−４がノードＮＣ−１と共通であるので、ノードＮＣ−１が受け取った送信データに基づき、スモールセル領域ＡＲ−Ｃ内で、上記「２．」「３．」と同様の動作を行う。これにより、スモールセル領域ＡＲ−Ｃ内でノードＮＣ−１からノードＮＣ−４までの経路が作成され、ノードＮＣ−１の送信データがノードＮＣ−４まで転送される。
【００５５】
６．また、ノードＮＣ−４がノードＮＤ−１と共通であるので、ノードＮＤ−１が受け取った送信データに基づき、スモールセル領域ＡＲ−Ｄ内で、「ダイナミックルーティング」の手順が実行され、このセル内における各ノードの接続が確認され、通信に利用可能な適切な経路が自動的に作成される。この経路に基づき、スモールセル領域ＡＲ−Ｄ内でノードＮＤ−１から宛先のノードＮＤ−２までの経路を特定し、ノードＮＤ−１の送信データがノードＮＤ−２まで転送される。
【００５６】
なお、宛先のノードが送信元のノードに向けてデータを返信する場合には、送信元から宛先にデータを送信する場合と同一の経路を利用して逆方向に向かってデータを伝送する。また、各セル内で上記の経路を作成するための処理を事前に行い、その結果得られた情報を各ノードが保持しておくこともできる。その場合には、実際の送信データを転送する際に、上記の経路を作成するための所要時間が大幅に短縮される。
【００５７】
図２に示したような通信ネットワークにおいては、多数のノードを必要に応じて利用できるので、様々な経路を選択的に利用してデータの送信元から送信先（宛先）までの通信経路を確保することが可能である。しかし、通信可能な相手ノードの数が多いので、経路を探索する際や、実際にデータを伝送する際の効率が低下する。すなわち、通信経路が確定していない状態で経路の探索を実施する時には、実際には使えない経路の相手ノードに対してもパケット等の信号をそれぞれ送信する必要があるため、相手ノードの数が増えると無駄なトラフィックが増えてネットワーク上の通信処理の負荷が増大し、信号の伝送遅延時間が増大する。また、通信経路が確定した後においても、この通信経路上で信号を中継するノードの数が増えるので、信号の伝送遅延時間が増大する。
【００５８】
しかし、本実施形態のシステムにおいては、各無線通信端末１０が各スモールセル領域ＡＲ−Ａ〜ＡＲ−Ｄの範囲内で無線通信する機能の他に、全体領域ＡＲＬの範囲で無線通信する機能も備えている。したがって、例えばスモールセル領域ＡＲ−Ａ内のノードＮＡ−１が、スモールセル領域ＡＲ−Ｄ内のノードＮＤ−２を宛先としてデータを送信する場合に、スモールセル領域ＡＲ−Ａ内からスモールセル領域ＡＲ−Ｄ内の各ノードとの間で直接無線送信することも可能である。この機能を利用して通信経路を適切に変更すると、送信元と宛先との間の経路における中継回数が減り、送信データの遅延時間が短縮される。また、ネットワーク上に発生するトラフィックも減らすことができる。
【００５９】
＜無線通信端末の構成例＞
本発明の実施形態の車両用無線通信システムが使用する１つの無線通信端末１０の構成例を図３に示す。図３に示した無線通信端末１０は、広域通信モジュール２１、狭域通信モジュール２２、通信成功判別機能２３、受信宛先判別機能２４、受信データ出力機能２５、出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）２６、入力インタフェース２７、通信データ作成機能２８、送信宛先判別機能２９、優先度判別機能３０、ルート検出・構築機能３１、アンテナ３２および３３を備えている。
【００６０】
また、広域通信モジュール２１は広域無線受信機能２１ａおよび広域無線送信機能２１ｂを含み、狭域通信モジュール２２は狭域無線受信機能２２ａおよび狭域無線送信機能２２ｂを含んでいる。
【００６１】
なお、図３に示した無線通信端末１０の各機能は、専用のハードウェアを用いて構成することもできるし、マイクロコンピュータを含む必要最小限のハードウェアとこのマイクロコンピュータが実行するソフトウェアとを用いて実現することもできる。
【００６２】
広域無線受信機能２１ａおよび広域無線送信機能２１ｂは、車両内の全体をカバーし、例えば図１に示した全体領域ＡＲＬの範囲内のどこでも中継なしに、送信元の端末と宛先の端末との間で直接無線通信ができるような特性を有する無線通信形式で無線信号の受信および送信を行う機能を有している。具体的には、通信系路上に障害物があっても電波回折などにより、送信した電波が目的の端末まで届きやすい通信形式を用いる。また、全体領域ＡＲＬのどこにでも電波が届くように、広域無線送信機能２１ｂの送信出力は比較的大きく定める。
【００６３】
一方、狭域無線受信機能２２ａおよび狭域無線送信機能２２ｂは、全体領域ＡＲＬよりも小さい範囲、例えば図１に示したスモールセル領域ＡＲＳ１〜ＡＲＳ３のいずれかに限定した領域内の端末間で無線信号の受信および送信を行う機能を有している。狭域無線受信機能２２ａおよび狭域無線送信機能２２ｂが採用する無線通信形式は、広域無線受信機能２１ａ、広域無線送信機能２１ｂとは異なり、スモールセルに適した特性のものとする。すなわち、小さなエリア内で確実に通信できるように干渉牲能を高めたり、高速通信を行うのに適した通信形式を用いる。また、狭域無線通信の通信エリアは広域無線通信よりも狭いので、狭域無線送信機能２２ｂの送信出力は広域無線送信機能２１ｂよりも小さく制限される。
【００６４】
通信成功判別機能２３は、広域無線受信機能２１ａ又は狭域無線受信機能２２ａの受信データから、その通信が成功しているのか否かを判別する。
受信宛先判別機能２４は、広域無線受信機能２１ａ又は狭域無線受信機能２２ａから入力された受信データが自端末宛であるか否かを判別する。
【００６５】
受信データ出力機能２５は、無線通信により受信したデータが、自端末宛データであれば、このデータを出力インタフェース２６を経由して外部へ出力する。例えば、自車両に搭載された電子制御モジュール（ＥＣＵ）などの機器が出力インタフェース２６と接続され、このＥＣＵ上で動作するアプリケーションソフトウェアなどに対して、受信データが渡される。
【００６６】
入力インタフェース２７には、データを出力可能な様々な車載機器を接続することが可能である。例えば、ドアスイッチ、窓開閉スイッチ、ホーン、ラジオスイッチ、シートベルトセンサ、ステアリングセンサ、ワイパスイッチのような電装品の状態を表すデータを出力する機器が必要に応じて入力インタフェース２７と接続される。
【００６７】
通信データ作成機能２８は、車載機器から入力インタフェース２７を経由してこの無線端末へ入力されたデータに基づき、通信に必要な情報を付加して、通信データを生成する。例えば、図７に示すようなフレーム構成の通信データを通信データ作成機能２８が作成する。図７に示したフレーム構成の信号は、送信元アドレスＡｓ１、送信先アドレスＡｒ１、送信元アドレスＡｓ２、送信先アドレスＡｒ２、データ種別ｋ１、データＤ、およびエラーチェックコードを含んでいる。
【００６８】
送信元アドレスＡｓ２にはデータ送信要求が発生したノードのアドレスが格納され、送信先アドレスＡｒ２には、データ送信の目的ノード（宛先）のアドレスが格納される。また、送信元アドレスＡｓ１および送信先アドレスＡｒ１には、実際の通信の送信元および送信先ノードのアドレスがそれぞれ格納される。また、送信元が送信するデータの本体はデータＤに格納される。データ種別ｋ１は、例えばデータＤを送出した車載機器の種類やＩＤなどの情報を表す。
【００６９】
送信宛先判別機能２９は、通信データ作成機能２８から入力される通信データに基づいてそのデータの送信先を決定する。
【００７０】
優先度判別機能３０は、入力された通信データと送信宛先判別機能２９が判別した送信先の情報を基に、通信データの優先度を決定する。また、決定した通信データの優先度に基づいて、この通信データの送信に用いる通信手段として、広域無線通信と狭域無線通信とのいずれか一方を優先度判別機能３０が選択する。詳細については後述する。
【００７１】
ルート検出・構築機能３１は、優先度判別機能３０が狭域無線通信を選択した場合に、通信データの宛先情報から無線通信経路を決定する。なお、自端末のノードが所属しているスモールセル内で利用可能な経路については、事前に定めておくこともできるし、例えば「ダイナミックルーティング」により自動的に決定することもできる。
【００７２】
アンテナ３２は、広域無線受信機能２１ａおよび広域無線送信機能２１ｂと接続されている。アンテナ３３は、狭域無線受信機能２２ａおよび狭域無線送信機能２２ｂと接続されている。すなわち、広域通信モジュール２１が広域無線通信を行う場合には広域無線通信に適したアンテナ３２を使用し、狭域通信モジュール２２が狭域無線通信を行う場合には狭域無線通信に適したアンテナ３３を使用する。
【００７３】
＜無線通信端末１０の特徴的な動作の説明＞
＜データ優先度の決定＞
各ノード位置の無線通信端末１０におけるデータ優先度決定処理の概要を図４に示す。すなわち、送信対象のデータが受信宛先判別機能２４又は送信宛先判別機能２９から優先度判別機能３０に入力された場合に、図４に示したデータ優先度決定処理を優先度判別機能３０が実行する。図４の動作について以下に説明する。
【００７４】
優先度判別機能３０は、入力された送信対象データの種別ｋ１をＳ１１で特定する。この種別ｋ１は、例えばドアスイッチ、窓開閉スイッチ、ホーン、ラジオスイッチ、シートベルトセンサ、ステアリングセンサ、ワイパスイッチなどのように、送信対象データに対応する車載機器を特定可能な情報とすることが想定される。
【００７５】
実際には、通信データ作成機能２８が作成する通信データや、広域無線受信機能２１ａ又は狭域無線受信機能２２ａが受信した通信データに、図７に示すようにデータ種別ｋ１の情報が含まれているので、この通信データから種別ｋ１を特定できる。
【００７６】
また、優先度判別機能３０は入力された送信対象データの宛先ｋ２をＳ１２で特定する。受信宛先判別機能２４又は送信宛先判別機能２９から優先度判別機能３０に入力される通信データには、図７に示すように「送信先アドレスＡｒ２」として送信先（宛先）のノードを表す情報が含まれている。したがって、優先度判別機能３０は入力された通信データから宛先ｋ２の情報を抽出し取得できる。
【００７７】
優先度判別機能３０は、例えば予め用意された優先度テーブルＴＢ１を参照することができる。本実施形態では、優先度テーブルＴＢ１は、データ種別ｋ１および宛先ｋ２の様々な組合せのそれぞれについて、事前に定めた優先度の情報を保持している。
【００７８】
そこで、優先度判別機能３０はＳ１１で特定した種別ｋ１およびＳ１２で特定した宛先ｋ２をパラメータとして優先度テーブルＴＢ１を参照し、ｋ１、ｋ２の組合せに対応する優先度Ｐｘを、Ｓ１３で優先度テーブルＴＢ１から取得する。つまり、データの種別と宛先の情報に基づき、該当する通信データに対する適切な優先度Ｐｘを決定する。
【００７９】
＜送信処理の概要＞
各ノード位置の無線通信端末１０における送信処理の概要を図５に示す。すなわち、各無線通信端末１０がインタフェース２７から入力される送信要求に従い、インタフェース２７に入力されるデータを無線信号として他ノードの端末に送信する際に、該当する送信対象データの優先度を判別するために、優先度判別機能３０が図５に示した送信処理（Ｓｅｎｄ）を実行する。
【００８０】
ステップＳ２１では、優先度判別機能３０が送信対象の通信データの優先度Ｐｘを、事前に定めた優先度基準値Ｐｒと比較する。ここで、通信データの優先度Ｐｘは図４のＳ１３で決定した値である。
【００８１】
通信データの優先度Ｐｘが優先度基準値Ｐｒよりも大きい場合には、優先度判別機能３０はこの通信データの送信に用いる無線通信手段として、広域通信モジュール２１をＳ２２で選択する。
【００８２】
通信データの優先度Ｐｘが優先度基準値Ｐｒ以下の場合には、優先度判別機能３０はこの通信データを狭域無線通信で送信する場合の通信経路を特定するために、Ｓ２３でルート検出・構築機能３１に対して指示を与える。ルート検出・構築機能３１は、優先度判別機能３０の指示に従い、該当する通信データを指定された宛先まで届けるのに適した通信経路を求める。また、優先度判別機能３０は、該当する通信データの送信に用いる無線通信手段として、狭域通信モジュール２２をＳ２４で選択する。
【００８３】
＜送信の場合の動作例＞
車両においては、運転の安全性を確保することが非常に重要であるので、例えば車両の操舵と関連のあるステアリングセンサが出力するデータに対しては通常は高い優先度が割り当てられる。したがって、このようなデータを無線通信端末１０が送信しようとする場合には、図５のＳ２１の条件（Ｐｘ＞Ｐｒ）を満たすことになり、Ｓ２２が実行される。つまり、広域通信モジュール２１を使用して通信データを無線送信する。
【００８４】
この場合、入力インタフェース２７から入力されるデータに基づいて、通信データ作成機能２８で通信データが生成される。この通信データは、送信宛先判別機能２９を通って優先度判別機能３０に入力される。そして、優先度判別機能３０がＳ２２で広域無線通信を選択するので、通信データは優先度判別機能３０から広域無線送信機能２１ｂを通り、アンテナ３２から電波として送信される。
【００８５】
ここで、広域通信モジュール２１の通信範囲は全体領域ＡＲＬであるので、送信元と宛先のノード間距離の大小とは無関係に、中継なしに１回の無線通信だけで、送信元から宛先にデータを届けることが可能である。したがって、無線通信に伴って発生するデータの伝送遅延時間を最小限にできる。
【００８６】
一方、パワーウィンドウなどの機器の動作は運転の安全性とは直接関係がないので、このような機器のデータに対しては通常は低い優先度が割り当てられる。したがって、このようなデータを無線通信端末１０が送信しようとする場合には、図５のＳ２１の条件（Ｐｘ＞Ｐｒ）を満たさないことになり、Ｓ２３、Ｓ２４が実行される。つまり、ルート検出・構築機能３１で適切な経路を選択し、狭域通信モジュール２２を使用して通信データを無線送信する。
【００８７】
この場合、入力インタフェース２７から入力されるデータに基づいて、通信データ作成機能２８で通信データが生成される。この通信データは、送信宛先判別機能２９を通って優先度判別機能３０に入力される。そして、優先度判別機能３０がＳ２４で狭域無線通信を選択するので、通信データは優先度判別機能３０からルート検出・構築機能３１および狭域無線送信機能２２ｂを通り、アンテナ３３から電波として送信される。
【００８８】
ここで、狭域通信モジュール２２の通信範囲はスモールセル領域ＡＲＳ１〜ＡＲＳ３のいずれかのように比較的小さいので、送信元と宛先のノードが隣接した位置に存在する場合以外は、他のノードで通信の中継を行う必要がある。また、送信元と宛先のノード間の距離が大きい場合には、複数のスモールセル領域ＡＲＳ１〜ＡＲＳ３を跨ぐような経路を利用して通信を中継することになり、中継回数が増えて遅延時間が増大する。また、ネットワーク上に送出されるトラフィック量が増えると、各ノードにおける通信の待ち時間も増えることになり、無線通信に伴って発生するデータの伝送遅延時間が更に増大する可能性がある。
【００８９】
ただし、狭域通信モジュール２２の通信範囲は狭いことから、データ送信時に干渉を受けるノード数は、広域通信モジュール２１により送信する場合よりも少なくなる。したがって、広域通信モジュール２１を利用して送信する通信データは、運転の安全性と関係のある通信データなど他のデータ送信よりもできるだけ優先して送信されるべき通信データが選ばれる。
【００９０】
＜受信処理の概要＞
各ノード位置の無線通信端末１０における受信処理の概要を図６に示す。すなわち、他ノードの無線通信端末１０から送信された電波を自ノードの無線通信端末１０が受信し、通信に成功した場合に、無線通信端末１０内の各機能が図６の受信処理（Ｒｅｃｖ）を実行する。
【００９１】
受信宛先判別機能２４は、広域無線受信機能２１ａ又は狭域無線受信機能２２ａが受信した受信データの宛先（図７の送信先アドレスＡｒ２）と自ノードのアドレスとを比較し、この受信データが自ノード宛てか他ノード宛てかをＳ３１で判別する。
【００９２】
無線通信端末１０が自ノード宛てのデータを受信した場合には、この受信データを受信データ出力機能２５がデータ処理する。すなわち、受信データ出力機能２５は図７に示すようなフレームの中からデータＤを抽出し、これを出力インタフェース２６に接続された車載機器のアプリケーションソフトウェアなどに渡す。
【００９３】
無線通信端末１０が他ノード宛てのデータを受信した場合には、このデータの優先度Ｐｘを図４と同様の処理により優先度判別機能３０が特定する。更に、優先度判別機能３０は受信データの優先度Ｐｘと優先度基準値ＰｒとをＳ３３で比較する。ここで、受信データの優先度Ｐｘは受信したフレーム（図７参照）に含まれているデータ種別ｋ１に基づき図４のＳ１３と同様の処理により決定した値である。
【００９４】
受信データの優先度Ｐｘが優先度基準値Ｐｒよりも大きい場合には、優先度判別機能３０はこの受信データを他ノードへ中継するための送信に用いる無線通信手段として、広域通信モジュール２１をＳ３４で選択する。
【００９５】
受信データの優先度Ｐｘが優先度基準値Ｐｒ以下の場合には、優先度判別機能３０はこの受信データを狭域無線通信で送信する場合の通信経路を特定するために、Ｓ３５でルート検出・構築機能３１に対して指示を与える。ルート検出・構築機能３１は、優先度判別機能３０の指示に従い、該当する受信データを指定された宛先まで中継して届けるのに適した通信経路を求める。また、優先度判別機能３０は、該当する受信データの送信に用いる無線通信手段として、狭域通信モジュール２２をＳ３６で選択する。
【００９６】
＜受信の場合の動作例＞
データの送信要求が発生した送信元ノードの無線通信端末１０が広域通信モジュール２１を利用し、全体領域ＡＲＬの範囲に通信データの電波を送信した場合であっても、この電波が宛先ノードの無線通信端末１０に直接届く場合と、中継が必要な場合とが生じうる。送信元ノードが送信した電波が宛先ノードに直接届いた場合には、この宛先ノードの無線通信端末１０において図６のＳ３１、Ｓ３２が実行されるので、この無線通信端末１０から宛先の車載機器に受信データを渡すことができる。
【００９７】
送信元ノードの無線通信端末１０が送信した電波が宛先ノードの無線通信端末１０に直接届かなかった場合には、他のノードの無線通信端末１０が宛先ノードの代わりにこの電波を受信してそのデータを中継する。中継する無線通信端末１０は、受信したデータについて、図６のＳ３３で優先度Ｐｘと優先度基準値Ｐｒとを比較した結果に応じて広域通信モジュール２１および狭域通信モジュール２２のいずれか一方を中継送信用に選択する。  すなわち、送信元ノードが広域通信モジュール２１を用いて送信した場合には、他のノードが中継する場合にも広域通信モジュール２１を用いてＳ３４でデータを送信する。また、送信元ノードが狭域通信モジュール２２を用いて送信した場合には、他のノードが中継する場合にも狭域通信モジュール２２を用いてＳ３６でデータを送信する。なお、後述するように、各ノードが宛先までの距離を把握している場合には、距離に応じて広域無線通信と狭域無線通信とを選択するようにしてもよい。この場合には、例えば宛先までの距離が短くこれ以上の中継が不要であることが確実なことを条件に狭域無線通信が行われるようになる。
【００９８】
＜データ優先度決定に関する変形：変形例−１＞
図４に示したデータ優先度決定処理の変形例を図８に示す。すなわち、送信対象のデータが受信宛先判別機能２４又は送信宛先判別機能２９から優先度判別機能３０に入力された場合に、図８に示したデータ優先度決定処理を優先度判別機能３０が実行する。図８の動作について以下に説明する。
【００９９】
車両においては、運転の安全性を確保することが非常に重要であるので、例えば車両の操舵と関連のあるステアリングセンサが出力するデータに対しては通常は高い優先度が割り当てられる。また、例えばパワーウインドウのスイッチが出力するデータは、車両の運転と直接の関連がないので、通常は低い優先度が割り当てられる。したがって、通常はステアリングセンサの通信データの優先度Ｐｘは、パワーウインドウのスイッチの通信データと比べて高くなる。
【０１００】
一方、自車両が交通事故に遭遇し乗員が車両内から脱出する必要があるような緊急時においては、運転の安全性よりも、脱出を容易にすることが重要になる。したがって、状況によってはパワーウインドウのスイッチの通信データの優先度Ｐｘを、ステアリングセンサの通信データの優先度よりも高くした方がよい場合もある。
【０１０１】
そこで、図８に示したデータ優先度決定処理においては、状況に応じて使い分けできるように、通常走行用の優先度テーブルＴＢ２と、緊急用の優先度テーブルＴＢ３とを個別に予め用意してある。
【０１０２】
すなわち、通常走行用の優先度テーブルＴＢ２においては、例えばステアリングセンサの通信データの優先度Ｐｘがパワーウインドウのスイッチの通信データと比べて高くなるようなデータが事前に登録してある。また、緊急用の優先度テーブルＴＢ３においては、例えばパワーウインドウのスイッチの通信データの優先度Ｐｘがステアリングセンサの通信データの優先度よりも高くなるようなデータが事前に登録してある。
【０１０３】
無線通信端末１０の優先度判別機能３０は、自車両の現在の状態を表す情報をＳ４１で取得し、その状態に応じて優先度テーブルＴＢ２、ＴＢ３のいずれかをＳ４２で選択する。例えば、車両のエアバッグが作動した場合や、大きな加速度を検出し、且つ自車両が停止しているような状況であれば、緊急時とみなして優先度判別機能３０が優先度テーブルＴＢ３を選択する。緊急時でなければ、優先度テーブルＴＢ２を選択する。
【０１０４】
また、図８のＳ４５では、優先度判別機能３０はＳ４２で選択した優先度テーブルＴＢ２又はＴＢ３を利用し、データの種別ｋ１および宛先ｋ２に基づいて優先度Ｐｘを決定する。
【０１０５】
＜送信処理に関する変形：変形例−２＞
図５に示した送信処理の変形例を図９に示す。すなわち、各無線通信端末１０がインタフェース２７から入力される送信要求に従い、インタフェース２７に入力されるデータを無線信号として他ノードの端末に送信する際に、該当する送信対象データの優先度を判別するために、優先度判別機能３０が図９に示した送信処理（Ｓｅｎｄ）を実行する。
【０１０６】
図９の送信処理においては、同時に複数の送信要求が発生したか否かをＳ５１で識別する。そして、同時に複数の送信要求が発生した場合には、次のＳ５２で複数の送信要求の処理順序を各データの種別ｋ１に応じて決定する。つまり、複数のデータの中で優先すべきデータ（例えば許容可能な遅延時間が短いデータ）を先に処理するように処理の順序を決める。
【０１０７】
また、優先度Ｐｘを識別する前に、Ｓ５３で宛先ｋ２の距離の大きさを例えば所定の閾値と比較して近いか否かを識別する。そして、距離が近い場合にはＳ５３からＳ５６、Ｓ５７に進み、狭域無線通信を選択する。
【０１０８】
宛先ｋ２の距離が近くない場合は、次のＳ５４で優先度Ｐｘを参照し、図５の送信処理の場合と同様に、優先度Ｐｘに応じて広域無線通信と狭域無線通信のいずれかを選択する（Ｓ５５、Ｓ５７）。
【０１０９】
なお、例えば図９のＳ５３を省略し、その代わりに図４のＳ１３で優先度Ｐｘを決定する際に、宛先ｋ２の距離が近い場合には優先度Ｐｘを低くするように処理してもよい。その場合も、図９の処理と同様に宛先ｋ２の距離が近い場合に、狭域無線通信が選択される。また、図９に示した各ステップＳ５１〜Ｓ５３と同じ処理を、図６に示した受信処理のＳ３１とＳ３３の間に追加してもよい。これにより、データを中継する際にも図９と同様の動作を行うことができる。
【０１１０】
＜車両用無線通信システムの変形の可能性＞
なお、図３に示した無線通信端末１０は、送信対象データの種別や優先度に応じて広域通信モジュール２１と狭域通信モジュール２２との切替を行ったり、通信形式の切替を行っているが、更に、通信相手の方向に合わせてアンテナ３２および３３の指向性を切り替えるように制御してもよい。
【０１１１】
また、狭域通信モジュール２２を用いて狭域無線通信を行う場合の送信元と宛先との間の通信経路の選択については、既存の様々な技術を利用することが考えられる。また、例えば特許文献３に示されている技術を利用して通信経路を選択してもよい。
【０１１２】
なお、図３に示した無線通信端末１０の構成においては、通信データ作成機能２８の作成した通信データに対して送信宛先判別機能２９の処理を行った後で、優先度判別機能３０の処理を行っているが、順番を逆にして、優先度判別機能３０の処理を行ってから送信宛先判別機能２９の処理を行ってもよい。
【０１１３】
なお、広域通信モジュール２１の通信形式の具体例としては、狭帯域特性を有する通信形式を採用することが想定され、狭域通信モジュール２２の通信形式の具体例としては、広帯域特性を有する通信形式を採用することが想定される。但し、このような通信形式は必要に応じて適宜変更される。
【０１１４】
＜変形例−３＞
図５に示した送信処理の変形例を図１０に示す。すなわち、各無線通信端末１０がインタフェース２７から入力される送信要求に従い、インタフェース２７に入力されるデータを無線信号として他ノードの端末に送信する際に、図１０に示した送信処理（Ｓｅｎｄ）が実行される。
【０１１５】
図１０の送信処理においては、優先度判別機能３０は、自車両の現在の状態を表す情報をＳ６１で取得する。Ｓ６１で取得する情報の中には、自車両の事故発生、すなわち衝突検知を表す情報も含まれる。例えば、エアバッグが作動するような大きな加速度を検知した場合には、これを自車両の衝突検知とみなして処理する。
【０１１６】
なお、自車両に搭載されているいずれかの車載機器が自車両の衝突を検知した場合には、その情報を全ての無線通信端末１０が共有できるようにする。例えば、衝突を検知した車載機器に接続された無線通信端末１０が、この情報を他の全ての無線通信端末１０に向けてブロードキャストで送信する。
【０１１７】
通信データ作成機能２８は、入力インタフェース２７から入力された入力データに通信に必要な情報を付加して、送信対象の通信データを作成する（Ｓ６２）。
送信宛先判別機能２９は、通信データ作成機能２８が作成した通信データから、その送信先を決定する（Ｓ６３）。
【０１１８】
優先度判別機能３０は、送信宛先判別機能２９から入力される通信データに対して、例えば図４又は図８に示した処理を実行することにより、優先度Ｐｘを決定する（Ｓ６４）。また、Ｓ６１で衝突検知状態を把握しているような場合には、乗員が車外へ脱出するために必要な窓やドアの開閉など、命の危険に関わるボタン等の操作情報については、通信データの優先度Ｐｘを最高にして、優先度基準値Ｐｒを上回るようにする。
【０１１９】
優先度判別機能３０は、Ｓ６１で取得した情報に基づき、緊急度の高い状態か否かをＳ６５で識別する。例えば、Ｓ６１で衝突検知状態を把握しているような緊急時にはＳ６５からＳ６７に進む。緊急度の低い状態であればＳ６５からＳ６６に進む。
【０１２０】
優先度判別機能３０は、Ｓ６４で決定した通信データの優先度Ｐｘを優先度基準値Ｐｒと比較し（Ｓ６６）、「Ｐｘ＞Ｐｒ」であればＳ６７に進み、「Ｐｘ≦Ｐｒ」であればＳ６８に進む。
【０１２１】
Ｓ６８では、ルート検出・構築機能３１が、狭域無線通信による宛先までの通信経路（通信ルート）を検出する。宛先まで狭域無線通信で通信できる状態であればＳ６８からＳ６９に進む。
【０１２２】
一方、無線機器の故障発生などに起因して宛先までの通信経路を確保できない状態であれば、ルート検出・構築機能３１の「通信可否判定」機能が緊急度が高い状態とみなしてＳ６８からＳ６７に進む。
【０１２３】
例えば、宛先までの通信経路上で、送信した通信データに対する肯定応答（ＡＣＫ）が一定時間以内に返ってこないような場合には、通信経路の生成に失敗したものとみなす。あるいは、狭域無線通信を行う無線通信端末１０同士の間で、一定の時間周期でビーコン信号の送受信を行うように規定しておき、ビーコン信号を一定期間受信できない状態であれば、該当する通信経路は通信不可能とみなす。
【０１２４】
したがって、自車両の衝突検知状態のような緊急時である場合、通信データの優先度Ｐｘが優先度基準値Ｐｒを超える場合、および故障等に起因して狭域無線通信で通信経路を確保できない場合に、広域通信モジュール２１によりＳ６７で広域無線通信が実行される。
【０１２５】
また、緊急時以外で、通信データの優先度Ｐｘが優先度基準値Ｐｒ以下であり、且つ狭域無線通信で通信経路を確保できる状態であれば、狭域通信モジュール２２によりＳ６９で狭域無線通信が実行される。
【０１２６】
図６に示した受信処理の変形例を図１１に示す。すなわち、他ノードの無線通信端末１０から送信された電波を自ノードの無線通信端末１０が受信した場合に、無線通信端末１０内の各機能が図１１の受信処理（Ｒｅｃｖ）を実行する。
通信成功判別機能２３は、狭域無線受信機能２２ａ又は広域無線受信機能２１ａが、他ノードの無線通信端末１０から電波により送信された通信データの受信に成功したか否かをＳ７１で識別し、成功の場合にＳ７２に進む。
【０１２７】
受信宛先判別機能２４は、狭域無線受信機能２２ａ又は広域無線受信機能２１ａの受信した通信データの宛先が自ノードか否かをＳ７２で識別する。自ノード宛ての通信データを受信した場合はＳ７３に進み、受信データ出力機能２５がデータ処理を行い、その結果を出力インタフェース２６を介してアプリケーションソフトウェアに渡す。
【０１２８】
他ノード宛ての通信データを受信した場合は、それを中継処理するためにＳ７４に進む。その場合は、優先度判別機能３０が図１０のＳ６１と同様に、自車両の現在の状態を表す情報を取得する（Ｓ７４）。また、優先度判別機能３０が中継する通信データの優先度Ｐｘを決定する（Ｓ７５）。
【０１２９】
優先度判別機能３０は、Ｓ７４で取得した情報に基づき、緊急度の高い状態か否かをＳ７６で識別する。例えば、Ｓ７４で衝突検知状態を把握しているような緊急時にはＳ７６からＳ７８に進む。緊急度の低い状態であればＳ７６からＳ７７に進む。
【０１３０】
優先度判別機能３０は、Ｓ７５で決定した通信データの優先度Ｐｘを優先度基準値Ｐｒと比較し（Ｓ７７）、「Ｐｘ＞Ｐｒ」であればＳ７８に進み、「Ｐｘ≦Ｐｒ」であればＳ７９に進む。
【０１３１】
Ｓ７９では、ルート検出・構築機能３１が、狭域無線通信による宛先までの通信経路（通信ルート）を検出する。宛先まで狭域無線通信で通信できる状態であればＳ７９からＳ８０に進む。また、無線機器の故障発生などに起因して宛先までの通信経路を確保できない状態であれば、ルート検出・構築機能３１の「通信可否判定」機能が緊急度が高い状態とみなしてＳ７９からＳ７８に進む。
【０１３２】
したがって、各無線通信端末１０が通信データを中継する場合にも、自車両の衝突検知状態のような緊急時である場合、通信データの優先度Ｐｘが優先度基準値Ｐｒを超える場合、および故障等に起因して狭域無線通信で通信経路を確保できない場合に、広域通信モジュール２１によりＳ７８で広域無線通信が実行される。
【０１３３】
また、緊急時以外で、通信データの優先度Ｐｘが優先度基準値Ｐｒ以下であり、且つ狭域無線通信で通信経路を確保できる状態であれば、狭域通信モジュール２２によりＳ８０で狭域無線通信が実行される。
【０１３４】
なお、図１０の処理においてはＳ６５で緊急時か否かを識別しているが、Ｓ６４で緊急度を優先度Ｐｘに反映する場合には、Ｓ６５を省略しても構わない。その場合は、次のＳ６６の判別により、緊急時に広域無線通信を優先的に選択することができる。図１１の受信処理についても同様である。
【０１３５】
＜車両用無線通信システムの利点＞
以上のように、本発明の実施形態に係る車両用無線通信システムによれば、各無線通信端末１０が通信データの無線送信を行う場合に、データの種別ｋ１やその優先度Ｐｘに応じて広域通信モジュール２１および狭域通信モジュール２２のいずれか一方を選択することになる。したがって、同じ通信相手との間で通信するために、広域通信モジュール２１および狭域通信モジュール２２の両方のリソースを同時に確保する必要はなく、使用していない残りのリソースは、他の通信相手との通信を行う場合に利用できる。つまり、無線通信のための限られたリソースを有効に利用して、効率よく通信できる。また、ネットワークに送出されるトラフィック量を削減できる。
【０１３６】
また、各無線通信端末１０が優先度の高い通信データを送信する場合には、常に広域通信モジュール２１を選択し全体領域ＡＲＬの範囲で無線通信を行うので、無線通信に伴う通信の遅延時間を短縮し、確実に通信品質を上げることができる。
【０１３７】
また、各無線通信端末１０は、通信データの無線送信を行う場合にデータの種別ｋ１やその優先度Ｐｘに応じて広域通信と狭域通信とを切り替えるので、送信元の車載機器におけるアプリケーションソフトウェアの動作を監視する必要はなく、制御が容易になる。
【０１３８】
また、無線通信端末１０が図４に示したデータ優先度決定処理を実行する場合には、送信対象データの種別ｋ１と、その宛先ｋ２との組合せ毎にそれぞれ適切な優先度Ｐｘを割り当てることができる。
【０１３９】
また、無線通信端末１０が図８に示したデータ優先度決定処理を実行する場合には、車両の状況に応じて、例えば緊急時に、各通信データの優先度の高低を適切に切り替えることができる。
【０１４０】
また、各無線通信端末１０が図１０および図１１の処理を実行することにより、衝突など自車両の事故が発生した場合や、車載システムに含まれる一部の無線通信端末１０の故障発生により狭域無線通信で通信経路を確保できないような緊急時に、広域無線通信を自動的に選択できる。これにより、緊急度の高い通信を行う場合に、通信遅延時間を短縮できる。また、緊急度や優先度が低い通信を行う際には、狭域無線通信を選択することにより、多数の無線通信端末１０からそれぞれ送信される電波の干渉や影響を抑制できる。
【０１４１】
ここで、上述した本発明の実施形態に係る車両用無線通信システムの特徴をそれぞれ以下［１］〜［７］に簡潔に纏めて列記する。
［１］  車両上に搭載され、前記車両上で無線通信が可能な広域無線通信機能（広域通信モジュール２１）、および前記広域無線通信機能に比べて無線通信可能な領域が狭い狭域無線通信機能（狭域通信モジュール２２）を有する複数の無線通信端末（１０）を備え、  前記各無線通信端末がデータを送信する場合に、送信対象データの種類（ｋ１）に応じて優先度（Ｐｘ）を特定し、
前記送信対象データの優先度が高い場合は少なくとも前記広域無線通信機能を選択し、前記送信対象データの優先度が低い場合は少なくとも前記狭域無線通信機能を選択して無線通信を行う（図５参照）、
ことを特徴とする車両用無線通信システム。
【０１４２】
［２］  前記各無線通信端末は、送信対象データの種類（ｋ１）に応じた優先度（Ｐｘ）を、状況の変化に対応して切り替える（図８参照）、
ことを特徴とする上記［１］に記載の車両用無線通信システム。
【０１４３】
［３］  前記広域無線通信機能、および前記狭域無線通信機能の各々は送受信機能を含み、
前記各無線通信端末は、受信したデータが自ノード宛てか否かを識別する宛先識別機能（受信宛先判別機能２４）と、自ノード宛て以外の受信データを宛先に向けて無線送信する無線中継機能（優先度判別機能３０：Ｓ３３〜Ｓ３６）とを有し、
前記無線中継機能がデータを送信する場合に、送信対象データの種類に応じて優先度（Ｐｘ）を特定し、前記送信対象データの優先度が高い場合は少なくとも前記広域無線通信機能を選択し、前記送信対象データの優先度が低い場合は少なくとも前記狭域無線通信機能を選択して無線通信を行う、
ことを特徴とする上記［１］又は［２］に記載の車両用無線通信システム。
【０１４４】
［４］  前記広域無線通信機能は、広域の通信に適した第１の無線通信形式を利用し、
前記狭域無線通信機能は、狭域の通信に適した第２の無線通信形式を利用する、
ことを特徴とする上記［１］乃至［３］のいずれかに記載の車両用無線通信システム。
【０１４５】
［５］  車両上に搭載され、前記車両上で無線通信が可能な広域無線通信機能（広域通信モジュール２１）、および前記広域無線通信機能に比べて無線通信可能な領域が狭い狭域無線通信機能（狭域通信モジュール２２）を有する複数の無線通信端末（１０）を備え、
各前記無線通信端末がデータを送信する場合に、自車両における緊急度の高低を把握すると共に、少なくとも送信対象データの種類の違いを反映した優先度（Ｐｘ）を特定し（Ｓ６４，Ｓ７５）、
前記緊急度および前記優先度に応じて、前記広域無線通信機能および前記狭域無線通信機能の一方を優先的に選択して無線通信を行う（Ｓ６５〜Ｓ６９，Ｓ７６〜Ｓ８０）、
ことを特徴とする車両用無線通信システム。
【０１４６】
［６］  自車両の事故発生を含む緊急時には、各前記無線通信端末がデータを送信する場合に、前記緊急度に基づき前記広域無線通信機能を優先的に選択して無線通信を行う（Ｓ６５，Ｓ６７）、
上記［５］に記載の車両用無線通信システム。
【０１４７】
［７］  各前記無線通信端末がデータを送信する際に、前記狭域無線通信機能の通信により目的の宛先までの通信経路を確保できない場合には、前記緊急度に基づき前記広域無線通信機能を優先的に選択して無線通信を行う（Ｓ６８，Ｓ６７）、
上記［５］に記載の車両用無線通信システム。
【符号の説明】
【０１４８】
１０  無線通信端末
２１  広域通信モジュール
２１ａ  広域無線受信機能
２１ｂ  広域無線送信機能
２２  狭域通信モジュール
２２ａ  狭域無線受信機能
２２ｂ  狭域無線送信機能
２３  通信成功判別機能
２４  受信宛先判別機能
２５  受信データ出力機能
２６  出力インタフェース
２７  入力インタフェース
２８  通信データ作成機能
２９  送信宛先判別機能
３０  優先度判別機能
３１  ルート検出・構築機能
３２，３３  アンテナ
ＴＢ１，ＴＢ２，ＴＢ３  優先度テーブル
Ｐｘ  優先度
Ｐｒ  優先度基準値
ＡＲ−Ａ，ＡＲ−Ｂ，ＡＲ−Ｃ，ＡＲ−Ｄ  スモールセル領域
ＡＲＬ  全体領域
ＡＲＳ１，ＡＲＳ２，ＡＲＳ３  スモールセル領域
Ｃ０１，Ｃ０３，Ｃ０４，Ｃ０５，Ｃ０７  無線通信経路
Ｃ０８，Ｃ０９，Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３，Ｃ１４  無線通信経路
Ｃ１５，Ｃ１６  無線通信経路
ＮＡ−１，ＮＡ−２，ＮＡ−３，ＮＢ−１，ＮＢ−２，ＮＢ−３，ＮＢ−４  ノード
ＮＣ−１，ＮＣ−２，ＮＣ−３，ＮＣ−４，ＮＤ−１，ＮＤ−２，ＮＤ−３  ノード
【図１】
2019126018.tif 000003
【図２】
2019126018.tif 000004
【図３】
2019126018.tif 000005
【図４】
2019126018.tif 000006
【図５】
2019126018.tif 000007
【図６】
2019126018.tif 000008
【図７】
2019126018.tif 000009
【図８】
2019126018.tif 000010
【図９】
2019126018.tif 000011
【図１０】
2019126018.tif 000012
【図１１】
2019126018.tif 000013